بررسی اثرات افزودن آنزیم‌های گلوکز اکسیداز،α- آمیلاز، ترانس گلوتامیناز و زایلاناز بر خواص رئولوژیکی آرد نان بربری و لواش به روش سطح پاسخ

نویسندگان
امید میرزایی تاش 1
مهدی قره خانی 2
حمید میرزایی 3
افشین جوادی 3
1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی صنایع غذایی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، واحد ممقان، دانشگاه آزاد اسلامی، ممقان، ایران
2 استادیار، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
3 گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، علوم پزشکی تبریز،دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
10.22034/FSCT.19.131.131
چکیده
عمده ترین گروه غذایی در تامین انرژی و پروتئین در رژیم غذایی جامعه ایرانی، نان می باشد. بنابراین نان مصرفی باید از کیفیت مناسبی برخوردار باشد که یکی از عوامل موثر در کیفیت آن، کیفیت و کمیت گلوتن آرد مصرفی می باشد که متاسفانه این عوامل در گندم های تولیدی در ایران مناسب نیستند. یکی از راه های اصلاح آنها، استفاده از آنزیم ها در آرد تولیدی نان می باشد. در این تحقیق اثرات افزودن آنزیم‌های گلوکز اکسیداز (GO) و ترانس گلوتامیناز (TG) در مقادیر 0 تا 30 پی‌پی‌ام، α- آمیلاز (AM) در مقادیر 0 تا 50 پی‌پی‌ام و زایلاناز (XA) در مقادیر 0 تا 100 پی‌پی‌ام بر خواص رئولوژیکی خمیر نان بربری و لواش تهیه شده و با استفاده از روش سطح پاسخ بررسی و ویژگی خمیرهای حاصل بوسیله آزمون‌های رئولوژیکی فارینوگراف، فالینگ نامبر و آلوئوگراف مطالعه گردید. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار Design Expert بیانگر این بودند که در مقادیر مختلف TG و GO، افزایش AM موجب کاهش فالینگ نامبر شد. AM و XA میزان جذب آب فارینوگراف را کاهش داد ولی اثر متقابل آن­ها معنی‌دار نبود. در مقادیر بالای AM و TG، شاخص فارینوگراف (FQC) در بالاترین مقدار خود قرار گرفت. افزایش AM موجب کاهش شاخص P آلوئوگرام شد درحالیکه افزایش GO و XA هر یک به تنهایی موجب افزایش این شاخص گردید. اثر متقابل دو آنزیم اخیر نیز معنی‌دار بوده و مقدار میانه هر دو سبب کاهش این شاخص گردید. در نان بربری و لواش مقادیر TG و GO در مقادیر حداکثری (30 پی‌پی‌ام) و AM در مقادیر 16 و 23 پی‌پی‌ام بیشترین تاثیر را داشتند. تاثیر آنزیم XA در نان بربری معنی‌دار نبود ولی در نان لواش مقدار 23 پی‌پی‌ام آن تاثیر مثبتی نشان داد.
کلیدواژه‌ها
گلوکز اکسیداز
α- آمیلاز
ترانس گلوتامیناز
زایلاناز
خواص رئولوژیکی
آرد

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the effects of adding glucose oxidase, α-amylase, transglutaminase and xylanase enzymes on the rheological properties of barbary and lavash flour using the response surface method

نویسندگان English

Omid Mirzaei tash 1
Mehdi Gharekhani 2
Hamid Mirzaei 3
Afshin Javadi 3
1 Ph.D. Student of Food Science and Technology, Faculty of Food science and technology, Mamaqan branch, Islamic Azad University, Mamaqan, Iran
2 Department of Food Science and Technology, Tabriz branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3 Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Tabriz Medical Sciences, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده English



Bread is the main food in providing energy and protein in the diet of Iranian society. Therefore, the consumed bread must be of good quality, and one of the effective factors in its quality is the consumed flour gluten quality and quantity, which unfortunately, these factors are not desirable for wheat produced in Iran. One of the ways to decrease this problem is to use enzymes in the bread production flour. In this research, the effects of adding glucose oxidase (GO) and trans glutaminase (TG) enzymes in amounts of 0 to 30 ppm, α-amylase (AM) in amounts of 0 to 50 ppm and xylanase (XA) in amounts of 0 to 100 ppm on rheological properties of the Barbary and Lavash bread dough were prepared and analyzed using the response surface method (RSM) and the properties of the resulting dough were studied by farinograph, Falling number and alveograph rheological tests. The results of statistical analysis using Design Expert software showed that in different amounts of TG and GO, increasing AM caused a decrease in falling number. AM and XA decreased the amount of water absorption based on farinograph, but their interaction was not significant. At high amounts ​​of AM and TG, farinograph index (FQC) was at its highest value. The increase of AM decreased the P index of the alveogram, whereas, the increase of GO and XA when used individually increased this parameter. The interaction effect of the last two enzymes was also significant and the median value of both which decreased P index. In Barbary and Lavash bread, the values ​​of TG and GO in the maximum amounts ​​(30 ppm) and AM in the values ​​of 16 and 23 ppm were the most effective. The effect of XA enzyme was not significant in Barbary bread, but 23 ppm of XA showed a positive effect in Lavash bread.

کلیدواژه‌ها English

Glucose oxidase
α-amylase
Trans-glutaminase
Xylanase
Rheological properties
Flour
1. Shafisoltani, M., Salehifar, M., & Hashemi, M. (2014). Effects of enzymatic treatment using response surface methodology on the quality of bread flour. Food chemistry, 148, 176-183.
2. G Gujral, H. S., & Singh, N. (1999). Effect of additives on dough development, gaseous release and bread making properties. Food research international, 32(10), 691-697.
3. Liu, W., Brennan, M. A., Serventi, L., & Brennan, C. S. (2017). Effect of cellulase, xylanase and α-amylase combinations on the rheological properties of Chinese steamed bread dough enriched in wheat bran. Food chemistry, 234, 93-102.
4. Meerts, M., Van Ammel, H., Meeus, Y., Van Engeland, S., Cardinaels, R., Oosterlinck, F., ... & Moldenaers, P. (2017). Enhancing the rheological performance of wheat flour dough with glucose oxidase, transglutaminase or supplementary gluten. Food and Bioprocess Technology, 10(12), 2188-2198.
5. Fallahi, P., Habte-Tsion, H. M., & Rossi, W. (2018). Depolymerizating enzymes in human food: bakery, dairy products, and drinks. In Enzymes in human and animal nutrition (pp. 211-237). Academic Press.
6. Dahiya, S., Bajaj, B. K., Kumar, A., Tiwari, S. K., & Singh, B. (2020). A review on biotechnological potential of multifarious enzymes in bread making. Process Biochemistry, 99, 290-306.
7. Selinheimo, E., Kruus, K., Buchert, J., Hopia, A., & Autio, K. (2006). Effects of laccase, xylanase and their combination on the rheological properties of wheat doughs. Journal of Cereal Science, 43(2), 152-159.
8. Dahiya, S. and Singh, B. 2019. Microbial xylanases in bread making. p. 140-149.
9. Caballero, P. A., Gómez, M., & Rosell, C. M. (2007). Improvement of dough rheology, bread quality and bread shelf-life by enzymes combination. Journal of food engineering, 81(1), 42-53.
10. Bagagli, M. P., Jazaeri, S., Bock, J. E., Seetharaman, K., & Sato, H. H. (2014). Effect of transglutaminase, citrate buffer, and temperature on a soft wheat flour dough system. Cereal Chemistry, 91(5), 460-465.
11. Scarnato, L., Montanari, C., Serrazanetti, D. I., Aloisi, I., Balestra, F., Del Duca, S., & Lanciotti, R. (2017). New bread formulation with improved rheological properties and longer shelf-life by the combined use of transglutaminase and sourdough. LWT-Food Science and Technology, 81, 101-110.
12. Chang, S. Y., Delwiche, S. R., & Wang, N. S. (2002). Hydrolysis of wheat starch and its effect on the falling number procedure: mathematical model. Biotechnology and bioengineering, 79(7), 768-775.
13. Ghamari, M., Peighambardoust, S.H., and Rashmeh Karim, K. (2009). Application of farinograph quality number (FQN) in evaluating baking quality of wheat. Food Science & Technology. 6 (21) p. 23-33 (In Persion).
14. Mirza Alizadeh, A., Peivasteh Roudsari, L., Tajdar Oranj, B., Beikzadeh, S., Barani Bonab, H., & Jazaeri, S. (2022). Effect of Flour Particle Size on Chemical and Rheological Properties of Wheat Flour Dough. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (IJCCE), 41(2), 682-694 (In Persion).
15. Shafisoltani, M., Salehifar, M. and Hashemi M., 2014. Effects of the use of fungal alpha-amylase enzyme on the quality characteristics of dough and toas bread. Journal of innovation in Food Science & Technology. 6(2): p. 43-54 (In Persion).
16. Mohammadzadeh Milani, J., Sedighi, N., Mirzayi, H.A., (2018). The effect of sprouted and normal soybean flour on the quality of Berberi bread. Food processing and storage. 10(1): p. 73-84 (In Persion).
17. Pescador-Piedra, J. C., Garrido-Castro, A., Chanona-Pérez, J., Farrera-Rebollo, R., Gutiérrez-López, G., & Calderon-Dominguez, G. (2009). Effect of the addition of mixtures of glucose oxidase, peroxidase and xylanase on rheological and breadmaking properties of wheat flour. International Journal of Food Properties, 12(4), 748-765.
18. Bahrami, N., Nasrollah Zadeh, A. and Hariri, A., (2022). The evaluation of the effect of adding alpha-amylase and sodium alginate on the rheological properties of bread dough. Journal of food science and technology(Iran). 19(122): p. 223-235 (In Persion).
19. Mohtarami, F., Esmaiili, M., Alizadeh, M., & Ardabili, S. S. (2015). Improvement of the rheological properties of dough using transglutaminase and asparaginase enzymes, whey powder and inulin. Iranian Food Science and Technology Research Journal, 11(4), 445. (In Persion).
20. Salehifar, M., Shafisoltani, M., Hashemi, M., 2014. Evaluation of the effect of using glucose oxidase and xylanase enzymes on Toast bread flours characteristics. Journal of food science and technology(Iran). 11(43): p. 135-147.
21. Renzetti, S., & Rosell, C. M. (2016). Role of enzymes in improving the functionality of proteins in non-wheat dough systems. Journal of Cereal Science, 67, 35-45.
22. Bankar, S. B., Bule, M. V., Singhal, R. S., & Ananthanarayan, L. (2009). Glucose oxidase—an overview. Biotechnology advances, 27(4), 489-501.
23. Nevsky, A. A., Tsurikova, N. V., Dremucheva, G. F., Nosova, M. V., Velikoretskaya, I. A., & Borodulin, D. M. (2018). Effect of enzyme preparations with Endo-Xylanase and Exo-Peptidase activities on the bread quality, dough properties and fractional composition of wheat gluten proteins. In International scientific and practical conference" Agro-SMART-Smart solutions for agriculture"(Agro-SMART 2018) (pp. 106-112). Atlantis Press.