Vývoj vysokoproteinových bezlepkových pekařských směsí
Loading...
Date
Authors
Stoklásková, Olga
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená diplomová práce zkoumá využití proteinů v bezlepkové pekárenské technologii. Jejím cílem bylo navrhnout nutričně bohatší bezlepkové pekařské produkty, než nabízí současný trh a zároveň efektivně utilizovat proteiny, které vycházejí jako odpadní surovina z potravinářského zpracování. V rámci práce bylo vybráno 7 proteinů převážně rostlinného původu, které byly v účelně vypočtených koncentracích přidány k bezlepkovým pekařským směsím na chléb a na křehké pečivo. Na vytvořených pekařských kompozicích byly stanoveny funkční vlastnosti (obsah hrubé bílkoviny, obsah nerozpustné vlákniny, vaznost vody a vlhkost). Bezlepkové směsi na chléb byly poté použity k pekařskému experimentu. Testovací chleby byly podrobeny texturometrické analýze pomocí krájecí sondy i metody TPA, vyhodnoceny po vizuální stránce a fyzikálně charakterizovány. Skupinou neškolených hodnotitelů byly posouzeny senzoricky a závěrem byly srovnány s produkty dostupnými na českém trhu. Výstupem z práce je charakteristika použitých proteinových izolátů jakožto surovin s konkrétními vlivy na technologické, texturní, senzorické i nutriční charakteristiky bezlepkového kvasového chleba. Izoláty jsou parciálně i celkově srovnány a je diskutován jejich potenciál v bezlepkovém pekárenství. Vícerozměrnou analýzou dat byly vyhodnoceny korelační vztahy mezi vlastnostmi vysokoproteinových směsí a parametry z nich upečených bezlepkových výrobků. Proteinové izoláty změnily nezanedbatelně obsah nerozpustné vlákniny i vaznost vody původních referenčních směsí. U experimentálních bezlepkových chlebů tyto faktory ovlivnily parciální texturometrické i senzorické vlastnosti, což vyplývá z provedené korelační analýzy získaných dat. Všechny rostlinné proteiny způsobily snížení objemu vzorku, naopak jediný zastoupený živočišný protein (syrovátkový) objem chleba zvýšil. Obohacené chleby se významně lišily hodnotami získanými instrumentální texturometrií i senzorickou analýzou, což při srovnání umožňuje výběr proteinových izolátů vhodných právě pro přípravu bezlepkového chleba. Souhrnně nejlepší hodnocení získal chléb obohacený proteinovým izolátem ze slunečnice. Na základě instrumentální analýzy byla jeho střída vyhodnocena jako nejměkčí, nejméně tuhá a významně kontrastovala s pevnou, křupavou kůrou. Senzoričtí hodnotitelé tento vzorek ohodnotili jako nejchutnější a zároveň nejbližší výrobkům, na který jsou zvyklí. Naopak, jako nejméně vhodný pro fortifikaci bezlepkových chlebových směsí byl vyhodnocen proteinový izolát z konopí a izolát z pšeničných otrub. Oba měli senzoricky nepřijatelný vliv na chuť, aroma i texturu výrobku, z čehož poslední aspekt potvrdila i instrumentální texturometrie. Srovnání těchto experimentálních chlebů s komerčními bezlepkovými výrobky prokázalo praktické využití proteinových izolátů v bezlepkovém pekárenství. Vysokoproteinové pekařské směsi této práce byly formulovány bez přídavku aditiv či surových škrobů, čímž se od prodávaných produktů velmi odlišovaly. Konkrétní izoláty však prokázaly zlepšující vliv na jednotlivé charakteristiky bezlepkového chleba, čímž by dokázaly aditiva v prodávaném pečivu nahradit. V budoucím vývoji může být se získanými poznatky pracováno a izoláty se mohou za vhodných vzájemných kombinací stát nutričně, senzoricky i technologicky zlepšující surovinou bezlepkových pekařských výrobků.
This thesis explores the use of proteins in gluten-free bakery technology. The objective was to develop nutritionally enhanced gluten-free bakery products compared to those currently available on the market, while simultaneously utilizing protein-rich by-products from food processing. Seven protein isolates, predominantly of plant origin, were selected and incorporated into gluten-free bread and crisp pastry formulations at purposefully calculated concentrations. The resulting mixtures were subjected to quantification of selected physicochemical properties, including crude protein content, insoluble dietary fiber, water-binding capacity, and moisture content. The gluten-free bread formulations were subsequently used in a baking experiment. The resulting loaves underwent instrumental texture characterization using slicing and texture profile analysis (TPA) methods and were further characterized visually and physically. An untrained sensory panel assessed the samples, which were subsequently compared to commercial gluten-free bread products available on the Czech market. The study provides a characterization of the selected protein isolates as ingredients influencing the technological, textural, sensory, and nutritional properties of gluten-free sourdough bread. Isolates were analyzed both individually and comparatively, and their potential for application in gluten-free baking was discussed. Multivariate data analysis was applied to determine correlations between the properties of the high-protein mixtures and the parameters of the resulting non-gluten baked products. The addition of protein isolates affected the insoluble fiber content and water-binding capacity of the reference formulations. These modifications influenced selected textural and sensory parameters of the experimental breads, as indicated by correlation analysis. All plant-based proteins led to a reduction in loaf volume, whereas the sole animal-derived protein (whey isolate) increased it. The enriched breads exhibited variation in texture and sensory characteristics, enabling the identification of protein isolates suitable for gluten-free bread formulation. Among the tested samples, the bread enriched with sunflower protein isolate showed the most favorable characteristics. Instrumental analysis identified its crumb as the softest and least firm, contrasting with a firm and crisp crust. Sensory panelists rated this sample the highest in terms of acceptability and similarity to conventional bread. In contrast, hemp and wheat bran protein isolates were found to be the least suitable due to their adverse effects on flavor, aroma, and texture, the latter confirmed by instrumental texture characterization. A comparison with commercial gluten-free breads confirmed the technological applicability of protein isolates in gluten-free baking. The high-protein mixtures developed in this study were formulated without added starches or food additives, distinguishing them from commercial products. Selected isolates demonstrated potential to improve specific quality parameters of gluten-free bread and may serve as functional ingredients in future product development when appropriately combined.
This thesis explores the use of proteins in gluten-free bakery technology. The objective was to develop nutritionally enhanced gluten-free bakery products compared to those currently available on the market, while simultaneously utilizing protein-rich by-products from food processing. Seven protein isolates, predominantly of plant origin, were selected and incorporated into gluten-free bread and crisp pastry formulations at purposefully calculated concentrations. The resulting mixtures were subjected to quantification of selected physicochemical properties, including crude protein content, insoluble dietary fiber, water-binding capacity, and moisture content. The gluten-free bread formulations were subsequently used in a baking experiment. The resulting loaves underwent instrumental texture characterization using slicing and texture profile analysis (TPA) methods and were further characterized visually and physically. An untrained sensory panel assessed the samples, which were subsequently compared to commercial gluten-free bread products available on the Czech market. The study provides a characterization of the selected protein isolates as ingredients influencing the technological, textural, sensory, and nutritional properties of gluten-free sourdough bread. Isolates were analyzed both individually and comparatively, and their potential for application in gluten-free baking was discussed. Multivariate data analysis was applied to determine correlations between the properties of the high-protein mixtures and the parameters of the resulting non-gluten baked products. The addition of protein isolates affected the insoluble fiber content and water-binding capacity of the reference formulations. These modifications influenced selected textural and sensory parameters of the experimental breads, as indicated by correlation analysis. All plant-based proteins led to a reduction in loaf volume, whereas the sole animal-derived protein (whey isolate) increased it. The enriched breads exhibited variation in texture and sensory characteristics, enabling the identification of protein isolates suitable for gluten-free bread formulation. Among the tested samples, the bread enriched with sunflower protein isolate showed the most favorable characteristics. Instrumental analysis identified its crumb as the softest and least firm, contrasting with a firm and crisp crust. Sensory panelists rated this sample the highest in terms of acceptability and similarity to conventional bread. In contrast, hemp and wheat bran protein isolates were found to be the least suitable due to their adverse effects on flavor, aroma, and texture, the latter confirmed by instrumental texture characterization. A comparison with commercial gluten-free breads confirmed the technological applicability of protein isolates in gluten-free baking. The high-protein mixtures developed in this study were formulated without added starches or food additives, distinguishing them from commercial products. Selected isolates demonstrated potential to improve specific quality parameters of gluten-free bread and may serve as functional ingredients in future product development when appropriately combined.
Description
Citation
STOKLÁSKOVÁ, O. Vývoj vysokoproteinových bezlepkových pekařských směsí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Gregor, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-05-23
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Z jaké části rostliny se získává slunečnicový protein?
Zmínila jste, že se doma zabýváte mícháním směsí na chleba, z jakého důvodu jste se rozhodla pro toto téma?
Zmínila jste, že narůstá počet lidí s celiakií, víte, čím by to mohlo být způsobeno? Jedná se spíš o lepší diagnostiku? Zvyšuje se i vnímavost populace?
Odkud pocházely Vámi použité proteinové izoláty? Jednalo se o komerční výrobky? Odkud byl otrubový izolát?
Co je to žvýkavost a jak se to vyhodnocuje? Jedná seto parametr senzorické analýzy? Je možné ho i přepočítat z textury?
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
V práci jste používala slunečnicový protein, můžete ho porovnat s jinými používanými proteinovými izoláty? Jaké je třeba aminokyselinové složení? Jaká je výtěžnost proteinu ze slunečnic? Je možné běžně sehnat slunečnicový proteinový izolát? Používá se v potravinářském průmyslu?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení