Hur påverkar betaglukan från havre olika parametrar i bröd?

(1)

Hur påverkar betaglukan från havre olika parametrar i bröd?

Kommer vattenaktiviteten, vattenhalten och texturen att ändras av tillsatt betaglukan?

Författare: Linn Rydholm

Extern handledare: Christian Malmberg Intern handledare: Maria Bergström Examinator: Cornelia Witthöft Termin: VT20

Ämne: Kemi Nivå: Grundnivå Kurskod:2KE01E

Examensarbete

(2)

(3)

Abstract

Betaglucan is a polysaccharide found in, for example, oats. Betaglucan has many positive health effects when it comes to keeping down the blood cholesterol and maintaining a stable blood sugar level. As betaglucan is water-soluble, it is interesting to examine how the water content, water activity and the texture are affected by adding betaglucan to wheat bread. In this work, two different

concentrations of betaglucan (32% and 75%) have been used, to prepare bread with different final concentrations of 0.2, 0.5, 1.2, and 2.0% , and a bread without beta glucan, to compare if they differ in terms of water content, water activity and texture. The betaglucan concentrations in the breads were analyzed with a

quantitative enzymatic assay. According to the results obtained, the water content of the breads increases with increased concentration of betaglucan. As betaglucan binds water the baking time needs to be prolonged with higher concentration of betaclucan in the bread. The water activity was found to increase in the crust of the bread from day 1 to day 7. As different parts of the bread contain different amounts of water, the water wants to reach equilibrium and will therefore migrate from the center of the bread to the crust. No difference in terms of water content, water activity and texture was identified between bread baked with 32% or 75%

betaglucan.

Tack

Ett stort tack riktas till Christian Malmberg från Lantmännen för ett engagemang som gjort det möjligt att genomföra arbetet. Ett stort tack riktas även till Maria Bergström från Linnéuniversitetet för handledning och vägledning under arbetets gång.

(4)

1 Sammanfattning

Betaglukan är en polysackarid som finns i exempelvis havre och har många positiva hälsoeffekter då den bidrar till att hålla nere kolesterolhalten i blodet och bidrar till en jämn blodsockernivå. I arbetet har löslig betaglukan, som koncentrerats från havre med en betaglukanhalt på 32% och 75% använts, för att baka bröd med olika slutkoncentrationer av betaglukan; 0,2%, 0,5%, 1,2% och 2,0%, samt ett

referensbröd utan något tillsatt betaglukan. Bröden analyserades för att jämföra hur vattenhalt, vattenaktivitet och texturen påverkades av olika

betaglukankoncentrationer. Betaglukanhalten i bröden kontrollerades därefter med en kvantitativ enzymatisk analys. Enligt de erhållna resultaten så ökar vattenhalten i bröden vid ökad mängd tillsatt betaglukan. Resultaten visar också att

vattenaktiviteten ökar i skorpan av brödet från dag 1 till dag 7. Eftersom olika delar i brödet innehåller olika mängd vatten kommer vattnet att vilja uppnå jämvikt och vandra från limpans mitt ut till skorpan med tiden. Det gick inte att identifiera någon skillnad i vattenhalt, vattenaktivitet och textur mellan bröden bakade med 32% och 75% betaglukan.

(5)

Innehållsförteckning

1 Sammanfattning 4

2 Bakgrund 7

2.1 Arbetets utformning 7

2.2 Havre 7

2.3 Fibrer 7

2.4 Betaglukan 8

2.5 Betaglukan och glykemiskt svar 8

2.6 Vattenaktivitet 9

2.7 Bestämning av halt betaglukan 9

2.8 Syftet med arbetet 11

2.9 Frågeställning 11

2.10 Hypotes 11

3 Material och metoder 12

3.1 Brödbakning 12

3.1.1 Brödbakning med 32% betaglukan 12

3.1.2 Brödbakning med 75% betaglukan 12

3.2 Vattenaktivitetsmätning 13

3.3 Vattenhaltmätning 13

3.4 Analys av halt betaglukan 13

Mätmetod 13

Utförande 14

3.5 Sensorisk bedömning 14

3.6 Visuell bedömning 15

3.7 Statistiska beräkningar med GraphPad Prism 8 15

4 Resultat 16

4.2 Vattenhalt 19

4.3 Uppmätt halt betaglukan i bröden 20

4.4 Sensorisk bedömning av bröd med olika betaglukanhalt 21 4.5 Visuell bedömning av bröd med olika betaglukanhalt 22

5 Diskussion 24

5.1 Vattenhalt och vattenaktivitet 24

5.2 Enzymatisk bestämning av betaglukanhalten 24

5.3 Sensorisk och visuell bedömning 25

5.4 Framtiden och hållbarhet 25

5.5 Slutsats 26

6 Referenser 26

7 Bilaga 29

7.1 Mängd betaglukan (g) som använts i varje deg. 29

7.2 Beräkning av koncentration av degar 29

7.3 Recept för brödbakning 29

7.4 Ingredienser som använts vid brödbakningen 30

7.5 Flödesschema för bakningen 30

(6)

7.6.1 Medelvärde av vattenaktivitet (n=3). 32

7.7 Vattenhalt 33

7.7.1 Medelvärde av vattenhalt (n=2) 34

7.8 Formler för vattenhaltsberäkningen 34

7.9 Beräkningar för halt betaglukan i bröd 35

7.10 Förberedelse av buffertar 36

Natriumfosfat buffert (20 mM med pH 6,5) 36

Natriumacetat buffert (50 mM med pH 4,0) 36

Natriumacetat buffert (200 mM med pH 4,0) 36

7.11 Absorbansmätning 37

(7)

2 Bakgrund

2.1 Arbetets utformning

Arbetet har, i samverkan med lantmännen, undersökt hur den vattenlösliga kostfibern betaglukan påverkar olika parametrar i bröd. I framtiden kan det vara intressant att undersöka huruvida ett vetebröd innehållande en tillsatt mängd betaglukan kan etableras på marknaden. För att detta ska kunna ske så måste brödet kunna tillgodose konsumenternas behov och önskemål. Lantmännen jobbar med en havreextraktion där de utvinner löslig betaglukan ur havre med olika

koncentrationer. I dagsläget finns det betaglukan från havre som koncentrerats till 32% ute på marknaden. Lantmännen jobbar på att koncentrera betaglukanen till högre halt, 75%. Lantmännen vill därmed undersöka hur 75 % betaglukan kan påverka olika parametrar i bröd. Då betaglukan är vattenlösligt kommer det att påverka vattenhalten i brödet, vilket i sin tur påverkar olika parametrar så som textur, munkänsla, hållfasthet och hållbarhet. Åtta olika bröd med olika

slutkoncentrationer (0,2%, 0,5%, 1,2% och 2,0%) av en 32% och 75% betaglukan har bakats samt ett referensbröd utan någon tillsatt betaglukan. I arbetet har även en enzymatisk kvantitativ analys utförts för att ta reda på de olika koncentrationerna betaglukan i samtliga bröd. Därefter har vattenhalten i inkråmet beräknats och vattenaktiviteten i brödets skorpa, en bit innanför skorpan och i mitten av brödet mätts. Dessa mätningar gjordes dag 1 och dag 7 för att studera förändringen med tiden och effekten av olika halt betaglukan. Under den rådande situationen med anledning av Coronaviruset utfördes samtliga metoder på Linnéuniversitetet.

2.2 Havre

Havre är ett högväxt gräs och spannmål som är vanligt förekommande i västerländsk kost. Till skillnad från andra spannmål så tål havre hårdare

tillväxtförhållanden, våtare klimat och sur jord, vilket gör det mer motståndskraftigt än andra grödor. Havre är en bra källa för vitaminer, mineraler, makronäringsämnen och fytokemikalier (1). Redan 1963 började man se ett samband mellan

havrekonsumtion och positiva hälsoeffekter. Man berikade bröd med havre och kunde se att kolesterolhalten i blodet reducerades med 11% vid konsumtion av minst 3 g betaglukan /dag (2, 3). Själva havrekornet består av flera delar som tillsammans bildar en komplex matris: skrov, gryn, kli grodd och endosperm. Kliet finns ytterst på havrekornet och är ett grovt lager arabinoxylan och betaglukan.

Under kliet finns aleuron- och subaleuronskikten som är omgivna av tjocka cellväggar som bidrar till en långsammare matsmältning vid konsumtion. Innanför detta finns endospermet med tunnare cellväggar, rika på betaglukan. I endospermet finns två olika typer av stärkelsegranuler: amylopektin och amylos, som kan variera beroende på havresort (4).

2.3 Fibrer

Kostfibrer är växtmaterial från födan som inte kan brytas ner av mag- och tarmkanalens enzymer. Det finns olika typer av lösliga och olösliga fibrer. Några exempel på olösliga fibrer är cellulosa, hemicullulosa, pektin och lignin. Ett

(8)

exempel på en löslig fiber är betaglukan. Då fiber inte bryts ner av mag- och tarmkanalen kommer de att nå tjocktarmen i ospjälkad form (5).

