Ewa Gondek, Ewa Jakubczyk, Beata WieczorekSzko

(1)

Adres do korespondencji – Corresponding author: Ewa Gondek, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Nauk o Żywności, Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, ul. Nowoursynowska 159c, 02-767 Warszawa, e-mail: ewa_gondek@sggw.pl

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE BEZGLUTENOWEGO PIECZYWA CHRUPKIEGO

Ewa Gondek, Ewa Jakubczyk, Beata Wieczorek

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Streszczenie. W pracy badano wpływ składu pieczywa bezglutenowego na jego wy- brane właściwości fi zyczne. Przedmiotem badań było pieczywo ekstrudowane wyprodukowane na bazie kaszki kukurydzianej bez dodatków oraz pieczywo kukurydziane z dodatkiem mąki ryżowej, gryczanej oraz mąki z nasion amarantusa. Wykazano, że skład ekstrudowanej mieszanki w niewielkim stopniu wpływał na zawartość i aktyw- ność wody uzyskanego pieczywa, jak również na współczynnik ekspansji, który wynosił średnio 152%. Dodatek mąki gryczanej spowodował istotny, prawie dwukrotny, wzrost współczynnika adsorpcji wody. Wskaźnik rozpuszczalności skrobi w wodzie wahał się w przedziale 18,56–24,57% i był najniższy w pieczywie z dodatkiem amarantusa. Pie- czywo wzbogacone o dodatek mąki z amarantusa cechowało się też najniższą gęstością pozorną (0,144 g·cm^–3) i najwyższą porowatością (94%). Pomiary dynamiki adsorpcji pary wodnej wykazały, że pieczywo kukurydziano-gryczane chłonie wodę najintensywniej spośród badanych. Współczynnik dyfuzji wody pieczywa wyznaczony na podstawie równania Ficka wynosił 4,12–7,02·10^–9 m²·s^–1 a wilgotność równowagowa wyznaczona z tego równania 18,23–24,24 gH₂O·(100 g s.s.)^–1.

Słowa kluczowe: pieczywo chrupkie, pieczywo bezglutenowe, WAI, WSI, właściwości sorpcyjne, ryż, gryka, amarantus

WSTĘP

Celiakia (inaczej choroba trzewna) to trwająca całe życie immunologiczna choroba o podłożu genetycznym, charakteryzująca się nietolerancją glutenu, białka zapasowego zawartego w popularnych zbożach. U osób nieprzestrzegających diety gluten prowadzi do zaniku kosmków jelita cienkiego, które są odpowiedzialne za wchłanianie składników odżywczych. W efekcie toksycznego działania glutenu wchłanianie pokarmu jest upośle-

nr 574, 2013, 29–38

(2)

30 E. Gondek, E. Jakubczyk, B. Wieczorek

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych dzone, co prowadzi do wystąpienia różnorodnych objawów klinicznych [Konińska i in.

2012]. Według badań, na celiakię cierpi przynajmniej 1% populacji (w Polsce jest to ok.

400 tysięcy osób), a częstość występowania celiakii ciągle wzrasta (w Finlandii sięga ok. 2,5% populacji ) [www.celiakia.net.pl, www.celiakia.pl]. Jedynym sposobem walki z tą groźną chorobą jest przestrzeganie właściwej diety. Zapewnienie produktów spo- żywczych pozbawionych glutenu niezbędnych do realizacji tej diety jest trudnym i waż- nym zadaniem stojącym przed technologami żywności [Darewicz i in. 2011, Konińska i in. 2012]. Podstawą prawidłowo zbilansowanej diety powinny być produkty zbożowe, jednak najpopularniejsze zboża takie jak pszenica, żyto, jęczmień czy owies zawiera- ją gluten. To on jest istotnym czynnikiem determinującym przydatność mąki do celów piekarskich, odpowiada za formowanie się ciasta i tworzenie trójwymiarowej struktury pieczywa, dlatego wyprodukowanie tradycyjnego pieczywa pozbawionego glutenu jest trudne i kosztowne.

