Application De La Poudre De Feuilles De Brocoli Dans Le Pain Sans Gluten : Une Approche Innovante Pour Améliorer Son Potentiel Bioactif Et Sa Qualité Technologique

Abstrait:Par rapport au pain conventionnel, le pain sans gluten (GF) présente de nombreusesdéfauts et une valeur nutritionnelle et fonctionnelle moindre. Bien que les feuilles de brocoli soient perçues commedéchets, ils se caractérisent par une teneur élevée en nutriments et en composés bioactifs.La présente étude a évalué lala valeur nutritionnelle,qualité technologique, propriétés antioxydantes, et activité inhibitricecontre la formation de produits finaux de glycation avancée (AGE) de GF enrichiavec de la poudre de feuilles de brocoli (BLP). Par rapport au témoin, le pain sans gluten avec BLP (GFB) a étécaractérisé par un significativement (p < 0.05) higher content of nutrients (proteins and minerals), as well comme un volume spécifique amélioré et une perte de cuisson. Cependant, ce qu'il faut souligner, c'est que BLPsignificativement (p < 0.05) improved thepotentiel antioxydantetactivité anti-AGEde GFB. L'obtenules résultats indiquent que le BLP peut être utilisé avec succès comme composant de produits de boulangerie sans gluten. Dansconclusion, le GFB nouvellement développé avec des propriétés technologiques et fonctionnelles améliorées est unproduit de boulangerie à valeur ajoutée qui pourrait apporter des bienfaits pour la santé aux sujets suivant un régime sans gluten.

Mots clés:Brassica; sous-produit végétal; propriétés technologiques; paramètres de texture ;antioxydantactivité; anti-âge; régime sans gluten; la maladie coeliaque

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1. Introduction

Le pain est un aliment de base qui est volontairement consommé partout dans le monde chaque jour [1]. Cependant, pour certaines personnes souffrant de la maladie coeliaque et d'autres troubles liés au gluten(allergie au blé et sensibilité au gluten non cœliaque), la consommation dele pain de blé et les autres produits contenant du gluten sont nocifs [2]. Chez ces patients, laprotéines de gluten alimentaire ou, plus précisément, la fraction gliadine du blé et les prolamines del'orge (hordéines) et le seigle (entartrage) peuvent entraîner des risques et des complications délétères pour la santé.De nos jours, le seul traitement disponible pour les troubles liés au gluten est l'adhésion à unrégime sans gluten.

La panification sans gluten est un processus qui varie considérablement de la traditionnellela panification, notamment dans les ingrédients utilisés, le comportement rhéologique de la pâte, et globalementqualité du produit final [3]. En raison de l'absence de la tridimensionnelle continueréseau de gluten qui est responsable des propriétés rhéologiques de la pâte et de ladéveloppement de pains de qualité, la panification sans gluten est un défi [4]. Donc,la production de pain sans gluten (SG) nécessite des formulations complexes, constituées d'unmélange d'ingrédients de base sans gluten et de divers additifs mimant la viscoélastiquepropriétés du gluten [5], ainsi que diverses solutions technologiques. En comparaison avecpain conventionnel, un GF présente de nombreux défauts post-cuisson, comme un aspect inesthétique(surface de croûte irrégulière et couleur pâle), sensation en bouche et saveur médiocres et durée de conservation plus courtevie. Au cours de la dernière décennie, des progrès considérables ont été réalisés pour améliorer la technologieet la qualité sensorielle du GF et de prolonger sa durée de conservation [6]. Cependant, récemment, une croissancenombre de consommateurs sont intéressés par des produits sans gluten caractérisés par une meilleurequalité nutritionnelle et bénéfique pour la santé.

