At kombinere maniokmel i brøddejen kan sikre adgang til mad i fremtiden

I de kommende årtier, stigningen i de globale temperaturer på grund af klimaændringer kan hæmme produktionen af ​​hvede i mange tempererede områder, hvor afgrøden dyrkes i dag. Råvaren til brød, en af ​​verdens mest forbrugte fødevarer, kan blive sparsomme og dyrere som følge heraf.

Maniokmel kunne delvist erstatte hvedemel i brød, især i Afrika og Latinamerika, men dets bageegenskaber er dårlige sammenlignet med hvedemels, ifølge eksperter.

For at overvinde denne begrænsning, i de seneste år, en forskergruppe udførte en række undersøgelser designet til at bruge enzymer til at forbedre maniokmels bageegenskaber i brødfremstilling. "Maniokmel indeholder mere stivelse og mindre protein, inklusive gluten. Også, det absorberer mere vand. Alle disse faktorer forklarer sandsynligvis dens relativt dårlige bageegenskaber, " forklarer hovedefterforsker Leif Horsfeld Skibsted, professor i Fødevarevidenskab på Københavns Universitet.

Under en begivenhed i august i FAPESPs hovedkvarter, der fejrede resultaterne af samarbejdet med danske agenturer, Skibsted præsenterede nogle resultater af de undersøgelser, der er udført med kolleger på Aarhus Universitet og danske virksomheder Easy Foods og Novozymes. "Formålet med projektet var at finde ud af, om maniokmel kunne bruges til bæredygtig produktion af brød, " han sagde.

Forskerne begyndte med at estimere, i hvilket omfang maniokmel kunne erstatte hvedemel i sammensætningen af ​​et brød uden at forringe sensoriske egenskaber såsom tekstur, aroma, smag og farve sammenlignet med brød kun lavet med hvedemel.

Resultaterne af analysen, detaljeret i en artikel offentliggjort i tidsskriftet LWT - Fødevarevidenskab og -teknologi , angivet, at afhængigt af typen, maniokmel kunne erstatte mellem 20 procent og 30 procent af det hvedemel, der typisk bruges til at lave brød, uden at ændre dets sensoriske egenskaber væsentligt og uden at forringe hæveprocessen, der får dejen til at hæve.

"Over grænsen på 30 procent, udseendet, tekstur og smag af brød lavet med en blanding af hvede og maniokmel begynder at vise forskelle sammenlignet med brød lavet med hvedemel alene, sagde Skibsted.

Enzymatisk forbedring

Imidlertid, maniokmel påvirkede dejens egenskaber såsom viskositet og retrogradation (krystallisation af stivelsesmolekyler) efter afkøling, begge steg i forhold til kun hvede. Ifølge Skibsted, dette kan have været på grund af mangel på gluten, forskelle i sammensætningen af ​​stivelsesfraktionen i kassavamel sammenlignet med hvedemel, og begrænset aktivitet af enzymet amylase i kassavamel.

For at se, om disse negative virkninger af kassavamel kunne dæmpes, forskerne testede, om de enzymer, som industrien bruger i dag, ville forbedre de sensoriske egenskaber og ændre de strukturelle egenskaber af brød lavet med op til 30 procent kassavamel. Bageenzymer bruges af bagebagere til at øge volumen, skorpefarve og friskhed, blandt andre kvaliteter, men hidtil var kun blevet testet i hvededej.

Ved at fragmentere polysaccharider som stivelse, alfa-amylase øger brødvolumen med den samme andel af ingredienser og beriger brødets farve. Amylase nedbryder også stivelse i korte dextrinkæder (kulhydrat med lav molekylvægt) for at katalysere virkningen af ​​gær.

Xylanase øger brødvolumen ved at forbedre opløseligheden af ​​hemicellulose (et andet polysaccharid) i vand. Det hjælper med at binde vand og dej for at øge volumen og producere en finere, mere ensartet krummestruktur, Skibsted forklarede. "Vores mål var at teste forskellige enzymer for at forsøge at identificere den bedste løsning til fremstilling af brød ved hjælp af kassava og hvede, " han sagde.

I deres første undersøgelse, forskerne testede virkningerne af svampe og maltogen alfa-amylase, xylanase, lipase, laccase (polyphenoloxidase) og glucoseoxidase i brød lavet med hvede og 30 procent sur kassavastivelse, hvilken, uden enzymer, viser mindre lydstyrke, en grovere tekstur og mindre krummeporer.

Resultaterne af undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Europæisk fødevareforskning og -teknologi , viste, at glucoseoxidase ikke havde nogen effekt på brødkvaliteten, mens alfa-amylase klart forbedrede sensoriske egenskaber og fysisk struktur. Lipase øgede brødvolumen ved at sikre bedre tilbageholdelse af kuldioxidgas i dejen, og laccase gjorde brødet blødere.

De bedste resultater, imidlertid, blev opnået ved anvendelse af xylanase. "Dette enzym forbedrede brødstruktur og tekstur ved at gøre dejen mere formbar, " sagde Skibsted. I en senere undersøgelse, også udgivet i Europæisk fødevareforskning og -teknologi , forskerne vurderede den individuelle og kombinerede effekt af tilsætning af vand med xylanase og vand med laccase på kvaliteten af ​​brød lavet med 70 procent hvedemel og 30 procent maniokmel. Deres analyse viste, at en stigning i tilsat vand kombineret med xylanase resulterede i et brød med mere volumen. "Brødet var også blødere og dets struktur mere ensartet, sagde Skibsted.

I en anden undersøgelse offentliggjort i samme tidsskrift, forskerne satte sig for at se, om komponenterne i hvedemel kunne aktivere enzymer for at forbedre egenskaberne ved brød, hvor maniokmel erstattede en del af hvedemelet. De fandt ud af, at et ukendt varmebestandigt grundstof i hvede øgede aktiviteten af ​​xylanasen.

"Dette fund åbner muligheden for at bruge enzymer mere rationelt til at forbedre brødkvaliteten, især når en kombination af stivelseskilder anvendes, som i tilfældet med blandinger af hvede og maniokmel, sagde Skibsted.