Testarea unor Amestecuri Enzimatice utilizate la Ameliorarea Făinurilor din grâu,

R. TAMBA-BEREHOIU, N. C. POPA, S. POPESCU, D. BALAN, A. IANCU

Faculty of Biotechnology, Bd. Marasti No. 59, 71331, Bucharest, Romania

Abstract

Ameliorarea făinurilor din grâu este strict necesară pentru îmbunătăţirea proprietăţilor

tehnologice ale acestora. Experimentul a constat în ameliorarea unui eşantion de făină tip

650, în 6 variante, cu un amestec de 5 enzime, anume: două hemicelulaze, amilază, lipază

şi glucoxidază. De menţionat că una dintre hemicelulaze avea activitate predominant

xilanazică. În urma efectuării probei de coacere, s-au evaluat volumul, porozitatea şi

elasticitatea pâinii obţinute la cele 6 variante. S-a constatat că cele mai bune rezultate (în

special creşterea volumului pâinii) s-au evidenţiat la variantele la care aportul de acid

ascorbic şi glucozidază a fost redus, iar xilanaza şi hemicelulaza s-au introdus în cantităţi

echilibrate. Cel mai bun raport cantitativ xilanază/hemicelulază, a avut valoarea 0,73.

Retestarea variantei optime de ameliorare ca atare, pe un eşantion de făină de altă

provenienţă, a confirmat rezultatele bune obţinute, comparativ cu martorul. Îndepărtarea

totală a xilanazei din reţeta de ameliorare a provocat o uşoară scădere a volumului şi

porozităţii pâinii, dar parametri de calitate au fost superiori comparativ cu martorul.

Keywords: improvment, wheat flours, enzymes, parametri de calitate, volum, porozitate,

elasticitate, baking test etc

1

Introduction

Potenţialul tehnologic al făinurilor obţinute din grâne româneşti necesită o serie

de îmbunătăţiri, prin adăugare de amelioratori. Amelioratorii utilizaţi în panificaţie sunt

diverşi, putând fi de natură enzimatică sau nonenzimatică. Adaosul de enzime la făină are

în vedere: creşterea volumului pâinii (α-amilaze, lipaze, hemicelulaze, proteaze),

îmbunătăţirea structurii miezului (hemicelulaze, proteaze, lipaze, α-amilaze), prelungirea

termenului de garanţie al produselor (-amilaze, hemicelulaze), precum şi ameliorarea

aromei, respectiv a culorii cojii (-amilaze, proteaze, lipoxigenaze, lipaze,

glucozoxidaze, hemicelulaze).

Utilizarea preparatelor hemicelulazice, care au făcut obiectul testelor noastre, în

special, determină: creşterea capacităţii de frământare a aluatului, îmbunătăţirea

comportamentului la coacere, creşterea volumului, a stabilităţii produsului, îmbunătăţirea

texturii miezului şi diminuează viteza de învechire a pâinii.

Acidul ascorbic (utilizat de asemenea, în reţeta de ameliorare testată), în prezenţa

enzimei ascorbat oxidază şi a oxigenului, oxidează grupările tiolice ale proteinelor, cu

efecte asupra creşterii rezistenţei şi extensibilităţii glutenului din aluat. Reglarea cantităţii

de oxigen disponibilă pentru acidul ascorbic se face prin adaos de glucozoxidază. În plus,

datorită producerii apei oxigenate, glucozoxidaza poate avea un efect independent de cel

al acidului ascorbic în ceea ce priveşte creşterea rezistenţei şi elasticităţii proteinelor

glutenice. În general, reţetele de ameliorare utilizate, combină efectele activităţilor

hemicelulazice cu cele ale acidului ascorbic şi glucozoxidazei.

Acest studiu şi-a propus:

2

1. să optimizeze calităţile de panificaţie ale unor mostre de făină, folosind amestecuri

enzimatice (amilază, lipază, glucozoxidază, diverse tipuri de hemicelulază), pentru a

demonstra că acestea pot înlocui cu succes alte tipuri de amelioratori nonenzimatici;

2. să determine valorile cantităţilor optime ale enzimelor adăugate, respectiv unele

tipuri de hemicelulază, care să conducă la obţinerea unui produs de calitate;

3. să determine raportul optim dintre două tipuri de hemicelulază, utilizate

concomitent la ameliorare;

4. să verifice efectul variantelor de ameliorare considerate optime, pe făinuri similare

ca grad de extracţie, dar provenind din diferite surse.

Cea mai sensibilă modalitate de evaluare, a efectului ameliorării enzimatice

asupra calităţilor de panificaţie ale făinii, a fost considerată proba de coacere, utilizată în

lucrarea de faţă.

Materials and Methods

Experimentul a constat în compararea comportamentului tehnologic al unor

făinuri neameliorate (martor) cu cel al unor făinuri diferit ameliorate cu enzime şi acid

ascorbic, prin evaluarea parametrilor de calitate ai pâinii obţinute. Rezultatele probelor de

coacere au fost corelate calitativ şi cantitativ cu amelioratorii utilizaţi.

Experimentul a fost condus în două etape. În prima etapă, s-a utilizat ca martor,

o făină comercială tip 650 provenită de la S.C. Moara Loulis S.A. Această făină a fost

ameliorată cu 5 preparate enzimatice diferite şi acid ascorbic. Preparatele enzimatice

utilizate au fost obţinute de la firma DSM Bakery Ingredients, denumirea comercială şi

rolul lor fiind prezentate în tabelul 1. Acidul ascorbic a fost obţinut de la Roche Vitamins

Limited.

3

Tabelul 1. Preparatele enzimatice utilizate

Denumirea comercială Enzima

Bakezyme BXP 5000 Hemicelulază bacteriană (xilanază)

Bakezyme HSP 6000 Hemicelulază fungică

Bakezyme GO 1500 Glucozoxidază fungică

Bakezyme P 180 α – Amilază fungică

Bakezyme PH 800 Lipaze şi fosfolipaze fungice

În tabelul 2 sunt prezentate cantităţile de preparate enzimatice şi acid ascorbic

utilizate pentru ameliorarea în şase variante a făinii martor, tip 650. Se observă că nivelul

amilazelor (Bakezyme P 180) şi al lipazelor (Bakezyme PH 800) din formulele de

ameliorare a fost acelaşi la toate variantele, astfel încât să poată fi evidenţiat în special,

efectul celor două preparate hemicelulazice diferite (Bakezyme BXP 5000 şi Bakezyme

HSP 6000). Menţionăm că nivelele cantităţilor de enzime utilizate ca adaosuri la făină (în

ppm), s-au înscris între limitele recomandate de firma producătoare.

Tabelul 2. Variantele de ameliorare

Varianta I II III IV V VI

Bakezyme BXP 5000 (ppm) 0 25 100 55 35 35

Bakezyme HSP 6000 (ppm) 0 80 0 40 55 75

Bakezyme GO 1500 (ppm) 45 80 45 45 45 45

Bakezyme P 180 (ppm) 20 20 20 20 20 20

Bakezyme PH 800 (ppm) 25 25 25 25 25 25

4

Acid ascorbic (ppm) 50 70 50 50 50 50

The enzymes where added to the baking formula during the mixing stage. Pentru

obţinerea pâinii a fost folosită metoda descrisă de standardul românesc în vigoare.

Rezultatele probei de coacere au fost interpretate în funcţie de aspectul organoleptic al

produsului finit şi pe baza metodelor de analiză descrise de standardul românesc pentru

pâine, produse de franzelărie şi specialităţi de panificaţie. Au fost evaluate în consecinţă:

volumul, porozitatea şi elasticitatea pâinii. Pentru determinarea volumului pâinii a fost

folosit aparatul tip Fornet şi metoda prezentată în acelaşi standard.

În a doua etapă, variantele de ameliorare, ca atare şi modificate, la care s-au

înregistrat cele mai bune probe de coacere, au fost retestate pe un acelaşi tip de făină 650,

provenind de la alt furnizor, anume S.C. Boromir S.A. S-au executat din nou probele de

coacere pentru aceste ultime variante.

Results and Discussion

Rezultatele obţinute în urma probelor de coacere ale pâinii, provenite din făina

martor, precum şi din făina ameliorată în cele şase variante, sunt sintetizate în tabelul 3.

