PL175246B1 - Sposób wytwarzania smażonego produktu warzywnego z warzyw niebulwiastych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania smazonego produktu warzywnego z warzyw niebulwiastych obejmujacy etap fermentowania i smazenia, znamienny tym, ze poddaje sie fermentacji mlekowej warzywo, które zawiera co najmniej 2% wagowych cukrów redukujacych, w czasie 6-24 godzin od wartosci poczatkowej pH=6 do osiagniecia pH=5,0-4,0 po fer- mentacji nastepnie warzywo smazy sie, przy czym warzywo wybrane jest sposród korze- niowych lub cebulowych. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki substancji z warzyw niebulwiastych, w szczególności marchwi przed gotowaniem w tłuszczu.

Wiele warzywnych produktów roślinnych gotuje się w tłuszczu przed przechowywaniem lub bezpośrednio przed konsumpcją. Generalnie produkty warzywne poddaje się gotowaniu na drodze smażenia, często przez smażenie w wysokich temperaturach, chociaż stosuje się również smażenie w niskich temperaturach lub prażenie. Określenie smażenie stosuje się do wszystkich rodzajów gotowania w tłuszczu albo oleju ze smażeniem w niskich temperaturach, smażenie w wysokich temperaturach w tłuszczu oraz prażeniem włącznie.

Jedną z przyczyn gotowania warzyw w tłuszczach jest otrzymanie produktu o odpowiednich właściwościach organoleptycznych oraz przyjemnym złoto-brązowym zabarwieniu. Przykładami tego rodzaju produktów, wytwarzanych na skalę przemysłową, są frytki francuskie i chrupki ziemniaczane, tak zwane chipsy.

Brązowienie warzywjest bardzo ważne ze względów komercyjnych, ponieważ produkt końcowy musi być atrakcyjny i przyjemny dla oczu konsumenta. Brązowienie występuje z powodu karbonizacji lub przypalenia cukrów, w szczególności cukrów redukujących występujących na powierzchni produktów warzywnych. Cukry redukujące, takie jak glukoza i fruktoza, są odpowiedzialne za większość procesów brązowienia. Inne cukry redukujące występują tylko w znikomej ilości i dlatego nie wywierają znaczącego wpływu na proces brązowienia. Podczas przetwarzania substancji warzywnej, np. przy obieraniu, krojeniu lub siekaniu, cukry redukujące występują na obciętych powierzchniach warzyw.

175 246

Chociaż, większe wady podczas gotowania warzyw w gorącym oleju występują wówczas, gdy stosuje się wyższe temperatury - około 100-200°C - to brązowienie i brunatnienie, ze względu na reakcję Maillarda, wyt^t^tępuje bardzo szybko powodując nieatrakcyjną ciemnobrązową barwę i szczernienie produktu końcowego, co może wywoływać również niepożądany smak zwęglenia lub przypalenia.

Smażenie produktów ze zbyt wysoką zawartością cukrów redukujących na powierzchni w tłuszczach w wysokiej temperaturze stale wpływa na niemożliwe do zaakceptowania zwęglenie produktu i z tego też powodu tylko odmiany ziemniaków, które zawierają cukry redukujące w stosunkowo małej ilości są zwykle stosowane do wytwarzania na skalę przemysłową smażonych produktów warzywnych. Do produkcji frytek odpowiednie są tylko ziemniaki o zawartościu cukrów redukujących w ilości 0,5%lub mniej, takiej jak 0,1-0,25%. Jak stwierdzono, inne odmiany ziemniaków lub innych warzyw, mają zbyt wysoką zawartość cukrów redukujących do przemysłowego wytwarzania produktów smażonych.

Dotychczasowe doświadczenia dotyczące problemu brunatnienia produktów powodowanego wysokim poziomem zawartości cukrów redukujących były ograniczone do ziemniaków i doświadczenia te skupiały się zasadniczo na selekcji odmian i plonów oraz przechowywaniu. Zazwyczaj, w praktyce przechowywano ziemniaki w niskich temperaturach składowania przez ich zastosowaniem w procesie smażenia. Chociaż przechowywanie w niskich temperaturach zwiększa poziom zawartości cukrów redukujących zawartych w ziemniakach i przyczynia się do zwiększenia ryzyka brunatnienia, to niskie temperatury stosowane podczas przechowywania są niezbędne do zapobiegania kiełkowaniu ziemniaków i rozwoju mikroorganizmów patogennych. W niektórych krajach ziemniaki dla zapobieżenia ich kiełkowaniu i/lub psuciu na drodze mikrobiologicznej poddaje się obróbce chemicznej. W wyższych temperaturach, tj. w temperaturze otoczenia, proces konwersji cukru jest odwracalny, co prowadzi do obniżenia zawartości cukrów redukujących netto w ziemniakach i w ten sposób zmniejsza ryzyko brunatnienia. Rekondycjonowanie ziemniaków przez przechowywanie w temperaturze otoczenia (np. 10-22°C) po uprzednim przechowywaniu w niskich temperaturach jest powszechnie stosowane. Jednakże, poziom zawartości cukrów redukujących ciągle jeszcze jest bardzo różny u poszczególnych ziemniaków i odmian.

W opisie patentowym Wielkiej Brytanii nr 1273 998 sugeruje się, że w celu wytworzenia jednorodnie zabarwionego na brązowo smażonego produktu poddaje się kawałki ziemniaków ogrzewaniu do wytworzenia na powierzchni powłoki żelatynizowanej skrobi. Następnie, kawałki ziemniaków formuje się w ciasto, które kształtuje się i smaży otrzymując jednorodny produkt. Chociaż proces ten umożliwia zmniejszenie różnic w składzie cukrów redukujących w użytych ziemniakach, to jest on czasochłonny i drogi.

W publikacjach: patentowej DE-2 630 287 i Manan (Journal Food, Science and Technology India, tom, 2,1987 str. 139-141) opisano proces fermentacji ziemniaków przed ich smażeniem. Ziemniaki są warzywami bulwiastymi, które generalnie zawierają małą ilość cukrów redukujących. W odróżnieniu od nich warzywa niebulwiaste stosowane w niniejszym wynalazku mają znacznie większą zawartość cukrów redukujących, które powodują, że są one generalnie nieodpowiednie do smażenia ze względu na przebarwienia i ostry przypalony smak. W żadnej z tych publikacji nie sugerowano, że warzywa nie odpowiednie do smażenia można przetworzyć za pomocą fermentacji na warzywa nadające się do smażenia.

Obecnie stwierdzono, że jest możliwe wyprodukowanie wstępnie poddanych fermentacji smażonych produktów warzywnych na skalę przemysłową, nawet z zastosowaniem warzyw, takich jak marchew, która zawiera dużą ilość cukrów redukujących. Odpowiednie warzywa są wybrane spośród warzyw korzeniowych lub cebulowych. Szczególnie odpowiednie są marchew, seler, pasternak i rzepa.

Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że przeprowadzona przed smażeniem fermentacja substancji roślinnej, zawierającej 'na wysokim poziomie cukry redukujące może zmniejszyć do odpowiedniego poziomu zawartość cukrów w warzywach tak, że można z nich otrzymać

175 246 właściwy produkt smażony. Określenie właściwy oznacza uzyskanie właściwości wizualnych, smakowych i innych organoleptycznych na wymaganym poziomie.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania smażonego produktu z warzyw niebulwiastych obejmujący etap fermentowania i smażenia, charakteryzujący się tym, że poddaje się fermentacji mlekowej warzywo, które zawiera co najmniej 2% wagowych cukrów redukujących, w czasie 6-24 godzin przy wartości początkowej pH=6 do osiągnięcia pH=5,0-4,0 po fermentacji, następnie warzywo smaży się, przy czym warzywo wybrane jest spośród korzeniowych lub cebulowych.

Korzystnie warzywo przed etapem fermentacji poddaje się obróbce polegającej na obieraniu, krojeniu lub rozdrabnianiu, korzystnie kroi się je w plasterki.

W sposobie według wynalazku korzystnie jako warzywo stosuje się warzywo wybrane spośród marchwi, selera, pasternaku i rzepy, szczególnie korzystna jest marchew.

W korzystnym wykonaniu wynalazku, jako bakterię fermentacji mlekowej stosuje się bakterie wybrane spośród Lactobacillus sp. NCDO 1752, NCDO 1193 i NCIMB 40450.

