Wpływ zabiegów technologicznych stosowanych podczas produkcji kaszy gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego (Górecka D., Dziedzic K., Sell S.).pdf

N auka P rzyroda T echnologie

2010

Tom 4

Zeszyt 2

ISSN 1897-7820 http://www.npt.up-poznan.net

Dział: Nauki o Żywności i Żywieniu

D ANUTA G ÓRECKA , K RZYSZTOF D ZIEDZIC , S ŁAWOMIR S ELL

Katedra Technologii Żywienia Człowieka

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

WPŁYW ZABIEGÓW TECHNOLOGICZNYCH

STOSOWANYCH PODCZAS PRODUKCJI KASZY GRYCZANEJ

NA ZAWARTOŚĆ BŁONNIKA POKARMOWEGO *

Streszczenie. Celem pracy było określenie wpływu zabiegów technologicznych stosowanych

przy produkcji kaszy gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego i jego frakcji. Materiał

stanowiły następujące produkty: ziarniak gryki przed prażeniem (GPP), ziarniak gryki po praże-

niu (GPPR), łuska (GŁ), odpady nieużyteczne (O), kasza cała (KC), kasza łamana (KŁ), otręby

końcowe (OK). Oznaczono zawartość neutralnego błonnika detergentowego (NDF) oraz frakcji

wchodzących w jego skład, tj. celulozy (C), hemiceluloz (H) i ligniny (L), a także zawartość

całkowitego błonnika pokarmowego (TDF) oraz frakcji rozpuszczalnej (SDF) i nierozpuszczalnej

(IDF). Największą zawartością TDF charakteryzowała się łuska, najmniejszą zaś kasza gryczana

cała i łamana. Produkty cechowały się zróżnicowanym składem frakcyjnym błonnika. Łuska

i otręby zawierały najwięcej frakcji L, natomiast ziarniak gryki po prażeniu, kasza cała i łamana –

najwięcej frakcji H. Największą zawartością frakcji C charakteryzował się ziarniak gryki przed

prażeniem, najmniejszą zaś kasza łamana oraz cała. We wszystkich produktach dominowała

frakcja IDF.

Słowa kluczowe: produkty gryczane, błonnik pokarmowy, frakcje

Wstęp

Gryka jest jednoroczną, jarą rośliną uprawną należącą do rodziny rdestowatych.

Wyróżnia się dwa podgatunki: grykę zwyczajną ( Fagopyrum esculentum ) oraz grykę

wielolistną ( Fagopyrum tataricum ) . Owoc tej rośliny to trójgraniasty orzeszek o ostrych

krawędziach, zwykle brunatnobrązowej barwy, w którym bielmo stanowi zaledwie

57-65%, zarodek – około 15%, komórki aleuronowe – 3-5%, okrywa nasienna – 1,5-3%

oraz okrywa owocowa – 20-26% masy ziarna (D IETRYCH -S ZÓSTAK i O LESZEK 1999,

* Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2009-2011 jako projekt badawczy.

Górecka D., Dziedzic K., Sell S., 2010. Wpływ zabiegów technologicznych stosowanych podczas produkcji kaszy

gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #16.

B OANFACCIA i IN . 2002). Gryka charakteryzuje się znaczną zawartością wysokowarto-

ściowego białka, o zbilansowanym składzie aminokwasowym i dużej wartości biolo-

gicznej, dużą zawartością witamin z grupy B, pierwiastków śladowych, jak również jest

bogata w błonnik pokarmowy oraz przeciwutleniacze (C HRISTA i S ORAL -Ś MIETANA

2007, Z IELIŃSKA i IN . 2007). Aktywność przeciwutleniającą wykazują składniki feno-

lowe obecne w gryce, głównie rutyna, kwercetyna i kamferol-3-rutynozyd (H ALOSAVA

i IN . 2002, K RKOŠKOVÁ i M RÁZOVÁ 2005, S UN i H O 2005, S ENSOY i IN . 2006). Gryka

zawiera więcej rutyny niż większość innych roślin o działaniu przeciwutleniającym.

