Hipoallergén búza kenyér: válasz egy felmerülő kérdésre

Eredeti cikkek

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

A glutén intolerancia növekvő gyakorisága felveti a lisztérzékenységre alkalmas termékek körének bővítésének szükségességét. Általában ez gluténmentes (GF) termékek létrehozását jelenti. Korlátozott mennyiségű búzát azonban mérsékelt glutén intoleranciában szenvedő emberek biztonságosan fogyaszthatnak. Ebben a tanulmányban megkíséreltük a búzaliszt fehérjék csökkent immunreaktivitásával rendelkező, jó minőségű kenyér előállítását a búzaliszt részleges helyettesítésével búzakeményítővel és tejsavas fermentáció alkalmazásával. A kapott kenyér immunreaktivitást enzimhez kapcsolt immunszorbens assay (ELISA) módszerrel határoztuk meg, és összehasonlítottuk a szokásos búzakenyérével. A lisztkeverék módosítása és az erjesztés kombinációja az emésztett kenyérmintákban az immunválaszt több mint 90% -kal csökkentette anti-QQQPP peptid antitestek esetén, és több mint 40% -kal humán anti-gliadin antitestek esetén.

Bevezetés

A kenyér fogyasztása genetikailag fogékony egyéneknél különféle nemkívánatos hatásokat válthat ki. A tipikus reakciók közé tartoznak a gyomor-bélrendszeri rendellenességek, például krónikus hasmenés, alultápláltság, fogyás, zsíros széklet, hasi fájdalmak és puffadás. Ezeket a tüneteket lisztérzékenységként (CD) diagnosztizálják, amely krónikus immunológiai betegség, amelyet gluténtartalmú ételek fogyasztása indukál (Lohi et al., 2007; Shan et al., 2002). Becslések szerint a CD az egyik legelterjedtebb genetikailag kiváltott betegség, és hogy a világ népességének körülbelül 1% -a szenved glutén intoleranciában (Green & Jabri, 2003; Niewinski, 2008). A CD elterjedtsége az utóbbi években meredeken nőtt, bár a javult kimutatási arányok a leggyakrabban idézett okok (Lohi et al., 2007; Niewinski, 2008). A glutén intoleranciában szenvedő emberek folyamatosan növekvő számával szemben meg kell próbálni bővíteni a fogyasztható termékek körét.

Szerencsére a CD kezelése nem mindig követeli meg a glutén teljes eltávolítását a beteg étrendjéből. A glutén intolerancia mértéke egyénenként változó. Néhány betegnek szigorú GF étrenden kell élnie, kizárólag természetes GF forrásokból származó ételekkel, míg vannak olyanok, akik elviselik az alacsony gluténtartalmú étrendet (Catassi et al., 1993; Montgomery, Goka, Kumar, Farthing és Clark, 1988). Így korlátozott mennyiségű, csökkent immunreaktivitású búzát fogyaszthatnak biztonságosan azok, akik gluténérzékenyek, de érzékenységük mérsékelt.