Korzystnie po etapie smażenia warzywo suszy się.

W innym korzystnym wykonaniu sposobu według wynalazku warzywo poddaje się fermentacji w buforze.

W szczególnie korzystnym wykonaniu wynalazku obraną, pokrojoną w plasterki marchew umieszcza się w solance zaszczepionej kulturą Lactobacillus sp., poddaje fermentacji wymienione inokulum w czasie od 6 do l2 godzin, przemywa marchew w solance lub w wodzie i smaży się przemytą marchew.

Sposób według wynalazku pozwala otrzymać smażony produkt warzywny z warzyw niebulwiastych, w szczególności z warzyw korzeniowych lub cebulowych, zawierających bezpośrednio przed etapem smażenia co najmniej 2%, zwłaszcza co najmniej 2,5% a w szczególności co najmniej 3% wagowych cukrów redukujących, zwłaszcza glukozy 'i fruktozy.

Poniżej przedstawiono porównanie zawartości procentowej cukrów redukujących wyrażonej w gramach cukru redukującego na 100 g ciężaru wagowego, wilgotnego materiału, zwykle występujących w ziemniakach i marchwi, która ma zawartość cukrów redukujących na wysokim poziomie:

Produkt	% cukrów redukujących
Ukoza	Fruktoza	Całkowita ilość
Ziemniaki	0,43	0,47	0,90
Marchew	2,03	1,79	3,82
Rzepa	4,44	3,08	7,52

Całkowita ilość cukrów redukujących występujących w marchwi jest wyższa niż w ziemniakach i stanowi w przybliżeniu jej czterokrotność, a w rzepie jest wyższa i stanowi w przybliżeniu jej ośmiokrotność.

W powyższym badaniu zastosowano ziemniaki odmiany Bintje, która to odmiana jest najpowszechniej stosowaną w Europie odmianą ziemniaków do przemysłowej produkcji smażonych produktów ziemniaczanych, takich jak chipsy i frytki. Ziemniaki były przechowywane w niskich temperaturach przez 10-11 miesięcy przed użyciem w tym doświadczeniu. Należy zwrócić uwagę, że w czasie przechowywania w niskich temperaturach w ziemniakach wzrasta ilość cukrów redukujących. Badaniu poddano marchew odmiany Nantes Duke. Przed doświadczeniem była ona przechowywana w zwykłych warunkach.

Chociaż sposób według wynalazku jest szczególnie odpowiedni do wytwarzania smażonych produktów z marchwi, selera (w szczególności z marchwi), to oczywiście może on być użyty do produkcji smażonych produktów z innych warzyw o wyższej zawartości cukrów redukujących niż ziemniaki.

Zastosowanie procesu obróbki dla różnych warzyw pozwala otrzymać różne kształty, kolory i smaki produktu końcowego. Można oczywiście dodawać sztuczne przyprawy i dobierać je odpowiednio do poszczególnego warzywa oraz użytego sposobu krajania.

175 246

Na przykład marchew krojona w długie paski może być przyprawiona smakiem boczku z otrzymaniem produktu, który upodabnia się do frytek na boczku.

Proces fermentacji stosowany w niniejszym wynalazku może być prowadzony w czasie kilku, np. 1 lub 2 godzin do 6 dni. Chociaż zasadniczo czas 1-3 dni jest w zupełności wystarczający, korzystnie jest zastosować fermentację w tak krótkim czasie, tak jak tylko jest to możliwe. Korzystnie długość procesu fermentacji marchwi dobiera się tak, aby uzyskać po smażeniu wartości a^x b^x (III) wynoszące 20-30, zwłaszcza 22-29.

Fermentację można prowadzić za pomocą jakiegokolwiek mikroorganizmu stosowanego w przemyśle spożywczym zdolnego do wykorzystania cukrów redukujących do produkcji tolerowanych organicznych kwasów (takich jak kwas mlekowy lub octowy), lecz pozostawiającego ilość cukru na żądanym poziomie. Szczególnie korzystnie stosuje się w tym celu bakterie kwasu mlekowego (np. Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus i Lactobacillus), jednak korzystne są bakterie kwasu mlekowego homo-fermentacyjne (np. określone szczepy bakterii Lactobacillus sp.). Dobór odpowiednich bakterii ma oczywisty wpływ na proces fermentacyjny. Według niniejszego wynalazku najlepiej stosuje się bakterie Lactobacillus sp. szczepy NCDO 1752 lub NCDO 1193, obydwa zdeponowane i dostępne w National Collection of Dairy Organisms (obecnie znane jako National Collection of Food Bacteria).

Fermentację można łatwo zainicjować przez zaszczepienie, zwykle roztworem macierzystym aktywnych bakterii, środowiska fermentacyjnego wody albo solanki, albo wodnego roztworu soli, które stosuje się zasadniczo do fermentowania, i do którego następnie dodaje się substancję warzywną poddawaną fermentacji. Przez określenie solanka należy rozumieć zwykły wodny roztwór, soli, np. roztwór chlorku sodu, chlorku wapnia, wodorotlenku wapnia, lub ich mieszanin w wodzie. Generalnie roztwór macierzysty zawiera około 10⁹ komórek/ml i do właściwego zaszczepienia wymaga się użycia około 1,0 ml roztworu macierzystego na kg substancji warzywnej, chociaż oczywiście można również zastosować większą ilość szczepionki.

Stosowane środowisko fermentacyjne może również stanowić bufor, np. bufor fosforanowy. Zastosowanie zbuforowanego środowiska fermentacyjnego wpływa na obniżenie zawartości cukrów redukujących, jeżeli dopuszczone są bardziej ostre warunki smażenia.

Proces fermentacji prowadzi się najłatwiej w temperaturze otoczenia, chociaż w niektórych przypadkach może być korzystna inkubacja w temperaturze podwyższonej do 35°C.

W zależności od występującego stosunku powierzchnia: objętość poddawanych obróbce kawałków warzyw, objętość środowiska fermentacyjnego ma wpływ na czas wymagany do przeprowadzenia fermentacji. Tak więc, czas fermentacji może być regulowany za pomocą doboru objętości środowiska w stosunku do wielkości i kształtu kawałka warzywa.

Stwierdzono również, że mycie warzyw w wodzie lub roztworze wodnym, takim jak solanka po fermentacji jest bardzo ważne dla uzyskania dalszej poprawy wyglądu produktu końcowego po smażeniu.

Warzywa po fermentacji mogą być także po smażeniu suszone, co daje rozjaśnione, błyszczące zabarwienie produktu. Zazwyczaj smażone po fermentacji warzywa są suszone w temperaturze 100°C przez 20 minut. Jeżeli warzywa były poddane fermentacji w roztworze buforowym, to etap suszenia może być zbędny. Przed smażeniem, poddane fermentacji warzywa można również suszyć w celu usunięcia nadmiaru środowiska fermentacyjnego i zapobieżenia rozpryskiwaniu podczas etapu smażenia. Jednakże stwierdzono, że występuje duża poprawa wyglądu produktu jeżeli warzywa poddaje się etapowi suszenia po zakończeniu etapu smażenia.

Smażenie poddanej fermentacji substancji warzywnej przeprowadza się znanymi technologiami.

Zazwyczaj, poddaną fermentacji substancję warzywną smaży się w oleju w wysokiej temperaturze, np. w oleju palmowym, w temperaturze 150-200°C, zwłaszcza w 160-180°C w czasie 2-5 minut.

175 246

W korzystnym wykonaniu sposób według wynalazku polega na umieszczeniu obranej, pokrojonej marchwi w solance zaszczepionej kulturą Lactobacillus sp., fermentacji inokulum w czasie 2 dni, a następnie myciu marchwi w solance lub wodzie i smażeniu przemytej marchwi.

Nowy szczep bakterii Lactobacillus sp. (oraz jego odmiany) jest szczególnie odpowiedni do stosowania w sposobie według wynalazku. Nowy szczep, który zdeponowano w National Collections of Industrial and Marine Bacteria, [23, St.Macher Drive, Aberdeen AB2 1 RY, Szkocja, Wielka Brytania], 30 września 1991 r pod numerem depozytowym 40450, wykazuje szczególnie szybki wzrost i jest bardzo odpowiedni do prowadzenia fermentacji zdolnej do szybkiej redukcji cukrów. Bilogicznie czyste kultury i odmiany nowego szczepu wytwarza się technologiami standardowymi w tej dziedzinie.

