Effect of Scolymus hispanicus L. Flour Supplementation on Rheological Properties of Dough

Abstract

Scolymus hispanicus L. (Şevketi Bostan) is a wild plant that grows in the Marmara, Aegean and Mediterranean regions and is consumed as a vegetable especially in the Aegean region. In addition, it is used in traditional medicine and the pharmaceutical industry. In this study, the effects of S. hispanicus L. flour (SHU) addition (5%, 10%, 20%, 30% and 40%) on wheat flour quality and rheological properties of cracker dough were determined. Farinograph and extensograph methods were used to evaluate the dough properties. In addition, the physicochemical (gluten, sedimentation value, falling number values) characteristics of wheat flour and some chemical properties (moisture, ash, protein, fat contents) of BU and SHU were determined. The SHU supplementation was determined to increase the protein and ash content and decrease the fat content of the dough. According to the farinograph analysis results, the SHU supplementation significantly affected the water absorption and development time of the dough and decreased the softening degree at 10 minutes. In the extensograph values, an increase in the maximum resistance, and a decrease in the extensibility ability and energy value were observed. It was seen that different SHU additive ratios had a hardening effect on the consistency during the preparation of the dough and increased the dough resistance. The use of SHU flour in flour formulation is favorable in terms of flour and dough quality. For this reason, SHU flour can be used as a functional food additive that improves dough properties, especially in the production of cereal products.

Keywords

• S. hispanicus L.
• flour
• rheological properties of dough
• functional food
• food additives
• cracker

Scolymus hispanicus L. Unu İlavesinin Hamurun Reolojik Özellikleri Üzerine Etkisi

Abstract

Scolymus hispanicus L. (Şevketi Bostan), Marmara, Ege ve Akdeniz bölgelerinde yabani olarak yetişen ve özellikle Ege bölgesinde sebze olarak tüketilen yabani bir bitkidir. Ayrıca, günümüzde geleneksel tıpta ve ilaç sanayinde hammadde olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, S. hispanicus L. unu (SHU) ilavesinin (%5, %10, %20, %30 ve %40) buğday un kalitesi ve hamurunun reolojik özellikleri üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Hamur özelliklerinin belirlenmesinde, ekstensograf ve farinograf metodları kullanılmıştır. Ayrıca buğday ununun fizikokimyasal (yaş gluten miktarı, Zeleny sedimentasyon ve düşme sayısı değerleri) ile BU ve SHU’nun bazı kimyasal özellikleri (nem, kül, protein, yağ içerikleri) belirlenmiştir. SHU ilavesi ile hamurun protein ve kül içeriğinde artış, yağ içeriğinde ise azalma belirlenmiştir. Farinograf analizi sonuçlarına göre SHU ilavesinin hamurun su kaldırma ve gelişme sürelerini önemli derecede etkilediği, 10. dakikada yumuşama derecesini düşürdüğü tespit edilmiştir. Ekstensograf değerlerinde ise maksimum dirençte artış, uzama kabiliyeti ve enerji değerinde azalma gözlenmiştir. SHU farklı katkı oranlarının, hamurun hazırlanması aşamasında, kıvam üzerine sertleştirici etki gösterdiği ve hamur direncini artırdığı görülmektedir. SHU’nun, un formülasyonlarında kullanılması, un ve hamur kalitesi açısından oldukça olumludur. Bu nedenle SHU, özellikle tahıl ürünlerinin üretiminde hamur özelliklerini iyileştiren fonksiyonel bir gıda katkı maddesi olarak kullanılabilir.

Keywords

• S. hispanicus L.
• un
• hamur reolojik özellikleri
• fonksiyonel gıda
• gıda katkıları
• kraker

References

1. American Association of Cereal Chemist (AACC) 2000. Approved Methods of American Association of Cereal Chemists. 10th ed. St. Paul. Minn. USA.
2. Amjid M, Shehzad A, Hussain S, Shabbir MA, Khan MR, Shoaib M, 2013. A comprehensive review on wheat flour dough rheology. Pakistan Journal of Food Sciences, 23 (2): 105-12.
3. Anonim 2013. Türk gıda kodeksi buğday unu tebliği, tebliğ no: 2013/9, 02.04.2013 Resmî Gazete Sayısı: 28606.
4. AOAC, 2000. Official methods of analysis of AOAC (Analysis of Association of Official Analytical Chemists) International. 17th edition. Gaithersburg, MD, USA, Association of Analytical Communities.
5. Arslan EZ, 2018. Unun kalite parametrelerinin yakın ve orta kızılötesi spektroskopisi kullanılarak tahmin edilmesi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
6. Aydın E, 2014. Balkabağı (Cucurbita moschata) unu katkısının bisküvinin antioksidan aktivite ve besinsel kalitesine etkileri, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
7. Aydoğan S, Göçmen Akçacık A, Şahin M, Kaya Y, Koç H, Görgülü MN, Ekici M, 2012. Ekmeklik Buğday Unlarında Alveograf, Farinograf ve Miksografta Ölçülen Reolojik Özellikler Arasındaki İlişkinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 7 (1):74-82.
8. Aziah, NAA, Komathi CA, 2009. Physicochemical and functional properties of peeled and unpeeled pumpkin flour. Journal of Food Science, 74 (7): 328-333.

