Εμπλουτισμός προϊόντων ρυζιού με χρήση εγκλεισμένου σιδήρου και θειαμίνης

Συμεωνίδου, Ευγενία; Symeonidou, Evgenia

dc.contributor.author	Συμεωνίδου, Ευγενία	el
dc.contributor.author	Symeonidou, Evgenia	en
dc.date.accessioned	2020-05-01T17:00:19Z
dc.date.available	2020-05-01T17:00:19Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50323
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18021
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	Εμπλουτισμός τροφίμων	el
dc.subject	Σίδηρος	el
dc.subject	Θειαμίνη	el
dc.subject	Εγκλεισμός θρεπτικών	el
dc.subject	Όρυζα	el
dc.subject	Food fortification	en
dc.subject	Iron	en
dc.subject	Thiamine	en
dc.subject	Encapsulation of nutrients	en
dc.subject	Rice	en
dc.title	Εμπλουτισμός προϊόντων ρυζιού με χρήση εγκλεισμένου σιδήρου και θειαμίνης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-04
heal.abstract	Η έλλειψη βιταμινών και μετάλλων προκαλεί μία σημαντική διαταραχή στην υγείας, πλήττοντας μεγάλο μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού. Συγκεκριμένα, οι ασθένειες που συνεπάγονται τόσο λόγω της έλλειψης σιδήρου όσο της έλλειψης θειαμίνης προσβάλλουν μεγάλες πληθυσμιακές ομάδες και έχουν δυσμενείς επιπτώσεις οδηγώντας πολλές φορές και στο θάνατο. Τα τελευταία χρόνια γίνεται μία προσπάθεια πρόληψης και αντιμετώπισης των ασθενειών αυτών, και έτσι επιχειρείται ο εμπλουτισμός βασικών τροφίμων με πηγές σιδήρου και θειαμίνης. Τα προϊόντα ρυζιού είναι μία ιδανική επιλογή για εμπλουτισμό με σίδηρο και θειαμίνη, καθώς αποτελούν το βασικό τρόφιμο σε πολλές περιοχές του πλανήτη. Επίσης, λόγω της επεξεργασίας στην οποία υποβάλλεται το ρύζι πριν την κατανάλωσή του, χάνει τα περισσότερα θρεπτικά συστατικά του και υποβαθμίζεται έτσι η ποιότητά του. Ενδείκνυται, επομένως, ο εμπλουτισμός των προϊόντων ρυζιού έτσι ώστε να ανακτηθούν ή και να ενισχυθούν οι αρχικά περιεχόμενες ποσότητες θρεπτικών συστατικών. Υπάρχουν, όμως, βασικοί περιορισμοί όσον αφορά τον εμπλουτισμό των προϊόντων ρυζιού με σίδηρο και θειαμίνη, όπως είναι οι ανεπιθύμητες μεταβολές στις οργανοληπτικές ιδιότητες που προκαλούνται στα τελικά προϊόντα και η μειωμένη βιοδιαθεσιμότητα των θρεπτικών. Οι περιορισμοί αυτοί μπορούν να αντιμετωπιστούν επιτυχώς, με την προσθήκη εγκλεισμένου σιδήρου και θειαμίνης έναντι των ελεύθερων μορφών, καθώς ο εγκλεισμός αποτελεί μία τεχνική η οποία αποδεδειγμένα αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα της εγκλεισμένης ουσίας και προστατεύει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Στην παρούσα διπλωματική μελετήθηκε ο εγκλεισμός σιδήρου και θειαμίνης καθώς και η ενσωμάτωση των προϊόντων εγκλεισμού σε προϊόντα ρυζιού. Αρχικά, πραγματοποιείται ο εγκλεισμός θειικού σιδήρου (FeSO4 x 7H2O) και θειαμίνης σε ποικιλία φορέων εγκλεισμού με μία τροποποιημένη μέθοδο εξάτμισης διαλύτη. Τα εγκλειστικά μέσα τα οποία χρησιμοποιούνται για τον εγκλεισμό του σιδήρου είναι: μαλτοδεξτρίνη, αραβικό κόμμι, τροποποιημένο άμυλο, πηκτίνη και ζελατίνη, καθώς και συνδυασμοί αυτών σε διάφορες αναλογίες. Για τον εγκλεισμό της θειαμίνης χρησιμοποιούνται τα εγκλειστικά μέσα αραβικό κόμμι και πηκτίνη σε αναλογία 1 : 2. Τα προϊόντα εγκλεισμού του σιδήρου αξιολογούνται και συγκρίνονται ως προς την ικανότητα συγκράτησης του σιδήρου μέσω Φασματοφωτομετρίας ορατού φωτός, ενώ το προϊόν εγκλεισμού θειαμίνης αξιολογείται ως προς την ικανότητα συγκράτησης θειαμίνης μέσω Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης (HPLC). 