Szczególnie korzystne w sposobie według wynalazku jest zastosowanie szczepu bakterii Lactobacillus sp. NCIMB 40450 lub jego odmian.

Jeżeli stosuje się warzywa zawierające β-karoten, np. marchew lub rzepę, to - jak stwierdzono sposób według wynalazku wpływa na wzrost ilości równoważników retinolu na jednostkę ciężaru wagowego warzywa. Wzrost ten odpowiada mniejszym stratom karotenoidów i zmniejszeniu zawartości wody i cukru. Ostatnio następuje wzrost zainteresowania stosowaniem w żywności retinoli, takich jak witamina A, jako czynników zapobiegających nowotworom (patrz Caragay, Food Technology, kwiecień 1992, str. 55). Relatywne zwiększenie stężenia równoważników retinolu za pomocą sposobu według wynalazku wytwarza produkt spożywczy, który jest bogaty w ten składnik i dlatego szczególnie użyteczny w diecie zapobiegającej nowotworom.

Wynalazek jest dalej zilustrowany następującymi, nie ograniczającymi go przykładami oraz rysunkami, na których fig. 1 do 8 są wykresami graficznymi a fig. 9 i 10 są wykresami statystycznymi.

Figury 1 i 2 ilustrują zmiany zawartości cukrów redukujących, glukozy i fruktozy w funkcji żywotności liczby komórek oraz wartości pH solanki w przypadku plasterków marchwi inkubowanych wraz ze szczepem Lactobacillus sp. NCIMB 40450, NCDO 1193 lub NCDO 1752. Fig. 3 ilustruje chromatyczność poddanych fermentacji plasterków marchwi smażonych z zastosowaniem i bez zastosowania etapu płukania, a fig. 4 ilustruje zależność między stężeniem cukrów redukujących w plasterkach marchwi przed smażeniem a otrzymaną wartością b^x. Fig. 5 wskazuje jak na zawartość cukrów redukujących wpływa fermentacja w solankach o różnej osmolowości. Wpływ osmolowości solanki na zawartość tłuszczu w plasterkach marchwi ilustrują fig. 6a i fig. 6b, natomiast fig. 7a, fig. 7b i fig. 8 wskazują jak kształtuje się wydajność chipsów marchwiowych w zależności od składu solanki. Fig. 9 i fig. 10 są wykresami statystycznymi wpływu różnych odmian marchwi na proces smażenia.

Przykład 1. Wytwarzanie chipsów marchwiowych

Dzień 0

Świeżą, niegotowaną marchew opłukano, oskrobano, pocięto na plasterki o grubości

1,5 mm i wprowadzano do trzech słojów do konserwowania. W jednym słoju marchew zalewano solanką składającą się z 3% NaCl i 50 ml CaCh (nie fermentowana kontrolna). W dwóch pozostałych słojach marchew zalewano taką samą solanką zaszczepioną świeżo wyhodowanymi komórkami szczepu bakterii Lactobacillus sp. NCIMB 40450 do A600 = 0,28 (w przybliżeniu 10⁸ komórek/ml jak oceniono na podstawie standardowej krzywej). Słoje utrzymywano w temperaturze otoczenia.

Dzień 1 (28 godzin fermentacji)

Proces fermentacji kontrolowano przez mierzenie wartości pH (tabela 1) i ocenę żywotności komórek - (tabela 2) w solance.

Dzień 2 (51 godzin fermentacji)

Mierzono wartość pH i oceniano żywotność komórek w solance jak w pierwszym dniu (tabela 1 i 2). Świeżo pociętą marchew, marchew w solance, poddaną fermentacji marchew (1) oraz poddaną fermentacji i przemytą marchew (2) smażono w oleju w różnych

175 246 temperaturach i w różnym czasie. Próbki marchwi przed smażeniem zamrażano w celu przeprowadzenia analizy zawartości węglowodorów metodą HPLC (tabela 4). Po smażeniu otrzymane chipsy marchwiowe poddawano ocenie wizualnej i sensorycznej, pakowano w stapiane aluminiowe torebki i utrzymywano w temperaturze otoczenia aż do czasu pomiaru zabarwienia.

Zabarwienie mierzono według metody CIE (1976 s^^^t^mem L^xa*b^x przy użyciu Spektrokolorymetru HunterLab LabScn II Sphere z włączeniem iluminacji C i reflektometru. W tym systemie Lx opisuje jasność: Lx = 0 dla czarnego, Lx = 100 dla białego. Dodatnie wartości aX opisują intensywność w barwie czerwieni, natomiast ujemne wartości aX opisują intensywność w barwie zieleni.

Dodatnie wartości bx opisują intensywność w barwie żółtej, natomiast ujemne wartości bx opisują intensywność w barwie niebieskiej. Wartości dla odcieni obliczono jako wartość kąta, którego tangens wynosi bX/aX. Wartości kąta od 0° do 90° odpowiadają różnym odcieniom od czystej czerwieni do czystej barwy żółtej, zaś wartości kąta od 90° do 180° odpowiadają odcieniom od czystej barwy żółtej do czystej barwy zielonej. Próbki mierzono w płytkach Petriego przykrytych szklaną płytką.

Tabela 1 pokazuje zmniejszenie pH w różnych stosowanych warunkach fermentacji. Ponieważ fermentacja bakteryjna wytwarza kwasy organiczne z cukrów redukujących, to odczytana wartość pH wskazuje w jakim stopniu nastąpiła fermentacja.

Ocena żywotności komórek (tabela 2) daje także wskazówkę poziomu zakończenia fermentacji.

Po 2 dniach w próbie kontrolnej rozpoczęła się spontaniczna fermentacja (marchew tylko w solance), natomiast inne rodzaje fermentacji, ocenione na podstawie wartości końcowego pH i zmniejszenia żywotności komórek w stosunku do komórek martwych, były zakończone.

Tabela 1

Wartość pH solanki podczas fermentacji

pH: dzień/godz.	27/5 (1400)	28/5 (1600)	29/5 (1700)
Solanka	5,0	5,0	-
Marchew w solance	-	4,9	4,0
Fermentaqa (1)	-	3,9	3,6
Fermentacja (2)	-	3,9	3,7

Tabela 2.

Żywotność komórek (liczba komórek/ml) w solance w czasie fermentacji

Ocena żywotności komórek	28/5	29/5
[dzień/godz.]	[komórek/ml]	[komórek/ml]
Marchew w solance	9.106	1.108
Fermentacja (1)	6.108	3.107
Fermentacja (2)	2.108	7.107

Po 2 dniach fermentacji, smażono chipsy marchwiowe w temperaturze 170°C przez 2,5 lub 3 minuty. Otrzymane wyniki oceny produktu przedstawiono w tabeli 3.

175 246

Tabela 3

Pomiar zabarwienia wyrażony CIE (1976)

L^x (biel, a^x (czerwień), b^x żółć i opis oceny ustnej

		Smażenie [temp.]	Czas smażenia	Pomiar zabarwienia	Opis
Lx	ax	bx	odcień°
1	Świeża marchew	176°C	2,5	46,7	8,8	18,0	63,9	Brązowe, słodki smak prawie skarmelizowany, przypalona
2	Poddana fermentacji (2) i przemyta w solance	176°C	2,5	51,2	8,1	23,2	70,8	Złote, słone, brak słodkiego smaku, chrupka
3	Marchew w solance	170°C	2,5	45,3	9,3	15,7	59,2	Złote, lekko słone, brak chrupania
4	Poddana fermentacji (1)	170°C	2,5	44,6	6,8	13,6	63,3	Brązowe/złote, lekko słone chrupka
5	Poddana fermentacji (2) przemyta w solance, a następnie w wodzie	170°C	2,5	42,8	6,8	12,6	61,7	Jasnozłoty kolor, mniej słone niż inna poddana obróbce marchew, chrupka
6	Marchew w solance	170°C	3,0	37,8	4,4	5,3	48,2	Brązowe/czarne, smak przypalony, chrupka
7	Poddana fermentacji ((1)	170°C	3,0	37,5	2,8	4,3	56,7	Brązowe/czarne, smak przypalony, chrupka
8	Poddana fermentacji (2) i przemyta w solance	170°C	3,0	46,2	8,0	16,6	64,2	Jasnobrązowe, nie przypalone, słone, chrupka .

