Oats contain a considerable amount of the soluble fibre β-glucan, which has recently received an authorised cholesterol lowering health claim in all member states of the EU. The healthy and natural image of whole grain oats has made them a desirable ingredient for use in breads. However, the absence of gluten-forming proteins and high fibre content pose technological challenges with respect to product texture. Fundamental understanding of the role of oat components on the structure formation of dough and bread is needed to facilitate the development of new healthy variants of oat breads with consumer-appealing properties. This thesis studied the effects of baking and bioprocessing methods, such as the use of sourdough and enzymes, on the chemical and rheological properties of oat doughs, the stability of β-glucan, and the quality attributes of oat breads.
A concept was created for using whole grain oat flour as a base in an oat-wheat bread with good textural and sensory quality and high β-glucan content. Ingredient and process parameters for optimised texture and taste of the oat-wheat bread were established without extensive degradation of β-glucan. The use of an optimized sourdough process in the production of oat bread provided a feasible technique for producing a new tasty variant of oat bread with high β-glucan content. The use of enzymes, such as laccase and xylanase, proved highly effective in improving the texture of oat-wheat bread. It was shown in this work that tyrosinase efficiently cross-linked oat protein, which was suggested to improve the textural properties of gluten-free oat bread. The identified positive effects on the baking quality of oat bread encourage the food ingredient and baking industry to apply bioprocessing as a powerful tool for improving the flavour and texture of healthy bakery products.Kaura sisältää runsaasti liukoista kuitua, β-glukaania, jonka kolesterolia alentavat vaikutukset on hiljattain hyväksytty elintarvikkeiden sallittujen terveysväittämien listalle EU:ssa. Täysjyväkauran terveellinen ja luonnollinen imago on tehnyt siitä houkuttelevan raaka-aineen leipomotuotteisiin. Kaura on kuitenkin haasteellinen leivonnan raaka-aine, koska se sisältää paljon kuitua eikä kauraproteiineilla ole vehnälle ominaista sitkonmuodostuskykyä hiivataikinassa. Tarvitaankin lisää tietoa kaurakomponenttien vaikutuksista taikinan ja leivän rakenteeseen, jotta voidaan paremmin muokata kauratuotteille haluttu rakenne ja maku, ilman että kauratuotteiden terveyttä edistävät ominaisuudet menetetään. Tässä työssä tutkittiin leivonnan ja bioprosessoinnin, kuten raskituksen ja entsyymien, vaikutuksia kaurataikinan kemiallisiin ja reologisiin ominaisuuksiin, β-glukaanin stabiilisuuteen ja leivän laatuun.
Reseptin ja prosessimuuttujien optimointi mahdollisti 51 % täysjyväkaurajauhoa sisältävän leivän valmistamisen, jolla oli hyvä maku ja rakenne ja suuri β-glukaanipitoisuus. Vehnäraskitusprosessin optimointi osoittautui hyväksi keinoksi tuottaa uusia makuvaihtoehtoja runsaasti β-glukaania sisältävälle kauravehnäleivälle. Entsyymien, kuten lakkaasin ja tyrosinaasin kykyä muokata kauran makropolymeerejä leivontaprosessin aikana tutkittiin joko erikseen tai ksylanaasin kanssa. Lakkaasi ja ksylanaasi lisäsivät täysjyväkauraleivän, gluteenittoman kauraleivän sekä kauravehnäleivän ominaistilavuutta ja tuoreen kauravehnäleivän pehmeyttä. Tyrosinaasi lisäsi tehokkaammin gluteenittoman kauraleivän ominaistilavuutta ja pehmeyttä kuin lakkaasi, erityisesti ksylanaasin kanssa. Tyrosinaasin vaikutus perustui pääosin kauran proteiinien polymeroitumiseen, joka yhdistettynä ksylanaasin katalysoimaan arabinoksylaanin pilkkoutumiseen paransi gluteenittoman kauraleivän ominaistilavuutta ja pehmeyttä. Tulokset osoittavat, että bioprosessointi voisi olla tehokas keino myös muiden terveellisten leipomotuotteiden rakenteen ja maun parantamisessa
