Artículo de método

Preparación de fideos frescos matcha con color estable utilizando el método de incrustación y el tratamiento con microondas

DOI:

10.3791/67074

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26 de julio de 2024

 ,  , 
1Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences

En este artículo

Resumen

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El protocolo describe un método para incrustar matcha con proteína de suero de leche y carboximetilquitosano y harina de trigo tratada en microondas para obtener fideos frescos de matcha de color estable.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El matcha, como aditivo alimentario saludable, se ha utilizado ampliamente en alimentos tradicionales como fideos, galletas y pan. Sin embargo, existen varios desafíos que deben abordarse en la calidad de los alimentos incorporados a matcha, siendo el más importante la prevención de la decoloración del matcha. En este estudio, introducimos un enfoque novedoso que implica la incorporación de matcha con proteína de suero (0,08 g/mL) y carboximetilquitosano (0,04 g/mL), acompañado de un tratamiento de microondas a 700 W durante 60 s de harina de trigo para producir fideos frescos matcha de color estable. En el artículo se presentan todos los pasos involucrados en el proceso de producción de fideos frescos matcha, incluido el tratamiento de incrustación de matcha, el tratamiento de microondas de la harina de trigo, el amasado de la masa, el dejar reposar, la división de la masa, el estiramiento de la masa y el corte de las hojas con una prensa de fideos. Los hallazgos revelaron una reducción del 72.13% en la decoloración de los fideos matcha frescos después de la incrustación y el tratamiento con microondas, en comparación con los fideos matcha frescos sin tratar. Además, el proceso combinado no tuvo ningún impacto perjudicial en los atributos sensoriales de los fideos matcha, incluidos su aroma y sabor. Por lo tanto, el nuevo método propuesto en este estudio tiene un potencial significativo para mejorar la estabilidad del color de los fideos matcha frescos durante la preparación.

Introducción

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Los fideos son un alimento básico de la cocina tradicional a base de cereales en China, y aproximadamente el 40% de la producción de trigo en los países asiáticos se utiliza parael procesamiento de fideos. Sin embargo, el componente nutricional básico de la harina de trigo es insuficiente para satisfacer las crecientes necesidades nutricionales de los consumidores. Por lo tanto, varios investigadores han optado por reemplazar una porción de la harina de trigo en los fideos con ingredientes naturales alternativos, como salvado de avena2, proteína de leche3, batata4 y cítricos máximos5, con el fin de mejorar las cualidades nutricionales y funcionales de los fideos. El matcha es un compuesto bioactivo abundante que posee propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, que tienen el potencial de mitigar el riesgo de enfermedades cardiovasculares y prevenir enfermedades crónicas6. En consecuencia, ha habido un creciente interés en investigar la integración del matcha en la comida culinaria tradicional, incluido el pan chino al vapor, el pastel de arroz y, en particular, los fideos frescos.

Sin embargo, los fideos frescos son propensos a oscurecerse en función del tiempo, lo que provoca cambios desfavorables en la apariencia visual del producto, lo que plantea un desafío significativo para el almacenamiento de fideos frescos7. Es ampliamente aceptado que la decoloración observada durante el almacenamiento de fideos frescos es causada principalmente por la presencia de polifenol oxidasa (PPO)7,8. Además, se indicó que la fracción proteica soluble está involucrada en el proceso de oscurecimiento de la no polifenol oxidasa (no PPO)9. En los últimos años se han dedicado grandes esfuerzos para mitigar el oscurecimiento de la PPO durante el almacenamiento. Estudios previos han sugerido que los inhibidores de ácidos y el tratamiento térmico aplicados a los fideos crudos podrían lograr eficazmente este objetivo al desnaturalizar las proteínas y, en consecuencia, inhibir la actividad enzimática10,11. La clorofila es susceptible a los cambios de pH, temperatura y calor, y el tono verde vibrante de los fideos de té verde se atribuye principalmente a la clorofila10. Es evidente que existen limitaciones para controlar eficazmente el color de los fideos de té verde mediante la adición directa de inhibidores de ácido y el tratamiento térmico.