De nombreuses études ont montré que les sous-produits à base de fruits et légumescontiennent une quantité substantielle de nutriments (protéines, vitamines et minéraux), ainsi quecomposés fonctionnels (fibres alimentaires) et bioactifs (caroténoïdes, composés phénoliques etglucosinolates) [7]. Parmi eux, les composés phytochimiques manifestent d'importantes activités biologiques,telles que les propriétés antioxydantes et antimicrobiennes, et pourrait donc jouer un rôle dans la préventionet le traitement des maladies humaines non transmissibles. Les effets bénéfiques des polyphénolset le dérivé de glucosinolate sur l'organisme, y compris la prévention demaladies de civilisation telles que les pathologies cardiovasculaires, le diabète de type 2, certains types dele cancer et les maladies neurodégénératives, ont été largement discutés dans la littérature [8–10]. Pourpour cette raison, le nombre croissant de recherches se concentre sur l'application de sous-produitsdans les produits sans gluten en tant que sources peu coûteuses de nutriments et de composés bioactifs [11–13]. Récemment, Littardi et al. [14] ont évalué l'impact de l'ajout de café moulu en parcheà GF et a indiqué que ce sous-produit était capable d'améliorer la couleur de ceproduit de boulangerie avec une amélioration significative de la capacité antioxydante etstabilité oxydative.

LeBrassicacéesfamille comprend de nombreux légumes couramment consommés dans le monde,non seulement traditionnellement pour la nutrition mais, plus important encore, pour leurs propriétés bénéfiques pour la santé [15]. Parmi eux, le brocoli (Brassica oleraceavar.italique) a acquis beaucouppertinence ces dernières années en tant qu'aliment "thérapeutique", car il contient pharmacologiquementsubstances actives [16,17]. De nombreuses études ont porté sur les fleurons de brocoli, quine représentent que 15 pour cent de la biomasse aérienne totale [18]. Alors que nous nous intéressions au brocolisous-produits, en particulier les feuilles, qui sont rarement utilisés pour l'alimentation. Feuilles de brocoli,similaires aux fleurons, se caractérisent par une forte teneur en nutriments (protéines, vitamine C,minéraux et oligo-éléments) et composés bioactifs (glucosinolates, acides phénoliques,et flavonoïdes) [19,20]. Bien qu'ils soient perçus comme des déchets, ils peuvent être consomméscomme produit frais de valeur ou comme sources de phytonutriments, leur permettant d'obtenir une valeur ajoutéeproduits de boulangerie [21,22]. Ainsi, la valorisation des sous-produits du brocoli et leur applicationcomme ingrédient de produits de boulangerie sans gluten avec des propriétés nutraceutiques potentielles pourraitêtre une des stratégies alternatives pour réduire le gaspillage alimentaire [23,24]. La présente étude a enquêtél'adéquation et la fonctionnalité de la poudre de feuilles de brocoli (BLP) en tant que composant GFsur la base d'une analyse de la valeur nutritionnelle, de la qualité technologique, des propriétés antioxydantes,et une activité inhibitrice contre la formation de produits finaux de glycation avancée (AGE)du pain développé sans gluten enrichi en BLP (GFB).

2. Matériels et méthodes

2.1. Préparation de la poudre de feuilles de brocoli

Une BLP a été préparée comme décrit précédemment [24]. Brièvement, des feuilles intactes debrocoli mûr (Brassica oleraceaL. var.italique) offert par la société GEMIX (Olsztyn,Pologne) ont été débarrassés des résidus de terre, lavés à l'eau, puis blanchis brièvement (1 min) dansde l'eau chaude pour inactiver les enzymes et diminuer la charge microbienne. Ensuite, pétioles etles nervures médianes principales ont été enlevées et les limbes des feuilles ont été lyophilisés car c'est une méthode quipréserve la valeur nutritionnelle et biologique et la couleur de la matière première [25]. Secles feuilles ont été broyées et tamisées pour obtenir une poudre homogène (taille des particulesInférieur ou égal à0.60 mm).Le BLP obtenu a été emballé dans une boîte en plastique scellée et conservé au réfrigérateur pouranalyse et application dans la formulation expérimentale de GF.

2.2. Préparation de Pain Expérimental Sans Gluten

Dans cette étude, une formule GF optimisée [26] a été utilisé comme contrôle (GFC). Fécule de maïs(HORTIMEX, Konin, Pologne), fécule de pomme de terre (PPZ "Trzemeszno" Sp. Z oo, Trzemeszno,Pologne), sucre, levure fraîche (Lesaffre Polska SA, Wołczyn, Pologne), pectine (E 440(i), ZPOWPektowin, Jasło, Pologne), huile de colza "Kujawski" (ZT "Kruszwica" SA, KruszwicaPologne), le sel et l'eau étaient les principaux ingrédients de GFC (tableau1). Auparavant caractériséBLP [24] a été intégré au GFB en remplaçant 5 % (w/w) d'amidon de maïs dans leFormule GFC. Ce niveau de substitution était basé sur une étude préliminaire qui a montré que5 % était le niveau de remplacement acceptable qui n'affectait pas les propriétés sensorielles du pain,tandis que le GFB avec 7% de BLP avait une saveur de chou trop intense (données non présentées).

2.3. Caractéristiques des pains sans gluten expérimentaux

2.3.1. Détermination de la composition chimique proximale et de la valeur énergétique

La composition chimique de base a été déterminée dans les GF lyophilisés selon lesméthode standard [27] : la teneur en humidité a été analysée par la méthode de séchage (AOAC925.10), la teneur en protéines a été déterminée par la méthode de Kjeldahl (N× 6,25 pour l'azoteà la conversion des protéines) (AOAC 979.09), et la teneur en matières grasses en utilisant l'extraction Soxhlet avec de l'hexane(AOAC 923.03); les cendres totales ont été déterminées à l'aide de la méthode gravimétrique en brûlantun four à moufle à 550◦C pendant 10 h (AOAC 923.03). La teneur totale en glucides étaitcalculé en soustrayant les valeurs de la teneur en humidité, en protéines, en matières grasses et en cendres de 100.Les valeurs énergétiques (kJ) ont été calculées en multipliant le nombre de macronutriments parles facteurs de conversion correspondants (17 kJ/g pour les protéines, 37 kJ/g pour les lipides et 17 kJ/g pourles glucides) [28]. Le facteur de conversion pour le calcul des calories est 1 kJ=0.239 kcal.

2.3.2. Détermination des paramètres physiques

Le poids des GF a été évalué à l'aide d'une balance numérique avec une précision de 0.01-g. Lele volume du pain a été déterminé à l'aide d'une méthode standard modifiée de déplacement des graines de colza, enoù les graines de mil ont été utilisées à la place du colza. Le volume spécifique (SV) a été calculécomme un volume de pain divisé par son poids. La densité (D) a été calculée comme un poids de pain divisépar son volume. La perte de cuisson a été calculée comme indiqué dans l'équation (1).

où:

a—le poids initial de la pâte avant cuisson (g), et

b—le poids des GF cuits et refroidis (g).

La couleur de la croûte et de la mie des GF a été évaluée à l'aide d'un HunterLab ColorFlex(Hunter Associates Laboratory, Inc, Reston, VA, États-Unis). La couleur de la croûte a été déterminée aumilieu du haut de la croûte du pain, tandis que la couleur de la mie a été analysée au milieupoint de la tranche centrale de 2- cm. Les mesures ont été effectuées à travers un diamètre de 3- cmdiaphragme contenant un verre optique. La couleur a été exprimée conformément àle système CIELab, et les paramètres déterminés étaient : légèreté (L* = 0 (noir) etL* = 100 (blanc) et composantes chromatiques :a* (−a* = verdure et plusa* = rougeurs) etb* (−b* = bleu et plusb* = jaunissement). Les valeurs étaient la moyenne d'au moins neuf répétitions.

Pour présenter l'apparence de la mie et de la croûte d'exemples de scans GFC et GFB duexemple de tranche centrale de chaque expérience, GF a été réalisé à l'aide d'un scanner à plat (EpsonPerfection V200 Photo) pris en charge par le logiciel Epson Creativity Suite Images (Figure1). 

Figure 1.L'aspect visuel de la mie et de la croûte d'un pain sans gluten témoin exemplaire (A,C) et pain sans gluten avec poudre de feuilles de brocoli (B,D). 

2.3.3. Évaluation des propriétés texturales

Le profil de texture (test TPA) du frais (2 h) et du stocké (pendant 24 et 72 h après cuisson)les miettes de GF ont été analysées à l'aide d'un analyseur de texture TA.HD Plus (Stable Micro SystemsLtd., Godalming, Royaume-Uni) est équipé d'une cellule de pesée de 30- kg. Les tranches de pain moyennes de 25- mml'épaisseur a subi un double cycle de compression jusqu'à 40 pour cent de déformation de leur hauteur d'origineavec un disque de compression en aluminium à bout plat de 35- mm (sonde P/35). La sélectionles paramètres étaient les suivants : vitesse pré-test/test/post-test, 2,0 mm/s, temps de relaxation, 5 s, force,10 g, et gâchette, mode auto. Chaque tranche a été compressée deux fois pour donner une texture à deux bouchéescourbe de profil [29], à partir desquels ont été obtenus les paramètres texturaux suivants : dureté,l'élasticité, la mastication, la cohésion et la résilience, telles que calculées par le logiciel dutétramètre. Six répliques ont été analysées pour chaque type de GF frais et stocké.

2.4. Évaluation de la capacité antioxydante des BLP et des GF

2.4.1. Détermination du contenu phénolique total

La teneur phénolique totale (TPC) a été déterminée à l'aide de la méthode Folin-Ciocalteuréactif basé sur la méthode décrite précédemment par Horszwald et Andlauer [30]. Des extraits méthanoliques ont été obtenus à partir de 200 mg de GF lyophilisé et 100 mg de BLP avec 1mL de méthanol à 67 %. Les échantillons ont été soumis à des vibrations ultrasonores (30 s) et à un vortex(30 s), puis ont été centrifugés pendant 10 min à 13,000 rpm à 4◦C. L'étape ci-dessus a été répétéecinq fois, et les surnageants ont été recueillis dans un flacon gradué de 5- mL. Méthanolles extraits ont été préparés en triple exemplaire. Le test TPC a été réalisé en microplaques, etaliquotes de 15µL d'extraits de méthanol ont été placés dans des puits de microplaque. Ensuite,250 µL du réactif Folin–Ciocalteu (préalablement dilué avec de l'eau 1:15,v/v) était ajouté,et le mélange a été incubé pendant 10 min dans l'obscurité à température ambiante. Puis, 25µL deDu carbonate de sodium à 20 % a été ajouté à chaque puits et le mélange a été incubé pendant 20 minutes.La microplaque a été secouée automatiquement avant la lecture et l'absorbance a été mesuréeàλ = 755 nm avec le lecteur de plaques Infinite M1000 PRO (Tecan Group AG, Männedorf,Suisse). L'acide gallique a été utilisé pour l'étalonnage standard ({{0}}.03–1.0 mg L−1 ), et leles résultats ont été exprimés en mg d'équivalents d'acide gallique (GAE) par gramme de matière sèche(g MS) de GF ou de BLP.

2.4.2. Capacité antioxydante équivalente de Trolox par dosage ABTS

La capacité antioxydante équivalente Trolox (TEAC) par le 2,20 -casino-bis (3-éthylbenzènele dosage de l'acide thiazoline-6-sulfonique (ABTS) a été réalisé comme décrit par Horszwald etAndlau [30]. Pour obtenir un cation radicalaire ABTS (ABTS· plus) solution avec une absorbancevaleur de 0.70± {{0}}.02 à 734 nm, 10 mL de 7-mmol/L de solution aqueuse d'ABTS et 0,5 mLde 51.4-mmol/L−1 solution aqueuse de K2S2O4 ont été mélangés, puis stockés dans l'obscurité àtempérature ambiante pendant 16h. Ensuite, l'ABTS· plussolutions (1480µL) a été ajouté à 20µL deextraits méthanoliques de BLP et GF. Pour l'analyse en microplaques, des aliquotes de 10µL de laéchantillon (les extraits méthanoliques de BLP ou GF préparés comme décrit ci-dessus pour le dosage TPC),des étalons ou des blancs ont été placés dans des puits de microplaque. Les mesures de réaction et de tempsont commencé avec l'ajout de 270µL de l'ABTS· plussolution. La réaction s'est dérouléesortie à 30◦C dans l'obscurité pendant 6 min. Après la réaction, l'absorbance a été mesurée à 734 nmavec un lecteur de microplaques. Trolox a été utilisé pour les étalonnages standards (0.25–1000µmol/L−1 ), et les résultats ont été exprimés enµmol Troloxg−1 DM des GF ou BLP.

2.4.3. Capacité antioxydante équivalente Trolox par dosage DPPH

Le test de piégeage des radicaux TEAC par 2-diphényl-picryl-hydroxyle (DPPH) a été réaliséselon Horszwald et Andlauer [30]. Pour obtenir la solution DPPH absorbantdans la plage de 0.95 à 1.10 àλ = 517 nm, 10 mg de DPPH ont été dissous dans 250 mL de80 % de méthanol. La solution de DPPH a été fraîchement préparée avant analyse. Pour l'analyse,20 µL d'extraits méthanoliques de BLP et GF (décrits à la section2.4.1), des blancs ou des étalonsont été placés dans des puits de microplaque, puis 300µL de DPPH· solution a été ajoutée. LeLa réaction a été effectuée à température ambiante pendant 30 minutes dans l'obscurité. Trolox a été utilisé pourétalonnage standard ({{0}}.005–0.75 mM), et les résultats obtenus ont été exprimés enµmol TroloxEquivalents (ET) par g MS de GF ou BLP.

2.4.4. Essai de photochimiluminescence

Un test de photochimiluminescence (PCL) a été réalisé comme décrit par Zieli ´nski,Zieli 'nska et Kostyra [31]. Cette méthode a été utilisée pour mesurer la capacité antioxydante deextraits de BLP et de GF lyophilisés contre les radicaux anions superoxydes générés à partir duphotosensibilisateur luminol sous exposition à la lumière UV dans l'appareil Photochem (AnalytikIéna, Leipzig, Allemagne). L'activité antioxydante a été analysée avec ACW (hydrophilecondition) et kits ACL (condition lipophile) selon les protocoles du fabricant.Pour l'ACW, un échantillon de 50- mg a été extrait avec 1 mL d'eau, et pour l'ACL, un échantillon de 50- mga été extrait avec 1 mL du mélange MeOH et hexane (4:1;v/v). La concentration dela solution d'extrait a été ajustée pour s'assurer que la luminescence générée était dansla plage de la courbe standard. La capacité antioxydante a été calculée en comparant latemps de retard de l'échantillon avec la courbe standard de Trolox, et il a été exprimé enµmolTrolox g−1 DM.

2.5. Évaluation de l'activité inhibitrice contre les AGE

L'activité inhibitrice contre les produits finaux de glycation avancée (AGE) a été évaluéeen utilisant deuxin vitrosystèmes modèles : albumine sérique bovine (BSA)-glucose etBSA-méthylglyoxal (MGO). Les procédures d'extraction et d'incubation ont été adoptées à partir deSzawara-Nowak et al. [32]. En bref, 150 mg d'échantillon lyophilisé ont été extraits avec 67 pour centméthanol par agitation à 25◦C pendant 40 min à l'aide d'un thermomixer (Thermomixer, Eppendorf,Pologne). Le surnageant obtenu après la centrifugation est évaporé à secsous azote, et le résidu sec a été dissous dans un tampon phosphate (0.1 M, pH 7,4).0.5 mL de la solution obtenue ont été incubés avec 1 mL du mélange contenant de la BSA(10 mg/mL) et de l'azoture de sodium (0.1 mg/mL) dans un tampon phosphate (0,1 M, pH 7,4) etconvenablement D-glucose ou MGO. Pour la mesure, 250µl du mélange réactionnela été placé dans des puits (microplaque 96-puits, noir, Porvair). L'intensité fluorescente deλexcitation330 nm etλémission410 nm (BSA-glucose), etλexcitation340 nm etλémission420 nm (BSA-MGO) ont été mesurés. Pour chaque extrait, le test a été exécuté en triple. UN1 mM d'aminoguanidine a été utilisé comme contrôle positif. Les résultats ont été présentés sous forme depourcentage de l'activité inhibitrice des AGE.2.6. Analyses statistiquesSauf indication contraire, les données rapportées dans tous les tableaux sont des valeurs moyennes et standardécarts d'observations en triple. Généralement, les différences entre les expériencesLes GF ont été analysés avec unt-test avec correction de Weich (p < 0.05), except for les différences entre les GF causées par le temps de stockage qui ont été analysées avec l'one-wayANOVA, utilisant GraphPad Prism version 8.0.0 pour Windows, logiciel GraphPad (SanDiego, Californie, États-Unis).