Z danych przedstawionych w tabeli 3 wynika, że marchew poddana fermentacji mniej się przypala niż świeża marchew lub próbka kontrolna marchwi tylko z solanki. Przedłużenie czasu smażenia do 3 minut zwiększa stopień przypalenia we wszystkich próbkach, chociaż próbki poddane fermentacji, a następnie przemyte dały lepsze wyniki.

Analizę zawartości cukru przedstawiono w tabeli 4, pokazuje ona zmniejszenie ilości cukrów redukujących odpowiednio do sposobu prowadzenia fermentacji. Dalsze zmniejszenie oznaczanych cukrów obserwowano gdy plasterki, poddanej fermentacji marchwi, przemyto solanką po przeprowadzeniu fermentacji i to wyjaśnia poprawę właściwości zabarwienia przemytej, poddanej fermentacji marchwi.

Tabela 4

Zawartość cukru (g/100 g) 2 marchwi

	Sacharoza	Glukoza	Fruktoza	Całkowita ilość cukrów redukujących
Marchew świeża	1,74	2,03	1,79	3,82
Marchew w solance	1,28	1,62	1,34	2,96
Fermentowana	0,87	0,64	0,53	1,17
Fermentowana i przemyta	0,58	0,40	0,31	0,71

175 246

Przykład 2. Wytwarzanie chipsów marchwiowych

Zastosowano marchew (Daucas carota L.) odmiany Fontana hodowaną do celów przemysłowych, bezpośrednio po zbiorze. Korzenie przechowywano w ciemności w temperaturze 2°C do czasu obróbki. Marchew myto, mechanicznie obierano i pocięto na plasterki o grubości 1,5 mm w urządzeniu Robot Vertical Cutter 2 (Robert Coupe SA, Jackson, MS).

Szczepy bakterii Lactobacillus sp. użyte w tych doświadczeniach były stosowanymi w warzywach szczepami NCDO 1193 i NCDO 1752 pochodzącymi z National Collection of Food Bacteria i NCIMB 40450 wyizolowanym z marchwi poddanej fermentacji wszczepach Matforsk hodowanych w brzeczce MRS (de Man i inni, J. Appl. Bacteriol 23:130 1960) i zebranym przez odwirowanie przed zaszczepieniem solanki (3% wag/obj. NaCl i 50 mM CaCl₂).

Plasterki marchwi poddano fermentacji z bakteriami Lactobacillus sp. szczepy NCIMB 40450, NCDO 1752 lub NCDO 1193. Po 24, 48 i 72 godzinach inkubacji w temperaturze otoczenia mierzono liczbę żywych komórek oraz wartość pH solanki, a plasterki marchwi poddawano analizie na zawartość cukru, próbki poddawano smażeniu w wysokiej temperaturze. Plasterki marchwi, zarówno pochodzące bezpośrednio z solanki, jak i po spłukaniu wodą, poddano analizie, a następnie smażono w wysokiej temperaturze. Oceniano zabarwienie chipsów marchwiowych.

Oceniano również całość zmian w cukrach w czasie fermentacji na podstawie analiz zawartości w plasterkach marchwi i solance. Próbki pobierano po 18, 24 i 72 godzinach po zaszczepieniu mieszaniny reakcyjnej szczepem NCIMB 40450.

Plasterki marchwi umieszczone w słojach o pojemności 2 litry zalewano solanką, która została uprzednio zaszczepiona 10⁷ komórek/ml (A6x) = 0,1 mierzone w spektrofotometrze Beckmana Beckman-Riic Ltd., Fife, Wielka Brytania). Stosunek plasterków marchwi do solanki wynosił w słojach 1:1,5 (wag./obj.). Słoje utrzymywano w temperaturze otoczenia. Liczbę żywych komórek oceniano za pomocą wykonania szeregu rozcieńczeń brzeczki na płytkach agaru MRS. Płytki inkubowano w temperaturze 30°C i po 2 dniach obliczano ilość kolonii. Wartość pH mierzono urządzeniem Beckman 3560 Digital pH Meter wyposażonym w szklaną elektrodę.

Na płytce kuchennej Elframo EB (Elframo Bergamo, Włochy) ogrzewano olej palmowy (temperatura topnienia 20°C) do temperatury 180°C. Porcje po 50 g plasterków marchwi smażono w wysokiej temperaturze, przy czym mogło być smażonych 6 porcji równocześnie. Czas smażenia (2 min. 15 sek.) regulowano za pomocą stopera.

Zawartość glukozy, fruktozy i sacharozy oceniano za pomocą HPLC z użyciem kolumny Sugar-Pak 1 (6,5 mm x 30 cm) (Waters, Milford, MA). Kolumna zastrzeżona przez producenta jako równoważna określonym przez A.O.A.C. (1980). Kolumna pracowała w temperaturze 90°C z 0,1 mM Ca-EDTA w wodzie jako fazie mobilnej (0,5 ml/min., układ rozpuszczalnika rozwijającego SP 8700, Spectra-Physics, San Jose, CA). Za pomocą analizatora współczynnika refrakcji Gilson 132 (Gilson Medical Electronics Inc. Middelton, WI), określano zawartość cukru. Oznaczenia jakościowego dokonano układem integracyjnym (Hewlett-Packard, North Hollywood, CA) z zastosowaniem glukozy, fruktozy i sacharozy jako wzorców. Próbki otrzymywano przez homogenizację plasterków marchwi w wodzie (1:5 wag./wag.) i filtrację. W celu usunięcia soli i kwasów z przesączu przed iniekcją użyto pochłaniaczy Sep-Pak Plus Alumina A (Wat^ers, Milford, MA).

Parametry koloru CIE (1976) Lab otrzymano za pomocą spektrokolorymetru Hunterlab LabScan II Sphere (Hunter Ass. Lab. Inc., Reston, VA) w modelu odbicia Baardseth i inni, J. Food Sci 53:1737 1988). Szczególne odbicie włączano podczas mierzenia i obliczania w oparciu o źródło światła C (Hunter i Harold, The Measurement of Appearance, Wiley 1987). Powierzchnia pomiaru miała średnicę 25 mm i urządzenie kalibrowano wobec standardu białego.

Chipsy marchwi kruszono lub cięto scyzorykiem jeżeli nie były kruche na kawałki 1-2 mm (Francis i Clydesdale, Food Colorimetry: Theory and Application, część 24, AVI Pub. Co. Inc. 1975), wprowadzano do płytki Petriego o średnicy 50 mm i głębokości 10 mm i przykrywano szklaną pokrywką. Próbki mierzono względem tła białego. Szklana pokrywka

175 246 obniżała jasność L* o 1,2; chromatyczność czerwono-zieloną a* o 0,8; przy czym chromatyczność żółto-niebieska była niezmienna. Wpływu pokrywki szklanej na wartość barwną dla plasterków marchwi i chipsów nie korygowano.

Wyniki

Fermentacja zmniejszyła stężenie cukru w plasterkach marchwi (tabela 5). Po 72 godz. fermentacji trzema szczepami bakterii Lactobacillus sp. otrzymano średnie zmniejszenie o 60% dla sacharozy i fruktozy. Przemywanie plasterków wodą przed analizą obniżało zawartość cukrów w świeżych i poddanych fermentacji plasterkach marchwi. Po 48 godz. stwierdzono równowagę między stężeniem całkowitym cukrów w solance i plasterkach marchwi. Obliczenia odniesione do sumy ilości sacharozy, glukozy i fruktozy w marchwi i solance obejmują początkową zawartość cukrów w marchwi.

Wyniki zademonstrowały, że podczas wczesnych etapów fermentacji szczep NCIMB 40450 najbardziej skutecznie obniżał ilość cukrów redukujących - glukozy i fruktozy w plasterkach marchwi (fig. 1). Jednakże, po przedłużeniu czasu fermentacji całkowite obniżenie zawartości cukrów redukujących było najwyższe dla szczepu NCDO 1193, a następnie NCDO 1752 i NCIMB 40450.

Przedłużenie fermentacji odzwierciedliło się w wartości pH oraz żywotności komórek w solance fermentacyjnej (fig. 2). Wszystkie szczepy bakterii Lactobacillus sp powodowały spadek wartości pH z 5,4 do około 4,0 podczas pierwszych 24 godz. fermentacji. W tym samym czasie liczba żywych komórek w solankach wzrastała w tempie logarytmicznym w przypadku wszystkich szczepów. Rozwój bakterii powodował równocześnie obniżenie wartości pH. Po 24 godzinach fermentacji szczepem NCIMB 40450 obniżyła się liczba żywych komórek, a wartość pH była prawie stała. Jednakże w przypadku bakterii szczepów NCDO 1752 i NCDO 1193 wzrost logarytmiczny był widoczny także po 24 godz. inkubacji. Gdy doświadczenia prowadzono po 72 godz. inkubacji, to wartość pH solanki w przypadku obydwu szczepów była o 0,7 jednostek niższa niż dla szczepu NCIMB 40450.

