RO134080B1 - Compo- ziţie pentru produs de panificaţie cu prefer- ment pe bază de quinoa - Google Patents

Description

Invenția de față se referă la un preferment pentru panificație și compoziție pentru produs de panificație pe baza acestui preferment, având aplicații în industria alimentară.

Piața actuală a produselor de panificație necesită o „reîmprospătare la nivelul materiilor prime folosite în fabricație, necesitate care apare datorită unui număr mare de produse similare existente pe piață, prea puține dintre acestea având calitatea echivalentă cu a celor de pe piața internațională. Este nevoie de o diferențiere clară a sortimentelor oferite de agenții economici, bazată pe calitatea produsului finit, valoarea nutrițională și aspectele senzoriale (aspect, culoare, gust, aromă). În prezent, asistăm la o „renaștere a proceselor fermentative în domeniul panificației, ca urmare a numeroaselor efecte pozitive demonstrate (Raninen et al., 2017; Koistinen et al., 2018) asupra calității produselor finite, a proprietăților senzoriale și nutriționale; acesta este și motivul pentru care mulți procesatori din panificație caută să-și îmbogățească gama sortimentală cu produse obținute prin procese fermentative controlate. Un studiu recent realizat pe un eșantion de 11000 chestionați a relevat că în opinia consumatorilor de pâine, aceasta trebuie să răspundă următoarelor cerințe: sănătate, prospețime și gust (www.tastetomorrow.com). Toate aceste calități pot fi asigurate cu succes de soluțiile tehnologice inovative care se bazează pe procese fermentative. Chestionarea consumatorilor în legătură cu proprietățile senzoriale ale produselor de panificație, a condus la concluzia că mulți consumatori preferă produsele de panificație caracterizate prin miez moale, aerat și o coajă crocantă.

Înlocuirea făinii de grâu cu cea din pseudo-cereale pentru fabricarea prefermenților (maielelor) reprezintă o temă de maximă actualitate (Iglesias-Puig et al., 2015; Antoniewska et al., 2018). Pseudo-cerealele sunt considerate ingrediente valoroase pentru obținerea de produse de panificație cu valoarea nutrițională crescută, deoarece au un profil proteic foarte bun, sunt o sursă valoroasă de fibre, minerale și alți compuși bioactivi cu beneficii pentru sănătate (Navruz-Varli et al, 2016). Pseudo-cerealele, între care quinoa și amaranth, pot promova și susține cu succes procesele fermentative realizate de microorganisme, rezultând semifabricate deosebit de valoroase pentru industria de panificație atât datorită creșterii conținutului în nutrienți cât și printr-un profil aromatic deosebit (Catzeddu, P., 2011). Făinurile conțin precursori de arome, care pot fi puși în evidență prin acțiunea unor enzime produse de tulpinile de drojdii în timpul procesului fermentativ (Aslankoohi, E. et al., 2016).

Există o varietate de publicații care fac referire la făinurile de pseudo-cereale și utilizările lor în alimente și mai ales în produse de panificație, în general cu două scopuri: fie ca ingredient în produse aglutenice, fie ca ingredient cu rol fortifiant. Multe dintre aceste publicații (articole științifice și/sau (cereri) brevete de invenție), se referă la produse aglutenice destinate în principal bolnavilor celiaci.

DE 102004029618 B4 descrie un sortiment de pâine cu valoare nutritivă crescută, în alcătuirea căreia se regăsește făina de amaranth.

JP 5834160 B1 descrie o metodă de obținere a unui sortiment de pâine, având în componență și făină de quinoa și amaranth, din care lipsește etapa de fermentație.

US 4911943 B1 face cunoscută obținerea de produse alimentare obținute pe bază de quinoa și amaranth, care înlocuiesc grâul sau alte cereale, laptele, ouăle și substituie parțial nucile.

CN 107372723 A prezintă un sortiment de pâine cu făină de quinoa.

RU 2579257 C1 descrie o metodă de obținere a unui produs de panificație fără gluten.

