הפרוטוקול מתאר שיטה להטמעת מאצ'ה עם חלבון מי גבינה וקרבוקסימתיל צ'יטוזן וקמח חיטה לטיפול במיקרוגל לקבלת אטריות מאצ'ה טריות יציבות צבע.
מאמר שיטה
הפרוטוקול מתאר שיטה להטמעת מאצ'ה עם חלבון מי גבינה וקרבוקסימתיל צ'יטוזן וקמח חיטה לטיפול במיקרוגל לקבלת אטריות מאצ'ה טריות יציבות צבע.
מאצ'ה, כתוסף מזון בריא, נמצא בשימוש נרחב במזונות מסורתיים כמו אטריות, עוגיות ולחם. עם זאת, יש מספר אתגרים שיש לטפל בהם באיכות המזונות המשולבים במאצ'ה, כאשר המשמעותי ביותר הוא מניעת שינוי צבע המאצ'ה. במחקר זה אנו מציגים גישה חדשנית הכוללת שילוב של מאצ'ה עם חלבון מי גבינה (0.08 גרם/מ"ל) וקרבוקסימתיל צ'יטוזן (0.04 גרם/מ"ל), בליווי טיפול במיקרוגל בהספק של 700 ואט עבור 60 שניות קמח חיטה כדי לייצר אטריות מאצ'ה טריות יציבות צבע. כל השלבים הכרוכים בתהליך הייצור של אטריות טריות מאצ'ה מוצגים בכתבה, כולל טיפול בהטמעת מאצ'ה, טיפול במיקרוגל בקמח חיטה, לישת הבצק, השארה להוכחה, חלוקת הבצק, גלגול הבצק וחיתוך הדפים במכבש אטריות. הממצאים חשפו ירידה של 72.13% בצבע של אטריות מאצ'ה טריות לאחר הטבעה וטיפול במיקרוגל, בהשוואה לאטריות מאצ'ה טריות שלא טופלו. יתר על כן, לתהליך המשולב לא הייתה השפעה מזיקה על התכונות החושיות של אטריות מאצ'ה, כולל הארומה והטעם שלהן. לכן, השיטה החדשנית המוצעת במחקר זה טומנת בחובה פוטנציאל משמעותי לשיפור יציבות הצבע של אטריות מאצ'ה טריות במהלך ההכנה.
אטריות הן מרכיב עיקרי במטבח המסורתי המבוסס על דגנים בסין, כאשר כ-40% מייצור החיטה במדינות אסיה מנוצל לעיבוד אטריות1. עם זאת, המרכיב התזונתי הבסיסי של קמח חיטה אינו מספיק כדי לספק את הצרכים התזונתיים ההולכים וגדלים של הצרכנים. לכן, מספר חוקרים בחרו להחליף חלק מקמח החיטה באטריות במרכיבים טבעיים חלופיים, כגון סובין שיבולת שועל2, חלבון חלב3, בטטה4 והדריםמקסימליים 5, על מנת לשפר את האיכויות התזונתיות והתפקודיות של האטריות. תה מאצ'ה היא תרכובת ביו-אקטיבית נפוצה בעלת סגולות נוגדות חמצון ונוגדות דלקת, שיש להן פוטנציאל להפחית את הסיכון למחלות לב וכלי דם ולמנוע מחלות כרוניות6. כתוצאה מכך, יש עניין גובר לחקור את השילוב של מאצ'ה במאכלים קולינריים מסורתיים, כולל לחם מאודה סיני, עוגת אורז ואטריות טריות במיוחד.
עם זאת, אטריות טריות מועדות להתכהות תלוית זמן, מה שמוביל לשינויים שליליים במראה החזותי של המוצר, מה שמציב אתגר משמעותי לאחסון אטריותטריות 7. קיימת הסכמה רחבה כי שינוי הצבע שנצפה במהלך אחסון של אטריות טריות נגרם בעיקר על ידי נוכחות של פוליפנול אוקסידאז (PPO)7,8. בנוסף, צוין כי מקטע החלבון המסיס מעורב בתהליך של התכהות שאינה פוליפנול אוקסידאז (non-PPO)9. מאמצים נרחבים הוקדשו בשנים האחרונות כדי למתן את החשכת PPO במהלך האחסון. מחקרים קודמים הציעו כי מעכבי חומצה וטיפול בחום המיושמים על אטריות גולמיות יכולים להשיג מטרה זו ביעילות על ידי דנטורציה של חלבונים וכתוצאה מכך עיכוב פעילות האנזים10,11. כלורופיל רגיש לשינויים ברמת החומציות, הטמפרטורה והחום, והגוון הירוק התוסס של אטריות תה ירוק מיוחס בעיקר לכלורופיל10. ניכר כי ישנן מגבלות בשליטה יעילה בצבע של אטריות תה ירוק באמצעות תוספת ישירה של מעכבי חומצה וטיפול בחום.
