Pulses, the low-fat dried seeds of legumes, including peas, chickpeas, lentils, beans and lupins, have received increased attention due to their numerous health-promoting benefits. Significant opportunities exist for using whole pulses as well as their fractions in a variety of innovative value-added food products. Salad dressings, which are important oil-in-water emulsions, account for a large part of the semi-solid foods market and are widely consumed in North America and in many other countries. The development of salad dressings supplemented with pulse flours and pulse fractions represents a novel avenue of study with great potential for improving the techno-functional and nutritional quality of salad dressing products by enhancing protein, fibre, vitamin and mineral content and, in some cases, promoting amino acid complementation.Salad dressing emulsions supplemented with raw and thermally treated pulse flours were developed. The effect of pulse addition on the dressing formulations was studied by comparing the physical properties of dressings prepared with or without supplementation. The results showed that lentil flours have considerable potential for use as an ingredient in salad dressings. The rheological parameters were significantly increased, pointing to a thickening effect associated with pulse flour supplementation. Pre-boiling of pulse flours further increased the thickening effect, giving the highest rheological properties observed. The relationship between the physical properties and structural characteristics was explored by comparing the rheological behaviour and the scanning electron microscope observations. The results of the quantitative descriptive analysis (evaluation of firmness) were consistent with the rheological data. All the dressings maintained acceptable stability over 28 days of storage. With respect to dressing appearance, lentil supplementation significantly increased the yellowness hue and the total colour intensity of the dressing samples. The effects of reducing the fat and cholesterol (egg yolk) contents of the supplemented dressings, as well as increasing the amount of pulse flour added, upon the color and rheological properties were investigated by using a central composite design and response surface methodology. The results showed that changes in the main ingredients had a large effect on the responses observed. The scanning electron microscope results indicated that the dressings with lower oil and egg yolk contents had a less densely packed network and looser aggregated droplets. This finding was in good agreement with the observed response surface plots of the rheological parameters. Consumer sensory tests on showed that the dressings supplemented with whole green lentil flour, low concentrations of yellow pea flour, and chickpea flour with high oil content hold promise for commercial applications. The results should prove useful in selecting the most suitable ingredients for the production of supplemented salad dressings. Additionally, pulse protein fractions derived from green lentil, yellow pea and Desi chickpea were used in the preparation of pulse-supplemented dressings. The response surface plots showed that an increase in oil and emulsifier (pulse protein or egg yolk) concentration led to a linear or non-linear increase in the rheological and textural properties. Response surface methodology was used to optimize the salad dressing formulations based on selected response (dependent) variables. The validation test confirmed the overall adequacy of this modelling approach for predicting the behaviour of the dressing systems under different factor combinations, with the ultimate goal of meeting market specifications. The research work underpinning this thesis provides information to support the development of whole pulse flours and pulse fraction supplemented dressings with nutritional and techno-functional potential for commercial and industrial applications. / Les légumineuses (sous forme de graines sèches avec une faible teneur en gras) tel que les petits pois, les pois chiches, les lentilles, les haricots et les graines de lupins, ont reçu une attention accrue en raison de leurs nombreux avantages favorables à la santé. Il existe plusieurs façons d'utiliser les légumineuses entières ainsi que leurs fractions dans une variété de produits alimentaires innovants à haute valeur ajoutée. Les vinaigrettes, qui sont des émulsions huile-en-eau, représentent une grande partie du marché des aliments semi-solides et sont largement consommés en Amérique du Nord ainsi que dans de nombreux autres pays. Le développement de vinaigrettes supplémentées avec des farines de légumineuses ou des fractions de légumineuses représente une nouvelle avenue avec un grand potentiel pour améliorer la qualité technico-fonctionnelle et nutritionnelle des vinaigrettes en augmentant la teneur en protéines, en fibres, en vitamines et minéraux, et dans certains cas complémentant les acides aminés du produit. Des émulsions de vinaigrettes supplémentées avec des farines de légumineuses brutes et traitées thermiquement ont été développées. L'effet de l'addition de légumineuses dans les formulations des vinaigrettes a été étudié en comparant les propriétés physiques des vinaigrettes préparées avec ou sans supplémentation. Les résultats ont montré que les farines de lentilles ont un potentiel considérable comme ingrédient dans les vinaigrettes. Les paramètres rhéologiques ont été considérablement augmentés, montrant un effet d'épaississement associé à la supplémentation de la farine de légumineuses. L'addition de farines de légumineuses pré- bouillies a en outre augmenté l'effet épaississant, conduisant à des propriétés rhéologiques observées plus élevées. La relation entre les propriétés physiques et les caractéristiques structurelles a été explorée en comparant le comportement rhéologique et les observations faites à l'aide d'un microscope électronique à balayage. Les effets de la réduction des matières grasses et du cholestérol (jaune d'oeuf) dans les vinaigrettes supplémentées et de l'augmentation de la quantité de farine de légumineuses ajoutée, sur la couleur et les propriétés rhéologiques ont été étudiés en utilisant un plan central composite et une méthode de surface de réponse. Les résultats ont montré que des changements des principaux ingrédients ont eu un effet important sur les réponses observées. Les résultats au microscope électronique à balayage ont indiqué que les vinaigrettes contenant moins d'huile et de jaune d'œuf disposaient d'un réseau moins dense et des gouttelettes agrégées plus souples. Cette constatation est en accord avec les courbes de surface de réponses observées pour les paramètres rhéologiques. Les courbes de surface de réponses ont montré que l'augmentation de la concentration de l'huile et de l'émulsifiant (protéine de légumineuse ou le jaune d'œuf) conduit à une augmentation linéaire ou non linéaire dans les propriétés rhéologiques et texturales. La méthode de surface de réponse a été utilisée pour optimiser la formulation des vinaigrettes et a été basée sur les variable réponses (dépendantes) choisies. Le test de validation a confirmé la pertinence globale de cette approche de modélisation pour prédire le comportement des systèmes vinaigrettes avec différentes combinaisons de facteurs, dont le but ultime est de répondre aux spécifications du marché.Les travaux de recherche de cette thèse fournissent des informations importantes et pertinentes pour permettre le développement de vinaigrettes supplémentées avec des farines de légumineuses entières ou avec des fractions protéiques avec un potentiel nutritionnel et techno-fonctionnel intéressants pour des applications commerciales et industrielles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114459 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Ma, Zhen |
| Contributors | Benjamin K Simpson (Supervisor2), Shiv Prasher (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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