Μελέτη εναλλακτικών μεθόδων επεξεργασίας για την ανάπτυξη προϊόντων αλόης με ανώτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά

Κουκουβάου, Αντιγόνη; Koukouvaou, Antigoni

dc.contributor.author	Κουκουβάου, Αντιγόνη	el
dc.contributor.author	Koukouvaou, Antigoni	en
dc.date.accessioned	2019-05-17T07:11:48Z
dc.date.available	2019-05-17T07:11:48Z
dc.date.issued	2019-05-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48752
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15845
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	Γέλη αλόης	el
dc.subject	Υπερυψηλή πίεση	el
dc.subject	Θερμική παστερίωση	el
dc.subject	Ποιοτικά χαρακτηριστικά	el
dc.title	Μελέτη εναλλακτικών μεθόδων επεξεργασίας για την ανάπτυξη προϊόντων αλόης με ανώτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά	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	Στόχος της παρούσας διπλωματικής είναι η συγκριτική μελέτη της επίδρασης της θερμικής παστερίωσης και της μη θερμικής τεχνολογίας, Υπερυψηλής Πίεσης (ΥΠ), σε επιλεγμένους ποιοτικούς δείκτες της γέλης Aloe vera. Τα χαρακτηριστικά τα οποία μελετήθηκαν είναι το χρώμα και πιο συγκεκριμένα ο δείκτης αμαύρωσης, το μικροβιακό φορτίο και η αντιοξειδωτική δράση σε γέλη αλόης (mw=98,8%, pH=4,75). Επιπλέον, στην επεξεργασία με ΥΠ μελετήθηκε η επίδρασή της στη συγκέντρωση των ακετυλομαννανών (βασικός δομικός πολυσακχαρίτης) καθώς και στην ενεργότητα του ενζύμου β-μαννανάση. Στη συνέχεια σχεδιάστηκαν και δημιουργήθηκαν δύο διαφορετικά προϊόντα: (α) γέλη αλόης και (β) προϊόν με βάση τη γέλη αλόης εμπλουτισμένο με αφέψημα τσαγιού Sideritis με χρήση των δύο εναλλακτικών μεθόδων παστερίωσης: (α) συμβατική θερμική παστερίωση και (β) ψυχρή παστερίωση με ΥΠ. Τέλος, μελετήθηκε η χρονική εξέλιξη της ποιοτικής υποβάθμισης των δύο προϊόντων κατά την αποθήκευσή τους σε διαφορετικές θερμοκρασίες στο θερμοκρασιακό εύρος 5-35°C με τον προσδιορισμό επιλεγμένων ποιοτικών χαρακτηριστικών (συγκέντρωση βιταμίνης C, δείκτης αμαύρωσης, μικροβιακό φορτίο και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά) με στόχο την εκτίμηση της διατηρησιμότητας τους. Στο πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας έγινε διερεύνηση της επίδρασης κάθε επεξεργασίας παστερίωσης στα ποιοτικά χαρακτηριστικά της γέλης, με σκοπό να επιλεχθούν οι κατάλληλες συνθήκες για κάθε τεχνολογία. Δείγματα γέλης αλόης επεξεργάστηκαν για μεγάλο εύρος τιμών παραμέτρων των διεργασιών. Η θερμική επεξεργασία εφαρμόστηκε για το θερμοκρασιακό εύρος 70-90οC και η ΥΠ για εύρος πιέσεων 200-600 MPa (θερμοκρασία περιβάλλοντος) για διαφορετικούς χρόνους επεξεργασίας. Παρατηρήθηκε ότι και οι δύο τεχνολογίες επεξεργασίας οδήγησαν σε μεταβολή του χρώματος, αλλά ιδιαίτερα η θερμική παστερίωση οδήγησε σε ανεπιθύμητη αύξηση του δείκτη αμαύρωσης. Ο ρυθμός αύξησης των δύο αυτών δεικτών (ολικό χρώμα και δείκτης αμαύρωσης), αυξάνεται όσο αυξάνεται η θερμοκρασία επεξεργασίας, με μέγιστο στους 90 οC ενώ αντίστοιχα για τη ΥΠ για τη μεταβολή χρώματος έχουμε μέγιστο ρυθμό στα 600 MPa και χαμηλό δείκτη αμαύρωσης για όλες τις πιέσεις. Η αντιοξειδωτική δράση της γέλης αλόης μειώνεται, σε σχέση με το φρέσκο (μη επεξεργασμένο) δείγμα, με την αύξηση του χρόνου επεξεργασίας με το φαινόμενο να είναι πιο έντονο στην μέγιστη θερμοκρασία παστερίωσης (90οC). Αντίθετα, η εφαρμογή ΥΠ στα 200 ΜPa δεν επηρεάζει την αντιοξειδωτική δράση. Στην ΥΠ των 400 ΜPa παρατηρήθηκε αύξηση κατά 10% για χρόνο επεξεργασίας 5 και 10 min, το οποίο πιθανόν να οφείλεται σε ενίσχυση της εκχυλισιμότητας/διαθεσιμότητας των περιεχομένων αντιοξειδωτικών συστατικών μετά την εφαρμογή των πιέσεων, ενώ στα 600 ΜPa και για όλους τους χρόνους επεξεργασίας η αντιοξειδωτική δράση μειώθηκε έως και 20%. Τόσο η θερμική παστερίωση όσο και η ΥΠ ήταν αποτελεσματικές ως προς τη μείωση/καταστροφή της φυσικής μικροβιακής χλώριδας σε όλες τις συνθήκες επεξεργασίας, με το ολικό μικροβιακό φορτίο μετά την επεξεργασία να είναι μη ανιχνεύσιμο (<1 logcfu/mL). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η φυσική μικροβιακή χλωρίδα της γέλης αλόης ήταν αρκετά χαμηλή, έως και 3.6 logcfu/mL οπότε δεν ήταν απαραίτητη η εφαρμογή έντονων συνθηκών παστερίωσης για την παραγωγή μικροβιακά σταθερών προϊόντων γέλης αλόης. Όσον αφορά στη μελέτη της ενεργότητας των β-μαννανασών σε επεξεργασμένα με ΥΠ δείγματα γέλης, δεν μπόρεσαν να εξαχθούν ικανοποιητικά αποτελέσματα, πιθανότατα λόγω χαμηλής ή/και μερικής ανάκτησης του ενζύμου, είτε λόγω πιθανής παρεμπόδισης στη μέτρηση της δράσης του ενζύμου από τα αναγωγικά σάκχαρα τα οποία υπάρχουν σε αφθονία στη γέλη αλόης. Από τις μετρήσεις για την επίδραση της ΥΠ στις ακετυλομαννάνες της γέλης αλόης, παρατηρήθηκε μείωση των περιεχόμενων ακετυλομαννανών σχεδόν στο σύνολο των συνθηκών επεξεργασίας. Παρ’ όλα αυτά, η εφαρμογή πίεσης 200 MPa για χρόνο 20 min οδήγησε σε οριακή αύξηση (5%), που πιθανόν να οφείλεται σε αύξηση της διαθεσιμότητας των ακετυλομαννανών λόγω φαινομένων εκχύλισης στους φυτικούς ιστούς τα οποία ευνοούνται σε χαμηλά εύρη πιέσεων. Στο δεύτερο μέρος της παρούσας μελέτης επιλέχθηκαν ως βέλτιστες συνθήκες θερμικής και ψυχρής παστερίωσης (ΥΠ) η επεξεργασία στους (α) 90οC, 1 min και (β) 600 MPa, 3 min, αντίστοιχα. Εφαρμόζοντας τις παραπάνω συνθήκες παστερίωσης παράχθηκαν ικανές ποσότητες προϊόντων (α) γέλης αλόης και (β) γέλης αλόης με αφέψημα τσαγιού για να πραγματοποιηθεί μελέτη διατηρησιμότητας τους σε θερμοκρασίες αποθήκευσης των 5, 25 και 35οC. Η μεταβολή της βιταμίνης C, κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης, παρατηρήθηκε ότι ακολουθεί εκθετική μείωση με ρυθμό μείωσης συγκέντρωσης για το προϊόν γέλη αλόης/τσάι, για θερμικά παστεριωμένο δείγμα αποθηκευμένο, ενδεικτικά, σε θερμοκρασία αναφοράς 25οC kvitC=0,0099 d-1, ενώ για δείγμα επεξεργασμένο με ΥΠ kvitC= 0,0079 d-1. Για το προϊόν γέλη αλόης, για θερμικά παστεριωμένο αντίστοιχα για θερμοκρασία αναφοράς kvitC= 0,0024 d-1 και για δείγμα επεξεργασμένο με ΥΠ kvitC= 0,0126 d-1. Η επίδραση του χρόνου αποθήκευσης στο δείκτη αμαύρωσης για το προϊόν ΥΠ γέλη αλόης/τσάι εκφράστηκε μαθηματικά από ένα εμπειρικό σιγμοειδές μοντέλο τριών παραμέτρων . Η επίδραση της θερμοκρασίας στις τιμές των παραμέτρων του σιγμοειδούς μαθηματικού μοντέλου εκφράστηκε από την εξίσωση Arrhenius με τιμές της ενέργειας ενεργοποίησης (Εα) στο εύρος 10,8-72,0 kJ/mol. Για το προϊόν γέλη αλόης τα δεδομένα για όλες τις θερμοκρασίες αποθήκευσης στα επεξεργασμένα με ΥΠ δείγματα προσαρμόζονται σε γραμμική εξίσωση, ενδεικτικά με ρυθμό kBI= 0,123 d-1 για θερμοκρασία αναφοράς 25 οC. Οι ρυθμοί αύξησης προσαρμόζονται ικανοποιητικά στην εξίσωση Arrhenius με ενέργεια ενεργοποίησης Εα= 25,0 kJ/mol και k=0,108 d-1. Αντίστοιχα για τα θερμικώς επεξεργασμένα δείγματα, επίσης προσαρμόζονται σε γραμμική εξίσωση, με kBI= 0,138 d-1 για θερμοκρασία 25 °C, καθώς και οι ρυθμοί αύξησης προσαρμόζονται ικανοποιητικά στην εξίσωση Arrhenius με ενέργεια ενεργοποίησης Εα=86,3 kJ/mol και kBI=0,078 d-1. Από τη σύγκριση των τιμών Εα μεταξύ της ΥΠ και της θερμικής παστερίωσης προκύπτει ότι η αύξηση του δείκτη αμαύρωσης στα θερμικώς επεξεργασμένα δείγματα εξαρτώνται πιο έντονα από τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Με βάση τη μικροβιολογική ανάλυση των δειγμάτων φάνηκε ότι και οι δύο επεξεργασίες είναι ικανές να μειώσουν το μικροβιακό φορτίο σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα καθ’ όλη τη διάρκεια της αποθήκευσης. Ο οργανοληπτικός έλεγχος πραγματοποιήθηκε από 4 δοκιμαστές αξιολογώντας τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά χρώμα, εμφάνιση, υφή, γεύση, άρωμα και συνολική αρέσκεια. Όσον αφορά στην οργανοληπτική αξιολόγηση των δειγμάτων παρατηρείται ότι αύξηση του χρόνου αποθήκευσης οδηγεί σε μείωση της οργανοληπτικής αρέσκειας ως προς όλα τα εξεταζόμενα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, με τα θερμικώς επεξεργασμένα δείγματα να βρίσκονται μετά από 80 ημέρες αποθήκευσης κάτω από το όριο οργανοληπτικής αποδοχής σε αρκετά από τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.	el
heal.advisorName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Δημοτίκαλη, Δήμητρα	el
heal.committeeMemberName	Τοπάκας, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	142 σ.
heal.fullTextAvailability	true