Beetaglukaanipitoisen kaurajuomajauheen rakenteen ja toiminnan optimointi

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2014-12-02
Department
Major/Subject
Biotekniikka ja elintarviketekniikka
Mcode
KE3002
Degree programme
KEM - Kemian tekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
52+13
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli kehittää rakenteeltaan ja toiminnaltaan optimaalinen kaurajuomajauhe beetaglukaanin muokkauksella ja ainesosien valinnalla. Tavoitteena oli kehittää kaurajuomajauhe, joka sekoittuu kylmään ja kuumaan veteen ilman kiintoaineen laskeutumista astian pohjalle. Jauheesta valmistettavan juoman tulee sisältää riittävästi beetaglukaania täyttääkseen kauralle myönnetyt terveysväittämät, mutta juomalla tulee kuitenkin olla riittävän alhainen viskositeetti ollakseen juotavassa muodossa. Beetaglukaanin muokkausta tutkittiin ekstrudoimalla kauralesettä hyvin vähäisessä vedessä (kosteus <25 %) hyödyntäen happohydrolyysiä ja oksidatiivista pilkontaa. Happohydrolyysin havaittiin vaativan toimiakseen liian paljon happoa, jotta menetelmää voitaisiin käyttää elintarvikkeissa. Askorbiinihappoa käytettäessä ei saatu merkittävää oksidatiivista pilkkoutumista aikaiseksi, joskin lupaavia merkkejä reaktion toimivuudesta oli havaittavissa lisättäessä ekstruusioliuokseen vetyperoksidia. Reseptiä kehitettäessä kokeiltiin erilaisia beetaglukaanilähteitä: konsentraattia, lesettä ja jauhoja, jotka sisälsivät eri pitoisuuksina beetaglukaania. Lisäksi beetaglukaanina sisältämättömänä ainesosana käytettiin maltodekstriiniä. Eri beetagukaanilähteiden seoksilla pyrittiin löytämään sopiva tasapaino juoman laskeutuvuuden ja viskositeetin välille. Juomajauheen viskositeetti vesiseoksessa on pääasiassa riippuvainen beetaglukaanin lähteestä, mutta muita vaikuttavia seikkoja havaittiin olevan jauheen tärkkelys- ja maltodekstriinipitoisuus. Tärkkelyksen havaittiin hidastavan jauheen laskeutuvuutta vedessä. Tärkkelystä, maltodekstriiniä, ja kasviöljyä tarvitaan antamaan jauheelle maitojauhetta muistuttava ravintokoostumus, mutta juoman proteiinipitoisuus jäi 1 %:iin, kun maitojauheessa proteiinia on 3 %. Juoma tarvitsee myös jonkinlaisen agglomerointimenetelmän jotta jauhe saadaan sekoittumaan veteen nopeasti. Työssä kokeiltiin myös erilaisia kemiallisia ja mekaanisia menetelmiä jauheen sekoittumisen parantamiseksi. Beetaglukaania sisältävästä jauheesta valmistetusta juomasta tulee väistämättä viskoosia, ja tärkeä tekijä viskositeetin muodostumiseen on beetaglukaanin ja tärkkelyksen yhteisvaikutus. Viskositeetin muodostuminen kestää kuitenkin pitkän aikaa, kun jauheesta valmistetut juomat nautitaan yleensä pian sekoittamisen jälkeen.

The main objective of this Master’s thesis was to develop oat drink powder that will contain enough oat beta-glucan for labeling health claim approved by EU. The cholesterol health claim requires lowest amount of beta-glucan, which is 1 g per serving. In order to reach sensible serving size of the final drink product e.g. 250 ml the high viscosity of beta-glucan and the composition of other ingredients, which also have an effect on viscosity, were adjusted. The practical objective was to develop oat drink powder, which will be mixed in cold or hot water without sedimentation. The decrease of beta-glucan viscosity was examined by extrusion in low water content (<25 %) using acid hydrolysis and oxidative cleaving. Acid hydrolysis required too much phosphoric acid to be suitable method for food processing. When ascorbic acid was used, no notable cleaving was achieved. When hydrogen peroxide was also added into extrusion positive signs were found. Several oat drink powder recipes were tested using oat bran concentrate, oat bran and oat flour as beta-glucan sources. Maltodextrin was an ingredient, which did not contain beta-glucan. The recipes were measured on the basis, what was the viscosity and sedimentation. Viscosity of oat drink made from powder depends mainly on the level and behavior of beta glucan source. Other factors affecting are concentration of starch and maltodextrin in mixture. Gelatinized starch decreased sedimentation. Starch, maltodextrin and vegetable oil are required to give the powder similar nutritional value as milk powder. However, the protein level of the final drink is about 1% compared to 3% of milk powder. In the end a number of methods were tested to improve mixing of the powder to water. A usable method was defined. Drinks made from powder containing beta-glucan will inevitably be viscose and big factor to the viscosity is the interaction between beta-glucan and starch. However, development of viscosity will take long time, and drinks made from the powder are usually used soon after.
Description
Supervisor
Laakso, Simo
Thesis advisor
Lehtomäki, Ilkka
Myllymäki, Olavi
Keywords
beetaglukaani, vähäinen vesi, kaurajuoma, ekstruusio
Other note
Citation