Documentul US 20170079287 A1 face referire la obținerea unei compoziții pentru 1 pâine aglutenică, pentru care materialul furnizor de amidon pot fi și pseudo-cereale ca amaranth sau quinoa. 3

Documentul WO 2007113678 A2 face referire la un amestec fortifiat destinat obținerii de alimente dietetice pentru bolnavii cu intoleranță la gluten; amestecul fortifiat în vitamine 5 și oligoelemente are ca proveniență materii prime valoroase în acești compuși, între care quinoa și amaranth. 7

Pseudo-cerealele sunt materii prime cu un conținut proteic și de aminoacizi extrem de valoros. Astfel, documentul US 20100184963 A1 face referire la un concentrat proteic 9 obținut din quinoa, caracterizat ca o sursă valoroasă de proteine vegetale de înaltă calitate care poate avea numeroase utilizări în produse alimentare, printre care și produse de 11 panificație.

Documentul US 20150173375 A1 face referire la o compoziție de panificație cu aport 13 proteic ridicat prin folosirea unor materii prime bogate în proteine, printre care făina din semințe de amaranth cu o participație de până la 11,8% 15

Graf, B.L. et al., 2015 evidențiează calitățile nutriționale ale pseudo-cerealei quinoa și efectele benefice, demonstrate prin studii clinice, asupra bolilor cardiovasculare, gastro- 17 intestinale și în general asupra metabolismului uman. De asemenea, sunt prezentate studii legate de utilizarea făinii de quinoa în prepararea de produse de panificație-patiserie 19 îmbunătățite la nivelul proprietăților funcționale. În produsele aglutenice, atât proprietățile texturale cât și cele funcționale sunt îmbunătățite prin substituirea făinii de orez sau porumb, 21 în diferite procente, cu făina de quinoa (Elgeti et al., 2014). Pâinea aglutenică obținută cu făină de quinoa are un conținut de polifenoli, antioxidanți, minerale, vitamine crescut față de 23 cazul folosirii amidonului de cartofi-ingredient uzual (Valcârcel-Yamani and Caetano da Silva Lannes, 2012). Pastele făinoase aglutenice obținute cu făină de quinoa au demonstrat 25 calități fizico-chimice și senzoriale acceptabile în comparație cu cele din făină de grâu (Graf, B.L. et al., 2015). Pâinea obținută prin substituirea făinii de grâu cu amestec de pseudo- 27 cereale (quinoa și hrișcă) în proporții de 40% are un conținut proteic de 2,5 ori mai mare, de fibre de 2 ori mai mare iar nivelul de calciu și fosfor crește considerabil (Demin et al., 2013). 29

Sanz-Penella et al., 2013 au demonstrat aceleași efecte și-n cazul adaosului de făină de amaranth până la 20% în pâinea din făină integrală de grâu. 31

Obținerea de aluaturi acide și maiele pe bază de făinuri aglutenice, prin fermentare cu tulpini singulare sau mixte de lactobacili care produc o fermentație lactică, este descrisă 33 de mai multe publicații; de cele mai multe ori substratul fermentescibil este un amestec de făinuri aglutenice între care există și făinuri din pseudo-cereale, mai ales pentru accentuarea 35 aromei (US 9237753 B2; US 9210940 B2; CN 101495617 B). Prefermenții (maiele de fermentație alcoolică) sunt caracterizați de o aciditate mai scăzută decât a aluaturilor acide 37 iar procesul fermentativ decurge sub acțiunea drojdiilor, fiind vorba de o fermentație alcoolică (Katina, K., 2005). 39

Documentele descrise anterior cu referire la calitățile funcționale ale făinurilor din pseudo-cerealele quinoa și amaranth, precum și la utilizările lor în produse de panificație 41 sunt relevante pentru prezenta invenție, dar nu pot fi considerate opozabile deoarece descriu folosirea făinurilor de quinoa și amaranth, de regulă, în amestec cu alte făinuri fie în mixuri 43 aglutenice, fie pentru creșterea valorii nutritive a produselor. Documentele care descriu procese fermentative pe aceste făinuri, prezintă obținerea de aluaturi acide prin fermentație 45 lactică de către lactobacili și nu prin fermentații alcoolice produse de drojdii.

