Het protocol beschrijft een methode voor het inbedden van matcha met wei-eiwit en carboxymethylchitosan en het in de magnetron behandelen van tarwebloem om kleurstabiele matcha verse noedels te verkrijgen.
Methodenartikel
Het protocol beschrijft een methode voor het inbedden van matcha met wei-eiwit en carboxymethylchitosan en het in de magnetron behandelen van tarwebloem om kleurstabiele matcha verse noedels te verkrijgen.
Matcha, als additief voor gezonde voeding, wordt veel gebruikt in traditionele voedingsmiddelen zoals noedels, koekjes en brood. Er zijn echter verschillende uitdagingen die moeten worden aangepakt in de kwaliteit van voedsel met matcha, waarvan de belangrijkste het voorkomen van matcha-verkleuring is. In deze studie introduceren we een nieuwe benadering waarbij matcha wordt opgenomen in wei-eiwit (0,08 g/ml) en carboxymethylchitosan (0,04 g/ml), vergezeld van een microgolfbehandeling bij 700 W voor 60 s tarwebloem om kleurstabiele matcha verse noedels te produceren. Alle stappen die betrokken zijn bij het productieproces van matcha verse noedels worden in het artikel gepresenteerd, inclusief matcha-inbeddingsbehandeling, magnetronbehandeling van tarwebloem, het kneden van het deeg, laten rijzen, het deeg verdelen, het deeg uitrollen en de vellen snijden met een noedelpers. De bevindingen onthulden een vermindering van 72,13% in verkleuring van verse matcha-noedels na inbedding en magnetronbehandeling, vergeleken met onbehandelde verse matcha-noedels. Bovendien had het gecombineerde proces geen nadelige invloed op de sensorische eigenschappen van matcha-noedels, waaronder hun aroma en smaak. Daarom heeft de nieuwe methode die in deze studie wordt voorgesteld een aanzienlijk potentieel voor het verbeteren van de kleurstabiliteit van verse matcha-noedels tijdens de bereiding.
Noedels zijn een hoofdbestanddeel van de traditionele graankeuken in China, waarbij ongeveer 40% van de tarweproductie in Aziatische landen wordt gebruikt voor de verwerking van noedels1. Toch is de basisvoedingscomponent van tarwebloem onvoldoende om aan de toenemende voedingsbehoeften van de consument te voldoen. Daarom hebben verschillende onderzoekers ervoor gekozen om een deel van het tarwemeel in noedels te vervangen door alternatieve natuurlijke ingrediënten, zoals haverzemelen2, melkeiwit3, zoete aardappel4 en citrus maxima5, om de nutritionele en functionele eigenschappen van de noedels te verbeteren. Matcha is een overvloedige bioactieve stof met antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen, die het potentieel hebben om het risico op hart- en vaatziekten te verminderen en chronische ziekten te voorkomen6. Daarom is er een ontluikende belangstelling voor het onderzoeken van de integratie van matcha in traditionele culinaire gerechten, waaronder Chinees gestoomd brood, rijstcake en bijzonder verse noedels.
Verse noedels zijn echter gevoelig voor tijdsafhankelijke verdonkering, wat leidt tot ongunstige veranderingen in het uiterlijk van het product, wat een aanzienlijke uitdaging vormt voor de opslag van verse noedels7. Men is het er algemeen over eens dat de verkleuring die wordt waargenomen tijdens de opslag van verse noedels voornamelijk wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van polyfenoloxidase (PPO)7,8. Daarnaast werd aangegeven dat de oplosbare eiwitfractie betrokken is bij het proces van niet-polyfenoloxidase (niet-PPO) verduistering9. De afgelopen jaren zijn er grote inspanningen geleverd om het donker worden van PPO tijdens opslag te verminderen. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat zuurremmers en warmtebehandeling toegepast op rauwe noedels dit doel effectief kunnen bereiken door eiwitten te denatureren en bijgevolg de enzymactiviteit te remmen10,11. Chlorofyl is gevoelig voor veranderingen in pH, temperatuur en warmte, en de levendige groene tint van groene theenoedels wordt voornamelijk toegeschreven aan chlorofyl10. Het is duidelijk dat er beperkingen zijn bij het effectief beheersen van de kleur van groene theenoedels door de directe toevoeging van zuurremmers en warmtebehandeling.