מעבר לעיבוד התרמי של קמח חיטה, שימור הכלורופיל באטריות מאצ'ה הוא גורם קריטי שיש לקחת בחשבון. הוצעו מספר שיטות להארכת זמן האחסון של כלורופיל ולשימור הפיגמנט שלו, כולל שימוש בחומרים אלקליניים, קומפלקסציות נחושת ואחסון בטמפרטורה נמוכה12. למרבה הצער, רוב התהליכים דורשים רמת pH קרובה לטבע על מנת להפחית את התרחשותן של תגובות כימיות שליליות. ניתן למתן את בעיית היציבות על ידי קומפלקס הנחושת של נגזרות כלורופיל, המציגות צבע ירוק המזכיר כלורופיל טבעי. עם זאת, אנשים מפגינים העדפה לכלורופיל טבעי על פני צבעים מלאכותיים. טכניקות מיקרו-אנקפסולציה התגלו כפתרון בר-קיימא לאתגר של שיפור יציבות התרכובות הביו-אקטיביות על ידי מתן מחסומים מפני תנאי סביבה כגון חמצן, pH, חוזק יוני וטמפרטורה 13,14,15. עד כה, תמצית תה, קטכינים וכלורופיל נחקרו ברציפות בזכות יציבותם ותכונות השחרור המבוקר שלהם כאשר הם מוטמעים בחומרי דופן שונים14. עם זאת, שילוב של microcapsules לתוך אטריות עדיין לא הוצע15.
במחקר הזה תיארנו שיטה שמטמיעה מאצ'ה עם חלבון מי גבינה וקרבוקסימתיל צ'יטוזן וקמח חיטה לטיפול במיקרוגל, כדי להשיג אטריות מאצ'ה טריות יציבות צבע. התוספת של תרכובות ביו-אקטיביות מיקרו-אנקפסולציות למזון מאפשרת יצירת מוצרי מזון פונקציונליים חדשים תוך שמירה על התכונות האיכותיות הטבועות בהן. אנו מציגים את התוצאות שהתקבלו באמצעות פרוטוקול עיבוד זה כדי לחקור שינויים בערכי הצבע של אטריות matcha לאחר אחסון. המטרה הספציפית של המחקר הייתה לקבוע את הגישה האופטימלית להכנת אטריות מאצ'ה המדגימות צבע וטעם יוצאי דופן.
1. ייצור מתלים משובצים מאצ'ה
2. טיפול במיקרוגל של קמח חיטה
3. ייצור אטריות מאצ'ה
4. הערכה חושית וניתוח רכוש פיזי
5. ניתוח נתונים
פרוטוקול זה איפשר ניתוח תכונות חושי ופיזי של מזונות ואטריות מעובדים המשולבים במאצ'ה, החל מטיפול במאצ'ה והמשך דרך שלבי הביניים של העיבוד עד למוצר הסופי. פרוטוקול זה שולב יחד עם הטבעה ומיקרוגל כדי לייצר אטריות מאצ'ה (איור 3). האטריות הטריות עם מאצ'ה ללא כמוסות, עם מאצ'ה משובץ וטיפול במיקרוגל, וללא כל מאצ'ה סומנו כ-M-Noodles, ME-Noodles ו-control, בהתאמה. במונחים של הערכה חושית של שלוש דגימות אטריות, נצפה כי למיקרוגל ולתוספת של חומרי דופן לא הייתה השפעה שלילית ניכרת על התכונות החושיות של אטריות מאצ'ה, כולל הארומה והטעם שלהן (איור 4). דגימת ME-Noodles הראתה רמה בינונית של צבע טרי, בעוד שצבעה המבושל וחלקותה היו עדיפים על אלה של קבוצת הביקורת, וטעמה ומוצקותה זכו לשבחים הגבוהים ביותר.
קבוצת הביקורת, קבוצת אטריות M טריות וקבוצת אטריות ME טריות התאפיינו במד צבע, שקבע את השונות המוחלטת (Δ) בין 24 השעות לקריאות הראשוניות לאורך כל תקופת האחסון. הערכים L (שחור-לבן), a (אדמומיות-ירוקות) ו-b (צהובות-כחולות) להערכת צבע פני השטח של כל דגימה נרשמו באמצעות כרומטר. ΔE* חושב באופן הבא:
(ΔE*=
)
הערכים של קבוצות מבושלות תוארו על-ידי חישוב ההבדל המוחלט בין אטריות מבושלות לאטריות טריות (איור 5). שונות הצבעים הכוללת (ΔE*) של M-Noodles טריים תוך 24 שעות פחתה, בעוד שינוי צבע מינימלי נמצא ב-ME-Noodles טריים. התוצאות הצביעו על כך שאטריות ME-Noodles שמרו על צבע טוב יותר (ΔE*= 1.98 ± 0.12) מאשר M-Noodles (ΔE*= 6.98 ± 0.21). תופעה דומה נמצאה בדגימות המבושלות. כפי שניתן לראות בטבלה 1, הקשיות, הקפיציות והלעיסה של קבוצת ME-Noodles היו גבוהים משמעותית מאלה של קבוצת M-Noodles וקבוצת הביקורת, בעוד שלא היה הבדל משמעותי בהדבקה בין כל 3 הדגימות. התוצאות לעיל מצביעות על כך שאיכות המרקם של אטריות טריות השתפרה על ידי הוספת טיפול מאצ'ה וטיפול במיקרוגל.

איור 1: תרשים סכמטי של ייצור מתלים משובצים במאצ'ה. האיור מראה (1) תמיסת קרבוקסימתיל צ'יטוסן, (2) תמיסת חלבון מי גבינה, (3) תרחיף מאצ'ה ו-(4) תרחיף מוטבע מאצ'ה מובנה מראש. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: תרשים סכמטי של ייצור אטריות מאצ'ה. (A) טיפול במיקרוגל בקמח חיטה; (B) ייצור אטריות מאצ'ה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: צילום דגימות אטריות. (A) שליטה, אטריות טריות ללא מאצ'ה; (B) אטריות טריות עם מאצ'ה לא עטופה; (C) אטריות טריות עם מאצ'ה משובצת וטיפול במיקרוגל; (ד) אטריות מבושלות ללא מאצ'ה; (ה) אטריות מבושלות עם מאצ'ה לא עטופה; (F) אטריות מבושלות עם מאצ'ה משובץ וטיפול במיקרוגל. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: מאפייני איכות חושית של דגימות אטריות. בקבוצת הביקורת היו אטריות ללא מאצ'ה, בקבוצת M-Noodles היו אטריות עם מאצ'ה ללא כמוסות, ובקבוצת ME-Noodles היו אטריות עם מאצ'ה משובץ וטיפול במיקרוגל. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: סטייה כרומטית של דגימות אטריות. (A) הערך של ΔL* של דגימות אטריות עם טיפולים שונים. (B) הערך של Δa* של דגימות אטריות עם טיפולים שונים. (C) הערך של Δb* של דגימות אטריות עם טיפולים שונים. (D) הערך של ΔE* של דגימות אטריות עם טיפולים שונים. קווי שגיאה מייצגים ממוצע ± SD (n = 6). אלפבית מציין הבדל משמעותי ב-p <0.05 באמצעות ANOVA. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
| לדוגמה | קשיות/גרם | הדבקה/ g s | קפיציות | Chewiness/g |
| לשלוט | 3179.3 ± 136.5אמפר | 68.22 ± 8.9אמפר | 0.895 ± 0.012אמפר | 2373.12 ± 94.9אמפר |
| M-Noodles מבושל | 3929.9 ± 154.8ב | 63.39 ± 10.4אמפר | 0.813 ± 0.013ב | 2623.09 ± 89.4אמפר |
| ME מבושל - אטריות | 4763.4 ± 205.8ג | 59.23 ± 15.6אמפר | 0.972 ± 0.022ג | 3713.30 ± 178.6ב |
טבלה 1: מאפייני האיכות הפיזית של דגימות אטריות מבושלות. הערכים מייצגים ממוצע ± SD (n = 6). אלפבית מציין הבדל משמעותי ב-p <0.05 באמצעות ANOVA.