De asemenea, publicațiile științifice recente (De Meo et al., 2011, Dezelak et al., 2014) cât și patentul CA 2825639 A1 demonstrează capacitatea drojdiilor de a fermenta substraturi de quinoa și amaranth la fabricarea berii.

După cunoștințele noastre nici unul din documentele existente la momentul actual nu face referire la utilizarea făinurilor de quinoa și amaranth ca substrat într-o fermentație alcoolică pentru obținerea unui preferment (maia de fermentație alcoolică) care să se utilizeze la fabricarea unui sortiment de panificație.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția, o reprezintă: utilizarea maielei de fermentație alcoolică în obținerea unui preferment destinat fabricării pâinii. Invenția contribuie la obținerea unei compoziții cu ingrediente realizării unui produs de panificație valoros din punct de vedere nutritiv, cu gust, aromă și textură specifică și cu un grad ridicat de acceptabilitate în rândul consumatorilor. De asemenea se pot asigura conceptele de mare actualitate „clean labei, deoarece produsul nu conține aditivi sau amelioratori, Non-OMGfiind lipsit de organisme modificate genetic și are o calitate foarte bună.

Produsul de panificație nou obținut conține compuși nutritivi: carbohidrați, fibre, minerale, vitamine, compuși fenolici și are un conținut proteic și de aminoacizi mai ridicat decât al produselor de panificație obișnuite, atât datorită aportului de făină de quinoa și amaranth cât și datorită activității enzimatice de pe durata fermentației prefermentului. Din punct de vedere al calităților senzoriale, produsul se caracterizează prin gust, miros și aromă deosebite și distincte, datorate compușilor de aromă (derivați volatili ca alcooli, aldehide, cetone, terpeni, limonen, cymen etc) ce provin din făina de quinoa/amaranth și/sau dezvoltat prin procesul fermentativ al prefermentului. Profilul textural al produsului evidențiează un miez cu elasticitate și porozitate ridicate, cu caracteristici specifice de coezivitate, gumozitate, rezistență la masticație, ceea ce îl încadrează în grupa specialităților de panificație aerate și cu miez moale. Acestea vor conduce la obținerea unui produs de panificațiepatiserie fortifiat nutrițional și cu caracteristici senzoriale îmbunătățite fără a se folosi aditivi chimici. Toate determinările calitative - nutriționale, de aromă, textură cât și testele de acceptabilitate în rândul consumatorilor - au fost efectuate în cadrul proiectului de cercetare din care a rezultat prezenta invenție.

Invenția se referă la o nouă compoziție pentru produs de panificație pe bază de preferment ce are ca substrat un amestec de făină de quinoa (Chenopodium quinoa) și amaranth (Amaranthus sp.), ca pseudo-cereale, ce este supus fermentării cu tulpini de drojdii adaptate pentru procesul de panificație (aparținând speciilor Saccharomyces, Torulaspora), precum și la procedeul de obținere al produsului de panificație. Acest produs poate fi consumat de toate segmentele de consumatori - copii, vârstnici dar și alte persoane preocupate de o alimentație sănătoasă.

Compoziția pentru produs de panificație propusă prin această cerere de brevet, este constituită din făină de grâu 47...48), preferment 26%, sare 1...2% și apă în funcție de capacitatea de hidratare a făinii; valorile sunt raportate la 100 kg de aluat. Prefermentul (maia) este constituit din 42...43% făină de quinoa, 1...2% făină de amaranth, 0,8...1% drojdie și 55...57% apă, raportul făină/apă din preferment este de 0,75...0,77 în funcție de capacitatea de hidratare. Prefermentul se obține prin fermentarea suspensiei de făină de quinoa-amaranth și apă timp de 18-20 h, la 30°C.

