Παραγωγή Επιτραπέζιων Ελιών με Χρήση Εδώδιμων Επικαλυπτικών Μεμβρανών και Συσκευασία υπό Τροποποιημένη Ατμόσφαιρα (MAP)

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της συμβολής των εδώδιμων επικαλυπτικών χιτοζάνης και HPMC, ή/και με ενσωμάτωση προβιοτικής καλλιέργειας, και σε συνδυασμό με συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας (MAP) στη συντήρηση πράσινων βιολογικών ελιών φυσικής εκπίκρανσης, καθώς και στην εκπίκρανση και συντήρηση πράσινων μη εκπικρισμένων ελιών, προκειμένου να προσδιοριστεί, αν είναι δυνατό, το επικαλυπτικό που εξασφαλίζει τη βέλτιστη δυνατή ποιότητα προϊόντος και το μέγιστο εμπορικό χρόνο ζωής του. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιήθηκαν πράσινες εκπυρηνωμένες βιολογικές επιτραπέζιες ελιές φυσικής εκπίκρανσης και πράσινες μη εκπικρισμένες επιτραπέζιες ελιές με πυρήνα. Στις ελιές αυτές εφαρμόστηκαν τα εδώδιμα επικαλυπτικά χιτοζάνη και HPMC. Επιπλέον, ορισμένα δείγματα εμβολιάστηκαν με λυοφιλιωμένη προβιοτική καλλιέργεια που περιελάμβανε το στέλεχος Bifidobacterium animalis subsp. lactis. Για τη συσκευασία των ελιών επιλέχθηκε κατάλληλο υλικό (OPP 20 μm/Adhesive/ PET MET 12 μm/Adhesive/PE 75 μm) και αέριο με σύσταση 80% ατμοσφαιρικό αέρα και 20% CO2. Τέλος, η αποθήκευση των πράσινων ελιών φυσικής εκπίκρανσης έγινε σε δύο θερμοκρασίες: 25oC (συνθήκες περιβάλλοντος) και 40oC (επιταχυμένες συνθήκες), ενώ οι πράσινες μη εκπικρισμένες ελιές αποθηκεύτηκαν μόνο σε συνθήκες περιβάλλοντος (25oC). Για τον προσδιορισμό της μεταβολής των ποιοτικών χαρακτηριστικών των δειγμάτων κατά τη διάρκεια της αποθήκευσής τους πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις για την απώλεια βάρους, την υγρασία, το χρώμα, την υφή, το pH, την αλατότητα, την οξύτητα και τη συγκέντρωση φαινολικών των ελιών, καθώς και μικροβιολογικές και οργανοληπτικές αναλύσεις. Τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων επεξεργάστηκαν στατιστικά και αναλύθηκαν. Από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι τόσο στις πράσινες ελιές φυσικής εκπίκρανσης, όσο και στις πράσινες μη εκπικρισμένες ελιές, η εφαρμογή των εδώδιμων μεμβρανών χιτοζάνης και HPMC συνέβαλε στην καλύτερη διατήρηση των περισσότερων από τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των ελιών που εξετάστηκαν. Μάλιστα, οι επικαλυμμένες με χιτοζάνη ελιές διατήρησαν γενικά καλύτερα τα ποιοτικά τους χαρακτηριστικά σε σχέση με αυτές που είχαν επικαλυφθεί με HPMC. Ωστόσο, τα επικαλυμμένα δείγματα δεν παρουσίασαν ικανοποιητική αντίσταση στην υποβάθμιση του χρώματος, όπως αυτό προσδιορίστηκε μέσω των αντικειμενικών μετρήσεων και της οργανοληπτικής αξιολόγησης. Επιπλέον, τα εδώδιμα επικαλυπτικά χιτοζάνη και HPMC, σε συνδυασμό με τη συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα (MAP), συνέβαλαν στην εκπίκρανση των πράσινων μη εκπικρισμένων ελιών. Μάλιστα, η πικρή γεύση απαλείφθηκε ταχύτερα στις επικαλυμμένες ελιές σε σχέση με αυτές που τοποθετήθηκαν μη επικαλυμμένες σε άλμη, προκειμένου να εκπικριστούν με την παραδοσιακή/συμβατική μέθοδο. Όσον αφορά την επιβίωση της προβιοτικής καλλιέργειας, αυτή φαίνεται ότι κατέστη δυνατή, τουλάχιστον στις πράσινες ελιές φυσικής εκπίκρανσης, όπου βρέθηκε ότι η ολική μικροβιακή χλωρίδα των ελιών που εμβολιάστηκαν με προβιοτικά είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή των ελιών χωρίς προβιοτικά. Μάλιστα, σε ορισμένα από τα μετρηθέντα χαρακτηριστικά βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των εμβολιασμένων και των μη εμβολιασμένων δειγμάτων. Έτσι, προτείνεται περαιτέρω έρευνα για τον ακριβή προσδιορισμό τόσο της επίδρασης της παρουσίας των προβιοτικών στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των ελιών, όσο και της διάρκειας διατήρησης των προβιοτικών ελιών. Τέλος, όπως ήταν αναμενόμενο, βρέθηκε ότι κατά την αποθήκευση σε αυξημένη θερμοκρασία (40oC) το βάρος, το χρώμα, η υφή και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των ελιών αλλοιώνονται ταχύτερα, καθώς η αύξηση της θερμοκρασίας επιταχύνει πολλές από τις διεργασίες που οδηγούν στη μεταβολή αυτών των χαρακτηριστικών. Γενικά, η διατήρηση των επιτραπέζιων ελιών με εφαρμογή εδώδιμων επικαλυπτικών σε συνδυασμό με συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα (MAP) κρίνεται επιτυχής και ασφαλής. Επίσης, η επιβίωση προβιοτικών βακτηρίων στην επιφάνεια των ελιών με ενσωμάτωσή τους στην επικαλυπτική μεμβράνη, καθώς και η εκπίκρανση των μη εκπικρισμένων ελιών μέσω της συσκευασίας με εδώδιμες μεμβράνες υπό τροποποιημένη ατμόσφαιρα, παρουσιάζουν πολύ μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον και για αυτό αξίζει να συνεχιστεί και να διευρυνθεί η έρευνα σε αυτή την κατεύθυνση.

The objective of this thesis is to study the contribution of chitosan and HPMC based edible coatings, and/or with incorporation of probiotic culture, and in combination with modified atmosphere packaging (MAP) in the preservation of organic naturally debittered green olives, and in debittering and preservation of non debittered green olives, to determine, if possible, the coating which ensures optimal product quality and maximum commercial shelf life. The plant material consisted of organic naturally debittered green pitted olives and non debittered green olives with core. Chitosan and HPMC based edible coatings were applied on these olives. Moreover, some samples were inoculated with freeze-dried probiotic culture containing strain Bifidobacterium animalis subsp. lactis. The packaging of olives was held in pouches of a suitable material (OPP 20 μm/Adhesive/ PET MET 12 μm/Adhesive/PE 75 μm) and with gas composition 80% air and 20% CO2. Finally, naturally debittered green olives were stored at two temperatures: 25oC (ambient conditions) and 40oC (accelerated conditions), while non debittered green olives were stored only at ambient conditions (25oC). To determine the alteration of the quality characteristics of the samples during storage, measurements were performed for weight loss, moisture, color, texture, pH, salinity, acidity and phenolic concentration, as well as microbiological and sensory analyses. The results of these measurements were statistically processed and analyzed. The analysis of the results showed that the application of chitosan and HPMC based edible films on both naturally debittered green olives and non debittered green olives, improved the retention of most of the qualitative characteristics of olives examined. Furthermore, coated with chitosan olives generally maintained better quality characteristics compared with those that were coated with HPMC. However, the coated samples showed no satisfactory resistance to color degradation, as determined through objective measurement and sensory evaluation. Moreover, chitosan and HPMC edible coatings, in combination with modified atmosphere packaging (MAP), contributed to debittering of non debittered green olives. Indeed, the bitter taste decreased faster in the coated olives over those placed in brine uncoated to lose their bitterness with the traditional/conventional method. Concerning the survival of probiotic cultures, it appears that this was successful, at least in naturally debittered green olives, where it was found that the total microbial flora of olives inoculated with probiotics is significantly greater than that of olives without probiotics. Indeed, some of the measured characteristics showed statistically significant differences between inoculated and not inoculated samples. Thus, further research is suggested to accurately determine both the effect of the presence of probiotics in the qualitative characteristics of olives and the shelf life of probiotic olives. Finally, as expected, it was found that upon storage at elevated temperature (40oC), weight, color, texture and sensory characteristics of olives deteriorate quicker, as the temperature rise accelerates many of the processes that lead to the alteration of these characteristics. Generally, the preservation of table olives by applying edible coatings in combination with modified atmosphere packaging (MAP) is considered successful and safe. Also, the survival of probiotic bacteria on the surface of the olives with their incorporation into the coating film and the debittering of non debittered olives through packaging with edible films under modified atmosphere, show great scientific interest and thus the research in this direction should be continued and expanded.