Számos tanulmány kimutatta, hogy a búzaliszt hipoallergénné válik a peptidkötések hidrolízise révén. Különböző biológiai feldolgozási módszerek hatékonynak bizonyultak, és különböző szintű hatást gyakoroltak a liszt reológiai, biokémiai és immunológiai jellemzőire (Susanna & Prabhasankar, 2011). A közelmúltban a kovász fermentációja fokozott érdeklődésre tett szert a búzaliszt immunreaktivitásának csökkentésére szolgáló eszközként (Gobbetti, Rizzello, Di Cagno és De Angelis, 2007; Moroni, Dal Bello és Arendt, 2009). A kovász a tejsavbaktériumok (LAB) és az élesztők által erjesztett liszt és víz keveréke, amely nemcsak meghatározza a lisztek savasságát, aromáját és kovászát, hanem javítja azok sütési és táplálkozási tulajdonságait is (Ganzle, Loponen és Gobbetti, 2008; Poutanen, Flander és Katina, 2009; Thiele, Grassl és Gänzle, 2004). Bizonyított, hogy a kovászban rezidens mikroorganizmusok összetett metabolikus aktivitást mutatnak, amely a CD gyulladásáért felelős gliadinek hidrolízisét eredményezi (De Angelis et al., 2006; Di Cagno et al., 2002; Leszczynska et al., 2009; Loponen, Mikola, Katina, Sontag-Strohm és Salovaara, 2004; Rizzello, De Angelis, Coda és Gobbetti, 2006; Rollan, De Angelis, Gobbetti és de Valdez, 2005). Számos laboratórium már megkezdte a kutatást alacsony immunreaktivitású búzakenyér termelésére a lisztérzékenység miatt (Di Cagno et al., 2004; Leszczynska, Diowksz, Lacka, Wolska és Bartos, 2012; Moroni et al., 2009; Rizzello et al., 2006). A felmerülő technikai nehézségek miatt azonban sürgősen átfogóbb kutatásra van szükség a gluténnel szemben intoleráns vagy allergiás emberek számára alkalmas kenyerek elkészítésének módjáról. Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy kiváló minőségű kenyeret állítson elő a búzaliszt fehérjék csökkent immunreaktivitásával, amely diverzifikálhatja a mérsékelt glutén intoleranciában szenvedők ételeit.

Anyagok és metódusok

Kenyérkészítés

A sütési kísérletekben használt lisztkeverékek összetétele búzaliszten (500-as típusú ’Szymanowska’ búzaliszt), búzakeményítőn (Meritena 200) és erjesztett búzaliszten (búza kovász - lásd l. Savanyú erjesztés lent) különböző arányban használják (1. táblázat). Egyes receptekben guargumit (Brenntag, Lengyelország) használtak gluténpótlóként.

Online közzététel:

1. táblázat: A sütési kísérletekben használt tészta összetétele (g).

Az összes hozzávalót (1. táblázat) 3 percig 1 sebességgel kevertük, és a tésztát 2 sebességgel 7 percig gyúrtuk Bosch ProfiMixx 46 segítségével. A tésztát ezután 400 g-os részekre osztottuk, és a formákba helyeztük. Az erjesztést 30 ° C-on 45 percig végeztük. A kenyeret 230 ° C-on 30 percig sütötték alacsony nyomású gőzzel a sütőbe (Polin, Verona, Olaszország) a sütés kezdetén.

Egy képzett érzékszervi testület értékelte a kenyerek minőségét a lengyel szabványok pontozási módszere szerint (Polish Standards, 1996). Ellenőrzéseik közé tartozott az érzékszervi elemzés és a kenyér térfogatának, morzsadarabjának nedvességének és savasságának instrumentális értékelése. A súlyos kenyérhibák pontvesztést eredményeznek az értékelés során. A kenyereket az összes pontszámuk szerint kategóriákba sorolták. Az első osztály 40–36, a második 35–31, a harmadik 30–26, a negyedik pedig 25–8 pontnak felelt meg. A kevesebb mint 8 pontot kapott kenyereket kizárták.

Kovász kovász

Búza kovász (2. táblázat) az egylépcsős erjesztési eljárásnak megfelelően készült. A kezdőkultúra a következőkből állt Lactobacillus LAB (Lb. Plantarum LOCK-0858, Lb.sanfranciscensis DSMZ-20663 és Lb.brevis DSMZ-1267), 30 ° C-on 24 órán át tenyésztettük lactobacillus MRS táptalajban (Difco, USA) és az élesztőben Saccharomyces cerevisiae A LOCK-K1-et előzőleg 30 ° C-on tenyésztettük 24 órán át YPG-táptalajon (BTL, Lengyelország). A törzsek a Fermentációs Technológiai és Mikrobiológiai Intézet Pure Cultures Gyűjteményéből származnak - LOCK 105 (LOCK) - és a német Deutsche Sammlung von Mikroorganizmem und Zellkulturen GmbH (DSMZ) gyűjteményből.

Online közzététel:

2. táblázat. Kovász összetétele.

Az erjesztést 30 ° C hőmérsékleten 24 órán át végeztük. Az erjesztés utáni kovász a fermentációs liszt forrásaként szolgált (1. táblázat), amelyet a sütési kísérletekben használtak.

Immunreaktivitás meghatározása

Szimulált emésztés

In vitro az emésztést Berti, Trovato, Bardella és Forlani (2003) által javasolt kísérleti körülmények szerint hajtottuk végre: 1 órás inkubálás pepszinnel 37 ° C-on, pH 2,0, majd 1 órás inkubálás tripszinnel 37 ° C-on, pH 8,3, enzim: szubsztrát arány 1:30.

Statisztikai analízis

Az eredményeket a három párhuzamos meghatározás átlagaként és szórásaként számoltuk. Az adatok statisztikai szignifikanciáját egy hallgató határozta meg t-teszt. A o a 0,05 alatti értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.

Eredmények és vita

Kutatásunk fő célja alacsony gluténszintű termék előállítása volt, amelynek érzékszervi jellemzői hasonlóak a szokásos búzakenyérhez. Két alternatív módszert tártak fel: az egyikben búzakeményítőt alkalmaztak a lisztkeverék kezdeti sikértartalmának csökkentésére, a másik pedig a kovászos fermentáció során a LAB proteolitikus aktivitására támaszkodva a végső kenyér immunreaktivitásának csökkentésére. Az előzetes vizsgálatok során kimutatták, hogy a búzaliszt 50% -ig terjedő mennyiségű búzakeményítővel helyettesíthető (2. számú tészta recept) elfogadható eredménnyel (1. ábra). A kenyér általános minőségét azonban három minőségi osztály rontotta a kontroll búzakenyérhez képest (1. tészta recept). Ennek oka elsősorban a gyenge érzékszervi minőség, különösen a rosszabb kenyérszerkezet.

Online közzététel:

Gan, Rafael, Cato és Small (2001) azt állították, hogy az elfogadható kenyérminőség elérése érdekében és gluténpótló hozzáadása nélkül a búzaliszt legfeljebb 30% -a helyettesíthető rizsliszttel. A búzatészták reológiáját és az ebből származó cipótérfogatot elsősorban a gluténfehérjék határozzák meg (Ganzle és mtsai, 2008). A glutén tulajdonságai akkor válnak nyilvánvalóvá, amikor a lisztet hidratálják, nyújtható tésztát adva, jó gáztartó tulajdonságokkal és sütéskor jó morzsaszerkezettel (Gallagher et al., 2004). Ezért várható volt, hogy a sikértartalom felére csökkentése hátrányosan befolyásolja a kenyér minőségét és megjelenését.

Az eredmények még rosszabbak voltak, amikor a búzaliszt részleges helyettesítése mellett nem erjesztett liszt helyett búzakeményest használtak (3. tészta recept). Thiele és mtsai. (2004) kimutatták, hogy a kovászos fermentáció során végzett proteolízis és a glutén lebontásának reológiai következményei elsősorban a gabonaenzimek pH-mediált aktivációjával függenek össze. A savasodás és a diszulfid-glutén kötések LAB általi csökkentése növeli a gabona proteázok aktivitását (Ganzle és mtsai, 2008). Az elsődleges proteolízist a búza endogén enzimjei okozzák, amelyeket az alacsony pH aktivál. Ezután a peptidek további hidrolízisét a LAB intracelluláris peptidázai okozzák törzsspecifikus módon (Di Cagno et al., 2002). A gluténfehérje szerkezetének romlása a kovászokban döntő tényező a végső tészta viszkoelasztikus tulajdonságainak elvesztésében. A glutén döntő fontosságú a tészta víztartó képessége és az erjedés során a gáz visszatartása szempontjából (Arendt, Morrissey, Moore és Dal Bello, 2008). Noha kísérleteink során a kenyérmennyiség növekedni látszott, a kenyerek keresztmetszete rendellenesen nagy gázcellákat és kérget mutatott ki a morzsa fölött, jelezve, hogy a cipó térfogatának növekedése csak látszólagos. Az ilyen súlyos hibák azt eredményezték, hogy a kenyeret kizárták a minőségértékelés során. Így, amint azt egyes szerzők javasolják (Di Cagno és mtsai, 2004; Rizzello és mtsai, 2006), a meghosszabbított erjedési idejű kovász nem alkalmas kenyér előállítására, és csak sütőanyagként építhető be a GF receptekbe.

