Das Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Einbettung von Matcha mit Molkenprotein und Carboxymethylchitosan und mikrowellenbehandeltem Weizenmehl, um farbstabile Matcha-Frischnudeln zu erhalten.
Methodenartikel
Das Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Einbettung von Matcha mit Molkenprotein und Carboxymethylchitosan und mikrowellenbehandeltem Weizenmehl, um farbstabile Matcha-Frischnudeln zu erhalten.
Matcha als gesunder Lebensmittelzusatzstoff wird häufig in traditionellen Lebensmitteln wie Nudeln, Keksen und Brot verwendet. Es gibt jedoch mehrere Herausforderungen, die bei der Qualität von Matcha-Lebensmitteln angegangen werden müssen, wobei die wichtigste die Verhinderung von Matcha-Verfärbungen ist. In dieser Studie stellen wir einen neuartigen Ansatz vor, bei dem Matcha mit Molkenprotein (0,08 g/ml) und Carboxymethylchitosan (0,04 g/ml) eingearbeitet wird, begleitet von einer Mikrowellenbehandlung bei 700 W für 60 s Weizenmehl, um farbstabile Matcha-Frischnudeln herzustellen. In diesem Artikel werden alle Schritte vorgestellt, die mit dem Herstellungsprozess von frischen Matcha-Nudeln verbunden sind, einschließlich der Matcha-Einbettungsbehandlung, der Mikrowellenbehandlung von Weizenmehl, des Kneten des Teigs, des Gärens des Teigs, des Teilens des Teigs, des Ausrollens des Teigs und des Schneidens der Blätter mit der Nudelpresse. Die Ergebnisse zeigten eine 72,13%ige Verringerung der Verfärbung von frischen Matcha-Nudeln nach dem Einbetten und der Mikrowellenbehandlung im Vergleich zu unbehandelten frischen Matcha-Nudeln. Darüber hinaus hatte das kombinierte Verfahren keine nachteiligen Auswirkungen auf die sensorischen Eigenschaften von Matcha-Nudeln, einschließlich ihres Aromas und Geschmacks. Daher birgt die in dieser Studie vorgeschlagene neuartige Methode ein erhebliches Potenzial zur Verbesserung der Farbstabilität von frischen Matcha-Nudeln während der Zubereitung.
Nudeln sind ein Grundnahrungsmittel der traditionellen getreidebasierten Küche in China, wobei etwa 40 % der Weizenproduktion in asiatischen Ländern für die Nudelverarbeitung verwendet werden1. Dennoch reicht die ernährungsphysiologische Grundkomponente von Weizenmehl nicht aus, um den steigenden Ernährungsbedarf der Verbraucher zu decken. Daher haben sich mehrere Forscher dafür entschieden, einen Teil des Weizenmehls in den Nudeln durch alternative natürliche Zutaten wie Haferkleie2, Milchprotein3, Süßkartoffel4 und Citrus Maxima5 zu ersetzen, um die ernährungsphysiologischen und funktionellen Eigenschaften der Nudeln zu verbessern. Matcha ist eine reichlich vorhandene bioaktive Verbindung mit antioxidativen und entzündungshemmenden Eigenschaften, die das Potenzial haben, das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu verringern und chronischen Krankheiten vorzubeugen6. Infolgedessen gab es ein wachsendes Interesse an der Erforschung der Integration von Matcha in traditionelle kulinarische Gerichte, einschließlich chinesischem gedämpftem Brot, Reiskuchen und besonders frischen Nudeln.
Frische Nudeln neigen jedoch zu einer zeitabhängigen Verdunkelung, was zu ungünstigen Veränderungen im optischen Erscheinungsbild des Produkts führt, was eine erhebliche Herausforderung für die Lagerung von frischen Nudeln darstellt7. Es besteht weitgehende Einigkeit darüber, dass die Verfärbungen, die bei der Lagerung von frischen Nudeln beobachtet werden, hauptsächlich durch das Vorhandensein von Polyphenoloxidase (PPO) verursacht werden7,8. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die lösliche Proteinfraktion am Prozess der Verdunkelung durch Nicht-Polyphenoloxidase (Nicht-PPO) beteiligt ist9. In den letzten Jahren wurden umfangreiche Anstrengungen unternommen, um die Verdunkelung von PPO während der Lagerung zu mildern. Frühere Studien haben gezeigt, dass Säureinhibitoren und Wärmebehandlung, die auf rohe Nudeln angewendet werden, dieses Ziel effektiv erreichen könnten, indem Proteine denaturiert und folglich die Enzymaktivität gehemmtwerden 10,11. Chlorophyll ist anfällig für Veränderungen des pH-Werts, der Temperatur und der Hitze, und der leuchtend grüne Farbton von Grüntee-Nudeln wird hauptsächlich auf Chlorophyll10 zurückgeführt. Es ist offensichtlich, dass es Einschränkungen bei der effektiven Kontrolle der Farbe von Grüntee-Nudeln durch die direkte Zugabe von Säureinhibitoren und Wärmebehandlung gibt.
Neben der thermischen Verarbeitung von Weizenmehl ist die Konservierung von Chlorophyll in Matcha-Nudeln ein kritischer Faktor, den es zu berücksichtigen gilt. Es wurden mehrere Verfahren vorgeschlagen, um die Lagerzeit von Chlorophyll zu verlängern und sein Pigment zu erhalten, einschließlich der Verwendung von Alkalisierungsmitteln, Kupferkomplexierungen und der Lagerung bei niedrigen Temperaturen12. Leider ist für die meisten Prozesse ein naturnaher pH-Wert erforderlich, um das Auftreten ungünstiger chemischer Reaktionen zu reduzieren. Die Stabilitätsbedenken könnten möglicherweise durch den Kupferkomplex von Chlorophyllderivaten gemildert werden, der eine grüne Farbe aufweist, die an natürliches Chlorophyll erinnert. Menschen zeigen jedoch eine Vorliebe für natürliches Chlorophyll gegenüber künstlichen Farbstoffen. Mikroverkapselungstechniken haben sich als praktikable Lösung für die Herausforderung erwiesen, die Stabilität bioaktiver Verbindungen zu verbessern, indem sie Barrieren gegen Umweltbedingungen wie Sauerstoff, pH-Wert, Ionenstärke und Temperatur bereitstellen 13,14,15. Bisher wurden Teeextrakt, Catechine und Chlorophyll kontinuierlich auf ihre Stabilität und kontrollierten Freisetzungseigenschaften untersucht, wenn sie in verschiedene Wandmaterialien eingebettet sind14. Der Einbau von Mikrokapseln in Nudeln wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen15.
In dieser Studie haben wir eine Methode beschrieben, bei der Matcha mit Molkenprotein und Carboxymethyl-Chitosan eingebettet und Weizenmehl in der Mikrowelle behandelt wird, um farbstabile Matcha-Frischnudeln zu erhalten. Die Zugabe von mikroverkapselten bioaktiven Verbindungen zu Lebensmitteln erleichtert die Herstellung neuartiger funktioneller Lebensmittelprodukte unter Beibehaltung der inhärenten qualitativen Eigenschaften. Wir präsentieren die Ergebnisse, die mit diesem Verarbeitungsprotokoll erzielt wurden, um Veränderungen der Farbwerte von Matcha-Nudeln nach der Lagerung zu untersuchen. Das spezifische Ziel der Studie war es, den optimalen Ansatz für die Zubereitung von Matcha-Nudeln zu ermitteln, die sowohl eine außergewöhnliche Farbe als auch einen außergewöhnlichen Geschmack aufweisen.
1. Herstellung von Matcha-eingebetteten Suspensionen
2. Mikrowellenbehandlung von Weizenmehl
3. Herstellung von Matcha-Nudeln
4. Sensorische Bewertung und Analyse der physikalischen Eigenschaften
5. Datenanalyse
Dieses Protokoll ermöglichte die Analyse der sensorischen und physikalischen Eigenschaften von verarbeiteten Matcha-Lebensmitteln und Nudeln, beginnend mit der Matcha-Behandlung und fortgesetzt über die Zwischenstufen der Verarbeitung bis zum Endprodukt. Dieses Protokoll wurde mit Embedding und Mikrowelle gekoppelt, um Matcha-Nudeln herzustellen (Abbildung 3). Die frischen Nudeln mit unverkapseltem Matcha, mit eingebettetem Matcha und Mikrowellenbehandlung und ohne Matcha wurden als M-Nudeln, ME-Nudeln bzw. Kontrolle gekennzeichnet. Bei der sensorischen Bewertung von drei Nudelproben wurde beobachtet, dass die Mikrowelle und die Zugabe von Wandmaterialien keinen erkennbaren negativen Einfluss auf die sensorischen Eigenschaften von Matcha-Nudeln, einschließlich ihres Aromas und Geschmacks, hatten (Abbildung 4). Die ME-Noodles-Probe zeigte ein moderates Maß an frischer Farbe, während ihre gekochte Farbe und Geschmeidigkeit denen der Kontrolle überlegen waren und ihr Geschmack und ihre Festigkeit das höchste Lob erhielten.
Die Kontrollgruppe, die Gruppe der frischen M-Nudeln und die Gruppe der frischen ME-Nudeln wurden mit einem Kolorimeter charakterisiert, das die absolute Varianz (Δ) zwischen den 24 h und den Anfangsmesswerten während der gesamten Dauer der Lagerung bestimmte. Die Werte L (Schwarz-Weiß), A (Rötung-Grün) und b (Gelb-Blau) zur Bewertung der Oberflächenfarbe jeder Probe wurden mit einem Chromameter aufgezeichnet. ΔE* wurde wie folgt berechnet:
(ΔE*=
)
Die Werte der gekochten Gruppen wurden durch Berechnung der absoluten Differenz zwischen gekochten Nudeln und frischen Nudeln beschrieben (Abbildung 5). Die Gesamtfarbvarianz (ΔE*) von frischen M-Nudeln in 24 h nahm ab, während bei frischen ME-Nudeln eine minimale Farbverschiebung festgestellt wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die frischen ME-Nudeln ihre Farbe besser behielten (ΔE*= 1,98 ± 0,12) als die M-Nudeln (ΔE*= 6,98 ± 0,21). Ein ähnliches Phänomen wurde bei den gekochten Proben festgestellt. Wie in Tabelle 1 gezeigt, waren die Härte, Elastizität und Zähigkeit der ME-Nudelgruppe signifikant höher als die der M-Nudelgruppe und der Kontrolle, während es keinen signifikanten Unterschied in der Adhäsivität zwischen allen 3 Proben gab. Die oben genannten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Texturqualität von frischen Nudeln durch die Zugabe von eingebettetem Matcha und Mikrowellenbehandlung verbessert wurde.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Produktion von Matcha-eingebetteten Suspensionen. Die Abbildung zeigt (1) Carboxymethyl-Chitosan-Lösung, (2) Molkenproteinlösung, (3) Matcha-Suspension und (4) vorgeformte Matcha-eingebettete Suspension. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der Herstellung von Matcha-Nudeln. (A) Mikrowellenbehandlung von Weizenmehl; (B) Herstellung von Matcha-Nudeln. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Foto von Nudelproben. (A) Kontrolle, frische Nudeln ohne Matcha; (B) frische Nudeln mit unverkapseltem Matcha; (C) frische Nudeln mit eingebettetem Matcha und Mikrowellenbehandlung; (D) gekochte Nudeln ohne Matcha; (E) gekochte Nudeln mit unverkapseltem Matcha; (F) gekochte Nudeln mit eingebettetem Matcha und Mikrowellenbehandlung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Sensorische Qualitätsmerkmale von Nudelproben. Die Kontrollgruppe hatte Nudeln ohne Matcha, die M-Noodles-Gruppe hatte Nudeln mit unverkapseltem Matcha und die ME-Noodles-Gruppe hatte Nudeln mit eingebettetem Matcha und Mikrowellenbehandlung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Chromatische Aberration von Nudelproben. (A) Der Wert von ΔL* von Nudelproben mit unterschiedlichen Behandlungen. (B) Der Wert von Δa* von Nudelproben mit unterschiedlichen Behandlungen. (C) Der Wert von Δb* von Nudelproben mit unterschiedlichen Behandlungen. (D) Der Wert von ΔE* von Nudelproben mit unterschiedlichen Behandlungen. Fehlerbalken stellen den Mittelwert ± SD dar (n= 6). Das Alphabet zeigt einen signifikanten Unterschied bei p <0,05 unter Verwendung der ANOVA an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Probe | Härte/g | Haftfähigkeit/ g s | Elastizität | Zähigkeit/g |
| Steuerung | 3179,3 ± 136,5A | 68,22 ± 8,9A | 0,895 ± 0,012A | 2373,12 ± 94,9A |
| Gekochte M-Nudeln | 3929,9 ± 154,8Mrd. | 63,39 ± 10,4A | 0,813 ± 0,013Mrd. | 2623,09 ± 89,4A |
| Gekochte ME-Nudeln | 4763,4 ± 205,8c | 59,23 ± 15,6A | 0,972 ± 0,022c | 3713.30 ± 178.6Mrd. |
Tabelle 1: Physikalische Qualitätsmerkmale von gekochten Nudelproben. Die Werte stellen den Mittelwert ± SD dar (n= 6). Das Alphabet zeigt einen signifikanten Unterschied bei p <0,05 unter Verwendung der ANOVA an.
Im Vergleich zu Instantnudeln, fein getrockneten Nudeln und anderen ähnlichen Produkten haben frische Nudeln eine größere Fähigkeit, ihren ursprünglichen Geschmack und ihr Aroma zu bewahren, was sie auf dem Markt sehr vielversprechend macht. Eine frühere Studie hat gezeigt, dass grüner Tee die Gesamtqualität von frischen Nudeln bis zu einem gewissen Grad verbessern kann16. Daher zielt die Einbeziehung von Tee in das Mehlproduktsystem frischer Nudeln darauf ab, sowohl die hohe Qualität als auch die gesundheitlichen Vorteile in den Vordergrund zu stellen, im Einklang mit dem zeitgenössischen Trend zur Förderung der Natürlichkeit und der Verfolgung einer grünen und gesunden Ernährung. Verbindungen wie Polyphenole und Pigmente aus Tee werden jedoch anfälliger für Oxidation oder Abbau durch Mikroorganismen in der Umgebungsumgebung von mit Tee angereicherten frischen Nudeln10. Dies führt nicht nur zu einer Verringerung der ernährungsphysiologischen und gesundheitsfördernden Eigenschaften von mit Tee angereicherten frischen Nudeln, sondern wirkt sich auch erheblich auf ihre optische Attraktivität und andere Qualitätsmerkmale aus, was die Akzeptanz der Verbraucher verringern kann. Um die oben genannten Probleme durch die Zugabe von Tee zu vermeiden, stellen wir in dieser Studie eine Methode zur Farb- und Qualitätsstabilisierung von Matcha-Nudeln vor.
Die Qualität von frischen Nudeln wird von den Rohstoffen, der Verarbeitungstechnologie und den Lagerbedingungen beeinflusst. Die komplexe Zusammensetzung frischer Nudeln kann während der Lagerung zu verschiedenen physikalisch-chemischen und biochemischen Reaktionen führen, die eine Bräunung zur Folge haben. Enzymatische 1,17 und nicht-enzymatische 9,18 Bräunung können zu Verdunkelung oder schwarzen Flecken in der Farbe von nassen Nudeln führen, und physikalische Faktoren können ihr Aussehen ebenfalls beeinflussen. Derzeit umfassen die Techniken zur Hemmung der enzymatischen Bräunung in Nudeln die Zugabe von Inhibitoren, Mikrowellenbehandlung, überhitzte Dampfbehandlung, Ultraschallbehandlung und andere Methoden. Da der optimale pH-Wert für die PPO-Aktivität in Weizen mit 6,5 bestimmt wurde, kann die enzymatische Aktivität von PPO wirksam gehemmt werden, indem die pH-Bedingungen durch Zugabe von Säureregulatoren wie Zitronensäure und Apfelsäureeingestellt werden 15. Darüber hinaus ist die Wärmebehandlung eine weit verbreitete Technik zur Inaktivierung von Enzymen, die typischerweise durch Erhöhung der Temperaturen auf 50-90 °Cerreicht wird 19. Im Gegensatz zu Weizennudeln enthalten Matcha-Nudeln eine hohe Konzentration an Chlorophyll. Die Verarbeitung von Matcha-Nudeln führt zu einer unvermeidlichen Wechselwirkung zwischen PPO in Weizenmehl und Chlorophyll sowie zur Einwirkung von Wasser und Sauerstoff. Dies stört die Stabilität der beiden unabhängigen Systeme und erleichtert die enzymatische Bräunung während der Verarbeitung, was letztendlich zu einer instabilen Färbung der Teenudeln führt.
Dieses Protokoll beschreibt einen hocheffizienten Ansatz, bei dem eine mikrowellengestützte Wärmebehandlung mit geringer Intensität verwendet wird, um die Farbverschlechterung von Matcha-Nudeln effektiv zu lindern und gleichzeitig die Pigmentretention zu verbessern und Enzyme zu passivieren. Wenn es Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, zeigt Weizenmehl nicht nur nicht-thermische Effekte, d.h. wenn keine signifikante Temperaturerhöhung vorliegt, kann der elektromagnetische Feldeffekt von Mikrowellen eine robuste biologische Reaktion hervorrufen, wodurch Bakterien ausrottet, Schimmelbildung verhindert und Enzyme deaktiviert werden - sondern auch elektromagnetische Energie absorbiert wird, was zu einem gewissen Grad an thermischer Wirkung führt, die PPO20 deaktiviert. Darüber hinaus wird der Abbau von Polyphenolen durch das längere Kochen von Nudeln verstärkt. Durch die Wärmebehandlung des Teigs in der Mikrowelle und die Verkleisterung im Kern der Nudeln kann die erforderliche Garzeit effektiv verkürztwerden 21,22. Dieser Ansatz verkürzt nicht nur den Kochprozess von Matcha-Nudeln, sondern verbessert auch deren Mikrostruktur und fördert so den Erhalt von Polyphenolen.
Der leuchtend grüne Farbton von Matcha-Nudeln wird vor allem dem Chlorophyll zugeschrieben. Chlorophyll ist jedoch anfällig für Änderungen des pH-Werts, der Temperatur und chemischer Reaktionen10. Es ist offensichtlich, dass die direkte Zugabe von Säureinhibitoren und die Wärmebehandlung zur Farbkontrolle bei Grüntee-Nudeln gewisse Einschränkungen aufweisen. Derzeit umfasst die Farbschutztechnologie für Teegetränke Antioxidantien, Enzympräparate und Metallionen. In der Technologie des ionischen Farbschutzes werden Zinkionen typischerweise mit Chlorophyll gepaart, um die thermische Stabilität von Chlorophyll23 zu erhöhen. Das Hauptmerkmal dieses Protokolls ist, dass Einbettungstechniken eingesetzt wurden, um die Stabilität der Farbe von Matcha-Nudeln zu verbessern. Molkenproteine und Carboxymethylchitosan sowie andere Kohlenhydrate haben hervorragende Compoundierungs- und Bindungseigenschaften und können die Eigenschaften von Komplexen durch synergistische Wirkung verbessern24. Darüber hinaus zeigt dieses Protokoll auch, dass die Mikrowellen- und Einbettungsbehandlung keinen nachteiligen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und sensorischen Eigenschaften von Matcha-Nudeln hat.
Dieses Protokoll könnte leicht angepasst werden, um die Produktion anderer verarbeiteter Matcha-Lebensmittel zu simulieren. Zum Beispiel werden mit Matcha angereicherte Suspensionen bei der Herstellung verschiedener traditioneller Lebensmittel sowie von Knödelverpackungen oder gedämpftem Brot verwendet15,25. Eine wichtige Einschränkung dieses Protokolls besteht darin, dass für die Herstellung von Matcha-infundierter Suspension Wasser als Medium benötigt wird. Wenn der Herstellungsprozess des Produkts die Verwendung von Wasser nicht erfordert, ist diese Methode möglicherweise nicht geeignet.
Zusammenfassend stellt dieses Protokoll eine Methodik für die Herstellung von frischen Matcha-Nudeln mit verbessertem Geschmack und gleichbleibender Farbe durch die Verwendung von Einbettung und Mikrowellenbehandlung dar. Des Weiteren scheint eine Reduzierung der Verfärbung um über 70% eine starke Schwelle zu sein, die die Stabilität von Matcha-Nudeln gewährleistet. Die Skalierung auf industrielle Bedingungen muss jedoch getestet werden, um sicherzustellen, dass das Produkt die gleichen Eigenschaften aufweist wie die in diesem Protokoll erhaltenen Nudeln.
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Diese Forschung wurde von CARS-tea und dem Innovationsprojekt für die Chinesische Akademie der Agrarwissenschaften (CAAS-ASTIP-TRI) unterstützt.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Carboxymethyl Chitosan | Mackin | ||
| Colorimeter | 3nh | NH-300 | |
| Teigmischer | ACA | AM-CG108 | |
| Gefrierschrank | Haier | BCD-252KS | |
| Heizung Magnetrührer | Yuhua | DF-101S | |
| Magnetrührer | Keezo | KMS-521D | |
| Matcha | Jinhua Feicui | ||
| Mikrowelle | Panasonic | NN-GF351X | |
| NaCl | China National Salt Industry Corporation | ||
| Nudelmaschine | Tianxi | JCD-10 | |
| Texturanalysator | Lotun Science | TA-XT plus | |
| Weizenmehl | Queen | ||
| Whey Protein | Yuanye |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragen