Παραγωγή γιαουρτιού προϋδρολυμένης λακτόζης

Αναγνώστου, Δημήτριος; Anagnostou, Dimitrios

dc.contributor.author	Αναγνώστου, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Anagnostou, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2019-06-24T10:47:53Z
dc.date.available	2019-06-24T10:47:53Z
dc.date.issued	2019-06-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48895
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16710
dc.rights	Default License
dc.subject	Γιαούρτι	el
dc.subject	Υδρόλυση λακτόζης	el
dc.subject	Λακτάση	el
dc.subject	Γάλα	el
dc.subject	Δυασανεξία στην λακτόζη	el
dc.subject	Milk	en
dc.subject	Dairy science	en
dc.subject	Yogurt	en
dc.subject	Hydrolysis of lactose	el
dc.subject	Lactase	el
dc.title	Παραγωγή γιαουρτιού προϋδρολυμένης λακτόζης	el
dc.title	Hydrolysis of lactose and the subsequent fermentation to yogurt	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-02-22
heal.abstract	Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη της υδρόλυσης της λακτόζης στο γάλα με σκοπό την ζύμωσή του σε γιαούρτι. Η λακτόζη αποτελεί τον κυριότερο υδατάνθρακα του γάλακτος με περιεκτικότητα που ανέρχεται σε ποσοστό 4.5–5%. Στα ζυμωμένα γαλακτοκομικά προϊόντα η περιεκτικότητα της λακτόζης μειώνεται λόγω μερικής υδρόλυσης και μετατροπής της. Όμως, η λακτόζη προκαλεί διάφορα γαστρεντερικά προβλήματα στον άνθρωπο, κυρίως λόγω της έλλειψης ενός ενζύμου, της β-γαλακτοζιδάσης, η οποία την υδρολύει σε γλυκόζη και γαλακτόζη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η ζύμωση γάλακτος προϋδρολυμένης λακτόζης για παραγωγή συνεκτικού γιαουρτιού. Εξετάστηκαν γάλατα με διαφορετικά λιπαρά (πλήρες, ημιαποβουτυρωμένο και αποβουτυρωμένο), στα οποία έγινε υδρόλυση της λακτόζης με διαφορετική διάρκεια ενζυμικής επίδρασης (15, 20, 30, 40, 60 και 120 min) και με χρήση διαφορετικής ποσότητας ενζύμου (κανονική σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή και περίσσεια), και τα οποία στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε διαφορετικές θερμικές κατεργασίες του γάλακτος (84°C για 15 ή 20 min και 92°C για 15 min) και των οποίων τέλος ενισχύθηκαν στερεά με προσθήκη σκόνης ορού γάλακτος. Ο προσδιορισμός της λακτόζης του γάλακτος πραγματοποιήθηκε φασματοφωτομετρικά σύμφωνα με τη μέθοδο του Montgomery (1968). Η εξέλιξη της ζύμωσης του γιαουρτιού παρακολουθείται μέσω της μεταβολής του pH και του ιξώδους του πήγματος συναρτήσει του χρόνου, συγκεκριμένα, μέσω της λανθάνουσας φάσης και του ρυθμού μείωσης του pH όπως και της λανθάνουσας φάσης και του ρυθμού αύξησης του ιξώδους (έπειτα από προσαρμογή στο μοντέλο Gompertz), καθώς και του ολικού χρόνου ζύμωσης (έως απόκτησης τελικής τιμής pH=4.6). Τέλος, προσδιορίζεται το ιξώδες στους 45°C και μελετώνται οι αντικειμενικές παράμετροι υφής στα τελικά προϊόντα των γιαουρτιών (σκληρότητα, προσκολλησιμότητα, συνεκτικότητα, ελαστικότητα και κομμιώδες), έπειτα από αποθήκευσή τους στους 4°C. Έτσι, σχεδιάστηκαν πέντε σειρές πειραμάτων. Στην 1η σειρά, πραγματοποιήθηκε ένα προκαταρκτικό πείραμα, βοηθητικό για το σχεδιασμό των υπόλοιπων σειρών, σε πλήρες γάλα, με διάρκεια ενζυμικής κατεργασίας της λακτόζης στο γάλα 15, 20, 30, 40 και 60 min και μετέπειτα θερμική κατεργασία του γάλακτος στους 84°C για 15 min. Στην 2η σειρά, πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε δύο είδη γάλακτος, πλήρες και ημιαποβουτυρωμένο, με διάρκεια ενζυμικής υδρόλυσης της λακτόζης στο γάλα 30 και 60 min, με χρήση διαφορετικής ποσότητας ενζύμου (κανονική ή περίσσεια) και ακολούθως διαφορετική θερμική κατεργασία του γάλακτος (84°C για 20 min και 92°C για 15 min). Στην 3η σειρά περιλαμβάνονται τα πειράματα, όπου εξετάζεται η υδρόλυση της λακτόζης σε γάλα με διαφορετική περιεκτικότητα σε λιπαρά (πλήρες, ημιαποβουτυρωμένο και αποβουτυρωμένο) με διαφορετική διάρκεια ενζυμικής δράσης (30, 60 και 120 min), τα οποία στη συνέχεια υπόκεινται σε έντονη θερμική κατεργασία του γάλακτος (92°C για 15 min). Στην 4η σειρά μελετήθηκε η επίδραση της διάρκειας ενζυμικής υδρόλυσης της λακτόζης σε αποβουτυρωμένο γάλα (30,60 και 120 min), το οποίο στη συνέχεια υποβλήθηκε σε διαφορετική θερμική κατεργασία (84°C για 20 min και 92°C για 15 min). Τέλος, στην 5η σειρά, μελετήθηκε η προσθήκη σκόνης ορού γάλακτος, σε διαφορετικά είδη γάλακτος (πλήρες και ημιαποβουτυρωμένο) και μετά την ενζυμική υδρόλυση της λακτόζης με διαφορετική διάρκεια (30 και 60 min) και με χρήση περίσσειας ενζύμου (4%), τα οποία στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε έντονη θερμική κατεργασία (92°C για 15 min). Για όλες τις παραπάνω σειρές πραγματοποιήθηκεη παραγωγή συμβατικών γιαουρτιών. Για την 1η σειρά προέκυψε 73% υδρόλυση λακτόζης στο γάλα, για 60 min ενζυμική υδρόλυση. Στη 2η σειρά, προέκυψε ότι η παραγωγή γιαουρτιού μειωμένης λακτόζης από πλήρες γάλα σχηματίζει πιο σταθερό πήγμα σε σχέση με το αντίστοιχο από ημιαποβουτυρωμένο γάλα. Από την 3η σειρά προέκυψε το συμπέρασμα ότι η ενζυμική κατεργασία για 120 min επιτυγχάνει τα μεγαλύτερα ποσοστά υδρόλυσης (95%), ότι το αποβουτυρωμένο εμφανίζει επιμήκυνση του χρόνου ζύμωσης (290 min) και πάλι ότι το πλήρες γάλα εμφανίζει το πιο σταθερό πήγμα. Η 4η σειρά επιβεβαιώνει ότι η μεγάλη διάρκεια ενζυμικής υδρόλυσης της λακτόζης στο γάλα αυξάνει το ποσοστό της υδρόλυσης (95%) και αυξάνει το χρόνο της λανθάνουσας φάσης του pH (205 min).Τέλος, στην 5η σειρά, βρέθηκε ότι η προσθήκη ορού γάλακτος δεν βελτίωσε τα χαρακτηριστικά της υφής του τελικού προϊόντος, αλλά αύξησε τη λανθάνουσα φάση του pH κατά 13 min, καθώς και τον ολικό χρόνο ζύμωσης. Συνοπτικά, τα δείγματα που υπέστησαν ενζυμική υδρόλυση για 120 min, έδωσαν τα υψηλότερα ποσοστά υδρόλυσης της λακτόζης. Η περιεκτικότητα των λιπαρών στο γάλα επηρέασε τόσο το χρόνο ζύμωσης, όσο και το τελικό πήγμα . Το πλήρες (3.7% λιπαρά) και το ημιαποβουτυρωμένο (1.5% λιπαρά) γάλα που υπέστησαν υδρόλυση της λακτόζης είχαν ταχύτερη ζύμωση, σε σχέση με το αντίστοιχο συμβατικό, ενώ το προϋδρολυμένο αποβουτυρωμένο (0% λιπαρά) γάλα εμφάνισε επιμήκυνση του χρόνου ζύμωσης σε σχέση με το αντίστοιχο συμβατικό. Σε όλες τις περιπτώσεις το γιαούρτι από πλήρες γάλα εμφάνισε σταθερότερο πήγμα σε σχέση με το αντίστοιχο από ημιαποβουτυρωμένο και αποβουτυρωμένο γάλα.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis was to study the hydrolysis of lactose in milk and the subsequent fermentation to yogurt. Lactose is the main carbohydrate of milk with a content of 4.5-5%. In fermented dairy products the content is reduced due to partial hydrolysis and conversion. Lactose causes various gastrointestinal problems in humans, mainly due to the lack of an enzyme, β-galactosidase, which hydrolyzes it to glucose and galactose. In this thesis examined the fermentation of prehydrolyzed lactose milk for the production of set yogurt. Milk of different fat (full, semi-skimmed and skimmed) was hydrolyzed with a different duration of enzymatic treatment (15, 20, 30, 40, 60 and 120 min), using different amount of enzyme (normal and excess) and which were subsequently subjected to different heat treatment (84°C for 15 or 20 min and 92°C for 15 min) and finally solidified by adding whey powder. Milk lactose determination was performed spectrophotometrically according to the Montgomery method (1968). The evolution of yogurt fermentation is monitored by varying the pH and viscosity of the gel over time, in particular through the latent phase of pH and the pH decrease rate as well as the latent phase of viscosity and the viscosity increase rate (after adaptation to the Gompertz model), as well as the total fermentation time (until final pH = 4.6). Finally, the viscosity is determined at 45°C and the objective texture parameters in the finished yogurt products (hardness, adhesion, compaction, elasticity and gummyness) were studied after storage at 4°C. Thus, five sets of experiments were designed. In the 1st set, a preliminary experiment, assistant for the design of the remaining rows, was carried out on whole milk, with a duration of enzymatic treatment of lactose in milk 15, 20, 30, 40 and 60 min, and subsequent heat treatment of the milk at 84°C for 15 min. In the 2nd set, experiments were carried out on two types of milk, whole and semi-skimmed, with a duration of enzymatic hydrolysis of lactose in milk 30 and 60 min, using a different amount of enzyme (normal or excess) and then different heat treatment of the milk (84°C for 20 min and 92°C for 15 min). The 3rd set includes the experiments, where hydrolysis of lactose in milk with different fat content (full, semi-skimmed and skimmed) and different duration of enzymatic activity (30, 60 and 120 min) was examined, which are then subjected to intense heat treatment of milk (92°C for 15 min). In the 4th set, the effect of the enzyme hydrolysis of lactose on skim milk (30, 60 and 120 min) was studied, which was then subjected to different heat treatment (84°C for 20 min and 92°C for 15 min). Finally, in the 5th set, the addition of whey powder to different types of milk (complete and semi-skimmed) and enzymatic hydrolysis of lactose with a different duration (30 and 60 min), using an excess of enzyme (4%), were studied and then subjected to intense heat treatment (92°C for 15 min). For all the above sets, set yogurt was produced. For the 1st set, 73% hydrolysis of lactose in milk resulted in enzyme hydrolysis for 60 min. In the 2nd set, it turned out that the production of reduced lactose yogurt from whole milk formed a more stable gel than that of semi-skimmed milk. From the 3rd set, it was concluded that the enzymatic treatment for 120 min achieves the highest hydrolysis percentages (95%), that the skimmed milk shows a longer fermentation time (290 min) and again that the whole milk has the most stable gel. The 4th set confirms that the long duration of enzymatic hydrolysis of lactose in milk increases the percentage of hydrolysis (95%) and increases the latent phase of the pH (205 min). Finally, in the 5th set, it was found that the addition of whey powder did not improve the texture characteristics of the final product, but increased the latent of the pH by 13 min as well as the total fermentation time. Briefly, samples subjected to enzymatic hydrolysis for 120 min, gave the highest hydrolysis rates of lactose. The fat content of milk affected both the fermentation time and the final gel. The whole (3.7% fat) and semi-skimmed (1.5% fat) prehydrolyzed lactose milk had a faster fermentation than the conventional ones, while the prehydrolyzed lactose skimmed (0% fat) milk showed a longer fermentation time than the conventional one. In all cases yogurt from whole milk showed a more stable gel than that of semi-skimmed and skimmed milk.	en
heal.sponsor	Την κα Κουρέλη Ρούλα από τη ΦΑΓΕ Α.Ε. για την δωρεάν παροχή γάλακτος.	el
heal.sponsor	Τον κο Σαμακίδη Ιωάννη για την προσφορά του ενζύμου λακτάσης.	el
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Τσακανίκας, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τζιά, Κωνσταντίνα	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	138 σ.
heal.fullTextAvailability	true