Z uwagi na wartość odżywczą oraz obecność substancji biologicznie aktywnych, w tym

błonnika pokarmowego, gryka jest zaliczana do roślin o działaniu profilaktycznym

w stosunku do chorób dietozależnych (K RKOŠKOVÁ i M RÁZOVÁ 2005). Zgodnie z defi-

nicją AACC (R EPORT ... 2001) błonnikiem pokarmowym określa się jadalne części tka-

nek roślinnych odporne na trawienie i absorpcję w jelicie cienkim człowieka, podatne

na fermentacje w jelicie grubym. Definicja ta obejmuje polisacharydy, oligosacharydy,

ligninę i woski, kutyny i suberyny. Błonnik pokarmowy dzieli się na dwie frakcje: roz-

puszczalną w wodzie i nierozpuszczalną. Ta ostatnia jest głównie związana z regulacją

jelitową i wpływa na zwiększenie objętości kału, skraca czas pasażu treści pokarmowej

przez jelita, natomiast rozpuszczalna frakcja wpływa głównie na obniżenie poziomu

cholesterolu i glukozy we krwi.

Kasza gryczana jest to całe lub łamane ziarno gryki, pozbawione okrywy owocowej.

W zależności od sposobu obróbki możemy wyróżnić kaszę prażoną oraz nieprażoną

(D IETRYCH -S ZÓSTAK i O LESZEK 2001). Ze względu na zawartość błonnika oraz innych

cennych składników odżywczych kasza może stanowić ważny składnik codziennej

diety. Przetwarzanie żywności może wpłynąć na zmianę zawartości błonnika pokarmo-

wego, a zatem i jego właściwości funkcjonalnych (C HANG i M ORIS 1990, G ÓRECKA

2004). Proces technologiczny produkcji kaszy gryczanej obejmuje takie etapy, jak:

oczyszczanie i termiczne kondycjonowanie (prażenie) ziarniaków, sortowanie według

rozmiaru, obłuskiwanie, sortowanie po obłuskiwaniu oraz sortowanie kaszy połączone

z oddzieleniem odpadów i produktów ubocznych. Wartość odżywcza kasz, a więc także

ich skład chemiczny, są uzależnione, podobnie jak mąk, od stopnia rozdrobnienia

i obłuszczenia ziarna. Zawartość składników fenolowych w zewnętrznych warstwach

ziarna jest większa niż w mące gryczanej (H ALOSAVA i IN . 2002). Skład błonnika po-

karmowego w zbożach, takich jak pszenica, żyto i owies, jest dobrze poznany, jednakże

istnieje niewiele informacji dotyczących zawartości błonnika pokarmowego i jego skła-

du w ziarniaku gryki i produktach powstałych podczas otrzymywania kaszy gryczanej.

W związku z tym celem pracy było określenie zawartości błonnika pokarmowego i jego

składu frakcyjnego w produktach pochodzących z poszczególnych etapów produkcji

kaszy gryczanej.

Materiał i metody

Materiałem doświadczalnym były następujące produkty pochodzące z poszczegól-

nych etapów procesu produkcji kaszy gryczanej: ziarniak gryki przed prażeniem (GPP),

ziarniak gryki po prażeniu (GPPR), łuska gryczana (GŁ), odpady nieużyteczne (O),

Górecka D., Dziedzic K., Sell S., 2010. Wpływ zabiegów technologicznych stosowanych podczas produkcji kaszy

gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #16.

kasza gryczana cała (KC), kasza gryczana łamana (KŁ), otręby końcowe (OK). Surow-

ce otrzymano z Zakładu Zbożowo-Młynarskiego w Białymstoku.

Zawartość neutralnego detergentowego błonnika pokarmowego (NDF), kwaśnego

błonnika detergentowego (ADF) i celulozę oznaczono metodą detergentową V AN S O-

ESTA (1963, 1967). Do trawienia skrobi wykorzystano termostabilną α-amylazę (Ter-

mamyl 120 L) (M C Q UEEN i N ICHOLSON 1979). Zawartość hemiceluloz obliczono jako

różnicę pomiędzy NDF i ADF. Oznaczenia przeprowadzono z wykorzystaniem aparatu

Fibertec firmy Tecator. Zawartość błonnika pokarmowego całkowitego (TDF), rozpusz-

czalnego (SDF) i nierozpuszczalnego (IDF) określono metodą A SPA i IN . (1983). Poda-

ne w pracy wyniki oznaczeń stanowią średnią z trzech powtórzeń. W celu obiektywiza-

cji wnioskowania uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej. Do wyznaczenia

istotności różnic pomiędzy średnimi stosowano jednoczynnikową analizę wariancji

z zastosowaniem testu Scheffego. Za statystycznie istotne uznano zależności na pozio-

mie istotności p < 0,05.

