Effect of fermentation of oat and faba bean flours mixture on oat β-glucan | Fermentaation vaikutus kauran β-glukaaniin kaura- ja härkäpapujauhoseoksessa

Tämän Pro gradu -tutkielman tavoitteena oli selvittää fermentaation vaikutus kauran β-glukaaniin kaura- ja härkäpapujauhoseoksessa. Tavoitteena oli myös selvittää miten eri fermentaatio-olosuhteet vaikuttavat seoksen β-glukaanipitoisuuteen, pH-arvoon, kokonaishappomäärään (TTA) ja viskositeettiin hyödyntäen vastepinnan mallinnusmenetelmää (RSM) ja kokeellista suunnittelumallinnusta. Jauhoseos koostui täysjyväkaurajauhosta, kauralesekonsentraatista, härkäpapujauheesta, härkäpapuproteiini-isolaatista sekä vedestä. Seos fermentoitiin kaupallisella jogurttistartterilla, joka koostui Bifidobacterium –bakteerilajeista, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei ja Streptococcus thermophilus –bakteerilajeista. Tutkitut fermentaatio-olosuhteiden muuttujat olivat aika (7 h; 12,5 h; 18 h), lämpötila (30 °C, 37.5 °C, 45 °C), sekä lisätyn startterin määrä (0,01 %; 0,1 %; 1 % w/w). Olosuhdemuuttujien ja seoksesta mitattujen vasteiden suhteita analysoitiin niistä luotavien mallien avulla. Merkittävää β-glukaanipitoisuuden laskua ei havaittu missään testatuissa olosuhteissa. Tästä syystä tarkempaa tietoa olosuhdemuuttujien vaikutuksesta ei saatu β-glukaanipitoisuuden osalta. Muiden vasteiden kohdalla löydettiin selkeitä yhteyksiä. Kaikki olosuhdemuuttujat vaikuttivat negatiivisesti pH-arvoon, ja positiivisesti TTA-arvoon. Kaikki olosuhdemuuttujat vaikuttivat viskositeettiin, mutta lämpötilan vaikutus oli kaikista merkittävin, ja sillä oli positiivinen, epälineaarinen vaikutus viskositeettiin

The primary objective of this thesis was to observe the effect of fermentation of oat and faba bean flour mixture on oat β-glucan. The secondary objective was to define how fermentation conditions affect β-glucan content, pH, total titratable acidity (TTA) and viscosity in oat-faba bean matrix utilizing experimental design and response surface methodology (RSM). As fermentation is a part of manufacturing process of plant-based yoghurt alternatives, this thesis observed the fermentation process in detail to define its effect on β-glucan. The flour mixture consisted of whole grain oat flour, oat bran concentrate, faba bean flour, faba bean protein isolate and water. This mixture was fermented with a commercial yoghurt starter, consisting of Bifidobacterium sbsp., Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus paracasei and Streptococcus thermophilus species. Studied fermentation condition factors were time (7 h, 12.5 h, 18 h), temperature (30 °C, 37.5 °C, 45 °C) and inoculum ratio (0.01 %, 0.1 %, 1% w/w). The relationship between the factors and responses were analyzed with the Central Composite Face-centered (CCF) design and response surface modelling. In all tested fermentation conditions, no significant decrease in β-glucan content was observed. However, relationships between fermentation condition factors and other responses were obtained. All factors had decreasing effect on pH and increasing effect on TTA. All factors contributed to viscosity, but temperature was significantly more effective than others, having positive, non-linear effect.