Published December 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

In vitro digestion properties and use of automatic image analysis to assess the quality of wheat bread enriched with whole faba bean (Vicia faba L.) flour and its protein-rich fraction

Creators

  • 1. Riddet Institute
  • 2. University of Otago
  • 3. Taylor's University

Description

The trend of incorporating faba bean (Vicia faba L.) in breadmaking has been increasing, but its application is still facing technological difficulties. The objective of this study was to understand the influence of substituting the wheat flour (WF) with 10, 20, 30 and 40 % mass of whole bean flour (FBF) or 10 and 20 % mass of faba bean protein-rich fraction (FBPI) on the quality (volume, specific volume, density, colour, and texture), nutritional composition (total starch, free glucose, and protein contents), and kinetics of in vitro starch and protein digestibility (IVSD and IVPD, respectively) of the breads. Automated image analysis algorithm was developed to quantitatively estimate the changes in the crumb (i.e., air pockets) and crust (i.e., thickness) due to the use of FBF or FBPI as part of the partial substitution of wheat flour. Higher levels of both FBF and FBPI substitution were associated with breads having significant (p < 0.05) lower (specific) volume (at least 25 % reduction) and higher density (up to 35 %), increased brownness (up to 49 % and 78 % for crust and crumb respectively), and up to 2.3-fold increase in hardness. Result from the image analysis has provided useful insights on how FBF and FBPI affecting bread characteristics during baking such as loss of crumb expansion, decrease in air pocket expansion and increase in crust thickness. Overall, incorporation of FBF or FBPI in wheat bread were favourable in reducing the starch content and improving the protein content and IVPD of wheat bread. Since bread remains as a staple food due to its convenience, versatility and affordability for individuals and families on a budget, wheat bread enriched with faba bean could be a perfect food matrix to increase daily protein intake.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتزايد اتجاه دمج الفول (Vicia faba L.) في صناعة الخبز، لكن تطبيقه لا يزال يواجه صعوبات تكنولوجية. كان الهدف من هذه الدراسة هو فهم تأثير استبدال دقيق القمح (WF) بكتلة 10 و 20 و 30 و 40 ٪ من دقيق الفاصوليا الكامل (FBF) أو كتلة 10 و 20 ٪ من جزء الفاصوليا الغني بالبروتين (FBPI) على الجودة (الحجم والحجم المحدد والكثافة واللون والملمس) والتكوين الغذائي (النشا الكلي والجلوكوز الحر ومحتويات البروتين) وحركية النشا في المختبر وهضم البروتين (IVSD و IVPD، على التوالي) للخبز. تم تطوير خوارزمية تحليل الصور الآلية لتقدير التغيرات الكمية في الفتات (أي الجيوب الهوائية) والقشرة (أي السمك) بسبب استخدام FBF أو FBPI كجزء من الاستبدال الجزئي لدقيق القمح. ارتبطت المستويات الأعلى لاستبدال كل من FBF و FBPI بالخبز الذي يحتوي على حجم (محدد) أقل بكثير (p < 0.05) (انخفاض بنسبة 25 ٪ على الأقل) وكثافة أعلى (تصل إلى 35 ٪)، وزيادة البني (تصل إلى 49 ٪ و 78 ٪ للقشرة والفتات على التوالي)، وزيادة تصل إلى 2.3 ضعف في الصلابة. قدمت نتيجة تحليل الصور رؤى مفيدة حول كيفية تأثير FBF و FBPI على خصائص الخبز أثناء الخبز مثل فقدان تمدد الفتات، وانخفاض تمدد الجيب الهوائي وزيادة سماكة القشرة. بشكل عام، كان دمج FBF أو FBPI في خبز القمح مواتياً في تقليل محتوى النشا وتحسين محتوى البروتين و IVPD من خبز القمح. نظرًا لأن الخبز يظل غذاءً أساسيًا بسبب ملاءمته وتعدد استخداماته وقدرته على تحمل تكاليفه للأفراد والعائلات بميزانية محدودة، فإن خبز القمح المخصب بحبوب الفول يمكن أن يكون مصفوفة غذائية مثالية لزيادة تناول البروتين اليومي.

Translated Description (French)

La tendance à incorporer la fève (Vicia faba L.) dans la panification a augmenté, mais son application est toujours confrontée à des difficultés technologiques. L'objectif de cette étude était de comprendre l'influence de la substitution de la farine de blé (FB) par 10, 20, 30 et 40 % en masse de farine de haricots entiers (FBF) ou 10 et 20 % en masse de fraction riche en protéines de féverole (FBPI) sur la qualité (volume, volume spécifique, densité, couleur et texture), la composition nutritionnelle (teneur totale en amidon, en glucose libre et en protéines) et la cinétique de la digestibilité in vitro de l'amidon et des protéines (IVSD et IVPD, respectivement) des pains. Un algorithme d'analyse d'image automatisé a été développé pour estimer quantitativement les changements dans la mie (c'est-à-dire les poches d'air) et la croûte (c'est-à-dire l'épaisseur) dus à l'utilisation de FBF ou de FBPI dans le cadre de la substitution partielle de la farine de blé. Des niveaux plus élevés de substitution FBF et FBPI ont été associés à des pains ayant un volume (spécifique) significativement plus faible (p < 0,05) (réduction d'au moins 25 %) et une densité plus élevée (jusqu'à 35 %), une brunitude accrue (jusqu'à 49 % et 78 % pour la croûte et la miette respectivement) et une augmentation de la dureté jusqu'à 2,3 fois. Les résultats de l'analyse d'image ont fourni des informations utiles sur la façon dont FBF et FBPI affectent les caractéristiques du pain pendant la cuisson, telles que la perte de l'expansion de la miette, la diminution de l'expansion de la poche d'air et l'augmentation de l'épaisseur de la croûte. Dans l'ensemble, l'incorporation de FBF ou de FBPI dans le pain de blé a été favorable à la réduction de la teneur en amidon et à l'amélioration de la teneur en protéines et de la MPIV du pain de blé. Étant donné que le pain reste un aliment de base en raison de sa commodité, de sa polyvalence et de son prix abordable pour les individus et les familles à petit budget, le pain de blé enrichi en féveroles pourrait être une matrice alimentaire parfaite pour augmenter l'apport quotidien en protéines.

Translated Description (Spanish)

La tendencia de incorporar la haba (Vicia faba L.) en la panificación ha ido en aumento, pero su aplicación sigue enfrentando dificultades tecnológicas. El objetivo de este estudio fue comprender la influencia de la sustitución de la harina de trigo (WF) con 10, 20, 30 y 40% en masa de harina de frijol integral (FBF) o 10 y 20% en masa de fracción rica en proteína de frijol faba (FBPI) en la calidad (volumen, volumen específico, densidad, color y textura), composición nutricional (contenido total de almidón, glucosa libre y proteína) y cinética de la digestibilidad in vitro del almidón y la proteína (IVSD e IVPD, respectivamente) de los panes. Se desarrolló un algoritmo de análisis de imágenes automatizado para estimar cuantitativamente los cambios en la miga (es decir, bolsas de aire) y la corteza (es decir, espesor) debido al uso de FBF o FBPI como parte de la sustitución parcial de la harina de trigo. Los niveles más altos de sustitución de FBF y FBPI se asociaron con panes que tenían un volumen (específico) significativamente menor (p < 0,05) (al menos una reducción del 25 %) y una mayor densidad (hasta el 35 %), un aumento del color marrón (hasta el 49 % y el 78 % para la corteza y la miga, respectivamente) y un aumento de la dureza de hasta 2,3 veces. El resultado del análisis de imágenes ha proporcionado información útil sobre cómo el FBF y el FBPI afectan las características del pan durante el horneado, como la pérdida de expansión de la miga, la disminución de la expansión de la bolsa de aire y el aumento del espesor de la corteza. En general, la incorporación de FBF o FBPI en el pan de trigo fue favorable para reducir el contenido de almidón y mejorar el contenido de proteínas y la IVPD del pan de trigo. Dado que el pan sigue siendo un alimento básico debido a su conveniencia, versatilidad y asequibilidad para individuos y familias con un presupuesto limitado, el pan de trigo enriquecido con haba podría ser una matriz alimentaria perfecta para aumentar la ingesta diaria de proteínas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خصائص الهضم في المختبر واستخدام التحليل التلقائي للصور لتقييم جودة خبز القمح المخصب بدقيق الفاصوليا الكاملة (Vicia faba L.) وجزئه الغني بالبروتين
Translated title (French)
Propriétés de digestion in vitro et utilisation de l'analyse d'image automatique pour évaluer la qualité du pain de blé enrichi en farine de féverole entière (Vicia faba L.) et sa fraction riche en protéines
Translated title (Spanish)
Propiedades de digestión in vitro y uso del análisis automático de imágenes para evaluar la calidad del pan de trigo enriquecido con harina de haba entera (Vicia faba L.) y su fracción rica en proteínas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388273478
DOI
10.1016/j.foodres.2023.113630

Is supplement to
https://openalex.org/W4364857732 (Other)
https://openalex.org/W3157299883 (Other)
https://openalex.org/W3007604301 (Other)
https://openalex.org/W2969909434 (Other)
https://openalex.org/W2574654211 (Other)
https://openalex.org/W2513847120 (Other)
https://openalex.org/W2325493576 (Other)
https://openalex.org/W2318423367 (Other)
https://openalex.org/W2184279852 (Other)
https://openalex.org/W2181683257 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1256474097
  • https://openalex.org/W1559112606
  • https://openalex.org/W1584223726
  • https://openalex.org/W182935
  • https://openalex.org/W1980023782
  • https://openalex.org/W1998807304
  • https://openalex.org/W2000619401
  • https://openalex.org/W2004748070
  • https://openalex.org/W2006072060
  • https://openalex.org/W2007883381
  • https://openalex.org/W2009883028
  • https://openalex.org/W2016372541
  • https://openalex.org/W2016386764
  • https://openalex.org/W2030803564
  • https://openalex.org/W2034751185
  • https://openalex.org/W2051770860
  • https://openalex.org/W2054738923
  • https://openalex.org/W2061354196
  • https://openalex.org/W2078207477
  • https://openalex.org/W2079287867
  • https://openalex.org/W2079513184
  • https://openalex.org/W2081639533
  • https://openalex.org/W2091518235
  • https://openalex.org/W2091872988
  • https://openalex.org/W2099465014
  • https://openalex.org/W2102014201
  • https://openalex.org/W2136887706
  • https://openalex.org/W2139633455
  • https://openalex.org/W2147412637
  • https://openalex.org/W2150541810
  • https://openalex.org/W2159899666
  • https://openalex.org/W2160446463
  • https://openalex.org/W2169829696
  • https://openalex.org/W2232979452
  • https://openalex.org/W2293171068
  • https://openalex.org/W2498077375
  • https://openalex.org/W2562545902
  • https://openalex.org/W2563067439
  • https://openalex.org/W2600765784
  • https://openalex.org/W2607194166
  • https://openalex.org/W2609994853
  • https://openalex.org/W2626637333
  • https://openalex.org/W2804075428
  • https://openalex.org/W2884890057
  • https://openalex.org/W2898749513
  • https://openalex.org/W2911444850
  • https://openalex.org/W2955135368
  • https://openalex.org/W2964312100
  • https://openalex.org/W2974229870
  • https://openalex.org/W2989801991
  • https://openalex.org/W3003082263
  • https://openalex.org/W3015181682
  • https://openalex.org/W3024105954
  • https://openalex.org/W3043126892
  • https://openalex.org/W3043448524
  • https://openalex.org/W3080780202
  • https://openalex.org/W3090557119
  • https://openalex.org/W3096109621
  • https://openalex.org/W3114423697
  • https://openalex.org/W3117184431
  • https://openalex.org/W3118797666
  • https://openalex.org/W3161031405
  • https://openalex.org/W3175338955
  • https://openalex.org/W3204466661
  • https://openalex.org/W3207725681
  • https://openalex.org/W4214488956
  • https://openalex.org/W4225260880
  • https://openalex.org/W4251064226
  • https://openalex.org/W4288535447
  • https://openalex.org/W4321794881