I tjocktarmen finns det bakterier som kan fermentera fibrerna, vilket ger olika slutprodukter såsom ättiksyra, propionsyra och smörsyra. Ättiksyra kan i sin tur gå till musklerna, propionsyran går till levern för att sedan bilda ATP och smörsyran blir till energi för tarmcellerna (6). Syrorna bidrar till att sänk pH-värdet i tarmen vilket gör det svårt för patogener att överleva. Det låga pH-värdet bidrar även till att minska risken för cancerogena ämnen och toxiner att bildas samt ökar upptaget av mineraler. Enligt livsmedelsverket ligger en lagom mängd fibrer på 25-35 g/dag från grönsaker, frukt, rotfrukter, bönor, linser, gryn, fiberpasta och råris. Fiberrik mat bidrar till en större mättnadskänsla samt en salivproduktion då man tuggar maten, detta är viktigt för tänderna (7). PromOat innehåller (8) den högsta nivån av betaglukan av tillgängliga alternativ på marknaden, vilket gör det lättare att uppnå tillräckligt hög halt i produkter för att kunna göra hälsopåståenden om kolesterol.

2.4 Betaglukan

Havre innehåller en löslig kostfiber som kallas för betaglukan. Generellt sätt kan betaglukaner variera då de har olika antal glukospolymerer, längd, förgreningar, isomerer och löslighet. Betaglukan från havre är inte grenad. Betaglukan från havre har visats vara positiv ur ett hälsoperspektiv då det bidrar till att binda gallsalter, sakta ner magtömning och ge ett lägre och stabilare blocksockersvar (10).

Betaglukan från havre kan även användas i mat och drycker för att uppnå en tjockare konsistens, en lenare och krämigare munkänsla och för att stabilisera emulsioner (4). Molekylvikten för betaglukan från havre kan tillsättas i

kommersiellt tillgängliga livsmedel då den är relativt hög och kan bidra till att viskositeten ökar, vilket kan ersätta socker och fett i produkter, och det är därför ett nyttigare alternativ för att uppnå en tjockare konsistens (11).

2.5 Betaglukan och glykemiskt svar

Betaglukan är en gelbildande kostfiber med ett lågt GI värde, vilket innebär att det glykemiska blodsockersvaret är långsamt. Enligt en studie så har betaglukaner visat minska insulin- och glukossockerresponsen. Då betaglukan anländer till tunntarmen kommer en viskös gel att bildas (10). Eftersom viskositeten av tarminnehållet ökar så kommer de fria sockerarterna inte kunna integrera med tarmväggen i lika stor utsträckning. Detta gör att absorptionen av glukos saktas ner. Gelen som bildats av betaglukanerna kommer även att binda till gallsyrorna som finns i tarmen vilket bidrar till att reabsorptionen av gallsyror minskar. Detta kommer att bidra till att levern kommer att producera ny galla, och för att göra det behöver den ta av

kolesterolet som finns i blodet. När mer galla produceras så är LDL kolesterolet som kommer att gå åt till den nya produktionen av galla. Därför kommer LDL-

kolesterolhalten i blodet att minska. För att få en effekt behövs 3-4 g betaglukan från havre per 30 g kolhydrater (2) (9). Enligt European Food Safety Authority (Efsa) så ligger ett rekommenderat dagligt intag av betaglukan på 3 g. För att uppnå en positiv hälsoeffekt ska intaget av fibrerna ske under en period mellan 18 dagar upp till 3 månader. (6, 13).

(9)

2.6 Vattenaktivitet

Vatten är huvudkomponenten i livsmedel och biologiskt material och är en stor avgörande faktor för ett ämnes fysikaliska och kemiska egenskaper. Vatten kan vara fritt eller i bunden form (14). Det är endast det fria vattnet som mäts eftersom det inte är bunden till någon komponent och därför kan delta i kemiska reaktioner och utbyte med omgivande luftfuktigheten. Fritt vatten kan påverka en produkts kvalitet och hållbarhet och vara avgörande för om mikroorganismer och svamp kan tillväxa (14). Ju lägre vattenaktivitet, desto längre hållbarhet får produkten eller livsmedlet.

Det gäller att inte ha en för låg vattenaktivitet då det är avgörande för en produkts smak, konsistens, textur eller utseende. Vattenaktivitetsmätning (aw), säger därför mycket om en produkts kvalité, potentialen för mikrobiologisk tillväxt, en produkts stabilitet och hållbarhet (14). Även om ett livsmedel är torrt och risken att angripas av mikroorganismer är mindre så finns det torrälskande mögel- och jästsvampar som trivs på torrare livsmedel. Därför är det viktigt att veta hur man förpackar och lagrar livsmedlet för att det ska få en så bra hållbarhet som möjligt samtidigt som det ska hålla kvalitén. De flesta mikroorganismer trivs bäst i miljö där

koncentrationen av lösta ämnen ligger runt 0,9 aw (14). Jäst- och mögelsvampar tål lite torrare klimat på 0,7 aw. Mikroorganismer som tål torrare förhållanden kallas för Xerofiler (14). En vanlig konserveringsmetod är att salta livsmedel. Eftersom salt binder till vattnet kommer mindre fritt vatten att vara tillgängligt för

mikroorganismerna. Kemiska och biologiska reaktioner i produkten påverkar förutom mikrobiologisk tillväxt även produktens protein- och vitamininnehåll, färg, smak och näringsvärde. Vid vattenaktivitetsmätningen placeras provet i en lufttät mätkammare. Provets fria vatten kommer då att fukta luftvolymen i kammaren till dess att luften är mättad. Inne i kammaren finns en eloktrolyslösning som späds ut aningen när fuktigheten ökar. På så sätt mäts erhålls ett värde på spänningen som reaktion på luftfuktigheten då den uppnått en jämvikt, vilken jämförs med

ångtrycket över rent vatten för att erhålla vattenaktiviteten (aw), vilket kan beskrivas med formel (1).

𝑎𝑤 = Å𝑛𝑔𝑡𝑟𝑦𝑐𝑘𝑒𝑡 ö𝑣𝑒𝑟 𝑒𝑡𝑡 𝑙𝑖𝑣𝑠𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙

Å𝑛𝑔𝑡𝑟𝑦𝑐𝑘𝑒𝑡 ö𝑣𝑒𝑟 𝑟𝑒𝑛𝑡 𝑣𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛 𝑣𝑖𝑑 𝑠𝑎𝑚𝑚𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

( 1 )

Mätinstrumentet mäter alltså luftfuktigheten och omvandlar värdet till ett aw-värde som sedan visas på displayen (14).

2.7 Bestämning av halt betaglukan

Betaglukosidaser är en grupp enzymer som specifikt katalyserar hydrolys av - glycosidbindningar som finns i tex cellulosa och betaglukan varvid glukos frigörs.

Enzymerna finns i många olika typer av levande organismer. Betaglukosidas används inom livsmedelsindustrin för att få bort bitter smak och för att frigöra aromer och glukos (15). Betaglukanaser används också i enzymatiska analyser för att analysera mängden betaglukan i olika produktionssteg och färdiga livsmedel . För att kunna undersöka den exakta mängden betaglukan finns det olika företag som säljer kit. Ett exempel på ett sådant företag är Megazyme. Metoden som används är baserad på ett arbete som publicerades 1985 (16). Metoden går ut på att suspendera

(10)

finfördelade prover i buffertlösning och inkubera proverna med enzymerna lichenas och betaglukosidas. Principen vid mätningen är att enzymet lichenas

(lichenasspecifikt endo-(1-3)(1-4)-B-D-glukan 4-glukanohydrolas) först bryter ner både 1-3 och 1-4-bindningar i betaglukanmolekylen (se figur 2), så att kortare oligosackarider bildas. I nästa steg tillsätts enzymet betaglukosidas som bryter ner oligosackariderna till D-glukos (16, 17, 18, 19). För att mäta hur mycket betaglukan ett prov innehåller mäts alltså halten glukos i det enzymbehandlade provet.

Mängden glukos beräknas genom att jämföra med en standardlösning med känd halt glukos (1mg/ml) som analyseras parallellt med proverna. Glukoshalten mäts genom att tillsätta en reagenslösning till provet som ger en rosa färg, och ju mer glukos det finns i provet, desto starkare rosa färg (17). (se figur 3).

Figur 2: Betaglukan hydrolyseras av enzymet lichenas för att bilda oligosackarider.

Enzymet betaglukosidas bryter i sin tur ner oligosackariderna till glukos (16).

Reagenslösningen GOPOD innehåller glukosoxidas, peroxidas, bensoesyra samt 4- aminoantipyrin. Glukos i provet kommer att med hjälp av enzymet glukosperoxidas bilda produkten glukolacton och 2H2O2. Detta kommer att tillsammans med 4- aminoantipyrin, bensoesyra och enzymet peroxidas bilda en färgad produkt (16), se figur 3. Färgintensiteten i provet mäts med hjälp av en spektrofotometer (20).