W układzie CIE (1976) L*a*b* kolor pomarańczowo/brązowawy chipsów marchwiowych był opisany terminem jasności L oraz dodatnimi wartościami parametrów chromatyczności dla barwy czerwonej a* oraz żółtej b (tabela 7). Fermentacja powodowała rozjaśnienie i chromatyczność żółtą w porównaniu do chipsów nie poddanych fermentacji. Na zabarwienie chipsów miał wpływ szczep bakterii Lactobacillus sp użyty do fermentacji, (fig. 3). Po 24 godz. fermentacji, chipsy fermentowane szczepami NCDO 1193 NC IMB40450 dodatkowo poddawano naświetlaniu (wyższa wartość L ) i wykazywały one wyższą intensywność barwy żółtej (wyższa wartość b ) niż chipsy fermentowane w użyciem szczepu NCDO 1752.

Jednakże fermentacja przekraczająca czas 48 godz., powodowała zmniejszenie chromatyczności jasnej i żółtej chipsów, a różnice między szczepami zmniejszyły się. Wpływ sposobem fermentacji na chromatyczność czerwoną (a*) we wszystkich etapach procesu był mniejszy w odniesieniu do użytych trzech szczepów bakterii kwasu mlekowego.

Przemywanie plasterków przed smażeniem, w wysokiej temperaturze zwiększało wpływ fermentacji na zabarwienie (fig. 3). Po 24 godz. chipsy wywarzane z użyciem bakterii szczepu N CIMB 4050 były bardziej jasne i żółte niż wytworzone z użyciem bakterii szczepów NCDO1193 i NCDO 1752.

Poniżej opisano analizę regresyjną dotyczącą zależności liniowej pomiędzy wartościami L* i b* zabarwienia chipsów marchwiowych. Przy współczynniku korelacji r = 0,998 (n=44) regresja wynosiłaL = 33,4 + 0,67 b .Dla L i a regresja wynosiłaL* = 33,7 + 0,87 a* (r = 0,667, n = 44). Zatem wartości L i b najbardziej konsekwentnie opisywały zabarwienie chipsów, a wartości b* wybierano dla opisywania zabarwienia chipsów marchwiowych w dalszych badaniach.

Wzrost zabarwienia żółtego chipsów podczas początkowego okresu fermentacji (fig. 3c) wpływa na równoczesne obniżenie ilości cukrów redukujących w plasterkach marchwi (fig. 1). Obliczenia dotyczące relacji liniowej między wartościami b chipsów, a stężeniem cukrów redukujących w plasterkach po 24 godzinach fermentacji (fig. 4) przedstawiono poniżej. Regresja dała wartość b = 33,9-5,96 stęż. (r = 0,941, n = 8). Jeżeli

175 246 fermentacja była przedłużona, po 24 godzinach chromatyczność żółta ulegała zmniejszeniu mimo niskiego poziomu cukrów. Wszystkie relacje między zawartością cukrów i zabarwieniem chipsów wykonane po 24, 48 i 72 godz. fermentacji (fig. 4) były mniej wyraźne (b* = 25,3-2,0 stęż; r = 0,485, n = 20).

Tabela 5

Średnie stężenie sacharozy, glukozy i fruktozy i standard błędu (sem) plasterków marchwi przed i po 72 godz. fermentacji bakteriami Lactobacillus szczepy NCIMB 40450, NCDO 1193 i NCDO 1752.

Czas fermentacji	Stężenie [g/100g]
Sacharoza [sem]	Glukoza[sem]	Fruktoza [sem]
Bez przemywania 0 godz. 72 godz.	2,41 (0,17 0,99 (0,17)	1,50 (0,05) 0,37 (0,08)	1,56 (0,02) 0,34 (0,12)
Z przemywaniem 0 godz. 72 godz.	1,87 (0,07) 0,69 (0,13)	1,09 (0,02) 0,25 (0,10)	1,05 (0,01) 0,23 (0,15)

Tabela 6

Całkowite stężenie cukrów (sacharoza, glukoza, fruktoza) i wartość pH w solance oraz plasterkach marchwi podczas fermentacji Lactobacillus sp. szczepu NCIMB 40450. Podano również odchylenie standardowe (SD) dla zawartości cukru w marchwi.

Czas fermentacji (godz.)	Stężenie cukru w solance (g/100g)	Stężenie cukru w plasterkach marchwi (g/100 g) (SD)	Wartość pH
0	-	5,72 (0,03)	5,78
18	0,73	3,51 (0,04)	3,90
24	1,30	2,01 (0,02)	3,85
48	1,47	1,51 (0,01)	3,68
72	1,52	1,52 (0,01)	3,66

Tabela 7

Średnie wartości CIE (1976) L*a*b* i błąd standardowy (sem) plasterków marchwi smażonych w wysokiej temperaturze i poddanych 24 godz. fermentacji Lactobacillus sp. szczepy NCIMB 40450, NCDO 1193 i NCDO 1752.

Czas fermentacji	-3- L	(sem)	-3- a	(sem)	4 b	(sem)
Bez przemywania 0 godz. 24 godz.	44,9 50,4	(2,3) (1,7)	10,1 12,6	(1,1) (0,6)	15,8 24,4	(3,3) (2,5)
Po przemywaniu 0 godz. 24 godz.	47,9 51,3	(2,9) (1,8)	11,7 12,1	(1.4) (0,2)	20,3 26,5	(4.2) (3.3)

Przykład 3 Ocena zawartości β-karotenu w marchwi

Metoda

Zawartość β-karotenu w marchwi i chipsach marchwiowych analizowano metodą HPLC według Crafta i Wise (J. Chromatogr. 589(1992) 171-176). Marchew i chipsy marchwiowe ekstrahowano tetrahydrofuranem według metody Bushwaya i Wilsona (Can.Inst.Food Technol. 15 (1982) 165-169). Ekstrakty chipsów eluowano na kolumnie Sep-Pack Al dla zmniejszenia zawartości tłuszczu przed wprowadzeniem na kolumnę

175 246

HPLC. Do oceny ilościowej użyto standardów wewnętrznych. Wyniki podano poniżej w tabeli 8.

Tabela 8

	pg wilgotnego ciężaru wag.	Retinol równoważnik/g
alfa-karoten	beta-karoten
Marchew świeża	32,6	73,0	14,9
Marchew fermentowana	32,1	79,2	15,9
Chipsy marchwiowe (świeże)	163,6	382,1	91,1
Chipsy marchwiowe (6 miesięcy)	136,1	514,5	106,1

Równoważniki retinolu obliczono według wzoru:

Ogólny równoważnik retinolu = 1/6 μ g beta-karotenu/ +1/12 μ g karotenoidów innej prowitaminy A)

Zalecana dzienna dawka dla osoby dorosłej wynosi 1000 równoważników retinolu, które mogą być dostarczane również przez około 70 g świeżej marchwi albo około 10 g chipsów marchwiowych. Równoważniki retinolu są dobrze zatrzymywane w chipsach marchwiowych podczas przechowywania, chociaż najlepsze wyniki otrzymuje się w warunkach przechowywania w ciemności, w niskich temperaturach i z dostępem małej ilości tlenu. (Przechowywane chipsy pochodziły z innej marchwi niż świeże chipsy). W świeżej i poddanej fermentacji marchwi alfa- i beta-karoten występowały tylko w postaci karotenoidów. W chipsach wykryto trzeci składnik, który jest podobny do izomerycznej postaci beta-karotenu. Wzrost ilości równoważników retinolu podczas procesu jest spowodowany głównie obniżeniem zawartości wody. Mały wzrost jest tylko związany ze stratą cukru podczas fermentacji. Zawartość karotenu może być również przeliczona na masę pozbawioną tłuszczu i wody.

