Επίδραση της ωσμωτικής αφυδάτωσης και της χρήσης φυσικών εκχυλισμάτων αρωματικών φυτών στην ποιότητα και τη διάρκεια ζωής νέων προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς

Καλομοίρη, Ευφροσύνη; Kalomoiri, Effrosyni

dc.contributor.author	Καλομοίρη, Ευφροσύνη	el
dc.contributor.author	Kalomoiri, Effrosyni	en
dc.date.accessioned	2017-03-22T09:10:10Z
dc.date.available	2017-03-22T09:10:10Z
dc.date.issued	2017-03-22
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44697
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12579
dc.rights	Default License
dc.subject	Ωσμωτική αφυδάτωση	el
dc.subject	Γλουταμινικό μονονάτριο	el
dc.subject	Εκχυλίσματα αρωματικών φυτών	el
dc.subject	Επιτραπέζιες ελιές	el
dc.subject	Διάρκεια ζωής προϊόντων	el
dc.subject	Osmotic dehydration	en
dc.subject	Aromatic plant extracts	en
dc.subject	Shelf-life	en
dc.subject	Table olive products	en
dc.subject	Monosodium glutamate	en
dc.title	Επίδραση της ωσμωτικής αφυδάτωσης και της χρήσης φυσικών εκχυλισμάτων αρωματικών φυτών στην ποιότητα και τη διάρκεια ζωής νέων προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς	el
dc.title	The effect of osmotic dehydration and aromatic plant extracts enrichment on the quality and shelf-life of table olive products	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημεία και τεχνολογία τροφίμων	el
heal.classification	Food chemistry and technology	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-09-30
heal.abstract	Οι αλλαγές στο σύγχρονο τρόπο ζωής συνδέονται με τις διατροφικές συνήθειες των καταναλωτών και καθορίζουν τη ζήτηση για νέα τρόφιμα, βασισμένα σε παραδοσιακά υγιεινά προϊόντα, τα οποία να εξασφαλίζουν περισσότερα οφέλη για την υγεία. Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία τροφίµων βρίσκεται σε µια συνεχή αναζήτηση για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων, λειτουργικών και καινοτόμων προϊόντων, προκειμένου να ανταποκριθεί στις σύγχρονες και ολοένα αυξανόμενες καταναλωτικές ανάγκες και απαιτήσεις, για προϊόντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε ζάχαρη και αλάτι, με βιοδραστικά συστατικά τα οποία προάγουν την υγεία. Η ερευνητική κοινότητα έρχεται να συνεισφέρει σε αυτήν την προσπάθεια διερευνώντας την ανάπτυξη νέων διεργασιών ή τη βελτιστοποίηση διεργασιών και προϊόντων. Για την παραγωγή της επιτραπέζιας ελιάς, η πιο βασική διεργασία είναι αυτή της ζύμωσης, κατά την οποία το προϊόν εμπλουτίζεται με μεγάλη συγκέντρωση άλατος (ΝaCl). Μια πρόκληση είναι η ανάπτυξη προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλάτι και πιο συγκεκριμένα σε νάτριο, λόγω της σύνδεσης του με την υπέρταση και τις ρυθμιστικές λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού, ενώ ταυρόχρονα θα πρέπει να εξασφαλίζεται η σταθερότητα του προϊόντος και η μακρά διάρκεια ζωής του. Η ενσωμάτωση εκχυλισμάτων από αρωματικά φυτά παρουσιάζει επίσης ένα ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον μια και η χρήση τους θα μπορούσε να λειτουργήσει θετικά δίνοντας ανώτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικα αλλά και συνεισφέροντας στη σταθερότητα των προϊόντων, βάσει της αντιοξειδωτικής αλλά και αντιμικροβιακής δράσης, από την οποία χαρακτηρίζονται τα αιθέρια έλαια και εκχυλίσματα των αρωματικών φυτών, αντίστοιχα. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη νέων προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς και η μελέτη της ποιότητας και διατηρησιμότητας τους. Η ανάπτυξη των νέων προϊόντων βασίστηκε στην ωσμωτική αφυδάτωση της ελιάς ως στάδιο προ-επεξεργασίας και τη ζύμωσή της με μερική υποκατάσταση του χλωριούχου νατρίου με γλουταμινικό μονονάτριο. Επίσης, μελετήθηκε η ενσωμάτωση αιθέριων ελαίων και εκχυλισμάτων από επιλεγμένα αρωματικά φυτά στο τελικό στάδιο της παστερίωσης και συσκευασίας των ελιών. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν πράσινες ελιές της ποικιλίας Χαλκιδικής που είχαν αποπικρανθεί σε διάλυμα NaOH περιεκτικότητας 1,7% w/v και φυσικές μαύρες ελιές της ποικιλίας Καλαμών. Σύμφωνα με τον πειραματικό σχεδιασμό της διπλωματικής εργασίας για τις πράσινες ελιές Χαλκιδικής πραγματοποιήθηκε ωσμωτική αφυδάτωση με ωσμωτικό διάλυμα γλυκόζης (70% w/w), πριν το στάδιο της συμβατικής ζυμώσης με NaCl (10%). Μία δεύτερη ομάδα δειγμάτων, χωρίς την εφαρμογή ωσμωτικής αφυδάτωσης, υπέστησαν ζύμωση με μερική υποκατάσταση, 15%, του χλωριούχου νατρίου (NaCl) με γλουταμινικό μονονάτριο (MSG) στο εναρκτήριο διάλυμα ζύμωσης. Σε μια τρίτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς το στάδιο της ωσμωτικής αφυδάτωσης και με συμβατική ζύμωση, ενσωματώθηκαν εκχυλίσματα και αιθέρια έλαια δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger κατά το στάδιο της παστερίωσης. Σύμφωνα με τον πειραματικό σχεδιασμό της διπλωματικής εργασίας για τις μαύρες ελιές της ποικιλίας Καλαμών πραγματοποιήθηκε ωσμωτική αφυδάτωση με ωσμωτικό διάλυμα γλυκόζης (70% w/w), πριν το στάδιο της ζυμώσης, και στη συνέχεια μοιράστηκαν σε συμβατική ζύμωση (8% NaCl) και ζύμωση με μερική υποκατάσταση 15% του NaCl με MSG. Η δεύτερη και τρίτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς την εφαρμογή ωσμωτικής αφυδάτωσης, υπέστησαν ζύμωση με δύο επίπεδα μερικής υποκατάστασης, 5 και 15%, του NaCl με MSG στο εναρκτήριο διάλυμα ζύμωσης ενώ στην τέταρτη ομάδα δειγμάτων στις ελιές με 5% υποκατάσταση ΝaCl με MSG η άλμη αναπληρωνόταν με άλμη με MSG καθόλη τη διάρκεια της ζύμωσης. Τέλος, σε μια πέμπτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς το στάδιο της ωσμωτικής αφυδάτωσης και με συμβατική ζύμωση, ενσωματώθηκαν εκχυλίσματα και αιθέρια έλαια δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger κατά το στάδιο της παστερίωσης. Δείγματα αποθηκεύτηκαν στο θερμοκρασιακό εύρος 25-45°C. Μελετήθηκε η επίδραση των διεργασιών ωσμωτικής αφυδάτωσης, ζύµωσης και προσθήκης εκχυλισμάτων και αιθέριων ελαίων δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger, κατά την διάρκεια της αποθήκευσης των δειγμάτων, στο µικροβιολογικό φορτίο, τις ποιοτικές και φυσικοχηµικές ιδιότητες µαύρης και πράσινης επιτραπέζιας ελιάς. Από τον µικροβιολογικό έλεγχο που πραγµατοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης των δειγμάτων για όλα τα δείγματα επιβεβαιώθηκε ότι η διεργασία της παστερίωσης (86°C, 35 min) οδήγησε στην παραγωγή προϊόντων με αρχικό μικροβιακό φορτίο κάτω από το όριο ανίχνευσης. Κατά την μέτρηση του pH της άλμης των δειγμάτων διαπιστώθηκε ότι αυτό διατηρείται πρακτικά σταθερό με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης. Για τα δείγματα μαύρης ελιάς που είχαν ωσμωθεί και για τα δείγματα πράσινης ελιάς που είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία είχε πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG παρατηρούνται τιμές pH μεγαλύτερες του επιτρεπτού ορίου (4,3-4,4). Από την ανάλυση υφής διαπιστώθηκε ότι η σκληρότητα όλων των δειγμάτων μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Μεγαλύτερη μείωση στις τιμές σκληρότητας και επομένως υποβάθμιση της σκληρότητας του τροφίμου παρουσιάζουν τα δείγματα, τα οποία ήταν αποθηκευμένα σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC). Η ολική μεταβολή του χρώματος (ΔΕ) παρουσιάζει μεγάλη διακύμανση τιμών, γεγονός που οφείλεται στο ότι η μέτρηση του χρώματος, σε κάθε ημερομηνία δειγματοληψίας κατά την αποθήκευση, έγινε σε διαφορετικούς καρπούς ελιάς που παρουσιάζουν μεταξύ τους μεγάλη ποικιλομορφία και ανομοιογένεια, οδηγώντας σε μεγάλες διακυμάνσεις των μετρήσεων. Γενικά, η ποιοτική παράμετρος του χρώματος δεν μεταβάλλεται με το χρόνο και οι διακυμάνσεις που παρουσιάζονται, στις περισσότερες περιπτώσεις, οφείλονται στην ανομοιομορφία μεταξύ των δειγμάτων των καρπών ελιάς. Από τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών προκύπτει ότι τα δείγματα ελιάς που ήταν αποθηκευμένα σε άλμη εμπλουτισμένη με εκχυλίσματα και τα δείγματα ελιάς που ήταν αποθηκευμένα σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC) παρουσιάζουν παραπλήσιες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών με την συμβατική ελιά. Επιπλέον, τα δείγματα μαύρης ελιάς τα οποία έχουν ωσμωθεί και τα οποία έχουν ζυμωθεί σε άλμη με υποκατάσταση NaCl από MSG παρουσιάζουν μεγαλύτερες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Αντίθετα, τα δείγματα πράσινης ελιάς τα οποία έχουν ωσμωθεί και τα οποία έχουν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG παρουσιάζουν χαμηλότερες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Η μείωση της συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών, με την πάροδο του χρόνου, πιθανόν οφείλεται στην υδατοδιαλυτή φύση τους και σε φαινόμενα διάχυσης στην άλμη. Από τον προσδιορισμό της αλατότητας της άλμης προκύπτει ότι τόσο η διεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης όσο και η ζύμωση σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG μπορούν να συνεισφέρουν σε μικρή μείωση της περιεκτικότητας της άλμης σε Na. Η μείωση της αλατότητας από την εφαρμογή της ωσμωτικής αφυδάτωσης ή/και την υποκατάσταση του NaCl με MSG ήταν αντιληπτή και επιβεβαιώθηκε από οργανοληπτικούς ελέγχους στους οποίους τα συγκεκριμένα δείγματα βαθμολογήθηκαν χαμηλά σε σχέση με τα δείγματα αναφοράς ως προς την ένταση της αλμυρής γεύσης.Από τους οργανοληπτικούς ελέγχους προκύπτει ότι η προσθήκη εκχυλισμάτων στην άλμη της συσκευασίας μειώνει την αντίληψη της έντασης της αλμυρής γεύσης των προϊόντων, κάτι που φάνηκε να είναι αρεστό στους δοκιμαστές. Όσον αφορά την προσθήκη του αρώματος, η αντίληψη της έντασης του δίκταμου και του δενδρολίβανου ήταν χαμηλότερη από του ginger. Έτσι, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με μεγαλύτερο βαθμό την αρέσκεια των δειγμάτων που περιείχαν δίκταμο και δενδρολίβανο από τα δείγματα που περιείχαν ginger. Στα δείγματα μαύρης και πράσινης ελιάς, τα οποία είχαν ωσμωθεί και είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG, οι δοκιμαστές αντιλήφθηκαν χαμηλότερη ένταση της αλμυρής γεύσης, κάτι το οποίο ήταν αρεστό, και χαμηλότερη ένταση της όξινης γεύσης, η οποία βαθμολογήθηκε με χαμηλότερες τιμές αρέσκειας. Επιπλέον, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με χαμηλότερες τιμές την εμφάνιση των δειγμάτων αυτών των ελιών, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι οι δύο αυτές διεργασίες υποβαθμίζουν την εμφάνιση του προϊόντος. Για τα δείγματα ελιάς που είχαν ωσμωθεί και τα οποία είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με ελάχιστα μεγαλύτερες τιμές την σκληρότητα και την τραγανότητα τους συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Τέλος, η σκληρότητα, η τραγανότητα και η συνολική οργανοληπτική αρέσκεια των δειγμάτων πράσινης και μαύρης ελιάς, τα οποία είχαν αποθηκευτεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC), βαθμολογούνταν με όλο και χαμηλότερες τιμές από τους δοκιμαστές με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης και με την άνοδο της θερμοκρασίας, δηλώνοντας έτσι την ποιοτική υποβάθμιση των δεικτών αυτών. Συμπερασματικά, η μελέτη αυτή έδειξε ότι ο συνδυασμός των επιλεγμένων διεργασιών μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη επιτραπέζιων ελιών με μικρή μείωση της περιεκτικότητας NaCl, ενώ ταυτόχρονα τα προϊόντα χαρακτηρίζονται σταθερά με ανώτερα διατροφικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.	el
heal.abstract	Most changes in the modern lifestyle are commonly associated with consumers eating habits and thus determine the demand on new food products, based on traditional healthy products, which can result in physiological benefits. In recent years, the food industry is in a constant search for the design and development of new, functional and innovative products to meet the current (and growing) consumer need for products low in sugar and salt with bioactive healthy ingredients. The research community contributes to this effort either by developing new products and processes, or by optimizing old ones. While producing table olives, Fermentation is the main process -in which the product is enriched with a high concentration of salt (NaCl). A recent challenge regards the development of table olive products with low salt contents -especially sodium- because of its connection to hypertension and regulatory functions of the human body. At the same time product stability and long-time preservation should also be considered. Furthermore, the addition of extracts (from aromatic plants) shows high scientific interest, since their use often generates superior organoleptic characteristics and it also contributes to the product’s stability. Thusly, the herbal essential oils and extracts are characterized by examining the antioxidant and antimicrobial activity. The aim of this thesis was the development of new table olive products, while studying their quality and stability. This new product development is based on Osmotic Dehydration -as a pre-treatment step-, then proceeding to Fermentation, with partial substitution of sodium chloride with monosodium glutamate. The effect of the incorporation of essential oils and extracts (from selected herbs) in the final stage of olive pasteurization and packing was also examined. In the present work a variety of green olives from Chalkidiki (debittered in a 1,7 % w/v NaOH solution), and a variety of black olives originated from Kalamata, were examined. According to the experimental design for the green Chalkidiki olives, the first step was the osmotic dehydration of the olive samples with a 70% w/w osmotic glucose solution, followed by the conventional fermentation with a 10% w/v NaCl. A second group of samples (with no prior osmotic application) was fermented with partial substitution of sodium chloride (NaCl) with 15% monosodium glutamate (MSG) in the starting fermentation solution. In a third group of samples (with no step of osmotic dehydration) conventional fermentation was held, while incorporating extracts and essential oils of dittany, rosemary and ginger during the pasteurization phase. As far as the experimental design of the black Kalamon olives is concerned, osmotic dehydration was performed (prior to fermentation) with a 70% w/w of osmotic glucose solution. The batch was then divided in two parts, one treated with conventional fermentation (8% w/v NaCl) and the other was fermented with partial substitution of NaCl with 15% MSG. The second and third group of samples (with no osmotic dehydration), were fermented in the original solution, in two levels (5% and 15%) of partial substitution of NaCl with MSG. While, in the fourth group of the black Kalamon variety, the brine of olives with 5% substituted NaCl with MSG was deputized with an MSG brine. Lastly, in a fifth set of samples with conventional fermentation (but without osmotic dehydration) an incorporation of the extracts and essential oils of dittany, rosemary and ginger, was performed during the pasteurization phase. Samples from all groups were stored at temperatures of 25-45°C. The present study focused on the effect of osmotic dehydration, fermentation and the addition of essential oils and extracts of selected aromatic plantsduring the sample storage on the microbiological load and qualitative and physicochemical properties of the black and green table olives. Data from the microbiological analysis performed during the storage for all samples, confirmed that the pasteurization process (86°C and 35min) can lead to the production of olives with zero initial microbial load. Values obtained from the pH measurement of the brine of the samples, showed that the pH was kept at a constant level throughout the storage period. pH values of the black olives pretreated with osmotic dehydration and green olives fermented in brine with substitution of NaCl to MSG, were out of range (4,3 - 4,4). By texture analysis it was established that the hardness of the olive samples decreased at a constant rate over time. A greater reduction in hardness, and thus greater degradation of the product’shardness, was observed in samples stored at higher temperatures (35oC and 45oC). The total variation of color (ΔΕ) led to an extent range of values, due to the fact that on each sampling date (during storage) the color measurement was performed on different olive fruits -exhibiting great diversity amongst each other. Therefore, the qualitative parameter of color does not change with time and the variation shown in most cases was a result of unevenness between the olive fruit samples. The content of the total phenolics, for the olive products stored in extract enriched brine and samples stored at high temperatures (35oC and 45oC), was similar to the concentrations of total phenolics of conventional olives. Additionally, black olive samples pretreated with osmotic dehydration and samples fermented in brine (with NaCl substituted by MSG) showed higher concentrations as compared to the conventional olives. On the other hand, the green olive samples which were pretreated with osmotic dehydration and the samples fermented in brine (with NaCl substituted by MSG) exhibited lower concentrations compared to the conventional olives. The reduction of total phenolic compound concentration during time occurs due to their water-soluble nature and extraction in brine. In fact, the reduction observed was more intense in the black olive variant, since their debittering took place exclusively in brine during fermentation -as opposed to green olives treated, as above, with sodium carbonate. In the present study, the salinity of the brine of the olive samples was also measured. Results showed that the process of osmotic dehydration and fermentation in brine (with NaCl substituted by MSG) contributes significantly to the reduction of Na content. The reduction of the intensity of the salty taste was also perceived by the panelists throughout the organoleptic tests. Results from the organoleptic analysis indicated that the addition of aromatic plant extracts in the brine of the samples reduced the intensity of the salty taste of the products. The aroma results indicated lower intensity of dittany and rosemary as opposed to ginger intensity. Thus, the scores for the samples containing dittany and rosemary were higher. In samples of black and green olive, pretreated with osmotic dehydration and fermented in brine (with NaCl substituted by MSG) the panelists tasted lower intensity of salty taste -which was preferable for them- and detected a lower intensity of acidic flavor -which was not preferred. In addition, the panelists rated with lower scores the appearance of the latter olive samples, leading to the conclusion that the two processes degrade the appearance of the product. The olive samples that were pretreated with osmotic dehydration and fermented in brine (with NaCl substituted by MSG) were rated with a bit higher scores of hardness and crunchiness, compared to conventional olives. Finally, passing the time and storage temperature rising, the hardness, crunchiness and overall sensory of green and black olive samples which were stored at high temperatures (35oC and 45oC) were graded with even lower scores. Thus, it was apparent that these indicators were quality degradated. In conclusion, this study demonstrated that the combination of selected processes can result in low salt table olives, developed with superior nutritional and sensory characteristics.	en
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Φιλλιπόπουλος, Κωνσταντίνος	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	111 σ.
heal.fullTextAvailability	true