Investigation of the effect of different Spirulina platensis levels on nutritional, physicochemical and sensory properties of sponge cake

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

Article 3, Volume 16, Issue 2 - Serial Number 62, May and June 2020, Pages 207-220   

Document Type: Full Research Paper

DOI: 10.22067/ifstrj.v16i2.81859

Authors

Negin Zangeneh; Hassan Barzegar^* ; Behrooz Alizadeh Behbahani; Mohammad Amin Mehrnia

Department of Food Science and Technology, Faculty of Animal Science and Food Technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan, Mollasani, Iran.

Abstract

Introduction: Spirulina platensis belongs to the Division of Cyanobacteria and the family of Oscillatoriaceae. It is autotroph and photo-synthesizer and can be reproduced through double cell division. Spirulina platensis is a filamentous blue-green multi-cellular microalgae naturally occurring in the tropical and alkaline lakes of America, Mexico, Asia and central Africa. It contains unique and extraordinary nutrients which can be used in the production of functional foods. Among bakery and flour products, cake has a relatively high diversity and long shelf-life and is famous among a variety of people, especially children. Since the knowledge associated with the enrichment of sponge cake, as a popular product among different communities (in particular, children) is limited, the aim of the present research is to produce a sponge cake enriched with spirulina platensis, and to examine its nutritional, physicochemical and sensory properties.
 
Materials and methods: In this research, the effect of Spirulina platensis at four levels (0, 0.5, 1 and 1.5%) was investigated on the nutritional properties (protein, fat, iron, zinc and copper contents), physicochemical properties (moisture content, pH, total phenol content, antioxidant potential, textural properties and color indices) and sensory attributes (odor, color, texture, flavor and taste, chewiness and total acceptance) of the sponge cake samples prepared with wheat flour.
 
Results and discussion: Results showed that algae powder was rich in protein (56.33%) and iron (13.18 ppm). The addition of Spirulina platensis to the sponge cake caused reduction in its moisture content during storage (days 1, 5 and 10). The results also revealed that the different levels of algae addition brought about significant differences in the moisture content of the samples (p<0.05). The results also indicated that the protein, fat and mineral contents as well as other nutritional properties of the sponge cake increased as the algae content was elevated. The total phenol content of the cake samples was also raised with an increase in the algae powder level, compared with the control. This could be attributed to the large amounts of phytochemical and biological active substances such as flavonoids, sterols and other phenolic compounds. The results demonstrated that the porosity values of the control and the sample containing 1.5% of the algae were not significantly (p<0.05) different. The percentage of porosity was equal to 24.94, 37.99, 33.39 and 27.81 in the control and the samples containing 0.5, 1 and 1.5% of Spirulina platensis. Overall, the sample with 0.5% of the algae and the control had the highest and lowest porosity percentage respectively. As the algae level rose, the textural parameters (hardness, cohesiveness and gumminess) of the sponge cake increased on days 1, 5 and 10 of the storage period. The colorimetry results showed that the effect of Spirulina platensis was significant (p<0.05) on color parameters (L*, a* and b*). Sensory evaluation revealed that the sponge cake with 0.5% of the microalgae was the most acceptable among the samples. The green color of the cake crumb was attractive to the panelists and a comparison between the total sensory scores indicated that the incorporation of Spirulina platensis into the sponge cake was desirable from the panelists` points of view. The results of this study demonstrated that the addition of Spirulina platensis to sponge cake for the enrichment of this product, caused an increase in its protein and mineral contents, antioxidant potential, in addition to other functional ingredients naturally occurring in this algae. The results revealed that different levels of this algae (0.5, 1, and 1.5%) did not significantly affect the cake texture, however, had a significant impact on its color. Incorporation of Spirulina platensis into sponge cake reduced its L*, a* and b*, which was highly noticed by the panelists. Therefore, it can be declared that enrichment of sponge cake, as a popular product among different people of societies, particularly children, is a desirable and easy way of transferring the useful and valuable compounds of this algae to human.

Keywords

Spirulina platensis; Textural properties; sponge cake; Sensory Properties

References

اسمعیلی، سارا.، حسینی، سیده مرضیه.، شجاعی علی آبادی، سعیده. و میرمقتدایی، لیلا. 1396. بهبود کیفی و بافتی کیک اسفنجی فاقد چربی با استفاده از پودر ژل آلوورا. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 12 (4): 119-111.

افتخاری یزدی، مینو.، شیخ الاسلامی، زهرا. و شریفی، اکرم. 1398. بهبود ویژگی‌های کیفی نان بربری با استفاده از جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس. نشریه ی نوآوری در علوم وفناوری غذایی. 11 (2): 77-69.