Principalul avantaj al invenției constă în utilizarea unor materii prime inovative - fâinuri din pseudo-cereale de tip quinoa și amaranth - bogate în compuși nutritivi (bioactivi), care sunt supuse unui proces fermentativ de lungă durată (18-20 h), rezultând un semifabricat prefermentul sau maiaua alcoolică - care pe lângă compoziția nutritivă valoroasă se caracterizează printr-un profil aromatic complex. Prefermentul, ca semifabricat, se va utiliza la fabricarea produsului de panificație căruia îi va crește valoarea nutritivă și-i va genera un 1 complex de aromă deosebit de apreciat de consumatori. Totodată, la nivelul aspectului exterior și interior (elemente deosebit de importante între criteriile de alegere ale consuma- 3 torilor de produse de panificație), invenția va conduce obținerea unui produs cu coaja subțire dar crocantă, cu miez moale și aerat. 5

În continuare se dă un exemplu de realizare al invenției.

Exemplu 7

Se recepționează calitativ și cantitativ materiile prime și auxiliare (făina de grâu, făina de quinoa, făina de amaranth, sarea, drojdia). Făinurile se cern și se temperează. Sarea se 9 poate folosi în stare solidă, caz în care se cerne pentru eliminarea impurităților sau se dizolvă în apă până la realizarea concentrației maxime, apoi se filtrează sau se decantează. Drojdia 11 utilizată poate fi atât sub formă de drojdie comprimată cât și sub formă liofilizată și se utilizează în proporție masică de 0,8...1%; drojdia liofilizată necesită o operație de rehidra- 13 tare, care constă în amestecarea drojdiei cu o parte din cantitatea de apă necesară și agitare timp de 15 min pentru o dizolvare completă. Produsul de panificație se obține prin metodă 15 indirectă bifazică (prefermentul - prima fază și aluatul - faza a doua). Prefermentul se obține prin amestecarea drojdiei comprimate sau liofilizate (pregătită conform celor descrise 17 anterior) cu apă la temperatura de 35°C și amestec de făină de quinoa/amaranth și se lasă la fermentat la 30°C, timp de 18-20 h; raportul de amestec făinuri/apă = 1/2. În malaxor se 19 frământă făina de grâu cu prefermentul, apa, sarea timp de 2 min la viteză mai redusă și 6 min la viteză mai mare. Temperatura aluatului la sfârșitul frământării 24°C. Fermentarea 21 aluatului se realizează la 24-26°C, timp de 90 min. Aluatul se divizează în bucăți egale de 280 g, se modelează sub formă dreptunghiulară și se lasă în dospitor pentru dospirea finală 23 (30 min, la 28...30°C și 80% umiditate relativă a aerului). Coacerea se realizează 20...25 min la 220...230°C cu aburirea vetrei în primele minute ale coacerii. 25

Bibliografie 27

Koistinen V.M., Mattila O., Katina K., Poutanen K., Hanhineva A.,2018, Metabolic 29 profiling of sourdough fermented wheat and rye bread, Scientific Reportsvolume 8: 5684.

Kaisa Raninen, Jenni Lappi, Mikko Kolehmainen, Marjukka Kolehmainen, Hannu 31 Mykkănen, Kaisa Poutanen & Olavi Raatikainen, 2017, Diet-derived changes by sourdoughfermented rye bread in exhaled breath aspiration ion mobility spectrometry profiles in 33 individuals with mild gastrointestinal symptoms, International Journal of Food Sciences and Nutrition, 68:8, 987-996, DOI: 10.1080/09637486.2017.1312296. 35

Aslankoohi E., Herrera-Malaver B., Naser R. M., Steensels J., Courtin Kevin, C, J. Verstrepen, 2016, Non-Conventional Yeast Strains Increase the Aroma Complexity of Bread,37

PLoS ONE 11(10), Recent Pat Food Nutr Agric.

Catzeddu, P., 2011, Sourdough Breads In:Preedy, V.R., Watson R.R.,Patel W.(eds.),39

Flour and breads and their fortification in health and disease prevention, Academic Press, USA.41

Iglesias-Puig, E., Vicente M., and Haros M., 2015. Bread with Whole Quinoa Flour and Bifidobacterial Phytases Increases Dietary Mineral Intake and Bioavailability, LWT - 43 Food Science and Technology, 60, (1).

Antoniewska A., Jaroslawa R., Martinez Pineda M., Adamska A., 2018, Antioxidative, 45 Nutritional and Sensory Properties of Muffins with Buckwheat Flakes and Amaranth.

Navruz-Varil, Semra, and Nevin S., 2016. Nutritional and Health Benefits of Quinoa 47 (Chenopodium Quinoa Willd.). Journal of Cereai Science 69, 371-76.

Graf B.L., Poulev A., Kuhn P., Grace M.H., Lila M.A., Raskin I., 2014, Quinoa seeds leach phytoecdysteroids and other compounds with anti-diabetic properties, Food Chemistry 163:178-85.

Elgeti D., Nordlohne S.D., Foste M., Besl M., Linden M.H., Heinz V., Jekle M., Becker T., 2014. Volume and texture improvement of gluten-free bread using quinoa white flour. J. Cereai Sci. 59, 41-47.

Beatriz Valcărcel-Yamani, Suzana Caetano da Silva Lannes, 2012, Applications of Quinoa (Chenopodium Quinoa Willd.) andAmaranth (Amaranthus Spp.) and Their Influence in the Nutritional Value of Cereai Based Foods, Food and Public Health, Voi. 2 No. 6, pp. 265-275. doi: 10.5923/j.fph.20120206.12.

Mirjana A. Demin, Biljana V. Vucelic-Radovic, Nebojsa R. Banjac, Neli Nikolaevna Tipsina, Mirjana M. Milovanovic, 2013, Buckwheat and Quinoa seeds as supplements in wheat bread Production, Hem. ind. 67 (1), 115-121.

J.M. Sanz-Penella, Malgorzata Wronkowska, M., Soral-Smietana, Claudia Monika Haros, 2013, Effect of whole amaranth flour on bread properties and nutritive value, LWTFood Science and Technology 50(2): 679-685.

B. De Meo, G. Freeman, O. Marconi, C. Booer, G. Perretti, and P. Fantozzi, J., 2011, Inst. Brew. 117(4), 541-546.

Dezelak M., 2014, Beer-like gluten-free beverages fermented from buckwheat and quinoa, https://www.researchgate.net/publication/268279440

Katina, K., 2005, Sourdough: a tool for the improved flavour, texture and shelf-life of wheat bread, VTT PUBLICATIONS 569.

US 20170079287 A1, 2014, Koraljka Rade-KukicLuis Roberto KingHugo GloriaHernandez, Gluten-free bread.

WO 2007113678 A2, 2006, Giammaria Giuliani, Anna Benedusi, Supplement mixture for dietetic food destined for celiacs.

US 20100184963 A1,2007, Laurie A. ScanlinMartha B. StoneClaire Burnett, Quinoa protein concentrate, production and functionality.

US 20150173375 A1,2013, D. Gary Young, High protein bread formulation.

US 9237753B2, 2006, Giammaria Giuliani, Anna Benedusi, Raffaella Di Cagno, Măria De Angelis, Antoneila Luisi, Marco Gobbetti, Mixture of lactic bacteria for the preparation of gluten free baked products.

US 9210940 B2, 2010, Markus BrandtGina Jaspers, Rye flour imitation.

CN 101495617 B, 2006, A, Mixture of lactic acid bacteria for the preparation of gluten free baked products.

CA 2825639 A1,2011, Joseph I. Kamelgard, Quinoa-based beverages and method of creating quinoa-based beverages.

Claims (2)

1. Revendicări 1

   1. Preferment de panificație, caracterizat prin aceea că, este constituit din 42...43% 3 făină de quinoa, 1...2% făină de amaranth, 0,8...1% drojdie și 55...57% apă, obținut prin fermentarea suspensiei de făină de quinoa-amaranth și apă, aflate într-un raport de 5 0,75...0,77 în funcție de capacitatea de hidratare, timp de 18...20h, la 30°C.
2. 2. Compoziție pentru produs de panificație pe baza prefermentului conform 7 revendicării 1, caracterizată prin aceea că, este constituită din făină de grâu 47...48%, preferment 26%, sare 1 ...2% și apă în funcție de capacitatea de hidratare a făinii, 24...25%, 9 valorile fiind raportate la 100 kg de aluat.