9. Baljeet SY, Ritika BY, Reena K, 2014. Effect of incorporation of carrot pomace powder and germinated chickpea flour on the quality characteristics of biscuits. International Food Research Journal, 21 (1): 217-222.
10. Bilgiçli N, İbanoğlu Ş, Herken EN, 2007. Effect of dietary fibre addition on the selected nutritional properties of cookies. Journal of Food Engineering, 78: 86-89.
11. Davis PH, 1965-1985. Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Ed: Davis P.H., Vol. 1-9, Edinburgh University Press, 1965-1985, Edinburgh.
12. Demir H. 2006. Erzurum’da yetişen madımak, yemlik ve kızamık bitkilerinin bazı kimyasal bileşimi. Bahçe, 35 (1-2):55-60.
13. Doğan H, Meral R, 2016. Uşkun bitkisinin bisküvi üretiminde fonksiyonel bileşen olarak kullanımı. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6 (4): 91-99.
14. Doğan İS, Uğur T, 2005. Van ve çevresinde yetiştirilen bazı buğdayların bisküvilik kalitesi üzerine bir araştırma. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi (Journal of Agricultural Science), 15 (2) :139-148.
15. Dülger D, 2015. Sağlıklı bir atıştırmalık: Enerjisi azaltılmış kraker üretimi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
16. Dülger D, Şahan Y, 2013. Blessed Thistle: A Plant Traditionally used as a Vegetable. The 2nd International Symposium on Traditional Foods from Adriatic to Caucasus, (Oral Presentation), 24-25 October, Macedonia.
17. Göçmen D, 1991. Marmara Bölgesinde üretilen bazı buğday çeşitlerinin ekmeklik kalitesi üzerine araştırmalar, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
18. Gümüş S, 2010.Transglutaminaz enzimi kullanılarak üretilen krakerlerde maillard reaksiyonu sonucu ortaya çıkan lizin kaybının incelenmesi, Hacattepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
19. Hoseney RC, Wade P, Finley JW, 1988. Soft wheat products. Wheat Chem. Techn. American Association Of Cereal Chemists. St. Paul Minessota.
20. Hruskova M. and Smejda P., 2003. Wheat flour dough alveograph characteristics predicted by NIRSystems 6500. Czech Journal of Food Science, 21:28-33
21. IGC, 2020. International Grains Council (IGC), https://www.igc.int/en/default.aspx. (Erişim Tarihi:09.12.2020).
22. Indrani D, Rao GV, 2007. Rheological characteristics of wheat flour dough as influenced by ingredients of parotta. Journal of Food Engineering, 79 (1): 100- 105.
23. İnkaya AN, 2008. Bisküvi üretiminde kestane kullanım olanaklarının araştırılması, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmamış).
24. Kemper KJ, 1999. Blessed Thistle (Cnicus Benedictus), http://www.longwoodherbal.org/ blessed thistle/ blessed thistle.pdf. (Erişim Tarihi: 10.03.2018)
25. Krystyjan M, Gumul D, Ziobro R, Korus A, 2015. The Fortification of Biscuits with Bee Polen and Its Effect on Physicochemical and Antioxidant Properties in Biscuits. LWT - Food Science and Technology, 63 (1): 640–646.
26. Ktenioudaki A, Butler F, Gallagher E, 2010. Rheological properties and baking quality of wheat varieties from various geographical regions. Journal of Cereal Science, 51 (3): 402-408.
27. Liu N, Ma S, Li L, Wang X, 2019. Study on the effect of wheat bran dietary fiber on the rheological properties of dough. Grain & Oil Science and Technology, 2 (1): 1-5.
28. Liu Y, Li M, Liu Y, Guan E, Bian K, 2021. Effects of superheated steam treatment of wheat on physicochemical properties of wheat flour and cracker quality. Journal of Cereal Science, 97: 103165.
29. Marchini M, Carini E, Cataldi N, Boukid F, Blandino M, Ganino T, Vittadini E, Pellegrini N, 2021. The use of red lentil flour in bakery products: How do particle size and substitution level affect rheological properties of wheat bread dough?. Lwt - Food Science and Technology, 136: 110299.
30. McFall KL, Fowler ME, 2009. Overwiev of wheat classification and trade. In: Carver B. F. (Ed). Wheat Science and Trade. Wiley-Blackwell A John Wiley & Sons, Inc., Publication USA. p.448.
31. Megep, 2013. Milli Eğitim Bakanlığı, Gıda Teknolojisi, Un ve unlu mamullerdeki analizler 2, Ders Modülü, Ankara.
32. Melini F, Melini V, Luziatelli F, Ruzzi M, 2017. Current and Forward‐Looking Approaches to Technological and Nutritional Improvements of Gluten‐Free Bread with Legume Flours: A Critical Review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 16 (5): 1101-1122.