Naast de thermische verwerking van tarwemeel is het behoud van chlorofyl in matcha-noedels een kritische factor om te overwegen. Er zijn verschillende methoden voorgesteld om de opslagtijd van chlorofyl te verlengen en het pigment te behouden, waaronder het gebruik van alkaliserende middelen, kopercomplexaties en opslag bij lagetemperatuur12. Helaas vereisen de meeste processen een pH-waarde die dicht bij de natuur staat om het optreden van ongunstige chemische reacties te verminderen. Het stabiliteitsprobleem kan mogelijk worden verzacht door het kopercomplex van chlorofylderivaten, die een groene kleur vertonen die doet denken aan natuurlijk chlorofyl. Individuen vertonen echter een voorkeur voor natuurlijk chlorofyl boven kunstmatige kleurstoffen. Micro-inkapselingstechnieken zijn naar voren gekomen als een levensvatbare oplossing voor de uitdaging om de stabiliteit van bioactieve stoffen te verbeteren door barrières te bieden tegen omgevingsomstandigheden zoals zuurstof, pH, ionische sterkte en temperatuur 13,14,15. Tot nu toe zijn thee-extract, catechinen en chlorofyl continu bestudeerd op hun stabiliteit en gecontroleerde afgifte-eigenschappen wanneer ze worden ingebed in verschillende wandmaterialen14. De verwerking van microcapsules in noedels is echter nog niet voorgesteld15.
In deze studie hebben we een methode beschreven die matcha combineert met wei-eiwit en carboxymethylchitosan en tarwebloem in de magnetron behandelt om kleurstabiele matcha verse noedels te verkrijgen. De toevoeging van micro-ingekapselde bioactieve stoffen aan voedsel vergemakkelijkt de creatie van nieuwe functionele voedingsproducten met behoud van de inherente kwalitatieve eigenschappen. We presenteren de resultaten die zijn verkregen met behulp van dit verwerkingsprotocol om veranderingen in kleurwaarden van matcha-noedels na opslag te onderzoeken. Het specifieke doel van de studie was om de optimale aanpak te bepalen voor het bereiden van matcha-noedels die zowel een uitzonderlijke kleur als smaak vertonen.
1. Productie van in matcha ingebedde suspensie
2. Microgolfbehandeling van tarwebloem
3. Productie van matcha-noedels
4. Sensorische evaluatie en analyse van fysische eigenschappen
5. Gegevensanalyse
Dit protocol maakte de sensorische en fysische analyse van bewerkte matcha-geïncorporeerde voedingsmiddelen en noedels mogelijk, te beginnen met de matcha-behandeling en door te gaan via de tussenstadia van verwerking tot het eindproduct. Dit protocol werd gekoppeld aan inbedding en magnetron om matcha-noedels te produceren (Figuur 3). De verse noedels met niet-ingekapselde matcha, met ingebedde matcha en magnetronbehandeling, en zonder enige matcha werden gemarkeerd als respectievelijk M-noedels, ME-noedels en controle. In termen van sensorische evaluatie van drie noedelmonsters werd waargenomen dat magnetron en toevoeging van wandmaterialen geen waarneembare negatieve invloed hadden op de sensorische eigenschappen van matcha-noedels, inclusief hun aroma en smaak (Figuur 4). Het ME-Noodles-monster vertoonde een matig niveau van frisse kleur, terwijl de gekookte kleur en gladheid superieur waren aan die van de controlegroep, en de smaak en stevigheid de hoogste lof ontvingen.
De controlegroep, de verse M-noedelgroep en de verse ME-noedelsgroep werden gekenmerkt door een colorimeter, die de absolute variantie (Δ) bepaalde tussen de 24 uur en de eerste metingen gedurende de opslagduur. De L (zwart-wit), a (roodheid-groenheid) en b (geelheid-blauwheid) waarden voor het evalueren van de oppervlaktekleur van elk monster werden geregistreerd met behulp van een chromameter. ΔE* werd als volgt berekend:
(ΔE*=
)
De waarden van gekookte groepen werden beschreven door het absolute verschil tussen gekookte noedels en verse noedels te berekenen (Figuur 5). De totale kleurvariatie (ΔE*) van verse M-noedels nam in 24 uur af, terwijl een minimale kleurverschuiving werd gevonden in verse ME-noedels. De resultaten gaven aan dat de verse ME-noedels de kleur beter behielden (ΔE*= 1,98 ± 0,12) dan de M-noedels (ΔE*= 6,98 ± 0,21). Een soortgelijk fenomeen werd gevonden in de gekookte monsters. Zoals te zien is in tabel 1, waren de hardheid, veerkracht en taaiheid van de ME-Noodles-groep significant hoger dan die van de M-Noodles-groep en de controlegroep, terwijl er geen significant verschil was in de kleefkracht tussen alle 3 de monsters. De bovenstaande resultaten geven aan dat de textuurkwaliteit van verse noedels is verbeterd door ingebedde matcha en magnetronbehandeling toe te voegen.