Technologią, która daje nowe możliwości w zakresie produkcji pieczywa ze zbóż pozbawionych glutenu jest ekstruzja. W procesie ekstruzji charakterystyczna, porowa- ta struktura pieczywa tworzona jest poprzez gwałtowne odparowanie wody z materiału opuszczającego dyszę ekstrudera [Mościcki 2011]. Surowcem używanym do produkcji pieczywa bezglutenowego jest kaszka kukurydziana, wytwarzana z obłuszczonej i po- zbawionej zarodków kukurydzy, uboga w składniki odżywcze. Prowadzone są liczne badania mające na celu wzbogacanie wartości odżywczej ekstrudatów poprzez dodatek do tradycyjnych surowców zbożowych składników bioaktywnych, takich jak: wyciągi z ro- ślin strączkowych [Anuonye i in. 2010], granulat z fioletowych ziemniaków [Nayak i in.

2011], suszone żurawina i borówki [Camire i in. 2007] oraz pomidory [Dehghan-Shoar i in. 2010]. Prowadzono również badania, których celem było wzbogacenie ekstrudatów w kwasy tłuszczowe omega-3 (głównie EPA – eikozapentaenowy i DHA – dokozaheksa- enowy) poprzez dodatek proszku rybnego i rafinowanego oleju rybnego [Paras i Hardeep 2012]. Technika ekstruzji daje wiele możliwości modyfikowania i wzbogacania składu produktów spożywczych o składniki odżywcze, także wykorzystywania do tego celu no- wych surowców, a nawet takich, które uważane były wcześniej za odpadowe (wytłoki, skórki, pestki) [Mościcki 2011]. Z danych literaturowych wynika jednak, że stosowanie niektórych dodatków, nawet w niewielkiej ilości, może obniżać wydajność procesu ekstruzji i wpływać niekorzystnie na jakość uzyskiwanego produktu.

Celem niniejszych badań była analiza wpływu dodatku mąki ryżowej, gryczanej i amarantusowej do bezglutenowego pieczywa chrupkiego wyprodukowanego na bazie kaszki kukurydzianej na jego wybrane właściwości fizyczne.

MATERIAŁ I METODY BADAŃ

Materiał badawczy stanowiło pieczywo chrupkie bezglutenowe dostarczone przez lo- kalnego producenta. Badano cztery rodzaje pieczywa wyprodukowanego na bazie kaszki kukurydzianej: pieczywo kukurydziane (kaszka kukurydziana, cukier, sól), kukurydziano-ryżowe (kaszka kukurydziana, mąka ryżowa, cukier, sól), kukurydziane z gryką (kaszka kukurydziana, mąka gryczana, cukier, sól), kukurydziane z amarantusem (kaszka kukurydziana, mąka z amarantusa, cukier, sól). Pieczywo było wyprodukowane metodą

(3)

ekstruzji w ekstruderze przemysłowym BC-45 firmy Clextral. Niezależnie od składu mieszanki stosowano zbliżone parametry technologiczne: temperaturę z zakresu 175–170°C, ciśnienie – 60–75 barów i obroty ślimaków – 120–130 min^–1.

Materiał do badań dostarczano w opakowaniach handlowych o wysokiej barierowości w stosunku do pary wodnej, bezpośrednio od producenta z pominięciem obrotu handlo- wego. Aktywność wody mierzono w aparacie Higrolab (Rotronic) z dokładnością 0,001, w temperaturze 22°C. Zawartość wody, zgodnie z PN-84/A-86361, osiągano przez susze- nie materiału przez 60 minut w temperaturze 130°C. Do oznaczania współczynnika absorb- cji wody (WAI – Water Absorption Index) wykorzystano metodę Andersona [1969] w mo- dyfikacji własnej. Ekstrudat rozdrabniano za pomocą młynka laboratoryjnego na cząstki o średnicy mniejszej niż 0,315 mm. Z próbki ekstrudatu o masie 0,7 g oraz 7 ml destylowa- nej wody sporządzano, poprzez ciągłe mieszanie w wytrząsarce przez 40 minut, zawiesinę.

Uzyskaną zawiesinę odwirowywano w wirówce laboratoryjnej SIGMA Laboratory Centri- fuges z prędkością obrotową 12 500 obr./min^–1 przez 10 minut. Przesącz zlewano i ważono otrzymany żel. Współczynnik rozpuszczalności w wodzie (WSI – Water Solubility Index) określano metodą opisaną przez Harpera [1981]. Przesącz uzyskiwany podczas pomiaru współczynnika WAI suszono do całkowitego odparowania wody w temperaturze 110°C.