33. Mtelisi DN, Xu F, Zhao R, 2020. The efficacy of sorghum flour addition on dough rheological properties and bread quality: A short review. Grain & Oil Science and Technology, 3 (4): 164-171.
34. Nemeth R, Bender D, Jaksics E, Calicchio M, Langó B, D'Amico S, Török K, Schoenlechner R, Tömösközi S, 2019. Investigation of the effect of pentosan addition and enzyme treatment on the rheological properties of millet flour based model dough systems. Food Hydrocolloids, 94: 381-390.
35. Oyeyinka SA, Oyeyinka AT, Karim OR, Toyeeb KA, Olatunde SJ, Arise AK, 2014. Biscuit making potentials of flours from wheat and plantain at different stages of ripeness. Croation Journal of Food Science and Technology, 6 (1): 36-42.
36. Özay S, Kaçar D, 2010. Kimyasal interesterifikasyon yöntemi ile zeytinyağı bazlı yeni bir yağ ürününün geliştirilmesi ve kek-bisküvi üretiminde kulllanılabilirliğinin araştırılması, Proje no: 108O586, Tübitak Projesi, Ankara.
37. Özer Z, Tursun N, Önen H, 2001.Yabanci otlarla sağlıklı yaşam. 4 Renk Yayın Tanıtım Matbaacılık, 253 s, Ankara. Paraskevopoulou A, Provatidou E, Tsotsiou D, Kiosseoglou V, 2010. Dough rheology and baking performance of wheat flour-lupin protein isolate blends. Food Research International, 43 (4): 1009-1016.
38. Polo S, Tardío J, Vélez-del-Burgo A, Molina M, Pardo-de-Santayana M, 2009. Knowledge, use and ecology of golden thistle (Scolymus hispanicus L.) in Central Spain, Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine, 5: 42.
39. Rathi A, Kawatra A, Sehgal S, Housewright B, 2004. Influence of depigmentation of pearl millet (Pennisetum gluacum L.) on sensory attributes, nutrient composition and in vitro digestibility of biscuits. LWT – Food Science and Technology, 37 (2): 187–192.
40. Sahan Y, Gocmen D, Cansev A, Celik G, Güçer S, 2012. İğde (Eleagnus angustifolia l.) meyvesinin kimyasal ve besleyici özellikleri ve bisküvi üretiminde kullanımı. TÜBİTAK Proje no: 110O060, Bursa.
41. Sertakan SG, 2006. Bisküvi ve kraker üretiminde tritikale ununun kullanım olanakları, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
42. Sharma P, Velu V, Indrani D, Singh RP, 2013. Effect of dried Guduchi (Tinospora cordifolia) leaf powder on rheological, organoleptic and nutritional characteristics of cookies. Food Research International, 50 (2): 704–709.
43. Skrbic B, Milovac S, Dodig D, Filipčev B, 2009. Effects of hull-less barley flour and flakes on bread nutritional composition and sensory properties. Food Chemistry, 115 (3): 982-988.
44. Sobczyk A, Pycia K, Stankowski S, Jaworska G, Kuźniar P, 2017. Evaluation of the rheological properties of dough and quality of bread made with the flour obtained from old cultivars and modern breeding lines of spelt (Triticum aestivum ssp. spelta). Journal of Cereal Science, 77: 35-41.
45. Sudha ML, Srivastava AK, Leelavathi K, 2007. Studies on pasting and structural characteristics of thermally treated wheat germ. European Food Research and Technology, 225: 351-357.
46. Şahin M, Akçacık Göçmen A, Aydoğan S, Demir B, Önmez H, Taner S, 2013. Ekmeklik buğday ununda ekmek hacmi ile bazı fizikokimyasal ve reolojik özellikler arasındaki ilişkilerin tespiti. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 22 (1): 13-19.
47. TMO, 2019. Toprak Mahsulleri Ofisi Genel Müdürlüğü. 2019 yılı hububat sektör raporu, http://www .tmo.gov.tr /Upload/Document/sektorraporlari/hububat2019.pdf (Erişim Tarihi:12.10.20219).
48. TÜİK, 2020. Bitkisel Üretim 2.Tahmini, https://tuikweb.tuik.gov.tr/PreHaberBultenleri.do?id=33736 (Erişim Tarihi:01.11.2020).
49. Verdu S, Vásquez F, Ivorra E, Sánchez A, Barat J, Grau R, 2017. Hyperspectral image control of the heat-treatment process of oat flour to model composite bread properties. Journal of Food Engineering, 192: 45-52.
50. Xiao F, Zhang X, Niu M, Xiang X, Chang Y, Zhao Z, Xiong L, Zhao S, Rong J, Tang C, Wu Y, 2021. Gluten development and water distribution in bread dough influenced by bran components and glucose oxidase. Lwt - Food Science and Technology, 137: 110427.
51. Xu A, Li L, Xie J, Wang X, Coulter JA, Liu C, Wang L, 2020. Effect of long-term nitrogen addition on wheat yield, nitrogen use efficiency, and residual soil nitrate in a semiarid area of the Loess Plateau of China. Sustainability, 12 (5): 1735.