Περίληψη
Στις µέρες µας οι καταναλωτές δείχνουν ολοένα και µεγαλύτερη προτίµηση σετρόφιµα χαµηλού θερµιδικού φορτίου ή µειωµένων λιπαρών, στα πλαίσια τηςπρόληψης ή και της αντιµετώπισης επιβαρυντικών για την υγεία παθήσεων τουµεταβολικού συνδρόµου (διαβήτη, παχυσαρκία, καρδιαγγειακά νοσήµατα). Υλικάπου µπορούν να υποκαταστήσουν τα θερµιδικά συστατικά µπορούν να αποτελέσουνπολύτιµο εργαλείο στην καταπολέµηση της παχυσαρκίας, ενώ και οι διαιτητικέςίνες έχουν σηµαντική συµβολή στη διατροφική αξία του τροφίµου λόγω τωνφυσιολογικών επιδράσεων και της τεχνολογικής λειτουργικότητάς τους.Αντικείµενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η µελέτη τηςυποκατάστασης της σακχαρόζης και του λιπαρού, και ο εµπλουτισµός µεδιαιτητικές ίνες σε ένα προϊόν αρτοποιίας υψηλής αρέσκειας, το κέικ. Επιλέχθηκε τοκέικ ως προϊόν υψηλής αρέσκειας και ευρείας κατανάλωσης από ενήλικες καιπαιδιά, το οποίο τα τελευταία χρόνια έχει προσελκύσει το ερευνητικό ενδιαφέρονως προϊόν προς εµπλουτισµό. Στην παρούσα έρευνα επιλέχθηκ ...
Στις µέρες µας οι καταναλωτές δείχνουν ολοένα και µεγαλύτερη προτίµηση σετρόφιµα χαµηλού θερµιδικού φορτίου ή µειωµένων λιπαρών, στα πλαίσια τηςπρόληψης ή και της αντιµετώπισης επιβαρυντικών για την υγεία παθήσεων τουµεταβολικού συνδρόµου (διαβήτη, παχυσαρκία, καρδιαγγειακά νοσήµατα). Υλικάπου µπορούν να υποκαταστήσουν τα θερµιδικά συστατικά µπορούν να αποτελέσουνπολύτιµο εργαλείο στην καταπολέµηση της παχυσαρκίας, ενώ και οι διαιτητικέςίνες έχουν σηµαντική συµβολή στη διατροφική αξία του τροφίµου λόγω τωνφυσιολογικών επιδράσεων και της τεχνολογικής λειτουργικότητάς τους.Αντικείµενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η µελέτη τηςυποκατάστασης της σακχαρόζης και του λιπαρού, και ο εµπλουτισµός µεδιαιτητικές ίνες σε ένα προϊόν αρτοποιίας υψηλής αρέσκειας, το κέικ. Επιλέχθηκε τοκέικ ως προϊόν υψηλής αρέσκειας και ευρείας κατανάλωσης από ενήλικες καιπαιδιά, το οποίο τα τελευταία χρόνια έχει προσελκύσει το ερευνητικό ενδιαφέρονως προϊόν προς εµπλουτισµό. Στην παρούσα έρευνα επιλέχθηκε ένα κέικ λιπαρούκαι ακολουθήθηκε η µέθοδος της κρεµοποίησης (sugar batter) για την ανάµιξη τωνσυστατικώνΗ επιλογή των υλικών που χρησιµοποιήθηκαν για την υποκατάσταση τηςσακχαρόζης και του λιπαρού βασίστηκε σε βιβλιογραφικές αναφορές. Επιλέχθηκανυποκατάστατα σακχαρόζης ή λιπαρού που έχουν αποτελέσει αντικείµενοπροηγούµενων µελετών, προκειµένου να διερευνηθεί η επίδραση τους σεχαρακτηριστικά που έως τότε δεν είχε µελετηθεί εκτενώς, καθώς και υλικά που δενέχουν εξετασθεί διεξοδικά. Η µελέτη δεν περιορίστηκε στη διερεύνηση τηςεπίδρασης των υποκατάστατων στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του κέικ (ειδικόςόγκος, υφή, χρώµα, οργανοληπτικά χαρακτηριστικά) αλλά συµπεριέλαβε καιχαρακτηριστικά της ζύµης (ρεολογική συµπεριφορά, ενσωµάτωση αέρα, κατανοµήµεγέθους φυσαλίδων αέρα, ζελατινοποίηση του αµύλου), προκειµένου να εξαχθούνσυµπεράσµατα για την αλληλεπίδρασή µεταξύ ιδιοτήτων της ζύµης και του τελικούπροϊόντος. Από τη συγκριτική µελέτη µεταξύ των διαφόρων υποκατάστατωνσακχαρόζης ή λιπαρού, εξήχθησαν συµπεράσµατα ως προς την απόδοσή τους.