Además del procesamiento térmico de la harina de trigo, la conservación de la clorofila en los fideos matcha es un factor crítico a tener en cuenta. Se han propuesto varios métodos para prolongar el tiempo de almacenamiento de la clorofila y preservar su pigmento, incluido el uso de agentes alcalinizantes, complejaciones de cobre y almacenamiento a baja temperatura12. Desafortunadamente, la mayoría de los procesos requieren un nivel de pH cercano a la naturaleza para reducir la aparición de reacciones químicas desfavorables. El problema de estabilidad puede ser potencialmente mitigado por el complejo de cobre de los derivados de la clorofila, que exhiben un color verde que recuerda a la clorofila natural. Sin embargo, las personas muestran una preferencia por la clorofila natural sobre los colorantes artificiales. Las técnicas de microencapsulación han surgido como una solución viable al desafío de mejorar la estabilidad de los compuestos bioactivos al proporcionar barreras contra condiciones ambientales como el oxígeno, el pH, la fuerza iónica y la temperatura 13,14,15. Hasta ahora, el extracto de té, las catequinas y la clorofila se han estudiado continuamente por su estabilidad y propiedades de liberación controlada cuando se incrustan en diferentes materiales de pared14. Sin embargo, aún no se ha propuesto la incorporación de microcápsulas en los fideos15.

En este estudio, describimos un método que incrusta matcha con proteína de suero de leche y carboximetilquitosano y harina de trigo tratada con microondas para obtener fideos frescos matcha de color estable. La adición de compuestos bioactivos microencapsulados a los alimentos facilita la creación de nuevos productos alimenticios funcionales, al tiempo que preserva los atributos cualitativos inherentes. Presentamos los resultados obtenidos utilizando este protocolo de procesamiento para investigar las alteraciones en los valores de color de los fideos matcha después del almacenamiento. El objetivo específico del estudio fue determinar el enfoque óptimo para preparar fideos matcha que demuestren un color y sabor excepcionales.

Protocolo

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1. Producción de suspensión incrustada en matcha

  1. Coloque 4 g de carboximetilquitosano (ver Tabla de Materiales) en 100 mL de agua destilada para preparar una solución madre de 0,04 g/mL de carboximetilquitosano. Para disolver el carboximetil quitosano, calentar a 60 °C en un agitador magnético de calentamiento a temperatura constante.
  2. Disuelva 4 g de proteína de suero (ver Tabla de materiales) en 50 mL de agua destilada para preparar una solución de caldo de proteína de suero de 0,08 g/mL.
  3. Después de que las soluciones se enfríen, guárdelas en un congelador y refrigérelas durante la noche para saturar completamente la molécula de polímero.
  4. Coloque 8 g de matcha y 4 g de NaCl (consulte la tabla de materiales) en un vaso de precipitados y agregue 50 ml de agua hervida estéril para preparar la suspensión de matcha. Ayude al proceso de disolución utilizando una varilla agitadora de vidrio. El agua estéril es agua desionizada que se ha hervido en una olla durante 15 min.
  5. Mezcle la suspensión de matcha con 50 ml de solución de carboximetilquitosano y mezcle con un aparato de agitación magnética a 300 rpm a temperatura ambiente.
  6. Gotee 25 ml de proteína de suero en la mezcla y revuelva a 300 rpm durante 30 minutos para crear una suspensión incrustada. (ver Figura 1). La suspensión debe prepararse simultáneamente con la producción de fideos y almacenarse a una temperatura de 4 °C el mismo día.
    NOTA: El pH de la solución de suspensión incrustada en matcha no se ajustó, por lo que solo se vio influenciado por el matcha o el material de la pared.

2. Tratamiento con microondas de la harina de trigo

  1. Distribuya 300 g de harina de trigo en un recipiente redondo de plástico. Cubra el recipiente con una envoltura de plástico y colóquelo en el horno microondas a 700 W durante 60 s. Después, mantén el recipiente con harina fuera hasta que se enfríe.

3. Producción de fideos matcha

  1. Mezcla de masa: Vierta lentamente 125 ml de suspensión preformada incrustada en matcha y 15 ml de agua en 300 g de harina de trigo tratada con microondas. Tire suavemente de la harina hacia el centro, poco a poco, hasta que se incorpore la suspensión incrustada.
    1. Para la harina de trigo no tratada con microondas, use 125 ml de agua en lugar de una suspensión incrustada en matcha para preparar fideos, que están etiquetados como fideos en blanco (control). Agregue 125 ml de agua y 8 g de matcha a la harina de trigo no tratada con microondas para preparar fideos y designe estos como fideos matcha (fideos M).
  2. Amasar la masa: Amasar la masa de fideos con una batidora de masa durante 7 min. La masa debe ser suave y flexible, no mojada ni pegajosa cuando esté lista.
  3. Reposo: Regrese la bola de masa a su tazón y cúbrala con un paño de cocina húmedo. Déjalo reposar durante 30 min a temperatura ambiente.
  4. Prepare los fideos como se describe a continuación.
    1. Divida la masa en 4 piezas iguales, luego vuelva a envolver 3 y reserve. Enharina ligeramente la pieza sin envolver, levantándola de vez en cuando para asegurarte de que no se pegue.
    2. Ajuste el espaciado de los rodillos de la prensa de masa a 3,5 mm. Coloque la masa en una prensa para masa para laminar y luego componer. Presione la hoja de masa repetidamente hasta que alcance una consistencia suave y flexible.
    3. Adelgazar la hoja de masa a 1 mm. A partir de 3,5 mm, ajuste la distancia entre los rodillos de presión a 2 mm y luego a 1 mm. Presione la hoja 3 veces en cada espaciado de rodillo.
    4. Cubra sin apretar con film transparente y luego repita los pasos 3.4.1-3.4.3 con la masa restante.
      NOTA: Para garantizar que el proceso de prensado de cada lote de muestras sea consistente, el espaciado del rodillo de prensado se ajusta una vez y el siguiente espaciado se ajusta después de pasar cada muestra.
    5. Corte las hebras de fideo en muestras de 22 cm de largo, 1 mm de grosor y 3,0 mm de ancho (véase la figura 2). Espolvoree unos 3,75 g de sémola para asegurarse de que los fideos no se peguen.

