Il protocollo descrive un metodo per incorporare il matcha con le proteine del siero di latte e il carbossimetilchitosano e trattare la farina di frumento al microonde per ottenere noodles freschi matcha dal colore stabile.
Articolo metodologico
Il protocollo descrive un metodo per incorporare il matcha con le proteine del siero di latte e il carbossimetilchitosano e trattare la farina di frumento al microonde per ottenere noodles freschi matcha dal colore stabile.
Il matcha, come additivo alimentare salutare, è stato ampiamente utilizzato in alimenti tradizionali come noodles, biscotti e pane. Tuttavia, ci sono diverse sfide che devono essere affrontate nella qualità degli alimenti incorporati nel matcha, la più significativa delle quali è la prevenzione dello scolorimento del matcha. In questo studio, introduciamo un nuovo approccio che prevede l'incorporazione di matcha con proteine del siero di latte (0,08 g/mL) e carbossimetilchitosano (0,04 g/mL), accompagnato da un trattamento a microonde a 700 W per 60 s di farina di frumento per produrre noodles freschi matcha dal colore stabile. Nell'articolo vengono presentate tutte le fasi coinvolte nel processo di produzione dei noodles freschi al matcha, tra cui il trattamento di incorporamento del matcha, il trattamento a microonde della farina di frumento, l'impasto dell'impasto, la lievitazione, la divisione dell'impasto, la stesura dell'impasto e l'affettatura dei fogli con la pressa per noodle. I risultati hanno rivelato una riduzione del 72,13% dello scolorimento dei noodles matcha freschi dopo l'inclusione e il trattamento a microonde, rispetto ai noodles matcha freschi non trattati. Inoltre, il processo combinato non ha avuto alcun impatto negativo sugli attributi sensoriali dei noodles matcha, compreso il loro aroma e gusto. Pertanto, il nuovo metodo proposto in questo studio ha un potenziale significativo per migliorare la stabilità del colore dei noodles matcha freschi durante la preparazione.
I noodles sono un alimento base della cucina tradizionale a base di cereali in Cina, con circa il 40% della produzione di grano nei paesi asiatici utilizzata per la lavorazione dei noodles1. Tuttavia, la componente nutrizionale di base della farina di frumento è insufficiente a soddisfare le crescenti esigenze nutrizionali dei consumatori. Pertanto, diversi ricercatori hanno scelto di sostituire una parte della farina di frumento nei noodles con ingredienti naturali alternativi, come la crusca d'avena2, le proteine del latte3, la patata dolce4 e gli agrumi maxima5, al fine di migliorare le qualità nutrizionali e funzionali dei noodles. Il matcha è un abbondante composto bioattivo che possiede proprietà antiossidanti e antinfiammatorie, che hanno il potenziale per mitigare il rischio di malattie cardiovascolari e prevenire le malattie croniche6. Di conseguenza, c'è stato un crescente interesse nello studio dell'integrazione del matcha nei piatti culinari tradizionali, tra cui il pane cinese al vapore, la torta di riso e in particolare i noodles freschi.
Tuttavia, le tagliatelle fresche sono soggette a un oscuramento dipendente dal tempo, che porta a cambiamenti sfavorevoli nell'aspetto visivo del prodotto, il che rappresenta una sfida significativa per la conservazione delle tagliatelle fresche7. È ampiamente accettato che lo scolorimento osservato durante la conservazione delle tagliatelle fresche sia causato principalmente dalla presenza di polifenoli ossidasi (PPO)7,8. Inoltre, è stato indicato che la frazione proteica solubile è coinvolta nel processo di scurimento della non-polifenoli-ossidasi (non-PPO)9. Negli ultimi anni sono stati dedicati ampi sforzi per mitigare l'oscuramento del PPO durante lo stoccaggio. Studi precedenti hanno suggerito che gli inibitori dell'acido e il trattamento termico applicati ai noodles crudi potrebbero raggiungere efficacemente questo obiettivo denaturando le proteine e di conseguenza inibendo l'attività enzimatica10,11. La clorofilla è suscettibile ai cambiamenti di pH, temperatura e calore e la vibrante tonalità verde degli spaghetti al tè verde è principalmente attribuita alla clorofilla10. È evidente che ci sono limitazioni nel controllare efficacemente il colore delle tagliatelle al tè verde attraverso l'aggiunta diretta di inibitori acidi e il trattamento termico.
Oltre al trattamento termico della farina di frumento, la conservazione della clorofilla nei noodles matcha è un fattore critico da considerare. Sono stati proposti diversi metodi per prolungare il tempo di conservazione della clorofilla e preservarne il pigmento, tra cui l'uso di agenti alcalinizzanti, complessazioni di rame e conservazione a bassa temperatura12. Purtroppo, la maggior parte dei processi richiede un livello di pH vicino alla natura per ridurre il verificarsi di reazioni chimiche sfavorevoli. Il problema di stabilità può essere potenzialmente mitigato dal complesso di rame dei derivati della clorofilla, che mostrano un colore verde che ricorda la clorofilla naturale. Tuttavia, gli individui mostrano una preferenza per la clorofilla naturale rispetto ai coloranti artificiali. Le tecniche di microincapsulazione sono emerse come una valida soluzione alla sfida di migliorare la stabilità dei composti bioattivi fornendo barriere contro le condizioni ambientali come ossigeno, pH, forza ionica e temperatura 13,14,15. Fino ad ora, l'estratto di tè, le catechine e la clorofilla sono stati continuamente studiati per la loro stabilità e le proprietà di rilascio controllato quando incorporati in diversi materiali per pareti14. Tuttavia, l'incorporazione di microcapsule nei noodles non è ancora stata proposta15.
In questo studio, abbiamo descritto un metodo che incorpora il matcha con proteine del siero di latte e carbossimetilchitosano e la farina di frumento trattata a microonde per ottenere noodles freschi matcha dal colore stabile. L'aggiunta di composti bioattivi microincapsulati agli alimenti facilita la creazione di nuovi prodotti alimentari funzionali, preservandone gli attributi qualitativi intrinseci. Presentiamo i risultati ottenuti utilizzando questo protocollo di lavorazione per indagare le alterazioni dei valori di colore dei noodles matcha dopo la conservazione. L'obiettivo specifico dello studio era determinare l'approccio ottimale per la preparazione di noodles matcha che dimostrassero sia un colore che un sapore eccezionali.
1. Produzione di sospensioni integrate nel matcha
2. Trattamento a microonde della farina di frumento
3. Produzione di noodles matcha
4. Valutazione sensoriale e analisi delle proprietà fisiche
5. Analisi dei dati
Questo protocollo ha consentito l'analisi delle proprietà sensoriali e fisiche di alimenti e noodles trasformati incorporati nel matcha, a partire dal trattamento con matcha e proseguendo attraverso le fasi intermedie della lavorazione fino al prodotto finale. Questo protocollo è stato accoppiato con l'incorporamento e il microonde per produrre noodles matcha (Figura 3). I noodles freschi con matcha non incapsulato, con matcha incorporato e trattamento a microonde e senza matcha sono stati contrassegnati rispettivamente come M-Noodles, ME-Noodles e control. In termini di valutazione sensoriale di tre campioni di noodle, è stato osservato che il microonde e l'aggiunta di materiali per le pareti non hanno avuto alcun impatto negativo percepibile sugli attributi sensoriali dei noodles matcha, compreso il loro aroma e sapore (Figura 4). Il campione ME-Noodles ha mostrato un livello moderato di colore fresco, mentre il suo colore cotto e la morbidezza erano superiori a quelli del controllo, e il suo sapore e la sua compattezza hanno ricevuto i massimi elogi.
Il gruppo di controllo, il gruppo di spaghetti M freschi e il gruppo di tagliatelle ME fresche sono stati caratterizzati da un colorimetro, determinando la varianza assoluta (Δ) tra le 24 ore e le letture iniziali per tutta la durata della conservazione. I valori L (bianco-nero), a (rossore-verde) e b (giallo-blu) per valutare il colore della superficie di ciascun campione sono stati registrati utilizzando un cromatometro. ΔE* è stato calcolato come segue:
(ΔE*=
)
I valori dei gruppi cotti sono stati descritti calcolando la differenza assoluta tra tagliatelle cotte e tagliatelle fresche (Figura 5). La varianza totale del colore (ΔE*) degli M-Noodles freschi in 24 ore è diminuita, mentre è stato riscontrato un cambiamento di colore minimo nei ME-Noodles freschi. I risultati hanno indicato che i nuovi ME-Noodles hanno mantenuto il colore meglio (ΔE*= 1,98 ± 0,12) rispetto agli M-Noodles (ΔE*= 6,98 ± 0,21). Un fenomeno simile è stato riscontrato nei campioni cotti. Come mostrato nella Tabella 1, la durezza, l'elasticità e la masticabilità del gruppo ME-Noodles erano significativamente più alte di quelle del gruppo M-Noodles e del controllo, mentre non c'era alcuna differenza significativa nell'adesività tra tutti e 3 i campioni. I risultati di cui sopra indicano che la qualità della consistenza dei noodles freschi è stata migliorata aggiungendo matcha incorporato e trattamento a microonde.

