بیوفرآوری سبوس گندم؛ راهکاری موثر در بهبود خواص عملکردی آن
اهمیت سبوس غلات در ارزش غذایی
با افزایش آگاهی از مزایای سلامتی مصرف غلات کامل، امروز اهمیت سبوس غلات به دلیل محتوای بالای فیبر (DF) و ترکیبات آنتی‌اکسیدانی آن به طور جدی شناخته شده است. با این حال، مصرف غلات کامل هنوز تا حد زیادی پایین‌تر از مقدار توصیه‌شده توسط WHO/FAO است. یکی از چالش‌های اصلی افزایش مصرف غلات کامل، بهبود جذابیت این محصولات به نسبت نان‌های تصفیه‌شده است. تحقیقات اخیر روی توسعه فناوری‌های جدید نظیر آسیاب خشک و تکه‌تکه کردن تمرکز داشته است که باعث تولید بخش‌های جدیدی از غلات با افزایش ترکیبات ارتقا‌دهنده سلامتی شده‌اند. با این حال، یکی از چالش‌های اصلی این حوزه، جذابیت محصولات سبوس‌دار برای مصرف‌کننده است که نیاز به راهکارهایی جهت بهبود جذابیت درک شده این محصولات دارد.
استفاده از سبوس در صنایع غذایی به دلیل دغدغه‌های تکنولوژیکی، به ویژه در نان، محدودتر و چالش‌برانگیزتر است. تکمیل سبوس در نان معمولا ساختار و کیفیت پخت خمیر را کاهش داده و حجم نان را کاهش می‌دهد. توسعه فرآیندهای نوآورانه برای بهبود زیست دسترسی ترکیبات ارتقا‌دهنده سلامت و کاهش اثرات منفی فناوری ضروری است. سبوس، ماتریکسی با ساختار پیچیده است که ترکیبات مختلفی مانند آرابینوکسیلان و بتاگلوکان را شامل می‌شود. در این لایه‌ها، ترکیبات زیست‌فعال مانند فیبر غذایی و اسیدهای فنولیک در دیواره‌های سلولی قوی قرار دارند که در برابر آسیاب مقاومت کرده و دسترسی زیستی آنها محدود است. پردازش زیستی به عنوان یک ابزار کارآمد برای بهبود عملکرد تغذیه‌ای و فناوری سبوس در نظر گرفته می‌شود. این پژوهش به بررسی آخرین پیشرفت‌های حوزه پردازش زیستی سبوس با تاکید بر بهبود عملکرد تغذیه‌ای و فناوری پرداخته و دستاوردهای این زمینه را به کمک آنزیم‌ها و فرآیندهای تخمیری جمع‌بندی می‌کند.
فرآوری زیستی آنزیمی
دریافت فیبر خام از طریق غلات کامل و سبوس، اثرات مثبتی بر سلامتی، از جمله کاهش خطر بیماری‌های روده بزرگ، دیابت نوع ۲ و بیماری‌های قلبی- عروقی دارد. در سبوس، پلی‌ساکاریدهای فیبری از طریق پیوندهای استری با ترکیبات فنولی پیوند داده می‌شوند. استفاده از آنزیم‌ها برای حل کردن فیبر و اصلاح ساختار دیواره‌های سلولی، یکی از روش‌های بررسی‌شده برای بهبود عملکرد تغذیه‌ای و تکنولوژیکی سبوس است. تحقیقات نشان می‌دهد که عملکرد مثبت میکروفلورای روده زمانی بهتر است که فیبر متصل به ترکیبات فنولی در سبوس به طور دقیق‌تر دسترسی‌پذیر باشد.
