Development of gluten-free pasta with chickpeas as a wheat flour substitute and fortified with carob, beetroot, and spinach

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study aimed to develop pasta dough using chickpeas as a substitute for wheat flour and fortified with carob, beetroot, and spinach. Three formulations of gluten-free pasta were prepared: F1 (chickpea flour 97% + carob powder 2% + CMC1%), F2 (chickpea flour 87% + carob powder 2% + beetroot powder 10% + CMC1%) and F3 (chickpea flour 87% + carob powder 2% + spinach powder 10% + CMC1%). Physical, chemical, rheological, and sensory characteristics of chickpea pasta were evaluated and compared to semolina flour (CS) as a control. In comparison with conventional wheat pasta, chickpea pasta has a higher content of protein, fiber, and polyphenolic compounds. The results indicated that the incorporation of chickpea as a main ingredient significantly increased the content of protein in the formulations of gluten-free pasta (17.50, 15.05 and 14.88% in F1, F3, and F2, respectively) compared to CS (12.10%). A similar trend was observed for the fiber content (0.45, 1.89, 2.16, and 2.29 in CS, F1, F2, and F3, respectively) and polyphenolic compounds (109.14, 112.14, 141.89, and 178.96 in CS, F1, F2, and F3, respectively). Chickpea pasta demonstrated strong acceptance across all sensory criteria, including texture, odor, shape, and taste. Therefore, this study suggests that chickpeas can serve as an effective substitute for wheat, thereby increasing the availability of healthy options for everyone, particularly for those with celiac disease, obesity, or diabetes.

About the authors

S. S. Smuda

Food Science Department, Faculty of Agriculture, Cairo University

Author for correspondence.
Email: reda_karrim@agr.cu.edu.eg
Food Science Department, Faculty of Agriculture, Cairo University. 1 Gamaa Street, 12613, Giza

R. M. Mohamed

Food Science Department, Faculty of Agriculture, Cairo University

Email: reda_karrim@agr.cu.edu.eg
Food Science Department, Faculty of Agriculture, Cairo University. 1 Gamaa Street, 12613, Giza

T. G. Abedelmaksoud

Food Science Department, Faculty of Agriculture, Cairo University

Email: reda_karrim@agr.cu.edu.eg
1 Gamaa Street, 12613, Giza

References

  1. Meydani, M. (2009). Omega‑3 fatty acids alter soluble markers of endothelial function in coronary heart disease patients. Nutrition Reviews, 58(2), 56–59. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2000.tb07812.x
  2. Chillo, S., Monro, J. A., Mishra, S., Henry, C. J. (2010). Effect of incorporating legume flour into semolina spaghetti on its cooking quality and glycaemic impact measured in vitro. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 61(2), 149–160. https://doi.org/10.3109/09637480903476423
  3. Schalk, K., Lexhaller, B., Koehler, P., Scherf, K. A. (2017). Isolation and characterization of gluten protein types from wheat, rye, barley and oats for use as reference materials. PLOS One, 12(2), Article e0172819. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172819
  4. Van Buiten, C. B., Elias, R. J. (2021). Gliadin sequestration as a novel therapy for celiac disease: A prospective application for polyphenols. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), Article 595. https://doi.org/10.3390/ijms22020595
  5. Mäki, M., Mustalahti, K., Kokkonen, J., Kulmala, P., Haapalahti, M., Karttunen, T. et al. (2003). Prevalence of celiac disease among children in Finland. New England Journal of Medicine, 348(25), 2517–2524. https://doi.org/10.1056/nejmoa021687
  6. Vici, G., Belli, L., Biondi, M., Polzonetti, V. (2016). Gluten free diet and nutrient deficiencies: A review. Clinical Nutrition, 35(6), 1236–1241.
  7. Jnawali, P., Kumar, V., Tanwar, B. (2016). Celiac disease: Overview and considerations for development of gluten-free foods. Food Science and Human Wellness, 5(4), 169–176. https://doi.org/10.1016/j.fshw.2016.09.003
  8. Thuy, N. M., Yen, T. H., Tien, V. Q., Giau, T. N., Minh, V. Q., Tai, N. V. (2023). Formulation and quality characteristics of macaroni substituted with chickpea and banana flour. Food Science and Technology, 43, Article e129622. https://doi.org/10.5327/fst.129622
  9. Aguilar, N., Albanell, E., Miñarro, B., Capellas, M. (2015). Chickpea and tiger nut flours as alternatives to emulsifier and shortening in gluten-free bread. LWT-Food Science and Technology, 62(1), 225–232. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.12.045
  10. Muzquiz, M., Wood, J. A. (2007). Antinutritional factors. Chapter in a book: Chickpea breeding and management. Wallingford, UK: CABI, 2007. http://doi.org/10.1079/9781845932138.006
  11. Fidan, H., Stankov, S., Petkova, N., Petkova, Z., Iliev, A., Stoyanova, M., Ivanova, T. et al. (2020). Evaluation of chemical composition, antioxidant potential and functional properties of carob (Ceratonia siliqua L.) seeds. Journal of Food Science and Technology, 57(7), 2404–2413. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04274-z
  12. Brassesco, M. E., Brandão, T. R., Silva, C. L., Pintado, M. (2021). Carob bean (Ceratonia siliqua L.): A new perspective for functional food. Trends in Food Science and Technology, 114, 310–322. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.05.037
  13. Mudgal, D., Puja, Singh, S., Singh, B. R., Samsher (2022). Nutritional composition and value-added products of beetroot: A review. Journal of Current Research in Food Science, 3(1), 01–09.
  14. Waseem, M., Akhtar, S., Manzoor, M. F., Mirani, A. A., Ali, Z., Ismail, T. et al. (2021). Nutritional characterization and food value addition properties of dehydrated spinach powder. Food Science and Nutrition, 9(2), 1213–1221. https://doi.org/10.1002/fsn3.2110
  15. Mohsen S. M., Ashraf A., Ahmed S. S., Abedelmaksoud T. G. (2024). Biscuits enriched with the edible powder of Angoumois grain moth (Sitotroga cerealella): Optimization, characterization and consumer perception assessment. Food Systems, 7(1),165–178. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-1-165-178
  16. Tlay R. H., Abdul-Abbas S.J., El-Maksoud A.А., Altemimi A. B., Abedelmaksoud T. G. (2023). Functional biscuits enriched with potato peel powder: Physical, chemical, rheological, and antioxidants properties. Food Systems, 6(1), 53– 63. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-1-53-63
  17. Škrobot, D., Pezo, L., Tomić, J., Pestorić, M., Sakač, M., Mandić, A. (2022). Insights into sensory and hedonic perception of wholegrain buckwheat enriched pasta. LWT, 153, Article 112528. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112528
  18. AOAC (2023). Official Methods of Analysis of Association of Official Analytical Chemists international.18th Ed. Association of Official Analytical Chemists, Maryland, DC.32. Cereal Foods, 2023.
