Παραγωγή συνεκτικού γιαουρτιού με συμβατικές και καινοτόμες μεθόδους και μελέτη της επίδρασής τους στη ζύμωση και στις ιδιότητές του.

Κουβέλης, Αναστάσιος; Kouvelis, Anastasios

dc.contributor.author	Κουβέλης, Αναστάσιος	el
dc.contributor.author	Kouvelis, Anastasios	en
dc.date.accessioned	2020-12-02T15:47:48Z
dc.date.available	2020-12-02T15:47:48Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52182
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19880
dc.rights	Default License
dc.subject	Γιαούρτι	el
dc.subject	Ζύμωση	el
dc.subject	Υπέρηχοι	el
dc.subject	Υπερυψηλή πίεση	el
dc.subject	Παλμικά ηλεκτρικά πεδία	el
dc.subject	Yoghurt	en
dc.subject	Fermentation	en
dc.subject	Ultrasound	en
dc.subject	Ultra-high pressure	en
dc.subject	Pulsed electric field	en
dc.title	Παραγωγή συνεκτικού γιαουρτιού με συμβατικές και καινοτόμες μεθόδους και μελέτη της επίδρασής τους στη ζύμωση και στις ιδιότητές του.	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-06
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Τα πειράματα εκτελέστηκαν κατά τη διάρκεια του χειμερινού και του εαρινού εξαμήνου του ακαδημαϊκού έτους 2019-2020. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η παρασκευή συνεκτικού γιαουρτιού και η μελέτη της επίδρασης διαφόρων παραγόντων στις παραμέτρους της ζύμωσης και στις ιδιότητές του. Αρχικά, εξετάστηκε η επίδραση του είδους του γάλακτος (πλήρες: 3.5% κ.β. περιεκτικότητα σε λιπαρά/ημιαποβουτυρωμένο: 1.5% κ.β. περιεκτικότητα σε λιπαρά) και της διαφορετικής θερμικής κατεργασίας στην οποία αυτό υποβαλλόταν (95℃-5 min/83℃-20 min). Έπειτα, μελετήθηκε η επίδραση της εφαρμογής υπερήχων (High Intensity Ultrasound, US, 37 kHz-10 min), της προσθήκης προβιοτικών βακτηρίων, της εφαρμογής υπερυψηλής πίεσης (Ultra-High Pressure, UHP) στο γάλα (πριν τη θερμική του κατεργασία) με δύο διαφορετικές τιμές πίεσης (200 MPa-5 min/600 MPa-5 min) και τέλος, της εφαρμογής παλμικών ηλεκτρικών πεδίων (Pulsed Electric Field, PEF, n=100 παλμοί, τ=15 μs, f=20 Hz, E=1.8kV/cm) στο γάλα (πριν τη θερμική του κατεργασία). Η εξέλιξη της ζύμωσης παρακολουθείτο μέσω της μεταβολής του pH και του ιξώδους του πήγματος με το χρόνο και θεωρείτο ολοκληρωμένη, μόλις το pH αποκτούσε τιμή ίση με 4.5. Εξετάστηκε η επίδραση των προαναφερθέντων παραγόντων στο ρυθμό μείωσης του pH, στη λανθάνουσα φάση του pH, στο ρυθμό αύξησης του ιξώδους και στη λανθάνουσα φάση του ιξώδους, όπως προέκυψαν έπειτα από προσαρμογή των δεδομένων pH και ιξώδους στο μοντέλο Gompertz τεσσάρων παραμέτρων. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση των παραγόντων αυτών στο χρόνο ζύμωσης και στο ιξώδες του γιαουρτιού μόλις η ζύμωση είχε ολοκληρωθεί (σε θερμοκρασία 45oC). Στα τελικά προϊόντα γιαουρτιού, έπειτα από αποθήκευσή τους στους 4oC για 24h, μελετήθηκαν οι εξής ιδιότητες: το ιξώδες, η ικανότητα συγκράτησης ύδατος στο πήγμα και οι αντικειμενικές παράμετροι υφής, δηλαδή η σκληρότητα, η συνεκτικότητα και η προσκολλησιμότητα. Ο ρυθμός μείωσης του pH ήταν μεγαλύτερος (κατά απόλυτη τιμή) στα γιαούρτια που παρήχθησαν από πλήρες γάλα. Επίσης, τα γιαούρτια στα οποία είχε εφαρμοστεί ήπια θερμική κατεργασία (83℃-20 min) εμφάνισαν μεγαλύτερο ρυθμό μείωσης του pH σε σχέση με εκείνα στα οποία είχε εφαρμοστεί έντονη θερμική κατεργασία (95℃-5 min). Η λανθάνουσα φάση του pH είχε μικρότερη διάρκεια όταν η ζύμωση γινόταν χρησιμοποιώντας πλήρες γάλα. Συγκεκριμένα, στα γιαούρτια από πλήρες γάλα ήταν συντομότερη κατά 75 min (στα πειράματα με ήπια θερμική κατεργασία) και κατά 63 min (στα πειράματα με έντονη θερμική κατεργασία), σε σχέση με τα γιαούρτια από ημιαποβουτυρωμένο γάλα. Το είδος του γάλακτος επηρέασε και τη διάρκεια της λανθάνουσας φάσης του ιξώδους, καθώς στα γιαούρτια από πλήρες γάλα η διάρκεια αυτής ήταν μειωμένη κατά 87 min (ήπια θερμική κατεργασία) και κατά 91 min (έντονη θερμική κατεργασία) σε σχέση με εκείνη των γιαουρτιών με χαμηλότερα λιπαρά. Όσον αφορά το ιξώδες στο τέλος της ζύμωσης, αυτό αυξήθηκε κατά 1500 cP (ήπια θερμική κατεργασία) και 1532 cP (έντονη θερμική κατεργασία) όταν χρησιμοποιήθηκε πλήρες γάλα, ενώ αυξήθηκε με την αύξηση της έντασης της θερμικής κατεργασίας κατά 1458 cP (πλήρες γάλα) και 1426 cP (ημιαποβουτυρωμένο γάλα). Τέλος, η ικανότητα συγκράτησης ύδατος αυξήθηκε κατά 7% όταν χρησιμοποιήθηκε πλήρες γάλα, ενώ παρουσίασε αύξηση 6% όταν εφαρμόστηκε έντονη θερμική κατεργασία. Η προσθήκη προβιοτικών βακτηρίων οδήγησε σε μείωση του χρόνου ζύμωσης κατά 30 min τόσο στα γιαούρτια από πλήρες γάλα, όσο και σε εκείνα από ημιαποβουτυρωμένο γάλα. Επίσης, το ιξώδες μετά την ολοκλήρωση της ζύμωσης ήταν αυξημένο στα γιαούρτια με προβιοτικά βακτήρια κατά 952 cP (πλήρες γάλα) και 838 cP (ημιαποβουτυρωμένο γάλα), ενώ σημειώθηκε αύξηση και στο τελικό ιξώδες τους (μετά από 24h αποθήκευσης στους 4οC) κατά 8169 cP και 7567 cP αντίστοιχα. Η προσθήκη προβιοτικών βακτηρίων μείωσε την προσκολλησιμότητα του γιαουρτιού κατά 0.135 N∙s στα γιαούρτια από πλήρες γάλα και κατά 0.119 N∙s σε εκείνα από ημιαποβουτυρωμένο γάλα. Με την εφαρμογή υπερήχων επετεύχθη σημαντικά υψηλότερο ιξώδες. Η μεγαλύτερη αύξηση παρατηρήθηκε στο ιξώδες των γιαουρτιών στα οποία εφαρμόστηκαν υπέρηχοι κατά τη ζύμωση. Ειδικότερα, με την ολοκλήρωση της ζύμωσης το ιξώδες ήταν αυξημένο στα γιαούρτια πλήρους γάλακτος κατά: 69 cP (εφαρμογή υπερήχων πριν τη ζύμωση), 4722 cP (εφαρμογή υπερήχων κατά τη ζύμωση) και 1052 cP (εφαρμογή υπερήχων μετά τη ζύμωση). Για τα γιαούρτια από ημιαποβουτυρωμένο γάλα, η αντίστοιχη αύξηση ήταν 492 cP, 4169 cP και 568 cP. Ανάλογη αύξηση σημειώθηκε και στο τελικό ιξώδες των γιαουρτιών (μετά από 24h αποθήκευσής τους στους 4οC). Στα πειράματα όπου χρησιμοποιήθηκε πλήρες γάλα παρουσιάστηκε αύξηση κατά: 13162 cP (εφαρμογή υπερήχων πριν τη ζύμωση), 19814 cP (εφαρμογή υπερήχων κατά τη ζύμωση) και 3114 cP (εφαρμογή υπερήχων μετά τη ζύμωση). Για τα γιαούρτια από ημιαποβουτυρωμένο γάλα, η αντίστοιχη αύξηση ήταν 4502 cP, 16827 cP και 6044 cP. Η εφαρμογή υπερήχων κατά τη ζύμωση οδήγησε στις μεγαλύτερες τιμές ιξώδους, όμως προκάλεσε ελαφρώς μειωμένη ικανότητα συγκράτησης ύδατος, πιθανώς λόγω διατάραξης στο πήγμα. Επίσης, μια αρνητική επίπτωση της μεθόδου των υπερήχων ήταν η αύξηση του χρόνου ζύμωσης. Στα γιαούρτια από πλήρες γάλα σημειώθηκε αύξηση κατά 70 min (US πριν τη ζύμωση), 160 min (US κατά τη ζύμωση) και 15 min (US μετά τη ζύμωση). Στα γιαούρτια από ημιαποβουτυρωμένο γάλα οι αντίστοιχες αυξήσεις στο χρόνο ήταν 80 min, 150 min και 160 min. Συμπερασματικά, η καλύτερη μέθοδος από τη σειρά πειραμάτων με υπερήχους ήταν η εφαρμογή τους πριν τη ζύμωση, καθώς παρουσίασε σημαντική αύξηση του ιξώδους, μικρότερη αύξηση του χρόνου ζύμωσης σε σχέση με αυτή που παρατηρήθηκε όταν οι υπέρηχοι εφαρμόστηκαν κατά τη ζύμωση και σχεδόν αμετάβλητη ικανότητα συγκράτησης ύδατος. Η εφαρμογή της υπερυψηλής πίεσης στο γάλα οδήγησε σε γιαούρτια με υψηλότερο τελικό ιξώδες. Με κατεργασία του γάλακτος στα 200 MPa, η συγκεκριμένη ιδιότητα παρουσίασε αύξηση κατά 21318 cP (πλήρες γάλα) και 14305 cP (ημιαποβουτυρωμένο γάλα), ενώ όταν εφαρμόστηκε πίεση τιμής 600 MPa η αντίστοιχη αύξηση ήταν 23902 cP (πλήρες γάλα) και 13116 cP (ημιαποβουτυρωμένο γάλα). Επιπλέον, η υπερυψηλή πίεση προκάλεσε μείωση της προσκολλησιμότητας των γιαουρτιών. Συγκεκριμένα, με εφαρμογή πίεσης 200 MPa παρατηρήθηκε μείωση κατά 0.207 N∙s (πλήρες γάλα) και κατά 0.135 N∙s (ημιαποβουτυρωμένο γάλα), ενώ όταν εφαρμόστηκε πίεση 600 MPa, η προσκολλησιμότητα αντίστοιχα μειώθηκε κατά 0.229 N∙s και 0.143 N∙s. Τέλος, τα παλμικά ηλεκτρικά πεδία οδήγησαν σε θετικά αποτελέσματα σχετικά με το χρόνο ζύμωσης. Στα γιαούρτια από πλήρες γάλα ο χρόνος μειώθηκε κατά 90 min, ενώ σε εκείνα από ημιαποβουτυρωμένο γάλα υπήρξε μείωση κατά 105 min. Επίσης, αυξήθηκε ο ρυθμός μεταβολής του pH κατά τη ζύμωση και των δύο ειδών γιαουρτιού, ενώ μειώθηκε η διάρκεια της λανθάνουσας φάσης του. Δεν παρατηρήθηκε σημαντική επίδραση στις υπόλοιπες ιδιότητες του γιαουρτιού.	el
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Κοκόσης, Αντώνης	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	181 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false