בהשוואה לאטריות אינסטנט, אטריות מיובשות דק ומוצרים דומים אחרים, לאטריות טריות יש יכולת גדולה יותר לשמר את טעמן וטעמן המקורי, מה שהופך אותן למבטיחות מאוד בשוק. מחקר קודם הראה כי תה ירוק יכול לשפר את האיכות הכוללת של אטריות טריות במידה מסוימת16. לכן, שילוב תה במערכת מוצרי הקמח של אטריות טריות נועד לתת עדיפות הן לאיכות גבוהה והן ליתרונות בריאותיים, בהתאם למגמה העכשווית של קידום תזונה טבעית ושמירה על תזונה ירוקה ובריאה. עם זאת, תרכובות כגון פוליפנולים ופיגמנטים מתה הופכות רגישות יותר לחמצון או פירוק על ידי מיקרואורגניזמים בסביבת האחסון של אטריות טריות עם תה10. זה לא רק מוביל לירידה בתכונות התזונתיות ומקדמות הבריאות של אטריות טריות המכילות תה, אלא גם משפיע באופן משמעותי על המשיכה החזותית שלהן ועל תכונות איכות אחרות, מה שעשוי להפחית את קבלת הצרכנים. כדי להימנע מהבעיות שהוזכרו לעיל הנגרמות על ידי הוספת תה, אנו מציגים שיטה לייצוב צבע ואיכות של אטריות מאצ'ה במחקר זה.
איכות האטריות הטריות מושפעת מחומרי הגלם, טכנולוגיית העיבוד ותנאי האחסון. ההרכב המורכב של אטריות טריות יכול להוביל לתגובות פיסיקוכימיות וביוכימיות שונות במהלך האחסון, וכתוצאה מכך להשחמה. השחמה אנזימטית 1,17 ולא אנזימטית 9,18 עלולה לגרום להתכהות, או כתמים שחורים בצבע של אטריות רטובות, וגם גורמים פיזיקליים יכולים להשפיע על המראה שלהן. כיום, הטכניקות לעיכוב השחמה אנזימטית באטריות כוללות תוספת של מעכבים, טיפול במיקרוגל, טיפול בקיטור מחומם במיוחד, טיפול קולי ושיטות אחרות. מכיוון שה- pH האופטימלי לפעילות PPO בחיטה נקבע כ- 6.5, ניתן לעכב ביעילות את הפעילות האנזימטית של PPO על ידי התאמת תנאי ה- pH באמצעות הוספת מווסתי חומציות כגון חומצת לימון וחומצה מאלית15. יתר על כן, טיפול בחום הוא טכניקה בשימוש נרחב עבור inactivation של אנזימים, מושגת בדרך כלל על ידי העלאת הטמפרטורות ל 50-90 ° C19. בניגוד לאטריות חיטה, אטריות מאצ'ה מכילות ריכוז גבוה של כלורופיל. עיבוד של אטריות מאצ'ה מוביל לאינטראקציה בלתי נמנעת בין PPO בקמח חיטה וכלורופיל, כמו גם חשיפה למים וחמצן. זה משבש את היציבות של שתי המערכות העצמאיות ומקל על השחמה אנזימטית במהלך העיבוד, מה שמוביל בסופו של דבר לצבע לא יציב של אטריות תה.
