Studiu Asupra Dinamicii Continutului de Fibre a Cerealelor Cultivate In Zona de Vest a Romaniei

CUPRINS

ARGUMENT

CAPITOLUL 1. ZONA DE VEST A ROMANIEI – CARACTERIZARE

1.1. GENERALITĂȚI ………………………………………………………………………………………………. 4

1.2. CLIMA …………………………………………………………………………………………………………….. 5

1.3. SOLUL …………………………………………………………………………………………………………….. 6

1.4. CEREALE CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI ………………………………. 6

CAPITOLUL 2. FIBRELE VEGETALE

2.1. DEFINIȚIE ………………………………………………………………………………………………………. 8

2.2. CLASIFICARE …………………………………………………………………………………………………. 9

2.3. CARACTERISTICI …………………………………………………………………………………………… 11

2.4. CONȚINUTUL ÎN FIBRE A CEREALELOR CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI. VARIAȚIA LOR ÎN CEREALE ȘI ÎN PRODUSE DE PANIFICAȚIE ……… 13

2.5. ANALIZA ACIDULUI BUTIRIC ȘI FITATULUI. DEGRADAREA ARABOXILANILOR ………………………………………………………………………………………………. 23

CAPITOLUL 3. EFECTELE FIBRELOR

3.1. STUDIU DE CAZ PRIVIND EFECTUL FIBRELOR ȘI AL CONȚINUTULUI CEREALELOR INTEGRALE PE BAZA ATRIBUTELOR DE CALITATE ALE CEREALELOR EXTRUDATE …………………………………………………………………………………. 27

3.2. EFECTUL -AMILAZELOR CEREALIERE ȘI A ENDOXILANAZELOR ASUPRA AMIDONULUI ȘI GLUCIDELOR ÎN PROCESUL DE PANIFICAȚIE ÎN CEEA CE PRIVEȘTE ÎNVECHIREA ȘI CALITATEA PÂINII …………………………………………………… 36

CAPITOLUL 4. CEREALELE ȘI IMPORTANȚA LOR ÎN ALIMENTAȚIE

4.1. INFLUENȚA TEMPERATURII ȘI UMIDITĂȚII ASUPRA CEREALELOR RECOLTATE FOLOSITE ÎN PROCESELE DE PRELUCRARE ………………………………… 45

4.2. IMPORTANȚA CEREALELOR ȘI A FIBRELOR VEGETALE PE CARE LE CONȚIN ÎN ALIMENTAȚIE …………………………………………………………………………………………………. 49

CONCLUZII FINALE …………………………………………………………………………………………… 52

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Academia de [NUME_REDACTAT] și Silvice – Institutul de Cercetări pentru [NUME_REDACTAT], Zonarea producției agricole 1980-1990, București, 1990;

2. [NUME_REDACTAT], Principii nutritive vitale (esențiale), [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], București, 2011;

3. Atwell, W.A., Wheat flour, [NUME_REDACTAT] of CerealChemists, 2002, www.aacc.net;

4. Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean, Fitotehnie, [NUME_REDACTAT] Ionescu de la Brad, Iași, 2006;

5. Banu, C. și alții, Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 1987;

6. Banu, C. și alții, Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 2000;

7. [NUME_REDACTAT]., Bîrnaure V., Fitotehnie, [NUME_REDACTAT], București, 1989;

8. Bordei, D., Teodorescu, F., Toma, M., Știința și tehnologia panificației, [NUME_REDACTAT], București, 2000;

9. Colonna, P., Buleon, A., Aspecte noi privind structura și proprietățile amidonului, [NUME_REDACTAT] Morarit-Panificatie, 1992;

10. Costin, I., Tehnologia de prelucrare a cerealelor în industria morăritului, [NUME_REDACTAT], București, 1983;

11. Feldheim și Wisker, Technology and products, VTT Symposium, Internațional rye symposium, 1995;

12. Hegenbart, S., [NUME_REDACTAT] Function în [NUME_REDACTAT], Internet, 1994;

13. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Geografia fizică a României, [NUME_REDACTAT], București, 2006;

14. [NUME_REDACTAT] ș.a., Whole grain and human health, VTT Symposium, 2001;

15. [NUME_REDACTAT], Biochimia și tehnologia panificației, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], 2000;

16. Martinez-Anaya, M.A., Enzymes and [NUME_REDACTAT], Journal of Agricultural and [NUME_REDACTAT], 1996;

17. [NUME_REDACTAT], Climă, Ape, Soluri, [NUME_REDACTAT], București, 2007;

18. Mincu, I., Segal, B., Segal, R., Popa, E., Orientări actuale în nutriție, [NUME_REDACTAT], București, 1989;

19. [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT] – [NUME_REDACTAT] Politici în [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], iulie 2011, București 2011;

20. Mykkänen ș.a., Whole grain and human health, VTT Symposium, 1995;

21. Mykkanen ș.a., Ylonene, ș. a, Whole grain and human health, VTT Symposium, 2001;

22. Poutanen, K., Enzymes: An important tool in the improvement of the quality of cereal foods, Trends în [NUME_REDACTAT] & Technology, 1997;

23. Segal, R., Costin, G.M., Moraru, Cătălin, Georgescu, L. Alimente funcționale, [NUME_REDACTAT], Galați, 1999;

24. [NUME_REDACTAT]-Berces, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Correa, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Hélène Chanvrier, Effect of fibers and whole grain content on quality attributes of extruded cereals, 11th [NUME_REDACTAT] on Engineering and Food, [NUME_REDACTAT] Science 1, edited by Elsevier, Holland, 2011;

25. Vasilescu, I., Enzimele, [NUME_REDACTAT] Romane, București, 1961;

26. Publicațiile – Cereal chemistry, [NUME_REDACTAT] Word, Journal of [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] pentru Industriile de Morărit și Panificație, Whole grain and human health, VTT Symposium;

27. www.sciencedirect.com;

28. www.insse.ro;

29. www.wikipedia.com;

CUPRINS

ARGUMENT

CAPITOLUL 1. ZONA DE VEST A ROMANIEI – CARACTERIZARE

1.1. GENERALITĂȚI ………………………………………………………………………………………………. 4

1.2. CLIMA …………………………………………………………………………………………………………….. 5

1.3. SOLUL …………………………………………………………………………………………………………….. 6

1.4. CEREALE CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI ………………………………. 6

CAPITOLUL 2. FIBRELE VEGETALE

2.1. DEFINIȚIE ………………………………………………………………………………………………………. 8

2.2. CLASIFICARE …………………………………………………………………………………………………. 9

2.3. CARACTERISTICI …………………………………………………………………………………………… 11

2.4. CONȚINUTUL ÎN FIBRE A CEREALELOR CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI. VARIAȚIA LOR ÎN CEREALE ȘI ÎN PRODUSE DE PANIFICAȚIE ……… 13

2.5. ANALIZA ACIDULUI BUTIRIC ȘI FITATULUI. DEGRADAREA ARABOXILANILOR ………………………………………………………………………………………………. 23

CAPITOLUL 3. EFECTELE FIBRELOR

3.1. STUDIU DE CAZ PRIVIND EFECTUL FIBRELOR ȘI AL CONȚINUTULUI CEREALELOR INTEGRALE PE BAZA ATRIBUTELOR DE CALITATE ALE CEREALELOR EXTRUDATE …………………………………………………………………………………. 27

3.2. EFECTUL -AMILAZELOR CEREALIERE ȘI A ENDOXILANAZELOR ASUPRA AMIDONULUI ȘI GLUCIDELOR ÎN PROCESUL DE PANIFICAȚIE ÎN CEEA CE PRIVEȘTE ÎNVECHIREA ȘI CALITATEA PÂINII …………………………………………………… 36

CAPITOLUL 4. CEREALELE ȘI IMPORTANȚA LOR ÎN ALIMENTAȚIE

4.1. INFLUENȚA TEMPERATURII ȘI UMIDITĂȚII ASUPRA CEREALELOR RECOLTATE FOLOSITE ÎN PROCESELE DE PRELUCRARE ………………………………… 45

4.2. IMPORTANȚA CEREALELOR ȘI A FIBRELOR VEGETALE PE CARE LE CONȚIN ÎN ALIMENTAȚIE …………………………………………………………………………………………………. 49

CONCLUZII FINALE …………………………………………………………………………………………… 52

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

ARGUMENT

Cerealele reprezintă grupa fitotehnică de plante cu cel mai mare areal de răspândire în toate zonele de cultură pe glob, implicit și în România.

[NUME_REDACTAT], în perioada interbelică, cerealele s-au cultivat pe mai mult de 80% din suprafața arabilă a țării, după care ponderea acestora a scăzut sub 70% (variind de la un an la altul între 50 și 70%, cu o medie de circa 62%). În mod obișnuit, România cultivă peste 5 milioane hectare, de multe ori chiar peste 6 milioane hectare. Principalele cereale cultivate în România sunt următoarele: porumbul, cu suprafețe cultivate în mod obișnuit de peste 3 milioane hectare, dar cu o tendință de scădere, după anul 2000 cultivându-se pe suprafețe în jur de 2,5 milioane hectare; grâul, cu suprafețe cultivate în mod obișnuit între 2,0 și 2,5 milioane hectare. Alte cereale cultivate, dar pe suprafețe relativ mai mici sunt: ovăz, secară, orz, orez, triticale, mei, avena și sorg.

Cerealele au o foarte mare importanță pentru alimentația zilnică, fiind o excelentă sursă de carbohidrați și proteine.

Boabele de cereale reprezintă hrana de bază pentru aproape întreaga populație a globului, acestea fiind utilizate sub diferite forme, măcinate și preparate sub formă de pâine, griș, paste făinoase, mămăligă, sau fierte și consumate ca atare (4, Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean).

În prezent majoritatea produselor pe bază de cereale sunt produse rafinate, cu un conținut redus de fibre alimentare complexe, vitamine, minerale (26, [NUME_REDACTAT]).

Grâul, porumbul, orzul, meiul, secara, orezul și avena sunt considerate alimente energetice prin excelență datorită conținutului bogat în carbohidrați. În plus, au foarte puține grăsimi și sunt total lipsite de colesterol dar, mai ales, au un conținut mare de fibre, fundamentale pentru organismul uman deoarece, nefiind asimilabile, facilitează eliminarea reziduurilor prezente în organism.

Cerealele ar trebui să reprezinte 70% din totalul alimentelor pe care omul le consumă zilnic, iar restul să fie reprezentat de 20% lipide și 10% proteine. O alimentație sănătoasă și echilibrată este dată de cel puțin 30-35 de grame de fibre în fiecare zi, dar cei mai mulți oameni nu ajung să consume această cantitate. Fibrele alimentare reprezintă o denumire generică datǎ unor substanțe diferite ca structură chimică, cu proprietăți fizice caracteristice și cu efecte fiziologice specifice. Fibrele alimentare au rol fiziologic, incluzând efectul laxativ, și/sau de reducere a nivelului colesterolului și/sau reducerea nivelului glicemiei, precum și alte roluri benefice în ceea ce privește sănătatea noastră, lipsa lor din alimentație având repercursiuni negative asupra organismului uman (18, Mincu, I., Segal, B., Segal, R., Popa, E.).

Importanța conținutului în fibre la cereale, necesitatea ca ele să fie incluse în alimentație precum și dinamica conținutului în fibre la unele cereale cultivate în zona de vest a țării noastre, constituie obiectul lucrării de față.

CAPITOLUL 1. ZONA DE VEST A ROMANIEI – CARACTERIZARE

1.1. GENERALITĂȚI

Zona de vest a României se caracterizează prin legături strânse și întrepătrunderi între cele două forme de relief (dealuri și câmpii), între care nu există o delimitare tranșantă.

La vest de [NUME_REDACTAT] și Dealurile de vest se întinde o zonă de câmpie – a doua ca întindere după [NUME_REDACTAT] – denumită, după poziția din cadrul țării Câmpia de Vest.

Este denumită și [NUME_REDACTAT]-Crișană. În nord se întinde până la marginea submontană a [NUME_REDACTAT] (Oaș, Guții), în sud până la vărsarea Nerei în Dunăre, iar în vest până la granița țării. În partea de est se mărginește cu Dealurile de Vest (pătrunzând cu acestea în depresiunile golf) și pe mici porțiuni direct cu [NUME_REDACTAT] (în dreptul [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT]). Suprafața este de circa 17 100 kmp (7% din cea a României); are o dezvoltare nord-sud de circa 520 km și lățimi (est-vest) variabile (între 10 km în dreptul orașului Oradea și peste 120 km în axul Mureșului).

Județele prezente în această zonă sunt: Timișoara, Arad, Oradea, Satu-Mare situate în vecinătatea contactului dintre câmpie și dealurile piemontane și [NUME_REDACTAT] în interiorul zonei.

Relieful dealurilor a rezultat dintr-un proces de eroziune desfășurat în Cuaternar asupra unui piemont de acumulare format la marginea munților în [NUME_REDACTAT].

Structura zonei este monoclinala (est-vest), iar relieful este reprezentat de dealuri joase piemontane, care, numai în mod excepțional depășesc 600 metri și Câmpia de Vest.

Spre deosebire de dealurile de pe laturile de sud și de est ale Carpaților, care au o unitate continuă, dealurile de pe latura vestică reprezintă o treaptă de relief cu discontinuități și pătrunderi adânci în interiorul munților (depresiuni golf ce ocupă zeci de kilometri între culmile muntoase). Dealurile sunt reprezentate de [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT].

Câmpia de Vest s-a format prin sedimentarea [NUME_REDACTAT] cu sedimente aduse de râuri în timpul Neogenului până în timpurile recente.

Este alcătuită, la suprafață, din nisipuri, pietrișuri, loess (în câmpiile înalte) și aluviuni recente (în câmpiile joase). Altitudinea medie este de aproximativ 100 m, altitudinea maximă fiind de 174 m (în [NUME_REDACTAT]), iar cea minimă de 80 m pe cursul inferior al Timișului. Are o lățime variabilă (între 20 și 80 km), în funcție de pătrunderea ei în zona dealurilor.

Deși pe ansamblu Câmpia de Vest apare ca o întinsă suprafață cu o netezime mare, în detaliu pot fi separate forme de relief care se dispun etajat și care au rezultat din pleistocenul mediu până în prezent. Acestea sunt: piemonturi, glacisuri, terase și lunci (13, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]).

1.2. CLIMA

Având în vedere că zonă de Vest este caracterizată prin alcătuirea din două forme de relief, clima are ușoare variații.

Câmpia de Vest are un climat de câmpie, moderat, cu influențe oceanice (pe cea mai mare întindere) și influențe submediteraneene (la sud de Bega).

Izotermele anuale sunt: 11grade Celsius în sud (lângă graniță, între Bega și Bârzava), 10 grade Celsius în dealuri (în sud) și în vecinătatea contactului acestora cu câmpia până la sud de Carei, și 9 grade Celsius în nord la contactul Câmpiei cu dealurile și cu [NUME_REDACTAT].

Temperatura medie a lunii celei mai calde este de 22 grade Celsius (în sud), 21 grade Celsius (în nord), iar a celei mai reci intre -1 grad Celsius și -2 grade Celsius; rezultă de aici o diferență (amplitudine) de 22 grade Celsius – 23 grade Celsius, mai redusă decât în [NUME_REDACTAT], ceea ce arată o nuanță mai oceanică, sub raport termic, a climatului.

