Επίδραση της επεξεργασίας με υπερύψηλη πίεση και της ενζυμικής τροποποίησης των πρωτεϊνών μιγμάτων παρασκευής παγωτού στους ποιοτικές παραμέτρους του

Αργέντου, Ευαγγελία; argentou, Evangelia

dc.contributor.author	Αργέντου, Ευαγγελία	el
dc.contributor.author	argentou, Evangelia	en
dc.date.accessioned	2015-11-26T08:34:46Z
dc.date.available	2016-11-26T03:00:19Z
dc.date.issued	2015-11-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41666
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.11214
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Παγωτά	el
dc.subject	Υπερύψηλη πίεση	el
dc.subject	Ενζυμική επεξεργασία	el
dc.subject	Πρωτεΐνες	el
dc.subject	Ποιοτικές παράμετροι	el
dc.subject	Ice creams	en
dc.subject	High pressure processing	el
dc.subject	Enzyme treatment	el
dc.subject	Proteins	el
dc.subject	Quality parameters	el
dc.title	Επίδραση της επεξεργασίας με υπερύψηλη πίεση και της ενζυμικής τροποποίησης των πρωτεϊνών μιγμάτων παρασκευής παγωτού στους ποιοτικές παραμέτρους του	el
dc.title	Τhe effects of high pressure processing and enzyme treatment of ice cream mixes on the quality characteristics of ice cream	el
dc.contributor.department	Τομέας Σύνθεση και Ανάπτυξη Βιομηχανικών Διαδικασιών, Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημεία τροφίμων	el
heal.classification	Μηχανική τροφίμων	el
heal.classification	Food technology	en
heal.classification	Food chemistry	el
heal.classification	Food engineering	el
heal.language	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-06
heal.abstract	Τα γαλακτοκομικά προϊόντα αποτελούν ένα μεγάλο κομμάτι της βιομηχανίας τροφίμων και της καθημερινής διατροφής. Η ανάγκη για βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των προϊόντων αυτών αλλά και η απαίτηση των καταναλωτών για προϊόντα απαλλαγμένα από πρόσθετες ουσίες (π.χ. σταθεροποιητές) έχει οδηγήσει στην ένταξη διάφορων εναλλακτικών τεχνολογιών στην παραγωγική τους διαδικασία. Στις τεχνολογίες αυτές περιλαμβάνονται η ενζυμική επεξεργασία (π.χ. με τρανσγλουταμινάση, TGase) ή/και η επεξεργασία με υπερυψηλή πίεση (ΥΠ). Η εφαρμογή τόσο της υπερυψηλής πίεσης όσο και της ενζυμικής επεξεργασίας μιγμάτων παγωτού μπορεί να οδηγήσει στη βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών του τελικού προϊόντος συμπεριλαμβανομένων των ρεολογικών του ιδιοτήτων οι οποίες σχετίζονται με τη δομή και τη σταθερότητα του προϊόντος για περιόδους μακράς αποθήκευσης. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της ενζυμικής επεξεργασίας ή/και της επεξεργασίας με ΥΠ μίγματος παγωτού στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του παγωτού. Μίγμα παγωτού (7,2% λιπαρά) ομογενοποιήθηκε σε εργαστηριακό ομογενοποιητή δύο σταδίων (170/30 bar) και κατόπιν υπέστη θερμική παστερίωση (83C, 8 min) ή επεξεργάστηκε με εφαρμογή υπερυψηλής πίεσης (600 MPa, 55C, 10 min). Μισή ποσότητα από τα επεξεργασμένα μίγματα εμβολιάστηκε με TGase, σε ένα εύρος ενζυμικών συγκεντρώσεων 1,0-4,0 Units/g πρωτεΐνης, και αφέθηκε για επώαση στους 42C για 3 h, ενώ η υπόλοιπη ποσότητα χρησιμοποιήθηκε ως μίγμα αναφοράς, η οποία όμως ακολούθησε τη θερμική επεξεργασία των ενζυμικά επεξεργασμένων μιγμάτων. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στα μίγματα στα οποία εφαρμόστηκαν οι μελετώμενες εναλλακτικές τεχνολογίες δεν προστέθηκε κατά την παρασκευή τους σταθεροποιητικό μέσο (κόμμι γκουάρ). Το ενζυμικά επεξεργασμένο μίγμα θερμάνθηκε στους 80C για 1 min προκειμένου να απενεργοποιηθεί το ένζυμο. Τα μίγματα ψύχθηκαν ταχέως με χρήση παγόλουτρου στους 4°C και αφέθηκαν για ωρίμανση για 16 h στη θερμοκρασία αυτή. Ακολούθησε απόδαρσή τους σε εργαστηριακό αναμίκτη και ασυνεχής κατάψυξή τους με χρήση επιτραπέζιας οικιακής παγωτομηχανής με εσωτερικό αποδάρτη. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν για σκλήρυνση στους -40°C για 1 h και κατόπιν αποθηκεύτηκαν στους -25C μέχρι να μελετηθούν. Οι ποιοτικές παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν οι ρεολογικές ιδιότητες των μιγμάτων παγωτού και των τελικών κατεψυγμένων προϊόντων, τα χαρακτηριστικά τήξης, η συναίρεση, το χρώμα, η αντικειμενική σκληρότητα, η θερμική αγωγιμότητα και τα ποσοστά ενσωμάτωσης αέρα και αποσταθεροποίησης των λιπαρών των τελικών προϊόντων. Παράλληλα, μελετήθηκε μακροσκοπικά και η πιθανότητα διαχωρισμού φάσεων των παραγόμενων μιγμάτων, λόγω της χρήσης γαλακτομαννάνης ως σταθεροποιητικό μέσο. Η ενζυμική επεξεργασία και η επεξεργασία με ΥΠ οδήγησαν σε μείωση του ρυθμού τήξης και αύξηση του χρόνου πτώσης της 1ης σταγόνας των τελικών κατεψυγμένων προϊόντων παγωτού. Το χρώμα μειώθηκε ελαφρώς για τα δείγματα που είχαν επεξεργαστεί με TGase ή/και ΥΠ Αναφορικά με τις ρεολογικές ιδιότητες των μιγμάτων παγωτού, αυτές βρέθηκε να βελτιώνονται στην περίπτωση όπου τα μίγματα είχαν υποστεί επεξεργασία με TGase ή/και ΥΠ. Οι ρεολογικές ιδιότητες (μέτρο αποθήκευσης, μέτρο απώλειας, εφαπτομένη απώλειας, σύνθετο ιξώδες) καθώς και η θερμική αγωγιμότητα των δειγμάτων φάνηκε να μεταβάλλονται σημαντικά για τα επεξεργασμένα με TGase ή/και ΥΠ δείγματα σε σχέση με τα δείγματα ii που παρασκευάστηκαν συμβατικά, καθώς επίσης βρέθηκε να επηρεάζονται σημαντικά και από την ενζυμική συγκέντρωση της χρησιμοποιούμενης TGase. Η ενζυμική επεξεργασία με TGase των μιγμάτων παγωτού μετά τη συμβατική τους επεξεργασία (θερμική επεξεργασία και ομογενοποίηση) οδήγησε σε αύξηση του σύνθετου ιξώδους, αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας σε σχέση αντίστοιχα προϊόντα από μη ενζυμικά επεξεργασμένα μίγματα. Παρόμοιες μεταβολές των παραπάνω παραμέτρων προέκυψαν και για τα προϊόντα από επεξεργασμένα με ΥΠ και TGase μίγματα, με τις αντίστοιχες μεταβολές στις τιμές των μελετώμενων παραμέτρων να εμφανίζονται ακόμα πιο έντονες. Αναφορικά με την αποσταθεροποίηση των λιπαρών στα δείγματα παγωτού μετά την κατάψυξη, τα δείγματα που παρασκευάστηκαν από ενζυμικά επεξεργασμένα μίγματα, κυρίως στο εύρος ενζυμικών συγκεντρώσεων 1,0-3,0 Units/g πρωτεΐνης, εμφάνισαν υψηλότερα ποσοστά αποσταθεροποίησης συγκριτικά με τα συμβατικά παρασκευασμένα προϊόντα. Παρόμοια συμπεριφορά εμφάνισαν και τα δείγματα από επεξεργασμένα με ΥΠ μίγματα, ενώ η συνδυαστική εφαρμογή των παραπάνω τεχνολογιών φάνηκε να έχει συνεργιστική δράση. Συγκεκριμένα, ο ρυθμός τήξης βρέθηκε ίσος με 1,37-1,52 g·g-1·min-1 έναντι 2,05 g·g-1·min-1, η θερμική αγωγιμότητα βρέθηκε ίση με 0,682-0,750 W/mK έναντι 0,355 W/mK, η αντικειμενική σκληρότητα βρέθηκε ίση με 9663-5249 g έναντι 12184 g, το σύνθετο ιξώδες βρέθηκε ίσο με 61325-72475 Pa·s έναντι 39075 Pa·s, και η αποσταθεροποίηση των λιπαρών βρέθηκε ίση με 27,2-54,6% έναντι 2% για τα προϊόντα από επεξεργασμένα με ΥΠ και στη συνεχεία με TGase μείγματα (για συγκεντρώσεις ενζύμου 1,0-3,0 Units/g πρωτεΐνης) και τα προϊόντα από συμβατικά επεξεργασμένα μίγματα, αντίστοιχα. Συμπερασματικά, οι παραπάνω τεχνολογίες μπορούν να βρουν εφαρμογή για την παραγωγή βελτιωμένων προϊόντων παγωτού, προκειμένου να αντικατασταθεί η χρήση σταθεροποιητικών μέσων. Παράλληλα, η χρήση των παραπάνω τεχνολογιών μπορεί να μειώσει την εμφάνιση φαινομένων ανακρυστάλλωσης και κατά συνέπεια να αυξήσει τη σταθερότητα του παγωτού κατά την αποθήκευσή του. Με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, προτείνεται η αντικατάσταση της θερμικής επεξεργασίας και συμβατικής ομογενοποίησης των μιγμάτων από επεξεργασία με ΥΠ, αλλά και η εφαρμογή μίας ενζυμικής επεξεργασίας των μιγμάτων, χρησιμοποιώντας ενζυμικές συγκεντρώσεις στο εύρος 1,0-3,0 Units/g πρωτεΐνης, είτε κατόπιν της συμβατικής μεθόδου θερμικής επεξεργασίας και ομογενοποίησης είτε σε συνδυασμό με επεξεργασία με ΥΠ.	el
heal.abstract	Dairy products comprise a large part of the food industry and daily nutrition. The need for improvement of quality characteristics of these products, as well as consumers’ demand for products free of additives (e.g. stabilizers) has led to the inclusion and implementation of several alternative technologies in their production process. These alternative technologies include the enzymic treatment (e.g. with transglutaminase, TGase) or/and treatment with high pressure processing (HPP). The application of both HP processing and enzymic treatment of ice cream mixes may lead to improvement of the quality attributes of the final product, including its rheological properties which are related to the structure and stability of the ice cream during long time storage periods. The objective of the present diploma thesis was to evaluate the effect of enzymic treatment or/and HP processing of ice cream mixes on the quality characteristics of ice cream. Ice cream mix (7.2% fat content) was homogenized in two stage lab-scale homogenizer (170/30 bar) and then thermally treated (83C, 8 min) or was treated with high pressure (600 MPa, 55C, 10 min). Half of the amount was inoculated with TGase, in a concentration range of 1.0-4.0 Units/g protein, and incubated at 42C for 3 h, while the rest half amount was used as control mix, which was however followed the thermal treatment of TGase-treated mix. It should be noted that in the mix to which alternative technologies were applied, stabilizer (guar gum) was not added during its preparation. The TGase-treated mix were heated to 80C for 1 min in order to inactivate the enzyme. Ice cream mix was cooled down to 4°C in an ice-bath and then was aged at the aforementioned temperature for 16 h. The aged mix was frozen using a batch freezer at a set draw temperature of -5.0±0.3°C, packaged into 200 g plastic containers, hardened at -40°C for 1 h and stored in a deep freezer under controlled freezing conditions at -25C until testing. The quality attributes studied were the rheological properties of ice cream mixes and ice cream products, and the melting characteristics, syneresis, colour, instrumental hardness, thermal conductivity, overrun and fat destabilization of ice cream products. Moreover, the macroscopic phase separation of mixes, due to the use of galactomannans (i.e. guar gum) as a stabilizer, was studied. The enzymic pre-treatment or HP treatment of ice cream mixes led to reduction of melting rate and increase in first dripping time of ice creams. The colour was slightly reduced in samples prepared from TGase or/and HP-treated mixes, while significant changes were also observed concerning their syneresis. The rheological properties of mixes were improved in the case of TGase and HP-treated mixes. Moreover, the rheological parameters of ice cream products (i.e. storage modulus, loss modulus, tanδ, complex viscosity) and the thermal conductivity were significantly altered in the case of samples from TGase and HP-treated mixes compared to the ones of samples from conventionally treated mixes, and also found to be significantly affected by the enzyme concentration of TGase. Thus, the enzymic treatment of ice cream mixes post to their conventional treatment (thermal pasteurization and homogenization) led to increase in the complex viscosity and thermal conductivity of the corresponding samples as compared to the samples from TGase-untreated mixes. Similar results were obtained for iv samples from HP-treated or HP-TGase-treated mixes, with the changes in the parameters of the latter samples being more pronounced. With regard to fat destabilization of ice cream after their freezing procedure, samples from TGase-treated mixes, particularly in the range of enzymic concentration of 1.0-3.0 Units/g protein, exhibited higher percentages of destabilization compared to the one of samples from conventionally treated mixes. Similar behaviour was observed for HP-treated mixes, whereas the combined application of these technologies appeared to have a synergistic effect on their quality parameters. Particularly, melting rate was found to be equal to 1.37-1.52 g·g-1·min-1 compared to 2.05 g·g-1·min-1, thermal conductivity was found to be equal to 0.682-0.750 W/mK compared to 0.355 W/mK, instrumental hardness was found equal to 9663-5249 g compared to 12184 g, complex viscosity was found equal to 61325-72475 Pa·s compared to 39075 Pa·s, and fat destabilization was found equal to 27.2-54.6% compared to 2% for frozen products prepared from HP- and subsequently TGase-treated mixes (in enzyme concentrations of 1.0-3.0 Units/g protein) compared to the ones of conventionally treated mixes. In conclusion, the above technologies are capable to be applied in ice cream production in order to replace the use of stabilizers. Additionally, the use of these technologies can reduce the appearance of recrystallization phenomena, and consequently to increase the stability of ice cream products during their shelf life. According to the results of the present study, the replacement of homogenization and thermal treatment of ice cream mixes by treatment with HP, and also the application of an enzymic pre-treatment step (using enzyme concentrations of 1.0-3.0Units/g protein) either subsequent to conventional thermal treatment and homogenization, or in combination with HP treatment of ice cream mixes are proposed.	en
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεση και Ανάπτυξη Βιομηχανικών Διαδικασιών. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	192 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true