Figura 1: Diagramma schematico della produzione di sospensioni incorporate nel matcha. La figura mostra (1) soluzione di carbossimetilchitosano, (2) soluzione di proteine del siero di latte, (3) sospensione di matcha e (4) sospensione preformata incorporata nel matcha. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Diagramma schematico della produzione di spaghetti matcha. (A) Trattamento a microonde della farina di frumento; (B) produzione di noodles matcha. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Fotografia di campioni di noodle. (A) Controllo, noodles freschi senza matcha; (B) tagliatelle fresche con matcha non incapsulato; (C) noodles freschi con matcha incorporato e trattamento a microonde; (D) tagliatelle cotte senza matcha; (E) tagliatelle cotte con matcha non incapsulato; (F) tagliatelle cotte con matcha incorporato e trattamento a microonde. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Caratteristiche di qualità sensoriale dei campioni di noodle. Il gruppo di controllo aveva noodles senza matcha, il gruppo M-Noodles aveva noodles con matcha non incapsulato e il gruppo ME-Noodles aveva noodles con matcha incorporato e trattamento a microonde. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Aberrazione cromatica di campioni di noodles. (A) Il valore di ΔL* di campioni di noodles con diversi trattamenti. (B) Il valore di Δa* di campioni di pasta con diversi trattamenti. (C) Il valore di Δb* di campioni di pasta con diversi trattamenti. (D) Il valore di ΔE* di campioni di pasta con diversi trattamenti. Le barre di errore rappresentano la media ± SD (n= 6). L'alfabeto indica una differenza significativa a p <0,05 utilizzando ANOVA. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| Campione | Durezza/g | Adesività/ g s | Elasticità | Masticabilità/g |
| Controllo | 3179,3 ± 136,5A | 68,22 ± 8,9A | 0,895 ± 0,012A | 2373.12 ± 94.9A |
| M-Noodles cotti | 3929,9 ± 154,8b | 63.39 ± 10.4A | 0,813 ± 0,013b | 2623.09 ± 89.4A |
| ME-Noodles cotti | 4763.4 ± 205.8c | 59,23 ± 15,6A | 0,972 ± 0,022c | 3713,30 ± 178,6b |
Tabella 1: Caratteristiche di qualità fisica dei campioni di pasta cotta. I valori rappresentano la media ± SD (n= 6). L'alfabeto indica una differenza significativa a p <0,05 utilizzando ANOVA.
Rispetto ai noodles istantanei, ai noodles essiccati finemente e ad altri prodotti simili, i noodles freschi hanno una maggiore capacità di preservare il loro gusto e sapore originali, rendendoli molto promettenti sul mercato. Uno studio precedente ha dimostrato che il tè verde potrebbe migliorare la qualità complessiva dei noodles freschi fino a un certo punto16. Pertanto, l'incorporazione del tè nel sistema di prodotti a base di farina di noodles freschi mira a dare priorità sia all'alta qualità che ai benefici per la salute, in linea con la tendenza contemporanea di promuovere una dieta naturale e perseguire una dieta verde e sana. Tuttavia, composti come i polifenoli e i pigmenti del tè diventano più suscettibili all'ossidazione o alla degradazione da parte di microrganismi nell'ambiente di conservazione dei noodles freschi infusi di tè10. Ciò non solo porta a una riduzione delle proprietà nutrizionali e salutari dei noodles freschi infusi di tè, ma influisce anche in modo significativo sul loro aspetto visivo e su altri attributi di qualità, che possono ridurre l'accettazione da parte dei consumatori. Per evitare i problemi sopra menzionati causati dall'aggiunta di tè, in questo studio presentiamo un metodo per la stabilizzazione del colore e della qualità dei noodles matcha.
La qualità delle tagliatelle fresche è influenzata dalle materie prime, dalla tecnologia di lavorazione e dalle condizioni di conservazione. La complessa composizione delle tagliatelle fresche può portare a varie reazioni fisico-chimiche e biochimiche durante la conservazione, con conseguente imbrunimento. L'imbrunimento enzimatico 1,17 e 9,18 nonenzimatico può causare scurimento o macchie nere nel colore dei noodles bagnati e anche fattori fisici possono influenzarne l'aspetto. Attualmente, le tecniche per inibire l'imbrunimento enzimatico nei noodles comprendono l'aggiunta di inibitori, il trattamento a microonde, il trattamento a vapore surriscaldato, il trattamento ad ultrasuoni e altri metodi. Poiché il pH ottimale per l'attività della PPO nel frumento è stato determinato essere 6,5, l'attività enzimatica della PPO può essere efficacemente inibita regolando le condizioni del pH attraverso l'aggiunta di regolatori di acidità come l'acido citrico e l'acido malico15. Inoltre, il trattamento termico è una tecnica ampiamente impiegata per l'inattivazione degli enzimi, tipicamente ottenuta aumentando le temperature a 50-90 °C19. A differenza degli spaghetti di grano, i noodles matcha contengono un'alta concentrazione di clorofilla. La lavorazione dei noodles matcha porta all'inevitabile interazione tra PPO nella farina di frumento e clorofilla, nonché all'esposizione all'acqua e all'ossigeno. Ciò interrompe la stabilità dei due sistemi indipendenti e facilita l'imbrunimento enzimatico durante la lavorazione, portando infine a una colorazione instabile delle tagliatelle da tè.