Prin poziția geografică face parte din zona de climă temperată, prin altitudine și relief din tipul de climat de câmpie, iar prin localizare se află în aria influențelor oceanice.

Potențialul termic, relevat prin valori moderate, indică veri calde dar nu fierbinți, cu un număr restrâns de intervale secetoase și de uscăciune, toamne lungi, ierni scurte și cu puține zile geroase și primăveri timpurii. Desfășurarea izotermelor este aproape paralelă și ca dispunere în scădere de la vest la est.

Regimul precipitațiilor este dependent de circulația maselor de aer ce asigură cantități anuale ridicate care valoric cresc de la sub 550 mm (în vest și sud-vest) la peste 650 mm la contactul cu dealurile și în nord. Cantitățile de precipitații anuale de 550 – 650 mm sunt sub nivelul pierderii de apă prin evapotranspirație (mai ales în vest). Ca urmare, deficitul de umiditate și secetele sunt frecvente.

În ceea ce privește zona de dealuri, climatul este unul de dealuri joase, cu nuanțe oceanice (în centru și nord) și submediteraneene în sud.

Temperaturile medii anuale sunt de 10-11 grade celsius în sud și 8-9 grade celsius în nord.

Precipitațiile sunt de 600-700 mm pe an (17, [NUME_REDACTAT]).

1.3. SOLUL

[NUME_REDACTAT] de Vest, solurile predominante sunt molisolurile (cernoziom, cernoziom levigat) cu humus și fertilitate ridicată; local apar soluri sărăturoase (halomorfe), lacoviști (soluri hidromorfe), soluri de luncă și soluri nisipoase (în [NUME_REDACTAT]). Condițiile climatice, de umiditate, rocă și chiar relief au determinat o diversitate de tipuri de soluri ce aparțin mai multor clase. Regional acestea se încadrează la nord de Mureș în provincia carpato-crișană, iar la sud în cea carpato-bănățeană ce fac parte din regiunea pedogeografică central-europeană. În cea mai mare parte sunt soluri cu fertilitate ridicată. Argiluvisolurile au o răspândire mare în câmpiile înalte. În cadrul lor intră solurile brune, brune luvice și luvisolurile albice. În nord, în condițiile locale ale unui exces de umiditate capătă caracter gleizat. Sunt soluri cu fertilitate bună, suprafețele cu acestea fiind luate în cultură agricolă.

În zonele de deal, solurile predominante sun molisolurile și argiluvisolurile, ambele cu textură foarte bună pentru a fi exploatate din punct de vedere agricol (17, [NUME_REDACTAT], 29, www.wikipedia.com;).

1.4. CEREALE CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI

Condițiile naturale (îndeosebi relieful de câmpuri întinse cu pante mici și slab fragmentate, climatul cald și mai umed, solurile fertile) asigură un potențial extrem de propice activităților agricole.

Cultura plantelor are loc esențial în producția agricolă. În cadrul acesteia culturile de cereale se află pe primul plan (33% din terenul arabil este concentrat mai ales în câmpiile mai înalte). Se cultivă grâu (mai ales în sud și nord), porumb (pe primul plan după anul 1989), secară, orz de toamnă, ovăz, orez (în sud), orzoaică (pentru bere).

Pentru grâul de toamnă, Câmpia de Vest ([NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT]) reprezintă zonă foarte favorabilă (zona I), deoarece se caracterizează prin condiții climatice foarte favorabile grâului de toamnă (7, [NUME_REDACTAT]., Bîrnaure).

Întreaga zonă de vest a țării face parte din zona favorabilă (zona II) în ceea ce privește cultura grâului de toamnă, zonă care se extinde în imediata vecinătate a zonei foarte favorabile, zonă asemănătoare zonei foarte favorabile din punct de vedere climatic, dar cu soluri foarte diferite și mai puțin fertile.

Pentru orz și orzoaică, zona de Vest reprezintă zona foarte favorabilă.

Pentru ovăz, zona de Vest a țării reprezintă zona foarte favorabilă.

În ceea ce privește porumbul, în cultivarea căruia s-au indicat șase zone de favorabilitate, cultivarea lui în zona de vest a țării îl situează în zona a treia de favorabilitate.

Materialul folosit la semănat, respectiv soiurile și hibrizii de bună calitate, conferă plantelor pe lângă producție ridicată și adaptabilitate foarte bună la condițiile pedo-climatice specifice fiecărei zone a țării și componenți vegetali de foarte bună calitate. Alegerea materialului de semănat se face în funcție de caracteristicile fiecărei zone în parte.

Astfel, în zona de Vest a țării, se pot cultiva următoarele soiuri:

– Pentru ovăz, soiurile recomandate sunt: Cary, Mureș, Someșan; zona de vest a țării este considerată pentru cultura ovăzului zona foarte favorabilă;

– Pentru secară, soiurile recomandate sunt: Amando, Gloria, Orizont, Rapid, Raluca, Marlo, Ergo, Suceveana (soiuri de toamna) si Impuls (soi de primavara), soiurile Suceveana, Orizont si Ergo fiind protejate prin brevet pentru soi. Secara cultivată este considerată o plantă destul de omogenă, toate soiurile aparținând unei singure varietați- vulgare;

– Pentru grâul de consum, semănat în vestul țării se recomandă folosirea următoarelor soiuri: Alex, Romulus, Dropia, Lovrin 34, Delabrad, Ciprian și Faur, iar în zona colinară, Arieșan și Ardeal 1.

În funcție de potențialul genetic al calitații de panificație, Institutul de Testare a Soiurilor, recomandă pentru zona de vest a țării utilizarea urmatoarelor soiuri: Alex ( Lovrin 50), Dropia, Flamura 85 și Lovrin 34, aceste soiuri având calitate foarte bună pentru panificație; Arieșan, Fundulea 4, aceste soiuri având calitate bună pentru panificație; Delia, Fundulea 29, Lovrin 41, aceste soiuri având calitate satisfacatoare pentru panificație;

– Pentru orzul pentru consum semănat în vestul țării, soiurile care se pretează cel mai bine sunt: Dana, Madălin, Compact, Orizont, Andrei, Regal, Liliana. Soiurile cultivate la noi în țară se încadrează în două convarietați din cele patru ale orzului și anume: convarietatea distichon: varietatea nutans (spic lax) și varietatea erectum (spic dens) și convarietatea hexastichon: varietatea pallidum (spic lax) și varietatea parallelum (spic dens).

Toate cele patru convarietăți au bobul gălbui, îmbrăcat în palee de culoare gălbuie și au ariste aspre;

– Pentru orzoaică sunt recomandate soiurile Laura, Andra;

– În ceea ce privește porumbul, în prezent soiurile sunt puțin raspândite în cultură.

Se folosesc pe scară largă hibrizii, introducerea lor in cultură începând în [NUME_REDACTAT] ale Americii, în anul 1933, iar în țara noastră după anul 1954 (1, Academia de [NUME_REDACTAT] și Silvice – Institutul de Cercetări pentru [NUME_REDACTAT]).

Referitor la repartizarea hibrizilor de porumb în zona de vest a țării, aceasta se face în funcție de clasificarea FAO, ce cuprinde șase grupe de favorabilitate, în funcție de suma temperaturilor biologic active.Având în vedere că principalul criteriu de zonare îl reprezintă constanta termică, în cazul porumbului aceasta se obține prin însumarea temperaturilor mai mari de 10 grade Celsius, pe întreaga perioadă de vegetație.Pe baza acestui criteriu, în zona de vest a țării, unde suma temperaturilor biologic active este 1400-1600 grade Celsius, se pot cultiva hibrizi mijlocii din grupa FAO 400-500 și anume: Olt, Fundulea 515 (anterior Premier), Danubian (anterior Danubiu), Fundulea 322, Fulger si hibrizi semitârzii din grupa FAO 500-600 și anume: Amarillo, Fundulea 376, Cronus, Falco, Faur, Star, Fundulea 540 (anterior Granit).Acești hibrizi reprezintă câteva exemple din hibrizii admiși în cultură în prezent.Mulți hibrizi vechi au fost retestați în condițiile pedoclimatice actuale, fiind imbunătățiți din acest punct de vedere și totodată având o denumire nouă, pastrându-și totuși unele din calitațile pentru care au fost produși.

Deși în zona de vest a țării se pot cultiva cu succes majoritatea cerealelor, zonarea lor ca și favorabilitate în ceea ce privește rezistența plantelor în cultură și producțiile ridicate depind de condițiile pedo-climatice. De aceea, se impune alegerea acelui material de semănat care sa fie perfect adaptat acestor condiții, pentru ca rentabilitatea înființării culturilor să fie mare și pentru a obține o recoltă superioară din punct de vedere calitativ.

Zona de vest a României are un potențial ridicat în ceea ce privește cultivarea cerealelor, din care se remarcă cultivarea cerealelor ce au conținut ridicat în fibre vegetale, conținut vital în asigurarea unei sănătăți optime (4, Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean).

CAPITOLUL 2. FIBRELE VEGETALE

2.1. DEFINIȚIE

Fibrele vegetale constituie unul dintre cei mai importanți aditivi alimentari, din perspectiva efectelor nutriționale și funcționale pe care le produc la nivelul organismului uman.

Conform definiției date de nutriționistul E.H. Hipsley în 1953, „fibrele alimentare cuprind acele substanțe de origine vegetală, care rezistă atacului enzimelor umane.”

Deși o definiție legală a fibrelor alimentare nu existǎ, iar conceptul de fibră alimentară a evoluat mult în ultimele decenii, este general acceptată o definiție privind rolul fiziologic al acestora, propusă de Trowell în 1985. Conform acestuia, fibrele alimentare reprezintă „un ansamblu de compuși, constituenți ai țesutului vegetal, care sunt în mod curent consumate de către oameni și care nu pot fi degradate de enzimele digestive.”

Fibrele alimentare sunt reprezentate de o serie de carbohidrați proveniți din alimentele de origine vegetală: fructe, legume, cereale integrale.

Termenul de fibre alimentare complexe include fibrele alimentare și componentele biologic active asociate lor.

Recent AACC ([NUME_REDACTAT] for [NUME_REDACTAT]) a redefinit fibrele alimentare, pentru a evidenția efectele fiziologice ale acestora: „Fibrele alimentare sunt considerate părți comestibile ale plantelor sau carbohidrați analogi care sunt rezistente la digestia și absorbția în intestinul subțire, cu fermentare completă sau parțială în intestinul gros. Fibrele alimentare includ polizaharidele, oligozaharidele, lignina și alte substanțe din plante asociate lor.”

Această definiție include clar multe substanțe solubile, cum ar fi: fructooligozaharide, galactooligozaharide și polidextroze care nu sunt incluse în valoarea fibrelor alimentare determinate prin metodele oficiale folosite în prezent (AACC, ICC, AOAC). Cercetările în acest domeniu continuă, pentru a putea fi demonstrată complexitatea alcătuirii fibrelor alimentare, componenții acestor fibre fiind extrem de importanți în asigurarea unor produse de panificație de calitate superioară, precum și a altor alimente menite să vină în sprijinul sanătații noastre (26, Whole grain and human health, VTT Symposium).

2.2. CLASIFICARE

În decursul timpului, fibrele alimentare, au fost clasificate în funcție de mai multe criterii și includerea în aceste clasificări a altor substanțe este consecința cercetărilor continue în ceea ce privește conținutul fibrelor și calitatea lor.

Cercetările au dovedit că în aceeași categorie a fibrelor alimentare pot fi cuprinse și substanțe de felul gumelor, gelurilor, mucilagiilor. Într-adevăr, deși acestea din urmă nu au o structură fibrilară, ele prezintă o serie de proprietăți care justifică înglobarea în categoria fibrelor alimentare.

Clasificarea fibrelor alimentare:

A. În funcție de rolul pe care-l îndeplinesc în plantele cărora aparțin, în 1979 fibrele vegetale (și totodată și alimentare) au fost grupate în trei categorii mari:

1. Fibre structurale (celuloză, lignină, unele hemiceluloze, pectine);

2. Gume și mucilagii;

3. Polizaharide de depozit.

Fibrele structurale intră în structura pereților celulari ai plantelor, gumele și mucilagiile au rol în reconstituirea regimurilor vegetale vătămate, iar polizaharidele de depozit reprezintă rezervele nutritive ale plantelor.

B. Din punct de vedere al comportării lor față de acizi și baze, fibrele se împart în două grupe:

1. Fibre insolubile în acizi și baze (celuloză, lignină, unele hemiceluloze);

2. Fibre solubile în acizi și baze (pectine, unele hemiceluloze, gume, mucilagii, polizaharide de depozit).

C. În funcție de compoziția lor chimică, respectiv în funcție de natura lanțurilor principale și secundare care le formează, în:

1. Celuloze, care au ca lanț principal un polimer de glucoză, liniar;

2. Hemiceluloze, cu lanț principal și secundar heterogen, constituite din resturi de manoză, glucoză, galactoză, xilanoză, arabinoză;

3. Pectine, cu lanț principal format din resturi de acid galacturonic, cu grad de metilare variabil;

4. Mucilagii, cu lanțuri principale formate din galactoză-manoză, glucoză-manoză, arabinoză-xiloză, acid galacturonic;

5. Gume, reprezentate de galactoză, acid glucuronic-manoză, acid galacturonic, glucoză;

6. Polizaharide;

7. Lignine.

Potrivit definiției propusă de Trowell în 1985, în categoria fibrelor alimentare ar intra numai componentele structurale vegetale care pot fi de naturǎ glucidicǎ (celuloză, hemicelulozǎ, pentozani, pectinǎ) sau neglucidicǎ (ligninǎ). Totodată, alți compuși nedigerabili precum proteinele structurale, amidonul rezistent sau produși ai reacțiilor Maillard nu sunt incluși, pe baza acestei definiții, în categoria fibrelor alimentare.

D. O clasificare a fibrelor alimentare, propusă de Schneeman în 1986, le împarte în patru categorii:

1. Poliglucide structurale, asociate peretelui celular vegetal: celuloza și poliglucidele necelulozice – hemiceluloza, pectinele;

2. Componente structurale de naturǎ neglucidicǎ: lignina;

3. Poliglucide care nu aparțin peretelui celular: gumele și mucilagiile;

4. Fibre alimentare neconvenționale, care reprezintă un ansamblu eterogen de compuși cum ar fi: compușii fenolici, glicoproteinele, produșii reacțiilor Maillard, amidonul rezistent, poliglucidele bacteriene (guma xanthan).

Introducerea acestei ultime categorii se justificǎ sub aspect fiziologic deoarece acești compuși sunt slab hidrolizați de către enzimele digestive, fiind, totodată, strâns legați de matricea structurală a fibrelor convenționale (26, Journal of [NUME_REDACTAT]).

2.3. CARACTERISTICI

Substanțele care intră în componența fibrelor vegetale (totodată alimentare) au caracteristici distincte.

1. Celuloza este o substanță macromoleculară naturală din clasa glucidelor, fiind constituentul principal al membranelor celulelor vegetale. Celuloza este o polizaharidă care, împreună cu lignina (un compus macromolecular aromatic) și alte substanțe, formează pereții celulelor vegetale și conferă plantei rezistență mecanică și elastică.

Timp de mulți ani s-a acceptat că celuloza este un lanț lung de polimeri, alcatuit din glucoză.În anii 1900 celuloza a fost descrisă mai amanunțit de Cross și Bevan. Ei au îndepărtat parțile vegetale prezente în mod normal în celuloză prin dizolvarea lor în soluție concentrată de dioxid de sodiu. Partea care nu s-a dizolvat a fost numită celuloză.

Materialul solubil s-a dovedit mai târziu a nu fi celuloză, ci zaharuri si carbohidrați, celuloza fiind insolubilă.

Polizaharidele, precum celuloza, sunt produse care elimină apa conținută în moleculele monozaharoase. Celuloza este o substanță amorfă, de culoare albă, insolubilă în apă și în solvenți organici. Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Prin hidroliză enzimatică, celuloza formează celobioza ( dizaharidă) care, hidrolizată enzimatic, conduce la glucoză.

Organismul uman nu are enzimele necesare hidrolizării celulozei.De aceea, celuloza nu este o substanță nutritivă pentru om, deși constituie principalul nostru aport în fibre vegetale.

2. Lignina este componenta principală a peretelui celular. Din punct de vedere chimic este un derivat fenolic.

Lignina asigură rezistența peretelui celular și are rol în apararea față de diferiți agenți patogeni.

Este un polimer alcătuit din trei monomeri: alcoolul para cumarilic, alcoolul coniferilic și alcoolul sinapic. Se consideră că reprezintă componentul vegetal cel mai puțin digerabil.

3. Amidonul rezistent reprezintă acea parte de amidon, variabilă ca proporție, care nu poate fi digerată. Produce o creștere mai mica a glicemiei decât amidonul ușor digestibil. Amidonul rezistent intră în categoria glucidelor neenergetice, ceea ce inseamnă că este, din punct de vedere alimentar, fibră vegetală.

4. Hemiceluloza este o fibră insolubilă în apă, dar solubilă in alcali (soluții bazice). Este constituită din zaharuri, fermentarea hemicelulozei fiind influențată de ele (de exemplu, de hexoză și acidul uronic, care sunt mai accesibile pentru bacteriile intestinale decât celelalte zaharuri constituente ale hemicelulozei). Are capacitatea de a reține apa și de a fixa (lega) unii cationi.

5. Pectinele sunt fibre solubile care formează un gel în contact cu apa.

Pectinele reprezintă un grup de polizaharide de origine vegetală care intră în structura pereților celulari. Acești compuși se comportă în organismul uman ca glucide neenergetice fiind considerate, alături de celuloză, fibre alimentare.

Pectinele sunt formate din acid pectic la care se adaugă diferite poliglucide, de obicei arabani ( poliglucide ale arabinozei) și galactozani ( polizaharoze ale galactozei).

Formează geluri pectinice, datorită marii hidrofilii pe care o au și, la fel ca hemicelulozele, pot lega unii cationi sau acizi ( acizii biliari din intestin).

Fibrelele alimentare au o serie de proprietăți funcționale datorită cărora, prin asimilarea lor de către organismul uman, au loc o serie de procese chimice care îl mențin în parametrii optimi în ceea ce privește sanătatea (2, [NUME_REDACTAT]).

2.4. CONȚINUTUL ÎN FIBRE A CEREALELOR CULTIVATE ÎN ZONA DE VEST A ROMÂNIEI. VARIAȚIA LOR ÎN CEREALE ȘI ÎN PRODUSE DE PANIFICAȚIE

Compoziția chimică a boabelor de cereale depinde de tipul cerealei dar și de soi, varietate sau hibrid, precum și de forma și mărimea boabelor. Clima, compoziția solului, fertilizatorii folosiți, practicile agrotehnice influențează, de asemenea, depunerea constituenților chimici în interiorul boabelor de cereale.

Componentele chimice ale cerealelor se găsesc distribuite neuniform în diversele componente ale structurii anatomice ale boabelor.

Datorită acestui fapt făina, obținută prin măcinarea industrială a grâului și a secarei, are o compoziție ce depinde de gradul de extracție, după cum se poate observa în tabelul 1.

Tabelul 1

Compoziția chimică a făinii de grâu și a făinii de secară de diferite grade de extracție

După cum se observă, conținutul în fibre vegetale este mai mare în făina de secară comparativ cu cea de grâu Manitoba. Alături de secară, ovăzul și orezul au la rândul lor un procent ridicat în fibre vegetale.

Glucidele reprezintă principalele componente chimice ale boabelor de cereale.

În structura glucidelor întâlnim atât glucide simple cât și poliglucide. În structura poliglucidelor intră: glucofructanii, pentozanii, celuloza și amidonul. Conținutul mediu în glucide al cerealelor este redat în tabelul 2.

Tabelul 2

Conținutul mediu de glucide la principalele cereale (% s.u.)

1. Glucidele simple

Se găsesc în cantități foarte mici, dar importante pentru declanșarea proceselor fermentative. Cel mai mare conținut este prezent în germenii cerealelor, după cum se poate observa în tabelul 3.

Tabelul 3

Distribuția glucidelor simple în părțile anatomice ale bobului de grâu

2. [NUME_REDACTAT] poliglucide neomogene, nereducătoare, solubile în apă, care conțin fructoză. După natura legăturilor care predomină aceștia pot fi de tip inulină (legături 1-2 glicozidice), sau de tip fleinic (legături 2-6 glicozidice).

Fructanii de tip fleinic și inulinic se găsesc în spicele necoapte de grâu, orz, secară. Fleinele din spicele necoapte de secară se numesc secaline, cele din grâu – pirozine.

Conținutul de fructani depinde de anul de cultură – la secară 4,8-6,5% (făină de secară 3,1-4,5%, tărâțe de secară 6,6%). În urma procesului de panificație conținutul de fructani se reduce în pâine ajungând la 2,5-2,8%.

3. [NUME_REDACTAT] polizaharide neamidonoase care intră în constituția pereților celulari ai cerealelor.

Fracțiunile de produse obținute prin măcinarea cerealelor (grâu, secară) au un conținut în pentozani proporțional cu cantitatea de pereți celulari prezenți în fiecare țesut. Astfel, tărâțele (tegumentul) sunt mai bogate în pentozani decât făinurile (endospermul amidonos), conținutul lor fiind de 20-30%, respectiv 1,5-3%. Bobul de ovăz are circa 14% pentozani, arabani, xilani. Concentrația cea mai mare se găsește în învelișuri, ceea ce fac din acestea o materie importantă pentru fabricarea furfurolului.

Din punct de vedere al solubilității lor în apă araboxilanii se împart în araboxilani solubili în apă (1,5-3% în secară, 0,4-0,8% în grâu) și araboxilani insolubili în apă (7-8% în secară, 1,1-1,9% în grâu). Araboxilanii insolubili în apă pot fi extrași cu alcali sau enzime, după extracție araboxilanii devenind solubili în apă.

Prezența araboxilanilor solubili în apă în aluatul de secară este foarte important deoarece ei determină creșterea vâscozității aluatului, retenției gazelor, volumului pâinii, menținerii prospețimii și îmbunătățirea structurii miezului, culorii și gustului.

Efectul araboxilanilor și al endoxilanazelor asupra procesului de panificație este sistematizat în figura 1.

Figura 1. Rolul araboxilanilor și endoxilanazelor în procesul de panificație (după Courtin și Delcour, 2002), în care:

a – situația fără adaos de endoxilanază: araboxilanii solubili în apă au un efect pozitiv prin formarea filmului de lichid de la suprafața celulelor gazoase, araboxilanii insolubili în apă au efect negativ;

b – situația cu adaos de endoxilanază având selectivitate pentru araboxilanii insolubili în apă: crește cantitatea de araboxilani solubili în apă/araboxilani deveniți solubili în apă după extracție enzimatică;

c – situația cu adaos de endoxilanază cu selectivitate pentru araboxilanii solubili în apă: are loc solubilizarea araboxilanilor solubili în apă, scade stabilitatea și multe celule gazoase fuzionând, efectul negativ al araboxilanilor insolubili în apă rămâne.

Araboxilanii solubili în apă cresc stabilitatea filmului de lichid care înconjoară bulele de gaz, în consecință, și stabilitatea, rezistența la presiune a bulelor de gaz în cuptor, prevenind asocierea acestora (Courtin și Delcour, 2002). Importante în această stabilizare sunt și legăturile între acidul ferulic și acidul ferulic și alte molecule de araboxilani sau proteine sau gluten.

Araboxilanii insolubili în apă destabilizează în schimb structura aluatului. Aceștia pot forma bariere pentru rețeaua glutenică în timpul dezvoltării aluatului, și pot forma incluziuni în bulele de gaz. De asemenea, ei absorb cantități mari de apă, care în consecință nu mai devin disponibile dezvoltării glutenului și formării filmului de la suprafața bulelor de gaz.

Endoxilanaza cu specificitate pentru araboxilanii insolubili în apă contribuie la creșterea stabilității aluatului, datorită catalizării conversiei araboxilanilor insolubili în apă în araboxilani solubili în apă după extracție (b). Se înregistrează o îmbunătățire a volumului pâinii, a prospețimii și elasticității miezului. Are loc de asemenea creșterea stabilității la fermentare a aluatului, a rezistenței la stresul mecanic a bulelor de gaz și creșterea volumului bucății de aluat în cuptor. Dezavantajul acestei endoxilanaze constă în faptul că acționând asupra araboxilanilor insolubili în apă determină scăderea capacității de legare a apei în aluat. La concentrații reduse de enzimă se înregistrează creșterea vâscozității aluatului datorită araboxilanilor deveniți solubili în apă după extracție enzimatică, în timp ce la concentrații mari de enzimă se înregistrează creșterea înmuierii și lipiciozității aluatului.

Endoxilanaza cu specificitate pentru araboxilanii solubili în apă, și pentru cei deveniți solubili în apă după extracție enzimatică, are un efect negativ asupra volumului bucății de aluat și asupra structurii miezului datorită formării de produși cu masă moleculară mică.

-glucanii

Ca și pentozanii, sunt concentrați în straturile exterioare ale bobului, aproximativ 70% din fracțiunea totală fiind în aceste straturi.

5. [NUME_REDACTAT] un poliglucid omogen, format din resturi de D-glucopiranoză legate 1,4-glucozidic. Cea mai mare cantitate se găsește în înveliș și embrion.

Este repartizată neuniform în diferite părți anatomice ale bobului, proporții mai mari fiind în învelișuri, strat aleuronic, embrion.

Conținutul în celuloză al cerealelor:

– La grâu, celuloza reprezintă 2,0 – 3,5 % din masa bobului și este localizată în învelișurile bobului (pericarp), de unde se obține tărâța, în urma procesului de măcinare;

– La orz, procentul de celuloză este de 4-7%;

– În cazul porumbului, celuloza reprezintă 1,9-2,4%, fiind localizată în cea mai mare parte (peste 55%) în pericarp;

– Ovăzul conține 10% celuloză în cazul boabelor îmbrăcate, în timp ce boabele decorticate au un conținut de numai 1,2 %;

– Boabele mature de orez conțin 9,8% celuloză, în timp ce la boabele de orez prelucrate (orezul alb) conținutul se reduce la numai 0,2% în cazul orezului alb asiatic (Vietnam) și 1% în cazul orezului alb european (Franța).

6. [NUME_REDACTAT] partea glucidică cea mai importantă a gramineelor. El este format din două structuri – amiloza și amilopectina, care în funcție de natura cerealei se găsesc în proporții diferite, redate în tabelul 4.

Tabelul 4

Conținutul de amiloză și amilopectină în amidonul principalelor cereale

Conținutul în amidon al cerealelor:

– Grâul conține peste 90% amidon, acumulat alături de dextrine și glucidele simple în endosperm.

Climatele umede și răcoroase favorizează acumularea acestuia în bob prin prelungirea perioadei de formare a boabelor, ceea ce determină acumularea unor cantități mai mari de amidon în endosperm. De asemenea și în condiții de irigare conținutul boabelor în amidon (glucide în general) crește.

Fibrele proteice care ocupă spațiul dintre grăunciorii de amidon din celulele endospermului și care, după măcinat, în făină, înglobează grăunciorii de amidon constituie glutenul. Prin adăugare de apă, glutenul formează filamente și membrane coloidale care vor reține bulele de dioxid de carbon în procesul de dospire (fermentare), determinând creșterea aluatului.

Boabele de grâu „durum”, destinate fabricării pastelor făinoase, conțin o cantitate mai mare de proteine și gluten, dar glutenul are o calitate inferioară pentru panificație; în schimb, are o calitate bună pentru fabricarea pastelor făinoase, având o stabilitate mare la fiert. Bobul de grâu are un conținut în amidon de 55,16%;

– În ceea ce privește orzul de toamnă, analizând 32 de soiuri, se constată un conținut minim de amidon de 54,94%, un conținut mediu de amidon de 56,33% și un conținut maxim de amidon de 59,79%;

– În cazul orzoaicei de primăvară, analizând 73 de soiuri se constată un conținut minim în amidon de 57.23%, un conținut mediu de amidon de 59,60% și un conținut maxim de amidon de 62,28%;

– Porumbul are peste 98% din amidon depus în endosperm și este format din amilopectină în proporție de circa 75% și amiloză în proporție de circa 25%.

Hibrizii tardivi au boabe cu un conținut în amidon mai ridicat comparativ cu hibrizii timpurii. De asemenea, în condițiile unui climat mai umed se acumulează o cantitate mai mare de amidon în bob.

Tipul de porumb (convarietatea și hibridul) determină conținutul de amidon. Dintre convarietăți, cele care au cel mai mare conținut în amidon sunt:

a) Zea mays conv. dentiformis Körn. (sin. Zea mays conv. indentata Șturț.), denumit porumbul dinte de cal. Se caracterizează prin boabele mari, prismatice, cu partea sticloasă (cornoasă) a endospermului dispusă pe părțile laterale ale bobului, iar partea făinoasă (amidonoasă) dispusă în partea centrală și superioară a bobului. Prin uscare, endospermul făinos își reduce volumul.

b) Zea mays conv. amylacea (Șturț.) Bailey, denumit porumbul amidonos sau făinos. Se caracterizează prin boabe cu endospermul aproape în întregime făinos (conținut în amidon de circa 82%), partea sticloasă fiind redusă la o foiță și dispusă la exteriorul bobului;

– Ovăzul conține peste 90% amidon (alături de zahăr și dextrină);

– Boabele mature de orez conțin, în medie, 73,3% amidon (alături de zahăr și dextrină).

Boabele de orez prelucrate („orezul alb”) sunt constituite aproape în totalitate din amidon (76 – 90,3%).

În comerțul mondial, orezul este împărțit în grupe (tipuri) și dintre acestea compoziția chimică a amidonului (amidonul poate fi constituit aproape exclusiv din amilopectină sau, atât din amiloză, cât și din amilopectină) reprezintă unul din tipurile de bază.

În ceea ce privește compoziția chimică a bobului de orez în diferite faze de prelucrare, conținutul de amidon și zaharuri crește de la 73,60% în cazul orezului brut până la 90,20% în cazul orezului alb dacă luăm drept etalon orezul asiatic (Vietnam).

La orezul european (Franța), conținutul de amidon și zaharuri scade de la 77,40% în cazul orezului brut și ajunge la 5,05% în cazul orezului alb.

După cum se poate observa, deși în toate cerealele amidonul este prezent în proporții considerabile, cerealele cu cel mai mare conținut de amidon sunt orezul, ovăzul și porumbul.

Endospermul cerealelor este propriu-zis alcătuit dintr-un masiv de celule cu pereții subțiri, pline cu grăunciori de amidon simpli și lenticulari (la grâu și orz), compuși din mai mulți grăunciori simpli (la ovăz, orez) sau poliedrici.

– Ovăzul este, așa cum se poate observa din tabelul 5, cereala cu cel mai mare conținut de fibre alimentare (4, Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean).

Tabelul 5

Conținutul de amidon, de fibre alimentare și principalele componente ale fibrelor alimentare din cereale (% s.u.)

Conținutul de fibre alimentare din ovăz variază între 10,2 și 12,1%, în funcție de genotip. Fibrele solubile, comparativ cu ale celorlalte cereale, reprezintă 40% din totalul fibrelor (tabelul 6).

Compoziția fibrelor solubile și insolubile din ovăz este indicată în tabelul 7.

Tabelul 6

Conținutul de fibre din secară, grau și ovăz (sursa Frolich și Asp, 1981, și Manthey ș.a., 1999, Cereal chem)

Tabelul 7

Compoziția fibrelor din ovăz (sursa Manthey ș.a., 1999, Cereal chem)

Tărâțele comerciale din ovăz sunt cele mai bune din punct de vedere calitativ, datorită compoziției în β-glucani și a capacității acestora de a crește vâscozitatea soluțiilor.

β-glucanii se găsesc în pereții celulari ai orzului, ovăzului, grâului, porumbului, orezului, sorgului și meiului. În orz și ovăz, comparativ cu celelalte cereale, conținutul în β-glucani este mai mare. Orzul conține între 20 și 100 g/kg iar ovăzul între 25 și 66 g/kg β-glucani (Lee ș.a., 1997, Cereal chem.).

În ceea ce privește grâul, fibrele din componența lui: celuloza și lignina dar și caracteristicile structurale ale tărâței de grâu sunt factori responsabili pentru fermentabilitatea redusă a fibrelor din grâu și capacitatea lor ridicată de legare a apei, a acizilor biliari și a substanțelor citotoxice. (23, Segal, R., Costin, G.M., Moraru, Cătălin, Georgescu).

Compoziția fibrelor alimentare din pâinea de secară (din făină integrală) este prezentată comparativ cu cea a fibrelor alimentare din pâinea de grâu (făină extracție 70-80%) în tabelul 8.

Tabelul 8

Compoziția fibrelor alimentare din pâinea de secară și pâinea albă de grâu (%s.u.)

( Mykkänen ș.a., 1995, Whole grain and human health, VTT Symposium)

Valorile din paranteză indică polizaharidele neamidonoase solubile

Se poate observa astfel calitatea net superioară a pâinii de secară comparativ cu cea din grâu, calitate datorată compoziției în fibre a acestora. Efectele fainii integrale din secară, prin conținutul ridicat în araboxilani solubili sunt similare cu efectele -glucanilor din ovăz (20, Mykkänen).

Conform noii definiții a fibrelor și fructanii sunt considerați fibre alimentare. Conținutul de fructani din secară variază în funcție de anul de cultură (tabelul 9). În urma procesului de panificație conținutul de fructani se reduce (tabelul 10).

Tabelul 9

Conținutul de fructani din secară provenită din ani de cultură diferiți (26, [NUME_REDACTAT])

(sursa Karppinen ș.a., 2003, Cereal chem)

Tabelul 10

Conținutul de fructani din făină, tărâță și pâine de secară

(sursa Karppinen ș.a., 2003, Cereal chem)

2.5. ANALIZA ACIDULUI BUTIRIC ȘI FITATULUI. DEGRADAREA ARABOXILANILOR

Acizii grași cu lanțuri scurte: acidul butiric, acidul propionic, acidul acetic, sunt produși în timpul fermentației în colon, realizând reducerea pH-ului și influențând compoziția microflorei.

Substratul din care se formează acidul butiric îl constituie carbohidrații nedigestibili – oligozaharide neamidonoase, amidon rezistent, polizaharide neamidonoase. Producția totală de butirat este influențată de tipul și structura substratului, de gradul de substituire a xilozei cu unități de arabinoză, de legăturile existente între polimerii pereților celulari, spre exemplu între araboxilani și lignină. (14, [NUME_REDACTAT] ș.a., 2001, Whole grain and human health, VTT Symposium).

Cercetările „în vitro” efectuate de Karppinen ș.a. (2001) au condus la obținerea următoarelor raporturi molare ale celor trei acizi – acid acetic, acid propionic, acid butiric, după 24 ore de fermentare, în funcție de substratul folosit:

– Tărâță de secară (ara: xyl=0,57) – 56:23:21, ara: xyl=1,1;

– Fracțiune extractibilă cu apa din tărâța de secară (ara: xyl=0,74) – 56:22:21, ara: xyl=1,1;

– Fracțiunea extractibilă în alcalii din tărâța de secară (ara: xyl=0,62) – 59:21:20, ara: xyl=1,2;

– Fracțiunea neextractibilă din tărâța de secară (ara: xyl=0,52) – 61:22:18 ara: xyl=1,1.

Tărâța de secară, compusă mai ales din fracțiuni neextractibile cu apa și fracțiuni extractibile cu alcalii, a fost fermentată mai lent, dar după 24h fermentarea s-a realizat cu aceeași intensitate ca în cazul fracțiunile extractibile cu apa.

Glitsot și colab. (citați de Karppinen ș.a., 2001) au raportat diferențe de viteze de fermentare atunci când au studiat „in vivo” fermentarea în intestinul gros al porcilor, a diferitelor fracțiuni de măciniș obținute din secară. Araboxilanii extractibili cu apa din endospermul secarei au fost rapid degradați în cecum, pe când araboxilanii din pericarp/învelișul seminței, datorită gradului ridicat de substituire a lanțului de xilan, au rămas nedegradați în intestinul gros. Araboxilanii din stratul aleuronic, caracterizați prin prezența fracțiunilor extractibile cu alcalii, cu grad redus de substituire, au fost de asemenea degradați, dar ceva mai lent decât araboxilanii extractibili cu apa.

Fibrele complexe din secară au un efect favorabil în prevenirea diabetului de tip II, insulinoindependent. Analiza indicelui glicemic la șase sortimente de pâine de secară a condus la obținerea unor valori care au variat între 66 și 97 (Kujala, 1999). Indexul glicemic (aria curbei glicemice pentru fiecare aliment exprimată ca procente din aria obținută după aceeași cantitate de glucide sub formă de glucoză) depinde de modul în care a fost obținut produsul alimentar, de tipul fibrelor conținute. Astfel pâinea de secară conținând boabe întregi de secară are un index glicemic mai mic decât pâinea de secară obținută din făină integrală. Studiile efectuate în Finlanda au indicat obținerea unui răspuns insulinic semnificativ mai mic în cazul consumului de pâine de secară față de consumul de pâine de grâu; în ceea ce privește nivelul glucozei nu au fost constatate diferențe (Mykkanen ș.a., 2001, Ylonene, ș. a, 2001, Whole grain and human health, VTT Symposium). Studii recente au indicat efectul acizilor organici în reducerea glicemiei și insulinemiei (pâinea de secară cu aluat acid) (Ostman ș.a., 2001) – 26, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT].

Fibrele alimentare solubile, cum ar fi -glucanii și araboxilanii solubili, măresc vâscozitatea în lumenul gastric, influențând absorbția glucidelor și, ca urmare, contribuie la întârzierea răspunsului glicemic (Kujala, 1999). Reducerea răspunsului glicemic se explică, în parte, prin capacitatea pe care o au fibrele alimentare de a micșora viteza de absorbție a glucozei, prin încetinirea golirii gastrice.

Mulți cercetători consideră că efectul inhibitor al absorbției mineralelor din făina integrală de secară sau grâu, dar și din alte cereale, este datorată conținutului de fibre din aceste produse, mai cu seamă prezenței fitatului.

Acidul mio-inozitol hexafosfat prezent în cereale constituie un antinutrient deoarece reduce biodisponibilitatea ionilor bivalenți – Zn2+ (Bergman ș.a., 2001, Cereal chem.), Ca2+ (Heanez, 1998, citat de Bergman, 2001) și Fe2+ (Brune, 1992), prin formare de complecși (fitați) cu aceste minerale.

Între 50 și 85% din fosforul total se găsește sub formă de fitină (Fredlund ș.a., 1997, J. [NUME_REDACTAT].). Conținutul de acid fitic este influențat de mai mulți factori:

– Gradul de maturizare a semințelor;

– Fertilizarea solului;

– Tipul de îngrășăminte (N/P/K);

– Perioada de fertilizare;

– Conținutul de fosfor din sol.

În grâu și secară fitina este distribuită neuniform în bob: în stratul aleuronic se găsește în proporție de 85%, în germene de 13% iar în endosperm de 2%.

Acidul fitic este considerat ca fiind un antinutrient. În concentrații mari el poate reduce nu numai biodisponibilitatea mineralelor dar și a proteinelor (Hidvegi și Laszitity, 2002, [NUME_REDACTAT] Ser. Chem. Eng). De asemenea, inhibă acțiunea unor enzime ca amilazele, pepsina, tripsina și fosfatazele acide, intervenind defavorabil în procesele de digestie.

Aplicarea unor tratamente hidrotermice poate determina reducerea fitatului, după cum urmează:

– Tratamentul cu apă sau tampon acetat (pH=4,8) la 55ºC/24h, reduce fitatul cu 46-77%, respectiv 84-99% (Fredlund ș.a., 1997), pentru grâu, secară și orz; pentru ovăz reducerea fitatului a fost de 8-26%, dar după măcinare și înmuiere, reducerea a fost de 72-77%, în cazul ovăzului decojit, și de 88-94%, în cazul ovăzului golaș;

– Tratamentul cu acid lactic (1,3-1,5%)/45-55ºC/1h (în 2 etape) și cu apă la 60-80ºC/1h, reduce fitatul cu 99-99,5% (Bergman ș.a., 2001).

Se apreciază că adaosul de acid lactic, pe lângă reducerea fitatului, previne dezvoltarea bacteriilor în timpul procesului hidrotermic, asigurând produselor calități igienice corespunzătoare.

Reducerea fitatului prin aplicarea tratamentelor hidrotermice este posibilă datorită acțiunii fitazei care hidrolizează acest compus la mio-inozitol și fosfat anorganic prin intermediul mio-inozitol fosfat (penta și monofosfat). Fitaza este prezentă în secară și orz în cantități mai mari decât în grâu, iar în ovăz în cantitate mai mică decât în secară, orz și grâu. Activitatea optimă a acestei enzime se înregistrează la 55ºC/pH=5,15, dar pentru ovăz rezultate mai bune se obțin la 37-40ºC, decât la 55ºC (Fredlund, ș.a., 1997).

Reducerea fitatului poate fi realizată și prin conducerea procesului de fermentare. Cercetările efectuate de Harland (1980, Cereal chem.) au arătat că acest lucru este realizat prin creșterea cantității de drojdie din rețeta de fabricație și prelungirea timpului de fermentare (26, Cereal chemistry).

Figura 2. Interacțiile acidului fitic cu mineralele și proteinele: cu Ca2+, b. cu proteinele la pH scăzut, c. cu proteinele la pH = 5-10 (sursa Hidvegi și Laszitity, 2002)

Au fost efectuate cercetări pentru determinarea balanței calciului, magneziului, fierului, zincului și fosforului, în cazul dietelor cu conținut ridicat și redus de fibre din secară. Rezultatele acestor investigații sunt prezentate în tabelul 11.

Tabelul 11

Balanța minerală pentru diete cu conținut diferit de fibre de secară

(sursa: Feldheim și Wisker, 1995, Internațional rye symposium: Technology and products, VTT Symposium)

Se constată creșterea semnificativă a conținutului de elemente minerale în cazul dietei bogate în fibre (consum de pâine din făină integrală de secară), reflectând astfel aportul mineral ridicat al straturilor de înveliș din secară (creșterea este mai puțin semnificativă în cazul calciului), (11, Feldheim și Wisker).

CAPITOLUL 3. EFECTELE FIBRELOR

3.1. STUDIU DE CAZ PRIVIND EFECTUL FIBRELOR ȘI AL CONȚINUTULUI CEREALELOR INTEGRALE PE BAZA ATRIBUTELOR DE CALITATE ALE CEREALELOR EXTRUDATE

[NUME_REDACTAT] de fibre în cereale poate duce la probleme de calitate, reducând astfel gradul de acceptare al consumatorilor. Acest lucru se datorează parțial
deteriorării microstructurii, unul dintre atributele de calitate primară a cerealelor. Obiectivul acestui studiu a fost pentru a înțelege mai bine mecanismele prin care fibrele alimentare afectează calitatea produselor pe bază de cereale în timpul gătitului prin extrudare.

Studiul a cuantificat efectul cantității și tipului de fibre, precum și efectul asupra cerealelor integrale în funcție de (i) textură, (ii) structură, și (iii) proprietățile de rehidratare de cereale extrudate. Au fost aplicate noi metode inovatoare, combinate cu tehnici tradiționale pentru a caracteriza atât structura cât și proprietățile de rehidratare. Cereale extrudate au fost produse cu ajutorul unui rețete pe bază de amidon (întreg și făină de grâu) și două surse de fibre (târâțe de ovăz concentrat și tărâțe de grâu). Nivelurile ovăzului și tărâțelor de grâu utilizate în acest studiu au fost de 0, 10, și 20%. Amestecurile diferite au fost extrudate într-un proiect pilot dublu-șurub extruder BC21 (Clextral) și apoi acoperite cu zahăr după uscare.

Proprietățile mecanice ale cerealelor extrudate au fost investigate prin testul de compresie. Structura celulară a fost observată de către X-tomografia cu raze.

Calitatea de acoperire (grosime, omogenitate) a fost analizată prin tomografia coerenței optice.

Proprietățile de rehidratare ale acestor cereale în lapte au fost evaluate de imagistică prin rezonanță magnetică și tomografia coerenței optice. Acest lucru a arătat că evaluarea structurii cerealelor extrudate poate duce la o mai bună înțelegere a efectului adăugării de fibre asupra texturii și proprietăților de rehidratare.

Aplicarea unor metode inovative, cum ar fi tomografia de coerență optică și
imagistica prin rezonanță magnetică, s-a dovedit a fi utilă pentru a cuantifica proprietățile structurale.

A. [NUME_REDACTAT] și politicile nutriționale promovează în prezent creșterea conținutului de fibre dietetice în produsele alimentare, mai ales în produsele pe bază de cereale. Cu toate acestea, încorporarea de fibre în cereale poate duce la probleme de calitate, reducând astfel gradul de acceptare al consumatorilor. Acest lucru este parțial din cauza deteriorării microstructurii, unul dintre atributele de calitate primară a cerealelor extrudate. În consecință, producția bazată pe adăugarea de fibre în cereale extrudate rămâne o provocare, în special dacă menține proprietățile funcționale și calitative.

Obiectivul acestui studiu a fost de a înțelege mai bine modul în care fibrele alimentare afectează calitatea produselor pe bază de cereale în timpul gătitului prin extrudare. Studiile au cuantificat efectul sursei și cantitatea de fibre și de cereale integrale pe (i) textură, (ii) structură, și (iii) proprietățile de rehidratare ale cerealelor extrudate.Au fost aplicate noi metode inovatoare, combinate cu tehnici tradiționale pentru a se observa cu exactitate atât structura cât și proprietățile de rehidratare.

B. Materialele și metodele folosite

Studiile au fost efectuate pe bază de amidon de grâu (grâu, întreg), rețete. Au fost adăugate două surse de fibre: concentrat de târâțe de ovăz (OBC) și tărâțe de grâu (WB) pentru nivelurile ridicate ale fibrelor în ceea ce privește solubilitatea (β-glucani), cât și insolubilitatea (arabinoxilani). Nivelurile ovăzului și tărâțelor de grâu folosite în acest studiu au fost de 0, 10, și 20%.

Rețetele diferite (tabelul 1) au fost extrudate într-un proiect pilot dublu-șurub extruder BC21 (Clextral), uscate până la 3% apă (w/w), folosind un cuptor de forță de aer cu convecție. Următorii parametrii de extrudare s-au păstrat constanți: punctul mort, viteza de șurub (400 rpm), temperatura de produs (135 ° C) și adaosul de apă (20%).

Tabelul 12

Compoziția de cereale (% materie uscată) ale unor probe diferite, în care:

WG = cereale integrale

OBC = concentrat de târâte de ovăz

WB = târâte de grâu

Fiecare probă a fost acoperită cu 30% (m/m) sirop compus din zaharoză (67%), dextroză (5%) și apă (28%) și a fost uscată din nou până la 3% apă (g/g).

Proprietățile mecanice ale cerealelor extrudate au fost puse în evidență prin încercarea de compresie folosind un sistem de forfecare-celulă Kramer echipat cu o celulă de 500 kg.

Celula de sarcină se deplasează la 1mm/s printr-un pat de cereale de 1,7 cm grosime. Structura celulară a fost scanată prin X-tomografie cu raze (SkyScan 1172, Belgia), la 40kV de peste 180°.

Informațiile privind porozitatea, dimensiunea celulei, și distribuția grosimii peretelui celulei au fost extrase din analiza imaginii 3D. Calitatea de acoperire (grosime, omogenitate) a fost analizată prin tomografia de coerență optică. Proprietățile de rehidratare în lapte ale acestor cereale au fost evaluate de imagistică prin rezonanță magnetică (RMN) și tomografie de coerență optică.

Mai multe tipuri de lapte (având în vedere nivelul de creștere de grăsime), au fost testate folosind RMN la 200 MHz iar pe baza imaginilor procesate a fost efectuată analiza texturii, pe baza studiilor histogramei.

C.Rezultate și discuții

Oricare ar fi tipul de fibre (concentrat de târâțe de ovăz sau tărâțe de grâu), modificările proprietăților mecanice după adăugarea de ingrediente bogate în fibre sau de cereale integrale arată tendințe similare (Figura 3):

– Fără adaos de fibre (0%), forța maximă și numărul de vârfuri nu se schimbă prea mult atunci când conținutul de cereale integrale crește;

– În schimb, adăugarea de fibre crește în mod semnificativ forța maximă (Fmax), în timp ce numărul de vârfuri (Nvarf) scade, indicând astfel o creștere a durității și o scădere a „clarității”, atunci când fibrele se adaugă;

– Interesant este faptul că, cu cât este mai mare adaosul de fibre, cu atât adaosul de cereale integrale are un impact asupra proprietății de textură (exemplu Fmax și Npeak).

Modificările parametrilor de textură (Fmax și Npeak) sunt mult mai importante la concentratul de târâțe de ovăz decât la tarâțele de grâu.

Figura 3. Efectul fibrelor și al conținutului de cereale integrale (WG) pe doi parametri de textură: a) [NUME_REDACTAT] și b) Numărul de vârfuri pentru două surse de fibre: concentrat de târâțe de ovăz și tărâțe de grâu, în care:

[NUME_REDACTAT] Concentrate = concentrat de târâte de ovăz

Adition of fibers = adăugarea de fibre

[NUME_REDACTAT] = târâțe de grâu

Number of Peak = numărul de vârfuri

[NUME_REDACTAT] = forța maximă

WG = cereale integrale

Modificările proprietăților mecanice au fost legate de variațiile mărimii celulei și structurii peretelui celular (Figura 4).

– Fără adaos de fibre (F0-), se observă doar modificări minore ale porozității și dimensiunii celulei, iar aceste modificări au loc atunci când conținutul de cereale integrale crește datorită creșterii în același timp a grosimii peretelui celular în mod semnificativ, cu 40%-60% în conținut;

– În schimb, adăugând fibre, scade extinderea cerealelor extrudate și, astfel, dimensiunea celulei și porozitatea scad, în timp ce grosimea peretelui celular la nivel general crește, în acord cu creșterea din forța maximă observată.

Figura 4. Structura celulară. Analiza componentelor principale pe baza datelor în ceea ce privește structura: harta similară a componentelor 1 și 2. Au fost desenate corpuri convexe pentru procentul conținutului de fibre:0% (F0-), 10% (F10-) și 20% (F20-). Structura principală și atributele de texturi sunt exprimate grafic, în care:

[NUME_REDACTAT] = forța maximă

Number of Peak = numărul de vârfuri

Porosity = porozitatea

[NUME_REDACTAT] = dimensiunea celulei

[NUME_REDACTAT] Thickness = grosimea peretelui celular

surf/vol = volum

Rehidratarea în lapte:

După imersia în lapte se observă o pierdere de duritate și claritate. Duritatea produselor uscate este bine corelată cu cea a produselor înmuiate (Figura 5). O cantitate mică de fibre adăugate pare să ducă la o menținere de duritate atunci când sunt turnate în lapte. Acest lucru este confirmat de măsurători RMN, care arată o penetrare mai lentă a laptelui în granulele pe care le conțin fibrele (Figura 5).

Figura 5. Corelații între forțele maxime măsurate pentru cereale extrudate uscate și înmuiate, în care:

F (max) soaked extruded cereals = cereale extrudate înmuiate

Fitting curve = curba de montaj

F (max) dry extruded cereals = cereale extrudate uscate

Figura 6 prezintă o secvență de imagine a Tomografiei de [NUME_REDACTAT] (OCT) pentru un experiment de rehidratare. Granulele cerealelor sunt fixate într-un cilindru de lapte semi-degresat care se toarnă la temperatura camerei până la 80% din înălțimea granulei.

Imaginile sunt ordonate de la a) la h), în funcție de progresul de rehidratare în timpul experimentului. La început, laptele nu este vizibil de-a lungul suprafeței superioare a cerealelor (Figura 6a). Apoi, puțin lapte este vizibil într-o imagine, locul fiind indicat de o săgeată neagră (Figura 6b). De la figura 6c și până la figura 6h, din ce în ce mai mult lapte devine evident de-a lungul suprafeței superioare a granulelor cerealelor, concomitent cu micșorarea înălțimii cerealelor.

Figura 6. Succesiune de imagini date de Tomografia de [NUME_REDACTAT] (OCT) ce arată procesul de rehidratare în lapte semi-degresat al cerealelor extrudate.

Imaginile sunt ordonate de la a) la h) în funcție de progresul în timp.

Dimensiune imagine: 4 x 1,5 mm2.

Tomografia de [NUME_REDACTAT] a făcut posibilă vizualizarea calității de acoperire (când se observă granulele uscate) și de asemeni urmările procesului de rehidratare în lapte al cerealelor extrudate: prăbușirea structurii care este scufundată în lapte poate fi urmărită și cuantificată.

Figura 7 reprezintă variațiile normalizate împotriva coeficientului de variație pentru trei cereale extrudate atât acoperite cât și non-acoperite.

Diferențele de comportament ale probelor diferite sunt observate prin traiectoria lor, care ar putea fi legată de procesul de hidratare.Cu cât adăugarea de fibre este mai mare, cu atât traiectoria este mai scurtă, ceea ce relevă o hidratare mai scăzută. Cele două eșantioane (F20 WG60 OBC și F10 WG60), având mai mult cu 20% concentrat de târâțe de ovăz și respectiv 10% tărâțe de grâu, arată traiectorii mai mici decât proba F0 WG60, fără adaos de fibre. În plus, RMN subliniază faptul că diferențele în proprietățile de rehidratare în cerealele extrudate acoperite și non acoperite filmate, par a fi dependente de conținutul și compoziția de bază a cerealelor.

Figura 7. Caracteristicile relevate de RMN în ceea ce privește hidratarea cerealelor, în care:

Normalized spațial variability = Variabilitate spațială normalizata

hydration level = nivelul de hidratare

Multiplicative normalized hydration level = Nivelul de hidratare multiplicativ normalizat

F20 WG60 OBC coated A = F20 Cereale integrale 60 Concentrat de târâțe de ovăz acoperit A;

F20 WG60 OBC non coated = F20 Cereale integrale 60 Concentrat de târâțe de ovăz neacoperit;

F20 WG60 OBC coated B = F20 Cereale integrale 60 Concentrat de târâțe de ovăz acoperit B;

F20 WG60 OBC non coated B = F20 Cereale integrale 60 Concentrat de târâțe de ovăz neacoperit B;

F10 WG60 WB coated B = F10 Cereale integrale 60 Târâțe de grâu acoperite B;

F10 WG60 WB non coated B= F10 Cereale integrale 60 Târâțe de grâu neacoperite B;

F0 WG60 coated A = F0 Cereale integrale 60 acoperite A;

F0 WG60 non coated A = F0 Cereale integrale 60 neacoperite A;

F0 WG60 coated B = F0 Cereale integrale 60 acoperite B;

F0 WG60 non coated B = F0 Cereale integrale 60 neacoperite B.

D. [NUME_REDACTAT] studiu a arătat că evaluarea structurii cerealelor extrudate poate duce la o mai bună înțelegere a efectului de adăugare de fibre asupra proprietăților: textură și rehidratare. Aplicarea de metode inovatoare, cum ar fi tomografia de coerență optică și imagistică prin rezonanță magnetică, s-au dovedit a fi utile în cuantificarea proprietăților structurale.

În viitor, relația dintre o analiză cantitativă a modificărilor structurale în cerealele extrudate expandate cu conținut ridicat de fibre și proprietățile texturii finale va fi utilizată pentru a defini condițiile de proces optimizate și rețete pentru o satisfacție a consumatorilor (24, [NUME_REDACTAT]-Berces, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Correa, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Hélène Chanvrier).

3.2. EFECTUL -AMILAZELOR CEREALIERE ȘI A ENDOXILANAZELOR ASUPRA AMIDONULUI ȘI GLUCIDELOR ÎN PROCESUL DE PANIFICAȚIE ÎN CEEA CE PRIVEȘTE ÎNVECHIREA ȘI CALITATEA PÂINII

Procesul de panificație poate fi împărțit în 3 operații de bază: frământare, fermentare (odihnă și dospire) și coacere. Cel mai simplu procedeu de fabricare a pâinii este procedeul direct, în care toate ingredientele sunt amestecate pentru a obține aluatul. După odihnă aluatul este divizat, rotunjit, modelat, dospit și copt. Când pâinea este scoasă din cuptor, după coacere, începe o serie de schimbări, care poate conduce, eventual, la o deteriorare a calității. Aceste schimbări nedorite, care au loc, în timp, sunt denumite generic învechire. A fost acordată o foarte mică atenție efectelor pe care variațiile procesului tehnologic de fabricare a pâinii le au asupra învechirii. Se consideră că amidonul joacă un rol important în învechirea pâinii (Kulp și Ponte, 1981). Schoch și French (1947) au sugerat ca învechirea pâinii a fost provocată de agregarea reversibilă la căldură a amilopectinei și nu de retrogradarea amilozei, care are loc în timpul perioadei inițiale de răcire. În concordanță cu importanța amidonului în ceea ce privește învechirea pâinii, adaosul de -amilaze (care se formează prin modificarea enzimatică a amidonului), întârzie învechirea (Herz, 1965; Kulp și Ponte, 1981). Rezultatele lui Martin și Hoseney (1991) și Akers și Hoseney (1994) au sugerat ca dextrinele cu lanțuri scurte, DP 4-9, întârzie învechirea pâinii. Pâinile cu adaos de -amilaze bacteriene și fungice se sfărămițează într-un grad mai mic decât pâinile care nu au adaos de enzime. -amilazele cerealiere nu au avut efect contra sfărămiciozității, și extractele obținute din pâinile tratate cu aceste enzime nu au conținut dextrine cu lanțuri scurte. Totuși, s-a observat că prezența -amilazei cerealiere induce o scădere a recristalizării amilopectinei în miezul de pâine, măsurată prin calorimetrie cu scanare diferențială (DSC) (Siljeström și alții, 1988), (22, Poutanen, K.).

De decenii, enzimele și emulgatorii au fost utilizați că agenți împotriva învechirii în panificație. Datorită schimbărilor care au avut loc în industria de panificație și a cererii crescute pentru produse mai naturale și cu „etichetă curată”, enzimele și cantitatea mai mare de fibre vegetale și-au câștigat o mai mare importanță în rețetele de fabricare a pâinii, în care înlocuiesc aditivii, cum ar fi oxidanții sau emulgatorii. Utilizarea amilazelor din surse cerealiere, este cunoscută de mulți ani. Totuși, este binecunoscut faptul că amilazele cerealiere, au un efect limitat contra învechirii, în timp ce -amilaza bacteriană termostabilă are un efect negativ asupra calității produselor finite, în ceea ce privește miezul gumos și lipicios.

Amilazele comerciale utilizate în industria de panificație sunt, în general, -amilaze care hidrolizează, în mod specific, legăturile -1,4-glicozidice ale moleculelor de amiloză și amilopectină din amidon. Produse mai cunoscute sunt amilazele cerealiere, derivate din malț de orz și amilaze fungice din Aspergillus oryzae. Aceste enzime sunt eficiente asupra amidonului deteriorat hidrolizat parțial și sunt adăugate, adeseori, ca „corectori ai fainii”, pentru a-i conferi fainii proprietățile dorite, cum ar fi creșterea în cuptor și culoarea brună a cojii. Aceste amilaze au un efect limitat contra învechirii, datorită termostabilității lor limitate și sunt, în cea mai mare parte, inactivate înainte de gelatinizarea amidonului în timpul coacerii.

Amilazele, -amilaza, -amilaza și glucoamilaza, acționează asupra amidonului, diferit, producând dextrine, maltoză și glucoză, reducând capacitatea amidonului de a lega apa. Această acțiune mărește cantitatea de apă utilă care poate interacționa cu alte componente ale aluatului, micșorând consistența acestuia.

Glucidele proprii ale făinii sunt în procente de 1,1 % – 1,8 %, insuficiente pentru fermentație. Formarea maltozei are loc prin acțiunea comună a -amilazei și -amilazei. -amilaza atacă granula intactă cu viteză mică, apoi intervine -amilaza.

Adaosul de -amilază exogenă mărește capacitatea făinii de a forma glucide (Banu și alții, 1987).

Amilaza se adăuga, în aluat, în 2 scopuri:

– pentru a ajuta la formarea maltozei și glucozei, ca substraturi pentru fermentarea drojdiei;

– pentru a interfera cu retrogradarea amidonului.

Aceste 2 obiective sunt realizate în etape diferite ale producției, primul în timpul fermentației, al doilea în cuptor.

În timpul fermentației maielei, o parte din amidon este convertit la glucide, rezultând un sistem mai fluid decât cel inițial.

Una din cauzele prelungirii prospețimii constă în faptul că prin adaos de -amilază crește cantitatea de amidon hidrolizat, respectiv scade cantitatea de amidon care gelifică. Acesta suferă la coacere o gelificare mai completă decât în lipsa -amilazei, ca urmare a unei cantități mai mari de apă disponibilă, și la depozitarea pâinii este retrogradat mai lent. O anumită contribuție la menținerea prospețimii o au și dextrinele acumulate în miez.

Enzima nu inhibă formarea zonelor cristaline, sau inhibarea este neînsemnată, iar prin ruperea lanțurilor de amidon zonele cristaline sunt separate unele de altele, împiedicându-se astfel formarea unei rețele cristaline continue, care rigidizează miezul. Întârzierea învechirii se realizează la doza de amilază bacteriană sub o unitate SKB/100 g făină.

Figura 8. Acțiunea diferitelor amilaze asupra amilopectinei.

-amilaza hidrolizează legăturile -1,4 interne din lanțurile poliglucozidice ale amilopectinei. Fiecare caz generează un nou capăt nereducător al lanțului, care poate fi alt punct de atac pentru -amilaza, așa că acțiunea concertată a celor două enzime mărește producerea maltozei din amilopectina solubilă.

Legăturile -1,6 din amilopectină pot fi hidrolizate de un alt tip de amilază, numită pullulanaza (se găsește în Bacillus pullulans sau în alte microorganisme) sau izoamilaza (din surse vegetale). În acest moment, aceste enzime nu sunt folosite în industria de panificație, ci numai în industria amidonului.

În făina de grâu, amidonul susceptibil la hidroliza -amilazei este cel deteriorat, cu granule sparte în timpul procesului de măcinare sau deteriorate prin încălzire.

Aproximativ 5 – 7 % din amidonul din făină de panificație are pereții celulari rupți în timpul procesului de măcinare.

Granulele de amidon deteriorate absorb mai multă apă decât cele întregi și-și aduc, astfel, contribuția la nevoile de absorbție a apei de către faină.

Cu cât acțiunea mecanică de măcinare și sticlozitatea grâului sunt mai mari, cu atât gradul de deteriorare este mai mare (5, Banu si alții).

Grânele moi, făinoase, au amidon cu grad redus de deteriorare, deci cu atacabilitate mică față de enzime. Între tăria grâului și amidonul deteriorat există o relație (- 0,77).

Substratul pentru drojdie, realizat prin acțiunea amilazei, este maltoza. Drojdia folosește glucoza și fructoza mai repede decât maltoza, deoarece îi trebuie timp să sintetizeze maltaza (Sanderson, 1983). Pe de altă parte, amilaza necesita timp pentru a hidroliza amidonul, așa că, luând în considerare cei 2 factori, se realizează rapid că, folosirea amilazei pentru a alimenta nutriția drojdiei este eficientă numai în aluaturi care au un timp relativ lung de fermentare și care conțin zahăr puțin sau chiar deloc (9, Colonna, P., Buleon, A.).

Folosirea -amilazei a fost sugerată pentru a mări volumul pâinii (Beck, Johnson și Miller, 1957; Rubenthaler, Finney și Pomeranz, 1965; Berger și Grandvoinnet, 1974). Dextrinele formate în timpul fermentației (Beck, Johnson și Miller, 1975) iau parte la reacțiile de culoare Maillard, în timpul coacerii, și contribuie la culoarea crustei (Stauffer, 1990), (26, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]). La un adaos de 0,02 – 0,5 % preparat amilolitic de Aspergillus awamori, în raport cu făina, se reduce durata de fermentare de 1,5 ori (6, Banu, C. și alții).

Stabilirea unui mecanism împotriva învechirii:

Învechirea pâinii a fost cercetată de peste 150 de ani, dar mecanismul precis este, încă, departe de a fi înțeles, dezbaterile continuând, de asemenea, și în legătură cu natura proceselor implicate. Există numeroase studii asupra modului de acțiune al Novamyl și al altor amilaze.

Consensul în aceste studii pare să fie acela că schimbările produse în amidonul modificat, în special, în amilopectină, de către -amilaza joacă un rol principal, major în efectul contra învechirii.

În studii mai recente s-a arătat că Novamyl produce, în principal, DP2, de exemplu maltoza. Ea produce, de asemenea, fracții mici de DP1 – DP6 într-un gel de amidon și apă, care are o proporție similară amidon: apă ca și pâinea normală, în timp ce -amilaza fungică eliberează cantități mici de DP1 – SP12. Alte studii au arătat că Novamyl poate elibera maltodextrine lineare până la cel mai puțin DP7 în actualele condiții de panificație, în timp ce -amilaza și glucoamilaza formează numai maltoză și, respectiv glucoză.

Dextrinele produse de către amilaze în pâinea coaptă dau diferite distribuții ale dextrinelor față de pâinea martor, totuși, ele pot fi corelate, fără dubii, cu schimbările în rata de învechire. Aceste dextrine produse în pâinea coaptă au o funcție diferită față de maltodextrinele adăugate.

Există două teorii privind mecanismele principale de învechire, propuse și dezbătute de mai mulți cercetători. Una este propusă de Martin și Hoseney despre interacția dintre gluten și amidon. Ei au argumentat că dextrinele produse de amilaze în pâine sunt ele însele agenți contra învechirii, care previn interacția dintre gluten și amidon. O altă teorie este teoria propusă de Zobel și Kulp, în care structura amilopectină – amidon se schimbă.

Pululanaza crește retrogradarea amidonului, din cauză că producerea de dextrine – polimer linear insolubil prin degradarea legăturilor -1,6 crește recristalizarea amidonului.

-amilaza maltogenică reduce suprafața endotermică (entalpia J/g), în mod semnificativ, după păstrare 2 – 9 zile. Faptul că Novamyl are un asemenea efect în gelul apă – amidon, fără ca glutenul să fie implicat, arată că mecanismul de învechire nu se datorează numai interacției dintre gluten – amidon.

Rezultatele prezentate în diferite studii acreditează ideea că efectul contra învechirii al Novamyl se datorează faptului că aceasta enzimă hidrolizează legăturile -1,4 ale amilopectinei în timpul gelatinizării amidonului la coacere, astfel încât recristalizarea amilopectinei modificate se reduce, așa cum se poate vedea din figura 11. De asemenea, formarea dextrinelor solubile produse în pâinea coaptă poate să joace un rol. Granulele de amidon cu amilopectină modificată sunt mai flexibile, având ca rezultat o elasticitate a miezului îmbunătățită. În contrast cu -amilaza bacteriana termostabilă și -amilaza fungică acidă, Novamyl nu degradează, în mod excesiv, amidonul.

[NUME_REDACTAT] modificată de către

Novamyl, care produce dextrine solubile

Figura 9. Un posibil model al amilopectinei modificate de către Novamyl.

Un alt factor care este important pentru efectul unic contra învechirii al preparatului Novamyl este stabilitatea să intermediară la temperatură. Așa cum se poate vedea în figură următoare, Novamyl este activă în fazele A și C, unde poate degrada amiloza și amilopectina, având ca rezultat dextrine solubile mici de DP1 – DP7 și amilopectină modificată.

Figura 10. Schimbarea temperaturii în centrul bucății de pâine în timpul coacerii, în care:

A: Umflarea granulelor de amidon

B: Amiloza începe să treacă în spațiul intergranular

C: Masa de amidon este gelatinizata

D: Novamyl – Temperatura optimă pentru degradarea amilozei și amilopectinei

E: Novamyl este inactivată

Mulți factori demonstrează diferența unică dintre Novamyl și alte amilaze cunoscute. Totuși, adevăratul mod de acțiune care-i conferă Novamyl efectul contra învechirii continua să fie, încă, ambiguu și adevărata corelație a diferitelor descoperiri cu explicarea efectului unic al acestei enzime speciale rămâne, încă, neclar, atâta timp cât mecanismul învechirii este necunoscut (12, Hegenbart, S.).

Studii recente sugerează faptul că dextrinele produse de -amilaze contra învechirii sunt direct implicate în întârzierea procesului de învechire. Au fost prezentate experimente care verifică această ipoteză folosind o nouă metodă de extracție a dextrinei la 90oC în prezența papainei (16, Martinez-Anaya, M.A).

Postulatul de bază rămâne: învechirea în pâinea netratată este un rezultat al creșterii interacțiilor, cu precădere legături de hidrogen, dintre granula de amidon umflată și fibrele proteice ale matricei glutenului. Se sugerează că scăderea ratei sfărămiciozității în pâinile tratate cu amilază nu este un rezultat direct al prezenței dextrinelor, dintre care unele sunt asociate cu matricea proteică într-un mod nespecific, ci din cauză că granula de amidon umflată s-a modificat într-un asemenea mod încât este mai puțin disponibilă pentru interacția cu fibrele proteice. Această ipoteză este consistentă, cu observația că pâinile tratate cu glucoamilaza se învecheștc cu o rată mai lentă decât pâinile martor, dar au un conținut de dextrine DP 3 – 7 comparabil. Amidonul a fost modificat prin tratamentul cu amilază, astfel încât granula de amidon umflată este mai puțin disponibilă pentru interacția cu fibrele proteice.

Preparatele amilolitice se pot adăuga în mori sau în fabrici de pâine, ultima fiind mai răspândită; acestea se introduc, de regulă, în faza de aluat.

Unele dintre cele mai utilizate preparate amilolitice sunt ingredientele pe bază de malț.

Ingredientele pe bază de malț – făinurile conțin, în mod natural, amilaze. Acest lucru este valabil și pentru alte cereale în afară de grâu. Când grânele încolțesc, conținutul de -amilază crește foarte mult. În consecință, grânele maltificate, cum ar fi malțul și grâul, pot fi folosite ca ingrediente care conțin -amilază.

Acestea sunt:

– făina de malț – folosită, frecvent, de morari pentru a standardiza conținutul de -amilază al fainii de grâu, deși se regăsește, adeseori, ca ingredient în crackers și anumite pâini. Se obține din grâu sau orz germinat, uscat și măcinat pentru a da o faină fină;

– extracte de malț și siropuri din malț germinat – după măcinarea boabelor uscate, aceste ingrediente au fost obținute printr-o serie de etape de extracție și concentrare, care conservă activitatea -amilazică.

– siropuri de malț diastatic – sunt obținute în același mod, dar pornind de la un amestec de porumb și orz. Acestea produc siropuri diastatice, care conferă mai puțină aroma de malț decât siropurile și extractele normale, dar același nivel al activității enzimatice.

– sirop de malț nediastatic – procesul de obținere este același, dar produce un ingredient fără activitate -amilazică. Acesta este folosit pentru aroma și culoarea cojii.

Preparatele de malț (făină de malț, extract de malț, diamalț) conțin cantități însemnate de proteaze, activate în timpul încolțirii odată cu amilazele. Preparatele de malț conțin, de asemenea, produse de hidroliză: maltoză, polipeptide, aminoacizi.

Făina de malț se amestecă cu făina de prelucrat, extractul de malț se adaugă ca atare, iar diamalțul se dizolvă în prealabil în apă. Un adaos de 0,25 – 0,4 % faină de malț, corespunde la 10 – 15 unități -amilază/100 g făină (15, [NUME_REDACTAT]).

Amiloglucozidaza exogenă

Amiloglucozidaza este o enzimă amilolitică. Ea nu este prezentă în grâu și în făină de grâu. Spre deosebire de – și -amilaza, amiloglucozidaza hidrolizează nu numai legăturile glucozidice -(1,4), ci și legăturile -(1,6).

Hidrolizează amidonul formând glucoza ca produs final. Prezența acestei enzime în aluat intensifică procesul de fermentare prin creșterea cantității de glucoză. Din diferite studii, s-a constatat că efectul enzimei asupra creșterii volumului pâinii este mai mare decât al -amilazei. Astfel, 25 mg glucoamilază/100 g făină determină obținerea unei pâini cu volum mai mare decât adaosul a 40 unități SKB de -amilază fungică (5, Banu, C. și alții).

În panificație se folosește amiloglucozidaza fungică obținută din Aspergillus niger și Aspergillus delemar, fiind preferată cea din Aspergillus niger, care are stabilitatea termică mai bună. Rămâne activă până la 70°C, ceea ce face că efectul ei asupra volumului pâinii să fie mai mare față de cea obținută din Aspergillus delemar.

Efectul amiloglucozidazei asupra creșterii volumului pâinii este mai mare decât al -amilazei. Asocierea ei cu -amilaza mărește cantitatea de glucide fermentescibile în aluat și volumul pâinii. Când se utilizează în combinație cu -amilaza bacteriană, se previne formarea miezului lipicios și se elimină efectele supradozării accidentale cu -amilaza.

Amiloglucozidaza este recomandată în tehnologia aluaturilor congelate, deoarece ea pune la dispoziția drojdiei, slăbite în urma congelării, glucoză, pe care o poate fermenta direct, fără să fie necesară inducerea de enzime, cum este cazul în fermentarea maltozei (8, Bordei, D., Teodorescu, F., Toma, M.).

În făină integrală de secară panificată, în care arabinoxilanii sunt decisivi pentru calitatea pâinii, schimbările induse de enzime au fost reflectate în fragmentarea pereților celulari și în schimbările de microstructura ale pâinii. Fragmentarea pereților celulari și depolimerizarea au avut ca rezultat un aluat mai moale și, probabil, au influențat distribuția apei intre pentozani și amidon. Influența enzimelor asupra distribuției apei, atât în aluat, cât și în pâine poate fi unul dintre motivele pentru rezultatele favorabile asupra volumului, texturii și stabilității. S-a sugerat faptul că folosirea xilanazei ar putea provoca redistribuirea apei din pentozani în faza gluten, favorizând extensibilitatea și având ca rezultat o comportare mai bună la coacere. De asemenea, s-a sugerat faptul că dextrinele produse de -amilaza ar putea să fie în competiție, pentru apă, care este legată, în mod normal, de amidonul gelatinizat, gluten și alte componente insolubile ale miezului pâinii.

Îmbunătățiri ale volumului pâinii au fost prezentate ca fiind obținute atât cu preparate enzimatice de -amilaze cât și cu preparate xilanolitice; mai mult, s-a arătat că folosirea simultană a -amilazei și xilanazei are un efect aditiv. Enzimele pot servi ca mijloc pentru a contrabalansa reducerile de volum ale pâinii datorate schimbărilor nefavorabile ale calității de panificație ale fainii sau folosirii materiilor prime necerealiere. A fost prezentată clonarea succesivă atât a genelor de -amilază, cât și de xilanază în drojdia de panificație, ceea ce a condus la obținerea de tulpini de drojdie, care îmbunătățesc calitatea pâinii, atât în ceea ce privește creșterea volumului, cât și reducerea învechirii.

Endoxilanaza este cea mai eficientă hemicelulază în procesul de fabricare a pâinii. Ea hidrolizează atât araboxilanii solubili în apă, cât și araboxilanii insolubili în apă, în oligomeri relativ mari. Degradarea în fragmente mai mici are loc puternic cu aceste tipuri de enzime.

Adăugarea endoxilanazei din Aspergillus niger la pâine conduce la o creștere a solubilizării araboxilanului de până la 10 – 30 %. Fără adăugarea enzimei, 15 – 20 % din pentozanii neextractibili sunt solubilizați de xilanaze endogene prezente în făina de grâu. Adăugarea endoxilanazei dublează această cantitate, ajungându-se la o creștere de 40 – 65 % a vâscozității extractelor de aluat.

Scindarea pentozanilor și solubilizarea lor ajuta la ameliorarea toleranței aluatului și pâinea rezultată are un volum mai mare.

Există diferențe între produșii de reacție și pentru endoxilanaze de origini diferite. Astfel, endoxilanaza fungică (Aspergillus oryzae) hidrolizează pentozanii solubili și pe cei insolubili în apă, formând oligomeri cu masă moleculară relativ mare, în timp ce endoxilanaza din alte surse (Trichoderma reesei) formează oligomeri cu masa moleculară mică și glucide simple.

În ceea ce privește efectul xilanazelor din Aspergillus niger și din Trichoderma reesei, ambele au un efect pozitiv pentru volumul pâinii, dar ultima conduce la obținerea de aluaturi moi, lipicioase și pâine cu miez cleios. Această creștere a lipiciozității aluatului este, probabil, rezultatul faptului că oligoglucidele cu masa moleculară mică nu pot lega apa în aceeași măsură ca moleculele mari, inițiale (Maarten van Oort și alții, 1995).

Totuși, nu s-a demonstrat, încă, în mod clar, dacă există diferențe în folosirea celor două pentozanaze din Aspergillus și din Trichoderma. De asemenea, nu este cunoscut dacă endo-pentozanazele sunt preferate exo-pentozanazelor sau dacă este necesar un anumit raport între cele două pentru o acțiune optimă a enzimei.

Faptul că endoxilanaza este capabilă să hidrolizeze numai legăturile din catena principală în resturi xilopiranozil nesubstituit, poate conduce la ideea că gradul de ramificare a xilanului afectează eficienta enzimei. Aceasta ar explica faptul că performanța endoxilanazei fungice variază cu soiul graului din care provine faina. Acțiunea xilanazelor în aluat nu se rezumă numai asupra xilanilor și/sau arabinoxilanilor, ci și asupra complecșilor acestora cu alte componente ale fainii, în particular cu proteinele glutenice. Acțiunea pozitivă a xilanazei în aluat poate fi atribuită diminuării conținutului de pentozani insolubili și faptului că apa pusă în libertate de către pentozanii solubilizați prin hidroliză devine disponibilă pentru formarea glutenului (25, Vasilescu, I).

CAPITOLUL 4. CEREALELE ȘI IMPORTANȚA LOR ÎN ALIMENTAȚIE

4.1. INFLUENȚA TEMPERATURII ȘI UMIDITĂȚII ASUPRA CEREALELOR RECOLTATE FOLOSITE ÎN PROCESELE DE PRELUCRARE

Produsele de morărit și panificație au la baza cerealele, ce fac parte din familia gramineelor care cuprinde circa 3900 de specii. Cele mai consumate în țara noastră sunt grâul și porumbul, după care urmează orezul, secara, orzul și ovăzul. Conținutul lor în fibre vegetale variază în limite restrânse de la o specie la alta, dar diferă și în funcție de soiul sau hibridul utilizat în înființarea culturilor, fiind știut faptul că varietățile performante au un conținut mult mai ridicat în substanțe nutritive.

Zona de vest a țării noastre este caracterizată printr-un potențial pedoclimatic favorabil cultivării acestor cereale. De asemenea, în zona se cultivă soiurile și hibrizii care prezintă cele mai bune randamente, atât în ceea ce privește producția obținută/hectar, cât și conținutul optim în fibre vegetale pentru optimizarea proceselor de morărit și panificație, deoarece, cerealele nu se consuma ca atare, ci sunt supuse în prealabil la diferite prelucrări industriale în urma cărora se obțin crupe (semințe decorticate cum este orezul decorticat, arpacaș din grâu sau orz), griș, făină (zdrobirea și transformarea boabelor într-o masă pulverulentă cu particule mai mari sau mai mici, prin măcinare), fulgi (prin laminarea boabelor de cereale decorticate și prăjite sau opărite cu vapori de apă), produse expandate (obținute prin încălzirea bruscă a semințelor și crupelor, fie prin detonare: faina ușor umezită se supune unei presiuni foarte mari, urmată de o trecere bruscă la o presiune obișnuită, ceea ce provoacă o destindere a aerului comprimat și transformarea într-un corp spongios).

Cerealele și derivatele din cereale sunt alimente sărace în apă (10-16%), fiind bogate în glucide reprezentate în proporție de 60-80%, prin amidon și 1-6% prin alte glucide asimilabile; acoperă 70-80% din nevoia organismului în aceste substanțe nutritive și 30-50% din trebuințele energetice.

Fiind sărace în apă, cerealele se pot păstra timp îndelungat. Totuși, dacă nu se respectă anumite condiții de recoltare și depozitare, ele se pot altera. Fiind țesuturi vii, ele continua să respire, adică să absoarbă oxigen și să elibereze bioxid de carbon, apă și căldură, care dacă nu se pot degaja din masa produselor depozitate (depozitate în grămezi mari, magazii și silozuri umede, cu o ventilație defectuoasă), fac să crească temperatura și umiditatea, care duc la apariția fenomenului de încingere și germinare, mucegăire, fermentare și alte modificări nedorite. Creșterea temperaturii și umidității crează în același timp condiții favorabile pentru dezvoltarea microorganismelor care accelerează aceste procese.

În produsele încinse are loc o stimulare a activității enzimelor amilotice, ducând la creșterea cantității de glucide simple și a proporției de dextrine. Prin creșterea activității enzimelor proprii la care se asociază activitatea enzimelor elaborate de bacterii, se produce degradarea glutenului și râncezirea grăsimilor.Ca urmare produsele își modifica proprietățile organoleptice: se închid la culoare, mirosul devine neplăcut, apare un gust acru sau amar.

Umiditatea și temperatura crescute, care intensifică activitatea enzimelor proprii duc la încolțirea boabelor. În timpul încolțirii crește foarte mult activitatea amilazelor, care hidrolizează o parte din amidon în dextrine și maltoză, iar proteazele active scindează o parte din proteine în albumoze, peptone și aminoacizi, ceea ce micșorează calitatea proteinelor (glutenului). În același timp prin hidroliza grăsimilor și a fitaților apar acizi grași și fosfați acizi care împreună cu produșii de fermentare a glucidelor măresc activitatea boabelor germinate.

Cerealele cu umiditate mare, încinse și germinate, constituie medii favorabile dezvoltării mucegaiurilor, drojdiilor și bacteriilor. Mucegăirea și fermentarea înrăutățesc proprietățile organoleptice și de panificație. În plus, capacitatea unor ciuperci de a produce o serie de substanțe toxice cunoscute sub numele de micotoxine, prezintă un interes deosebit din punct de vedere medical. Astfel, este cunoscut de multă vreme ergotismul, cauzat de ciuperca Claviceps purpurea (Secale cornutum) care atacă secara, dar și alte cereale precum grâul și orzul. În funcție de concentrația alcaloizilor poate provoca intoxicații acute manifestate prin colici abdominale, vărsături, convulsii, sau cronice (gangrena uscată a membrelor).

Specii de Penicillium produc diferite substanțe ca citrina, citroviridina, patulina, luteoskirina, rugulozina, cu acțiune puternic hepatotoxică, unele dovedindu-se chiar cancerigene.

Interesul medical pentru cerealele mucegăite a crescut considerabil după descoperirea toxinelor (1960), microtoxine secretate de specii de mucegaiuri din genul Aspergillius dar și de specii din alte genuri, care au acțiune hepatotoxică, cancerigena, teratogena și mutagena. De asemenea, mucegaiuri din genurile Aspergillius, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, Mucor, în condiții favorabile sintetizează micotoxine ce exercită diferite efecte nocive: cancerigene, hepatotoxice, teratogene, anemiante, leucopenizante.

Cerealele necoapte sau încolțite, precum și umiditatea au efecte nefavorabile asupra materiilor prime (obținute prin prelucrarea lor) folosite.

În cazul cerealelor încolțite sub acțiunea diastazelor care se dezvoltă, amidonul este transformat în maltoză și dextrină care pot fermenta mai departe descompunându-se; glutenul se solubilizează pierzându-și elasticitatea. În cazul fainii umezite, amidonul suferă o serie de modificări trecând prin stadiul de zaharuri solubile, acid lactic și acid butiric, când faina capăta un miros specific de faină aprinsă și un gust iute și amar. Pentru a evita aceste efecte negative, o atenție deosebită trebuie acordată atât momentului recoltării cerealelor, cât și depozitarea acestora.

Depozitarea cerealelor se poate face în silozuri metalice sau din beton. Depozitarea cerealelor în silozuri verticale prezintă foarte multe avantaje, inclusiv economia de spațiu și prevenirea pierderilor ce se pot produce în timpul utilizării altor procedee de depozitare. Silozurile pot fi din beton sau din oțel, cele din oțel conferind condiții optime în ceea ce privește depozitarea.

Pentru a reduce creșterea temperaturii, aerarea în silozuri este foarte importantă. Aerarea înseamnă deplasarea unui volum relativ mic de aer prin masa de cereale cu scopul de a controla temperatura cerealelor și de a diminua riscul degradării produsului. Aerarea înseamnă deplasarea unui volum relativ mic de aer prin masa de cereale cu scopul de a controla temperatura cerealelor și de a diminua riscul degradării produsului.

Răcorirea cerealelor la temperaturi de până la 17oC inhiba suficient de repede ciclul de dezvoltare al insectelor dăunătoare cerealelor, astfel încât acestea nu se mai pot înmulți și nu mai degradează calitatea cerealelor. Calderwood (1984) a arătat că, controlul dezvoltării insectelor prin metoda aerării este cel mai important criteriu în cazul depozitarii pe termen lung a orezului brut.

În ceea ce privește umiditatea cerealelor, dacă aceasta este foarte mare (acest lucru datorându-se și alegerii momentului recoltării în mod necorespunzător), microorganismele se pot dezvolta la temperaturi de până la 65-75oC. Căldura rezultată din procesul de respirație a mucegaiurilor și altor microorganisme de depozit determină creșterea temperaturii în masa produsului, ceea ce duce la accelerarea dezvoltării microorganismelor. Acest efect ciclic este prevenit printr-o aerare adecvată, dar numai dacă temperatura mediului este suficient de scăzută.

Grâul este mult mai rezistent la circulația aerului și de obicei este depozitat cu umidități mai mici decât în cazul porumbului. Hellevang și Hirning (1988) au arătat că în cazul graului depozitat pe timpul verii în Dakota de Nord, umiditatea crește cu până la 0.45% în stratul de produs aflat imediat sub acoperiș. În urma unor simulări în laborator s-au evidențiat creșteri similare de umiditate.

Rolul primordial în păstrarea unei temperaturi și a unei umidități optime a cerealelor, revine în primul rând agricultorului care trebuie să știe cu exactitate momentul optim de recoltare pentru fiecare cereală în parte și care în același timp, să acorde o importanță deosebită depozitarii cerealelor, pentru a evita compromiterea producției (10, Costin, I.).

4.2. IMPORTANȚA CEREALELOR ȘI A FIBRELOR VEGETALE PE CARE LE CONȚIN ÎN ALIMENTAȚIE

În esență, compoziția cerealelor este: 14% apă, 10% proteine, 2% lipide, 74% glucide sub formă de amidon și 2% săruri minerale.

Cerealele ar trebui să reprezinte 70%. Pâinea integrală ar trebui consumată mai des, ca și grâul sau orezul integral.

Fibrele din cereale sunt cea mai bună sursă pentru a reduce riscul bolilor cardiovasculare. Ele contribuie la reducerea atât a lipoproteinelor totale dar și a celor cu densitate mică (LDL), responsabile de apariția bolilor cardiovasculare, cât și a colesterolului.

Asigurarea unui aport corespunzător de fibre alimentare se realizează prin consumarea de pâine făcută din făină integrală sau cu conținut bogat de tărâțe.

Fibrele alimentare din tărâțe pot reține cationii metalici prin grupările acide ale glucidelor; acizii biliari neconjugați de intestinul gros sunt absorbiți de către fibrele alimentare și excretați; fibrele alimentare nu sunt substanțe inerte, ele sunt digerate și metabolizate de către microflora din intestin: aproximativ 75% sunt descompuse în acizi grași, apă, dioxid de carbon și metan; fibrele alimentare modifică tranzitul intestinal în șesul scurtării acestuia. La nivelul colonului are loc o interacțiune complexă între fibrele alimentare, acizii biliari absorbiți și bacterii. Fibrele alimentare acționează ca suprafețe la nivelul cărora solviții sunt hidrolizați de către bacteriile enterale în forme mai puțin solubile, care pot fi reabsorbite. Astfel, fibrele pot condiționa activitatea metabolică și gradul de metabolizare bacteriană al diferitelor solviți, inclusiv a acizilor biliari. Experimental, modificarea conținutului alimentar prin creșterea aportului de fibre, argumentează excreția de acizi biliari (14, [NUME_REDACTAT] ș.a.).

Fibrele de grâu, în comparație cu fibrele existente în alte cereale, au efecte mai pregnante în colon în reducerea concentrației de acizi biliari, a compușilor mutagenici și carcinogenici, în inhibarea activității bacteriilor de putrefacție. Se consideră că celuloza și lignina dar și caracteristicile structurale ale tărâței de grâu sunt factori responsabili pentru fermentabilitatea redusă a fibrelor din grâu și capacitatea lor ridicată de legare a apei, a acizilor biliari și a substanțelor citotoxice. Aceste caracteristici induc diferite răspunsuri fiziologice, cu efecte benefice asupra stării de sănătate: ameliorarea funcționării colonului și prevenirea constipației, reducerea riscului de cancer de colon, reducerea riscului de cancer mamar, reducerea riscului de boli cardiovasculare și diabet (21, Mykkanen ș.a., Ylonene).

Orzul și ovăzul au cea mai mare cantitate de β-glucani, prezenți și în celelalte cereale, însă într-o proporție mai mică. β-glucanii au cea mai mare importanță fiziologică. Aceste componente biochimice au efecte benefice în tratamentul diabetului și asupra nivelului colesterolului seric. Cercetările au arătat că prin consum de tărâțe comerciale indicele glicemic este diminuat ușor, datorită capacității β-glucanilor de a crește vâscozitatea soluțiilor, și în consecință a duratei de tranzit gastrointestinal. Diminuarea conținutului de colesterol de către β-glucani este indusă prin: creșterea gradului de excreție a acizilor biliari, diminuarea nivelului insulinei, intensificarea producției de acizi grași cu catenă scurtă prin fermentația β-glucanilor în colon, diminuarea vitezei de adsorbție a grăsimilor, diminuarea activității lipazelor.

Fibrele complexe din secară au un efect favorabil în prevenirea diabetului de tip II, insulinoindependent. Analiza indicelui glicemic la șase sortimente de pâine de secară a condus la obținerea unor valori care au variat între 66 și 97.

Dieta bogată în fibre de secară, are un efect pozitiv în reducerea concentrației de LDL-colesterol și de colesterol total. Reducerea colesterolului apare la un consum de pâine de secară de 195-240 g/zi; în cazul pâinii de grâu această reducere nu apare (26, [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT]). Studiile efectuate pe șobolani au arătat că această reducere este probabil datorată reducerii absorbției acizilor biliari și colesterolului. Făina integrală de secară, prin conținutul ridicat de araboxilani solubili, poate avea efecte similare, de reducere a nivelului colesterolului și a riscului de apariție a bolilor de inimă, ca -glucanii din ovăz.

Acizii grași cu lanțuri scurte, acid butiric, acid propionic, acid acetic, sunt produși în timpul fermentației în colon, realizând reducerea pH-ului și influențând compoziția microflorei. Acidul butiric are rol în protejarea mucoasei intestinale de transformarea malignă (23, Segal, R., Costin, G.M., Moraru, Cătălin, Georgescu), este un nutrient important pentru colonocite. Acizii grași cu lanțuri scurte au și capacitatea de inhibare a sintezei colesterolului hepatic.

Fibrele solubile previn sau reduc absorbția unor substanțe în curentul sangvin: rețin intrarea glucozei în sânge, reduc nivelul de colesterol din sânge. Se găsesc în cantități mari în semințele de ovăz. Absorbind apa, fibrele solubile – pectinele, gumele, mucilagiile, formează o soluție vâscoasă în interiorul tubului gastrointestinal.

Capacitatea de reținere a apei nu depinde doar de solubilitatea fibrelor în apă; pH tubului gastrointestinal, mărimea particulelor de fibre și gradul de procesare al alimentelor bogate în fibre influențează de asemenea capacitatea de reținere a apei și efectele fiziologice ale fibrelor.

Fibrele insolubile din orez au un efect de ameliorare a tranzitului intestinal și de adsorbție a acizilor biliari similar celor din grâu. Excreția acizilor biliari stimulează sinteza de noi acizi biliari din colesterolul disponibil, diminuând nivelul colesterolului din sânge (Moraru și Georgescu, 1999). Fibrele solubile (unele hemiceluloze) au efecte mai accentuate de legare a acizilor biliari.

Fibrele alimentare stimulează masticația, fluxul salivar și secreția de suc gastric, determina senzația de sațietate prin umplerea stomacului și asigură un tranzit intestinal normal.

În ceea ce privește concentrația de fibre la 100 gr de alimente din produse cerealiere, aceasta se poate observa în tabelul 13.

Tabelul 13

Concentrația de fibre la 100 gr de alimente din produse cerealiere (26, [NUME_REDACTAT] pentru Industriile de Morărit și Panificație)

Mărirea în ultimii ani a suprafețelor cultivate cu cereale ar trebui să fie pe deplin justificată, în primul rând pentru rolul pe care îl au în alimentație. Marile companii producătoare de varietăți performante, atât soiuri cât și hibrizi, precum și cercetătorii din domeniul biotehnologiilor alimentare încearcă, prin efectuare de studii experimentale, să găsească modalități de menținere pe timp îndelungat a efectelor benefice pe care compușii cerealieri le au și să afle care sunt cauzele ce duc la degradarea lor.

Demersul este cu atât mai important cu cât, satisfacția consumatorilor este din ce în ce mai exigentă.

CONCLUZII FINALE

Cerealele reprezintă principala grupă de plante cu posibilități de valorificare multiple, dar în primul rând reprezintă sursă de hrană.

Cerealele (grâu, secară, triticale, orz, ovăz, mei, orez, porumb, sorg) au o serie de caracteristici care le fac foarte valoroase și apreciate de către om, ceea ce a făcut ca acestea să constituie din toate timpurile și să rămână și în viitor grupa de plante de cea mai mare importanță pentru existența și activitatea umană, și anume:

– Un raport de 1:6 între proteine și hidrați de carbon, foarte favorabil organismului uman (comparativ cu un raport de 1:3 în cazul leguminoaselor pentru boabe și 1:12 – 1:16 în cazul cartofului);

– Produsele alimentare obținute din cereale pot fi consumate zilnic, fără probleme pentru organismul uman;

– Diferite alternative de utilizare, cerealele putând fi utilizate în alimentația oamenilor, furajarea animalelor și ca materie primă pentru diferite industrii;

– Un conținut scăzut de umiditate (de obicei între 11-14%), ceea ce asigură o bună conservabilitate pe perioade mari de timp și transportul cu ușurință pe distanțe mari;

– Nu-și modifică valoarea nutritivă în timp, acestea fiind folosite la constituirea fondului de rezervă pentru asigurarea hranei oamenilor și animalelor în cazuri speciale, de criză (secetă, calamități);

– O mare plasticitate ecologică, cerealele fiind cultivate pe tot globul;

– Sunt plante anuale ce realizează într-o perioadă relativ scurtă de timp producții mari la unitatea de suprafață.

Cele mai importante cereale, care sunt și cele mai importante plante de cultură cultivate pe glob, sunt următoarele: grâu (223,5 milioane hectare cultivate în 2008), porumb (161,0 milioane hectare cultivate în 2008), orezul (158,9 milioane hectare cultivate în 2008), (4, Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean).

De-a lungul timpului, cercetătorii au acordat o atenție deosebită creării de soiuri și hibrizi care să se adapteze atât condițiilor pedoclimatice cât și cerințelor consumatorilor și, deși au fost create varietăți foarte performante, la nivelul [NUME_REDACTAT] suprafața totală cultivată cu cereale s-a redus în anul 2011 cu 1,07 milioane hectare, ajungând astfel la 56,97 milioane hectare (19, [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT]).

[NUME_REDACTAT] trece printr-o perioadă dificilă, de limpezire și aplicare a unor principii de management modern și performant, la care o contribuție însemnată trebuie să aducă economistul agrar, alături de inginerul agronom. Producția agricolă însumează atât cunoștințe tehnico-economice, dar și biologice-economice, ceea ce scoate în evidență complexitatea acestei ramuri fundamentale ale economiei naționale.

Din cele 23,8 milioane hectare cât însumează teritoriul României, suprafața agricolă a țării este de 14,7 milioane hectare (61,7 %), din care 9,38 milioane hectare reprezintă teren arabil. România se află pe locul 6 din Europa ca suprafață agricolă utilizată (după Franța, Spania, Germania, [NUME_REDACTAT] și Polonia) și pe locul 5 ca suprafață arabilă (după Franța, Spania, Germania și Polonia).

În anul 2011, terenul arabil ocupa circa 62,5% din suprafața agricolă. Cerealele și plantele oleaginoase au ocupat circa 80 % din suprafața arabilă (28,www.insse.ro;)

Este nevoie ca [NUME_REDACTAT] Comunitare să acorde o atenție sporită suprafețelor cultivate cu cereale, mai ales ca potențialul agricol al țării noastre permite cultivarea cu succes a acestora.

În zona de vest a țării se pot cultiva toate cerealele, datorită bunelor condiții pedoclimatice ale zonei, care se pretează la cultivarea nu numai a graului și porumbului dar și a secarei, ovăzului, orzului și orezului.

Toate aceste cereale au un conținut bogat în fibre vegetale, foarte importante în alimentație și cercetătorii din toată lumea și-au îndreptat atenția către efectele lor dar și a cauzelor ce duc la degradarea lor sau gradul de fermentabilitate pe care îl au. Au fost atent studiate toate componentele fibrelor vegetale și prin aplicarea de exemplu a tratamentelor hidrotermice a fost stabilită interacțiunea fibrelor vegetale cu mineralele și proteinele, dar și acțiunea enzimelor amilolitice asupra amidonului, ajungându-se la concluzia că -amilaza (care se formează prin modificarea enzimatică a amidonului) întârzie învechirea produselor de panificație. De aceea, a fost înlocuită încorporarea de aditivi (cum ar fi oxidanții sau emulgatorii) cu încorporarea enzimelor amilolitice și a unei cantități mai mari de fibre vegetale, pentru a satisface cerințele consumatorilor, care sunt îndreptați din ce în ce mai mult către produsele naturale.

Numeroase studii au avut la baza comportamentul alimentelor atunci când, spre exemplu, au fost adăugate fibre din tărâțe de orez la grâu, iar obiectivul a fost modul în care acestea influențează calitatea aluatului dar și pâinea de calitate. Alte studii au avut drept obiectiv determinarea impactului fibrelor asupra caracteristicilor fizice ale pâinii proaspete și uscate, dar și modul în care fibrele alimentare afectează calitatea produselor pe bază de cereale integrale în timpul gătitului prin extrudare, (27, www.sciencedirect.com;)

În acest scop, cercetătorii au analizat textura, structura și proprietățile de rehidratare ale ale cerealelor extrudate, folosind două probe: concentrat de târâțe de ovăz și tărâțe de grâu. Aparatura folosită a fost una ultramodernă, astfel că pentru observarea structurii celulare a fost folosită X-tomografia cu raze, calitatea de acoperire a fost analizată prin tomografia de coerență optică, iar proprietățile de rehidratare ale cerealelor integrale în lapte au fost evaluate de imagistică. Tot acest studiu a fost făcut pentru a se afla în ce mod influențează încorporarea unei cantități de fibre textura și proprietățile celor două probe alese.

O foarte mare importanță în ceea ce privește conținutul procentual în fibre al cerealelor precum și capacitatea acestor fibre de a-și păstra pe o perioadă mai lungă de timp proprietățile, revine tehnologiei de cultivare a cerealelor, iar rolul primordial în stabilirea tehnologiei de cultivare optime revine la rândul lui agricultorului, care trebuie să aibă în atenție următoarele aspecte: gradul de maturizare al semințelor, fertilizarea solului și a cerealelor (urmărindu-se astfel tipul de îngrășăminte folosite, perioada în care sunt aplicate, doza optimă folosită în funcție de cerințele pedoclimatice dar și de cerințele varietății folosite), varietatea folosită (cu cât aceasta este mai performantă, cu atât conținutul în elemente nutritive este mai mare), momentul optim de recoltare și depozitarea corespunzătoare a cerealelor. Un rol foarte important în ceea ce privește cantitatea de fibre din cereale îl are conținutul de fosfor din sol, dat fiind faptul că fosforul contribuie la o bună dezvoltare a sistemului radicular, o masă foliara bogată, rezistență la boli și dăunători, precum și o producție ridicată.

De aceea, cu cât agricultorul stăpânește mai bine tehnologia de cultivare a cerealelor, cu atât producția obținută dar și calitatea ei este mai ridicată, cele două domenii: agricultură și sănătatea condiționându-se și completându-se reciproc în satisfacerea cerințelor actuale ale pieței agroalimentare.

Sănătatea și politicile nutriționale promovează în prezent creșterea conținutului de fibre dietetice în produsele alimentare, mai ales în produsele pe bază de cereale, având drept scop menținerea echilibrului și aportului alimentar al populației de pe întregul Glob, fiind într-o luptă permanentă pentru menținerea sănătății optime a acesteia, date fiind condițiile ecologice și sociale ale mileniului actual, care duc tot mai mult la o alimentație necorespunzătoare și nesănătoasă.

În acest scop, este necesar ca fiecare țară să se implice prin politici agricole și nutriționale, în domeniile agriculturii și al cercetării biotehnologice alimentare pentru a stabili echilibrul optim în ceea ce privește producția de cereale dar și în asigurarea de fonduri necesare cercetătorilor din lumea întreagă, care au încercat de-a lungul deceniilor și încearcă și în continuare să ofere populației varietăți de alimente, ce au la bază o compoziție cât mai sănătoasă și cât mai naturală.

În acest demers, un rol primordial îl are agricultura, fiindcă de suprafața cultivată cu cereale și producția obținută depinde alimentația noastră, iar agricultorii ar trebui să fie încurajați tot timpul în cultivarea de cereale prin oferirea de subvenții și a unui suport eficient de consultanță agricolă, la nivelul fiecărui agricultor și al fiecărei asociații agricole în parte.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Academia de [NUME_REDACTAT] și Silvice – Institutul de Cercetări pentru [NUME_REDACTAT], Zonarea producției agricole 1980-1990, București, 1990;

2. [NUME_REDACTAT], Principii nutritive vitale (esențiale), [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], București, 2011;

3. Atwell, W.A., Wheat flour, [NUME_REDACTAT] of CerealChemists, 2002, www.aacc.net;

4. Axinte M., Gh.V. Roman, I. Borcean, L.S. Muntean, Fitotehnie, [NUME_REDACTAT] Ionescu de la Brad, Iași, 2006;

5. Banu, C. și alții, Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 1987;

6. Banu, C. și alții, Biotehnologii în industria alimentară, [NUME_REDACTAT], București, 2000;

7. [NUME_REDACTAT]., Bîrnaure V., Fitotehnie, [NUME_REDACTAT], București, 1989;

8. Bordei, D., Teodorescu, F., Toma, M., Știința și tehnologia panificației, [NUME_REDACTAT], București, 2000;

9. Colonna, P., Buleon, A., Aspecte noi privind structura și proprietățile amidonului, [NUME_REDACTAT] Morarit-Panificatie, 1992;

10. Costin, I., Tehnologia de prelucrare a cerealelor în industria morăritului, [NUME_REDACTAT], București, 1983;

11. Feldheim și Wisker, Technology and products, VTT Symposium, Internațional rye symposium, 1995;

12. Hegenbart, S., [NUME_REDACTAT] Function în [NUME_REDACTAT], Internet, 1994;

13. [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Geografia fizică a României, [NUME_REDACTAT], București, 2006;

14. [NUME_REDACTAT] ș.a., Whole grain and human health, VTT Symposium, 2001;

15. [NUME_REDACTAT], Biochimia și tehnologia panificației, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], 2000;

16. Martinez-Anaya, M.A., Enzymes and [NUME_REDACTAT], Journal of Agricultural and [NUME_REDACTAT], 1996;

17. [NUME_REDACTAT], Climă, Ape, Soluri, [NUME_REDACTAT], București, 2007;

18. Mincu, I., Segal, B., Segal, R., Popa, E., Orientări actuale în nutriție, [NUME_REDACTAT], București, 1989;

19. [NUME_REDACTAT] și [NUME_REDACTAT] – [NUME_REDACTAT] Politici în [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], iulie 2011, București 2011;

20. Mykkänen ș.a., Whole grain and human health, VTT Symposium, 1995;

21. Mykkanen ș.a., Ylonene, ș. a, Whole grain and human health, VTT Symposium, 2001;

22. Poutanen, K., Enzymes: An important tool in the improvement of the quality of cereal foods, Trends în [NUME_REDACTAT] & Technology, 1997;

23. Segal, R., Costin, G.M., Moraru, Cătălin, Georgescu, L. Alimente funcționale, [NUME_REDACTAT], Galați, 1999;

24. [NUME_REDACTAT]-Berces, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] Correa, [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], Hélène Chanvrier, Effect of fibers and whole grain content on quality attributes of extruded cereals, 11th [NUME_REDACTAT] on Engineering and Food, [NUME_REDACTAT] Science 1, edited by Elsevier, Holland, 2011;

25. Vasilescu, I., Enzimele, [NUME_REDACTAT] Romane, București, 1961;

26. Publicațiile – Cereal chemistry, [NUME_REDACTAT] Word, Journal of [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT] pentru Industriile de Morărit și Panificație, Whole grain and human health, VTT Symposium;

27. www.sciencedirect.com;

28. www.insse.ro;

29. www.wikipedia.com;