Dobre pieczywo bez glutenu – technologiczne wyzwanie

Skład chemiczny i struktura składników budulcowych surowców naturalnie wysokoskrobiowych uwidacznia się we właściwościach lepkosprężystych utworzonych z nich zawiesin rzadkich (kleiki) i gęstych (ciasta). Ta charakterystyka jest kluczowa w ich dalszym wykorzystaniu w formulacji produktów spożywczych, gdyż odpowiada za tworzenie specyficznych struktur i tekstur żywności, które są decydującymi wyróżnikami jakościowymi produktów spożywczych.

Celiakia i inne gluteno-zależne jednostki chorobowe związane są ze spożyciem alergizujących białek gliandynowych obecnych w niektórych zbożach (pszenica, żyto, jęczmień) i odpowiedzialnych za wywoływanie specyficznych reakcji metabolicznych bezpośrednio lub pośrednio u osób wrażliwych na ich obecność. Jedynym rozwiązaniem dla tych osób jest stałe wyeliminowanie tych zbóż i ich przetworów z diety.

prof. dr hab. Joanna Harasym, wykonawczyni w projekcie, fot. Michał Łepecki Stosowanie diety bezglutenowej nie jest jednak łatwym zadaniem, ponieważ zboża zawierające gluten, zwłaszcza pszenica, są głównymi składnikami popularnych w kulturze zachodniej produktów spożywczych, takich jak chleb, makarony czy pieczywo słodkie. Obecnie rynek produktów GF przeżywa znaczny wzrost, głównie ze względu na wzrost liczby zdiagnozowanych pacjentów unikających glutenu oraz pojawienie się nowej niszy rynkowej dla konsumentów, którzy opcjonalnie unikają glutenu.

Jednak wykorzystanie w wypiekach mąki zbożowej z innych zbóż niż pszenica stanowi wyzwanie technologiczne ze względu na brak strukturalnej sieci tworzonej przez kompleks białek glutenowych. Uzyskanie właściwości lepkosprężystych podobnych do tych, jakie posiadają ciasta z pszenicy, jest niezbędnym warunkiem otrzymania technologicznie istotnych i akceptowalnych sensorycznie wyrobów piekarniczych z receptur bezglutenowych.

Wiadome jest, że termiczna obróbka mąki powoduje zmiany w konformacji białek, aktywności enzymów, rozpuszczalności skrobi, aktywności przeciwutleniającej surowca, a to wszystko skutkuje zmodyfikowanymi charakterystykami lepkospreżystymi kleików i ciast tworzonych z tak wytworzonych mąk.

W projekcie przeanalizowaliśmy wpływ obróbki hydrotermicznej wspomaganej promieniowaniem elektromagnetycznym (mikrofalowym - 2,45 GHz) zmianę właściwości fizykochemicznych dwóch bezglutenowych wysokoskrobiowych surowców roślinnych - gryki (Fagopyrum esculentum Moench) i miłki abisyńskiej (Eragrostis teff).

Celem nadrzędnym projektu badawczego była efektywna modyfikacja funkcjonalnych i fizykochemicznych właściwości mąk naturalnie bezglutenowych. Kluczowym założeniem było wykorzystanie zjawisk modyfikacji czwarto- i trzeciorzędowej konformacji naturalnych polimerów w podwyższonej temperaturze. Umożliwiło to modulowanie właściwości lepkosprężystych składników mąk jedynie czynnikami fizycznymi, bez stosowania związków chemicznych ani dodatków strukturotwórczych typu gumy roślinne. Do efektywnego transportu ciepła wykorzystano promieniowanie mikrofalowe o częstotliwości 2,45 GHz oraz wodę, w której oscylacja dipoli generowała ciepło bezpośrednio w miejscu występowania, a nie na drodze konwekcji. Jednocześnie, istotne było zachowanie specyficznych dla użytego surowca roślinnego wartości odżywczych, zwłaszcza tych, pochodzących substancji polifenolowych i innych przeciwutleniaczy.

prof. dr hab. Joanna Harasym, wykonawczyni w projekcie, fot. Michał Łepecki Uzyskane wyniki badań eksperymentalnych zostały opublikowane w kilku artykułach naukowych czasopism z listy JCR oraz zaprezentowane na ponad 5 konferencjach międzynarodowych. Projekt umożliwił też zbudowanie nowej platformy współpracy pomiędzy młodymi badaczkami z zagranicy dr Mariną Villanueva i dr Tetianą Lisovską, które następczo pełniły funkcję kierownika projektu. Wyniki badań zostały zaprezentowane na wielu międzynarodowych konferencjach naukowych wzbudzając zainteresowanie i umożliwiając nawiązanie szerokiej współpracy naukowej.