Učinak ultrazvučne i hidrotermalne obrade na probavljivost i antioksidacijska svojstva integralnog pšeničnog brašna s različitim udjelom amiloze

Research background. The consumption of whole grain cereal flour contributes to increased intake of dietary fibre and phenolic compounds beneficial to human health. However, whole grain flour also has some disadvantages, such as poor baking properties and lower technological quality. Applying ultrasonic and hydrothermal treatments can provide new opportunities to modify and improve the baking and biofunctionality of flour as well as the quality of baked goods. Experimental approach. The whole grain flour samples of six wheat varieties with different amylose content were studied. The original chemical composition and viscosity profiles of the flour were determined. The flour samples were subjected to ultrasonic treatment at a frequency of 30 kHz and temperature of 40 °C for 10 min and hydrothermal treatment on a magnetic stirrer with heating for 3 min after reaching the boiling point. The treatments were carried out to determine their influence on the studied digestible and antioxidant properties of the flour. A multistep in vitro enzymatic digestibility protocol simulating the digestion process in the human gastrointestinal tract was applied to the untreated and treated whole grain flour samples. Total free phenolic compound content and total antioxidant capacity were also determined. Results and conclusions. Hydrothermal treatment had a positive effect on the digestibility of the whole grain flour, especially in waxy wheat genotypes compared to those with high amylose content, due to the formation of resistant starch. The hydrothermal treatment had an overall negative effect on the antioxidant capacity of the flour samples, while ultrasonic treatment generally increased the analytical values of total free phenolic compounds by enhancing their extractability. These findings can provide valuable information for the development of new whole wheat foods. Novelty and scientific contribution. To the best of our knowledge, this type of study of the effects of ultrasound and hydrothermal treatment on the digestibility and antioxidant properties has not yet been performed on whole wheat flour with different amylose content. Waxy and high-amylose wheat varieties are considered novel raw materials because of their unique properties in bread making, such as improved bread texture and increased dietary fibre content. §Paper was presented at the 11th Central European Congress on Food and Nutrition CEFood2022, Čatež ob Savi, Slovenia, 27-30 September 2022Pozadina istraživanja. Konzumacija brašna od cjelovitog zrna žitarica pridonosi povećanom unosu prehrambenih vlakana i fenolnih spojeva korisnih za ljudsko zdravlje. No, brašno od cjelovitog zrna ima i neke nedostatke, kao što su loša pekarska svojstva i niža tehnološka kvaliteta. Primjena ultrazvučnih i hidrotermalnih postupaka može pružiti nove mogućnosti izmjene i poboljšanja postupka pečenja i biofunkcionalnosti brašna, kao i kvalitete pekarskih proizvoda. Eksperimentalni pristup. Ispitivani su uzorci brašna od cjelovitog zrna šest sorata pšenice s različitim udjelom amiloze. Određeni su izvorni kemijski sastav i profili viskoznosti brašna. Uzorci brašna su podvrgnuti obradi ultrazvukom pri frekvenciji od 30 kHz i temperaturi od 40 °C tijekom 10 min te hidrotermalnoj obradi na magnetskoj miješalici uz zagrijavanje u trajanju od 3 min nakon postizanja točke vrenja. Postupci obrade su provedeni radi utvrđivanja njihovog utjecaja na svojstvo probavljivosti i antioksidacijska svojstva brašna. Višestupanjski protokol enzimatske probavljivosti in vitro koji simulira proces probave u ljudskom gastrointestinalnom traktu primijenjen je na netretirane i tretirane uzorke brašna od cjelovitog zrna. Određen je i ukupni udjel slobodnih fenolnih spojeva i ukupni antioksidacijski kapacitet. Rezultati i zaključci. Hidrotermička obrada pozitivno je utjecala na probavljivost brašna od cjelovitog zrna, posebice kod genotipova voštane pšenice, u usporedbi s onima s velikim udjelom amiloze, zbog stvaranja rezistentnog škroba. Hidrotermalna obrada imala je sveukupni negativan učinak na antioksidacijski kapacitet uzoraka brašna, dok je obrada ultrazvukom općenito povećala analitičke vrijednosti ukupnih slobodnih fenolnih spojeva, povećavajući njihovu sposobnost ekstrakcije. Ova otkrića mogu pružiti vrijedne informacije za razvoj nove hrane od cjelovitog zrna pšenice. Novina i znanstveni doprinos. Koliko nam je poznato, ova vrsta istraživanja učinaka ultrazvuka i hidrotermalne obrade na probavljivost i antioksidacijska svojstva još nije provedena na brašnu od cjelovitog zrna pšenice s različitim udjelom amiloze. Voštane (amilopektinske) sorte i sorte pšenice s velikim udjelom amiloze smatraju se novim sirovinama zbog svojih jedinstvenih svojstava u proizvodnji kruha, poput poboljšane teksture kruha i povećanog udjela dijetalnih vlakana