Ενσωμάτωση αλεύρου ζέας σε φρέσκα και κατεψυγμένα αρτοσκευάσματα

Φρακολάκη, Γεωργία; Frakolaki, Georgia

dc.contributor.author	Φρακολάκη, Γεωργία	el
dc.contributor.author	Frakolaki, Georgia	en
dc.date.accessioned	2015-09-07T10:20:01Z
dc.date.available	2015-09-07T10:20:01Z
dc.date.issued	2015-09-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41190
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10167
dc.rights	Default License
dc.subject	Ζέα	el
dc.subject	Spelt	en
dc.subject	Αρτοσκευάσματα	el
dc.subject	Άλευρα	el
dc.subject	Διόγκωση	el
dc.subject	Σκληρότητα	el
dc.subject	Bakery products	en
dc.subject	Flours	en
dc.subject	Swelling	en
dc.subject	Hardness	en
dc.title	Ενσωμάτωση αλεύρου ζέας σε φρέσκα και κατεψυγμένα αρτοσκευάσματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία τροφίμων	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-03-13
heal.abstract	Η τεχνολογία παρασκευής αρτοσκευασμάτων παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη βιομηχανία τροφίμων, αφού αφορά προϊόντα ευρείας κατανάλωσης με υψηλή διατροφική αξία και ευχάριστα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Τα αρτοσκευάσματα ειδικά, αποτελούν ένα ξεχωριστό προϊόν, καθώς παράγονται από το ζυμάρι, που είναι ένα περίπλοκο και ζωντανό σύστημα. Η διόγκωσή τους επιτυγχάνεται μέσω της συγκράτησης CO2 στο πλέγμα της γλουτένης και, συνεπώς, όσο πιο δυνατό και ανθεκτικό είναι το πλέγμα αυτό, τόσο μεγαλύτερη διόγκωση επιτυγχάνεται. Για το σκοπό αυτό, ένα μεγάλο μέρος της τεχνολογίας αρτοποίησης είναι αφιερωμένο στη μελέτη του σχηματισμού, της δομής και της συμπεριφοράς του ζυμαριού. Επιπλέον, σημαντικό μέρος της έρευνας έχει στραφεί στη χρήση άλλων πηγών αλεύρου εκτός του σίτου, με σκοπό την ενίσχυση της διατροφικής αξίας των αρτοσκευασμάτων. Μία πηγή αλεύρου που υπάρχει από αρχαιοτάτων χρόνων αλλά δεν αξιοποιείται ευρέως είναι η ζέα. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η ζέα έχει υψηλότερη διατροφική αξία από το σίτο και μπορεί να αξιοποιηθεί ως ένα φυσικό και υγιεινό προϊόν. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η σύγκριση της χημικής σύστασης και των ρεολογικών ιδιοτήτων των αλεύρων σίτου και ζέας, αλλά και η παρασκευή φρέσκων αρτοσκευασμάτων από μίγμα αλεύρων σίτου-ζέας σε διάφορες αναλογίες, με στόχο τη μελέτη της μεταβολής των ιδιοτήτων τους καθώς αυξάνεται το ποσοστό υποκατάστασης του αλεύρου σίτου από το άλευρο ζέας. Τέλος, σκοπός ήταν η παρασκευή κατεψυγμένων αρτοσκευασμάτων από μίγμα αλεύρων σίτου-ζέας σε συγκεκριμένες αναλογίες και μελέτη των μεταβολών των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών κατά τη διάρκεια της αποθήκευσής τους υπό κατάψυξη. Η εκπόνηση των πειραμάτων της διπλωματικής έγινε στο Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ. Στο θεωρητικό μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αρχικά μελετήθηκαν και παρατίθενται στοιχεία αναφορικά με τα βοτανολογικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά του σιταριού, τις κατηγορίες στις οποίες διακρίνεται και τη διατροφική του αξία. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στην τεχνολογία άλεσης του σίτου για την παραγωγή αλεύρου και ανάλυση των σταδίων από τα οποία αυτή αποτελείται. Ακολουθεί εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση της σύστασης του αλεύρου σίτου, των διαφόρων ποιοτικών δοκιμών που εφαρμόζονται στα άλευρα καθώς και των αρτοποιητικών ιδιοτήτων του αλεύρου. Έπειτα εξετάζεται ο ρόλος και τα επιμέρους χαρακτηριστικά των λοιπών συστατικών (νερό, μαγιά, σάκχαρα, αλάτι, λιπαρά και άλλα συστατικά) που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή του ζυμαριού και την παραγωγή του άρτου. Μελετώνται επίσης, τα στάδια της διαδικασίας αρτοποίησης, ο ρόλος και η συνεισφορά τους στη διαμόρφωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών του τελικού προϊόντος και παρατίθεται ο χρησιμοποιούμενος ανά στάδιο εξοπλισμός. Επιπρόσθετα, μελετάται η συμπεριφορά του ζυμαριού υπό συνθήκες κατάψυξης, η επίδραση της κατάψυξης στα διάφορα συστατικά του άρτου και ο χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός κατάψυξης. Τέλος, γίνεται αναφορά στις εναλλακτικές πηγές αλεύρων για την παραγωγή αρτοσκευασμάτων με ιδιαίτερη έμφαση στη ζέα λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών που αυτή εμφανίζει. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται ιστορικά στοιχεία σχετικά με την καλλιέργεια και χρήση της και αναλύονται τα γενικά χαρακτηριστικά των διαφόρων ποικιλιών που αναφέρονται κατά καιρούς ως «ζέα» καθώς και οι εφαρμογές της στην αρτοποιία. Βάσει των βιβλιογραφικών δεδομένων γίνεται σύγκριση των κυριοτέρων χαρακτηριστικών του αλεύρου σίτου με εκείνο της ζέας. Στο πειραματικό μέρος της διπλωματικής εργασίας, πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις των αλεύρων ζέας και σίτου μελέτη των ρεολογικών ιδιοτήτων των ζυμαριών που σχηματίζουν. Συγκεκριμένα, έγινε προσδιορισμός υγρασίας μέσω ξήρανσης και προσδιορισμός τέφρας, απ’ όπου προέκυψε ότι το άλευρο του σίτου έχει μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε υγρασία (16,21% έναντι 15,07% επί ξηρής βάσης), αλλά μικρότερη περιεκτικότητα σε τέφρα (0,63 έναντι για 1,95%). Στη συνέχεια, προσδιορίστηκε το πρωτεϊνικό περιεχομένο μέσω της μεθόδου Kjeldahl και βρέθηκε ότι το άλευρο της ζέας έχει υψηλότερο πρωτεϊνικό περιεχόμενο (15,17%) σε σχέση με το άλευρο του σίτου (11,58%). Ο προσδιορισμός γλουτενινών και γλοιαδινών έγινε μέσω της μεθόδου Blish - Sandstedt, απ’ όπου βρέθηκε ότι το άλευρο της ζέας έχει περισσότερες γλουτενίνες (46,66 έναντι 31,94 mg / g αλεύρου) και ελαφρώς λιγότερες γλοιαδίνες (59,83 έναντι 60,14 mg / g αλεύρου) από το άλευρο του σίτου. Η παραλαβή της γλουτένης έγινε με μηχανικό τρόπο και βρέθηκε ότι η συγκεκριμένη ποικιλία του σίτου έχει περισσότερη γλουτένη από τη συγκεκριμένη ποικιλία ζέας (ποσοστό ενυδατωμένης γλουτένης 28,24% έναντι 18,45%). Ο προσδιορισμός ολικών υδατανθράκων και αμύλου έγινε μέσω όξινης υδρόλυσης, από όπου βρέθηκε ότι η περιεκτικότητα του κάθε αλεύρου σε άμυλο και ολικούς υδατάνθρακες είναι παρόμοια. Συγκεκριμένα, το άλευρο του σίτου έχει περιεκτικότητα 66,38 g / g αλεύρου σε άμυλο και 67,78 g / g αλεύρου σε υδατάνθρακες, ενώ το άλευρο της ζέας έχει περιεκτικότητα σε άμυλο 64,21 g / g αλεύρου και σε υδατάνθρακες 70,77 g / g αλεύρου. Επίσης, έγινε ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών μέσω της οποίας επιβεβαιώθηκαν οι διαφορές του αλεύρου σίτου και του αλεύρου ζέας σε γλουτενίνες και γλοιαδίνες και η δοκιμή Zeleny μέσω της οποίας βρέθηκε ότι το άλευρο του σίτου είναι πιο δυνατό από το άλευρο της ζέας. Τέλος, έγινε χρήση φαρινογράφου και εξτενσιογράφου, μέσω των οποίων βρέθηκε ότι το άλευρο του σίτου έχει ανώτερη ποιοτικά γλουτένη, είναι πιο δυνατό από το άλευρο της ζέας και μπορεί να δώσει πιο ελαστικό και δυνατό ζυμάρι, με καλύτερη αρτοποιητική ικανότητα. Στο δεύτερο κομμάτι του πειραματικού μέρους μελετήθηκε η παραγωγή φρέσκων αρτοσκευασμάτων με σταδιακή υποκατάσταση του αλεύρου σίτου από άλευρο ζέας. Συγκεκριμένα εξετάστηκε η ενσωμάτωση αλεύρου ζέας σε ποσοστό 