(11)

Figur 3: Figuren illustrerar reaktionen som sker i provet med hjälp av reagenset GOPOD. Den mängd glukos som bildas i provet från betaglukan kommer att bilda en rosafärgad produkt.

2.8 Syftet med arbetet

Detta arbete syftar till att baka vetebröd med olika tillsats av 32% och 75%

betaglukan för att sedan undersöka hur egenskaper såsom volym, hållfasthet, munkänsla vid provsmakning och textur samt vattenaktivitet och vattenhalt påverkas. Det övergripande målet är att utveckla ett vetebröd med högre fiberhalt som ska hålla sig färskt länge genom att tillsätta betaglukan, och denna studie är ett steg på vägen för att se hur olika halter av betaglukan påverkar brödet.

2.9 Frågeställning

De frågeställningar som formuleras utifrån syftet är:

- Hur påverkas brödets vattenhalt och vattenaktivitet av tillsatt löslig betaglukan och hur förändras det över tid?

- Är det någon skillnad mellan bröd som bakats med 32% eller 75%

betaglukan?

2.10 Hypotes

Utifrån frågeställningarna formuleras följande hypoteser. Bröd utan någon tillsatt mängd betaglukan jämfödes med bröd med olika mängd tillsatt betaglukan.

Betaglukanet som tillsätts till bröden påverkar inbindningen av vatten, vilket

kommer att påverka brödets textur, vattenhalt och vattenaktivitet. Bröden med tillsat betaglukan bör få en högre vattenhalt, eftersom betaglukanet binder vatten. Detta kan minska brödets hållbarhet, och det är troligt att effekten kommer att vara likartad för bröd tillverkade med 32% betaglukan och 75% betaglukan.

(12)

3 Material och metoder

3.1 Brödbakning

PromOat med koncentrationerna 32% respektive 75% betaglukan används i denna studie och det är ett finmalt pulver som är vattenlösligt med en neutral färg utan någon speciell smak. PromOat med 32% och 75% från lantmännen är en icke-GMO fiber som tillverkas från nordisk havre. Vetebröd har bakats med olika

slutkoncentrationer av den lösliga kostfibern betaglukan från PromOat. Bröd med olika tillsatt mängd betaglukan gav fyra olika slutkoncentrationer i bröden: 0,2 %, 0,5%, 1,2% och 2,0 %. För varje koncentration bakades 4 bröd, dvs sammanlagt bakades 16 bröd av 32% och 16 bröd av 75%, vilket sammanlagt gav 32 olika bröd.

För den 32% betaglukanen användes en viss mängd för att uppnå

slutkoncentrationerna och för den 75% betaglukanen användes en annan mängd. Se bilaga 7.2 för beräkning av procenthalten av betaglukan i bröden. Därefter har 6 st referensbröd utan tillsatt betaglukan även bakats. Se bilaga 8.3 för recept och bilaga 8.4 för ingredienser.

3.1.1 Brödbakning med 32% betaglukan

Ett bakförsök gjordes och fyra lipmor bakades av varje koncentration av 0,2 %, 0,5%, 1,2% och 2,0 % betaglukan. Jäst från märket KronJäst användes vid bakningen och 24 g smulades ned i en bunke tillsammans med 100 g vatten med temperaturen 37 C. Därefter tillsattes 9 g salt, 30 g socker (Dansukker) och 15 g rapsolja (ZETA) och allt blandades, se bilaga 8.3 för recept. Därefter placerades bunken innehållande blandningen i en köksassistent. Vetemjöl special (Kungsörnen, Lantmännen) tillsattes i den mängd som beräknats för varje sats. Betaglukanet vägdes upp separat på en analysvåg till önskad mängd. Därefter tillsattes ytterligare 200 g ljummet vatten och allt rördes om. Betaglukanlösningen tillsattes sedan till de övriga ingredienserna i köksassistenten och allt bearbetades tills en deg bildats.

Degen delades i 3 lika stora bitar (på ungefär 350 g styck) för att sedan läggas ner i avlånga ugnsformar (ca 1,5 L). Två degstycken sattes ner i varje form, med en bit aluminium mellan, detta för att värmen skulle komma från alla håll. Ugnsformarna placerades i ett värmeskåp med luftfuktigheten 75% och temperaturen 35C för att jäsa i en timme. Efter jäsningen placerades ugnsformarna i mitten av ugnen med under- och övervärme och gräddades i 225 C i ca 20-25 min. Se bilaga 8.5 för flödesschema.

3.1.2 Brödbakning med 75% betaglukan

Bröden bakades på samma sätt som bröden med 32% betaglukan men eftersom det inte fanns tillgång till lika stor mängd av den 75 % betaglukanen så minskades receptet ned. Ett bakförsök gjordes och fyra lipmor bakades av varje koncentration, dvs totalt 16 bröd bakades. Av färsk jäst från KronJäst smulades 16 g ned i en bunke tillsammans med 100 g vatten med temperaturen 37 C. Därefter tillsattes 6 g salt, 20 g socker från Dansukker och 10 g rapsolja från ZETA och allt blandades.

Därefter placerades bunken innehållande blandningen i en köksassistent och mjölet tillsattes i den mängd som beräknats för varje sats. Betaglukanen vägdes upp separat och blandades med 100 g vatten med temperaturen 85C. Betaglukanlösningen tillsattes sedan till de övriga ingredienserna i köksassistenten och allt bearbetades tills en deg bildats. Degen delades i 2 lika stora bitar (på ungefär 350 g styck) för att

(13)

sedan läggas ner i avlånga (ca 1,5L) ugnsformar. Två degstycken sattes ner i en form med en bit aluminium mellan, detta för att värmen skulle komma från alla håll.

Ugnsformarna placerades i ett värmeskåp med luftfuktigheten 75% och

temperaturen 35C för att jäsa i en timme. Efter jäsningen placerades ugnsformarna i mitten av ugnen med under- och övervärme och gräddades i 225 C i ca 20-25 min. Se bilaga för 8.5 flödesschema.

3.2 Vattenaktivitetsmätning

Vid mätning av vattenaktivitet användes i en Novasina LabSwift-aw Instrument.

Efter att bröden bakats och svalnat till rumstemperatur förvarades de i plastpåsar i rumstemperatur. På samtliga bröd mättes vattenaktiviteten efter en dag, samt efter en vecka. Mätningar gjordes i triplikat på samtliga limpor med 3 prover tagna från skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten av limpan, från en limpa vid varje tillfälle. Instrumentet behövde inte kalibreras före användning. Mätningen utfördes genom att en bit av brödet skars ut och placerades i en mätkopp. Koppen med provet placerades i en mätkammare. Vattenaktiviteten (aw) kan ha det maximala värdet 1 (detsamma som ångtrycket över rent vatten).

3.3 Vattenhaltmätning

Efter att bröden bakats förvarades de i plastpåsar i rumstemperatur. På samtliga bröd mättes vattenhalten efter en dag, samt efter en vecka. En vägning gjordes med en analysvåg, på en bit färskt bröd som skurits upp med en kniv, om ca 5 g från ett tvärsnitt av inkråmet. Två analyser gjordes på samtliga limpor. Den exakta vikten noterades. Därefter placerades provet i en aluminiumform i ett värmeskåp med temperaturen 103 C i 18 timmar. Dagen efter togs provet ut ur värmeskåpet och proverna fick svalna i en exsickator. Därefter vägdes samtliga prover på en analysvåg. Differensen mellan vikten före och efter torkningen beräknades enligt formel (3). För att sedan ta reda på den procentuella reduceringen av vatten användes formel (4) och (5), se bilaga 8.7 och 8.7.1 för rådata och bilaga 8.8 för beräkningar.

3.4 Analys av halt betaglukan

Mätmetod

Vid analys av halten betaglukan gjordes ett replikat och då användes ett kit från Megazyme (Mixed-Linkage Beta-glukan). I kitet anges att metoden följer AOAC metod 995.16, AACC metod 32-23 och ICC standard metod No.168. Innan analysen så avlägsnades fritt glukos från brödproverna genom tillsats av utspädd etanol till proverna som därefter centrifugerades och supernantanten avlägsnades. Detta gjordes eftersom man endast vill mäta absorbansen från glukos i provet som ska representera mängden betaglukan. Mängden bildad glukos bör ligga mellan 4 och 100 g i det analyserade provet, vilket motsvarar ungefär 0,35 och 8,5 % betaglukan i livsmedlet. Om halten är högre så måste provet spädas, men det behöves inte i detta projekt då halten betaglukan var under 2% i proverna.

(14)

Utförande

Brödskivor från vardera bröd skars upp föra att förslutas i fryspåsar. Därefter frös samtliga bröd in vid -18 C under ett dygn. Bröden placerades i en frystork för att torka under vacuum i minst 48 h. Då brödskivorna frystorkats finfördelades de till ett fint pulver genom att först krossa brödet i en mortel och sedan låta brödet passera en kvarn (Cyclotec 1093 Tecator, Sweden). Till samtliga enkelprover (n=9),

innehållande 200 mg finmalt pulver i glasrör (16 x 120 mm), tillsattes 5,0 ml 50%

etanol i vatten. Proverna inkuberades i ett vattenbad vid 50 C i 5 minuter.