Wyniki i dyskusja

Spośród przebadanych produktów pochodzących z rożnych etapów procesu techno-

logicznego produkcji kaszy gryczanej największą zawartością neutralnego detergento-

wego błonnika (NDF) charakteryzowała się łuska (72,38 g w 100 g produktu), naj-

mniejszą zaś kasza łamana oraz kasza cała, odpowiednio 9,27 i 10,00 g w 100 g produk-

tu (tab. 1). Nie zaobserwowano istotnych różnic w zawartości błonnika między kaszą

całą i łamaną oraz między ziarniakiem gryki po prażeniu, odpadami nieużytecznymi

i otrębami końcowymi.

Ziarniak gryki po procesie prażenia charakteryzował się większą – mniej więcej

o 34% zawartością NDF-u niż ziarniaki gryki przed prażeniem. Z kolei kasza gryczana

cała zawierała o 60% mniej błonnika niż ziarniak gryki przed prażeniem oraz o 70%

mniej niż ziarniak gryki po prażeniu.

Największą zawartością frakcji ADF, podobnie jak to miało miejsce w przypadku

frakcji NDF, charakteryzowała się łuska (59,01 g w 100 g produktu), a najmniejszą –

kasza łamana (2,46 g w 100 g produktu) oraz kasza cała (3,06 g w 100 g produktu).

Analiza statystyczna nie wykazała istotnych różnic między kaszą całą i łamaną, a także

między ziarniakiem gryki przed prażeniem i po prażeniu oraz otrębami końcowymi.

Badane produkty cechowały się zróżnicowaną zawartością poszczególnych frakcji

błonnika. Najwyższy poziom ligniny stwierdzono w łusce (51,73 g w 100 g produktu),

a najniższy – w kaszy łamanej (2,00 g w 100 g produktu) oraz całej (2,39 g w 100 g

produktu); nie wykazano między nimi istotnych różnic. Ziarniak gryki po prażeniu

zawierał o 34% więcej frakcji ligninowej w porównaniu z ziarniakiem gryki przed pra-

żeniem. Z kolei kasza cała zawierała o 95% mniej tej frakcji niż łuska i o 90% mniej

w porównaniu z odpadami nieużytecznymi. Wzrost zawartości błonnika, głównie frak-

cji ligninowej, może mieć związek z tworzącymi się podczas obróbki termicznej pro-

duktami reakcji Maillarda, które z zastosowaniem metody Van Soesta są oznaczane

jako frakcja ligninowa (A NDERSON i C LYDESDALE 1980). Podobną tendencję zaobser-

wowali także V ALIENTE i IN . (1994).

Górecka D., Dziedzic K., Sell S., 2010. Wpływ zabiegów technologicznych stosowanych podczas produkcji kaszy

gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #16.

Tabela 1. Zawartość błonnika pokarmowego i jego frakcji w produktach gryczanych (g w 100 g

produktu)

Table 1. The content of dietary fiber and its fractions in buckwheat products (g in 100 g of product)