Tabela 9

	pg/g ciężar suchej masy wolnej od tłuszczu
alfa-karoten	beta-karoten	Retinol równoważnik/g
Marchew świeża	289,3	647,7	132,0
Marchew fermentowana	375,0	926,6	185,7
Chipsy marchwiowe (świeże)	324,9	758,7	180,9

Powyższe dane wskazują, że mniej niż 3% całkowitej ilości równoważników retinolu ulega stracie w procesie wytwarzania chipsów marchwiowych.

Przykład 4. Wpływ składu solanki na jakość chrupek marchwiowych.

Marchew odmiany Fontana traktowano jak opisano w przykładzie 2. Plasterki marchwi zmiksowano dokładnie i rozważono na próbki 150,0 g. Każdą próbkę umieszczono w małym słoju i zalewano 200 ml solanki. Badaniu poddano różne składy solanki. W celu zapewnienia standardowych warunków solanki zatężono 2-krotnie, a następnie miksowano w stosunku 1:1 z rozcieńczoną wodną zawiesiną komórek (2 x 10⁷ komórek/ml, pomiar przy Aćoo i ocena z krzywej standardowej) albo z wodą zawierającą 10 μ g chloroamfenikolu/ml (próbka kontrolna nie poddana fermentacji). Użyte solanki przedstawiono w tabeli 10.

175 246

Tabela 10

Solanki użyte do produkcji chrupek fermentowanej marchwi

No	NaCl	(mM)	CaCl2	(mM)	(M)
1	0		0		0 (hipotoniczny)
2	155	(0,9%)	0		0,31 (izotoniczny)
3	513	(3%)	0		1,26 (hipertoniczny)
4	0		50		0,15 (hipotoniczny)
5	0		103		0,31 (izotoniczny)
6	0		420		1,26 (hipertoniczny)
7	80		50		0,31 (izotoniczny)
8	513	(3%)	50		1,41 ((hipertoniczny)
9	257		300		1,41 (hipertoniczny)

We wszystkich doświadczeniach zastosowano bakterie Lactobacillus sp szczep NCIMB 40450, zdeponowany w National Collection of Industrial and Marine Bacteria. Komórki hodowano w brzeczce MRS, zbierano przy wzroście logarytmicznym za pomocą odwirowania i ponownie zawieszono w wodzie. Fermentację przeprowadzano w małych słojach, z których każdy zawierał 150,0 g marchwi zalanej 200 ml solanki. Słoje utrzymywano w temperaturze otoczenia. Fermentację prowadzono mierząc wartość pH solanki z użyciem pH metru Beckman 3560 Digital wyposażonego w szklaną elektrodę.

W dodatkowym doświadczeniu w tych samych warunkach oznaczania, poddano badaniu roztwory o różnych stężeniach NaCl (0; 0,45; 0,9; 3; 6 i 8%).

Próbki każdej solanki pobierano po 24 i 48 godz. Zawartość 2 słojów (fermentowaną i nie poddaną fermentacji) smażono w wysokiej temperaturze. Otrzymane chrupki marchwiowe ważono i poddano badaniu na zawartość tłuszczu, substancji suchej i zabarwienie. Próbki z obydwu słoi marchwi i solanki poddano analizie na zawartość cukru, a przed analizą pobrane próbki utrzymywano w temperaturze -20°C. W ocenie sensorycznej opisywano smak i wygląd chipsów poddanych uprzedniej fermentacji.

Za pomocą HPLC w sposób opisany w przykładzie 2, określono zawartość glukozy, fruktozy i sacharozy.

Na łaźni olejowej Herotherm 01 DET (Heto Lab Equipment A/S Birkerod, Dania) ogrzewano olej palmowy (temperatura topnienia 20°C) do temperatury 165°C. Porcje po 150 g plasterków marchwi smażono w wysokiej temperaturze aż do braku wrzenia (bąbelkowania) wywołanego pozostałością wody. Czas wrzenia mierzono stoperem.

Parametry zabarwienia CHE1976 (L a b ) otrzymano przy użyciu spektrokolorymetru Hunterlab LabScan IIISphere w sposób opisany w przykładzie 2.

Próbki kruszono w urządzeniu do rozdrabniania produktów spożywczych Moulinette w czasie 30 sek. Porcje po 2 g przenoszono na warstwę NMR, ważono, suszono w temperaturze 105°C w czasie 20-22 godz., chłodzono w eksykatorze i ważono powtórnie dla określenia suchej masy.

W celu określenia zawartości tłuszczu w chrupkach, próbki wprowadzano bezpośrednio po ważeniu na warstwę NMR, umieszczano w probówkach testowych, inkubowano w temperaturze 70°C w czasie 1 godz. i dokonywano pomiarów w urządzeniu Bruker Analytische Messtechnik, Rheinstetten, Niemcy). Wartości oznaczano z krzywej standardo wej.

175 246

Chipsy marchwiowe pogrupowano według smaku (przyjemny, niesmaczny, gorzki i przypalony) i konsystencji (chrupki, lepki).

Wyniki

Cukier zawarty w plasterkach marchwi uległ podczas fermentacji redukcji do kwasu mlekowego, odpowiednio do zawartości zdolnej do redukcji w czasie fermentacji cukrów. Poziom zawartości cukru wywierał także pewien wpływ na osmolowość solanki, co przedstawia fig. 5. Pokazuje ona całkowite stężenie cukrów redukujących (glukoza + fruktoza) w czasie 0,24 i 48 godz. przy różnych całkowitych wartościach osmolowości.

Wzrost zawartości cukrów w plasterkach marchwi ze wzrostem osmolowości w najkrótszym czasie fermentacji odbija się na stopniu dyfuzji pomiędzy plasterkami marchwi a solanką. Wpływ ten ulega zmniejszeniu, gdy czas fermentacji ulega wydłużeniu.

Figury 6a i 6b ilustrują zawartość tłuszczu w chrupkach marchwiowych w odniesieniu do osmolowości solanek odpowiednio z NaCl i CaCl2. Dla solanki z NaCl (fig. 6a) chrupki zawierały 5-10% mniej tłuszczu niż gdy osmolowość zwiększono do wartości 1,26 M. Chrupki z substancji fermentowanej zawierały mniejszą ilość tłuszczu niż nie poddana fermentacji próbka kontrolna.

Sól CaCl2 ma największy wpływ na zawartość tłuszczu w chrupkach marchwiowych. Dla najwyższego stężenia solanki w porównaniu z wodą (fig. 6b) otrzymano zmniejszenie zawartości tłuszczu 14-21%. W przeciwieństwie do NaCl, niskie stężenia CaCh redukowały znacznie zawartość tłuszczu w chrupkach. Nie stwierdzono znacznych różnic w zawartości tłuszczu w próbkach podanych i nie poddanych fermentacji.

Zatem na zawartość tłuszczu w chrupkach marchwiowych można w sposób znaczący wpływać za pomocą składu solanki w zależności od rodzaju soli i użytego stężenia.

Na wydajność chrupek marchwiowych ma, jak przedstawiono także znaczący wpływ skład solanki. Wyniki przedstawiają fig. 7a i fig. 7b, pokazują wydajność chrupek marchwiowych w zależności od osmolowości odpowiednio . solanek NaCl i CaCl2.

Z przedstawionych wyników wynika, że wydajność ta ulega zmniejszeniu w dłuższym czasie fermentacji zarówno w solance NaCl jak i CaCh. Zatem czas fermentacji podczas produkcji chrupek marchwiowych powinien być możliwie krótki.

Wyniki te wskazują również, że zastosowanie CaCl2 w solance zmniejsza wydajność chrupek marchwiowych w sposób znaczący w porównaniu do NaCl. Te różnice wydajności można częściowo wyjaśnić różnicami w zawartości tłuszczu, co przedstawiono na fig. 6a i fig. 6b. Jednak wyniki te wskazują także na dodatkowe efekty. Gdy zawartość tłuszczu w chrupkach zmniejsza się przez stosowanie wysokich stężeń soli w solance, to wyniki (fig. 7a i 7b) wskazują na wzrost wydajności chrupek poddanych uprzednio fermentacji w tych samych warunkach.

Przeprowadzono dodatkowe doświadczenie z zastosowaniem 0; 0,45; 0,9; 3,0; 5,0 i 8,0% NaCl w solance. Wyniki otrzymane po 48 godz. fermentacji przedstawia fig. 8.

Pokazuje ona wydajność chrupek marchwiowych w różnych stężeniach NaCl. Wydajność ta wzrasta ze wzrostem stężenia NaCl w solance, co potwierdza poprzednie wyniki.