Questo protocollo delinea un approccio altamente efficiente che utilizza un trattamento termico a microonde a bassa intensità per alleviare efficacemente il deterioramento del colore dei noodles matcha, migliorando contemporaneamente la ritenzione dei pigmenti e gli enzimi passivanti. Se sottoposta a radiazioni a microonde, la farina di frumento dimostra non solo effetti non termici, cioè in assenza di un significativo aumento della temperatura, l'effetto del campo elettromagnetico delle microonde può suscitare una robusta risposta biologica, sradicando così i batteri, prevenendo la crescita di muffe e disattivando gli enzimi, ma assorbe anche energia elettromagnetica, con conseguente grado di effetto termico che disattiva PPO20. Inoltre, la degradazione dei polifenoli è esacerbata dalla cottura prolungata delle tagliatelle. Il trattamento termico a microonde dell'impasto e la gelatinizzazione al centro delle tagliatelle possono ridurre efficacemente il tempo di cottura richiesto 21,22. Questo approccio non solo accorcia il processo di cottura dei noodles matcha, ma ne migliora anche la microstruttura, favorendo così la ritenzione di polifenoli.
La vibrante tonalità verde dei noodles matcha è principalmente attribuita alla clorofilla. Tuttavia, la clorofilla è suscettibile ai cambiamenti di pH, temperatura e reazioni chimiche10. È evidente che l'aggiunta diretta di inibitori acidi e il trattamento termico per il controllo del colore nei noodles al tè verde presentano alcune limitazioni. Attualmente, la tecnologia di protezione del colore per le bevande a base di tè comprende antiossidanti, preparati enzimatici e ioni metallici. Nella tecnologia della protezione ionica del colore, gli ioni di zinco sono tipicamente accoppiati con la clorofilla per aumentare la stabilità termica della clorofilla23. La caratteristica principale di questo protocollo è che sono state impiegate tecniche di incorporamento per migliorare la stabilità del colore dei noodles matcha. Le proteine del siero di latte e il carbossimetilchitosano, così come altri carboidrati, hanno grandi proprietà di composizione e legante e possono migliorare le proprietà dei complessi attraverso un'azione sinergica24. Inoltre, questo protocollo dimostra anche che il trattamento a microonde e l'inclusione non hanno alcun impatto negativo sulle proprietà fisiche e sui tratti sensoriali dei noodles matcha.
Questo protocollo potrebbe essere facilmente adattato per simulare la produzione di altri prodotti alimentari trasformati a base di matcha. Ad esempio, le sospensioni infuse di matcha sono utilizzate nella produzione di vari alimenti tradizionali, così come gli involucri di gnocchi o il pane al vapore15,25. Un'importante limitazione di questo protocollo è che la preparazione di una sospensione infusa di matcha richiede acqua come mezzo. Se il processo di produzione del prodotto non richiede l'uso di acqua, questo metodo potrebbe non essere appropriato.
In conclusione, questo protocollo presenta una metodologia per la produzione di noodles matcha freschi con un sapore migliorato e un colore uniforme attraverso l'utilizzo dell'inclusione e del trattamento a microonde. Inoltre, una riduzione di oltre il 70% dello scolorimento sembra essere una forte soglia che garantisce la stabilità dei noodles matcha. Tuttavia, il ridimensionamento fino alle condizioni industriali deve essere testato per garantire che il prodotto abbia le stesse caratteristiche dei noodles ottenuti in questo protocollo.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questa ricerca è stata supportata da CARS-tea e dal Progetto di innovazione per l'Accademia cinese delle scienze agricole (CAAS-ASTIP-TRI).
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Carbossimetilchitosano | Mackin | ||
| Colorimetro | 3nh | NH-300+ | |
| Impastatrice | ACA | AM-CG108 | |
| Congelatore | Haier | BCD-252KS | |
| Agitatore magnetico riscaldante | Yuhua | DF-101S | |
| Agitatore magnetico | Keezo | KMS-521D | |
| Matcha | Jinhua Feicui | ||
| Microonde | Panasonic | NN-GF351X | |
| NaCl | Cina National Salt Industry Corporation | ||
| Produttore di noodle | Tianxi | JCD-10 | |
| Analizzatore | di texture Lotun Science | TA-XT plus | |
| Farina di frumento | Queen | ||
| Whey protein | Yuanye |
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