فیبر سبوس گندم از آرابینوکسیلان، سلولز، لیگنین و بتا-گلوکان تشکیل شده و افزایش حلالیت آرابینوکسیلان یک هدف مهم برای بهبود آن است. استفاده از آنزیم‌های هیدرولیتیک مانند اندوکسیلاناز برای هیدرولیز آرابینوکسیلان، الیگوساکاریدهای محلول را تولید کرده و حلالیت را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، سبوس منبع مهمی از ترکیبات فنولی با وزن مولکولی کم است، به ویژه اسید فرولیک که فعالیت‌های ضد‌اکسیدانی و ضد‌میکروبی دارد. با استفاده از آنزیم‌های مختلف، می‌توان FA را از سبوس آزاد کرده و خصوصیات بیولوژیک آن را بهبود بخشید. در نهایت، ترکیب‌پذیری تکنولوژی‌های پردازشی برای بهبود عملکرد سبوس در محصولات نان قابل ارائه است.
فرآوری با استفاده از باکتری‌های اسید لاکتیک و تخمیر مخمر
تحقیقات در زمینه پردازش زیستی سبوس برای افزایش دسترسی زیستی به اسیدهای فنولیک و فیبر محلول از طریق تخمیر باکتری‌های اسید لاکتیک و مخمرها صورت گرفته است. این فرآیند باعث افزایش پتانسیل زیست فعالیت سبوس و افزایش غلظت موادی مانند فولات، ترکیبات فنلی، اسید فرولیک و پنتوتنیک اسید شده است. این اثرات به ویژه زمانی آشکار می‌شود که پردازش زیستی توسط تخمیر میکروبی و آنزیم‌های هیدرولیتیک انجام می‌شود. افزودن آنزیم‌ها در طول تخمیر تاثیرات مثبت شروع‌کننده میکروبی را افزایش می‌دهد.
مخلوط آنزیمی شامل زایلاناز، ب-گلوکاناز، a-آمیلاز، سلولاز و فرولیک اسید استراز با مخمر نانوایی در پردازش زیستی سبوس گندم بهبودهای معنی‌داری در فعالیت آنتی اکسیدانی و فیتاز، محتوای پپتیدها و کل اسیدهای آمینه آزاد ایجاد کرده و دسترسی به اسیدهای فنولیک و متابولیت‌های مرتبط را افزایش داده است. همچنین، پردازش زیستی سبوس چاودار نیز بهبودهای مشابهی را نشان داده و می‌تواند در تولید محصولات پخته با ارزش افزوده استفاده شود. تحقیقات نشان می‌دهد که تغییرات در ساختار دیواره سلولی سبوس ناشی از فعالیت‌های آنزیمی، درون‌زا و میکروبی در طول پردازش زیستی سبوس ایجاد می‌شود، که می‌تواند تاثیرات بسیاری بر ترکیب و ویژگی‌های آن داشته باشد.
در نهایت باید گفت استفاده از پردازش زیستی سبوس گندم و چاودار با استفاده از باکتری‌های اسید لاکتیک یا مخمرهای خاص قبل از پخت، بهبودهای مهمی در خصوص حجم نان، ساختار خرده‌نان، طعم و ماندگاری نان ایجاد کرده است. تخمیر خمیر ترش نقش مهمی در بهبود عملکرد تکنولوژیکی و تغذیه‌ای سبوس ایفا می‌کند، افزودن فیبر به نان باعث بهبود بافت و طعم نان می‌شود و اثرات مثبتی بر ساختار، بافت و طعم نان با فیبر بالا ایجاد می‌کند. مطالعات نشان داده‌اند که حضور فیبر در نان می‌تواند باعث کاهش پاسخ گلیسمی شود و اثرات مثبتی بر روی ساختار نشاسته و توزیع آب در ماتریکس نان داشته باشد.
همچنین، نتایج نشان می‌دهند که تغییرات در ساختار و ترکیب سبوس با پردازش زیستی ممکن است بهبودهای معنی‌داری در ویژگی‌های حسی و تغذیه‌ای نان ایجاد کند. با توجه به مزایای سلامتی مرتبط با مصرف غلات کامل، استفاده از فناوری‌های پردازش زیستی به عنوان یک ابزار کارآمد برای بهبود عملکرد و استفاده از سبوس در محصولات غذایی می‌تواند گام مهمی در راستای ارتقای تغذیه و سلامت عمومی باشد.