W ocenie sensorycznej stwierdzono, co następuje:

a) Chrupki materiału uprzednio poddanego fermentacji były jaśniejsze od nie poddanych fermentacji.

b) Solanki o wyższym stężeniu CaCl2 dają chrupki o nieprzyjemnym, gorzkim smaku.

c) Obecność CaCh w solance ma niekorzystny wpływ na konsystencję chrupek, dając bardziej lepkie chrupki niż próbki z NaCl.

d) Dłuższy czas fermentacji także wpływa na otrzymanie bardziej lepkich chrupek.

Analiza zasadniczych składników (PCA) stanowi technikę statystyczną, która równocześnie traktuje wszystkie odmiany (Mardia i wsp., Multivariate analysis, Academic Press, Londyn (1980). Dane te są badaniami modelowymi określającymi kilka znaczących czynników plus błędy lub pozostałości. Czynniki te zawierają główny fenomen albo odmienność systematyczną zawartą w danych, zaś pozostałości przedstawiają odmienności interpretowane jako pasmo szumu. Przed analizą PCA parametry skalowane za zero i jeden standard odchyleń, tzn. dane standaryzowane.

175 246

Pierwsze dwa zasadnicze składniki oceniano dla 27% i 17%, tj. około 44% całkowitej odmiany. Trzeci zasadniczy składnik oceniano dla 14% odmiany i nie był on włączony do interpretacji ze wzglądu na trudności w odczytaniu informacji przedstawionej przez ten wynik. Wsady i wyniki oceniane w punktach (punktacje) dla dwóch zasadniczych składników przedstawiono na fig. 9 i fig. 10. Potwierdzają one wyniki, które otrzymano wcześniej, że osmolowość i fermentacja wpływają na zawartość cukrów redukujących. Wykresy funkcji PCA potwierdzają także relacje między zawartością tłuszczu a składem solanki oraz wydajnością a składem solanki.

Wydajność po fermentacji ulega zmniejszeniu, a długość czasu fermentacji można łatwo odczytać z tych wykresów.

Czas smażenia, sucha masa i zawartość tłuszczu mają wpływ na wyniki pomiarów zabarwienia, które są również łatwe do odczytania. Wyniki PCA jasno wskazują na powiązania między różnymi parametrami procesu, które mają wpływ na produkt końcowy.

Na fig. 9 zastosowano następujące skróty: L, A, B: wartości L*, a*, b* otrzymane z pomiarów zabarwienia

OSMNACL, OSMTOTAL, OSMCACL2: wyniki osmolarności solanek

FERMA: fermentowany

HOURS: c^^£^si^e^im^{^ita^(jji w godzinach

FAT: zawartość procentowa tłuszczu w chrupkach marchwiowych

TIME: czassmażenia

DRYMATT: zawartość procentowa i^r^c^łie;j masy

REDSUGAR: zawartość procentowa cukrów redukujących

YIELD: wydajność w p^^c^ct^niach

Na wykresie na fig. 11 zastosowano następujący kod do identyfikacji próbek:

Pr: Liczba solankowa

-24-, -48-: Czas fermentacji godz/czas godz. w solance

-1F: Chrupki nie poddane uprzedniej fermenaacji

-2F: Chrapki poddane uprzedniej i^e^im^e^ith^ijji

Przykład 5. Warzywa poddane uprzedniej fermentacji i smażone.

Celem tego doświadczenia było sprawdzenie czy warunki stosowane do fermentacji i smażenia marchwi mogłyby być także zastosowane do innych warzyw bez modyfikacji i wpływu na otrzymanie dopuszczalnego do spożycia produktu końcowego. Warunki fermentacji były standardowe i próbowano zastosować różne warunki smażenia. Jako warzywa zastosowano marchew, rzepę oraz pasternak.

Materiały i metody

Zastosowano marchew (Daucus carota L), odmiany Fontana, hodowaną do celów przemysłowych, a otrzymaną bezpośrednio po zbiorze i przechowywaną przed użyciem w zaciemnieniu w temperaturze 2°C (May 1992)). Pasternak (Pastinaca sativa L.) odmiany Sutton Student otrzymano po przechowywaniu w sklepie warzywnym. Użyta rzepa (Brassica napus var napobrassica L.) była odmiany nieznanej i była otrzymana z przechowalni. Warzywa myto, mechanicznie obierano, pocięto na plasterki grubości 1,5 mm w Robot Vertical Cutter 2 (Robot CoupeSA, Jackson MS).

Do doświadczeń użyto bakterii Lactobacillus sp. szczep NCIMB 40450. Komórki hodowano w brzeczce Difco Lactobac III MRS (Difco Laboratories, Detroit, MI, USA), zbierano z długiej fazy przez odwirowanie i ponownie zawieszono w solance (2% wag./obj. NaCl).

Fermentację prowadzono w małych słoikach, z których każdy zawierał 150,0 g warzyw w plasterkach. Warzywa zalewano 200 ml solanki składającej się z 2% wag/obj. NaCl uprzednio zaszczepionego zawiesiną komórek do A600 = 0,1 (10 komórek/ml). Słoje utrzymywano w temperaturze otoczenia (23°C) prowadzono fermentację, mierząc wartość pH w solance za pomocą pH-metru Beckman 3560 Digital wyposażonego w szklaną elektrodę.

175 246

Na kuchence Elframo EB (Elframo Bergamo, Włochy) ogrzewano olej palmowy (temperatura topnienia 20°C) do temperatury 160°C. Zawartość jednego słoja (150,0 g świeżych plasterków marchwi) smażono i czas smażenia mierzono stoperem.

Analizą HPLC oznaczono ilość glukozy, fruktozy i sacharozy sposobem opisanym w przykładzie 2.

Fermentacji poddawano każde warzywo w 8 słojach. Kontrolowano fermentację pomiarem wartości pH. Po 24 i 48 godz. próbki plasterków warzyw oraz solankę pobrane z jednego słoja poddano analizie na zawartość cukru i utrzymywanoje aż do analizyw temperaturze -20°C. Zawartość trzech innych słojów poddano smażeniu. Jedną próbkę poddano smażeniu w wysokiej temperaturze aż do zaprzestania pryskania powodowanego pozostałością wody. Zanotowano czas smażenia. Dwie próbki suszono wstępnie w temperaturze 105°C w czasie 6 minut, po czym smażono jak opisano dla próbki 1 i notowano czas smażenia. Trzecią próbkę poddano najpierw smażeniu w tym samym czasie jak dwie próbki (wstępnie osuszono), po czym suszono przez 20 minut w temperaturze 100°C. Świeżą próbkę (150,0 g plasterków warzywa) poddano również smażeniu w sposób opisany powyżej lecz bez suszenia. Po ochłodzeniu, wszystkie próbki ważono i obliczano wydajność. Chrupki warzywne poddano ocenie sensorycznej.

Wyniki

Wartość pH w ośmiu różnych słojach zawierających każde warzywo różniła się w zakresie 0,1 jednostek pH. Jednakże, stwierdzono dużą różnicę w stopniu fermentacji pomiędzy warzywami. Średnią wartość pH po 24 i 48 godzinach fermentacji przedstawiono w tabeli 11.

Tabela 11

Wartość pH marchwi, rzepy i pasternaku po 24 i 48 godz. fermentacji

Godziny	Marchew	Rzepa	Pasternak
0 (solanka)	6,15	6,15	6,15
24	5,22	4,23	5,33
48	3,88	3,98	4,12

Z powyższej tabeli wynika, że chociaż we wszystkich próbkach użyto tę samą wstępnie zaszczepioną solankę, to rzepa uległa fermentacji w czasie pierwszych 24 godzin w dużo większym stopniu niż marchew i pasternak. Po 24 godzinach próbki były bardziej podobne, chociaż próbki marchwi miały najniższą wartość pH.

Ilość sacharozy, glukozy i fruktozy w plasterkach warzyw i solance oznaczono po 24 i 48 godzinach fermentacji.

W tabeli 12 przedstawiono zawartość cukrów w plasterkach warzyw.

