Εγκλεισμός μαγιάς αρτοποιίας και χρήση της σε φρέσκα και κατεψυγμένα αρτοσκευάσματα

Σιλιώνη, Δανάη

dc.contributor.author	Σιλιώνη, Δανάη	el
dc.date.accessioned	2021-02-02T13:29:50Z
dc.date.available	2021-02-02T13:29:50Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52862
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20560
dc.rights	Default License
dc.subject	Άρτος	el
dc.subject	Μαγιά	el
dc.subject	Εγκλεισμός	el
dc.subject	Κατεψυγμένο ζυμάρι	el
dc.subject	Φρέσκα αρτοσκευάσματα	el
dc.subject	Bakery products	en
dc.subject	Yeast	en
dc.subject	Yeast encapsulation	en
dc.subject	Encapsulation	en
dc.subject	Frozen Dough	en
dc.title	Εγκλεισμός μαγιάς αρτοποιίας και χρήση της σε φρέσκα και κατεψυγμένα αρτοσκευάσματα	el
dc.contributor.department	Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών, Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Bakery Yeast Encapsulation and Usage in fresh and frozen bakery products	en
heal.classification	Food Science and Technology	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-04
heal.abstract	Το ψωμί είναι ένα βασικό είδος διατροφής, το οποίο παρασκευάζεται με το ψήσιμο του ζυμαριού που γίνεται στο φούρνο. Η παρασκευή αρτοσκευασμάτων είναι μία παραδοσιακή τεχνική αιώνων, που ασκείται σε οποιαδήποτε χώρα μπορεί να καλλιεργεί ή να εισάγει σιτάρι. Αυτό σημαίνει την εξέλιξη μίας ποικίλης σειράς διαδικασιών που έχουν σχεδιαστεί, με σκοπό να προκύψει ένα ευρύ φάσμα προϊόντων αρτοποιίας. Η τεχνολογία παρασκευής αρτοσκευασμάτων παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη βιομηχανία τροφίμων. Τα αρτοσκευάσματα, ειδικά, αποτελούν ένα ξεχωριστό προϊόν, καθώς παράγονται από το ζυμάρι, που είναι ένα περίπλοκο και ζωντανό σύστημα. Πολλές βιοχημικές αλλαγές συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της αρτοποίησης, οι οποίες έχουν άμεση συνέπεια στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά και τη διατροφική ποιότητα του φρέσκου ψωμιού. Η ικανότητα του ζυμαριού να συγκρατεί CO2 στο πλέγμα της γλουτένης έχει ως αποτέλεσμα τη διόγκωσή του και, μάλιστα, όσο πιο δυνατό και ανθεκτικό είναι το πλέγμα αυτό, τόσο μεγαλύτερη διόγκωση επιτυγχάνεται. Ωστόσο, η διάρκεια ζωής του φρέσκου ψωμιού είναι πού περιορισμένη. Για το λόγο αυτό, η βιομηχανία τροφίμων έχει στραφεί στην παραγωγή κατεψυγμένης ζυμαριού. Στην περίπτωση όμως του κατεψυγμένου ζυμαριού παρουσιάζονται άλλα προβλήματα όπως είναι η μείωση της δραστικότητας ζύμης (μαγιάς αρτοποιίας) και η καταστροφή της δομής του δικτύου του ζυμαριού, με αποτέλεσμα την πτώση της ποιότητας του παραγόμενου προϊόντος. Σήμερα, νέες τεχνολογίες έχουν αναπτυχθεί για τη διατήρηση της βιωσιμότητας και της σταθερότητας των κυττάρων ζύμης (μαγιάς). Ο εγκλεισμός (ενθυλάκωση) έχει αποδειχθεί ότι είναι μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους, καθώς προστατεύει τα κύτταρα της ζύμης κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας και της αποθήκευσης των τροφίμων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η παρασκευή φρέσκων ζυμαριών με μαγιά η οποία έχει υποστεί τη διαδικασία του εγκλεισμού, με στόχο τη μελέτη της μεταβολής των ιδιοτήτων των αρτοσκευασμάτων σε σχέση με το υλικό/φορέα το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί για τον εγκλεισμό της μαγιάς. Επίσης, σκοπός ήταν η παρασκευή κατεψυγμένων ζυμαριών και η μελέτη της μεταβολής των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών κατά τη διάρκεια της αποθήκευσής τους υπό κατάψυξη. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μελέτη της μεταβολής των ποιοτικών χαρακτηριστικών των αρτοσκευασμάτων με εγκλεισμένη μαγιά κατά τη διάρκεια αποθήκευσής τους υπό κατάψυξη, όταν στη διαδικασία του εγκλεισμού των κυττάρων της μαγιάς γίνεται ενσωμάτωση μικροποσότητας κρυοπροστατευτικού υλικού (τρεχαλόζης). Η εκπόνηση των πειραμάτων της διπλωματικής έγινε στο Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ. Στο θεωρητικό μέρος της παρούσας διπλωματικής εργασίας αρχικά μελετήθηκαν και παρατίθενται στοιχεία αναφορικά με τα χαρακτηριστικά του σιταριού και του αλεύρου σίτου και τα συστατικά τους. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στα διάφορα υλικά αρτοποίησης, αλλά και στα στάδια αυτής της διαδικασίας. Ακολούθως, μελετάται η συμπεριφορά του ζυμαριού υπό συνθήκες κατάψυξης, η παραγωγική διαδικασία κατεψυγμένων αρτοσκευασμάτων καθώς και οι τρόποι με τους οποίους είναι δυνατή η βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών τους. Τέλος, εξετάζεται ο ρόλος των πρόσθετων κρυοπροστατευτικών μέσων για την προστασία της μαγιάς, περιγράφεται η διαδικασία του εγκλεισμού της μαγιάς και η χρήση της σε φρέσκο και κατεψυγμένο ζυμάρι. Στο πρώτο κομμάτι του πειραματικού μέρους, μελετήθηκε ο εγκλεισμός της μαγιάς αρτοποιίας και η παραγωγή φρέσκων αρτοσκευασμάτων με μαγιά που έχει προκύψει ύστερα από τη διαδικασία του εγκλεισμού (εγκλεισμένη μαγιά). Πιο συγκεκριμένα, η μαγιά αρτοποιίας εγκλείεται σε διάφορα εγκλειστικά μέσα (μαλτοδεξτρίνη, σκόνη ορού γάλακτος και κυκλοδεξτρίνη) και ενσωματώνεται στη συνέχεια στην παραγωγική διαδικασία ψωμιού. Στα δείγματα ζυμαριού εξετάζονταν κάθε φορά τα χαρακτηριστικά υφής τους. Αντίστοιχα, στα παραγόμενα αρτοσκευάσματα γίνονταν μετρήσεις του όγκου, των διαστάσεων, του χρώματος κόρας και ψίχας, των χαρακτηριστικών υφής κόρας και ψίχας και στη συνέχεια ακολουθούσε η οργανοληπτική τους εξέταση από ομάδα εκπαιδευμένων δοκιμαστών. Από τις μετρήσεις προέκυψε ότι τα φρέσκα αρτοσκευάσματα με μαγιά εγκλεισμένη σε σκόνη ορού γάλακτος είναι αυτά που έγιναν ιδιαίτερα αποδεκτά από τους δοκιμαστές και έχουν ανώτερα ποιοτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, παρεμφερή με εκείνα των κοινών αρτοσκευασμάτων, όπως αφράτη υφή (μέγιστη σκληρότητα κόρας 10,8Ν) και ικανοποιητικό όγκο (130mL). Στο δεύτερο κομμάτι του πειραματικού μέρους έγινε παραγωγή κατεψυγμένων ζυμαριών με χρήση εγκλεισμένης μαγιάς με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης του χρόνου αποθήκευσης σε κατάψυξη στα ποιοτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των αρτοσκευασμάτων και της αποτελεσματικότητας του εγκλεισμού της μαγιάς. Ανά τακτά χρονικά διαστήματα γινόταν δειγματοληψία, και ακολουθούσε απόψυξη των δειγμάτων ζυμαριού και κλιβανισμός τους για την παραγωγή άρτου. Στα εκάστοτε δείγματα ζυμαριού και στα παραγόμενα αρτοσκευάσματα γίνονταν ακριβώς οι ίδιες μετρήσεις όπως και στην περίπτωση των φρέσκων αρτοσκευασμάτων. Βρέθηκε ότι τόσο ο χρόνος αποθήκευσης σε κατάψυξη, όσο και το υλικό στο οποίο έχει πραγματοποιηθεί ο εγκλεισμός της μαγιάς επιδρούν ιδιαίτερα στα χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων. Η αποθήκευση των δειγμάτων ζυμαριού υπό κατάψυξη για χρονικό διάστημα έως ένα μήνα έδειξε ότι τα δείγματα με εγκλεισμένη μαγιά στα οποία για τον εγκλεισμό έχει χρησιμοποιηθεί ο συνδυασμός μαλτοδεξτρίνη-σκόνη ορού γάλακτος είναι αυτά που είχαν παρόμοια συμπεριφορά με εκείνη των «τυφλών» δειγμάτων. Ακόμα και στις 30 ημέρες αποθήκευσης υπό κατάψυξη, ο όγκος των αρτοσκευασμάτων διατηρείται στα 105mL έναντι του όγκου των 90mL του «τυφλού» δείγματος, αλλά και η ολική αρέσκειά τους από τους δοκιμαστές διατηρείται σε υψηλά επίπεδα. Στο τρίτο κομμάτι του πειραματικού μέρους έγινε ενσωμάτωση τρεχαλόζης ως κρυοπροστατευτικό στη διαδικασία του εγκλεισμού των κυττάρων της μαγιάς και στη συνέχεια έγινε παραγωγή κατεψυγμένων αρτοσκευασμάτων με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης του χρόνου αποθήκευσης υπό κατάψυξη στα ποιοτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των αρτοσκευασμάτων. Όπως και στο δεύτερο μέρος της πειραματικής διαδικασίας, ανά τακτά χρονικά διαστήματα γινόταν δειγματοληψία, και ακολουθούσε απόψυξη των δειγμάτων ζυμαριού και κλιβανισμός τους για παραγωγή άρτου. Στα εκάστοτε δείγματα ζυμαριού και στα παραγόμενα αρτοσκευάσματα γίνονταν ακριβώς οι ίδιες μετρήσεις όπως και στην περίπτωση των φρέσκων αρτοσκευασμάτων. Η χρήση τρεχαλόζης ως κρυοπροστατευτικό των κυττάρων της μαγιάς βελτίωσε τον όγκο των αρτοσκευασμάτων και έδωσε δείγματα με σταθερότερη συμπεριφορά κατά την αποθήκευση. Βρέθηκε, ωστόσο, και πάλι ότι τόσο ο χρόνος αποθήκευσης των ζυμαριών υπό κατάψυξη, όσο και το υλικό στο οποίο έχει πραγματοποιηθεί ο εγκλεισμός της μαγιάς επιδρούν ιδιαίτερα στα χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων. Η αποθήκευση των δειγμάτων ζυμαριού υπό κατάψυξη για χρονικό διάστημα έως ένα μήνα έδειξε ότι τα δείγματα με εγκλεισμένη μαγιά στα οποία για τον εγκλεισμό έχει χρησιμοποιηθεί μαλτοδεξτρίνη – σκόνη ορού γάλακτος είναι αυτά που είχαν παρόμοια συμπεριφορά με εκείνη των «τυφλών» δειγμάτων. Ακόμα και στις 30 ημέρες αποθήκευσης υπό κατάψυξη, ο όγκος των αρτοσκευασμάτων διατηρείται στα 110mL έναντι του όγκου των 90mL του «τυφλού» δείγματος, αλλά και η ολική αρέσκειά τους από τους δοκιμαστές διατηρείται σε υψηλά επίπεδα.	el
heal.abstract	Bread is a staple food, made by baking the dough in the oven. Bakery is a traditional technique, practiced in any country that can grow or import wheat. This means the development of a diverse set of processes designed to produce a wide range of bakery products. Bakery technology is of particular interest to the food industry. Bakery products, in particular, are a stand-alone product as they are produced by the dough, which is a complex and lively system. Many biochemical changes occur during baking, which have a direct effect on the organoleptic characteristics and nutritional quality of fresh bread. The ability of the dough to hold CO2 in the gluten grid results in its swelling and, in fact, the stronger and more durable the grid is, the higher swelling is achieved. However, the shelf life of fresh bread is limited. For this reason, the food industry has switched to frozen dough production. However, in the case of frozen dough there are other problems such as a decrease in the dough activity (bakery yeast) and the destruction of the dough network structure, resulting in a decrease in the quality of the product produced. Today, new technologies have been developed to maintain the viability and stability of yeast cells. Encapsulation has proven to be one of the most effective methods as it protects yeast cells during food processing and storage. The purpose of this thesis was to produce fresh yeast dough which has undergone the encapsulation process, with the aim of studying the change in the properties of the bread in relation to the material / carrier used for the yeast encapsulation. The aim was also to produce frozen doughs and to study the change in their quality characteristics during their freezing storage. Finally, a study was carried out on the change of the quality characteristics of the yeast encapsulated batches during their freezing storage, when a small amount of cryoprotectant (trehalose) was incorporated into the yeast cell encapsulation process. The experiments were carried out at the Laboratory of Food Chemistry and Technology, School of Chemical Engineering, NTUA. The theoretical part of the present thesis was initially studied the characteristics of wheat and wheat flour and their constituents. The various baking materials are also mentioned, as well as the stages of this process. Then, the behavior of the dough under freezing conditions, the production process of frozen pastries and the ways in which their quality characteristics can be improved are studied. Finally, the role of additional cryoprotectants for the protection of yeast is examined, the process of yeast encapsulation and its use in fresh and frozen dough are described. In the first part of the experimental part, the encapsulation of baker's yeast was studied and the production of fresh yeast bakeries that resulted from the encapsulation process (encapsulated yeast). In particular, the baker's yeast is encapsulated in various encapsulating media (maltodextrin, sweet whey powder and cyclodextrin) and then incorporated into the bread production process. The texture of the dough samples was examined each time. Correspondingly, the bakery products produced were measured in volume, dimensions, color of crust and crumb, texture characteristics of crust and crumb, followed by an organoleptic examination by a group of trained testers. The measurements showed that fresh baked breads with sweet whey powder are those which have been highly accepted by the testers and have superior quality and organoleptic characteristics similar to those of common bakery products, such as fluffy texture (max. 10,8N) and sufficient volume (130mL). In the second part of the experimental part, frozen dough was produced using encapsulated yeast in order to study the effect of freeze storage time on the quality and organoleptic characteristics of bakeries and the efficiency of yeast encapsulation. Sampling was performed at regular intervals, followed by thawing of the dough samples and their incubation for bread production. In the dough samples and the baked goods produced, the same measurements were made as in the case of fresh breads. It has been found that both the storage time in the freezer and the material in which the yeast is encapsulated have a significant effect on the characteristics of the final products. Storing the freeze-dried dough samples for up to one month showed that the samples with encapsulated yeast in which the maltodextrin-whey powder combination was used were similar to those of the "blind" samples. Even in the 30 days of freezing storage, the volume of bakery products is maintained at 105mL against the 90mL volume of the "blank" sample, and their overall liking for testers is maintained at high levels. In the third part of the experimental part, trehalose was incorporated as a cryoprotectant into the yeast cell encapsulation process, and then frozen bakery products were produced to study the effect of freeze storage time on the quality and characteristics of the bread. As in the second part of the experimental procedure, sampling was performed at regular intervals, followed by thawing of the dough samples and their kiln to be baked. In the dough samples and the baked goods produced, the same measurements were made as in the case of fresh breads. The use of trehalose as a cryoprotectant for yeast cells improved the volume of baked goods and gave samples with a more stable storage behavior. However, it was found that both the storage time of frozen doughs and the material in which the yeast was encapsulated had a significant effect on the characteristics of the final products. Storing the dough samples in the freezer for up to one month showed that the samples with encapsulated yeast in which the maltodextrin - whey powder was used for inclusion were similar to those of the "blind" samples. Even during the 30 days of freezing storage, the volume of bakery products is maintained at 110mL against the 90mL volume of the "blank" sample, and their overall liking for testers is maintained at high levels.	en
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ωραιοπούλου, Βάσω	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	162 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false