Διερευνήθηκε η πλήρης υποκατάστασης της σακχαρόζης, ώστε το προϊόν να είναιµειωµένου θερµιδικού φορτίου, και/ή κατάλληλο για διαβητικούς. Ωςυποκατάστατα χρησιµοποιήθηκαν πολυόλες (σορβιτόλη, µαλτιτόλη, µαννιτόλη,λακτιτόλη), πολυδεξτρόζη, ολιγοφρουκτόζη και φρουκτόζη. Τα υποκατάσταταπροστέθηκαν στο κέικ σε ίσες ποσότητες µε τη σακχαρόζη, και η ανάµιξή τους στηζύµη έγινε µε τον ίδιο τρόπο µε το δείγµα αναφοράς (κέικ µε σακχαρόζη). Για τη ρύθµιση της γλυκύτητας στα δείγµατα µε υποκατάσταση της ζάχαρης (εκτός τωνκέικ µε φρουκτόζη) που εξετάσθηκαν οργανοληπτικά, προστέθηκε ένα εµπορικόγλυκαντικό, που περιείχε ασπαρτάµη και ακετοσουλφαµικό κάλιο. Ταχαρακτηριστικά της ζύµης και οι ιδιότητες του κέικ µε υποκατάστατα ζάχαρηςσυγκρίθηκαν µε τις αντίστοιχες ιδιότητες του δείγµατος αναφοράς. Ηολιγοφρουκτόζη, η λακτιτόλη και η µαλτιτόλη ήταν τα υποκατάστατα που παρείχαντα καλύτερα αποτελέσµατα. Πιο συγκεκριµένα, προσέγγισαν τη σακχαρόζη ως προςτη ρεολογική συµπεριφορά της ζύµης (συντελεστής συνεκτικότητας: 17.7, 26.2 και23.7 Pa*sn αντίστοιχα σε σύγκριση µε 21.9 Pa*sn για το δείγµα αναφοράς), ενώπαρουσίασαν παρόµοια ή και µεγαλύτερη ικανότητα στην αύξηση τηςθερµοκρασίας ζελατινοποίησης σε σύγκριση µε τη σακχαρόζη (θερµοκρασίαέναρξης: 85.5, 82.8 και 83.2 ºC σε σύγκριση µε 82.5 ºC για το δείγµα αναφοράς).Δεν παρουσίασαν σηµαντική διαφοροποίηση ως προς τον ειδικό όγκο και τησκληρότητα του κέικ από το δείγµα αναφοράς. Σηµαντική διαφοροποίηση δενπαρουσίασαν και ως προς τις περισσότερες οργανοληπτικές ιδιότητες, σε συµφωνίαµε τις ενόργανες µετρήσεις για την υφή, ενώ οι διαφοροποιήσεις που εντοπίστηκανµε το χρωµατόµετρο για το πιο σκούρο χρώµα της κόρας στο κέικ τηςολιγοφρουκτόζης δεν ανιχνεύθηκαν από τους δοκιµαστές. Η σορβιτόλη και ηπολυδεξτρόζη δεν διέφεραν σηµαντικά από τη σακχαρόζη ως προς τα περισσότεραχαρακτηριστικά της ζύµης και του κέικ, αλλά αξιολογήθηκαν µε µικρότερηβαθµολογία ως προς τη γεύση και κατά συνέπεια και την ολική αποδοχή.Από την άλλη η φρουκτόζη και η µαννιτόλη ήταν τα λιγότερο αποτελεσµατικάυποκατάστατα, καθώς παρείχαν µη αποδεκτά προϊόντα. Πιο συγκεκριµένα ηµαννιτόλη παρουσίασε την υψηλότερη σκληρότητα, η οποία αποδόθηκε στηνυψηλότερη συνεκτικότητα της ζύµης (52.0 Pa*sn) και στη χαµηλότερη θερµοκρασίαζελατινοποίησης του αµύλου (56.6 ºC) σε σύγκριση µε το δείγµα αναφοράς (21.9Pa*sn , 82.5 ºC αντίστοιχα). Η φρουκτόζη παρείχε προϊόν µε το χαµηλότερο όγκο,ως αποτέλεσµα της αδυναµίας µετάθεσης της ζελατινοποίησης του αµύλου σευψηλότερη θερµοκρασία (73.9 ºC).Όπως προκύπτει από τα παραπάνω αποτελέσµατα, η επίδραση των υποκατάστατωνστα χαρακτηριστικά της ζύµης και τη ζελατινοποίηση του αµύλου (που παίζεικρίσιµο ρόλο στην επιθυµητή σταθεροποίηση της ζύµης), αποτελούν καθοριστικόπαράγοντα της ανάπτυξης του όγκου και των ιδιοτήτων της υφής του τελικούπροϊόντος. Εποµένως κατά την υποκατάσταση της σακχαρόζης, η επίδραση τωνυποκατάστατων στη ρεολογική συµπεριφορά της ζύµης και στην ενσωµάτωσηαέρα, σε συνδυασµό µε την ικανότητα τους να µεταθέτουν τη ζελατινοποίηση του αµύλου σε υψηλότερη θερµοκρασία, µπορεί να προβλέψει τα χαρακτηριστικά υφήςτου τελικού προϊόντος, και ειδικότερα τη σκληρότητα :Σκληρότητα= Kcp 0763*Ton 5.8413 + 0.00485 * − 0.όπου Kcp ο συντελετσής συνεκτικότητας και Τon η θερµοκρασία έναρξης τηςζελατινοποίησης του αµύλου.Η υποκατάσταση του λιπαρού µελετήθηκε σε ποσοστό από 35% έως 100%, απόυδατανθρακικής βάσης (µαλτοδεξτρίνη, ινουλίνη, πηκτίνη, ολιγοφρουκτόζη) καιπρωτεϊνικής βάσης (µικροσωµατιδιακή πρωτεΐνη) υποκατάστατα. Τα υποκατάσταταπροστέθηκαν µε τη µορφή πηκτής. Διαλύονταν σε νερό, στην ελάχιστησυγκέντρωση που απαιτούνταν για το σχηµατισµό πηκτής µετά την αποθήκευσητους στους 4 ºC κατά τη διάρκεια της νύχτας. Πιο συγκεκριµένα η ινουλίνη ΗΡ (µεβαθµό πολυµερισµού >23), η ινουλίνη GR (µε βαθµό πολυµερισµού>10) και ηµαλτοδεξτρίνη διαλύονταν σε νερό σε συγκέντρωση 20%, η µικροσωµατιδιακήπρωτεΐνη σε συγκέντρωση 35%, η ολιγοφρουκτόζη 70% και η πηκτίνη 4.5%.Επιπλέον µελετήθηκε η επίδραση του βαθµού πολυµερισµού και του βαθµούεστεροποίησης στην απόδοση της ινουλίνης και της πηκτίνης αντίστοιχα. Ηυποκατάσταση σε ποσοστό 35% δεν επέφερε σηµαντική διαφοροποίηση από τοδείγµα αναφοράς. Η υποκατάσταση πάνω από 65%, οδήγησε σε σηµαντική µείωσητου ιξώδους (εκτός από την πηκτίνη υψηλής εστεροποίησης), η οποία συνοδεύτηκεαπό σηµαντική µείωση της ενσωµάτωσης του αέρα και ευρύτερη κατανοµή τουµεγέθους των φυσαλίδων. Σηµαντική διαφοροποίηση ως προς τη θερµοκρασίαζελατινοποίησης του αµύλου παρατηρήθηκε στην περίπτωση των φρουκτάνων(91.10 ºC και 86.25 ºC για την ολιγοφρουκτόζη και την ινουλίνη µε βαθµόπολυµερισµού <8 και >10 αντίστοιχα, έναντι 83.69 ºC του δείγµατος αναφοράς) µεαποτέλεσµα το σηµαντικά αυξηµένο όγκο του τελικού προϊόντος.Η επίδραση των υποκατάστατων στα χαρακτηριστικά της ζύµης αποτέλεσερυθµιστικό παράγοντα της υφής και του όγκου του τελικού προϊόντος. Τα δείγµαταµε υποκατάσταση λιπαρού πάνω από 65% παρουσίασαν σηµαντικά αυξηµένησκληρότητα και ελαστικότητα, και µειωµένο όγκο. Ανάλογα αποτελέσµαταπροέκυψαν και κατά την οργανοληπτική εξέταση. Ειδικότερα, οι διαφοροποιήσειςτων οργανοληπτικών ιδιοτήτων της υφής µπορούν να εκτιµηθούν από τοµαθηµατικό µοντέλο που περιγράφει τη σχέση τάσης-παραµόρφωσης, πουπροκύπτει µε την υποβολή του προϊόντος σε συµπίεση:[ ( )] 3 όπου σ είναι η τάση και ε η παραµόρφωση και C1, C2, C3 σταθερές που σχετίζονταιµε το σχήµα της σιγµοειδούς καµπύλης. Η σταθερά C1 σχετίζεται µε τηνσκληρότητα και η C2 µε την ελαστικότητα και την ευθρυπτότητα.Επιπλέον στα υψηλότερα (65%) ποσοστά υποκατάστασης παρατηρήθηκεσηµαντική απώλεια της γεύσης και του αρώµατος, ενώ στην πλήρη υποκατάστασητου λιπαρού τα προϊόντα αξιολογήθηκαν ως µη αποδεκτά ανεξαρτήτως του τύπουτου υποκατάστατου. Ωστόσο η υποκατάσταση λιπαρού σε ποσοστό 65% παρείχεαποδεκτό προϊόν ως προς τις ιδιότητες της υφής, τα φυσικά και οργανοληπτικάχαρακτηριστικά, µε την ινουλίνη και την πηκτίνη να αποτελούν τα πιοαποτελεσµατικά υποκατάστατα.Βάσει των αποτελεσµάτων της συγκριτικής µελέτης των υποκατάστατων λιπαρού,καθορίστηκε το επίπεδο υποκατάστασης λιπαρού (65%) και το υποκατάστατο(ινουλίνη) στο προϊόν µειωµένων λιπαρών, το οποίο µελετήθηκε για περαιτέρωεµπλουτισµό µε πηγή ινών. Ειδικότερα µελετήθηκε η επίδραση της ενσωµάτωσηςινών καρότου στο κέικ µειωµένων λιπαρών και διερευνήθηκε η βελτίωση τουεµπλουτισµένου προϊόντος µε τη χρήση γαλακτωµατοποιητών. Οι ίνες καρότουέχουν σηµαντικές ωφέλιµες επιδράσεις, ωστόσο η εφαρµογή τους στο κέικ δεν έχειµελετηθεί. Επιπλέον η χρησιµοποίηση των ινών καρότου παρέχει τη δυνατότητααξιοποίησης του αντίστοιχου παραπροϊόντος της βιοµηχανίας, µε σηµαντικό όφελοςτόσο για τη βιοµηχανία όσο και για το περιβάλλον. Η ινουλίνη επιλέχθηκε για τηνυποκατάσταση λιπαρού στο εµπλουτισµένο µε ίνες καρότου προϊόν λόγω τηςικανοποιητικής απόδοσής της σε σύγκριση µε τα άλλα υποκατάστατα λιπαρού πουµελετήθηκαν, αλλά και λόγω των σηµαντικών φυσιολογικών επιδράσεών της.Η προσθήκη των ινών καρότου στο πλήρες σε λιπαρά προϊόν (δείγµα αναφοράς)πραγµατοποιήθηκε µε υποκατάσταση του αλεύρου σε ποσοστά 10 έως 30%. Ηυποκατάσταση σε επίπεδο 10% οδήγησε σε διαφοροποίηση των ρεολογικώνχαρακτηριστικών της ζύµης (34.8 Pa*sn σε σύγκριση µε 31.8 Pa*sn του δείγµατοςαναφοράς), ωστόσο δεν παρατηρήθηκε σηµαντική διαφοροποίηση από το δείγµααναφοράς ως προς τον όγκο και τη σκληρότητα του τελικού προϊόντος. Ηυποκατάσταση του αλεύρου σε επίπεδο 20% και 30% οδήγησε σε σηµαντικήαύξηση του ιξώδους και µείωση της ενσωµάτωσης αέρα, µε αποτέλεσµα τηνπυκνότερη δοµή και την αυξηµένη σκληρότητα του προϊόντος, ενώ προκάλεσε καιπιο φωτεινό χρώµα της κόρας. Εφόσον, τα δείγµατα µε 10% υποκατάστασηαλεύρου από ίνες δεν παρουσίασαν σηµαντική διαφοροποίηση από το δείγµααναφοράς ως προς τον όγκο και τη σκληρότητα, επιλέχθηκε