Tabelul 3. Parametri de calitate ai pâinii rezultată în urma probei de coacere

Varianta Volum

(cm3/100g)

Porozitate

(%)

Elasticitate

(%)

Observaţii

Martor 500 83.6 96 aluat ferm

I 485 83.4 96 aluat lipicios

II 490 84 96 aluat ferm

III 495 83.8 95 aluat uşor lipicios

5

IV 550 84.4 96 aluat uşor lipicios

V 520 83.4 95 aluat uşor lipicios, neted

VI 522 83.7 96 aluat uşor lipicios, neted

Figure 1. Variaţia volumului la pâinea obţinută în urma aplicării

tratamentelor de ameliorare

Se observă că cele mai bune rezultate privind parametrul volum au fost

înregistrate în cazul variantei IV, aceasta prezentând o creştere a volumului de 10 % faţă

de martor. Ameliorări semnificative ale acestui parametru au fost remarcate şi în cazul

variantelor V (4 %) respectiv VI (4.5 %). În cazul celorlalte variante, se observă

micşorarea volumului pâinii comparativ cu făina martor, cu 3 % pentru varianta I, cu 2 %

pentru varianta II şi cu 1 % pentru varianta III. La varianta I nu s-au folosit nici unul din

preparatele hemicelulazice. La varianta II, s-a utilizat o cantitate mare de hemicelulază

(80 ppm), în detrimentul xilanazei, iar la varianta III s-a folosit numai preparatul

xilanazic (100 ppm) şi de loc hemicelulaza Bakezyme HSP 6000. Se observă că folosirea

excesivă a uneia din cele două tipuri de enzime hemicelulazice în formula de ameliorare,

afectează parametri de calitate ai pâinii, fiind recomandabilă combinarea acestora în

proporţii echilibrate, evidenţiate la variantele IV, V şi VI.

În cazul variantei II, creşterea cantităţii de acid ascorbic şi a glucozoxidazei, a

determinat o diminuare a parametrului volum faţă de martor. Acest efect poate fi pus pe

seama unei oxidări suplimentare a grupărilor tiolice din aluat, urmată de creşterea

rezistenţei aluatului.

6

Cea mai importantă creştere a porozităţii pâinii a fost înregistrată tot în cazul

variantei IV (Figure 2).

Figure 2. Variaţia porozităţii la pâinea obţinută în urma aplicării

tratamentelor de ameliorare

În ceea ce priveşte parametrul elasticitate, diferenţele între variante sunt mici,

variantele III şi V prezentând totuşi o uşoară diminuare faţă de martor. (Figure 3).

Figure 3. Variaţia elasticităţii la pâinea obţinută în urma aplicării

tratamentelor de ameliorare

Cele mai bune rezultate la probele de coacere au fost obţinute folosind

combinaţiile IV, V şi VI, caracterizate de anumite raporturi între cantităţile de

hemicelulază (Bakezyme HSP 6000) şi xilanază (Bakezyme BXP 5000) din făină, pe

fondul păstrării la acelaşi nivel a concentraţiei de acid ascorbic, α – amilază,

glucozoxidază şi lipaze.

7

Raportul cantitativ hemicelulază/xilanază din formula de ameliorare, influenţează

decisiv caracteristicile de calitate ale produsului finit, cel puţin sub aspectul volumului şi

al porozităţii. În figura 4 se observă că valoarea celor doi parametri de calitate este mare

în cazul unei valori a raportului de 0.73 (varianta IV). Pe măsură ce creşte cantitatea de

hemicelulază adăugată, volumul şi porozitatea scad până la o valoare a raportului de 1,57

(varianta V). Dincolo de această valoare, volumul pâinii rămâne relativ constant până la

raportul de 2.14 (varianta VI), după care continuă să scadă până la 3.25 (varianta II). În

ceea ce priveşte porozitatea, aceasta a scăzut între 0.73 şi 1.57 (de la varianta IV la V),

după care a crescut pe măsura creşterii raportului hemicelulază/xilanază (variantele VI şi

II).

Figure 4. Influenţa raportului dintre hemicelulază şi xilanază

asupra calităţii pâinii

Varianta IV considerată cea mai bună, a fost retestată ca atare, pe alt eşantion de

făină tip 650, provenit din altă sursă. De asemenea, a fost testată şi varianta VI, în cazul

căreia s-a renunţat la preparatul Bakezyme BXP 5000, respectiv xilanază. Rezultatele

obţinute sunt prezentate în tabelul 4, figura 5.