Mivel a tészta reológiai jellemzőit mind a búzaliszt keményítővel történő részleges cseréje, mind az erjesztési folyamat erősen befolyásolta, a tészta kenyérgyártásra való alkalmassá tételéhez szerkezetépítő adalékok hozzáadása volt szükséges. A hidrokolloidok használata jelenti a glutén utánzásának legelterjedtebb megközelítését a GF kenyér gyártása során (BeMiller, 2008). A kívánt textúra és megjelenés előállításához a feldolgozott kenyérben guar-gumit adtak hozzá (4. és 5. számú tésztareceptek). A guar használata a cipó térfogatának rendkívül jelentős növekedését és a morzsaszerkezet javulását eredményezte, egyenletesebb sejtméret-eloszlással. Különösen a búzakeményítő és az erjesztett liszt keverékéből készített kenyér esetében volt a hatás (5. számú tésztarecept). A fajlagos kenyérmennyiség ugyanolyan magas volt, mint a kontrollmintában, az állaga és az íze pedig összehasonlítható volt a hagyományos búzakenyerekével. Megállapították, hogy a guar felvétele a glutén alternatívájaként jelentősen javítja a morzsamag minőségét és az általános kenyérpontszámot.

Az elért minőség szempontjából elért siker azonban nem volt elegendő a feladat elvégzéséhez. Szükség volt az immunreaktivitás csökkentésének hatékonyságának megerősítésére. Először a kovászos fermentációs folyamatot tesztelték. Összehasonlítottuk a tészta immunreaktivitását a (nem fermentált tészta) és a kovászos fermentáció után (fermentált tészta) (3. táblázat).

Online közzététel:

3. táblázat: Fermentálatlan és erjesztett tészta és búzalisztből és keményítő-keverékből készített kenyér immunreaktivitásának összehasonlítása (átlag ± SD; n = 3).

A mindkét típusú antitesttel kapott eredmények nagyon konzisztensek voltak. A búzaliszt baktérium-élesztő starterkultúrával megkezdett erjedése kb. Az immunválasz 45% -os csökkenése. Korábbi tanulmányok (De Angelis et al., 2006; Di Cagno et al., 2002; Leszczynska et al., 2009; Loponen et al., 2004; Rizzello et al., 2006; Rollan et al., 2005) szintén megerősítik a a LAB mint a búzaallergének csökkentésének hatékony eszközének hasznossága, bár nem minden törzs mutat azonos képességet a gliadin frakció hidrolízisére. A fermentációs folyamat során alkalmazott starterkultúrát nem véletlenszerűen állítottuk össze. A kiválasztott törzseket korábban megvizsgálták a CD-betegek szérumából származó antitestek által felismert gliadin-epitópok elpusztítására való képességük szempontjából (Leszczynska et al., 2009). De Angelis és mtsai. (2006) megjegyezte, hogy a kevert kultúrák hatékonyabban csökkentették az immunoraktivitást, mint az egyes törzsek, a törzsfüggő specifitású proteolitikus enzimek komplex hatása miatt. Az ilyen programozott proteolízis a liszt részleges pótlásával búzakeményítővel kombinálva olyan mértékben csökkentheti a gluténszintet, hogy a keletkező termékeket a cöliákia betegek tolerálják.

Figyelembe kell azonban venni, hogy a gabonaallergének további átfogó módosításokon mennek keresztül az élelmiszer-feldolgozás típusától függően. Különösen az a termikus feldolgozás, amelynek a süteményeket a gyártás során alávetik, befolyásolhatja az élelmiszer-fehérjék antigenitását. Úgy gondolják, hogy a sütés növeli a búzaliszt immunreaktivitását azáltal, hogy új antigéneket vezet be a Maillard reakció eredményeként (Davis, Smales és James, 2001; Simonato és mtsai, 2001). Ezeket a megfigyeléseket tanulmányunk megerősítette. Tekintettel arra, hogy a kenyér receptjeiben a búzaliszt mennyisége a felére csökkent, várható volt, hogy a kapott kenyér immunreaktivitás is 50% -kal alacsonyabb lesz a glutén keményítő hozzáadásával történő „hígítása” miatt. A kenyérminták elemzése (3. táblázat) némi csökkenést mutatott immunreaktivitásukban, de az eredmények nem voltak olyan jóak, mint várták. Ennek ellenére az erjesztett liszttel készített kenyér immunreaktivitása megfelelt az erjesztési szakaszban elért különbségnek (kb. 45%).

A páciens emésztőrendszerében bekövetkező változások ugyanolyan fontosak a gliadin-toxicitás szempontjából, mint a sütés közbeni hőátalakulás. Csak a szimulált emésztésnek alávetett minták felelnek meg annak, hogy az általuk tartalmazott polipeptidek hogyan lépnek kölcsönhatásba egy organizmuson belül. Az emésztés során a prolinban és glutaminban gazdag prolamin eredetű polipeptidek felszabadulnak, és T-sejt által közvetített immunválaszokat váltanak ki celiaciás betegeknél (Ganzle és mtsai, 2008). A búzaliszt-feldolgozás javasolt módszerének hatékonyságát a gliadinek immunreaktivitásának csökkentésében a kenyérben teljes mértékben megerősítették az emésztésnek kitett minták (4. táblázat).

Online közzététel:

4. táblázat: Szimulált emésztésnek kitett kenyérminták fennmaradó immunreaktivitása (átlag ± SD; n = 3).

A kenyér immunreaktivitása, amelyet eredetileg a keményítő hozzáadása csökkentett a sütéshez használt búzaliszthez, az erjesztési folyamat révén tovább csökkent. A fennmaradó immunreaktivitás szintje a mérések során használt antitestek típusától függ. Az immunválasz végső csökkenése az anti-QQQPP peptid antitesteknél meghaladta a 90% -ot, a humán anti-gliadin antitesteknél pedig a 40% -ot. A gyomor-bélrendszeri enzimekről általában azt mondják, hogy nem képesek lebontani azokat a gabonaallergéneket, amelyek változatlanul jutnak a bélbe, ahol immunválaszt váltanak ki (Astwood, Leach és Fuchs, 1996). De arról is beszámoltak, hogy az erjedés során hidrolizálatlanul maradt gliadinek hajlamosabbak az emésztőrendszer proteolízisére, és hogy ennek a reakciónak a termékei csekély mértékben vagy egyáltalán nem jeleznek lisztérzékenységet (De Angelis et al. 2006; Di Cagno et al., 2004 ).

Következtetések

A kovászos fermentáció hatékonysága a búza immunreaktivitásának csökkentésében ígéretes kilátást kínál pékáruk gyártására, amelyeket a glutént mérsékelten intoleráns emberek fogyaszthatnak. A búzaliszt kiválasztott LAB-val történő fermentálása és a tésztához adott keményítővel való kombináció újszerű módszert jelenthet alacsony gluténtartalmú minőségi kenyerek sütésére. Egy ilyen búza alapú hipoallergén recept biztonságos és hatékony alternatívát jelentene a glutén intoleráns egyének számára. A búzatészta ellenőrzött proteolízise olyan mértékben csökkentheti a gluténszintet, hogy a kapott termék jól tolerálható legyen. A végső termékben a maradék immunreaktivitás becsült szintje azonban az elemzés során alkalmazott antitestek típusától függ. Hogy a hipoallergén kenyérgyártás javasolt módszere felhasználható-e a jövőben a gluténérzékeny emberek számára biztonságos termékek előállítására, klinikai vizsgálatok során kell eldönteni.