Gęstość ekstrudatów oznaczono za pomocą stereopiknometru helowego T6-20226 firmy Quantachrome Instruments. Wymienione powyżej badania wykonywano w pięciu powtórzeniach. Współczynnik ekspansji wyznaczono na podstawie stosunku pola przekroju szczeliny dyszy ekstrudera i pola przekroju poprzecznego próbki pieczywa. Gęstość geometryczną próbek obliczano na podstawie wymiarów i masy. Za pomocą korkoboru z pieczywa chrupkiego wycinano krążki o średnicy 20 mm, które ważono, a następnie określano ich wymiary za pomocą suwmiarki z dokładnością 0,1 mm. Pomiary współ- czynnika ekspansji i gęstości wykonano w dziesięciu powtórzeniach.

Kinetykę adsorpcji pary wodnej badano w środowisku o wilgotności względnej 75%, rejestrując masę pieczywa co 3 minuty przez 48 godzin. Uzyskane krzywe przebiegu zmian zawartości wody w funkcji czasu opisano równaniem Ficka dla dyfuzji nieustalo- nej [Crank 1975]:

0

A exp K

r r

u u u u W (1)

gdzie: u – zawartość wody po czasie τ [g H₂O·(100 g s.s.)^–1], u₀ – początkowa zawartość wody [g H₂O·(100 g s.s.)^–1], u_r – równowagowa zawartość wody [g H₂O·(100 g s.s.)^–1], A – współczynnik kształtu (stała),

K – stała powiązana ze współczynnikiem dyfuzji, τ – czas [min].

Obliczono efektywny współczynnik dyfuzji wody D_ef w badanej próbce [Crank 1975]:

²

ef K L

D (2)

gdzie: Def – efektywny współczynnik dyfuzji [m²·min^–1],

K – stała,

L – droga dyfuzji [m].

(4)

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych Analiza statystyczna

Analizę regresji krzywych kinetycznych przeprowadzono przy wykorzystaniu pro- gramów Table Curve 2D v 5.01 oraz arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel 2010, a ocenę dopasowania modelu Ficka do danych empirycznych na podstawie współczynni- ka determinacji (R²), średniego błędu kwadratowego RMS oraz zredukowanego testu χ², korzystając z zależności:

2

100%

§ ·

¨ ¸

© ¹

¦

^e ^o

e

u u RMS u

N (3)

²

2 1

F

¦

i^N u^e u^o

N n (4)

gdzie: u_e – równowagowa zawartość wody wyznaczona eksperymentalnie [g H₂O·(100 g s.s.)^–1],

u_o – prognozowana równowagowa zawartość wody [g H₂O·(100 g s.s.)^–1], N – liczba danych,

n – liczba stałych w równaniu.

Do szczegółowego porównania średnich wartości współczynników: WAI, WSI, ekspansji oraz gęstości, porowatości, aktywności i zawartości wody zastosowano test Tu- keya. Wnioskowanie statystyczne prowadzono przy poziomie istotności α = 0,05.

WYNIKI I DYSKUSJA

Zastosowanie mąk: ryżowej, gryczanej i amarantusowej wzbogacających wartość odżywczą pieczywa chrupkiego wyprodukowanego na bazie kukurydzy spowodowało niewielki wzrost jego wilgotności i aktywności wody (tab. 1). Według danych literaturowych, na wilgotność ekstrudatu ma wpływ nie tylko skład przetwarzanej mieszanki, ale również warunki procesu ekstruzji. Zależność pomiędzy parametrami procesu ekstruzji a aktywnością i zawartością wody ekstrudowanego pieczywa żytniego analizowa- no w pracy Gondek i innych [2013]. Aktywność wody pieczywa badanego w niniejszej pracy wahała się w przedziale 0,25–0,35, co odpowiadało zawartości wody z zakresu 7,12–8,33 g H₂O·(100 g s.s.)^–1 (tab. 1). Według danych literaturowych [Marzec i Lewicki 2004], taka zawartość wody zbliżona jest do zawartości wody na poziomie monowarstwy wyznaczonej z równania GAB, jest więc optymalną z punktu widzenia stabilności prze- chowalniczej produktu.