7 Η μέθοδος εγκλεισμού του σιδήρου αποδεικνύεται αρκετά αποτελεσματική καθώς οι αποδόσεις εγκλεισμού κυμαίνονται από 73,87% (Αραβικό κόμμι) έως 98,84% (Πηκτίνη : Αραβικό κόμμι σε αναλογία 1 : 2). Ως φορείς με την υψηλότερη ικανότητα συγκράτησης σιδήρου αναδεικνύονται οι συνδυασμοί αραβικού κόμμεος με πηκτίνη ή ζελατίνη. Η μέθοδος εγκλεισμού της θειαμίνης είναι σαφώς λιγότερο αποτελεσματική από αυτή του σιδήρου, καθώς η απόδοσή της έφτασε έως 58,84%. Στη συνέχεια, ακολουθεί η επιλογή των προϊόντων εγκλεισμού με τις καλύτερες ιδιότητες συγκράτησης σιδήρου και η ενσωμάτωσή τους σε προϊόντα ρυζιού καθώς και η ενσωμάτωση του προϊόντος εγκλεισμού θειαμίνης στα προϊόντα ρυζιού. Τα προϊόντα ρυζιού τα οποία χρησιμοποιήθηκαν είναι προσφορά της εταιρείας Agrino, και αποτελούνται από 2 τύπους ρυζιού Parboiled, καστανό ρύζι, λευκό ρύζι και λευκό ρυζάλευρο. Τα εγκλειστικά μέσα που επιλέχθηκαν είναι τα μίγματα Πηκτίνη : Αραβικό κόμμι (1:2), Μαλτοδεξτρίνη : Αραβικό κόμμι : Τροποποιημένο άμυλο (4:1:1) και Ζελατίνη : Αραβικό κόμμι (1:2). Το προϊόν εγκλεισμού Ζελατίνη : Αραβικό κόμμι δεν οδήγησε σε επιτυχή εμπλουτισμό στα ρύζια, καθώς η ζελατίνη μόλις έρθει σε επαφή με το νερό ζελατινοποιείται και το διάλυμα δεν μπορεί να διαλυτοποιηθεί ώστε να απορροφηθεί από το ρύζι. Έτσι, αυτό το προϊόν εγκλεισμού χρησιμοποιείται μόνο για τον εμπλουτισμό του ρυζάλευρου, καθώς δεν υπάρχει επαφή με νερό. Όλα τα προϊόντα ρυζιού εμπλουτίζονται με 25 mg σιδήρου ή θειαμίνης ανά 100 g. Η μέθοδος εμπλουτισμού η οποία εφαρμόζεται τα ρύζια είναι η εμβάπτιση, ενώ στο ρυζάλευρο εφαρμόζεται η μέθοδος της ανάμιξης. Ακολουθεί το μαγείρεμα των ρυζιών με κατάλληλη ποσότητα νερού, η οποία βρέθηκε μετά από δοκιμές, ώστε όλο το νερό να απορροφάται από το ρύζι και έτσι να μην υπάρχουν απώλειες θρεπτικών. Στην περίπτωση του ρυζάλευρου, πραγματοποιήθηκε ξήρανση του μίγματος ρυζάλευρο – προϊόν εγκλεισμού. Εν συνεχεία, εκτιμήθηκαν οι ιδιότητες του χρώματος, των χαρακτηριστικών υφής, της υγρασίας και της ενεργότητας νερού των μαγειρεμένων προϊόντων ρυζιού, εμπλουτισμένων με σίδηρο και θειαμίνη όπως και των μη εμπλουτισμένων προϊόντων. Επιπλέον ελέγχθηκε στα προϊόντα ρυζιού ο περιεχόμενος σίδηρος με Φασματομετρία Ατομικής Απορρόφησης (AAS) και η περιεχόμενη θειαμίνη με Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Ανάλυσης (HPLC). Ο προσδιορισμός των θρεπτικών πραγματοποιήθηκε στα ξηρά και μαγειρεμένα προϊόντα ρυζιού, εμπλουτισμένα όπως και μη εμπλουτισμένα. Επίσης, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση συστήματος βιολογικής πέψης των προϊόντων ρυζιού με σκοπό την εύρεση του ποσοστού της βιοδιαθεσιμότητας του σιδήρου και της θειαμίνης. 8 Τα αποτελέσματα των προαναφερθεισών μετρήσεων έδειξαν ότι μετά τον εμπλουτισμό δεν υπάρχει κάποια σημαντική μεταβολή στο χρώμα, τη σκληρότητα και την ενεργότητα νερού των τελικών (εμπλουτισμένων) προϊόντων ρυζιού. Επίσης, βρέθηκε ότι ο εμπλουτισμός των προϊόντων ρυζιού με εγκλεισμένα θρεπτικά, παρέχει αυξημένες ποσότητες περιεχόμενου και βιοδιαθέσιμου σιδήρου και θειαμίνης. Εξάγεται, λοιπόν, το συμπέρασμα ότι ο εμπλουτισμός προϊόντων ρυζιού με εγκλεισμένο σίδηρο και εγκλεισμένη θειαμίνη αποτελεί μία ελπιδοφόρα εναλλακτική εμπλουτισμού, με πολλά περιθώρια εξέλιξης.	el
heal.abstract	The lack of vitamins and minerals is a major health disorder, affecting a large part of the world's population. In particular, diseases involving both the lack of iron and the lack of thiamine infect large populations and have adverse effects, often resulting in death. In recent years an attempt has been made to prevent and treat these diseases, so the fortification of basic foods with sources of iron and thiamine is attempted. Rice products are an ideal choice for enrichment with iron and thiamine, as they are the staple food in many areas of the planet. Also, due to the process it undergoes before consumption, most nutrients are lost, thus degrading its quality. It is therefore appropriate to fortify the rice products in order to recover or even enhance the initially contained nutrient quantities. There are, however, basic restrictions regarding the fortification of rice products with iron and thiamine, such as undesirable organoleptic changes in final products and the reduced bioavailability of nutrients. These restrictions can be successfully addressed by adding encapsulated iron and thiamine instead of free, as encapsulation is a technique that is proven to increase the bioavailability of the encapsulated substance and protects from organoleptic changes. This thesis examined the encapsulation of iron and thiamine and the fortification of encapsulated products in rice products. Initially, iron sulfate (FeSO4 x 7H2O) and thiamine are encapsulated in a variety of carrier materials with freeze-drying method. The carrier materials used for the encapsulation of iron are: maltodextrin, arabic gum, modified starch, pectin and gelatin, as well as combinations of these in various proportions. For the encapsulation of thiamine, the carrier materials used are Arabic gum and Pectin at a ratio of 2 : 1. Iron encapsulated products are evaluated and compared according to their ability to restrain iron using Visible Spectroscopy, while the encapsulated product of thiamine is evaluated according to the ability to restrain thiamine using High – Performance Liquid Chromatography (HPLC). The method of encapsulation of iron proves to be quite effective as the encapsulation yields range from 73.87% (Arabic gum) up to 98.84% (pectin: Arabic Gum in a ratio of 1 : 2). The carriers with the best iron retention capabilities, are the combination of Arabic Gum with pectin or gelatin. The method of encapsulation of thiamine is clearly less effective than that of iron, since its performance is 58.84%. Subsequently, the products of encapsulation with the best qualities of iron retaining are selected and they are enriched into rice products. The selected carrier materials are the mixtures Pectin : Arabic Gum (1:2), Maltodextrin : Arabic Gum : Modified starch (4:1:1) and Gelatin: Arabic Gum (1:2). The encapsulated product Gelatin : Arabic Gum failed to be enriched in rice, as gelatin 10 becomes gelatinized and the solution cannot be solubilized to be absorbed by the rice. Thus, this encapsulated product is used only to enrich the rice flour, as there is no contact with water. The rice products that are used, are offered by Agrino, and consist of 2 types of parboiled rice, brown rice, white rice, and white rice flour. All rice products are fortified with 25 mg of iron or thiamine per 100 g. The method of enrichment applied to rice is immersion, while in rice flour the mixing method is applied. The cooking of rice follows with a suitable amount of water, which it was found after testing so that all the water was absorbed from rice and thus there are no nutrient losses. In the case of rice flour, the mixture of rice flour and product of encapsulation was dried. The color and texture characteristics, the water activity and the humidity of cooked rice products enriched with iron and thiamine and non-enriched products are measured. After that, the determination of the iron content with Spectrometry Atomic absorption (AAS) and the determination of thiamine content with high-performance liquid chromatography (HPLC) follow. The determination of nutrients was held in dry and cooked rice products, enriched and non-enriched. There was also a simulation of a biological digestion system in order to find the percentage of bioavailability of iron and thiamine. The results of the aforementioned measurements showed that there is no significant change in color, hardness, humidity and water activity of the final enriched rice products. It was also found that the fortification of rice products with encapsulated nutrients provides increased amounts of bioavailable iron and thiamine. It is therefore concluded that the fortification of rice products with encapsulated iron and thiamine is a promising alternative way of enrichment, offering many possibilities for development.	en
heal.sponsor	Agrino	el
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	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	137 σ.
heal.fullTextAvailability	false