Χρήση νέων εργαλείων για τη μέτρηση της απόκρισης και την κινητική μελέτη ενζυμικών ΤΤΙ και εφαρμογή τους στη διαχείριση ποιότητας και ασφάλειας τόνου (Thunnus alalunga) στην ψυκτική αλυσίδα

Βαρλάμη, Κωνσταντίνα; Varlami, Konstantina

dc.contributor.author	Βαρλάμη, Κωνσταντίνα	el
dc.contributor.author	Varlami, Konstantina	en
dc.date.accessioned	2019-03-06T09:29:44Z
dc.date.available	2019-03-06T09:29:44Z
dc.date.issued	2019-03-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48352
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16263
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	Κινητική μελέτη	el
dc.subject	Ποιότητα και ασφάλεια τόνου	el
dc.subject	Ψυκτική αλυσίδα	el
dc.subject	Χρήση νέων εργαλείων	el
dc.subject	Χρονοθερμοκρασιακοί ολοκληρωτές	el
dc.subject	Kinetic study	en
dc.subject	Quality and safety of tuna	en
dc.subject	Cold chain	en
dc.subject	Application of new tools	en
dc.subject	Time Temperature Integrators	en
dc.title	Χρήση νέων εργαλείων για τη μέτρηση της απόκρισης και την κινητική μελέτη ενζυμικών ΤΤΙ και εφαρμογή τους στη διαχείριση ποιότητας και ασφάλειας τόνου (Thunnus alalunga) στην ψυκτική αλυσίδα	el
dc.title	Application of new tools for response measurement and kinetic study of enzymatic TTI and their application in quality management and safety of tuna (Thunnus alalunga) in the cold chain	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη και τεχνολογία τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-03
heal.abstract	Τα τρόφιμα αποτελούν πολύπλοκα συστήματα που υφίστανται μεταβολές, οι οποίες οδηγούν στην ποιοτική υποβάθμιση τους, ιδίως κατά τη διακίνηση τους στην ψυκτική αλυσίδα. Η ορθή τήρηση των συνιστώμενων ορίων θερμοκρασίας στην ψυκτική αλυσίδα αποτελεί επιτακτική ανάγκη, ειδικά για ευαλλοίωτα τρόφιμα όπως τα ιχθυηρά. Οι συχνά παρατηρούμενες θερμοκρασιακές αποκλίσεις συντήρησης αυξάνουν τους ρυθμούς ποιοτικής αλλοίωσης και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αυξήσουν το ρίσκο για την ασφάλεια του καταναλωτή. Για την παρακολούθηση του χρονοθερμοκρασιακού ιστορικού των τροφίμων προτείνεται η χρήση χρονοθερμοκρασιακών ολοκληρωτών ή δεικτών ΤΤΙ (Time Temperature Integrators or Indicators). Οι δείκτες ΤΤΙ είναι απλές, αυτοκόλλητες, οικονομικές διατάξεις, που με μια εύκολα μετρήσιμη αλλαγή, εξαρτώμενη από το χρόνο και τη θερμοκρασία, προσδιορίζουν ολόκληρο ή μέρος του θερμοκρασιακού ιστορικού του τροφίμου, στο οποίο είναι προσαρμοσμένοι μέσω μιας ορατής, συνήθως χρωματικής απόκρισης. Ανήκουν στην έξυπνη συσκευασία και μπορούν να χρησιμοποιηθούν επικουρικά της ημερομηνίας λήξης, παρέχοντας πληροφορίες για πιθανή κακομεταχείριση του προϊόντος. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η κινητική μελέτη απόκρισης ενζυμικών χρονοθερμοκρασιακών δεικτών ΤΤΙ σε εύρος θερμοκρασιών 0 έως 25 oC και η συσχέτιση των ΤΤΙ με τον έλεγχο της ποιότητας και της ασφάλειας στην ψυκτική αλυσίδα τόνου. Μελετήθηκαν η ανάπτυξη του μικροοργανισμού Morganella morganii και ο σχηματισμός ισταμίνης στον τόνο και έγινε συσχέτιση της σχηματιζόμενης ισταμίνης με τον κατάλληλο ενζυμικό δείκτη. Ο συγκεκριμένος μικροοργανισμός επιλέχθηκε εξαιτίας της ικανότητας του να παράγει ισταμίνη, η οποία σε μη επιτρεπτές συγκεντρώσεις μπορεί να οδηγήσει σε σκομβροειδή δηλητηρίαση. Στο πρώτο μέρος της διπλωματικής εργασίας έγινε κινητική μελέτη ενζυμικών ΤΤΙ, που έχουν ως αρχή λειτουργίας την αντίδραση ενζύμου-υποστρώματος. Αποτέλεσμα της αντίδρασης είναι η μείωση του pH και η οπτική χρωματική μεταβολή (από πράσινο σε κίτρινο και κόκκινο χρώμα). Ειδικότερα, μελετήθηκε η χρωματική μεταβολή δεικτών τύπου LP με ένζυμο λιπάση από Rhizopus oryzae και υπόστρωμα μείγμα τριλαουρίνης - τριπαλμιτίνης και δεικτών τύπου Μ με ένζυμο λιπάση από Rhizopus oryzae και υπόστρωμα μυριστικό μεθυλεστέρα. Μελετήθηκαν δείκτες τύπου LP με συγκέντρωση ενζύμου 100U, 150U, 300U και 500U, σε θερμοκρασίες 0, 2.5, 5, 10, 15, 20 και 25 oC και τύπου Μ με συγκέντρωση ενζύμου 5U, 10U, 15U, 25U, 50U και 75U, σε θερμοκρασίες 0, 2.5, 5, 10 και 15 oC και προσδιορίστηκαν τα κινητικά χαρακτηριστικά τους. Για τον κάθε ένα από τους δύο τύπους ενζυμικών ΤΤΙ που μελετήθηκαν (LP και Μ), αναπτύχθηκαν συνολικά μαθηματικά μοντέλα για τη συσχέτιση της απόκρισης των ενζυμικών δεικτών με τη συγκέντρωση του περιεχόμενου ενζύμου, το χρόνο και τη θερμοκρασία αποθήκευσης. Η ενέργεια ενεργοποίησης υπολογίσθηκε ίση με 143 kJ/mol για τους δείκτες τύπου LP και ίση με 88.2 kJ/mol για τους δείκτες τύπου M. Η αξιοπιστία των μοντέλων επιβεβαιώθηκε με πειράματα σε θερμοκρασιακά μεταβαλλόμενες συνθήκες. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, μελετήθηκαν η μικροβιολογική ανάπτυξη Morganella morganii κατόπιν εμβολιασμού σε σάρκα μακρύπτερου τόνου (Thunnus alalunga) και η παραγωγή ισταμίνης από το μικροοργανισμό αυτό. Η ενέργεια ενεργοποίησης για το ρυθμό ανάπτυξης του Morganella morganii στο εύρος 15-25°C υπολογίσθηκε ίση με 105.1 kJ/mol και για το ρυθμό παραγωγής ισταμίνης ίση με 98.4 kJ/mol. Στο τελευταίο μέρος της εργασίας, πραγματοποιήθηκε διερεύνηση με στόχο την επιλογή κατάλληλου ΤΤΙ για την παρακολούθηση της ασφάλειας κατά τη διακίνησή του τόνου στην ψυκτική αλυσίδα, βάσει του απαιτούμενου χρόνου παραγωγής ισταμίνης σε συγκέντρωση 50 και 100 ppm. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη συσχέτιση μελετώμενου τροφίμου και δείκτη ΤΤΙ είναι οι ενέργειες ενεργοποίησης και οι χρόνοι ζωής τους να είναι παραπλήσιοι. Από τα συνολικά μαθηματικά μοντέλα που προέκυψαν, καταλληλότεροι δείκτες για την παρακολούθηση της παραγωγής ισταμίνης προσδιορίσθηκαν οι LP 15U και Μ 6U για συγκεντρώσεις ισταμίνης 50 ppm και οι LP 10U και Μ 4U για συγκεντρώσεις ισταμίνης 100 ppm. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας δεδομένα προηγούμενης διπλωματικής εργασίας ως προς το χρόνο ζωής του τόνου έγινε συσχέτιση του με τα ΤΤΙ που μελετήθηκαν και βρέθηκε πως καταλληλότερος δείκτης για την παρακολούθηση της ποιότητας και της διατηρησιμότητας στην ψυκτική αλυσίδα είναι ο Μ 50U.	el
heal.abstract	Foods are complex systems that undergo changes which lead to quality deterioration, especially due to handling during distribution in the cold chain. The proper maintenance of temperature in the cold chain is essential, especially for perishable foods, such as seafood. Temperature is the main factor of deterioration of foods and any deviations from acceptable limits increase rates of quality deterioration and may increase safety risk. In order to monitor the time – temperature history of foods, the application of Time Temperature Integrators or Indicators (TTI) has been proposed. TTI are simple, low-cost devices, which in an easily measurable change, dependent on time and temperature, determine all or part of the thermal history of the food to which they are attached, via a visible, usually color response. They are part of intelligent packaging and can be used supplementary to the expiration date, providing information about possible mishandling of the product. The purpose of this diploma thesis was to study the kinetic response of enzymatic TTI in the temperature range 0-25 oC and the selection of appropriate TTI that can monitor safety of tuna in the cold chain. Morganella morganii growth and histamine formation in tuna were studied and there the obtained data were correlated with the response kinetics of the studied enzymatic TTI. The selection of the microorganism was based on its ability to produce histamine in fish in concentrations that may result in scombroid poisoning after consumption. In the first part of the diploma thesis, kinetic study of enzymatic TTI was conducted, which operating principle is an enzyme-substrate reaction. The effect of the reaction is the decrease of pH value which leads to a visual color change (from green to yellow and finally to red). Color change of LP type indicators with enzyme lipase from Rhizopus oryzae and substrate a mixture of trilaourin and tripalmitin and of M type indicators with enzyme lipase from Rhizopus oryzae and substrate methyl myristate, was studied. LP-type indicators with enzyme concentrations of 100U, 150U, 300U and 500U were studied during storage at 0, 2.5, 5, 10, 15, 20 and 25 oC and Μ-type with enzyme concentrations of 5U, 10U, 15U, 25U, 50U and 75U were studied at 0, 2.5, 5, 10 and 15 oC. The kinetic parameters of LP- and M-type TTI response were estimated. For each one of the studied enzymatic TTI (LP and M-type) mathematical models were developed that describe the response of the indicators as a function of enzyme concentration, storage time and temperature. The activation energy was calculated equal to 143 kJ/mol for LP - type indicators and equal to 88.2 kJ/mol for M - type indicators. The reliability of the models was confirmed by experiments at variable conditions. In the second part, the microbiological growth of Morganella morganii in albacore tuna (Thunnus alalunga) and histamine formation after inoculation in tuna flesh were studied. The activation energy for Morganella morganii’s growth rates was calculated equal to 105.1 kJ/mol for the range 15-25°C and for histamine formation 98.4 kJ/mol. Within the last part of the study, suitable TTI were selected that monitor safety of tuna during distribution in cold chain, based on the required time for production of histamine of 50 and 100 ppm. Prerequisite for the correlation of the studied food and TTI indicator is that their activation energies and response times are similar. Using the developed mathematical models, the most appropriate indicators for monitoring histamine production were determined to be LP 15U και Μ 6U for histamine concentrations of 50 ppm and LP 10U και Μ 4U for histamine concentrations of 100 ppm. Furthermore, using data from a previous thesis about the shelf life of tuna and after correlation with the studied TTI, M 50 U enzymatic TTI was selected for monitoring shelf life of tuna during refrigerated storage.	en
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Βασιλείου, Παναγιώτα	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	146 σ.
heal.fullTextAvailability	true