Πρωτεϊνικά προϊόντα από ελαιούχους σπόρους με εφαρμογή νέων τεχνολογιών εκχύλισης

Βλάσσης, Χρίστος; Vlassis, Christos

dc.contributor.author	Βλάσσης, Χρίστος	el
dc.contributor.author	Vlassis, Christos	en
dc.date.accessioned	2019-07-01T08:15:33Z
dc.date.available	2019-07-01T08:15:33Z
dc.date.issued	2019-07-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48936
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16369
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	Σόγια	el
dc.subject	Πρωτεΐνες	el
dc.subject	Εκχύλιση	el
dc.subject	Απόδοση	el
dc.subject	Υπερσυμπύκνωμα	el
dc.subject	Soy	en
dc.subject	Proteins	en
dc.subject	Extraction	en
dc.subject	Yield	en
dc.subject	Isolate	en
dc.title	Πρωτεϊνικά προϊόντα από ελαιούχους σπόρους με εφαρμογή νέων τεχνολογιών εκχύλισης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη και μηχανική τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-02-22
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η παραλαβή πρωτεϊνικών υπερσυμπυκνωμάτων σόγιας από απελαιωμένο άλευρο σόγιας με τη συμβατική όπως και με νέες τεχνολογίες εκχύλισης, αξιολογώντας την απόδοση της διαδικασίας και την ποιότητα των τελικών προϊόντων. Η σόγια συμπεριλαμβάνεται στους ελαιούχους σπόρους με υψηλό πρωτεϊνικό περιεχόμενο και τα υπερσυμπυκνώματα αυτής, λόγω των λειτουργικών τους ιδιοτήτων, βρίσκουν εφαρμογές σε πολλά τρόφιμα. Ως πρώτη ύλη προμηθεύτηκε βιομηχανικά απελαιωμένο άλευρο σόγιας που είχε υποστεί θερμική επεξεργασία για την αδρανοποίηση των αντιθρεπτικών παραγόντων (αναστολείς τρυψίνης). Η προκατεργασία της πρώτης ύλης περιελάμβανε άλεση και κοσκίνιση ώστε να προκύψουν σωματίδια ομοιόμορφου μεγέθους. Μετά την κοσκίνιση πραγματοποιήθηκε περαιτέρω απελαίωση του αλεύρου με πετρελαϊκό αιθέρα, επειδή παρουσιάστηκαν προβλήματα κατά την πειραματική διαδικασία εκχύλισης των πρωτεϊνών με την αρχική πρώτη ύλη. Επόμενως, ως πρώτη ύλη χρησιμoποιήθηκε το εργαστηριακά απελαιωμένο άλευρο σόγιας. Η πρώτη ύλη είχε υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες (53.01%). Η παραλαβή των πρωτεϊνικών υπερσυμπυκνωμάτων πραγματοποιήθηκε μέσω της τεχνικής της υδατικής εκχύλισης των πρωτεϊνών και της ισοηλεκτρικής τους καταβύθισης. Χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι εκχύλισης: μία σύγχρονη μέθοδος εκχύλισης, η υποβοηθούμενη εκχύλιση με υπέρηχους και η συμβατική εκχύλιση με θερμό νερό και έγινε σύγκριση μεταξύ τους. Για την εκχύλιση με τους υπέρηχους οι παράγοντες που αξιολογήθηκαν ήταν ο χρόνος εκχύλισης (10,15,20 min) και ο λόγος στερεού/υγρό (1/15,1/20,1/25). Ο προσδιορισμός του πρωτεϊνικού περιεχομένου πραγματοποιήθηκε με ανάλυση Κjedhal. Ο χρόνος εκχύλισης φαίνεται ότι μεταβάλλει σημαντικά την απόδοση εκχύλισης πρωτεϊνών και την ολική απόδοση σε πρωτεΐνες, όχι όμως την απόδοση καταβύθισης ως προς τις εκχυλισμένες πρωτεΐνες, την % περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες των υπερσυμπυκνωμάτων και τις λειτουργικές ιδιότητες αυτών (ικανότητα απορρόφησης νερού και ελαίου). Επίσης, ο λόγος στερεού/υγρό φαίνεται ότι μεταβάλλει σημαντικά την απόδοση εκχύλισης και την ολική απόδοση, όχι όμως την απόδοση καταβύθισης ως προς τις εκχυλισμένες πρωτεΐνες, την % περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες των υπερσυμπυκνωμάτων και τις λειτουργικές τους ιδιότητες. Τα υπερσυμπυκνώματα που παρελήφθησαν με την μέθοδο των υπέρηχων είχαν υψηλό πρωτεϊνικό περιεχόμενο (86.25-91.92%). Οι βέλτιστες τιμές των παραγόντων βρέθηκαν ότι είναι: χρόνος εκχύλισης 20 min και λόγος στερεού/υγρό 1/20, οι οποίες δίνουν απόδοση εκχύλισης 53.38%, ολική απόδοση 29.42% και πρωτεϊνικό περιεχόμενο του υπερσυμπυκνώματος 89.17% (ξ.β.). Η μέγιστη τιμή της ικανότητας απορρόφησης νερού και ελαίου βρέθηκε ότι είναι: 171.9 g H2O/100 g σε χρόνο εκχύλισης 15 min και λόγο στερεού/υγρό 1/25 και 632.9 mL ελαίου/100 g σε χρόνο εκχύλισης 20 min και λόγο στερεού/υγρό 1/15 αντίστοιχα. Από τη σύγκριση των δύο μεθόδων, η εκχύλιση με υπέρηχους έδειξε καλύτερα αποτελέσματα σε μικρότερο χρόνο (20 min) σε σχέση με το μεγαλύτερο χρόνο της συμβατικής εκχύλισης (30 min). Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε αύξηση στην απόδοση εκχύλισης (40.29% με συμβατική, 44.30% με υπέρηχους), στην απόδοση καταβύθισης (45.27% με συμβατική, 52.54% με υπέρηχους) και στην ολική απόδοση (18.40% με συμβατική, 23.43% με υπέρηχους), στο πρωτεϊνικό περιεχόμενο των υπερσυμπυκνωμάτων (87.47% με συμβατική, 89.58% με υπέρηχους) και στην ικανότητα απορρόφησης ελαίου (520.8 mL ελαίου/100 g με συμβατική, 570.3 mL ελαίου/100 g με υπέρηχους). Μόνο η ικανότητα απορρόφησης νερού παρουσίασε ίδια τιμή (156.7 g H2O/100 g με συμβατική, 156.3 g H2O/100 g με υπέρηχους). Τέλος, δεν ήταν δυνατή η παραλαβή πρωτεϊνικών υπερσυμπυκνωμάτων από την εκχύλιση με τον ευτηκτικό διαλύτη (χλωρίδιο της χολίνης:γλυκόζη, σε αναλογία mole 2:1) και με τις δύο μεθόδους εκχύλισης, καθώς δεν πραγματοποιήθηκε καταβύθιση των πρωτεϊνών με ισοηλεκτρική καταβύθιση. Επίσης, η απόδοση εκχύλισης των πρωτεϊνών υπολογίστηκε κατά προσέγγιση 27% με τη συμβατική μέθοδο και 32% με υπέρηχους. Επομένως αξίζει να εξεταστούν και άλλες νέες μέθοδοι εκχύλισης, όπως η εκχύλιση υποβοηθούμενη με μικροκύματα ή υποβοηθούμενη με ένζυμα και να γίνει περαιτέρω έρευνα για την εκχύλιση των πρωτεϊνών με ευτηκτικούς διαλύτες και την παραλαβή τους με άλλες μεθόδους καταβύθισης, όπως η καταβύθιση με άλατα.	el
heal.abstract	The aim of this thesis was to obtain soy protein isolates from defatted soy flour by conventional and new technologies, evaluating the process performance and the quality of the final products. Soy is included in oilseeds with high protein content and its isolates, because of their functional properties, have many uses in food systems. As a raw material, was supplied an industrially defatted soy flour which had been heat-treated to inactivate anti-nutrients (trypsin inhibitors). Pretreatment of the raw material involved grinding and sieving to obtain uniformly sized particles. After sieving, was performed further defatting by extraction using petroleum ether as solvent because problems were encountered in the experimental process with the starting raw material. Thus, the laboratory defatted soy flour was used as raw material. The raw material had high protein content (53.01%). The receipt of the soy protein isolates was performed by the technique of aqueous extraction of proteins and their isoelectric precipitation. Two extraction methods were used: ultrasound-assisted extraction (a new extraction method) and conventional extraction with hot water and they were compared with each other. The ultrasound-assisted extraction was evaluated regarding the extraction time (10, 15, 20 min) and the solid-to-liquid ratio (1/15, 1/20, 1/25 w/v). The determination of the protein content was performed by Kjeldahl analysis. The extraction time appears to alter significantly the extraction yield and overall yield of proteins, but not the precipitation yield for extracted proteins, the % protein content of the isolates and the functional properties (water and oil absorption capacity). Also, the solid-to-liquid ratio appears to alter significantly the extraction yield and overall yield, but not the precipitation yield for extracted proteins, the % protein content of the isolates and their functional properties. The soy isolates obtained from ultrasound-assisted extraction had high protein content (86.25-91.92%). The optimal values of the process were: extraction time at 20 min and solid-to-liquid ratio at 1/20, yielding an extraction yield of 53.38%, a total yield of 29.42% and 89.17% protein content of isolate. The maximum value of water and oil absorption capacity was found to be: 171.9 g H2O/100 g at extraction time 15 min and solid-to-liquid ratio 1/25 and 632.9 mL oil/100 g at extraction time 15 min and solid-to-liquid ratio 1/15, respectively. From the comparison of the two methods, ultrasound-assisted extraction showed better results in a shorter time (20 min) than the longer conventional extraction time (30 min). Specifically, an increase was observed in extraction yield (40.29% conventional, 44.30% ultrasound), in precipitation yield (45.27% conventional, 52.54% ultrasound), in total yield (18.40% conventional, 23.43% ultrasonic), in protein content of isolates (87.47% conventional, 89.58% ultrasound) and in oil absorption capacity (520.8 mL oil/100 g conventional, 570.3 mL oil / 100 g ultrasound). Only water absorption capacity remains the same (156.7 g H2O/ 100 g conventional, 156.3 g H2O/100 g ultrasound). Finally, it was not possible to obtain soy protein isolates from extraction with the eutectic solvent (choline chloride:glucose, mole ratio 2:1) by both extraction methods, as precipitation of the proteins by isoelectric precipitation was not performed. Also, the extraction yield of protein was calculated approximately 27% by conventional extraction and 32% by ultrasound-assisted extraction). Therefore it is worth investigating other methods of protein extraction, such as microwave-assisted extraction and enzyme-assisted extraction and investigate further the extraction of proteins with deep eutectic solvents and their receipt by other precipitation methods, such as salt precipitation.	en
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βασιλική	el
heal.committeeMemberName	Κακάλη, Γλυκερία	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	107 σ.
heal.fullTextAvailability	true