Effect of bioactivated amaranth grain on the quality and amino acid composition of bread

Abstract

Introduction. This work is aimed at studying of baking properties and amino acid composition of bioactivated disintegrated amaranth grain as an ingredient for wheat and spelt bread making. Materials and methods. Amaranth grain of Kharkivskyi-1 variety, soaked at the hydro module of 1:1 for 12–48 hours, was used to obtain bioactivated disintegrated amaranth grain. Consumer, sensory, physicochemical characteristics of wheat and spelt bread, and its protein biological value were analyzed at 15– 25% of the semi-finished product substitution of wheat or spelt flour. Amino acid composition was determined by the ion exchange liquid chromatography. Results and discussion. Incorporation of the bioactivated disintegrated amaranth grain (BDAG) into wheat and spelt bread formulations at 15–20% of the flour substitution led to increase in the specific volume of the loaves by 7–21% due to increased enzymatic activity and improved bioavailability of essential minerals during dough fermentation. The amaranth grain soaking should be 36 hours to achieve the improved sensory properties of the product. The complex quality of the wheat and spelt bread significantly depended on the flour substitution by the BDAG (56%, p= 0.007) and duration of the amaranth grain soaking (62%, p=0.038), respectively. The duration of the amaranth grain soaking had the dominant effect on the quality of the wheat bread and spelt bread with BDAG. Owing to biochemical processes, bioactivated disintegrated amaranth grain showed the improved amino acid score by 1.5–2.7 times for all essential amino acids, and 1.8–2.1 times increased content of essential and nonessential amino acids. Incorporation of 20% of the BDAG into the wheat bread formulation led to 2.4-fold increase of lysine content in the products, and the scores of essential amino acids reached up 133– 213%. Bread with added BDAG contains 1.6–1.7 times more essential and nonessential amino acids. Utility of the protein followed the ascending order: wheat flour → amaranth grain → wheat bread → bioactivated disintegrated amaranth grain → wheat bread with bioactivated disintegrated amaranth grain. Protein biological value of the bread with BDAG increased up to 76%. Conclusions. The duration of the amaranth grain soaking was the dominant factor influencing the bread quality, and providing a significant improvement in the protein biological value. Вступ. Метою дослідження стало вивчення хлібопекарських властивостей і амінокислотного складу диспергованої зернової маси амаранту як інгредієнту пшеничного і спельтового хліба. Матеріали і методи. Для отримання біоактивованого диспергованого зерна амаранту використано зерно сорту Харківський-1, яке замочували при гідромодулі 1:1 протягом 12–48 годин. У рецептуру хліба із пшеничного чи спельтового борошна вводили 15–25% амарантового напівфабрикату, визначаючи вплив напівфабрикату на споживчі якості продукту. Амінокислотний склад визначали методом іонообмінної рідинно-колонкової хроматографії. Результати і обговорення. Використання 15–20% біоактивованого диспергованого зерна амаранту (БДЗА) у складі пшеничного і спельтового хліба призводило до збільшення питомого об’єму виробів на 7–21% внаслідок підвищення активності ферментів, поліпшення біодоступності есенціальних мінеральних речовин під час бродіння тіста. Тривалість замочування зерна амаранту для поліпшення органолептичних якостей виробів має становити 36 годин. Комплексна якість пшеничного і спельтового хліба суттєво залежала від дозування БДЗА (56%, р=0,007) і тривалості замочування зерна амаранту (62%, р=0,038) відповідно. Переважний вплив на якість пшеничного і спельтового хліба з БДЗА чинила тривалість замочування зерна амаранту. Внаслідок біохімічних процесів, дисперговане зерно амаранту володіло поліпшеним амінокислотним скором за всіма незамінними амінокислотами у 1,5–2,7 разів, збільшеним у 1,8–2,1 рази вмістом незамінних і замінних амінокислот. За рахунок введення 20% БДЗА у склад пшеничного хліба вміст лізину у виробах зростав у 2,4 рази, а скори незамінних амінокислот сягають 133–213%. Хліб з додаванням БДЗА містить у 1,6–1,7 разів більше незамінних і замінних амінокислот. Утилітарність білка розташовується у порядку збільшення: пшеничне борошно → зерно амаранту → пшеничний хліб → дисперговане зерно амаранту → хліб з диспергованим зерном амаранту. Біологічна цінність білка хліба з БДЗА зростає до 76%. Висновки. Тривалість біоактивації зерна амаранту є превалюючим чинником впливу на якість хліба і забезпечує суттєве поліпшення біологічної цінності білка продукту.