Tabela 12

Zawartość cukru (g/100 g mokre	masy)
Próbka	Sacharoza	Glukoza	Fruktoza	Całkowita ilość cukrów redukujących
Marchew 24 godz.	1,25	1,33	1,18	2,51
Marchew 48 godz.	0,78	0,60	0,67	1,27
Rzepa 24 godz.	0,07	1,42	0,89	2,31
Rzepa 48 godz.	0,08	1,12	0,80	1,92
Pasternak 24 godz.	6,03	0,42	0,36	0,78
Pasternak 48 godz.	3,47	0,22	0,23	0,45

Z porównania tabeli 11 i 12 widać, że różnice w szybkości i stopniu fermentacji mają odzwierciedlenie w różnicach składu cukrów w tych warzywach. W rzepie znaleziono duże ilości monosacharydów i małe ilości sacharozy, co przeszkadza szybkiej fermentacji. W pasternaku był przeciwny przypadek. W próbkach pasternaku znajdują się małe ilości glukozy i fruktozy, przy czym wystąpił niższy stopień fermentacji ponieważ wymagany był rozkład sacharozy.

175 246

Po 48 godzinach fermentacji w przypadku marchwi i pasternaku ilość cukrów redukujących została zmniejszona poniżej 1,5%. Jednakże, w przypadku rzepy poziom cukrów redukujących utrzymywał się ciągle na nieco wyższym poziomie (1,92%).

Z zastosowaniem takich samych warunków fermentacji jak opisano, przeprowadzono oddzielne doświadczenie. Według pomiarów wartości pH rzepę poddano fermentacji w podobnym stopniu i z podobną szybkością. W tabeli 13 przedstawiono wyniki analizy zawartości cukrów w plasterkach przed fermentacją i po 24 godzinach fermentacji.

Tabela 13

Zawartość cukrów w plasterkach rzepy (g/100 g wilgotnej masy) przed fermentacją i po 24 godzinach fermentacji oraz po 24 godzinach fermentacji z płukaniem plasterków przed analizą

Próbka	Sacharoza	Glukoza	Fruktoza	Całkowita ilość cukrów redukujących
Przed	0,68	4,43	3,08	7,51
24 godz.	0,25	1,84	1,41	3,25
Płukanie	0,22	1,67	1,25	2,92

Z tabeli 13 widać, że występuje stosunkowo mała różnica w całkowitej ilości cukrów redukujących przed i po płukaniu, co wskazuje na usunięcie cukrów z powierzchni plasterków przed fermentacją.

W tabeli 14 podano wyniki smażenia różnych próbek.

Tabela 14

Czas smażenia i wydajność chrupek warzywnych z różnych warzyw

Próbka	Czas (min.sek.)	Wydajność (%)
Marchew (24 godz.) 1	3,40	16,4
2	2,10	14,5
3	2,10	15,8
Marchew (48 godz.) 1	3,25	12,4
2	2,30*	12,8
3	2,50	12,5
Rzepa (24 godz.): 1	3,25	15,3
2	2,05	14,1
3	2,05	14,1
Rzepa (48 godz.): 1	3,50	12,4
2	2,50	12,3
3	2,50	12,3
Pasternak (24 godz.) 1	3,25	29,8
2	2,00	25,7
3	2,00	32,1
Pasternak (48 godz.)1	3,45	25,2
2	2,35	23,7
3	2,35	25,6
Próbki świeże:
Marchew	3,45	23,3
Rzepa	3,35	19,7
Pasternak	3,20	34,5

1: Brak etapu suszenia

2: Suszenie przed smażeniem Suszenie po smażeniu ) Czas smażenia niewystarczający, próbka niezupełnie chrupka).

175 246

Uzyskano chrupki po smażeniu poddano ocenie w odniesieniu do kruchości, zabarwienia i smaku. Wszystkie próbki za wyjątkiem jednej (patrz uwagi do tabeli 14) miały dopuszczalną kruchość, natomiast nie stwierdzono znaczącej różnicy w zabarwieniu i smaku.

Jeżeli po smażeniu zastosowano suszenie, to wówczas wszystkie próbki miały jasne zabarwienie i były przyjemne dla oka. W przypadku marchwi i rzepy próbki po 24 godzinach fermentacji były mniej jasne niż próbki po 48 godzinach fermentacji. Zabarwienie innych próbek było różne w zakresie od ciemnego do bardzo ciemnego. Wszystkie próbki, które nie poddano suszeniu przed smażeniem określano, jako ciemne, przy czym świeże próbki określano jako bardzo ciemne. Odbiło się to również na smaku chrupek, przy czym wszystkie ciemno zabarwione chrupki miały smak lekko przypalony do przypalonego. Z zastosowaniem ściśle określonych parametrów, wszystkie próbki poddanych fermentacji warzyw po smażeniu dały produkt dopuszczalny do spożycia.

W konkluzji należy stwierdzić, że zastosowanie procesu fermentacji przed smażeniem w wysokich temperaturach pozwala otrzymać produkt warzywny smażony w wysokich temperaturach, także z warzyw innych niż marchew. W porównaniu do marchwi mogą wystąpić różnice w stopniu fermentacji oraz wydajności produktu końcowego będące odbiciem składu substancji wyjściowej.

175 246

czas fermentacji (godz.)

Lactobacillus szczep NCIMB (») NCDO 1193 (o) lub 40450 NCDO 1752(o) (ilość obliczona/ml)

FIG. 2

Lactobacillus szczep NCIMB 40450 (o) NCDO 1193 (o) lub NCDO 1752 (O)

175 246

czas fermentacji (godz.)

Lactobacillus szczep lub

NCIMB 40450 (e) NCDO 1193 (o) NCDO 1752(0)

175 246

FIG. 4

nie fermentowane ι(_β)_; fermentowane 24h(o), 48h(b),72h(a) 24h fermentacja (-),24,48 i 72h fermentacja (—)

FIG. 5

osmomolowość osmomolowość osmomolowość

1.176 — , °smomolowość 1.026--0.310---osmomolowość 0.150---,

0.000175 246

h fermentowane¹)----24h

h fermentowane,-----14 h

175 246

FIG. 7a

0.0 0.3 0.6 0.9 1.2

---48hfermentowane, ---------48b

- 24h fermentowane,------24 h

osmomolowość (CaCI₂)

---48 h fermentowane, -----48 h

-24 h fermentowane---24 h

175 246

składnik 2

FIG. 9 marchew wsadowa

składnik 1

175 246

P9-24-2Fe

P8-24-2F# P9-24-1F®.

FIG. 10 wartości dla marchwi

Γ

P9-48-1F

P7-48-1F·

P5-24-2Fo P8-24-1F⁰ ' P2-24-2F·

P7-24-2F· P6-48-1F® P3-24-2F«P2-48-2F _ep₈_₄₈._2F • P5-24-1F „ «P7-24-1F

P3-24-1F .P6-24-2F_p4_₂₄._2F •P6-24-1F oP1-24-1F

P3-48-2F”

P4-48-2F® •P7-48-2F • P6-48-2F «P8-48-1F P4-24-1F * eP3-48-1F «PI-W-IF eP5-48-1F «P1-24-2F •P6-48-2F oP4-48-lF «P1-48-2F eP9-48-2F

L oP2-24-1F ®P2-48-1F składnik 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania smażonego produktu warzywnego z warzyw niebulwiastych obejmujący etap fermentowania i smażenia, znamienny tym, że poddaje się fermentacji mlekowej warzywo, które zawiera co najmniej 2% wagowych cukrów redukujących, w czasie

   6-24 godzin od wartości początkowej pH=6 do osiągnięcia pH=5,0-4,0 po fermentacji następnie warzywo smaży się, przy czym warzywo wybrane jest spośród korzeniowych łub cebulowych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warzywo przed etapem fermentacji obiera się, kroi lub rozdrabnia, korzystnie kroi się w plasterki.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że j ako warzywo stosuj e się warzywo wybrane spośród marchwi, selera, pasternaku i rzepy.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako warzywo stosuje się marchew.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako bakterię fermentacji mlekowej stosuje się bakterie wybrane spośród Lactobacillus sp.NCDO 1752 i NCDO 1193.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako bakterię fermentacji mlekowej stosuje się bakterie Lactobacillus sp. NCIMB 40450.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po smażeniu warzywo suszy się.
8. 8. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że warzywo poddaje się fermentacji w buforze.
9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 5, albo 6, znamienny tym, że obraną, pokrojoną w plasterki marchew umieszcza się w solance zaszczepionej kulturą Lactobacillus sp., poddaje fermentacji wymienione inokulum w czasie od 6 do 12 godzin, przemywa marchew w solance lub w wodzie i smaży się przemytą marchew.