بررسی اثر توام اسانس مرزه و اینولین در افزایش ماندگاری و کیفیت نان تافتون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 صنایع غذایی، دانشکده فتی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا، ایران

2 گروه صنایع غذایی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا، ایران

10.22034/fr.2021.38780.1724

چکیده

زمینه مطالعاتی: نان در طی نگهداری به دلیل تغییرات فیزیکی‌شیمیایی و میکروبی ضایعات زیادی تولید می‌نماید. هدف: هدف از انجام این پژوهش بهبود ماندگاری و کیفیت نان تافتون با استفاده از اسانس مرزه و اینولین بود. روش کار: بنابراین در فرمولاسیون نان تافتون، از اسانس مرزه به میزان 03/0، 05/0 و 07/0 درصد، اینولین در مقادیر 5/0، 1 و 5/1 درصد و ترکیب حاوی 5/0 درصد اینولین و 05/0 درصد اسانس استفاده شد. سپس بر روی این تیمارها آزمون-های میکروبی، فیزیکوشیمیایی، رئولوژیکی و حسی صورت گرفت. نتایج: نتایج حاصل از آزمون‌های نان در طی 12 روز نگهداری در یخچال نشان داد که با افزایش غلظت اسانس مرزه، ماندگاری میکروبی نان افزایش می‌یابد بطوریکه تیمار حاوی 07/0 درصد اسانس مرزه با کمترین تغییرات pH توانست ماندگاری میکروبی نان را تا روز 9 با تعداد کپک و مخمر cfu/g 70 حفظ نماید. با افزایش غلظت اینولین نیز بدلیل حفظ رطوبت، سفتی بافت نان کمتر و بیاتی به تعویق افتاد. تیمار حاوی 5/1 درصد اینولین بیشترین رطوبت (68/0±32/25 درصد وزنی) و کمترین سفتی (5/0±1/399 گرم نیرو) را در روز دوازدهم به خود اختصاص داد. همچنین تیمارهای حاوی اینولین نسبت به نمونه شاهد دارای تعداد کپک و مخمر کمتری بصورت معنی‌دار در تمام روزها بودند. تیمار ترکیبی حاوی اینولین و اسانس مرزه نیز علاوه بر کسب بیشترین میزان مقبولیت از نظر حسی، توانست از نظرویژگی‌های میکروبی و به تعویق انداختن بیاتی بطور همزمان، به عنوان تیمار مطلوب انتخاب گردد. نتیجه گیری نهایی: بکارگیری افزودنی‌های طبیعی مکمل با هم، در نسبت مناسب می‌توانند سبب تولید نانی با ویژگیهای کیفی و سلامت بخشی مناسب برای مصرف کنندگان گردند. بر این اساس، تیمار ترکیبی 5/0 درصد اینولین و 05/0 درصد اسانس مرزه به عنوان تیمار مطلوب معرفی می گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Synergistic Effect of Satureja Hortensis Essential Oil and Inulin on the Increase of the Shelf life and Quality of Taftoon Bread

نویسندگان [English]

  • Razieh Shafieejam 1
  • leila lakzadeh 2
1 Department of Food technology, faculty of technical and engineering, Islamic Azad University, Shahreza branch,Iran
2 Department of food technology, Faculty of Technical and engineering, Islamic Azad university, Shahreza branch, Iran
چکیده [English]