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% και 100%. Στα δείγματα ζυμαριού εξετάζονταν κάθε φορά η διόγκωση κατά το στάδιο της επώασης και τα χαρακτηριστικά υφής τους. Αντίστοιχα, στα παραγόμενα αρτοσκευάσματα γινόταν ζύγιση, μέτρηση του όγκου, των διαστάσεων, της διόγκωσης, του χρώματος, των χαρακτηριστικών υφής κόρας και ψίχας (0, 2 και 24 h μετά τον κλιβανισμό) και της ενεργότητας (0, 2 και 24 h μετά τον κλιβανισμό) και στη συνέχεια ακολουθούσε η οργανοληπτική τους εξέταση από ομάδα εκπαιδευμένων δοκιμαστών. Από τις μετρήσεις προέκυψε ότι φρέσκα αρτοσκευάσματα με περιεκτικότητα σε ζέα μέχρι και 20% είναι ιδιαίτερα αποδεκτά από τους δοκιμαστές και έχουν ανώτερα ποιοτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, παρεμφερή με αυτά των κοινών αρτοσκευασμάτων, όπως αφράτη υφή (μέγιστη σκληρότητα κόρας 6,3 Ν) και ικανοποιητική διόγκωση (από 2,1 μέχρι 2,9 cm). Ταυτόχρονα έχουν υψηλή διατροφική αξία λόγω της παρουσίας της ζέας. Δείγματα με περιεκτικότητες από 30% μέχρι και 60% έχουν ενδιάμεσες τιμές ποιοτικών και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών, αλλά ακόμη μεγαλύτερη διατροφική αξία. Λόγω του γεγονότος αυτού και από τη στιγμή που είναι αποδεκτά από τους δοκιμαστές, μπορούν να προωθηθούν στην αγορά ως υγιεινά και φυσικά προϊόντα. Τέλος, τα αρτοσκευάσματα με περιεκτικότητα σε ζέα άνω του 70% έχουν πολύ υποβαθμισμένα χαρακτηριστικά με αποτέλεσμα να μην είναι αποδεκτά από τους δοκιμαστές και έτσι δεν προτείνονται για προώθηση στην αγορά (σκληρότητα ψίχας 9,6 - 13,6 Ν, διόγκωση ζυμαριού 1,35 - 2,1 cm). Στην τρίτη σειρά πειραμάτων έγινε παραγωγή κατεψυγμένων αρτοσκευασμάτων με χρήση αλεύρου ζέας σε αναλογία 0%, 30%, 50%, 80% και 100% ως προς το άλευρο σίτου με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης του χρόνου κατάψυξης και του ποσοστού αλεύρου ζέας στα ποιοτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των αρτοσκευασμάτων. Ανά τακτά χρονικά διαστήματα πραγματοποιείτο απόψυξη δειγμάτων ζυμαριού και κλιβανισμός τους για παραγωγή άρτου. Στα εκάστοτε δείγματα ζυμαριού και στα παραγόμενα αρτοσκευάσματα γίνονταν ακριβώς οι ίδιες μετρήσεις όπως και στην περίπτωση των φρέσκων αρτοσκευασμάτων, με εξαίρεση την ενεργότητα και τη σκληρότητα κόρας και ψίχας οι οποίες μετρήθηκαν μόνο αμέσως μετά τον κλιβανισμό. Βρέθηκε ότι τη μεγαλύτερη επίδραση έχει ο χρόνος κατάψυξης, ενώ το ποσοστό προσθήκης ζέας δε φαίνεται να επιδρά ιδιαίτερα στα χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων. Η αποθήκευση των δειγμάτων υπό κατάψυξη για περισσότερο από 1 ή 2 μήνες προκαλεί σημαντική υποβάθμιση των ποιοτικών και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών τους και ιδίως του ειδικού όγκου (από 2,6 mL / g μειώθηκε σε 1,9 mL / g) και της ολικής αρέσκειας. Ειδικά στην περίπτωση αρτοσκευασμάτων με μεγάλη περιεκτικότητα σε ζέα η υποβάθμιση αυτή είναι ακόμη εντονότερη. Αντίθετα, προϊόντα με μικρή περιεκτικότητα σε άλευρο ζέας (μέχρι και 30%) τα οποία έχουν αποθηκευτεί για μικρό χρονικό διάστημα υπό κατάψυξη (μέχρι διάστημα μίας εβδομάδας) εμφανίζουν ικανοποιητικές τιμές διόγκωσης (2,1 cm) και ολικής αρέσκειας. Συνεπώς, δείγματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε άλευρο ζέας μπορούν να εισαχθούν στην αγορά και υπό κατεψυγμένη μορφή εφόσον παραμείνουν υπό κατάψυξη για μικρό χρονικό διάστημα, σε αντίθεση με προϊόντα υψηλής περιεκτικότητας σε ζέα.	el
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλίκη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	290 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true