Lösningen i glasrören mixades emellanåt genom att placera rören på en vortex mixer. Ytterligare 5 ml 50% etanol tillsattes till samtliga prover. Proven placerades i en centrifug för att centrifugeras i 10 minuter, 1,800g. Supernatanten avlägsnades.

Pelleten resuspenderades i 5,0 ml 50% etanol och ytterligare 5,0 ml 50% etanol tillsattes till samtliga prover. Därefter centrifugerades proverna och supernatanten avlägsnades igen.

Pelleten suspenderades i 4,0 ml natriumfosfatbuffert (20 mM, pH 6,5). Proverna inkuberades i ett vattenbad vid 50 C i 5 minuter och 0,2 ml av enzymet lichenase tillsattes till proverna. Proverna vortexades och inkuberades i 1 h i ett

varmvattenbad vid 50 C varefter 0,2 ml natriumacetat buffert (200 mM, pH 4,0) tillsattes till proverna som sedan vortexades. Då proverna fått svalna till

rumstemperatur centrifugerades de i 10 min, 1,000g. Supernatanten analyserades i det sista steget genom att 0,1 ml pippeterades till tre nya rör. Betaglukosidas (0,1 ml) tillsattes två av de tre rören (dubbelprov), till den tredje (reaktionsblank) tillsattes 0,1 ml natriumacetat buffert (50 mM, pH 4). Samtliga prover inkuberades i 50  C i 10 minuter. Ett rör innehållandes 0,1 ml standardlösning av glukos (1 mg/ml) bereddes parallellt. Tre ml GOPOD (reagenslösning) tillsattes till samtliga prover för att sedan inkubera i 20 minuter vid 50 C i ett vattenbad. Slutligen mättes absorbansen i varje prov i en dubbelstråle-spektrofotometer vid 510 nm. Kyvetten med provet placerades i den främre kyvetthållaren och en reagensblank som bestod av 3 ml GOPOD+0,1 ml natriumacetatbuffert placerades i den bakre. Plastkyvetter med volymen 3 ml användes i mätningen.

3.5 Sensorisk bedömning

En sensorisk bedömning gjordes på referensbrödet och den lägsta koncentrationen från den 32 % (0,2 %) och högsta (2,0%) koncentrationen av den 75 %

betaglukanen. Ett bröd från varje koncentration provsmakades, sammanlagt tre olika bröd. Bröden som provsmakades hade inte frysts in, utan bara förpackats i

plastpåsar i rumstemperatur. Bröden hade bakats olika dagar, vilket gjorde att bröden var olika gamla. Referensbrödet var 3 dagar gammalt, brödet med koncentrationen 0,2% var 2 dagar gammalt och brödet med 2,0 % var en dag gammalt. Tre personer utförde både den visuella bedömningen och den sensoriska bedömningen. Testpersonerna provsmakade brödet och kom fram till ett gemensamt intryck av bröden. Eftersom de bakats olika dagar var det svårt att ge en korrekt bedömning. Testet var inte ett blindtest. Vid provsmakningen jämfördes brödens seghet, hur torrt det kändes i munnen och hur hållfast det var vid tuggningen.

(15)

3.6 Visuell bedömning

Samma personer som utförde den sensoriska bedömningen genomförde den visuella bedömningen vid samma tillfälle (se 4.5). Samtliga bröd fotades med en bild som visar genomskärningen. De bröd som har valts ut att redovisa i arbetet är

referensbrödet, 0,2% och 2,0% eftersom det inte finns några tydliga skillnader mellan de övriga bröden, de gick inte att urskilja några skillnader varken i håligheter eller volym. Bedömningen gjordes efter följande egenskaper: Volym bedömdes enligt skalan 1-5 där 1 är en liten höjd och 5 är en stor höjd på brödet. Håligheter bedömdes enligt skalan 1-5 där 1 är få och stora håligheter och 5 är många små håligheter. Skorpan bedömdes enligt färg och tjocklek där 1 är en ljus och tunn skorpa och 5 är en mörk och tjock skorpa.

3.7 Statistiska beräkningar med GraphPad Prism 8

Analys av vattenaktivitet utfördes som triplikat. Det första steget var att beräkna medelvärde för vattenaktiviteten i varje mätpunkt. Tre värden från i skorpan, en bit innanför skorpan och i mittena av brödet användes för att beräkna medelvärdet, och dessa medelvärden användes fortsättningsvis. För de statistiska beräkningarna användes programmet GraphPad Prism 8 och vid samtliga t-tester användes signifikansnivån <0,05. Vid analys av vattenaktivitet undersöktes om det var en skillnad i vattenaktivitet i skorpan, en bit innanför skorpan och mitten i bröd gjorda med 32% betaglukan respektive 75% betaglukan genom ett parat t-test där bröd med samma halt betaglukan utgjorde ett par. Därefter undersöktes om betaglukanhalten i bröden hade betydelse för vattenaktiviteten i bröden. Vattenaktivitet i bröden med de lägsta koncentrationerna av betaglukan, dvs referensbrödet och bröd med 0,2%

betaglukan (totalt 3 värden) jämfördes med de högsta koncentrationerna, dvs bröd med 1,2% och 2,0% (totalt 4 värden). Detta resulterade i 6 oparade t-tester för analys av skillnaden i skorpan, en bit innanför skorpan och mitten av brödet dag 1 och dag 7. Den statistiska utvärderingen av vattenhalten i inkråmet utfördes på ett liknande sätt genom att de enskilda dubbelproven från samtliga bröd med låg halt betaglukan (referens och 0,2%; 6 värden) jämfördes med bröd med hög halt

betaglukan (1,2 och 2,0%; 8 värden) med ett oparat t-test, dag 1 och dag 7. För att se om det fanns några outliers så användes ROUT-metoden (Q= 2%), som står för robust regression and outlier removal (19). Det resulterade i att ett vattenhaltvärde från dag 1 uteslöts och att endast 7 mätvärden utgjorde analysunderlag för den höga halten betaglukan dag 1, men att det var 8 värden dag 7. Se bilaga 8.6 för rådata.

(16)

4 Resultat

4.1 Vattenaktivitet

Vattenaktiviteten av brödproverna låg mellan 0,955-0,990, se bilaga 8.6 och 8.6.1 för rådata . Medelvärden (n=3) för vattenaktivitet i skorpan, en bit inanför skorpan och i inkråmet, både för dag 1 och dag 7, visas i figur 4 och 5.

Figur 4: Medelvärden (n=3) av vattenaktivitetsmätningen i skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten på bröden innehållande 32% betaglukan. De streckade linjerna illustrerar bröden efter dag 1 och de heldragna linjerna illustrerar bröden efter dag 7.

Referensbrödet illustreras med svarta linjer, brödet med koncentrationen 0,2%

illustreras med blå linjer, brödet med koncentrationen 0,5% illustreras med gula linjer, brödet med koncentrationen 1,2% illustreras med röda linjer och brödet med koncentrationen 2,0% illustreras med gröna linjer.

(17)

Figur 5: Medelvärden (n=3) från vattenaktivitet i skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten på bröden innehållande 75% betaglukan. De streckade linjerna

illustrerar bröden efter dag 1 och de heldragna linjerna illustrerar bröden efter dag 7.

Referensbrödet illustreras med svarta linjer, brödet med koncentrationen 0,2%

illustreras med blå linjer, brödet med koncentrationen 0,5% illustreras med gula linjer, brödet med koncentrationen 1,2% illustreras med röda linjer och brödet med koncentrationen 2,0% illustreras med gröna linjer.

Det fanns ingen skillnad mellan bröd som bakats med 32% betaglukan och bröd som bakats med 75% betaglukan, se tabell I.

Tabell : Jämförelse av vattenaktivitetsvärden i skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten av brödet bakat med 32% och 75% betaglukan. Signifikansnivå <0,05

Prover som jämförs Typ av test Signifikant skillnad i vattenaktivitet?

(32%) och (75%) Skorpa dag 1

Parat t-test Nej

(32%) och (75%) En bit in dag 1

Parat t-test Nej

(32%) och (75%) Mitten dag 1

Parat t-test Nej

(32%) och (75%) Skorpa dag 7

Parat t-test Nej

(32%) och (75%) En bit in dag 7

Parat t-test Nej

(32%) och (75%) Mitten dag 7

Parat t-test Nej

Eftersom vattenaktivitet i bröden som bakats med olika typer av betaglukan inte visade någon signifikant skillnad så användes värden från båda typerna av bröd (32% och 75%) för att utvärdera om halten betaglukan i bröden påverkade

(18)

vattenaktiviteten. Enligt den statistiska utvärderingen fanns det en signifikant skillnad i vattenaktivitet i brödens skorpa dag 1 som kan kopplas till

betaglukanhalten. Däremot så fanns det inte någon signifikant skillnad innanför skorpan eller i mitten av brödet dag 1. Dag 7 fanns det inte någon signifikant skillnad varken i skorpan, en bit innanför skorpan eller i mitten då man jämförde bröd med en låg halt betaglukan (referensbröd och 0,2%) och hög halt betaglukan (1,2% och 2,0%), se tabell .

Tabell : Jämförelse av vattenaktivitetsvärden i skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten av brödet med låg (0,2%) och hög (2,0%) halt betaglukan på dag 1 resp 7.

Bröd som analyserats Typ av test Signifikant skillnad i vattenaktivitet?

Skorpa dag 1 låg och hög halt

Oparat t-test Ja

En bit in dag 1 låg och hög halt

Oparat t-test Nej

Mitten dag 1 låg och hög halt

Oparat t-test Nej

Skorpa dag 7 låg och hög halt

Oparat t-test Nej

En bit in dag 7 låg och hög halt

Oparat t-test Nej

Mitten dag 7 låg och hög halt

Oparat t-test Nej

(19)

4.2 Vattenhalt

Medelvattenhalt i bröden var mellan 40-53% efter dag 1 och dag 7 (figur 6 och tabell . Se bilaga 8.7 , 8.7.1 och 8.8 för rådata och beräkningar).

Figur 6: Vattenhalten i bröd (medelvärde, n=2) innehållande låg halt (0 och 0,2%) och hög halt (1,2% och 2,0%) betaglukan. Den vänstra grafen visar värdena dag 1 och den högra grafen visar värdena dag 7. Bröd med 0,2% betaglukan (bakat med 32 % och 75 % betaglukan) har kombinerats, och jämförs med bröd med 1,2% och 2,0% betaglukan. Det finns en signifikant skillnad (oparat t-test) i vattenhalten mellan bröd med en låg och hög halt betaglukan dag 1 men inte dag 7.

(20)

Tabell : Medelvattenhalt (n=2) i bröd efter dag 1 och dag 7.

Koncentation (32%)

Medelvärde Analys dag1

(%)

Medelvärde Analys dag7

(%)

Medelvärde av analys dag 1 och 7

(%)

Referens 42,8 40,5 41,7

0,2 42,1 40,8 41,5

0,5 39,0 44,2 41,6

1,2 44,0 42,4 43,2

2,0 47,3 43,5 45,4

(75%)

0,2 42,5 40,0 41,3

0,5 42,8 40,4 41,6

1,2 43,9 40,5 42,2

2,0 44,3 42,0 42,0

Dag 1 fanns det en signifikant skillnad i vattenhalt i inkråmet mellan bröden med låg halt betaglukan (referens och 0,2%) och bröd med hög halt betaglukan (1,2 och 2,0%). Vattenhalten var högre i brödet med högre betaglukanhalt, se figur 6. Dag 7 fanns det ingen signifikant skillnad i vattenhalt mellan bröd med låga (referens och 0,2%) och höga koncentrationer(1,2 och 2,0%) av betaglukan.

4.3 Uppmätt halt betaglukan i bröden

Betaglukanhalt i referensbrödet var lågt med 0,2% av torrsubstansen.

Betaglukanhalten i bröd bakat med betaglukan varierade mellan 0,4-1,8 % (bilaga 8.11 och 8.9 för rådata och beräkningar). Figur 7 och 8 illustrerar hur de uppmätta värdena från betaglukanhaltsbestämningen jämförs mot den teoretiska halten betaglukan i % av mjölmängden.

(21)

Figur 7: Uppmätt halt betaglukan (% av torrsubstans) i bröd med tillsats av 32 % betaglukan jämförd med teoretisk halt betaglukan).

Figur 8: Uppmätt halt betaglukan (% av torrsubstans) i bröd med tillsats av 75 % betaglukan jämförd med teoretisk halt betaglukan.

4.4 Sensorisk bedömning av bröd med olika betaglukanhalt

Referensbrödet var tre dagar gammalt vid utvärderingen och det var torrt, hade låg seghet och låg hållfasthet. Brödet med koncentrationen 0,2% betaglukan var två dagar gammalt vid utvärderingen och ganska torrt, med inte lika torrt som

referensbrödet. Det var segare än referensbrödet men ungefär lika hållfast. Brödet med den högsta halten betaglukan med koncentrationen 2,0% betaglukanen var en

(22)

dag gammalt vid utvärderingen upplevdes som ett saftigt bröd med hög seghet och hög hållfasthet. Vid tuggningen av brödet upplevdes brödet som kompakt med en

”gummiaktig” känsla. Eftersom bröden som bedömdes var olika gamla så går det inte att göra en direkt jämförelse men det var ändå tydligt att en ökad halt

betaglukan gav ett fastare bröd.

4.5 Visuell bedömning av bröd med olika betaglukanhalt

Genom att studera brödet i genomskärning kunde man utskilja olika utseenden på bröden i volym, hålighet och skorpa. Referensbrödet hade en stor volym (hela brödet), och det hade stora och få håligheter. Skorpan var hård och mörk, därav talet 5. Brödet innehållande den låga halten betaglukan med koncentrationen 0,2% av den 32 % betaglukanen upplevdes som ett mer kompakt bröd än referensbrödet med en mindre volym och fick därför talen 3 i volym enligt skalan. Brödet hade fler mindre håligheter och fick därför talet 3. Skorpan var något tunnare och aningen ljusare och fick talet 2. Brödet innehållande den höga halten betaglukan med koncentrationen 2,0% av den 75 % betaglukanen upplevdes som ett bröd med en liten volym och fick talet 2. Brödet hade många små håligheter och fick talet 4 enligt skalan. Skorpan var något tunn och ljus och fick talet 2. (Se tabell IV). Vid den visuella bedömningen kunde man även se att brödet med den högsta halten betaglukan (2,0%) inte var genomgräddat i mitten av limpan. (Se figur 3).

Tabell V: Tabell över bedömning av volym, hålighet, skorpa och täthet. Låg halt betaglukan innefattar referensbrödet och koncentrationen 0,2% och hög halt betaglukan innefattar koncentrationerna 1,2 % och 2,0 % betaglukan.

Egenskap (1-5)

Referensbröd (3 dagar gammalt)

Låg halt betaglukan (2 dagar gammalt)

Hög halt betaglukan (1 dag

gammalt)

Volym 5 3 2

Håligheter 1 3 4

Skorpa 5 2 2

Tre personer diskuterade fram ett gemensamt slutresultat. Volym bedömdes enligt skalan 1-5 där 1 är en liten höjd och 5 är en stor höjd på brödet. Håligheter bedömdes enligt skalan 1-5 där 1 är få och stora håligheter och 5 är många små håligheter. Skorpan bedömdes enligt färg och tjocklek där 1 är en ljus och tunn skorpa och 5 är en mörk och tjock skorpa.

Den visuella bedömningen gjordes genom att studera brödet i genomskärning, vilket visade skillnader i volym och håligheter. Eftersom bröden med koncentrationerna 0,5 och 1,2 inte skiljde sig åt så mycket när det gäller volym och håligheter så utvärderades de inte i samma utsträckning som bröden med 0,2 och 2,0 %.

(23)

Figur 9: Bild på referensbrödet i genomskärning.

Figur 10: Bröden i genomskärning. Bröden jämfördes för att se om det fanns några skillnader i volym och håligheter. Bröden som jämfördes var de lägsta halterna (0,2%) och de högsta halterna (2,0%) bakat med både, 32- och 75 % betaglukanet.

0,2 (32%) 0,5 (32%) 1,2 (32%) 2,0 (32%)

0,2 (75%) 0,5 (75%) 1,2 (75%) 2,0 (75%)

(24)

5 Diskussion

5.1 Vattenhalt och vattenaktivitet

Vattenaktiviteten visade sig vara lägst i skorpan och den ökar gradvis mot mitten av bröden där den ligger runt aw 0,98 i samtliga bröd, vilket är ett högt värde. I

samtliga bröd sker det en ökning av vattenaktiviteten från dag 1 till dag 7 i skorpan, vilket man även kan se i studien av Harmer (22). Detta kan förklaras med att den koncentrationsgradient som finns i brödet vill utjämnas, då det är en lägre

vattenaktivitet i skorpan än i mitten (21). Då ett system vill uppnå jämvikt kommer koncentrationsgradienten göra att vattnet kommer att vandra från en hög

koncentration till en lägre koncentration då detta är mer energimässigt gynnsamt.

Detta resulterar i att vattnet över tid kommer att vandra från kärnan av limpan till skorpan. Enligt Harmer (22) kommer vattnet i limpan att vandra mot skorpan, vilket kommer göra skorpan mindre frasig.

Figur 4 och 5 visar också att referensbrödet, som innehåller en låg naturlig halt betaglukan, och bröden innehållande de lägsta koncentrationerna på 0,2 % och 0,5%

betaglukan har lägst vattenaktivitet i skorpan, medans bröden med högsta koncentrationerna betaglukan (1,2 och 2,0%) har en högre vattenaktivitet dag 1.

Denna skillnad kunde fastställas statistiskt med ett t-test. Skillnaderna är inte lika tydliga i de andra delarna av brödet, dvs innanför skorpan och i mitten av brödet och skillnaden blir mindre dag 7. Det fanns inte någon signifikant skillnad på

vattenaktiviteten mellan bröd med låg och hög betglukanhalt vid någon av dessa mätpunkter, bara i skorpan dag 1. Resultaten antyder att en tillsats av betaglukan ökar vatteninnehållet i bröden och att detta vatten delvis är tillgängligt (fritt). Det verkar dock inte vara någon uppenbar skillnad i hur vattnet rör sig i bröden beroende på betaglukanhalt, eftersom det sker ungefär samma ökning i

vattenaktiviteten i skorpan för alla bröd (22), men detta går inte att utvärdera på ett tillförlitligt sätt.

Vattenhalten bestämdes endast i brödets inkråm, se figur 6 och tabell III. Detta är den totala mängden vatten i bröden, och det skiljer sig alltså från vattenaktiviteten som är kopplat till fritt vatten. Vattenhalten var högre i bröden med högre

betaglukanhalt och skillnaden var statistiskt signifikant dag 1, men inte dag 7.

Vattenhalten minskade något från dag 1 till dag 7 och detta stärker hypotesen att vattnet vandrar från mitten av brödet till skorpan (21, 22). Enligt Ahmad (25) har betaglukan en hög bindningsförmåga och mer vattenatt kan bindas in brödet ju mer betaglukan som finns. För att kunna dra tydligare slutsatser skulle ytterligare försök behöva göras med fler bröd.

5.2 Enzymatisk bestämning av betaglukanhalten

Referensbröden som bakades hade inget tillsatt betaglukan, trots detta så visade sig referensbröden ha en betaglukanhalt på ca 0,2 % (w/w). Enligt Andrzej (23) så innehåller vetemjöl naturligt låga halter betaglukan, vilket bekräftas av vår resultat.

Den uppmätta betaglukanhalten bestämdes som % betaglukan per torrsubstans och den tillsatta halten var angiven som % av mjölmängden, vilket borde bli ungefär detsamma. Både i bröden, som bakats med 32 % och 75 %, visade sig den uppmätta

(25)

halten betaglukan vara mindre än den teoretiska halten betaglukan. Den uppmätta halten var ungefär 70% av den tillsatta mängden, om man tar hänsyn till mängden som fanns med i vetemjölet. Andrzej (23) hävdar att skillnaden kan bero på att en del betaglukan bryts ner vid jäsningen, under inverkan av olika enzymer

(betaglukanaser). Detta gör att halten betaglukan i bröden i verkligenheten var lägre än den beräknade vilket man måste tänka på i framtida studier.

5.3 Sensorisk och visuell bedömning

Vid tillsats av både 32 % och 75 % betaglukan med slutkoncentrationen 0,2 % i bröden så fick de en textur som liknade referensbrödet. Bröden hade ett fluffigt utseende med en stor volym. I genomskärning hade bröden stora håligheter. Brödet innehållande 75 % betaglukan med en slutkoncentration på 2,0 % var mer kompakt och fick en mindre volym än övriga bröd. Munkänslan var fuktig men konsistensen gick mer mot en ”gummiartad” känsla. Det var tydligt att en ökad halt betaglukan i bröden gav ett fastare bröd med mindre volym. Vid undersökningen av håligheter kunde man se att brödet med 2% betaglukan inte var genomgräddat ordentligt i mitten vilket också var tydligt då bröden med högre halt betaglukan hade en ljusare skorpa. Brödet med högre koncentration av betaglukan behöver troligtvis gräddas under en längre tid. Det kan bero på att vattnet bundit in så hårdare och att det inte fanns så mycket ”fritt” vatten kvar som avdunstade vid gräddningen, till skillnad mot de andra bröden (22). Vid vidare försök skulle man förslagsvis kunna anpassa gräddningstiden och temperaturen för att få ett genomgräddat bröd vilket skulle ge en mer rättvis jämförelse. Bröden hade bakats olika dagar vilket också gör det svårt att dra slutsatser om den sensoriska bedömningen. Referensbrödet var 3 dagar gammalt, brödet med 0,2% betaglukan var 2 dagar gammalt och brödet med 2,0%

betaglukan var en dag gammalt vid provsmakningen. För att undersökningen skulle ha blivit mer representativ skulle alla bröden ha bakats vid ett och samma tillfälle, samma dag och ingredienserna skulle ha vägts upp på en analysvåg.

Provsmakningen skulle även kunna ha varit ett blindtest och utföras av personer som inte har bakat bröden. Det går därför inte att dra några säkra slutsatser från den sensoriska bedömningen.

5.4 Framtiden och hållbarhet

I framtiden kan det vara intressant att ur en hälsomässig aspekt få fram ett alternativt nyttigare bröd för konsumenter. Det kan vara intressant att utforska om det kan finnas ett vitt bröd som är berikat med betaglukan. För att få fram ett gott bröd måste många parametrar spela in. Det ska dels vara hållbart, gott, nyttigt och

miljömässigt gynnsamt. Betaglukan bidrar till att sänka kolesterolhalten i blodet, ger ett lägre och stabilare blodsockersvar, gynnar tarmens mikroflora samt ger bulk åt tarminnehållet är ur ett hälsomässig aspekt bra (10). Att äta ett bröd med ett högt fiberinnehåll kan exempelvis underlätta för personer som inte får i sig tillräckligt med fibrer. Då hjärt- och kärlsjukdomar är en av de vanligaste dödsorsakerna så är det ett folkhälsoproblem (26). På lång sikt skulle en mer fiberrik kost kunna minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar (27). Man skulle i framtiden kunna producera nyttigare alternativ av livsmedel. Dessvärre kan en högre vattenhalt bli

problematiskt med hållbarheten eftersom vattenhalten ökar vid ökad mängd tillsatt betaglukan . Enligt Thougard (14) kan små skillnader ivattenaktiviteten vara avgörande för mikrobiologisk tillväxt, därför kan det vid framtida studier vara

(26)

intressant att undersöka hur man skulle kunna förpacka bröd för att få en bra hållbarhet som möjligt för betaglukanberikade bröd. Det skulle innebära att matsvinnet skulle minska vilket skulle vara positivt ur miljösynpunkt.

5.5 Slutsats

Man kan dra slutsatsen att det inte skiljer sig så mycket mellan bröd bakat med betaglukanpreparationen som hade 32% och 75 % betaglukan. Visserligen behövs en mindre mängd av 75% betaglukan för att få samma effekt som en större dos av 32% betaglukan, detta är dock i slutändan inte ekonomiskt gynnsamt då det kostar betydligt mycket mer att framställa 75% betaglukan. Betaglukan binder vatten vilket bidrar till att vattnet stannar kvar i brödet (22). Vattenhalten ökar vid ökad mängd betaglukantillsats men det gick inte att avgöra vilken halt som var optimal i denna studie. Vid vidare försök skulle man behöva anpassa gräddningstiden och

temperaturen för att få ett genomgräddat bröd eftersom det krävs en längre gräddningstid vid högre halt tillsatt betaglukan.

6 Referenser

1. Birger Granström, B., Lärn-Nilsson, J., Olsson, O., Bunte, R. (2020) Havre.

Tillgänglig på: https://www-ne-

se.proxy.lnu.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/havre [Hämtat 2020-06-12]

2. Whitehead, A., Tosh, S., Wolever, T. (2014) Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan: a meta-analysis of randomized controlled trials. Am J Clin Nutr, 6, ss. 1413–1421.

3. Grundy, M, M, L., Quint, J., Rieder, A., Balance, S., Dreiss, C, A., Cross, K, L., Gary, R., Bajka, B, H., Butterworth, P, J., Ellis, R., Wilde, P, J.

(2017) The impact of oat structure and β-glucan on in vitro lipid digestion.

Journal of Functional Foods, 38, ss. 378-388.

4. Regand, A., Z. Chowdhury, S. M. Tosh, T. M. S. Wolever & P. Wood (2011) The molecular weight, solubility and viscosity of oat beta-glucan affect human glycemic response by modifying starch digestibility. Food Chem, 129, ss. 297-304.

5. Ellegård, L., Hambraeus, L. (2020) Kostfibrer. Tillgänglig på: https://www- ne-se.proxy.lnu.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/kostfibrer [Hämtat 2020- 06-20]

6. Geissler, C., Powers, H. (2010) Human Nutrition, upplaga 12, London, Churchill Livingstone.

7. Livsmedelsverket (2019) Tillgänglig på:

https://www.livsmedelsverket.se/livsmedel-och-

innehall/naringsamne/fibrer?_t_id=8k98Dh3dFICGjhmayZs5dQ%3d%3d&

_t_uuid=c8pbxn0kRRS-

SOU4V8zSqA&_t_q=fibrer&_t_tags=language%3asv%2csiteid%3a67f9c4 86-281d-4765-ba72-

ba3914739e3b%2candquerymatch&_t_hit.id=Livs_Common_Model_Page Types_ArticlePage/_7d3a03a9-2e65-42c5-9c86-

5638f8915a36_sv&_t_hit.pos=1 [Hämtat 2020-04-20]

(27)

8. Lantmännenoats.com (2020) Tillgänglig på:

https://www.lantmannen.se/bra-mat/fyra-sadesslag/havre/ [Hämtat 2020-04- 20]

9. Efsa (2010) Scientific Opinion on the substantiation of a health claim related to oat beta-glucan and lowering blood cholesterol and reduced risk of (coronary) heart disease pursuant to Article 14 of Regulation (EC). Efsa Journal, 12. Tillgänglig på:

https://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1885 [Hämtat 2020-05-03]

10. Ezatagha, A., Temelli, F., Panahi, S., Vasanthan, T., Vuksan,V. (2007) Beta-glucan From Two Sources of Oat Concentrates Affect Postprandial Glycemia in Relation to the Level of Viscosity. J Am Coll Nutr, 6, ss. 639- 44.

11. Knudsen, E., K, B. (2014) Fiber and Nonstarch Polysaccharide Content and Variation in Common Crops Used in Broiler Diets, 93 (9), ss. 2380-93.

12. Charlton K, E., Tapsell, L,C., Batterham, M, J., O'Shea, J., Thorne, R., Beck, E, et al. (2012) Effect of 6 weeks' consumption of β-glucan-rich oat products on cholesterol levels in mildly hypercholesterolaemic overweight adults. British Journal of nutrition, 107 (7), ss.1037-47.

13. Thougaard, R. M., Varlund, V. (2007) Grundläggande mikrobiologi med livsmedelsapplikation upplaga 2. Danmark: Nyt Teknisk forlag, ss. 113 &

344.

14. Singh, G., Verma, A, K., Kumar, V. (2016) Catalytic properties, functional attributes and industrial applications of β-glucosidases. 3 Biotech, 6 (1): 3..

15. McClear, B, V. (1985) Enzymic quantification of (1-3) (1-4) B-D-glucan in barley and malt. J. Inst. Brew, 9, ss. 285-295.

16. McCleary, B. V. & Nurthen, E. J. (1986) Measurment of (1-3)(1-4)-B-D- glucan in malt, wort and beer. J. Inst. Brew, 92, ss. 168-173.

17. McCeary, B, V., Codd, R. (1991) Measurement of (1-3)(1-4)-B-Dglucan in barley and oats: A steamlined enzymic procedure. Journal of the Science og Food Argiculture, 55, ss. 303-312.

18. McCeary, B. V. & Mugford, D. C. (1992). Interlaboratory evaluation of B- glucan analysis methods. “The changing role of oats in human and animal nutrition”. Proceedings of the Fourth International Oat Conference, Adelaide, Australia. Oct 19-23.

19. Crouch, S, R., Holler, F, J., Skoog, D, A. (2007). Principles of instrumental analysis, 6, Belmont Carlifornia, Thomson, Brooks/Cole, 2007

20. Chang, R., Goldsby, K, A. (2014) Chemistry, 11, Florida , McGraw -Hill Education.

21. Hamer, R., J., Meinders, M, B, J., Primo.Martín, C., Tromp, H, R., Van Nieuwenhuijzen, N, H., Van Vliet, T. (2008) Water Content or Water Activity: What Rules Crispy Behavior in Bread Crust? Journal of Argicultural and Food Chemistry, 15, ss. 6432-8.

22. Andrzej, M., K., Malgorzata, M., Sabina, K., Horbańczuk, O., Rodak, E.

(2020) Application of Rich in β-Glucan Flours and Preparations in Bread Baked From Frozen Dough. Food Sci Technol Int, 1, ss. 53-64.

23. Lambeau, K, L., Johnson, W, M. (2017) Fiber supplements and clinically proven health benefits: How to recognize and recommend an effective fiber therapy. Journal of the American Association of Nurse Practitioners, 4, ss.

216-233.

(28)

24. Ahmad, A., Ahmed, Z., Nawaz, H., Anjum, M., Zahoor, T. (2010) Extraction and characterization of β- d -glucan from oat for industrial utilization, International Journal of Biological Macromolecules, ss. 304- 309.

25. WHO (2020) Cardiovascular diseases (CVDs) Tillgänglig på:

https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases- (cvds) [hämtat 2017-05-17]

26. Liew, G., Klein, R., Leeder, S, R., Mitchell, P., Smith, W., Wang, J., Wong, T, Y. (2006) Effectiveness of Changes in Diet Composition on Reducing the Incidence of Cardiovascular Disease, 11, ss.1583-7.

27. Birger Granström, B., Lärn-Nilsson, J., Olsson, O., Bunte, R. (2020) Havre.

Tillgänglig på: https://www-ne-

se.proxy.lnu.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/havre [Hämtat 2020-06-12]

(29)

7 Bilaga

7.1 Mängd betaglukan (g) som använts i varje deg.

7.2 Beräkning av koncentration av degar

𝑀ä𝑛𝑔𝑑 𝑡𝑖𝑙𝑙𝑠𝑎𝑡𝑡 𝑏𝑒𝑡𝑎𝑔𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 𝑥 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑒𝑙𝑙𝑎 𝑒𝑛𝑑𝑒𝑙𝑒𝑛 𝑏𝑒𝑡𝑎𝑔𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 Mängd tillsatt vetemjöl

= 𝐵𝑒𝑡𝑎𝑔𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛ℎ𝑎𝑙𝑡 𝑖 %

Exempel: 1,16 𝑔 𝑥 0,75

433 gl = 0,2 % 𝐵𝑒𝑡𝑎𝑔𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛

7.3 Recept för brödbakning

Slutkoncentration i deg (%)

Referensbröd Mängd

tillsatt 32 % betaglukan

(g)

Mängd tillsatt 75 %

betaglukan (g)

Referens 0 0 0

0,2 0 4,06 1,16

0,5 0 10,16 2,89

1,2 0 23,70 6,74

2,0 0 40,63 11,56

Råvara Mängd

Vetemjöl 650 g – antal gram betaglukan (32%)

Salt 9,0 g

Jäst 24,0 g

Socker 30,0 g

Olja 15,0 g

Vatten 370 g

Betaglukan 32% 4,01 g, 10,16 g, 23,70 g, 40,63 g

Råvara Mängd

Vetemjöl 433 g – antal gram betaglukan (75%)

Salt 6,0 g

Jäst 16,0 g

Socker 20,0 g

Olja 10,0 g

Vatten 246,67 g

Betaglukan 75% 1,16 g, 2,89 g, 6,74 g, 11,56 g

(30)

7.4 Ingredienser som använts vid brödbakningen

Ingrediens Märke

Jäst Kronjäst

Vetemjöl Kungsörnen special (Lantmännen)

Socker Dansukker

Rapsolja ZETA

Salt JOZO

7.5 Flödesschema för bakningen

Jäst, socker, olja, salt, vatten blandas i en bunke

Betaglukan och vatten blandas i en bunke

Köksassistent

Mjöl tillsattes

Allt bearbetades till en deg

Degen delades upp i lika stora bitar

Degen jäste i ett värmeskåp i 1 h i 35C

Degen gräddades i mitten av ugnen i 225 C i ca 20-25 min.

(31)

7.6 Vattenaktivitet

Mätvärden från vattenaktivitetsmätningen från den 75% betaglukanen, där tre värden från skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten mätteas efter dag 1 samt efter dag 7.

(75 %) Analys 1 (aw efter dag 1)

Medelvärde Analys 2 (aw efter dag 7)

Medelvärde

0,2

Skorpa 0,922 0,901 0,907 0,910 0,949 0,955 0,954 0,953 En bit in 0,931 0,943 0,951 0,942 0,959 0,955 0,958 0,957 Mitten 0,989 0,984 0,982 0,985 0,979 0,979 0,979 0,979

0,5

1,2

2,0

(32)

7.6.1 Medelvärde av vattenaktivitet (n=3).

Mätvärden från vattenaktivitetsmätningen från den 32% betaglukanen, där tre värden från skorpan, en bit innanför skorpan och i mitten mätteas efter dag 1 samt efter dag 7.

(32 %) Analys 1( aw efter dag 1) Medel värde

Analys 2( aw efter dag 7) Medelvä rde Referens

0,2

0,5

1,2

2,0

(33)

7.7 Vattenhalt

Mätvärden från vattenhaltsmätningen där två värden togs från inkråmet av samma bröd vid olika tillfälle, en bröd användes dag 1 och ett annat bröd användes dag 7.