4. Evaluación sensorial y análisis de propiedades físicas

  1. Evaluación sensorial
    1. Coloque 30 g de fideos en 600 mL de agua hirviendo y cocine por 5 min. Sumerja los fideos cocidos en agua fría inmediatamente, antes de probarlos.
    2. Realizar una evaluación sensorial de muestras de fideos utilizando el análisis cuantitativo descriptivo (QDA) como se describe en Li et al.12. Asegúrese de que las características sensoriales de las muestras sean evaluadas por 12 panelistas capacitados utilizando una escala hedónica de nueve puntos, donde 9 denota "similar" y 1 "disgregativo" extremo.
  2. Medición del color
    1. Corte las muestras cocidas y frescas en trozos de unos 10 cm y colóquelos bajo la apertura instrumental del colorímetro.
    2. Presione el botón instrumental para medir el color de los fideos frescos y repita la prueba 6 veces para cada muestra.
  3. Analizador de texturas
    1. Determine la propiedad de textura de los fideos cocidos y frescos utilizando un analizador de texturas y calcule en función del análisis del perfil de textura (TPA).
    2. Coloque cinco hebras de fideos en el banco de pruebas y repita la prueba 6 veces para cada muestra.

5. Análisis de datos

  1. Analice los datos mediante análisis de varianza (ANOVA) y considere la diferencia significativa cuando p < 0,05.

Resultados

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Este protocolo permitió el análisis de las propiedades sensoriales y físicas de los alimentos y fideos procesados incorporados al matcha, comenzando con el tratamiento con matcha y continuando a través de las etapas intermedias de procesamiento hasta el producto final. Este protocolo se combinó con la incrustación y el microondas para producir fideos matcha (Figura 3). Los fideos frescos con matcha sin encapsular, con matcha incorporado y tratamiento de microondas, y sin matcha se marcaron como M-Noodles, ME-Noodles y control, respectivamente. En cuanto a la evaluación sensorial de tres muestras de fideos, se observó que el microondas y la adición de materiales de pared no tuvieron ningún impacto negativo perceptible en los atributos sensoriales de los fideos matcha, incluidos su aroma y sabor (Figura 4). La muestra de ME-Noodles mostró un nivel moderado de color fresco, mientras que su color cocido y suavidad fueron superiores a los del control, y su sabor y firmeza recibieron los mayores elogios.

El grupo control, el grupo de fideos M frescos y el grupo de fideos M frescos se caracterizaron mediante un colorímetro, determinando la varianza absoluta (Δ) entre las lecturas de 24 h y las iniciales a lo largo de la duración del almacenamiento. Los valores L (negro-blanco), a (rojo-verdoso) y b (amarillo-azul) para evaluar el color de la superficie de cada muestra se registraron utilizando un cromómetro. ΔE* se calculó de la siguiente manera:

(ΔE*= figure-results-1)

Los valores de los grupos cocidos se describieron calculando la diferencia absoluta entre fideos cocidos y fideos frescos (Figura 5). La varianza total de color (ΔE*) de los fideos M frescos en 24 h disminuyó, mientras que se encontró un cambio de color mínimo en los fideos M frescos. Los resultados indicaron que los fideos ME frescos conservaron mejor el color (ΔE*= 1,98 ± 0,12) que los fideos M (ΔE*= 6,98 ± 0,21). Un fenómeno similar se encontró en las muestras cocidas. Como se muestra en la Tabla 1, la dureza, elasticidad y masticabilidad del grupo de Me-Noodles fueron significativamente más altas que las del grupo de M-Noodles y el control, mientras que no hubo diferencias significativas en la adhesividad entre las 3 muestras. Los resultados anteriores indican que la calidad de la textura de los fideos frescos mejoró mediante la adición de matcha incrustado y el tratamiento de microondas.

figure-results-2
Figura 1: Diagrama esquemático de la producción de la suspensión integrada en matcha. La figura muestra (1) solución de carboximetilquitosano, (2) solución de proteína de suero, (3) suspensión de matcha y (4) suspensión preformada de matcha incrustada en matcha. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 2: Diagrama esquemático de la producción de fideos matcha. (A) Tratamiento de harina de trigo por microondas; (B) producción de fideos matcha. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figure-results-4
Figura 3: Fotografía de muestras de fideos. (A) Control, fideos frescos sin matcha; (B) fideos frescos con matcha sin encapsular; (C) fideos frescos con matcha incorporado y tratamiento de microondas; (D) fideos cocidos sin matcha; (E) fideos cocidos con matcha sin encapsular; (F) fideos cocidos con matcha incorporado y tratamiento de microondas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 4: Características de calidad sensorial de muestras de fideos. El grupo de control comió fideos sin matcha, el grupo de M-Noodles comió fideos con matcha sin encapsular y el grupo de ME-Noodles comió fideos con matcha incrustado y tratamiento de microondas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Figura 5: Aberración cromática de muestras de fideos. (A) El valor de ΔL* de muestras de fideos con diferentes tratamientos. (B) El valor de Δa* de muestras de fideos con diferentes tratamientos. (C) El valor de Δb* de muestras de fideos con diferentes tratamientos. (D) El valor de ΔE* de muestras de fideos con diferentes tratamientos. Las barras de error representan la media ± SD (n= 6). El alfabeto indica una diferencia significativa a p <0.05 usando ANOVA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

MuestraDureza/gAdhesividad/ g sElasticidadMasticabilidad/g
Control3179,3 ± 136,5A68,22 ± 8,9A0,895 ± 0,012A2373,12 ± 94,9A
Fideos M cocidos3929,9 ± 154,8b63,39 ± 10,4A0,813 ± 0,013b2623.09 ± 89.4A
ME-Fideos Cocidos4763,4 ± 205,8c59,23 ± 15,6A0,972 ± 0,022c3713,30 ± 178,6b

Tabla 1: Características de calidad física de muestras de fideos cocidos. Los valores representan la media ± DE (n= 6). El alfabeto indica una diferencia significativa a p <0.05 usando ANOVA.

Discusión

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En comparación con los fideos instantáneos, los fideos secos finos y otros productos similares, los fideos frescos tienen una mayor capacidad para conservar su sabor y sabor originales, lo que los hace muy prometedores en el mercado. Un estudio previo ha demostrado que el té verde podría mejorar la calidad general de los fideos frescos hastacierto punto. Por lo tanto, la incorporación del té en el sistema de productos de harina de fideos frescos tiene como objetivo priorizar tanto la alta calidad como los beneficios para la salud, en línea con la tendencia contemporánea de promover lo natural y seguir una dieta verde y saludable. Sin embargo, compuestos como los polifenoles y los pigmentos del té se vuelven más susceptibles a la oxidación o degradación por microorganismos en el entorno de almacenamiento ambiental de los fideos frescos con infusión de té10. Esto no solo conduce a una reducción en las propiedades nutricionales y beneficiosas para la salud de los fideos frescos con infusión de té, sino que también afecta significativamente su atractivo visual y otros atributos de calidad, lo que puede reducir la aceptación de los consumidores. Para evitar los problemas mencionados anteriormente causados por la adición de té, presentamos un método para la estabilización del color y la calidad de los fideos matcha en este estudio.

La calidad de los fideos frescos está influenciada por las materias primas, la tecnología de procesamiento y las condiciones de almacenamiento. La compleja composición de los fideos frescos puede provocar diversas reacciones fisicoquímicas y bioquímicas durante el almacenamiento, lo que da lugar a un pardeamiento. El pardeamiento enzimático 1,17 y no enzimático 9,18 puede causar oscurecimiento o manchas negras en el color de los fideos húmedos, y los factores físicos también pueden afectar su apariencia. Actualmente, las técnicas para inhibir el pardeamiento enzimático en los fideos abarcan la adición de inhibidores, el tratamiento con microondas, el tratamiento con vapor sobrecalentado, el tratamiento ultrasónico y otros métodos. Como se determinó que el pH óptimo para la actividad de PPO en trigo era de 6.5, la actividad enzimática de PPO puede inhibirse de manera efectiva ajustando las condiciones de pH mediante la adición de reguladores de acidez como el ácido cítrico y el ácido málico15. Además, el tratamiento térmico es una técnica ampliamente empleada para la inactivación de enzimas, que generalmente se logra elevando las temperaturas a 50-90 °C19. A diferencia de los fideos de trigo, los fideos matcha contienen una alta concentración de clorofila. El procesamiento de los fideos matcha conduce a una interacción inevitable entre el PPO en la harina de trigo y la clorofila, así como a la exposición al agua y al oxígeno. Esto interrumpe la estabilidad de los dos sistemas independientes y facilita el pardeamiento enzimático durante el procesamiento, lo que en última instancia conduce a una coloración inestable de los fideos de té.

