Development of innovative chilled fish products of extended shelf life by osmotic dehydration

Σεμένογλου, Ιωάννα; Semenoglou, Ioanna

dc.contributor.author	Σεμένογλου, Ιωάννα	el
dc.contributor.author	Semenoglou, Ioanna	en
dc.date.accessioned	2018-12-06T09:31:49Z
dc.date.available	2018-12-06T09:31:49Z
dc.date.issued	2018-12-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48215
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16237
dc.rights	Default License
dc.subject	Ωσμωτική αφυδάτωση	el
dc.subject	Λαβράκι	el
dc.subject	Παλμικά ηλεκτρικά πεδία	el
dc.subject	Διατηρησιμότητα	el
dc.subject	Επεξεργασία ιχθυηρών	el
dc.subject	Osmotic dehydration	en
dc.subject	Sea bass	el
dc.subject	Pulsed electric fields	el
dc.subject	Shelf-life	el
dc.subject	Fish processing	el
dc.title	Development of innovative chilled fish products of extended shelf life by osmotic dehydration	en
dc.title	Ωσμωτική επεξεργασία για την ανάπτυξη καινοτόμων προϊόντων ιχθυηρών μακράς διατηρησιμότητας στην ψυκτική αλυσίδα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία και μηχανική τροφίμων	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/1206d77258fd66c88274d85384bf2041de953cef
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-02
heal.abstract	Η ανάπτυξη νέων μεθόδων επεξεργασίας των ιχθυηρών για την επιβράδυνση της υποβάθμισης των ποιοτικών χαρακτηριστικών τους και για την αύξηση της διατηρησιμότητας τους αποτελεί στόχο για την επιστημονική έρευνα και για τη βιομηχανία τροφίμων. Οι ιχθύες είναι ευαλλοίωτα τρόφιμα κυρίως λόγω της ταχύτατης ανάπτυξης μικροοργανισμών η οποία προκαλεί ποιοτική υποβάθμιση σε σύντομο χρόνο. Προκειμένου να επιτευχθεί επέκταση της διατηρησιμότητας των ιχθυηρών, πολλές από τις εφαρμοζόμενες τεχνικές στοχεύουν στην ελάττωση της ενεργότητας του νερού στη σάρκα των ιχθύων αφού αποτελεί ένα βασικό παράγοντα για τη μικροβιακή ανάπτυξη και κατά συνέπεια για τη διατηρησιμότητα. Μια μέθοδος η οποία μελετάται τις τελευταίες δεκαετίες και φαίνεται να επιτυγχάνει σημαντικά αποτελέσματα είναι η ωσμωτική αφυδάτωση, κατά την εφαρμογή της οποίας χρησιμοποιείται ένα υπερτονικό διάλυμα σακχάρου ή/και άλατος για την εμβάπτιση του τροφίμου και έτσι επιτυγχάνεται απομάκρυνση υγρασίας και πρόσληψη στερεών από το διάλυμα. Η γλυκερόλη αποτελεί ένα ωσμωτικό μέσο ιδιαίτερα αποτελεσματικό όπως αποδεικνύεται από πρόσφατες έρευνες. Για τη βιομηχανία και την επιστημονική έρευνα,κρίσιμος παράγοντας είναι ο χρόνος επεξεργασίας και γίνεται προσπάθεια να επιταχυνθούν τα φαινόμενα μεταφοράς μάζας. Παραδοσιακά χρησιμοποιούνται γι’ αυτό το σκοπό θερμικές μέθοδοι, ωστόσο λόγω της αρνητικής επίδρασής τους στην ποιότητα του τελικού προϊόντος, αναζητούνται νέες μη θερμικές μέθοδοι επεξεργασίας. Μια από τις καινοτόμες και πολλά υποσχόμενες τεχνικές είναι η εφαρμογή παλμικών ηλεκτρικών πεδίων (ΠΗΠ) ως προκατεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης. Η συγκεκριμένη τεχνική έχει μελετηθεί μέχρι σήμερα αποκλειστικά σε δείγματα φρούτων και λαχανικών και υπάρχει έλλειψη δεδομένων σχετικά με την εφαρμογή σε ιχθύες και εν γένει προϊόντα ζωικής προέλευσης. Το λαβράκι αποτελεί ένα είδος που δεν έχει μελετηθεί ούτε ως προς την ωσμωτική αφυδάτωση ούτε ως προς τα παλμικά ηλεκτρικά πεδία, οπότε μια αρχή σε αυτή την έρευνα θα πραγματοποιηθεί μέσα από τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας. Σκοπός της εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της ωσμωτικής επεξεργασίας στην ποιότητα των φιλέτων λαβρακιού καθώς και ο συνδυασμός της ωσμωτικής αφυδάτωσης με τα παλμικά ηλεκτρικά πεδία στα φαινόμενα μεταφοράς μάζας, σε σύγκριση με τα μη προκατεργασμένα φιλέτα. Στο πρώτο μέρος της εργασίας παρασκευάστηκαν ωσμωτικά διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων σε γλυκερόλη (40, 50 και 60% σε γλυκερόλη) και 5% NaCl, σε θερμοκρασία 15oC και για χρόνους 10-240min. Από τα αποτελέσματα επιλέχθηκε ως βέλτιστη συνθήκη το διάλυμα 50% γλυκερόλης και για χρόνο 40 min. Σε αυτά τα δείγματα πραγματοποιήθηκε μελέτη και εξαγωγή μαθηματικών μοντέλων πρόβλεψης της υποβάθμισης των αντικειμενικών δεικτών ποιότητας (μικροβιολογική ανάπτυξη, pH, ανάλυση υφής, απώλεια υγρών) και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών των νωπών φιλέτων με το χρόνο. Στο δεύτερο μέρος εφαρμόστηκε η τεχνολογία των παλμικών ηλεκτρικών πεδίων για πεδίο έντασης 1,7 kV/cm, εύρος παλμού 15 μs, συχνότητα 20 Hz, και για 250, 500, 750 και 1000 παλμούς. Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της επεξεργασίας με ΠΗΠ στη σκληρότητα και την εμφάνιση των δειγμάτων επιλέχθηκαν οι 750 παλμοί ως συνθήκη προκατεργασίας πριν την ωσμωτική αφυδάτωση με διάλυμα 50% σε γλυκερόλη και 5% σε αλάτι, σε θερμοκρασία 15oC και για χρόνους 10-240min.Τα αποτελέσματα της μελέτης οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι τα ωσμωτικά επεξεργασμένα φιλέτα λαβρακιού είναι προϊόντα υψηλής ποιότητας, με μεγαλύτερη σταθερότητα κατά την αποθήκευση και με μεγαλύτερο χρόνο ζωής σε σχέση με τα μη επεξεργασμένα δείγματα. Επίσης, η συνδυαστική δράση με εναλλακτικές επεξεργασίες όπως τα παλμικά ηλεκτρικά πεδία επιταχύνει τη μεταφορά μάζας κατά την ωσμωτική επεξεργασία των φιλέτων ψαριού.	el
heal.abstract	Development of new methods for fish processing to slow the degradation of their quality characteristics and to improve their sustainability is an objective of scientific research and food industry. Fish is perishable food due to microbial growth that results in quality degradation in a very short time. In order to inhibit fish spoilage during storage, processing methods aim at reducing the water activity in fish flesh, which is a key factor for microbial growth. A new method that has been developed over the last few decades and achieve significant results is osmotic dehydration in which a hypertonic sugar and/or salt solution is used for moisture removal and solid gain. Glycerol is a component of these solutions, quite effective. For industry as well as for scientific research, processing time is very important factor and so attempts are made to accelerate mass transfer during osmotic process. Thermal methods are traditionally used for this purpose, however novel non-thermal techniqueshave beendeveloped, due to the negative effect of thermal energy on the quality of the final product. One of the most promising techniques is the application of pulsed electric fields (PEF) as a pretreatment of osmotic dehydration. This technique has been studied so far only on plant tissues (i.e. fruits and vegetables), so there is a lack of available data on PEF application on fish products. European sea bass is a Mediterranean species of high commercial value, especially fillets which exhibit significantly short shelf life. Up to now, this product has not been studied either in terms of osmotic pretreatment or pulsed electric fields application, so a beginning in this research will be realized through the results of this work.The aim of diploma thesis is to study the transfer phenomena taking place during osmotic dehydration (OD) in sea bass fillets and to describe the quality of osmotically dehydrated fillets compared to untreated samples. OD was applied individually and in combination with pulsed electric field (PEF). In the first part of the study, the effect of osmotic pretreatment on mass transfer was investigated using three different osmotic solutions. The composition of the solutions was 40, 50 and 60% glycerol, 5% sodium chloride (w/w) and distilled water and the ratio of solution’s weight to food was 5:1. OD processing was monitored up to 240 min at 15oC which is a representative temperature in fish processing plants. Taking into consideration both the results of osmotic dehydration and the treatment duration, the optimal processing conditions were selected to examine the effect of OD on quality parameters and stability of sea bass fillets. Selected processing conditions were 50% glycerol and 5% NaCl for the osmotic solution and 40 min for processing time at 15°C. Pretreated and untreated samples were stored at isothermal conditions (0oC, 5oC and 10oC). The studied quality parameters of fish fillets were microbial load, pH, texture, drip loss and organoleptic characteristics. In the second part of the study, the combined effect of PEF and OD was investigated as a pretreatment and the mass transfer was kinetically studied. Sea bass fillets were treated with pulsed electric field of 1,7 kV/cm intensity, 15 μs pulse width and 250, 500, 750 and 1000 pulses. Hardness of fish fillets was instrumentally determined and organoleptic properties were evaluated and 750 pulses were selected as most effective pretreatment for osmotic dehydration (osmotic solution: 50% glycerol and 5% NaCl, processing time: 10-240min). Fish parameters that were monitored during osmotic pretreatment were water loss (WL), solid gain (SG), water activity (aw) and salt content. Increase in processing time and glycerol concentration resulted in increased water loss and solid gain and decreased water activity. Salt content increased with processing time and decreased with glycerol concentration. The next step was the evaluation of OD and untreated fish quality during storage by means of microbiological growth, drip loss, pH, texture and sensory parameters. Within the second part of the study, the synergistic effect of pulsed electric fields and osmotic dehydration on mass transfer phenomena was demonstrated.The results from the study of dehydration parameters gave statistically significant differences (p <0.05) compared to the osmotically treated samples in the same concentration solution (50% glycerol), while no significant differences were found with respect to the samples at 60% glycerol concentration. In conclusion, the OD seabass fillets are high quality products with greater storage stability and longer shelf life compared to Control (untreated) samples. In addition, the combination of osmotic dehydration with pulsed electric field can enhance mass transfer phenomena during dehydration.	en
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βάσω	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, 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	136 σ.
heal.fullTextAvailability	true