Rodzaj surowca

NDF

ADF

TDF

IDF

SDF

Ziarniak gryki

przed prażeniem

25,12

±0,63 b

21,32

±0,76 b

9,59

±0,21 b

11,73

±0,56 d

3,79

±0,14 a

27,43

±0,73 c

25,77

±0,67 c

1,66

±0,06 ab

Ziarniak gryki

po prażeniu

33,78

±0,31 c

20,51

±0,52 b

12,86

±0,66 c

7,65

±0,17 c

13,27

±0,80 c

27,26

±0,35 c

25,57

±0,40 c

1,70

±0,10 b

Łuska

72,38

±0,66 d

59,01

±0,65 d

51,73

±0,42 f

7,28

±1,02 c

13,37

±1,30 c

81,43

±0,61 f

79,25

±0,55 f

2,18

±0,11 c

Odpady nieużyteczne 35,22

±0,63 c

27,55

±0,41 c

24,04

±0,49 e

3,52

±0,70 b

7,67

±0,88 b

40,08

±0,45 e

38,65

±0,49 e

1,42

±0,05 a

Kasza cała

10,00

±0,72 a

3,06

±0,12 a

2,39

±0,01 a

0,67

±0,12 a

6,94

±0,61 b

12,18

±0,24 b

9,97

±0,22 b

2,21

±0,02 c

Kasza łamana

9,27

±0,31 a

2,46

±0,12 a

2,00

±0,01 a

0,46

±0,11 a

6,81

±0,35 b

10,39

±0,23 a

8,77

±0,21 a

1,62

±0,11 ab

Otręby końcowe

35,01

±0,54 c

21,35

±0,57 b

17,14

±0,36 d

4,20

±0,65 b

13,66

±1,08 c

34,80

±0,32 d

33,24

±0,45 d

1,56

±0,12 ab

NDF – neutralny błonnik detergentowy, ADF – kwaśny błonnik detergentowy, L – lignina, C – celuloza,

H – hemicelulozy, TDF – ogólny błonnik pokarmowy, IDF – nierozpuszczalny błonnik pokarmowy, SDF –

rozpuszczalny błonnik pokarmowy.

Wartości liczbowe oznaczone w kolumnie różnymi literami oznaczają różnice statystycznie istotne, na

poziomie istotności p < 0,05.

Największą zawartością frakcji celulozowej charakteryzował się ziarniak gryki

przed prażeniem (11,73 g w 100 g produktu), najmniejszą zaś – kasza łamana (0,46 g

w 100 g produktu) oraz cała (0,67 g w 100 g produktu). Ziarniak gryki po prażeniu

zawierał o 35% mniej frakcji celulozowej w porównaniu z ziarniakiem gryki przed

prażeniem. Z kolei kasza cała zawierała o 91% mniej tej frakcji w porównaniu z łuską.

Niewielka zawartość frakcji ligninowej w kaszy całej i łamanej (odpowiednio 2,39

i 2%) oraz celulozowej (0,67 i 0,46%) wiąże się z faktem odrzucania zewnętrznych

części ziarna, bogatych w ligninę (N YMAN i IN . 1984), podczas procesu technologiczne-

go.

Najwięcej hemiceluloz stwierdzono w otrębach końcowych (13,66 g w 100 g pro-

duktu), łusce (13,37 g w 100 g produktu) oraz ziarniaku gryki po prażeniu (13,27 g

w 100 g produktu) – pomiędzy tymi produktami nie było istotnych różnic. Najmniejszą

zawartością hemiceluloz charakteryzował się ziarniak gryki przed prażeniem (3,79 g

w 100 g produktu). Pomiędzy kaszą całą a łamaną oraz odpadami nieużytecznymi nie

stwierdzono istotnych różnic w zawartości tej frakcji. Ziarniak gryki po prażeniu zawie-

rał o 250% więcej frakcji hemicelulozowej niż ziarniak gryki przed prażeniem.

We wszystkich produktach przeważała frakcja IDF. Błonnik nierozpuszczalny wy-

stępował w największej ilości w łusce (79,25 g w 100 g produktu), w najmniejszej zaś –

w kaszy łamanej (8,77 g w 100 g produktu). Rozdrobnienie kaszy w sposób istotny

wpłynęło na zmniejszenie zawartości frakcji IDF o 12%. Prażenie ziarniaka gryki nie

Górecka D., Dziedzic K., Sell S., 2010. Wpływ zabiegów technologicznych stosowanych podczas produkcji kaszy

gryczanej na zawartość błonnika pokarmowego. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #16.

wpłynęło w sposób istotny na zmianę ilości włókna nierozpuszczalnego w ziarnach

gryki. Stwierdzono ponadto istotne różnice w zawartości IDF-u pomiędzy odpadami

nieużytecznymi a otrębami końcowymi. Otręby końcowe zawierały o 14% mniej tej

frakcji błonnika.