Współczynnik adsorpcji wody (WAI) opisuje proces dyspersji skrobi w wodzie i jest miarą stopnia skleikowania skrobi. Kleikowanie skrobi jest przekształceniem surowej skrobi natywnej w postać strawną dla człowieka. Intensywność kleikowania jest zależna

(5)

Tabela 1. Wpływ składu pieczywa bezglutenowego na wybrane właściwości fi zyczne Table 1. Infl uence of composition of on selected physical properties of gluten-free crisp bread Rodzaj pieczywa Type of bread Aktywność wody Water activity Zawartość wody Water content [g H2O·(100 g s.s.)–1]

Współczynnik adsorpcji wody Water adsorption index [g·g–1]

Współczynnik rozpuszczalności w wodzie Water solubility index [%]

Współczynnik ekspansji Expanssion index [%]

Gęstość pozorna Apparent density [g·cm–3]

Gęstość piknometryczna Particle density [g·cm–3]

Porowato Porosity [%] Kukurydziane Corn0,25a7,12a4,23a23,98a150a0,167c1,619a87 Kukurydziane z ryżem Corn-rice0,34c8,26bc5,48b24,57a151a0,155b1,562b90 Kukurydziane z gryką Corn-buckwheat0,35c8,33c9,23c24,19a152a0,157b1,493c85 Kukurydziane z amarantusem Corn-amaranth0,28b8,16b4,38a18,56b155b0,144a1,612a94 Wartości oznaczone tym samymi literami (w kolumnach) nie różnią się istotnie statystycznie przy α = 0,05. Mean values followed by the same letters (in columns) do not differ signifi cantly at α = 0.05.

(6)

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych od wilgotności surowca i temperatury procesu, ale parametry te różnią się w zależności od pochodzenia skrobi. Wielu autorów opisywało zależność pomiędzy WAI a składem przerabianego surowca i parametrami procesu ekstruzji. Jin i inni [1994] badali wpływ dodatku błonnika sojowego i prędkości obrotowej ślimaka na właściwości fizyczne eks- trudatów, Wójtowicz i inni [2010] analizowali wpływ konfiguracji układu plastyfikują- cego ekstrudera i prędkości obrotów ślimaka na cechy ekstrudowanych makaronów peł- noziarnistych, a Mitrus i inni [2010] badali wpływ parametrów ekstruzji na właściwości fizyczne skrobi ziemniaczanej. Autorzy ci zaobserwowali istotną zależność pomiędzy wskaźnikiem WAI a prędkością obrotów ślimaka, z kolei Ding i inni [2005], analizując wpływ różnych warunków procesu na właściwości fizykochemiczne ekstrudatów ryżo- wych, nie stwierdzili zależności między wskaźnikiem adsorpcji wody a parametrami procesu ekstruzji, potwierdzili natomiast istnienie dodatniej korelacji pomiędzy wilgotnością przetwarzanej mieszanki a WAI. Współczynnik adsorpcji wody badanych w pracy próbek pieczywa różnił się istotnie w zależności od jego składu. Dodatek mąki ryżowej i gryczanej spowodował istotny wzrost WAI w porównaniu do pieczywa kukurydzianego bez do- datków, z kolei dodatek mąki z amarantusa nie wpływał na wartość WAI. Współczynnik ten osiągał maksymalną wartość w pieczywie z dodatkiem mąki gryczanej (tab. 1).

Wskaźnik rozpuszczalności w wodzie ekstrudatów zbożowych (WSI), który jest mia- rą ilości rozpuszczalnych sacharydów obecnych w produkcie (zarówno znajdujących się pierwotnie w przetwarzanym surowcu, jak i uwolnionych podczas procesu technologicz- nego) według dostępnych danych literaturowych, kształtuje się na poziomie od kilku do kilkudziesięciu procent [Mitrus i in. 2010]. WSI jest w dużym stopniu zależny zarówno od składu i wilgotności ekstrudowanej mieszanki, jak i od parametrów procesu ekstruzji [Ding i in. 2005]. Uzyskane w niniejszej pracy wartości współczynnika WSI wahały się w zakresie od 18,56% dla pieczywa kukurydzianego z amarantusem do 24,57% dla produktu wzbogaconego o mąkę ryżową. Wzbogacenie pieczywa kukurydzianego w dodatek mąki ryżowej i gryczanej nie wpłynął na wartość WSI, a dodatek mąki z amarantusa istotnie obniżył współczynnik rozpuszczalności sacharydów w wodzie. WSI jest nie tylko miarą intensywności zastosowanej obróbki barotermicznej, a więc żelatynizacji i hydro- lizy skrobi, ale również miarą strawności i przyswajalności produktów ekstrudowanych.

Według danych literaturowych, WSI ekstrudatów ryżowych wynosił 21,52–32,70%

[Ding i in. 2005], ekstrudowanej kaszki kukurydzianej z dodatkiem razowej mąki owsia- nej – 24,79–35,69% [Rzedzicki i Zarzycki 2006], a modyfikowanej skrobi ziemniaczanej – 2–16% [Mitrus i in. 2010].

Współczynnik ekspansji badanego pieczywa zmieniał się w dość wąskim zakresie od 150 do 155%. Współczynniki ekspansji dostępne w literaturze sięgają nawet kilkuset procent [Ekielski i in. 2006], jednak w przypadku pieczywa chrupkiego ekstrudat jest, po opuszczeniu dyszy ekstrudera, formowany do postaci wstęgi na transporterze poprzez system wałków, a następnie cięty. Powoduje to zmniejszenie jego objętości, a co za tym idzie obniżenie wyznaczanego na podstawie pola przekroju kromki współczynnika ekspansji. Najwyższym współczynnikiem ekspansji cechowało się pieczywo z dodatkiem mąki z amarantusa, co było zbieżne z pomiarami gęstości pozornej ekstrudatów.

Gęstość piknometryczna wyznaczona w stereopiknometrze gazowym nie korelowa- ła ze współczynnikiem ekspansji ani z gęstością geometryczną (pozorną). Metoda pomiaru opiera się na zjawisku wnikania medium pomiarowego (helu) w pory materiału.

(7)

Cząsteczki helu z racji swojej niewielkiej masy zdolne są penetrować najmniejsze nawet pory materiału, jednak dostępne są dla nich tylko tzw. pory otwarte. Tworzące się podczas procesu wolne przestrzenie wewnątrz materiału, jak również pory zamknięte są niewy- krywalne przy zastosowaniu tej metody. Im mniej porów znajdujących swoje ujście na powierzchni materiału, tym gęstość piknometryczna jest niższa. Spośród badanych pró- bek pieczywa najniższą gęstością pozorną, a więc najbardziej porowatą strukturą cecho- wało się pieczywo z dodatkiem mąki z amarantusa.

Skład pieczywa chrupkiego wpływał na jego właściwości sorpcyjne. Przykładową krzywą przedstawiającą dynamikę zmian zawartości wody w pieczywie poddanym ekspozycji na wilgotne powietrze przedstawiono na rysunku 1.

0 5 10 15 20 25

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Zawartość wody – Water content [g /100 g.s.s.]

Czas – Time [min]

Rys. 1. Przebieg zmian zawartości wody pieczywa kukurydzianego w środowisku o aktywności wody 0,75

Fig. 1. Water content changes of corn bread at environmental water activity of 0,75

Marzec i Lewicki [2004] badali właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego wyprodukowanego z mąki żytniej i pszennej. Wykazali, że skład recepturowy nie wpływał na kształt uzyskiwanych izoterm sorpcji. Zarówno pieczywo pszenne, jak i żytnie cechowa- ło się izotermą o przebiegu zgodnym z II typem według klasyfikacji Brunauera i innych [1940]. Badane przez tych autorów pieczywo chrupkie żytnie i pszenne różniło się jednak równowagową zawartością wody, jaka ustaliła się w materiale po trzymiesięcznym prze- chowywaniu w higrostacie. Według Marzec i Lewickiego [2004], skład pieczywa wpły- wał na wilgotność równowagową wyznaczoną na podstawie pomiarów kinetycznych.

Dynamikę sorpcji wody przez ekstrudaty wyprodukowane na bazie kaszki kukurydzianej badali Ekielski i inni [2013a] i wykazali, że zmiany zawartości wody ekstrudatu podda- nego ekspozycji na wysoką wilgotność względną środowiska są zależne od wielkości jego powierzchni i przebiegają najintensywniej przez pierwsze 10 godzin procesu. We- dług innych badań tych samych autorów [Ekielski i in. 2013b], szybkość sorpcji zależy od wilgotności względnej środowiska, a wilgotność ekstrudatu, niezależnie od warun- ków, stabilizuje się po 23–25 godzinach. Wyniki uzyskane w ramach niniejszej pracy są całkowicie zgodne z przedstawionymi w wyżej wymienionych pracach. Stabilizację zawartości wody w pieczywie obserwowano po 25 godzinach procesu, a zmiany zawarto- ści wody zachodziły najintensywniej przez pierwsze 8 godzin eksperymentu. W tabeli 2

(8)

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych przedstawiono wartości współczynnika dyfuzji wody i wilgotności równowagowej badanych próbek pieczywa obliczone na podstawie równania Ficka [Crank 1975]. Wartości współczynnika determinacji, średniego błędu kwadratowego oraz zredukowanego testu χ²wskazują, że równanie to dobrze opisuje dynamikę zmian zawartości wody w przepro- wadzonym eksperymencie.

