تاثير درجه استخراج آرد، ميزان آنزيم آسپارژيناز، دما و مدت زمان پخت بر تشكيل آكريلاميد در نان سنگك

The effect of flour extration rate, amount of asparaginase enzyme, and baking temperature and time on acrylamide formation in Sangak bread

سابقه و هدف: آكريلاميد ماده‌اي سرطان‌زا است كه در دماي بالاتر از ?C120 در مواد غذايي غني از كربوهيدرات مانند نان سنگك تشكيل مي‌شود. با توجه به اهميت تغذيه‌اي اين نان، هدف اين پژوهش بررسي تاثير درجه استخراج آرد، ميزان آنزيم آسپارژيناز، دما، مدت زمان پخت و اثرات متقابل آن‌ها بر تشكيل آكريلاميد در نان سنگك بود. مواد و روشها: ابتدا سازوكارهاي تاييد شده موثر بر تشكيل آكريلاميد تعيين شد؛ شامل: آسپارژين آزاد، قندهاي گلوكز، فروكتوز، مالتوز و ساكارز در دو نوع آرد با درجه استخراج 93 و 82 درصد و دو نوع خمير تهيه شده از اين آردها. سپس تاثير درجه استخراج آرد، ميزان آنزيم آسپارژيناز، دما، مدت زمان پخت و اثرات متقابل آن‌ها بر تشكيل آكريلاميد در نان سنگك بررسي شد. ميزان آكريلاميد با دستگاه LC/MS/MS اندازه‌گيري شد. تحليل داده‌ها با 16SPSS، 15Minitab و آزمون فاكتوريل انجام گرفت. يافتهها: بين ميانگين قندها بجز ساكارز در دو نوع آرد اختلاف معني‌داري مشاهده شد. بين ميانگين آكريلاميد تشكيل شده ناشي از اثرات عوامل اصلي (درجه استخراج آرد، آنزيم، دما و مدت زمان پخت) و اثرات متقابل عوامل دو، سه و چهارگانه اختلاف معني‌داري مشاهده شد (001/0 < p). حداكثر ميزان آكريلاميد تشكيل شده در تركيب 72 تيماري حاصل از اثرات متقابل عوامل چهارگانه در دماي ?C352، مدت زمان پخت 10 دقيقه و آرد با درجه استخراج 93% (بدون آنزيم) به ميزان 30/60 ميلي‌گرم/كيلوگرم، و حداقل ميزان تشكيل آكريلاميد در دماي ?C241، مدت زمان پخت 5 دقيقه و آرد با درجه استخراج 82% (با آنزيم) به ميزان 07/13 ميلي‌گرم/كيلوگرم/ نان سنگك مشاهده شد. نتيجه گيري: با كاهش آسپارژين آزاد توسط آنزيم آسپارژيناز، گلوكز و فروكتوز عامل اصلي تشكيل آكريلاميد در نان سنگك شناخته شدند. ميزان تشكيل آكريلاميد با افزايش درجه استخراج آرد افزايش يافت. اين ميزان با دما و مدت زمان پخت رابطه مستقيم داشت. ميزان تشكيل آكريلاميد در حضور آنزيم آسپارژيناز در پايين‌ترين حد مشاهده شد. آموزش به نانوايان به منظور عدم برشته كردن نان تا حد زيادي منجر به سلامت نان سنگك خواهد شد. واژگان كليدي: آسپارژين آزاد، آكريلاميد، آنزيم آسپارژيناز، نان سنگك، LC/MS/MS

Background and Objective: Acrylamide is a carcinogen element which is formed at temperatures higher than 120?C in the foods rich in carbohydrates, such as Sangak bread. Materials and Methods: At first, a series of confirmed mechanisms effective on the formation of acrylamide was determined: Free asparagine, glucose, fructose, maltose, and sucrose sugars in two kinds of dough made from two kinds of flour with the extraction rate of %82 and %93. Then, the effect of flour extration rate, enzyme asparaginase, temperature and time needed for baking, and interactions of effectual factors was studied on the formation of acrylamide in Sangak bread. The amount of acrylamide was determined by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC/MS/MS). The data analysis was performed using Spss16, Minitab15, and Factorial test. Results: A significant differenc was seen between average sugars other than sucrose in the two kinds of flour. Also, average acrylamid formed by principal factors affecting (flour extration rate, asparaginase enzyme, baking time and temperature) and reciprocal impact of the 2, 3, 4 factors showed a significant difference (p < 0/001). The maximum of acrylamide formation from 72 treatments caused by the reciprocal impacts of the four factors was seen at the temperature of 352oC, baking time of 10 minutes, and flour with 93% extraction rate (without enzyme) of 60/30 ( mg/kg) and the minimum of acrylamide formation was observed at the temperature of 241oC, baking time of 5 minutes and the flour with 82% extraction rate (with enzyme) of 13/07 mg/kg Sangak bread. Conclusion: The decrease of free asparagine by asparaginase enzyme indicated that glucose and fructose were the major sources of acrylamide formation in Sangak bread. The rate of acrylamide formation increased with the increase in flour extraction rate. This rate has direct relationship with baking time and temperature. Acrylamide formation can be minimized in the presence of asparaginase enzyme. Training the bakers not to toast the bread will result in the production of healthy Sangak bread Keywords: Free asparagine, Acrylamide, Enzyme asparaginase, Sangak bread, LC/MS/MS