(32%) Analys 1 ( Vattenhalt efter dag 1)

Analys 2 (Vattenhalt efter dag 7)

Referens Vikt före (g)

Vikt efter (g)

Differans en (g)

Vatt enha lt (%)

Vikt före (g)

Vikt efter (g)

Differans en (g)

Vatte nhalt (%)

Prov 1 5,0206 2,8541 2,1564 42,9 4,3125 2,5162 1,7963 41,6 Prov 2 5,0338 2,8840 2,1499 42,7 5,3503 3,2324 2,1179 39,5

0,2

Prov 1 5,3044 3,0692 2,2352 42,1 5,2908 3,1432 2,1476 40,5 Prov 2 5,0915 2,9952 2,1430 42,1 5,4694 3,2192 2,2502 41,1

0,5

Prov 1 5,0835 3,0178 2,0657 40,1 4,4661 2,6348 1,8313 41,0 Prov 2 5,0678 3,1425 1,9253 37,9 4,5155 2,3780 2,1375 47,3

1,2

5,1211 5,1211 2,8355 2,2856 44,6 5,2144 2,9555 2,2589 43,3 Prov 2 5,0820 2,8699 2,2121 43,5 5,0740 2,9657 2,1083 41,5

2,0

Prov 1 5,0817 2,7372 2,3445 46,1 4,3257 2,519 1,8067 41,6 Prov 2 5,0829 2,6715 2,4679 48,5 6,691 3,6414 3,077 45,5

(75%) 0,2

Prov 1 5,1719 2,9682 2,2037 42,6 4,2055 2,4809 1,7246 41,0 Prov 2 5,0822 2,9204 2,1782 42,5 5,3314 3,2046 2,1268 39,8

0,5

Prov 1 5,3655 3,0925 2,2700 42,3 6,2732 3,7462 2,5270 40,2 Prov 2 5,3167 3,0139 2,3028 43,3 4,7864 2,8110 1,9754 40,6

1,2

Prov 1 5,4357 3,0866 2,3491 43,2 5,0631 3,0660 1,9971 39,4 Prov 2 5,2057 2,8815 2,3242 44,6 4,9909 2,9054 2,0855 41,7

2,0

Prov 1 5,6762 2,1467 3,5295 - 3,7484 2,1397 1,6087 42,9 Prov 2 5,2744 2,9376 2,3368 44,3 4,2540 2,5024 1,7516 41,1

(34)

7.7.1 Medelvärde av vattenhalt (n=2)

Medelvärden från de två proverna som togs i vattenhaltsbestämningen.

Medelvärdet för dag 1 samt dag 7 beräknades fram för att sedan kunna beräkna fram vattenhalten, se 8.6, formler 1, 2 och 3.

Slutkoncentation (32%)

Medelvärde (g) Analys 1

Medelvärde Analys 1 Vattenhalt

(%)

Medelvärde (g) Analys

2

Medelvärde av analys 1

& 2

Medelvärde Analys 2 vattenhalt

(%)

Referens 2,15315 42,8 1,9571 2,0551 40,5

0,2 1,4594 42,1 2,3248 1,8921 40,8

0,5 1,9955 39,0 1,9844 1,9697 44,2

1,2 2,2488 44,0 2,1836 2,2162 42,4

2,0 2,4062 47,3 2,4418 2,4240 43,5

(75%)

0,2 2,1909 42,5 1,9257 2,0583 40,0

0,5 2,2864 42,8 2,2512 2,2688 40,4

1,2 2,3366 43,9 2,0413 2,1885 40,5

2,0 2,9331 53,4 1,1802 2,056 42,0

7.8 Formler för vattenhaltsberäkningen

𝑉𝑖𝑘𝑡 𝑓ö𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑟𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔 − 𝑉𝑖𝑘𝑡 𝑒𝑓𝑡𝑒𝑟 𝑡𝑜𝑟𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔

= 𝑉𝑖𝑘𝑡 𝑎𝑣𝑑𝑢𝑛𝑠𝑡𝑎𝑡 𝑣𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛

( 1 )

( 𝑉𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛ℎ𝑎𝑙𝑡

𝑉𝑖𝑘𝑡 𝑓ö𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑟𝑘𝑛𝑖𝑛𝑔) = 𝐴𝑛𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑣𝑑𝑢𝑛𝑠𝑡𝑎𝑡 𝑣𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛 ^{( 2 )}

𝐴𝑛𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑣𝑑𝑢𝑛𝑠𝑡𝑎𝑡 𝑣𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛 𝑥 100 = % 𝐴𝑣𝑑𝑢𝑛𝑠𝑡𝑎𝑡 𝑣𝑎𝑡𝑡𝑒𝑛 ^{( 3 )}

(35)

7.9 Beräkningar för halt betaglukan i bröd

𝐵 − 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 (% 𝑤/𝑤) =

= 𝐴 𝑥 𝐹 𝑥 (𝐹𝑉

0,1) 𝑥 ( 1

1000) 𝑥 (100

𝑤 ) 𝑥 (162 180) 𝑥 𝐷

= 𝐴 𝑥 (F

W) 𝑥 𝐹𝑊 𝑥 𝐷 𝑥 0,9 = 2,883

𝐹 = 100 g av D − glukos

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑒𝑛 𝑎𝑣 𝑚𝑒𝑑𝑒𝑙𝑣ä𝑟𝑑𝑒𝑡 𝑎𝑣 100 𝑔 𝐷 − 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑜𝑠

𝑀𝑒𝑑𝑒𝑙𝑣ä𝑟𝑑𝑒𝑡 𝑎𝑣 𝐷 − 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑜𝑠 =(1,013 + 0,9849)𝑛𝑚

2 0,99895

𝐹 =100 g D − glukos

0,99895 = 100,1051104

A = Absorbansen efter betsglukantillsats- Absorbansen för reaktionblank F = Faktor för omvandling av absorbansvärden till mängd glukos i g FV = Slutvolym; 6,4 ml

D = 1

W = Uppvägd vikt av finmalt bröd; 200 mg 0,1 = Volymen för proven som analyseras (1/1000) = Konvertion från g till mg

(100/W) = Faktor för den betaglukanhalt i procentsats i hela provet (162/180) = faktor för att konvertera löslig halt glukos som determinerats, till anhydra-D-glukos, som bildats från betaglukanen

(36)

7.10 Förberedelse av buffertar

Flaska 1 innehållande lichenas blandades med 20,0 ml 20 mM natriumfosfatbuffert, pH 6,5. Lösningen fördelades i eppendorfrör och förvarades i -18 C. Flaska 2 innehållande betaglukosidas blandades med 20 ml 50 mM natriumacetatbuffert, pH 4,0. Lösningen fördelades i eppendorfrör och förvarades i -18 C. Flaska 3

innehållande GOPOD reagensbuffert blandades tillsammans med Flaska 4 innehållande glukosoxidas, peroxidas samt 4-aminoantipyrin och späddes till 1L.

Aluminiumfolie täcktes över flaskan eftersom lösningen var ljuskänslig. Lösningen bevarades i 2-5C.

Natriumfosfat buffert (20 mM med pH 6,5)

3,12 g natriumdihydro-ortofosfat (NaH2PO42H2O) löstes upp tillsammans med 900 ml destillerat vatten. Ph:t justerades till 6,5 genom att 100 mM (4g/L)

natriumhydroxid tillsattes till lösningen. Den slutgiltiga volymen späddes till 1 L och bevarades i 4 C.

Natriumacetat buffert (50 mM med pH 4,0)

2,9 ml ättiksyra tillsattes till 900 ml destillerat vatten. pH:t justerades till 4,0 genom att 1 M natriumhydroxid tillsattes och den slutgiltiga volymen blev 1 L. Den slutgiltiga blandningen bevarades i 4  C.

Natriumacetat buffert (200 mM med pH 4,0)

1,6 ml ättiksyra tillsattes tillsammans med 900 ml destillerat vatten till …. . pH:t justerades till 4,0 genom att 1 M natriumhydroxid tillsattes och den slutgiltiga volymen blev 1 L. Den slutgiltiga blandningen bevarades i 4  C.

(37)

7.11 Absorbansmätning

Koncentration A (nm) Beräknad halt

betaglukan (% w/w)

Referens 0,0811 0,2338

Referens 0,0875 0,2537

(32%) 0,2 0,15525 0,4476

(32%) 0,2 0,15915 0,4709

(32%) 0,5 0,2146 0,6187

(32%) 0,5 0,1887 0,4742

(32%) 1,2 0,34845 1,005

(32%) 1,2 0,33155 0,8664

(32%) 2,0 0,5705 1,6279

(32%) 2,0 0,5693 1,6211

(75%) 0,2 0,37965 0,3606

(75%) 0,2 0,14295 0,3605

(75%) 0,5 0,2583 0,7446

(75%) 0,5 0,2187 0,4852

(75%) 1,2 0,3361 0,9355

(75%) 12 0,37005 1,0334

(75%) 2,0 0,5744 1,6560

(75%) 2,0 0,3565 1,8324