Introduction: bread waste is a major problem in country that use high amount of bread because it causes economic damage and health problems. Mold spoilage and stalling are two important factors that can increase bread waste. Bread staling is one of the complicated physicochemical process which change flavor, taste and texture of bread. Stale bread is dry and hard which indicates decreasing consumer acceptance (Gomes 2018). Hydrocolloids such as inulin can decrease bread staling. Inulin is a type of fermentable oligosaccharide called a fructan can’t digest in body but it’s essential to good health as promote digestive health, control blood sugar, decrease cancer risk.... inulin have prebiotic action for increase probiotic bacterial growth and activity. In addition, inulin has different roles in food as stabilizer, delay staling bread, antimicrobial effect, …( Leo et al., 2018, Alhozen 2013, lakzadeh et al., 2019). Natural antimicrobial materials are used for decreasing mold spoilage according to many researches. Some molds in spoilage bread can produce mycotoxin as aflatoxin. This toxin has negative effects in human and animals as allergy, cancer, … (luz et al., 2018).
Savory essential oil can create good taste in bread and increase its shelf life by antioxidant materials (Mohamad Hosseini and Biravandn). Aim of this study was survey on the effect of inulin and savory essential oil alone and together for producing of the bread with good quality, shelf life and functional effect on body.
Material and methods: for this purpose, Satureja hortensis essential oil was extracted by Clevenger set and essential oil (0.03%, 0.05%, 0.07%), inulin (0.5%, 1%, 1.5%) and the combination of 0.5% inulin and 0.05% Satureja hortensis essential oil was used in Taftoon bread formulation. In this research, the combination of 0.5% inulin and 0.05% Satureja hortensis essential oil was used for preparation compound treatment because inulin in high percentage could change taste of bread and essential oil increase bread stiffness and produce rapid odor. Microbial, physicochemical, rheological and sensory tests were done on these treatments. YGC medium was used for mold count and moisture, pH were measurement according to the Iran national standard (Standard 108999, 2705). Puncher test for texture analysis was done by Brookfield system (Ghanbari and Farmandi 2013). 15 Panelists assess sensory evaluation by Hedonic test (Taghdir et al., 2017). Statistical analysis was performed using SPSS-21 software. Factorial experiment was conducted in a randomized complete block design. One-way analysis of variance (ANOVA) was used to investigate the significant differences between the treatments and Duncan's test at the significant level of 5% was used to compare the means.
Results and discussion: The results of bread tests during 12 days of storage in refrigerator showed that the microbial shelf life of bread increased with increase of the concentration of essential oil. As the treatments, containing 0.07% essential oil with the lowest pH changes could preserve the microbial shelf life of bread up to 9 day with 70 cfu/g mold and yeast. Iranian National Standard permits 100 cfu/g of mold and yeast in bread (Iranian national standard, No, 19888). Lotfinia et al., (2014) used different percentages of cinnamon essential oil (maximum 1500 ppm in starch foam) for microbial shelf life in bread. In their study, the maximum microbial shelf life was 6 days in compartment to the savory essential oil. Although this difference may be due to the initial microbial load, the type and amount of essential oil, the method of production, storage, packaging and type of bread (Lotfinia et al., 2014).
The pH of the bread samples decreased during storage due to the activity of the microorganism and the conversion of sugar to acid and reached to the lowest value on 12th day. After 12 days, the control sample had the lowest pH (4.01) and the essential oil treatments had the highest pH (5.0). Essential oil inhibited the growth of fungi and pH change in bread. As, the pH reduction in the control sample was about 2.11 and it was 0.51 in the samples containing savory essential oil after 12 days. According to National Iranian Standard, the pH of Taftoon bread should be in the range of 5-6. In this study, the pH of all samples except the control treatment was in this range. This indicates the high quality of raw materials was used in bread cooking and the production and maintenance of bread were done in good conditions (Iranian national standard, No, 2628).
Bread stiffness and staling were delayed with increase of the inulin concentration due to the moisture retention. The treatment containing 1.5% inulin had the highest moisture (25.32 ± 0.68 %) and the lowest stiffness (3.99 ± 0.5) on the 12th day. Bread moisture is one of the important factors in determining the freshness, shelf life and staling of bread. Bread moisture content decreases during storage due to migration of free water into the environment. Analysis of variance showed significant difference between the moisture content of the inulin treatments and the essential oil and the control treatments (p < 0.05). Generally, inulin-containing samples had the highest moisture content. According to the results, the stiffness of the control treatments were more than other treatments on 0, 3 and 6 days but the stiffness of the essential oil increased like control in the following days. These data showed the relation between moisture and stiffness in bread.
In addition, inulin-containing treatments had significantly lower number of molds and yeast than the control in all days. So that, there was a significant difference in all days except the zero day. This result was similar to research on use inulin in pomegranate juice at 28 days. They explained that inulin had a good antifungal effect compared to the control sample (Lakzadeh et al., 2019). The cause of this antimicrobial effect has been described to the inulin effects on the degradation of the cytoplasmic membrane, the change of the cell's ionic charge, intracellular coagulation and the inhibition of enzyme production in the microbial cell (Lotfinia et al., 2014).
The compound treatment with inulin and essential oil was selected simultaneously as the best treatment for microbial properties and delaying the staling, in addition to the gain the highest sensory acceptance
Conclusion: inulin can retard Taftoon bread staling and savory essential oil decrease mold spoilage. Therefore, the use of natural additives in the appropriate ratio can decrease bread waste meanwhile they produce new taste and functional useful product for consumers' health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Essential Oil"
  • "Flat bread"
  • "Inulin"
  • "Stale"