Figuur 1: Schematisch diagram van de productie van in matcha ingebedde suspensie. De afbeelding toont (1) carboxymethylchitosanoplossing, (2) wei-eiwitoplossing, (3) matcha-suspensie en (4) voorgevormde matcha-ingebedde suspensie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Schematisch diagram van de productie van matcha-noedels. (A) Microgolfbehandeling van tarwemeel; B) de productie van matcha-noedels. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 3: Foto van monsters van noedels. (A) Controle, verse noedels zonder matcha; (B) verse noedels met niet-ingekapselde matcha; (C) verse noedels met ingebedde matcha en microgolfbehandeling; (D) gekookte noedels zonder matcha; (E) gekookte noedels met niet-ingekapselde matcha; (F) gekookte noedels met ingebedde matcha en magnetronbehandeling. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 4: Sensorische kwaliteitskenmerken van noedelmonsters. De controlegroep had noedels zonder matcha, de M-Noodles-groep had noedels met niet-ingekapselde matcha en de ME-Noodles-groep had noedels met ingebedde matcha en magnetronbehandeling. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 5: Chromatische aberratie van noedelmonsters. (A) De waarde van ΔL* van noedelmonsters met verschillende behandelingen. (B) De waarde van Δa* van noedelmonsters met verschillende behandelingen. (C) De waarde van Δb* van noedelmonsters met verschillende behandelingen. (D) De waarde van ΔE* van noedelmonsters met verschillende behandelingen. Foutbalken geven het gemiddelde ± SD weer (n= 6). Alphabet geeft een significant verschil aan bij p <0,05 met ANOVA. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Monster | Hardheid/g | Kleefkracht/ g s | Verende kracht | Taaiheid/g |
| Beheersen | 3179,3 ± 136,5A | 68,22 ± 8,9A | 0,895 ± 0,012A | 2373,12 ± 94,9A |
| Gekookte M-Noedels | 3929,9 ± 154,8b | 63,39 ± 10,4A | 0,813 ± 0,013b | 2623,09 ± 89,4A |
| Gekookte ME-Noedels | 4763.4 ± 205.8c | 59,23 ± 15,6A | 0,972 ± 0,022c | 3713,30 ± 178,6b |
Tabel 1: Fysische kwaliteitskenmerken van monsters van gekookte noedels. De waarden vertegenwoordigen het gemiddelde ± SD (n= 6). Alphabet geeft een significant verschil aan bij p <0,05 met ANOVA.
Vergeleken met instantnoedels, fijngedroogde noedels en andere soortgelijke producten, hebben verse noedels een groter vermogen om hun oorspronkelijke smaak en aroma te behouden, waardoor ze veelbelovend zijn op de markt. Een eerdere studie heeft aangetoond dat groene thee de algehele kwaliteit van verse noedels tot op zekere hoogte kan verbeteren16. Daarom is het opnemen van thee in het meelproductsysteem van verse noedels bedoeld om prioriteit te geven aan zowel hoge kwaliteit als gezondheidsvoordelen, in lijn met de hedendaagse trend om natuurlijk te promoten en een groen en gezond dieet na te streven. Verbindingen zoals polyfenolen en pigmenten uit thee worden echter vatbaarder voor oxidatie of afbraak door micro-organismen in de omgevingsopslagomgeving van met thee doordrenkte verse noedels10. Dit leidt niet alleen tot een vermindering van de voedings- en gezondheidsbevorderende eigenschappen van met thee doordrenkte verse noedels, maar heeft ook een aanzienlijke invloed op hun visuele aantrekkingskracht en andere kwaliteitskenmerken, wat de acceptatie door de consument kan verminderen. Om de bovengenoemde problemen veroorzaakt door het toevoegen van thee te voorkomen, presenteren we in dit onderzoek een methode voor kleur- en kwaliteitsstabilisatie van matcha-noedels.
De kwaliteit van verse noedels wordt beïnvloed door de grondstoffen, verwerkingstechnologie en opslagomstandigheden. De complexe samenstelling van verse noedels kan tijdens opslag leiden tot verschillende fysisch-chemische en biochemische reacties, met bruin worden. Enzymatische 1,17 en niet-enzymatische 9,18 bruining kan donkerder worden, of zwarte vlekken in de kleur van natte noedels, en fysieke factoren kunnen ook hun uiterlijk beïnvloeden. Momenteel omvatten de technieken voor het remmen van enzymatische bruining in noedels de toevoeging van remmers, microgolfbehandeling, oververhitte stoombehandeling, ultrasone behandeling en andere methoden. Aangezien de optimale pH voor PPO-activiteit in tarwe werd vastgesteld op 6,5, kan de enzymatische activiteit van PPO effectief worden geremd door de pH-omstandigheden aan te passen door de toevoeging van zuurteregelaars zoals citroenzuur en appelzuur15. Bovendien is warmtebehandeling een veelgebruikte techniek voor de inactivering van enzymen, meestal bereikt door de temperatuur te verhogen tot 50-90 °C19. In tegenstelling tot tarwenoedels bevatten matcha-noedels een hoge concentratie chlorofyl. De verwerking van matcha-noedels leidt tot een onvermijdelijke interactie tussen PPO in tarwebloem en chlorofyl, evenals blootstelling aan water en zuurstof. Dit verstoort de stabiliteit van de twee onafhankelijke systemen en vergemakkelijkt enzymatische bruining tijdens de verwerking, wat uiteindelijk leidt tot een onstabiele verkleuring van theenoedels.
