بیسکویت یکی از مهمترین محصولات نانوایی بوده که در فرمولاسیون آن از آرد گندم، شکر، چربی و نمک استفاده میشود. پس از مخلوط کردن این مواد و افزودن دیگر مواد از جمله شیر بدون چربی، بکینگ پودر، سولفیت سدیم و امولسیفایر، خمیر بیسکویت تشکیل شده وارد مرحله پخت میشود. کیفیت یک بیسکویت به کمیت و کیفیت مواد تشکیل دهنده آن بستگی دارد. به طور کلی فرایند پخت محصولات نانوایی در دمای بالاتر از 120 درجه سانتی گراد با رطوبت نسبی کم انجام می شود که ممکن است ترکیبات سمی بالقوه ای را ایجاد کنند که به عنوان آلاینده ها شناخته می شوند.
آکریل آمید و 5-هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) رایج ترین آلاینده های تولید شده در طی فرآیند حرارتی محصولات نانوایی هستند و کنترل مقدار آنها در محصولات آماده مصرف یک چالش بزرگ معرفی شده است. در واکنش میلارد، قندهای احیاکننده (گلوکز و فروکتوز) و اسیدهای آمینه واکنش نشان می‌دهند و ماده میانی 3-دئوکسی گلوکزون را تشکیل می‌دهند که برای تشکیل HMF آب‌گیری میشود (شکل 1). در دماهای بالاتر از 120 درجه سانتیگراد، واکنش میلارد عمدتاً از طریق یک واکنش مرتبه دوم شامل قندهای احیاکننده (گلوکز و فروکتوز) و گروه آمینه آزاد ال-آسپاراژین، آکریل آمید را تولید می کند (شکل 1). اثرات ژنوتوکسیک و سرطان زایی آکریل آمید و HMF بر روی سلول های انسان و حیوانات در مطالعات مختلف به اثبات رسیده است.
در این مطالعه، از سه شربت HFCS با سطوح مختلف فروکتوز (28، 44، و 55 %) در فرمولاسیون بیسکویت استفاده گردید و اثرات آنها بر خواص حسی، فیزیکوشیمیایی (به ویژه HMF و آکریل آمید) و بافتی بیسکویت مورد ارزیابی قرار گرفت. در آزمایشات طراحی شده ، اثر شربتهای فروکتوز با ساکارز و قند اینورت بر روی ویژگیهای بیسکویت مقایسه شدند. بر اساس نتایج حاصل شده، تفاوت معنی داری در ترکیب شیمیایی (رطوبت، چربی، پروتئین و خاکستر) در بین نمونه های مختلف مشاهده نشد.
بالاترین میزان شاخص رنگی *L مربوط به نمونه شاهد حاوی قند و شکر اینورت بود، اگرچه افزایش محتوای F55 مقدار *L را به طور قابل توجهی کاهش داد.بالاترین میزان سفتی مربوط به نمونه شاهد (6.5 نیوتن) بوده و کمترین مقدار سفتی (3.97 نیوتن) مربوط به نمونه حاوی 12.5% از F42 و 25% ازF28 بود. مقادیر فعالیت آبی تمامی نمونه ها در محدوده 0.22 تا 0.29 قرار داشته که بیشترین مقدار مربوط به نمونه شاهد بود.تصاویر SEM یک سطح یکنواخت با چندین حفره برای همه بیسکویت ها را نشان داد.بیشترین و کمترین میزان (HMF) به ترتیب مربوط به نمونه های حاوی 25% از F55 (46 پی پی ام) و 12.5% از F42 (2.36 پی پی ام) بود. نمونه شاهد و نمونه حاوی %12.5 از F42 و 25% از F55 به ترتیب دارای مقدار آکریل آمید معادل 28.5 و 27.33 پی پی بیبودند. در نهایت شربت F42 بعنوان بهترین جایگزین برای ساکارز در فرمولاسیون بیسکویت پیشنهاد گردید.
شکل 1: مکانیسم تشکیل هیدروکسی متیل فورفورال و آکریل آمید طی فرایند پخت در محصولات نانوایی
نویسنده: دکتر آرمین فشی
References:
(1) Ershadi et al. (2021). Incorporation of high fructose corn syrup with different fructose levels into biscuit: An assessment of physicochemical and textural properties.Food Science & Nutrition, 9, 5344-5351
(2) Han et al. (2021). Simultaneously Mitigation of Acrylamide, 5-Hydroxymethylfurfural, and Oil Content in Fried Dough Twist via Different Ingredients Combination and Infrared-Assisted Deep-Frying. Foods, 10, 604
(3) Borba et al. (2023). Acrylamide and hydroxymethylfurfural in cakes: An approach to reduce the formation of processing contaminants in sweet bakery products. Food Research International, 165,112518