Tabelul 4. Parametri de calitate ai pâinii, obţinuţi în urma retestării

8

variantelor IV şi VI* (modificată), pe alt eşantion de făină

Varianta Aspectul

aluatului

Volum

(cm3/100g)

Porozitate

(%)

Elastici-

tate (%)

Aspectul

pâinii

M uşor lipicios,

strâns 573 87.1 95

coajă aurie,

uşor palidă,

mată

IV extensibil,

consistent,

nelipicios

590 88 95

gust şi culoare

foarte bună

VI* (* fără

xilanază)

uşor lipicios

580 86.1 95

gust şi culoare

foarte bună

9

Figure 5. Parametri de calitate ai pâinii, obţinuţi în urma

retestării ameliorării pe alt eşantion de făină

Lipsa xilanazei din combinaţia de enzime la varianta VI* a provocat o uşoară

scădere a volumului şi porozităţii produsului finit, comparativ cu varianta în care aceasta

este prezentă (IV). Cu toate acestea, parametri de calitate ai pâinii ameliorate în varianta

VI*, au fost superiori parametrilor de calitate ai pâinii obţinute din făina martor, tip 650,

chiar şi în absenţa xilanazei. Nu s-au constatat variaţii semnificative pentru parametrul

elasticitate, în nici unul din cazurile examinate.

Conclusions

1. Cele mai bune rezultate în privinţa creşterii volumului pâinii au fost înregistrate în

cazul variantelor (IV, V şi VI) care au utilizat proporţii cantitative echilibrate ale

enzimelor Bakezyme BXP 5000 (xilanază) şi respectiv Bakezyme HSP 6000

(hemicelulază), în condiţiile menţinerii constante ale concentraţiilor α-amilazice,

glucozoxidazice, lipazice şi acidului ascorbic.

10

2. Raportul hemicelulază/xilanază are o influenţă majoră asupra caracteristicilor de volum

şi textură (porozitate) ale produsului finit.

3. Cel mai eficient raport de ameliorare, hemicelulază/xilanază a avut în cazul nostru

valoarea de 0.73 (varianta IV)

4. Influenţa determinantă a acestei combinaţiei hemicelulază - xilanază s-a păstrat şi în

cazul retestării pe un alt eşantion de făină.

5. Lipsa xilanazei din combinaţie (varianta VI*) nu a influenţat semnificativ valoarea

parametrului elasticitate, dar a afectat calitatea produsului finit în ceea ce priveşte

volumul şi porozitatea, în raport cu varianta de ameliorare completă.

6. Utilizarea formulelor de ameliorare cu xilanaze şi hemicelulaze a determinat

modificări ale caracteristicilor vâscoelastice ale aluaturilor, evidente în creşterea

lipiciozităţii acestora (variantele I, III, IV, V şi VI). Creşterea cantităţii de acid ascorbic şi

glucoxidază a determinar scăderea lipiciozităţii (varianta II).

7. Creşterea cantităţii de acid ascorbic şi glucoxidază (varianta II) a determinat o

înrăutăţire a caracteristicilor de porozitate şi volum, în raport cu alte variante la care cei

doi amelioratori s-au introdus în cantităţi mai mici.

References

1. Every, D., Gilpin, M., Larsen, N.G., 1996, Ascorbate Oxidase levels in Wheat and

their Relationship to Baking Quality, Journal of Cereal Science, 23, p. 145-151.

2. Hamer, R. J., 1991, Enzymes in the Baking Industry in Enzymes in Food Processing

3. Linko, Yu-Yen, Javanainen, Paivi, Linko, Susan, 1997, Biotechnology of bread

baking, Trends in Food Science & Technology, vol. 8, p. 339 – 344.

11

4. Maarten van Oort, Flip van Straaten, Colja Laane, 1995, Pentosans and Pentosanases

in the Baking Industry, Food Ingredients, 2, martie/aprilie.

Si, Joan Qi, 1999, Synergistic Effect of Enzymes for Breadbaking, published in the

Encyclopedia of Bioprocess Technology.

6. Tamba-Berehoiu R., Muşat R., 2001, Biotehnologia în alimentaţie. Enzime.

Toxicologie biotehnologică, Ed. Agora, Călăraşi.

7. STAS 985-79 Baking yeast

8. STAS 91-83 Bread, bakery goods and baking specialties. Analysis methods

12