  19. Gull, A., Prasad, K., Kumar, P. (2018). Nutritional, antioxidant, microstructural and pasting properties of functional pasta. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 17(2), 147–153. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2016.03.002
  20. Abedelmaksoud, T. G., Smuda, S. S., Altemimi, A. B., Mohamed, R. M., Pratap-Singh, A., Ali, M. R. (2021). Sunroot snack bar: Optimization, characterization, consumer perception, and storage stability assessment. Food Science and Nutrition, 9(8), 4394–4407. https://doi.org/10.1002/fsn3.2412
  21. Zhishen, J., Mengcheng, T., Jianming, W. (1999). The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food Chemistry, 64(4), 555–559. https://doi.org/10.1016/s0308-8146(98)00102-2
  22. Price, M. L., Van Scoyoc, S., Butler, L. G. (1978). A ctirical evaluation of reaction as assay for tannin in sorghum grain. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 26(5), 1214–1218. https://doi.org/10.1021/jf60219a031
  23. Osman, M. A. (2004). Chemical and nutrient analysis of baobab (Adansonia digitata) fruit and seed protein solubility. Plant Foods for Human Nutrition, 59(1), 29–33. https://doi.org/10.1007/s11130-004-0034-1
  24. Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., Berset, C. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food Science and Technology, 28(1), 25–30. https://doi.org/10.1016/s0023-6438(95)80008-5
  25. Gökçe, C., Bozkurt, H., Maskan, M. (2023). The use of carob flour and stevia as sugar substitutes in sponge cake: Optimization for reducing sugar and wheat flour in cake formulation. International Journal of Gastronomy and Food Science, 32, Article 100732. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2023.100732
  26. Sarriá, B., Martínez-López, S., Fernández-Espinosa, A., Gómez-Juaristi, M., Goya, L., Mateos, R. et al. (2012). Effects of regularly consuming dietary fibre rich soluble cocoa products on bowel habits in healthy subjects: A free-living, two-stage, randomized, crossover, single-blind intervention. Nutrition and Metabolism, 9, Article 33. https://doi.org/10.1186/1743-7075-9-33
  27. Mudgil, D., Barak, S. (2013). Composition, properties and health benefits of indigestible carbohydrate polymers as dietary fiber: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 61, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2013.06.044
  28. El-Demery, M., Lotfy, L. (2015). Quality characteristics of pan bread enriched with defatted germinated pumpkin seed flour. Alexandria Journal of Food Science and Technology, 12(1), 29–38. https://doi.org/10.12816/0025354
  29. Ahmad, M. M., El-Kader, A., Amal, E., Abozed, S. S. (2021). Optimization of Flaxseed Cake Pectin Extraction and Shelf-Life Prediction Model for Pear Fruit Preserved by Pectin Edible Coating. Egyptian Journal of Chemistry, 64(12), 7481– 7493. https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.74519.3678
  30. Chen, L., Zhu, Y., Hu, Z., Wu, S., Jin, C. (2021). Beetroot as a functional food with huge health benefits: Antioxidant, antitumor, physical function, and chronic metabolomics activity. Food Science and Nutrition, 9(11), 6406–6420. https://doi.org/10.1002/fsn3.2577
  31. Brennan, C. S., Tudorica, C. M. (2007). Fresh pasta quality as affected by enrichment of nonstarch polysaccharides. Journal of Food Science, 72(9), S659-S665. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2007.00541.x
  32. Santos, F. G., Fratelli, C., Muniz, D. G., Capriles, V. D. (2021). The impact of dough hydration level on gluten-free bread quality: A case study with chickpea flour. International Journal of Gastronomy and Food Science, 26, Article 100434. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2021.100434
  33. Del Nobile, M. A., Baiano, A., Conte, A., Mocci, G. (2005). Influence of protein content on spaghetti cooking quality. Journal of Cereal Science, 41(3), 347–356. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2004.12.003
  34. Suo, X., Dall’Asta, M., Giuberti, G., Minucciani, M., Wang, Z., Vittadini, E. (2024). Effect of “shape” on technological properties and nutritional quality of chickpea-corn-rice gluten free pasta. LWT, 192, Article 115661. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.115661
  35. Rasper, V. F., Walker, C. E. (2000). Quality evaluation of cereals and cereal products. Chapter in a book: Handbook of Cereal Science and Technology, Revised and Expanded. CRC Press, 2000. https://doi.org/10.1201/9781420027228-51
  36. Šimurina, O., Filipčev, B., Belić, Z., Jambrec, D., Krulj, J., Brkljača, J. et al. (2016). The influence of plant protein on the properties of dough and the quality of wholemeal spelt bread. Croatian Journal of Food Science and Technology, 8(2), 107–111. https://doi.org/10.17508/cjfst.2016.8.2.10

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Smuda S.S., Mohamed R.M., Abedelmaksoud T.G.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».