From maize flour to bread: assessing the impact of processing on phenolic and volatile composition

Abstract

Broa is a Portuguese ethnic bread traditionally prepared from maize open pollinated varieties (OPVs). These traditional varieties have been threatened by the progressive introduction of hybrid varieties, which do not possess the ability to produce high-quality broas and are less resilient to adverse environmental conditions. Scarce scientific studies have been reported regarding the nutritional and sensorial quality of broas and traditional Portuguese maize varieties. This work aimed to address this gap by providing information on the phenolic and volatile composition of broas and maize OPVs, important quality parameters in foods, related to health benefits and sensory attributes. Results showed that Portuguese maize OPVs and broas are a valuable source of phenolic compounds, in particular hydroxycinnamic acids and hydroxycinnamic acid amides (HCAAs). Several HCAAs were tentatively identified for the first time. Phenolic compounds not only resisted to the bread making process, but their free content also increased, suggesting that their bioaccessibility was improved. The traditional OPVs and corresponding broas showed higher phenolic contents when compared with a commercial maize flour and broa. The major volatiles detected in maize flours and broas were aldehydes derived from lipid oxidation reactions. Other compounds, derived from bread making, as pyranones, were also detected in broas. According to the results from a sensory panel evaluation, broas with higher contents in pyranones and lower in aldehydes were preferred by the consumers. Phenolic compounds appear to inhibit lipid oxidation reactions and increase browning reactions during bread making and, consequently, origin broas with better sensory characteristics. In addition, results suggested that a more advanced technique (comprehensive two-dimensional gas chromatography) is able to unveil relevant volatile compounds, since it allowed the detection of minor volatiles which may significantly influence broas overall aroma, as sulphur compounds. Overall, the results obtained in this work reinforce the importance of preserving these valuable genetic resources.A broa é um pão tradicional português preparado originalmente a partir de variedades de milho de polinização aberta. Estas variedades tradicionais têm sido ameaçadas pela introdução progressiva de variedades híbridas, menos resistentes a condições ambientais adversas e que originam broas de qualidade inferior. Existem poucos estudos científicos sobre a qualidade nutricional e sensorial das broas e das variedades de milho portuguesas. Este trabalho teve como objetivo colmatar esta lacuna, reunindo dados sobre a composição fenólica e volátil das variedades de milho tradicionais e broas, importantes parâmetros de qualidade alimentar, relacionados com características sensoriais e possíveis benefícios para a saúde. Os resultados demonstraram que as variedades de milho tradicionais portuguesas e respetivas broas são uma fonte importante de compostos fenólicos, em particular de ácidos hidroxicinâmicos e amidas de ácidos hidroxicinâmicos (HCAAs). Foram putativamente identificadas novas HCAAs que não tinham sido previamente reportadas. Os compostos fenólicos não apenas resistiram ao processo de panificação, como o seu teor livre aumentou, indicando uma melhoria na sua bioacessibilidade. As variedades tradicionais de milho e respetivas broas apresentaram teores superiores de compostos fenólicos, quando comparadas com uma farinha de milho e broa comercial. Os principais compostos voláteis detetados nas farinhas de milho e broas foram aldeídos derivados de reações de oxidação lipídica. Também foram identificados compostos resultantes do processo de panificação das broas, como piranonas. De acordo com os resultados de uma avaliação sensorial, as broas preferidas pelos consumidores apresentaram teores superiores em piranonas e inferiores em aldeídos. Os compostos fenólicos aparentam inibir as reações de oxidação lipídica e aumentar as reações que ocorrem durante o processo de cozedura e, consequentemente, originam broas com melhores características sensoriais. Adicionalmente, os resultados mostraram que a utilização de uma técnica mais avançada (cromatografia gasosa bidimensional abrangente) permite a deteção de voláteis minoritários, tais como compostos com enxofre, que podem influenciar significativamente o aroma das broas. De modo geral, os resultados obtidos neste trabalho reforçam a importância da preservação destes preciosos recursos genéticos

    Similar works