פרוטוקול זה מתאר גישה יעילה ביותר המשתמשת בטיפול בחום בעוצמה נמוכה בסיוע מיקרוגל כדי להקל ביעילות על הידרדרות הצבע של אטריות מאצ'ה ובו זמנית לשפר את שימור הפיגמנטים והאנזימים הפסיביים. כאשר הוא נתון לקרינת מיקרוגל, קמח חיטה מדגים לא רק השפעות לא תרמיות, כלומר, בהיעדר עליית טמפרטורה משמעותית, אפקט השדה האלקטרומגנטי של גלי מיקרו יכול לעורר תגובה ביולוגית חזקה, ובכך לחסל חיידקים, למנוע צמיחת עובש ולנטרל אנזימים - אלא גם לספוג אנרגיה אלקטרומגנטית, וכתוצאה מכך מידה מסוימת של אפקט תרמי המשבית PPO20. יתר על כן, השפלת פוליפנולים מחריפה על ידי בישול ממושך של אטריות. טיפול בחום במיקרוגל של בצק וג'לטיניזציה בליבת האטריות יכול לקצר ביעילות את זמן הבישול הנדרש21,22. גישה זו לא רק מקצרת את תהליך הבישול של אטריות מאצ'ה, אלא גם משפרת את המבנה המיקרו שלהן, ובכך מקדמת את שימור הפוליפנולים.
הגוון הירוק התוסס של אטריות מאצ'ה מיוחס בעיקר לכלורופיל. עם זאת, כלורופיל רגיש לשינויים ב-pH, בטמפרטורה ובתגובות כימיות10. ניכר כי תוספת ישירה של מעכבי חומצה וטיפול בחום לבקרת צבע באטריות תה ירוק מציגה מגבלות מסוימות. כיום, טכנולוגיית הגנת הצבע של משקאות תה כוללת נוגדי חמצון, תכשירי אנזימים ויוני מתכת. בטכנולוגיה של הגנת צבע יוני, יוני אבץ בדרך כלל מזווגים עם כלורופיל כדי להגביר את היציבות התרמית של כלורופיל23. התכונה העיקרית של פרוטוקול זה היא שטכניקות הטבעה שימשו לשיפור היציבות של צבע אטריות המאצ'ה. חלבוני מי גבינה וקרבוקסימתיל צ'יטוזן, כמו גם פחמימות אחרות, יש תכונות מורכבות ומחייב נהדרות, והם יכולים לשפר את המאפיינים של קומפלקסים באמצעות פעולה סינרגטית24. יתר על כן, פרוטוקול זה גם מוכיח כי לטיפול במיקרוגל ובהטמעה אין השפעה מזיקה על התכונות הפיזיות והתכונות החושיות של אטריות מאצ'ה.
פרוטוקול זה יכול להיות מותאם בקלות כדי לדמות ייצור של מוצרי מזון מאצ'ה מעובדים אחרים. לדוגמה, תרחיפים עם מאצ'ה משמשים לייצור מזונות מסורתיים שונים, כמו גם עטיפות כופתאות או לחם מאודה15,25. מגבלה חשובה של פרוטוקול זה היא שהכנת תרחיף עם מאצ'ה דורשת מים כמדיום. אם תהליך הייצור של המוצר אינו מחייב שימוש במים, שיטה זו עשויה שלא להיות מתאימה.
לסיכום, פרוטוקול זה מציג מתודולוגיה לייצור אטריות מאצ'ה טריות עם טעם משופר וצבע עקבי באמצעות שימוש בהטמעה וטיפול במיקרוגל. יתר על כן, נראה כי הפחתה של יותר מ-70% בשינוי הצבע היא סף חזק שמבטיח את היציבות של אטריות מאצ'ה. עם זאת, יש לבדוק את קנה המידה לתנאים תעשייתיים כדי להבטיח שלמוצר יש את אותם מאפיינים כמו האטריות המתקבלות בפרוטוקול זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי CARS-tea ופרויקט החדשנות של האקדמיה הסינית למדעי החקלאות (CAAS-ASTIP-TRI).
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קרבוקסימתיל צ'יטוזן | מקין | ||
| קולורימטר | 3nh | NH-300 + | |
| מערבל בצק | ACA | AM-CG108 | |
| מקפיא | Haier | BCD-252KS | |
| חימום מערבל מגנטי | Yuhua | DF-101S | |
| בוחש מגנטי | Keezo | KMS-521D | |
| מאצ'ה | Jinhua Feicui | ||
| מיקרוגל | Panasonic | NN-GF351X | |
| NaCl | תאגיד | ||
| יצרנית אטריות | Tianxi | JCD-10 | |
| מנתח מרקם | Lotun | Science TA-XT בתוספת | |
| קמח חיטה | חלבון | ||
| Yuanye |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה