Under kommande decennier, stigande globala temperaturer på grund av klimatförändringar kan hindra produktionen av vete i många tempererade regioner där grödan odlas idag. Råvaran till bröd, en av världens mest konsumerade livsmedel, kan bli sällsynta och dyrare som ett resultat.
Cassavamjöl kan delvis ersätta vetemjöl i bröd, särskilt i Afrika och Latinamerika, men dess bakegenskaper är dåliga jämfört med vetemjölets, enligt experter.
För att övervinna denna begränsning, de senaste åren, en forskargrupp genomförde en serie studier utformade för att använda enzymer för att förbättra bakegenskaperna hos kassavamjöl vid brödtillverkning. "Cassavamjöl innehåller mer stärkelse och mindre protein, inklusive gluten. Också, det absorberar mer vatten. Alla dessa faktorer förklarar förmodligen dess relativt dåliga bakningsegenskaper, " förklarar chefsutredaren Leif Horsfeld Skibsted, professor vid avdelningen för livsmedelsvetenskap vid Köpenhamns universitet.
Under ett evenemang i augusti på FAPESP:s huvudkontor som firade resultatet av samarbetet med danska byråer, Skibsted presenterade några resultat av de studier som gjorts med kollegor vid Aarhus Universitet och danska företag Easy Foods och Novozymes. "Syftet med projektet var att ta reda på om kassavamjöl kunde användas i hållbar produktion av bröd, " han sa.
Forskarna började med att uppskatta i vilken utsträckning kassavamjöl kunde ersätta vetemjöl i sammansättningen av ett bröd utan att försämra sensoriska egenskaper som textur, arom, smak och färg i jämförelse med bröd gjort enbart med vetemjöl.
Resultaten av analysen, detaljerad i en artikel publicerad i tidskriften LWT - Food Science and Technology , angav att beroende på typ, kassavamjöl skulle kunna ersätta mellan 20 procent och 30 procent av det vetemjöl som vanligtvis används för att göra bröd utan att väsentligt förändra dess sensoriska egenskaper och utan att försämra jäsprocessen som får degen att jäsa.
"Över gränsen på 30 procent, utseendet, konsistens och smak av bröd gjort med en blandning av vete och kassavamjöl börjar uppvisa skillnader jämfört med bröd gjort med enbart vetemjöl, sa Skibsted.
Enzymatisk förbättring
Dock, kassavamjöl påverkade egenskaperna hos degen som viskositet och retrogradering (kristallisation av stärkelsemolekyler) efter kylning, båda ökade jämfört med enbart vete. Enligt Skibsted, detta kan ha varit på grund av brist på gluten, skillnader i sammansättningen av stärkelsefraktionen i kassavamjöl jämfört med vetemjöl, och begränsad aktivitet av enzymet amylas i kassavamjöl.
För att se om dessa negativa effekter av kassavamjöl kan dämpas, forskarna testade om de enzymer som används av industrin idag skulle förbättra de sensoriska egenskaperna och förändra de strukturella egenskaperna hos bröd gjort med upp till 30 procent kassavamjöl. Bakenzymer används av brödbakare för att öka volymen, skorpans färg och fräschör, bland andra egenskaper, men hade hittills endast prövats i vetedeg.
Genom att fragmentera polysackarider som stärkelse, alfa-amylas ökar brödvolymen med samma andel ingredienser och berikar limpans färg. Amylas bryter också ner stärkelse till korta dextrinkedjor (kolhydrater med låg molekylvikt) för att katalysera jästverkan.
Xylanas ökar brödvolymen genom att förbättra lösligheten av hemicellulosa (en annan polysackarid) i vatten. Det hjälper till att binda vatten och deg för att öka volymen och producera en finare, mer enhetlig smulstruktur, Skibsted förklarade. "Vårt mål var att testa olika enzymer för att försöka hitta den bästa lösningen för framställning av bröd med maniok och vete, " han sa.
I deras första studie, forskarna testade effekterna av svamp och maltogent alfa-amylas, xylanas, lipas, lackas (polyfenoloxidas) och glukosoxidas i bröd gjort med vete och 30 procent sur kassavastärkelse, som, utan enzymer, visar mindre volym, en grövre konsistens och mindre smulporer.
Resultaten av studien, publiceras i tidskriften Europeisk livsmedelsforskning och -teknik , visade att glukosoxidas inte hade någon effekt på brödkvaliteten, medan alfa-amylas tydligt förbättrade sensoriska egenskaper och fysisk struktur. Lipas ökade brödvolymen genom att säkerställa bättre retention av koldioxidgas i degen, och laccase gjorde brödet mjukare.
De bästa resultaten, dock, erhölls genom att använda xylanas. "Detta enzym förbättrade limpans struktur och konsistens genom att göra degen mer formbar, " sa Skibsted. I en senare studie, även publicerad i Europeisk livsmedelsforskning och -teknik , forskarna utvärderade de individuella och kombinerade effekterna av tillsatsen av vatten med xylanas och vatten med laccas på kvaliteten på bröd gjort med 70 procent vetemjöl och 30 procent kassavamjöl. Deras analys visade att en ökning av tillsatt vatten i kombination med xylanas resulterade i en limpa med mer volym. "Brödet var också mjukare och dess struktur mer enhetlig, sa Skibsted.
I en annan studie publicerad i samma tidskrift, forskarna försökte se om komponenterna i vetemjöl kunde aktivera enzymer för att förbättra egenskaperna hos bröd där kassavamjöl ersatte en del av vetemjölet. De fann att ett okänt värmebeständigt element i vete ökade aktiviteten hos xylanaset.
"Detta fynd öppnar för möjligheten att använda enzymer mer rationellt för att förbättra brödkvaliteten, speciellt när en kombination av stärkelsekällor används, som i fallet med blandningar av vete och kassavamjöl, sa Skibsted.
