Μελέτη εναλλακτικών διεργασιών για την παραγωγή και την ανάπτυξη νέων προϊόντων μαύρης επιτραπέζιας ελιάς

Abstract

Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία τροφίμων τόσο σε ερευνητικό όσο και σε πρακτικό επίπεδο βρίσκεται σε μια συνεχή αναζήτηση νέων, λειτουργικών και καινοτόμων προϊόντων προκειμένου να εκσυγχρονισθεί έτσι ώστε να ανταποκρίνεται στις σύγχρονες και ολοένα αυξανόμενες διατροφικές ανάγκες του καταναλωτή. Ο τομέας της ελιάς μπορεί να γίνει πιο ανταγωνιστικός λαμβάνοντας σοβαρά υπόψη του την επιτακτική ανάγκη μείωσης της πρόσληψης νατρίου μια και η επιταπέζια ελιά χαρακτηρίζεται από υψηλή περιεκτικότητα σε NaCl. Επίσης, ως αποτέλεσμα της ανάγκης για βελτίωση της οργανοληπτικής ποιότητας των παραγόμενων επιτραπέζιων ελιών (όπως π.χ μείωσης της περιεκτικότητας σε NaCl), καθώς και του έντονου ενδιαφέροντος από τους καταναλωτές για νέα φυσικά προϊόντα με παραδοσιακό χαρακτήρα, ανώτερη ποιότητα και λειτουργικά και διατροφικά πλεονεκτήματα, αντικείμενο της σύγχρονης έρευνας αποτελεί η χρήση μη συμβατικών μέσων αποθήκευσης της επιτραπέζιας ελιάς.

Στην παρούσα διπλωματική μετά την αποπίκρανση της μαύρης ελιάς Αμφίσσης με καυστικό νάτριο 1,5% NaOH, πραγματοποιήθηκαν μέθοδοι προεπεξεργασίας ήπιας αφυδάτωσης. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε ωσμωτική αφυδάτωση της οποίας το ωσμωτικό μέσο ήταν υδατικό διάλυμα δεξτρόζης (δεξτρόζη/νερό 1:1) για 150 min, ξήρανση με αέρα στους 35οC για 35-40 min και ξήρανση υπό κενό στους 35οC για 35-40 min. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε συμβατική ζύμωση με άλμη αλατοπεριεκτικότητας 10% w/v NaCl και ζύμωση με μερική υποκατάσταση του χλωριούχου νατρίου NaCl με γλουταμινικό μονονάτριο συνολικής αλατοπεριεκτικότητας 10% (8% w/v NaCl, 2% w/v MSG). Μετά από χρονική διάρκεια ζύμωσης τριών μηνών τα δείγματα αποθηκεύτηκαν για τρεις μήνες σε διαφορετικά μέσα αποθήκευσης και σε θερμοκρασίες συντήρησης 25οC και 35oC. Τα διαλύματα πλήρωσης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τα εξής: α) φυσική άλμη αλατοπεριεκτικότητας 7% w/v NaCl, β) υδατικό διάλυμα άλμης-μαλτοδεξτρίνης τελικής συγκέντρωσης 3,5% w/v NaCl-3,5% w/v μαλτοδεξτρίνης, γ) υδατικό διάλυμα άλμης-ινουλίνης τελικής συγκέντρωσης 3,5% w/v NaCl-3,5% w/v ινουλίνης, δ) υδατικό διάλυμα σάλτσας σόγιας τελικής συγκέντρωσης 10% v/v σάλτσας σόγιας. Μελετήθηκε η επίδραση των διεργασιών προεπεξεργασίας, ζύμωσης και αποθήκευσης στο μικροβιολογικό φορτίο, στις ποιοτικές και φυσικοχημικές ιδιότητες της μαύρης επιτραπέζιας ελιάς.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, μετά την αποπίκρανση παρατηρήθηκε αύξηση της ενεργότητας νερού του καρπού και πολύ ραγδαία μείωση του ολικού φαινολικού φορτίου. Αντίθετα, το χρώμα της επιτραπέζιας ελιάς, το οποίο εκφράστηκε με βάση την παράμετρο του ολικού χρώματος (Ε) δεν επηρέαστηκε από την αποπίκρανση. Κατά την ωσμωτική αφυδάτωση οι τιμές των ολικών στερεών (oBrix) στο ωσμωτικό διάλυμα, η ενεργότητα νερού και το ποσοστό υγρασίας του ελαιοκάρπου σημειώνουν μια πολύ βραδεία μείωση. Με κριτήριο το ποσοστό υγρασίας στον ελαιόκαρπο μετά την εκάστοτε προκατεργασία, αποτελεσματικότερη μέθοδος ήπιας αφυδάτωσης αναδείχθηκε η ωσμωτική αφυδάτωση γιατί οδήγησε στην παραγωγή ελαιόκαρπου με το μεγαλύτερο ποσοστό απώλειας υγρασίας. Όπως και στην ωσμωτική αφυδάτωση, οι δύο μορφές ξήρανσης συμβάλλουν στην αύξηση του ολικού φαινολικού περιεχομένου της ελιάς.

Μετά την ολοκλήρωσης της ζύμωσης οι τιμές της ενεργότητας νερού μειώθηκαν αισθητά σ’ όλα τα δείγματα. Από τον οργανοληπτικό έλεγχο που πραγματοποιήθηκε οι δοκιμαστές ταυτοποίησαν τα δείγματα μειωμένης αλμυρότητας που προέρχονταν από τη ζύμωση με μερική υποκατάσταση άλατος. Επίσης, τα δείγματα που υπέστησαν ωσμωτική αφυδάτωση σε συνδυασμό με την εναλλακτική ζύμωση (μερικής υποκατάστασης άλατος με γλουταμινικό μονονάτριο) παρουσίασαν μια ελαφρώς γλυκιά γεύση η οποία ήταν αισθητή κατά τους οργανοληπτικούς ελέγχους. Είναι αναγκαίο να αναφερθεί ότι οι δοκιμαστές προτίμησαν αυτά σε σχέση με τα δείγματα που ζυμώθηκαν συμβατικά λόγω του γευστικού τους ενδιαφέροντος. Από τον μικροβιολογικό έλεγχο που πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια των δύο εναλλατικών ζυμώσεων επιβεβαιώθηκε η επιτυχής ζύμωση μέσω της επικράτησης των γαλακτικά βακτήρια έναντι των ζυμών.

Τέλος, πραγματοποιήθηκε μελέτη της διατηρησιμότητας της μαύρης επιτραπέζιας ελιάς στα τέσσερα διαφορετικά αποθηκευτικά μέσα, σε θερμοκρασίες 25οC και 35οC για συνολική διάρκεια αποθήκευσης τριών μηνών. Παρατηρήθηκε ότι ο πληθυσμός των γαλακτικών βακτηρίων παρέμεινε σταθερός αρχικά και μετά ακολούθησε μια μείωση, ενώ επιβεβαιώθηκε ότι όλα τα δείγματα τα οποία μελετήθηκαν ως προς τη μικροβιακούς πληθυσμούς δεν παρουσίασαν καμία μικροβιολογική αλλοίωση. Από την οργανοληπτική αξιολόγηση που πραγματοποιήθηκε στις 9 εβδομάδες αποθήκευσης συμπεραίνεται ότι η υφή των δειγμάτων που έχουν υποστεί ξήρανση με αέρα, αλλά και όσων έχουν ζυμωθεί με συμβατική ζύμωση βαθμολογήθηκαν υψηλότερα από την ομάδα των δοκιμαστών. Όσον αφορά την αλμυρή γεύση, τα δείγματα που είχαν υποστεί κάποια προεπεξεργασία (ειδικότερα η ξήρανση υπό κενό και η ωσμωτική αφυδάτωση) συγκέντρωσαν χαμηλές βαθμολογίες. Όμοια, η εναλλακτική ζύμωση με μερική υποκατάσταση άλατος, αλλά και τα εναλλακτικά αποθηκευτικά μέσα (κυρίως το υδατικό διάλυμα σάλτσας σόγιας) που χρησιμοποιήθηκαν συνέβαλαν στα χαμηλά επίπεδα αλμυρής γεύσης. Τέλος, τα δείγματα που είχαν υποστεί ξήρανση με αέρα ή είχαν συσκευαστεί σε κάποιο από τα εναλλακτικά μέσα αποθήκευσης προτιμήθηκαν στο σύνολο τους περισσότερο από τους δοκιμαστές. Για συνολικό χρόνο αποθήκευσης 14 εβδομάδων η υφή των δειγμάτων που έχουν ζυμωθεί με συμβατική ζύμωση ήταν καλύτερη, όπως παρατηρήθηκε και στις 9 εβδομάδες. Οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με υψηλότερο βαθμό τις ελιές που είχαν προεπεξεργαστεί με ξήρανση υπό κενό. H ωσμωτική αφυδάτωση ήταν εκείνη η προεπεξεργασία που συγκεντρώνει συγκριτικά με τις υπόλοιπες τα χαμηλότερα επίπεδα αλμυρής γεύσης. Το υδατικό διάλυμα σόγιας αποδεικνύεται ότι ήταν αυτό που έδωσε την πιο ήπια αλμυρή γεύση της ελιάς με βάση τη βαθμολογία των δοκιμαστών. Τα δείγματα που είχαν αποθηκευτεί σε θερμοκρασία 35οC συγκέντρωσαν αρκετά χαμηλή βαθμολογία έντασης της αλμυρής γεύσης. Σε γενικές γραμμές, προτιμήθηκαν τα δείγματα που είχαν υποστεί προεπεξεργασία ξήρανσης υπό κενό ή ωσμωτική αφυδάτωση. Τέλος, ο συμβατικός τρόπος ζύμωσης συγκέντρωσε στο σύνολο του αρκετά υψηλότερη βαθμολογία σε σχέση με την εναλλακτική ζύμωση με μερική υποκατάσταση άλατος. Όσον αφορά το φαινολικό φορτίο στα διάφορα αποθηκευτικά μέσα στους 25οC και 35οC, τα δείγματα που δεν είχαν υποστεί κάποια μορφή ήπιας αφυδάτωσης και είχαν ζυμωθεί με εναλλακτική ζύμωση διατήρησαν τη συγκέντρωση του φαινολικού περιεχομένου στα ίδια περίπου επίπεδα με αυτά που είχαν ζυμωθεί με το συμβατό τρόπο. Η επίδραση της ωσμωτικής αφυδάτωσης συνέβαλε στην καλύτερη προστασία του φαινολικού φορτίου της μαυρής επιτραπέζιας ελιάς που έχει ζυμωθεί με εναλλακτική ζύμωση, ανεξαρτήτως της θερμοκρασίας και του μέσου αποθήκευσης. Δεν παρουσιάστηκε αξιόλογη διαφορά στη συγκέντρωση των φαινολών στη διαφορετική θερμοκρασία αποθήκευσης των δειγμάτων. Τη μεγαλύτερη συγκέντρωση φαινολικών συστατικών εξασφάλισαν τα δείγματα που χρησιμοποιήσαν ως αποθηκευτικό μέσο το διάλυμα σάλτσας σόγιας.

Συμπερασματικά, η μέλετη αυτή έδειξε ότι ο συνδιασμός των επιλεγμένων διεργασίων μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη επιτραπέζιων ελιών χαμηλής αλατότητας με ανώτερα διατροφικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.

In the recent years, the food industry, both on a research and practical basis, is in constant pursuit of new, functional and innovative products in order to be updated and with a view to meeting the constantly increasing nutritional demands of consumers. The field of olives and olive based products could be more competitive if the imperative need of reducing the salt intake is taken into consideration as table olive is characterized by high sodium content. Moreover, the need of sensory quality improvement of products based on table olives (eg. reduction of sodium chloride content), as well as the high consumer interest in new foods with high quality and functional and nutritional benefits, based on the natural and traditional foods, consist the driving force of modern research in using non-conventional storage solutions of table olives. The objective of this study was to determine the influence of mild dehydration pre-treatments, different fermentation brines and storage parameters (temperature and storage solutions) on sensory attributes, microbiological stability and physicochemical properties of black table olive.

The table olives used in this study were black table olives cv. Amfissa. After the debittering process using a 1.5% (w/v) NaOH solution olives were split in four sample groups before further used in the fermentation process. The first sample-group was pre-treated by osmotic dehydration at room temperature for 150 min. The osmotic solution used was solution of 50.0% dextrose concentration. The second was air-dried at 35oC for 35-40 min and the third one was vacuum-dried in the same temperature and time conditions. The forth sample-group was subjected directly to fermentation with no pre-treatment involved, considered to be the control samples. Osmotically pre-treated, air-dried, vacuum-dried and control samples were further subjected to fermentation. Two fermentation processes were used; in the first fermentation process a 10% (w/v) NaCl brine was used and served as the conventional fermentation commonly used in industrial practice. The second fermentation process, served as an alternative potential fermentation involved the use of a brine consisted of 8% (w/v) NaCl and 2% (w/v) monosodium glutamate (MSG). After a three month fermentation, the black table olives were packaged and stored in storage solutions at 25oC and 35oC. Four different storage solutions were used: a) 7% (w/v) NaCl brine, b) 3.5% (w/v) NaCl, 3.5% (w/v) maltodextrin brine, c) 3.5% (w/v) NaCl, 3.5% (w/v) inulin brine, d) 10% v/v soya sauce solution.

According to the results, the debittering process of olives resulted in high values of water activity and in a steep loss of total phenolic content. However, as far as the color parameters of black olives are concerned, the color-value E was not affected by the above treatment. The osmotic pre-treatment caused a slight decrement in oBrix of the osmotic solution, water activity (αw) and moisture of olive fruit. The percentage of olive moisture is the factor that determines the efficacy of the mild dehydration methods. The results revealed that osmotic dehydration was the most effective dehydration pre-treatment when compared with air and vacuum drying processes as in terms of moisture and water content of treated olives. Overall, all tested dehydration techniques: osmotic dehydration, air and vacuum drying resulted in the increase of total phenolic content of black table olives.

Microbiological analysis results during the two fermentation processes confirmed that lactic acid bacteria was the dominant fermentation microbial population. After fermentation process was completed water activity was decreased considerably in all samples. Through sensory analysis the sensory panel (consisted of 4 members) recognized that saltiness perception of olive products fermented by a 20% substitution NaCl with MSG in the fermentation brine was much lower. Moreover, samples which were subjected in osmotic dehydration pre-treatment and alternative fermentation had a slightly sweet flavor, which was recognized during the sensory tests. These samples were more preferable than the ones conventionally fermented in 10% NaCl brine.

Finally, this study focused on the shelf-life of the treated black table olives. Olives were spilt and placed in four different storage solutions in glass jars and then stored at two isothermal storage conditions: 25°C and 35°C for three months. All samples were microbiologically stable with no observed microbiological spoilage. Sensory evaluation, which took place after 9 weeks of storage, showed that the texture of samples subjected in air drying pre-treatment and conventional fermentation took the highest scores from the panel. Olives treated with the selected pre-dehydration processes (especially those treated by vacuum drying and osmotic dehydration) and fermented with MSG brine were also characterized as products with a quite low saltiness perception, while gathering high acceptance sensory scores regarding the overall sensory quality characteristics. The samples subjected in air drying pre-treatment or stored in any alternative solution were deemed more preferable on the whole by the panel. After 14 weeks of storage, the texture of conventionally fermented olives was better, as it was also noted in 9 week stored samples. Moreover, olives treated with vacuum drying took the highest sensory scores. Osmotic dehydration was comparatively the mildest pre-dehydration process from the selected ones which resulted in the highest salt decrease. The soya storage solution resulted in a significant decrease of salt content that was detected through sensory tests. Samples stored at 35°C scored low as regards their intensity of salty taste. In general, the sensory panel showed its preference in olives subjected in vacuum drying and osmotic dehydration pre-treatments. As far as the sensory evaluation after 14 weeks of storage is concerned, the traditional fermentation method is more preferable than the alternative one because the consumers are not used to such sensory characteristics. The total phenolic content in all storage solutions at 25°C and 35°C remained in high values in samples alternatively and conventionally fermented with no pre-treatment involved. Osmotic dehydration contributed to better protection of black olive polyphenols fermented with NaCl substitution with MSG, irrespective of temperature and storage solution. In addition, similar phenolic concentration levels were recorded in both storage temperatures. The samples stored in soya solution maintained the phenolic content in the highest values.

The overall results of this work demonstrated that the combination of the selected processes can lead to the development of low-salt table olives of superior nutritional and sensory characteristics.