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران ، 1393. روش آزمون و ویژگی‌های نان سنتی، شماره استاندارد ایران 2628 ، 24-1.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، 1389. غلات و فراورده‌های آن، روش اندازه‌گیری، رطوبت شماره استاندارد ایران 2705، 27-1.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران ، 1387. میکروبیولوژی مواد غذایی و خوراک دام، روش شمارش کپک‌ها و مخمرها قسمت اول، روش شمارش کلنی در فراورده‌های با فغالیت آبی بیشتر از 95/0 ،شماره استاندارد ایران 108999، 11-1.

موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران ، 1394. میکروبیولوژی نان مسطح و نانهای حجیم و نیمه‌حجیم، ویژگی ها و روش آزمون، شماره استاندارد ایران 19888، 21-1.

افشاریان طرقبه س، شیخ الاسلامی ز، عطایی صالحی ا، 1395.  تاثیر اسانس پوست پرتقال به عنوان نگهدارنده‌ی طبیعی بر خصوصیات رئولوژیک، حسی و میکروبی کیک روغنی،  فصلنامه علوم و صنایع غذایی، 50، 13 ،133-143.

برزگر ح، حجتی م، جوینده ح، 1388. تاثیر برخی هیدروکلوئیدها بر روی ویژگی‌های رئولوژیکی خمیر و بیاتی در نان باگت، مجله علوم و صنایع غذایی، 6، 22، 107-101.
حسینی اصفهانی م و فدوی ق، 1397 . بررسی اثر افزودن صمغ‌های کتیرا و گوار بر ویژگی‌های فارینوگرافی خمیر و خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی نان تافتون،  مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 13، 4 ، 105 -97
رضایی پ، شاهاندشتی ر و کرمانشاهی ر، 1394. اثر ضد‌میکروبی پروبیوتیکها همراه با پری‌بیوتیک‌ها بر علیه استافیلوکوکوس آرئوس و لیستریا مونوسیتوژنز، مجله علوم پزشکی دانشگاه گرگان، 18، 3، 95-92.
فرهوش ر، هاشمی م، حبیبی نجفی م ب و نیک خواه ممان م، 1398. فعالیت ضد‌قارچی و اثرات هم‌افزایی ترکیب اسانسهای گیاهی آویشن، دارچین، رزماری و مرزنجوش برعلیه قارچ‌های مولد فساد در میوه سیب، نشریه پژوهشهای صنایع غذایی، 29،1، 53-43.
فصیحی فر م، صالحی ا و شیخ السلامی ز، 1392. اثر اسانس استخراج‌شده با التراسونیک بر ویژگی‌های بافتی، ظاهری و میکروبی نان باگت، سومین کنفرانس ملی علوم و صنایع غذایی، 7-1.
لطفی نیا س، جوانمرد م و محمدی نفجی ا، 1392. کاربرد فوم نشاسته حاوی اسانس دارچین برای جلوگیری از رشد قارچ و بهبود ماندگاری نان بسته‌بندی شده، مجله تحقیقات صنایع غذایی، 42، 3، 451-440.
کریمی، م و عزیزی م ح، 1386، بررسی اثر سطوح مختلف سدیم استئاروئیل لاکتیلات بر خواص رئولوژی خمیر و کیفیت نان تافتون، فصلنامه علوم و صنایع غذایی ایران، 4، 3، 39-31.
لک زاده ل، سبزواری آ و عموحیدری م، 1397. غنی‌سازی آب انار با اینولین استخراج‌شده از سیب‌زمینی ترشی با هدف تولید آبمیوه پری‌بیوتیک با ماندگاری بالا، مجله علوم و صنایع غذایی ایران، 15، 11، 51-59.
گلپرور ا.ر، قیصری م، هادی پناه ا و خرمی م،  1396. اثر ضد‌میکروبی، ضدقارچی  و اجزای شیمیایی اسانس  مرزه و مرزه خوزستانی، مجله گیاهان دارویی، 8، 4، 249- 243.
Al-Huson J, 2013. Enhancing the nutritional value of gluten-free cookies with inulin. Advance Journal of Food Science and Technology 5(7): 866-870.
Brasil J.A, Silveira K.C.D, Salgado S.M, Livera A.V.S, Faro Z.P.D and Guerra N.B, 2011. Effect of the addition of inulin on the nutritional, physical and sensory parameters of bread. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences 47(1): 185-191.
Dikbas N, Kotan R, Dadasoglu F and Sahin F, 2008. Control of Aspergillus flavus with essential oil and methanol extract of Satureja hortensis. International Journal of Food Microbiology 124(2): p. 179-182.
Franck A, 2002. Technological functionality of inulin and oligofructose. British journal of Nutrition 87(2): 287-291.
Ghanbari, M., and Farmani, J. 2013. Influence of hydrocolloids on dough properties and quality of barbari: an Iranian leavened flat bread. Journal of Agricultural Science and Technology, 15(3), p. 545-555.
Gomez M, 2018. Bread Enrichment with Oilseeds. A Review. Foods (Basel, Switzerland) 7(11), 1-14.
Gutierrez P., Ramirez, M.R. and Ayalazavala, J.F. 2016. Use of Pectin to Formulate Antimicrobial Packaging. Reference Module in Food Science 12: 1-6.
Lazaridou, A., Duta, D., Papageorgiou, M., Belc, N., and Biliaderis, C.G. 2007. Effects of hydrocolloids on dough rheology and bread quality parameters in gluten-free formulations. Journal of food engineering, 79(3): 1033-1047.
Luo D, Zhao Y, Xu B, Xu W, Li P, Ren G, Yuan Y and Liu J, 2018. Effect of natural inulin on dough rheological properties and bread quality. Food Science 39(6): 26-31.
Luz C, Saladino F, Manes J, Meca G, 2018. Risk assessment of mycotoxin intake through the consumption of Spanish breadcrumbs. Reviews Toxicology 35: 106 – 111.
Mir S.A, Shah M.A, Naik H.R and Zargar I.A, 2016. Influence of hydrocolloids on dough handling and technological properties of gluten-free breads. Trends in Food Science & Technology 51: 49-57.
Mishra V.K, Gupta S and Pundir R.K, 2014. Synergistic antimicrobial activity of essential oil and chemical food preservatives against bakery spoilage fungi. CIBTech Journal of Microbiology 4(1): 6-12.
Mohammadhosseini M and Beiranvand M, 2018. Chemical composition of the essential oil from the aerial parts of Satureja hortensis as a potent medical plant using traditional hydrodistillation. Journal of Chemical Health Risks 3(4): 209-216.
Mousavi Z, Mousavi S, Razavi S, Emam-Djomeh Z and Kiani H, 2011. Fermentation of pomegranate juice by probiotic lactic acid bacteria. World Journal of Microbiology and Biotechnology 27(1): 123-128.
Pateras I.M, 2007. Bread spoilage and staling, in Technology of bread making. Springer 275-298.
Scanlon M and Zghal M, 2001. Bread properties and crumb structure. Food Research International 34(10): 841-864.
Sheikholeslamia Z, Karimia M and Hejranib T, 2018. Utilization concentrate of smoked and sun dried raisin as a natural humectant on quality and shelf life of taftoon bread. Journal of Food and Bioprocess Engineering 2: 103-108.
Taghdir M, Mazloomi S.M, Honar N, Sepandi M, Ashourpour M and Salehi M, 2017. Effect of soy flour on nutritional, physicochemical, and sensory characteristics of gluten‐free bread. Food science & nutrition 5(3): 439-445.
Zelelew D and Gebremariam A, 2018. Optimization of Extraction and Pharmacological Activities of Essential Oil from Black Cumin (Nigella sativa L.) Seeds using Clevenger Distillation. Current Research in Chemistry 10(1): 1-9.