η προσθήκη των ινώνκαρότου ως υποκατάστατο αλεύρου 10% για τον εµπλουτισµό κέικ µε 65% υποκατάσταση του λιπαρού από ινουλίνη. Επίσης δοκιµάσθηκε η κατά 20%υποκατάσταση του αλεύρου σε προϊόν µε πλήρη υποκατάσταση του λιπαρού, ηοποία παρείχε µη αποδεκτό κέικ. Η συνδυαστική υποκατάσταση του αλεύρου καιτου λιπαρού (10% και 65%, αντίστοιχα) αντιστάθµισε την επίδραση του κάθευποκατάστατου στα ρεολογικά χαρακτηριστικά και την κατανοµή του µεγέθους τωνφυσαλίδων, ωστόσο οδήγησε σε περαιτέρω µείωση της ενσωµάτωσης του αέρα, µεαποτέλεσµα και την περαιτέρω µείωση του όγκου σε σύγκριση 65% υποκατάστασηλιπαρού και αύξηση της σκληρότητας σε σύγκριση µε το δείγµα µε 10% ίνεςκαρότου. Τα δείγµατα µε ίνες καρότου (10%) και ινουλίνη αξιολογήθηκαν ωςσηµαντικά σκληρότερα (6.0) σε σύγκριση µε το δείγµα αναφοράς (3.7) και κατά τηνοργανοληπτική εξέταση.Η βελτίωση του εµπλουτισµένου προϊόντος διερευνήθηκε µε τη χρήση τριώνγαλακτωµατοποιητών, που συµπεριλαµβάνονται σε εκείνους των οποίων ηπροσθήκη διέπεται από την Ευρωπαϊκή Νοµοθεσία. Επιλέχθηκανγαλακτωµατοποιητές (µονογλυκερίδια, SSL, DATEM) µε διαφορετικές τιµές HLB,που κυµαίνονταν από λιπόφιλο έως υδρόφιλο χαρακτήρα, ενώ τα ποσοστάπροσθήκης τους ορίστηκαν βάσει των νοµοθετικών ρυθµίσεων και βιβλιογραφικώναναφορών. Η προσθήκη των γαλακτωµατοποιητών διευκόλυνε την ενσωµάτωσητου αέρα, λόγω της σταθεροποιητικής δράσης τους στο σχηµατισµό των φυσαλίδων,µε αποτέλεσµα την ενίσχυση της ανάπτυξης του όγκου και τη µείωση τηςσκληρότητας. Τα καλύτερα αποτελέσµατα παρείχε το SSL, καθώς παρουσίασε τησηµαντικότερη αύξηση του πορώδους και του όγκου, και τη σηµαντικότερη µείωσητης σκληρότητας του εµπλουτισµένου προϊόντος.
περισσότερα
Περίληψη σε άλλη γλώσσα
Nowadays consumers show growing preference to low calorie or reduced fatproducts, so as to prevent or deal with health threatening diseases of the metabolicsyndrome (diabetes, obesity, cardiovascular disease). Substances that can replacecaloric ingredients, can be used as a valuable tool against obesity, whereas dietaryfibres as well have significant contribution to the dietary value of the product due totheir physiological effects and their technological functionality.The objective of the present thesis is to study the sugar and fat replacement, as wellas the enrichment with dietary fibre of a highly preferred bakery product, the cake.The cake was selected as it is broadly consumed product by adults and children,which in the recent years has attracted the scientific interest as a product suitable forenrichment. In the present research a shortened-style cake was selected, which wasprepared with the sugar batter mixing method.The selection of the materials which were used for the replac ...
Nowadays consumers show growing preference to low calorie or reduced fatproducts, so as to prevent or deal with health threatening diseases of the metabolicsyndrome (diabetes, obesity, cardiovascular disease). Substances that can replacecaloric ingredients, can be used as a valuable tool against obesity, whereas dietaryfibres as well have significant contribution to the dietary value of the product due totheir physiological effects and their technological functionality.The objective of the present thesis is to study the sugar and fat replacement, as wellas the enrichment with dietary fibre of a highly preferred bakery product, the cake.The cake was selected as it is broadly consumed product by adults and children,which in the recent years has attracted the scientific interest as a product suitable forenrichment. In the present research a shortened-style cake was selected, which wasprepared with the sugar batter mixing method.The selection of the materials which were used for the replacement of sucrose andfat was based on literature data. Sugar and fat replacers which have been theobjective of previous studies were selected in order to investigate their effect oncharacteristics which have not been extensively studied, as well as materials whichhave not been studied thoroughly. The research was not limited only to theinvestigation of the effect of the replacers on the quality characteristics of cake(specific volume, texture, colour, sensory characteristics) but it included the batter characteristics (rheological behaviour, air incorporation, bubble size distribution,starch gelatinization) as well, in order to draw conclusions on the interactionbetween the properties of the batter and those of the final product. Also thecomparative study between the sucrose or fat replacers, led to conclusions regardingtheir performance.The total replacement of sucrose was investigated, so that the product would be lowcalorie, and/or suitable for diabetics. Polyols (sorbitol, maltitol, mannitol, lactitol),polydextrose, oligofructose and fructose were used to replace sugar by an equalamount and their incorporation in the batter was conducted with the same procedureas with the control sample (cake with sucrose). In the cake samples containing sugarsubstitutes (except for the fructose preparations), a commercial blend of aspartameand acesulfame-K was added for sweetening purposes. The batter characteristics andthe cake properties of the cakes containing sugar substitutes were compared with therespective attributes of the control cake. The best results were obtained by usingoligofructose, lactitol and maltitol as sugar replacers. More specifically theyexhibited similar behaviour to sucrose in terms of batter rheology (consistencycoefficient: 17.7, 26.2 και 23.7 Pa*sn respectively compared to 21.9 Pa*sn ofcontrol) and also exhibited similar or even higher ability to increase the starchgelatinization temperature compared to sucrose (onset temperature: 85.5, 82.8 και83.2 ºC compared to 82.5 ºC of the control). They did not exhibit significantdifference compared to control in terms of specific volume and hardness. They didnot present significant difference in most sensory properties, in accordance with theinstrumental measurements of textural properties, while some differences whichwere detected in the darker crust colour of the oligofructose cake was not perceivedby the panelists. Sorbitol and polydextrose did not differ significantly in most batterand cake compared to sucrose, but ranked low in terms of taste and consequently inoverall acceptance.On the other hand mannitol and fructose led to cakes of poor quality. Morespecifically mannitol present the highest hardness, which was attributed to thehigher batter consistency coeeficient (52.0 Pa*sn) and to the lower starchgelatinisation temperature (56.6 ºC) compared to control (21.9 Pa*sn, 82.5 ºCrespectively). Fructose provided a product of the lowest specific volume, which canbe attributed to its lack of ability to set gelatinisation of starch to higher temperature(73.9 ºC).Therefore the effect of the replacers on the batter characteristics and on starchgelatinisation (which is a crucial factor of the appropriate setting of the batter) are controlling factors on of the volume development and of the textural attributes of theend product. Hence at sugar replacement, the effect of the replacers on the batterrheological behaviour and air incorporation, combined with their ability to set starchgelatinisation to higher temperature, could predict the textural characteristics of theend product, and hardness in specific:Hardness= 5.8413+0.00485*Kcp-0.0763*Tonwhere Kcp is the consistency coefficient and Τon is the onset temperature of starchgelatinization.Fat was replaced at 35% to 100% by carbohydrate-based (maltodextrin, inulin,pectin, oligofructose) and protein-based (microparticulated protein) replacers. Thefat replacers were incorporated in the form of gel. They were dissolved in water, inthe minimum concentration that was required for gel formation after their storage at4 ºC overnight. More specifically inulin HP (with polymerization degree>23), inulinGR (with polymerization degree>10) and maltodextrin were dissolved in water atconcentration 20%, microparticulated whey protein at 35%, oligofructose at 70%and pectin at 4.5%. Furthermore the effect of the degree of polymerization and ofthe degree of esterification on the performance of inulin and pectin respectively, wasinvestigated. Fat replacement by 35% did not exhibit significant differencecompared to control. Above 65% fat replacement resulted in significantly decreasedviscosity (except for pectin of high esterification degree), that was followed bysignificant decrease in air incorporation and broader bubble size distribution.Significant difference on the starch gelatinization temperature was observed in thecase of fructans (91.10 ºC and 86.25 ºC for oligofrustose and inulin withpolymerization degrees <8 και >10 respectively, compared to 83.69 ºC of thecontrol), resulting in significantly higher volume of the end product.The effect of fat replacers on the batter characteristics appeared to be controllingfactor of the textural properties and the development of the cake volume. Thesamples with 65% fat replacement exhibited significant increase of hardness,elasticity and decrease of volume development. Similar results were obtained by thesensory analysis. More specifically the differentiations of the sensorial properties oftexture can be estimated by a mathematical model which describes the stress-strainrelationship, which is obtained through the subjection of the product to forcecompression:[ ( )] 3 where σ is the stress, ε is the strain and C1, C2, C3 are constants related to the shapeof the sigmoid curve. C1 is correlated to hardness and C2 to elasticity andcrumbliness.At fat replacement above 65% the cakes received lower scores in terms of taste andflavor, whereas at total replacement all samples were evaluated as not acceptableregardless of the fat replacer. Nevertheless at 65% fat replacement, the samplespresented acceptable textural, physical and sensorial characteristics. Pectin andinulin proved the most efficient fat replacers.Based on the results of the comparative study between the fat replacers, the level offat replacemet (65%) and the fat replacer (inulin) were determined, for the furtherinvestigation of fibre enrichment. More specifically the effect of the carrot fibreenrichment of fat reduced cake was studied, and the enhancement of the enrichedproduct by the use of emulsifiers was also investigated.Carrot fibres have significanthealth beneficial effects, however their compatability to cakes has been investigated.Moreover, the commercial exploitation of carrot fibres could be beneficial to theindustry and the environment since they comprise a by-product of the carrotprocessing industry. Inulin was selected, since it performed better compared to therest of the fat replacers which were studied, and because of the significantphysiological effects it exerts.Carrot fibre was added to the full fat product (control) as flour replacement at 10%to 30%. Flour replacement by 10% led to significant difference in terms of the batterrheological characteristics (34.8 Pa*sn compared to 31.8 Pa*sn of control), howeverno significant diffence was observed compared to control on volume and hardness ofthe end product. The replacement of flour by 20% and 30% increased batterviscosity and decreased air incorporation, providing harder cakes with densestructure, which also presented lighter crust color. Since the samples with 10% flourreplacement did not exhibit significant difference compared to control in terms ofvolume and hardness, carrot fibre was incorporated as 10% flour replacer for theenrichment of cake with 65% fat replacement by inulin. The 20% replacement offlour in cake with total fat replacement provided unacceptable product. Thecombined flour and fat replacement (10% and 65%, respectively) counteracted theeffect of each replacer in terms of batter rheological characteristics and bubble sizedistribution, nevertheless it led to further decrease of the air incorporation, resultingto further decrease of volume compared to the 65% fat replacement and to furtherincrease of hardness compared to the sample with 10% carrot fibre. The samples with carrot fibre (10%) and inulin were evaluated as significantly harder (6.0)compared to the control (3.7).The enhancement of the enriched product by the use of three emulsifiers, whoseaddition is established by the EU Legislation, was investigated. Emulsifiers(monoglycerides, SSL, DATEM) with different HLB values, varying from lipophilicto hydrophilic character, were selected and the levels of their incorporation werebased on legislative regulation and literature data. The incorporation of theemulsifiers facilitated air incorporation, due to their stabilizing effect on bubbleformulation, resulting in increased volume development and decrease of hardness.SSL exhibited the best result, since it appeared to be the most effective in terms ofvolume and porosity increase and hardness decrease.
περισσότερα