Este protocolo describe un enfoque altamente eficiente que utiliza un tratamiento térmico asistido por microondas de baja intensidad para aliviar eficazmente el deterioro del color de los fideos matcha y, al mismo tiempo, mejorar la retención de pigmentos y las enzimas pasivantes. Cuando se somete a la radiación de microondas, la harina de trigo no solo muestra efectos no térmicos, es decir, en ausencia de una elevación significativa de la temperatura, el efecto del campo electromagnético de las microondas puede provocar una respuesta biológica robusta, erradicando así las bacterias, evitando el crecimiento de moho y desactivando las enzimas, sino que también absorbe energía electromagnética, lo que resulta en un cierto grado de efecto térmico que desactiva PPO20. Además, la degradación de los polifenoles se ve agravada por la cocción prolongada de los fideos. El tratamiento térmico de la masa por microondas y la gelatinización en el núcleo de los fideos pueden acortar eficazmente el tiempo de cocción requerido21,22. Este enfoque no solo acorta el proceso de cocción de los fideos matcha, sino que también mejora su microestructura, promoviendo así la retención de polifenoles.

El tono verde vibrante de los fideos matcha se atribuye principalmente a la clorofila. Sin embargo, la clorofila es susceptible a cambios en el pH, la temperatura y las reacciones químicas10. Es evidente que la adición directa de inhibidores de ácido y el tratamiento térmico para el control del color en los fideos de té verde presenta ciertas limitaciones. Actualmente, la tecnología de protección del color para las bebidas de té abarca antioxidantes, preparaciones enzimáticas e iones metálicos. En la tecnología de protección del color iónico, los iones de zinc generalmente se combinan con la clorofila para aumentar la estabilidad térmica de la clorofila23. La característica clave de este protocolo es que se han empleado técnicas de incrustación para mejorar la estabilidad del color de los fideos matcha. Las proteínas de suero de leche y el carboximetilquitosano, así como otros hidratos de carbono, tienen grandes propiedades compounding y aglutinantes, y pueden mejorar las propiedades de los complejos a través de una acción sinérgica24. Además, este protocolo también demuestra que el tratamiento con microondas e incrustación no tiene ningún impacto perjudicial en las propiedades físicas y los rasgos sensoriales de los fideos matcha.

Este protocolo podría adaptarse fácilmente para simular la producción de otros productos alimenticios procesados de matcha. Por ejemplo, las suspensiones con infusión de matcha se utilizan en la fabricación de varios alimentos tradicionales, así como en envoltorios de albóndigas o pan al vapor15,25. Una limitación importante de este protocolo es que la preparación de la suspensión con infusión de matcha requiere agua como medio. Si el proceso de producción del producto no requiere el uso de agua, este método puede no ser apropiado.

En conclusión, este protocolo presenta una metodología para la producción de fideos matcha frescos con sabor mejorado y color consistente a través de la utilización de incrustación y tratamiento de microondas. Además, una reducción de más del 70% en la decoloración parece ser un umbral fuerte que garantiza la estabilidad de los fideos matcha. Sin embargo, el escalado a condiciones industriales debe probarse para garantizar que el producto tenga las mismas características que los fideos obtenidos en este protocolo.

Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Esta investigación contó con el apoyo de CARS-tea y el Proyecto de Innovación de la Academia China de Ciencias Agrícolas (CAAS-ASTIP-TRI).

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Carboximetil quitosanoMackin
Colorímetro3nhNH-300+
AmasadoraACAAM-CG108
CongeladorHaierBCD-252KS
calentamientoYuhuaDF-101S
Agitador magnéticoKeezoKMS-521D
MatchaJinhua Feicui
MicroondasPanasonicNN-GF351X
NaClChina Corporación Nacional de la Industria
Fabricante de fideosTianxiJCD-10
Analizador de texturaLotun ScienceTA-XT plus
Harina de trigoReina
Proteína de sueroYuanye
Agitador magnético de de la Sal

Referencias

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