Zawartość frakcji SDF wynosiła od 1,42 g w 100 g produktu (odpady nieużyteczne)

do 2,21 g w 100 g produktu (kasza cała). Rozdrobnienie kaszy istotnie zmniejszyło

zawartość frakcji SDF. Kasza łamana zawierała o blisko 27% mniej frakcji SDF niż

kasza cała. Prażenie nie wpłynęło w sposób istotny na zawartość błonnika rozpuszczal-

nego. Podobnie nie stwierdzono znaczących różnic pomiędzy odpadami a otrębami.

W produktach zbożowych zawartość błonnika jest bardzo zróżnicowana i zależy od

udziału w nich poszczególnych części ziarniaka. Podczas przerobu zbóż na kasze usu-

wana jest okrywa owocowo-nasienna, zarodek, a także, w zależności od stopnia przero-

bu, część warstwy aleuronowej (S TEADMAN i IN . 2001). Polisacharydy nieskrobiowe

oraz niecelulozowe, będące głównymi komponentami TDF, skoncentrowane są głównie

w tkankach z grubymi ścianami komórkowymi, np. w warstwie aleuronowej, okrywie

nasiennej czy łusce (N YMAN i IN . 1984). Potwierdzają to wyniki uzyskane w niniejszej

pracy. Zawartość TDF-u oznaczona w odpadach nieużytecznych i otrębach końcowych,

stanowiąca odpowiednio 40 i 34,8%, jest zbliżona do zawartości tego składnika w otrę-

bach pszennych. W przypadku błonnika rozpuszczalnego (SDF) większą jego zawarto-

ścią charakteryzują się otręby pszenne i owsiane, odpowiednio 4,3% oraz 7,2% (L EE

i IN . 1992), niż odpady nieużyteczne i otręby końcowe kaszy, odpowiednio 1,42%

i 1,56%. Rezultaty bardzo zbliżone do otrzymanych w niniejszej pracy uzyskali B OAN-

FACCIA i IN . (2002). Oznaczony przez nich TDF w całym ziarnie kształtował się na

poziomie 26% i również większość stanowił błonnik nierozpuszczalny (24,4%). Bada-

nia G UALBERTO i IN . (1997) pozwalają stwierdzić, że zmiany w zawartości frakcji SDF

i IDF zależą od rodzaju surowca zbożowego. Autorzy ci wykazali brak wpływu ekstru-

zji na zawartość błonnika w otrębach pszennych, natomiast w przypadku otrąb owsia-

nych oraz ryżowych stwierdzili nieznaczny spadek zawartości frakcji IDF oraz wzrost

zawartości frakcji SDF.

Analiza procentowego udziału poszczególnych frakcji błonnika pokarmowego wy-

kazała, że najwięcej ligniny w stosunku do błonnika ogólnego znajdowało się w łusce

(72%) i odpadach nieużytecznych (68%), natomiast najmniej – w kaszy łamanej i całej,

odpowiednio 22 i 24% (rys. 1). Ziarniak gryki przed prażeniem charakteryzował się

największym procentowym udziałem celulozy (47%). Prażenie ziarniaka gryki spowo-

dowało zwiększenie procentowego udziału hemiceluloz (39%), kosztem celulozy

(23%), podczas gdy udział frakcji ligninowej był na zbliżonym poziomie. We wszyst-

kich badanych produktach powstałych podczas przerobu ziarniaka gryki przeważała

frakcja IDF, przy czym największy udział tej frakcji stwierdzono w łusce, odpadach

i otrębach, odpowiednio 97,3, 96,4 i 95,5% (rys. 2). Produkt końcowy, jakim była kasza

gryczana, zawierał znacznie więcej błonnika rozpuszczalnego niż całkowitego (18%

w kaszy całej i 16% w kaszy łamanej) w porównaniu z innymi badanymi produktami,

w których procentowy udział frakcji SDF w błonniku pokarmowym wynosił od 3%

(łuska) do 6% (gryka przed prażeniem i po prażeniu). Można zatem wnioskować, iż

proces technologiczny polegający na odrzucaniu warstw zewnętrznych gryki powoduje

zwiększenie stosunku SDF/IDF w produkcie.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: