ارزیابی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و ریزساختار فرآورده بافت داده شده کینوآ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• الهام قیامی ¹
• آرش کوچکی ¹
• الناز میلانی ²

¹ گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

² پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، جهاد دانشگاهی مشهد، مشهد، ایران

https://doi.org/10.22067/ifstrj.2022.74911.1139

چکیده

آرد کینوآ منبعی سرشار از اسیدآمینه­های ضروری، فیبر غذایی، ویتامین­های گروه ب، آلفاتوکروفرول و املاحی نظیر آهن و مس بوده و جایگزین مناسبی برای توسعه فرآورده‌های بدون گلوتن و بر پایه برنج می‌باشد. بدین منظور اصلاح برخی ویژگی‌های آرد کینوآ با فرایندهای مختلف می‌تواند در جهت بهبود کیفیت و توسعه این قبیل فرآورده‌ها مؤثر باشد. این پژوهش با هدف تأثیر شرایط فرایند اکستروژن شامل رطوبت اولیه خوراک (16 و 24 درصد) و دمای پخت (130، 150 و 170 درجه سانتی‌گراد) بر ویژگی‌های رطوبت، دانسیته توده، شاخص جذب آب، پارامترهای رنگ، سفتی بافت، و ریزساختار فرآورده بافت داده شده کینوا، مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج، افزایش همزمان رطوبت خوراک و دمای فرایند منجر به کاهش معنی‌دار رطوبت نهایی فراورده بافت داده شده کینوآ شد (p<0.05). نمونه فرایند شده در دمای 150 درجه سانتی‌گراد با رطوبت ورودی 16 درصد دارای کمترین میزان دانسیته بود. شاخص جذب آب کلیه نمونه­های اکسترودشده بیشتر از نمونه شاهد بود و این پدیده با افزایش رطوبت اولیه خوراک و دمای پخت، بطرز معنی‌داری تشدید شد (p<0.05). فرآیند اکستروژن با کاهش معنی‌دار پارامتر L* و افزایش پارامترهای a* و b* همراه بود (p<0.05). در حالی‌که افزایش دمای فرآیند منجر به افزایش تغییرات پارامترهای رنگ شد. افزایش رطوبت خوراک ورودی سبب افزایش سفتی بافت فراورده گردید اما همزمان با افزایش دمای پخت؛ سفتی بافت کاهش یافت چنان‌که کمترین میزان سفتی 59/8 نیوتن گزارش شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تجمعات بزرگ‌تر گرانول­های نشاسته در نمونه­های اکسترودشده در مقایسه با نمونه شاهد را نشان دادندکه با افزایش رطوبت خوراک ورودی، ظاهری یکنواخت­تر و صاف­تر به خود گرفتند. در مجموع می‌توان دریافت کاربرد اکستروژن به عنوان فناوری پیش پخت، روشی مطلوب برای بهبود ویژگی‌های عملکردی و تکنولوژیکی آرد کینوآ و توسعه فرآورده‌های بدون گلوتن می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

• اکستروژن
• فرآورده فاقد گلوتن
• کینوآ
• ویژگی‌های عملکردی

موضوعات

• فناوری مواد غذایی

©2023 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source.

مراجع

1. AACC. (2000). Approved methods of the American association of cereal chemists. 54-21.
2. AOAC (1990). Official Methods of Analysis of AOAC. AOAC International, Gaithersberg, MD.
3. Alandia, G., Rodriguez, J.P., Jacobsen, S.E., Bazile, D., & Condori, B. (2020). Global expansion of quinoa and challenges for the Andean region. Global Food Security, 26(September), 100429. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2020.100429
4. Aluwi, N.A., Gu, B.J., Dhumal, G.S., Medina-Meza, I.G., Murphy, K.M., & Ganjyal, G.M. (2016). Impacts of scarification and degermination on the expansion characteristics of select Quinoa varieties during extrusion processing. Journal of Food Science, 81(12), E2939–E2949. https://doi.org/10.1111/1750-3841.13512
5. Ardameh, L., Beiraghi-Toosi, S., & Golimovahed, G. (2019). Effect of extrusion and formulation conditions on physicochemical characteristics of snack based on walnut and corn grits. https://doi.org/10.22104/jift.2019.3505.1841
6. Asare, E.K., Sefa-Dedeh, S., Afoakwa, E.O., Sakyi-Dawson, E., & Budu, A.S. (2012). Extrusion cooking of rice-groundnut-cowpea mixtures - effects of extruder characteristics on nutritive value and physico-functional properties of extrudates using response surface methodology. Journal of Food Processing and Preservation, 36(5), 465–476. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.2011.00605.x
7. Cannas, M., Pulina, S., Conte, P., Del Caro, A., Urgeghe, P.P., Piga, A., & Fadda, C. (2020). Effect of substitution of rice flour with quinoa flour on the chemical-physical, nutritional, volatile and sensory parameters of gluten-free ladyfinger biscuits. Foods, 9(6). https://doi.org/10.3390/foods9060808
8. De Pilli, T., Jouppila, K., Ikonen, J., Kansikas, J., Derossi, A., & Severini, C. (2008). Study on formation of starch-lipid complexes during extrusion-cooking of almond flour. Journal of Food Engineering, 87(4), 495–504. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.12.028
9. Doǧan, H., & Karwe, M.V. (2003). Physicochemical properties of quinoa extrudates. Food Science and Technology International, 9(2), 101–114. https://doi.org/10.1177/1082013203009002006
10. Dura, A., Błaszczak, W., & Rosell, C.M. (2014). Functionality of porous starch obtained by amylase or amyloglucosidase treatments. Carbohydrate Polymers, 101(1), 837–845. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.10.013
11. El-Sohaimy, S.A., Shehata, M.G., Mehany, T., & Zeitoun, M.A. (2019). Nutritional, physicochemical, and sensorial evaluation of flat bread supplemented with Quinoa flour. International Journal of Food Science, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/4686727
12. El Hazzam, K., Hafsa, J., Sobeh, M., Mhada, M., Taourirte, M., Kacimi, K.E.L., & Yasri, A. (2020). An insight into saponins from Quinoa (Chenopodium quinoa Willd): A review. Molecules, 25(5), 1–22. https://doi.org/10.3390/molecules25051059
13. El Khoury, D., Balfour-Ducharme, S., & Joye, I.J. (2018). A review on the gluten-free diet: Technological and nutritional challenges. Nutrients, 10(10), 1–25. https://doi.org/10.3390/nu10101410
14. Gulati, P., Weier, S.A., Santra, D., Subbiah, J., & Rose, D.J. (2016). Effects of feed moisture and extruder screw speed and temperature on physical characteristics and antioxidant activity of extruded proso millet (Panicum miliaceum) flour. International Journal of Food Science and Technology, 51(1), 114–122. https://doi.org/10.1111/ijfs.12974
15. Huang, S., Roman, L., Martinez, M.M., & Bohrer, B.M. (2020). Modification of physicochemical properties of breadfruit flour using different twin-screw extrusion conditions and its application in soy protein gels. Foods, 9(8). https://doi.org/10.3390/foods9081071
16. Jadhav, M.V., & Annapure, U.S. (2013). Effect of extrusion process parameters and particle size of sorghum flour on expanded snacks prepared using different varieties of sorghum (Sorghum bicolour ). Journal of Agricultural Science and Technology. B, 3(2B), 71.
17. Jafari, M., Koocheki, A., & Milani, E. (2017). Effect of extrusion variable on physicochemical properties of extruded sorghum. 1–12. http://fsct.modares.ac.ir/article-1547-7-fa.html
18. Jafari, M., Koocheki, A., & Milani, E. (2017). Effect of extrusion cooking on chemical structure, morphology, crystallinity and thermal properties of sorghum flour extrudates. Journal of Cereal Science, 75, 324–331. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2017.05.005
19. Ji, Y., Ao, Z., Han, J.A., Jane, J.L., & BeMiller, J.N. (2004). Waxy maize starch subpopulations with different gelatinization temperatures. Carbohydrate Polymers, 57(2), 177–190. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2004.04.017
20. Kowalski, J., Medina, Meza Ilce Gabriela Bhim, B.T., Kevin, M.M., & Girish, M.G. (2016). Extrusion processing characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) var. Cherry Vanilla.
21. Lazou, A., & Krokida, M. (2011). Thermal characterisation of corn-lentil extruded snacks. Food Chemistry, 127(4), 1625–1633. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.02.029
22. Liu, Y., Chen, J., Luo, S., Li, C., Ye, J., Liu, C., & Gilbert, R. G. (2017). Physicochemical and structural properties of pregelatinized starch prepared by improved extrusion cooking technology. Carbohydrate Polymers, 175, 265–272. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.07.084
23. Ma, J., Kaori, F., Ma, L., Gao, M., Dong, C., Wang, J., & Luan, G. (2019). The effects of extruded black rice flour on rheological and structural properties of wheat-based dough and bread quality. International Journal of Food Science and Technology, 54(5), 1729–1740. https://doi.org/10.1111/ijfs.14062
24. Mahasukhonthachat, K., Sopade, P.A., & Gidley, M.J. (2010). Kinetics of starch digestion and functional properties of twin-screw extruded sorghum. Journal of Cereal Science, 51(3), 392–401. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.02.008
25. Mazumder, P., Roopa, B.S., & Bhattacharya, S. (2007). Textural attributes of a model snack food at different moisture contents. Journal of Food Engineering, 79(2), 511–516. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.02.011
26. Meng, X., Threinen, D., Hansen, M., & Driedger, D. (2010). Effects of extrusion conditions on system parameters and physical properties of a chickpea flour-based snack. Food Research International, 43(2), 650–658. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.07.016
27. O’Shea, N., Arendt, E., & Gallagher, E. (2014). Enhancing an extruded puffed snack by optimising die head temperature, screw speed and apple pomace inclusion. Food and Bioprocess Technology, 7(6), 1767–1782. https://doi.org/10.1007/s11947-013-1181-x
28. Otondi,A., Nduko, J.M., & Omwamba, M. (2020). Physico-chemical properties of extruded cassava-chia seed instant flour. Journal of Agriculture and Food Research, 2(July), 100058. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2020.100058
29. Sharma, S., Singh, N., & Singh, B. (2015). Effect of extrusion on morphology, structural, functional properties and in vitro digestibility of corn, field pea and kidney bean starches. Starch/Staerke, 67(9–10), 721–728. https://doi.org/10.1002/star.201500021
30. Taverna, L.G., Leonel, M., & Mischan, M.M. (2012). Changes in physical properties of extruded sour cassava starch and quinoa flour blend snacks. Food Science and Technology, 32(4), 826–834. https://doi.org/10.1590/s0101-20612012005000113
31. Xu, X., Luo, Z., Yang, Q., Xiao, Z., & Lu, X. (2019). Effect of quinoa flour on baking performance, antioxidant properties and digestibility of wheat bread. Food Chemistry, 294(December 2018), 87–95. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.05.037