Najwyższym współczynnikiem dyfuzji wody, a więc największą zdolnością sorpcji pary wodnej zawartej w powietrzu cechowało się pieczywo z dodatkiem gryki. Ta sama próbka pieczywa uzyskała największą zawartość wody po nieskończenie długim czasie przechowywania. Dodatek mąki z amarantusa spowodował niewielkie obniżenie się rów- nowagowej zawartości wody w porównaniu do pieczywa kukurydzianego bez dodatków.

Marzec i Lewicki [2004] analizowali dynamikę sorpcji wody przez pieczywo chrupkie.

Uzyskana przez tych autorów wilgotność równowagowa pieczywa chrupkiego pszen- nego i żytniego w środowisku o wilgotności względnej 65% wynosiła 13,95 i 12,41 g H2O·(100 g s.s.)^–1, a w środowisku o wilgotności względnej 90% odpowiednio 29,07 i 29,73 g H2O·(100 g s.s.)^–1. Uzyskane w niniejszej pracy wartości równowagowej zawar- tości wody w środowisku o wilgotności względnej 75% usytuowane są pomiędzy tymi wartościami.

WNIOSKI

1. Dodatek mąki ryżowej, gryczanej i amarantusowej do ekstrudowanej mieszanki spowodował wzrost zawartości i aktywności wody badanego pieczywa kukurydzianego.

2. Dodatek mąki ryżowej i gryczanej spowodował wzrost współczynników rozpusz- czalności i absorbcji wody przez skrobię, co wiąże się z poprawą strawności tych ekstru- datów.

3. Dodatek mąki z amarantusa spowodował wzrost współczynnika ekspansji i poro- watości pieczywa oraz obniżenie jego gęstości pozornej.

4. Spośród badanych rodzajów pieczywa pieczywo kukurydziano-gryczane cecho- wało się największą wrażliwością na wysoką wilgotność środowiska, o czym świadczy najwyższa wartość współczynnika dyfuzji wody i najwyższa wilgotność równowagowa.

Tabela 2. Właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego w środowisku o aktywności wody 0,75 Table 2. Water sorption properties of investigated crisp bread at environmental water activity

of 0,75

Rodzaj pieczywa Type of crisp bread

Kukurydziane Corn

Kukurydziane z ryżem Corn-rice

Kukurydziane z gryką Corn-buckwheat

Kukurydziane z amarantusem Corn-amaranth

R² 0,994 0,995 0,996 0,996

RMS [%] 0,58 0,56 0,51 0,61

χ² 4,56 ·10^–6 4,84·10^–6 3,71·10^–6 4,51·10^–6

u_r 20,18 22,52 24,24 18,23

D_ef [m²·s^–1] 4,12·10^–9 4,29·10^–9 7,02·10^–9 4,94·10^–9

(9)

LITERATURA

Anderson R.A., Conway H.F., Pfeifer V.F., Griffi n E.L., 1969. Gelatinization of corn grits by roll and extrusion cooking. Cereal Science Today 14, 4–12.

Anuonye J.C., Onuh J.O., Egwim E., Adeyemo S.O., 2010. Nutrient and antinutrient composition of extruded acha/soybean blends. Journal of Food Processing and Preservation 34 (2), 680–691.

Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E., 1940. On the theory of van der Waals adsorption of gases. Journal of American Chemical Society 62, 1723–1732.

Camire M.E., Doughertya M.P., Briggsb J.L., 2007. Functionality of fruit powders in extruded corn breakfast cereals. Food Chemistry 101 (2), 765–770.

Crank J., 1975. The Mathematics of Diffusion. Calredon Press, Oksford.

Darewicz M., Dziuba J., Jaszczak L., 2011. Celiakia – aspekty molekularne, technologiczne, diete- tyczne. Przemysł Spożywczy (1) 2, 19–22.

Dehghan-Shoar Z., Hardacre A.K., Charles S., Brennan Ch.S., 2010. The physico-chemical characteristics of extruded snacks enriched with tomato lycopene. Food Chemistry 123 (4), 1117–1122.

Ding Q.B., Ainsworth P., Tucker G., Marson H., 2005. The effect of extrusion conditions on the physicochemical properties and sensory characteristics of rice-based expanded snacks.

Journal of Food Engineering 66 (3), 283–289.

Ekielski A., Majewski Z., Żelaziński T., 2006. Wpływ dodatku gryki na własności ekstrudatu kukurydzianego. Inżynieria Rolnicza 7 (82), 155–161.

Ekielski A., Powałka M., Żelaziński T., 2013a. Badania wstępne stabilności wilgotnościowej pro- duktów ekstrudowanych. Inżynieria Rolnicza 2 (143), 53–60.

Ekielski A., Powałka M., Żelaziński T., 2013b. Wpływ rozwinięcia powierzchni ekstrudatu na dynamikę sorpcji wody w różnych warunkach przechowywania. Inżynieria Rolnicza 1 (141), 31–38.

Gondek E., Jakubczyk E., Herremans E., Verlinden B., Hertog M., Vandendriessche T., Verbo ven P., Antoniuk A., Bongaers E., Estrade P., Nicolai B., 2013. Acoustic, mechanical and struc- tural properties of extruded crisp bread. Journal of Cereal Science 58, 132–139.

Harper J.M., 1981. Extrusion of Foods. CRC Press, Boca Raton.

Jin Z., Hsieh F., Huff H.E., 1994. Extrusion cooking of corn meal with soy fi ber, salt and sugar.

American Association of Cereal Chemists, 71 (3), 227–234.

Konińska G., Marczewska A., Źródlak M., 2012. Celiakia i dieta bezglutenowa. Wydawnictwo Polskie Stowarzyszenie Osób z Celiakią i na Diecie Bezglutenowej, Warszawa.

Marzec A., Lewicki P.P., 2004. Właściwości sorpcyjne pieczywa chrupkiego. Żywność. Nauka.

Technologia. Jakość 4 (41), 44–56.

Mitrus M., Mościcki L., Wójtowicz A., 2010. Modyfi kacja skrobi ziemniaczanej metodą ekstruzji.

Acta Agrophysica 16 (1), 101–109.

Mościcki L., 2011. Extrusion-cooking techniques: applications, theory and sustainability.

Weinheim, Wiley-VCH Verlag.

Nayak B., Berrios J.D.J., Powers J.R., Tang J., 2011. Effect of extrusion on the antioxidant capacity and color attributes of expanded extrudates prepared from purple potato and yellow pea fl our mixes. Journal of Food Science 76 (6), 874–883.

Paras S., Hardeep S.G., 2012. Extrusion of hulled barley affecting β-glucan and properties of extrudates. Food and Bioprocess Technology 5 (1), 1–16.

Rzedzicki Z., Zarzycki P., 2006. Wpływ ekstruzji na skład frakcyjny błonnika pokarmowego eks- trudatów z udziałem owsa nagonasiennego. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 239, 281–293.

(10)

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych Wójtowicz A., Mościcki L., Mitrus M., Oniszczuk T., 2010. Wpływ konfi guracji układu plasty- fi kującego na wybrane cechy ekstrudowanych makaronów pełnoziarnistych. Inżynieria Rolnicza 4 (122), 291–297.

www.celiakia.net.pl www.celiakia.pl

PHYSICAL PROPERTIES OF GLUTEN-FREE CRISP BREAD

Summary. In this work, the effect of composition of gluten-free bread on its selected physi- cal properties was investigated. The extruded bread of corn grits without additives, the corn crisp bread with addition of rice fl our, buckwheat fl our or amaranth fl our were evaluated.

The composition of extrusion blend affected the water content and water activity to a small extent. The similar tendency was observed for expansion index (with its average value of 152%). Water solubility index of starch was in the range from 18.56 to 24.57%, the highest value of WSI was observed for amaranth-corn bread. The bread supplemented with amaranth fl our characterised the lowest apparent density (0.144 g·cm^–3) and the highest porosity (94%). The measurements of the water vapour sorption dynamics showed that the moisture absorption ability of buckwheat – corn bread was more intense than observed for other breads. The moisture diffusion coeffi cient determined by solving Fick’s equation was within the range of 4.12–7.02·10^–9 m²·s^–1 and the equilibrium moisture content (calculated from the same equation) ranged from 18.23 to 24.24 g H₂O·(100 g s.s.)^–1.

Key words: crisp bread, gluten-free bread, WAI, WSI, sorption properties, rice, buckwheat, amaranth