انصاری فرد، فاطمه.، رجبی اسلامی، هومن.، شمسایی مهرجان، مهدی. و سلطانی، مهدی. 1396. تأثیر مکمل غذایی اسپیرولینا (Spirulina platensis) بر سیستم ایمنی و فاکتورهای بیوشیمیایی خون ماهی کوی (Cyprinus carpio carpio). مجله علمی شیلات ایران. 26 (3): 23-33.

ایوبی، اعظم. (1397). تأثیر جایگزینی آرد گندم با پودر سنجد کامل بر خصوصیات کیفی کیک فنجانی. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 13 (2): 88-79.

باباخانی، زهرا.، کرمی، مصطفی. و رضازاد باری، محمود. 1397. استفاده از ریز جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس در فرمولاسیون سس فراسودمند کم کالری غنی شده با آهن و روی. مجله علوم و صنایع غذایی. 84 (15): 125-136.

خزایی پول، اسماعیل.، شهیدی، فخری.، مرتضوی، سید علی. و محبی، محبت. 1394. بررسی اثر سطوح مختلف ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس (Spirulina platensis)و هیدروکلوئیدهای آگار و گوار روی فعالیت آب، بافت، پارامترهای رنگی و پذیرش کلی پاستیل میوه ای بر پایه پوره کیوی. فصلنامه علوم و صنایع غذایی. 48 (12): 59-47.

دادور، پیمان.، عطای صالحی، اسماعیل. و شیخ الاسلامی، زهرا. 1397. فرمولاسیون کیک بدون گلوتن و بررسی خواص کیفی آن. نشریه‌ی نوآوری در علوم وفناوری غذایی. 10 (2): 70-56.

روشنی، شیوا. و نقی‌پور، فریبا. 1397. بررسی ویژگی‌های بافتی، تصویری و حسی کیک فنجانی حاوی آرد شاه بلوط و سدیم استئاروئیل 2-لاکتیلات. مجله علوم و صنایع غذایی. 79 (15): 120-111.

زارع، زهرا. نوری، لیلا. فهیم دانش، مریم. (1395). بررسی تأثیر جایگزینی آرد گندم با آرد سنجد بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی و حسی کیک روغنی. نشریه ی نوآوری در علوم و فناوری غذایی، 8(2).63-55.

زرین، رسول.، قاسم‌پور، زهرا.، رضازاد باری، محمود.، علیزاده، محمد. و مقدس کیا، احسان. 1393. بررسی اثرات ریز جلبک اسپیرولینا پلاتنسیس و صمغ زدو در ماست پروبیوتیک. نشریه پژوهش و نوآوری در علوم و صنایع غذایی. 3 (3): 210-197.

سلیقه‌زاده، رضا.، یاوری، وحید.، موسوی، سید محمد. و ذاکری، محمد. 1393. اثر مکمل غذایی جلبک اسپیرولینا (platensis Spirulina) بر برخی از فاکتورهای خونی، ایمنی و بیوشیمیایی سرم ماهی بنی .Mesopotamichthys sharpeyi (Gunther, 1874) مجله دامپزشکی ایران. 10 (2): 46-40.

سوزنکار، رضا.، موحد، سارا. و چایچی نصرتی، آرش. 1397. غنی سازی ویفر روکش دار با استفاده از پودر ریز جلبک آرتروسپیرا )اسپیرولینا) پلاتنسیس. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 13 (2): 60-51.

صالحی، فخرالدین. و کاشانی‌نژاد، مهدی. 1397. مدل سازی اثر صمغ گزانتان بر خصوصیات بافتی کیک هویج. مجله علوم و صنایع غذایی. 75(15): 82-73.

صالحی‌فر، مانیا.، شهبازی‌زاده، سعیده.، خسروی دارانی،کیانوش.، بهمدی، هما. و فردوسی، روح الله. 1391. بررسی امکان استفاده از پودر ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس در تولید کلوچه‌ی صنعتی. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 7 (4): 72-63.

علوی، نصیره.، کرامت، ملیحه.، گلمکانی، محمدتقی.، لاری، محمود امین.، شکرفروش، شهرام. و نوروزی، مسعود. 1394. بهبود پایداری اکسیداسیون روغن زیتون بکر با استفاده از ریزجلبک اسپیرولینا به عنوان یک آنتی‌اکسیدان طبیعی. مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران. 10 (4): 74-63.

قائنی، منصوره.، متین‌فر، محمد.، رومیانی، لاله. و چوبکار، نسرین. 1389. ترکیب شیمیایی پودر ریز جلبک اسپیرولینا. فصلنامه زیست‌شناسی شیل آمایش. 2 (1): 61-55.

مرادی، یزدان.، مطلبی، عباسعلی.، قائنی، منصوره.، حدائق، هاله.، مصدق، مجید.، خسروی، کیانوش.، بابائی، محسن .، حسینی، سید هاشم.، شاهرخی، سوسن.، شیخ، غفور. و صفوی، ابراهیم. 1395. بررسی امکان غنی‌سازی برخی از فرآورده‌های غلات (نان، کیک و شیرینی) با استفاده از ریز جلبک اسپیرولینا. وزارت جهاد کشاورزی سازمان تحقیقات، آموزش و ترویچ کشاورزی موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور . شماره ثبت: 46554.

مستولی زاده، سید صابر.، مرادی، یزدان.، صدیق مرتضوی، محمد.، مطلبی، عباسعلی. و قائنی، منصوره. 1396. تاثیر افزودن پودر میکروجلبک اسپیرولینا بر ترکیب اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه پاستا. مجله علمی شیلات ایران. 26 (4): 130-119.

مستولی زاده، سید صابر.، مرادی، یزدان.، صدیق مرتضوی، محمد.، مطلبی، عباسعلی. و قائنی، منصوره. 1398. بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی ماکارونی غنی شده با پودر ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس. علوم غذایی و تغذیه. 16 (2): 113-105.

مهربان سنگ آتش، معصومه.، محمدی ثانی،علی. و صراف، مژده. 1392. بررسی خصوصیات فیزیکو شیمیایی و ارگانولپتیکی دونات غنی شده با آرد سنجد. همایش ملی پدافند غیر عامل در بخش کشاورزی .9185-9177.

نورمحمدی، الهام.، پیغمبر دوست، سید هادی.، اولادغفاری، عارف.، آزادمرد دمیرچی، صدیف. و حصاری، جواد. 1389. تأثیر جایگزینی ساکارز توسط قندهای الکلی و آسپارتام بر خواص کیک اسفنجی. نشریه پژوهش‌های صنایع غذایی. 21 (2): 165-155.

نوری، مهران.، ناصحی، بهزاد. و آبدانان مهدی‌زاده، سامان. 1396. مدلسازی اثر افزودن صمغ فارسی و پودر تفاله هویج بر ویژگی‌های بینایی دونات با استفاده از روش سطح پاسخ. مجله علوم و صنایع غذایی ایران. 14 (65): 96-85.

وطن دوست، سمیه.، عزیزی محمد حسین.، حجت الاسلامی، محمد.، مولوی، هومان. و رئیسی زهرا. 1394. تاثیر افزودن پودر سنجد بر ویژگی های کیفی نان همبرگر. فصلنامه علوم و صنایع غذایی. 49 (12): 84-73.

AACC International. 2000. Approved methods of the American Association of Cereal Chemists (9thed). St. Paul, MN, USA: American Association of Cereal Chemists.

Abu-Taweela GM, Mohsen AM, Antonisamy P, Arokiyaraj S, Kim HJ, Kim SJ, Park KH, Kim YO. 2019. Spirulina consumption effectively reduces anti-inflammatory and pain related infectious diseases. Journal of Infection and Public Health.

Alizadeh Behbahani, B., & Imani Fooladi, A. A. 2018. Development of a novel edible coating made by Balangu seed mucilage and Feverfew essential oil and investigation of its effect on the shelf life of beef slices during refrigerated storage through intelligent modeling. Journal of Food Safety. 38(3): e12443.

Alizadeh Behbahani, B., Yazdi, F. T., Shahidi, F., Mortazavi, S. A., & Mohebbi, M. 2017. Principle component analysis (PCA) for investigation of relationship between population dynamics of microbial pathogenesis, chemical and sensory characteristics in beef slices containing Tarragon essential oil. Microbial Pathogenesis. 105: 37-50.

Batista, A.P., Raymundo, A., Sousa, I., Empis, J., and Franco, J.M. 2006. Colored food emulsions – implications of pigment addition on the rheological behaviour and microstructure. Food Biophysics. 1, 216-227.

Golmakani, MT., Moayyedi, M., Raissjalali, A., Pesaran, P. and Aghajani, A. 2015. Investigation of Physicochemical, Nutritional, Textural, and Sensory Properties of Iranian Yazdi Cupcake Enriched with Spirulina (Arthrospira platensis). International Conference on Latest Trends in Food, Biological & Ecological Sciences. 30-34.

Jogihalli, P. Singh, L. Sharanagat, V.S. (2017). Effect of microwave roasting parameters on functional and antioxidant properties of chickpea (Cicer arietinum). LWT - Food Science and Technology, 79: 223-233.

Lemes, A.C., Takeuchi, K.P., Carvalho, J.C.M.D. and Danesi, E.D.G., 2012. Fresh pasta production enriched with Spirulina platensis biomass. Brazilian Archives of Biology and Technology, 55(5): 741-750.

Sharma, P. and Gujral, H. S. 2011. Effect of sand roasting and microwave cooking on antioxidant activity of barley. Food Research International. 44 (1): 235-240.