Dit protocol schetst een zeer efficiënte aanpak die gebruik maakt van microgolfondersteunde warmtebehandeling met lage intensiteit om de kleurverslechtering van matcha-noedels effectief te verlichten en tegelijkertijd de pigmentretentie en passiveringsenzymen te verbeteren. Wanneer tarwebloem wordt blootgesteld aan microgolfstraling, vertoont het niet alleen niet-thermische effecten, d.w.z. bij afwezigheid van significante temperatuurstijging kan het elektromagnetische veldeffect van microgolven een robuuste biologische reactie uitlokken, waardoor bacteriën worden uitgeroeid, schimmelgroei wordt voorkomen en enzymen worden gedeactiveerd - maar absorbeert het ook elektromagnetische energie, wat resulteert in een zekere mate van thermisch effect dat PPO20 deactiveert. Bovendien wordt de afbraak van polyfenolen verergerd door het langdurig koken van noedels. Magnetronwarmtebehandeling van deeg en verstijfseling in de kern van de noedels kunnen de vereiste kooktijd effectief verkorten 21,22. Deze aanpak verkort niet alleen het kookproces voor matcha-noedels, maar verbetert ook hun microstructuur, waardoor het behoud van polyfenolen wordt bevorderd.
De levendige groene tint van matcha-noedels wordt voornamelijk toegeschreven aan chlorofyl. Chlorofyl is echter gevoelig voor veranderingen in pH, temperatuur en chemische reacties10. Het is duidelijk dat de directe toevoeging van zuurremmers en warmtebehandeling voor kleurcontrole in groene theenoedels bepaalde beperkingen met zich meebrengt. Momenteel omvat de kleurbeschermingstechnologie voor theedranken antioxidanten, enzympreparaten en metaalionen. In de technologie van ionische kleurbescherming worden zinkionen meestal gecombineerd met chlorofyl om de thermische stabiliteit van chlorofyl te vergroten23. Het belangrijkste kenmerk van dit protocol is dat inbeddingstechnieken zijn gebruikt om de stabiliteit van de kleur van matcha-noedels te verbeteren. Wei-eiwitten en carboxymethylchitosan, evenals andere koolhydraten, hebben geweldige samengestelde en bindende eigenschappen, en ze kunnen de eigenschappen van complexen verbeteren door synergetische werking24. Bovendien toont dit protocol ook aan dat microgolf- en inbeddingsbehandeling geen nadelige invloed heeft op de fysieke eigenschappen en sensorische eigenschappen van matcha-noedels.
Dit protocol kan gemakkelijk worden aangepast om de productie van andere verwerkte matcha-voedingsproducten te simuleren. Met matcha doordrenkte suspensies worden bijvoorbeeld gebruikt bij de vervaardiging van verschillende traditionele voedingsmiddelen, evenals knoedelwikkels of gestoomd brood 15,25. Een belangrijke beperking van dit protocol is dat voor de bereiding van met matcha doordrenkte suspensie water als medium nodig is. Als het productieproces van het product het gebruik van water niet vereist, is deze methode mogelijk niet geschikt.
Concluderend presenteert dit protocol een methodologie voor de productie van verse matcha-noedels met een verbeterde smaak en consistente kleur door het gebruik van inbedding en microgolfbehandeling. Bovendien lijkt een vermindering van meer dan 70% in verkleuring een sterke drempel te zijn die de stabiliteit van matcha-noedels garandeert. Opschaling naar industriële omstandigheden moet echter worden getest om ervoor te zorgen dat het product dezelfde kenmerken heeft als de noedels die in dit protocol worden verkregen.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit onderzoek werd ondersteund door CARS-tea en het Innovation Project for the Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-ASTIP-TRI).
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Carboxymethyl chitosan | Mackin | ||
| Colorimeter | 3nh | NH-300+ | |
| Dough mixer | ACA | AM-CG108 | |
| Freezer | Haier | BCD-252KS | |
| Heating magnetic stirrer | Yuhua | DF-101S | |
| Magnetic stirrer | Keezo | KMS-521D | |
| Matcha | Jinhua Feicui | ||
| Microwave | Panasonic | NN-GF351X | |
| NaCl | China National Salt Industry Corporation | ||
| Noodle maker | Tianxi | JCD-10 | |
| Texture analyzer | Lotun Science | TA-XT plus | |
| Wheat flour | Queen | ||
| Whey protein | Yuanye |
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen