Παραγωγή προϊόντων πόσιμου γιαουρτιού με χρήση
νέων τεχνολογιών και με εμπλουτισμένα συστατικά

Μίτρε, Άρτεμις; Mitre, Artemis

dc.contributor.author	Μίτρε, Άρτεμις	el
dc.contributor.author	Mitre, Artemis	en
dc.date.accessioned	2023-02-03T08:02:01Z
dc.date.available	2023-02-03T08:02:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57053
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24751
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	Ρευστό γιαούρτι	el
dc.subject	Ενζυμική υδρόλυση λακτόζης	el
dc.subject	Προβιοτικά	el
dc.subject	Κατάψυξη γιαουρτιού	el
dc.subject	Κρυοπροστατευτικά	el
dc.subject	Υδροκολλοειδή	el
dc.subject	Κατεργασία γάλακτος με υπερήχους	el
dc.subject	Πόσιμο γιαούρτι	el
dc.subject	Yogurt drinks	en
dc.subject	Drinking yogurt	en
dc.subject	Thermosonicated milk	en
dc.subject	Hydrocolloids	en
dc.subject	Defrosted yogurt	en
dc.subject	Probiotic yogurt	en
dc.title	Παραγωγή προϊόντων πόσιμου γιαουρτιού με χρήση νέων τεχνολογιών και με εμπλουτισμένα συστατικά	el
dc.title	Production of drinking yogurt using novel technologies and enriched components	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τρόφιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-09-27
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παραγωγή ρευστού γιαουρτιού από πλήρες φρέσκο γάλα μελετώντας την επίδραση διαφόρων παραμέτρων όπως της θερμικής κατεργασίας του γάλακτος, της εφαρμογής υπερήχων, της χρήσης προβιοτικής καλλιέργειας, της υδρόλυσης της λακτόζης, και της χρήσης υδροκολλοειδών και κρυοπροστατευτικών (σε περίπτωση κατάψυξης του προϊόντος). Μελετάται η επίδραση της θερμικής κατεργασίας του γάλακτος μέσω μεταβολής των συνθηκών θερμοκρασίας – χρόνου (90οC-5 min, 70οC-10 min, 70οC-5 min, 65οC-20 min, 65οC-10 min). Επιπλέον, εφαρμόζονται υπέρηχοι (US, συχνότητας 37 kHz) ταυτόχρονα με τη θερμική κατεργασία του γάλακτος για διαφορετικές εντάσεις (70οC-10 min, 70οC-5 min, 65οC-20 min). Η υδρόλυση της λακτόζης επιτυγχάνεται με ταυτόχρονη προσθήκη του ενζύμου λακτάση (0,08w/v) κατά τον εμβολιασμό του γάλακτος με την οξυγαλακτική καλλιέργεια και ελέγχεται η επίδραση της λακτάσης στα δείγματα κατά τη ζύμωση για διαφορετικές συγκεντρώσεις (0,06%, 0,08%, 0,12%). Μία άλλη παράμετρος που ελέγχεται είναι η ζύμωση του γάλακτος από προβιοτική καλλιέργεια(0,01%w/v, BB-12) σε συνδυασμό με τη συμβατική καλλιέργεια εκκίνησης. Μελετάται ακόμη η προσθήκη υδροκολλοειδών (0,03% w/v, κ-καραγενάνη, πηκτίνη) όπως και η επίδραση της κατάψυξης (-14oC για 5 d) σε δείγματα γιαουρτιού και το κατά πόσο τα χαρακτηριστικά τους βελτιώνονται με την προσθήκη τρεχαλόζης (0,4% w/v) ή/και με την κατεργασία του γάλακτος με υπέρηχους. Σε κάθε περίπτωση μετράται η εξέλιξη του pH και του ιξώδους κατά τη ζύμωση από όπου εξάγονται τα αντίστοιχα μοντέλα Gompertz και προσδιορίζονται η λανθάνουσα φάση (λ) και ο μέγιστος ρυθμός μεταβολής (μ) κάθε ιδιότητας. Η ζύμωση ολοκληρώνεται όταν το δείγμα αποκτήσει την τιμή pH 4,45 και αποθηκεύεται υπό ψύξη (4oC) για 24 h. Έπειτα προσδιορίζεται το τελικό ιξώδες του ρευστού γιαουρτιού, η ικανότητά του να συγκρατεί το νερό, η ογκομετρική του ροή από δεδομένη οπή, οι αντικειμενικές παράμετροι της υφής, ενώ γίνεται και οργανοληπτική αξιολόγησή του. Η ένταση της θερμικής κατεργασίας του γάλακτος επηρεάζει τη μεταβολή του pH και του ιξώδους κατά τη ζύμωση όπως και τις τελικές ιδιότητες του ρευστού γιαουρτιού. Η μείωση της έντασής της (μειωμένη θερμοκρασία, μικρότερος χρόνος) τείνει να μειώνει τη λανθάνουσα φάση και τον απαιτούμενο χρόνο για την ολοκλήρωση της ζύμωσης. Για την πιο έντονη θερμική κατεργασία (90oC-5 min) ο χρόνος ζύμωσης βρίσκεται 185 min, ενώ για την πιο ήπια (65oC-10 min) 260 min, οι υπόλοιπες κατεργασίες δίνουν ενδιάμεσους χρόνους από αυτούς. Επιπλέον, βρίσκεται πως η επίδραση του χρόνου στο χρόνο της ζύμωσης είναι πιο σημαντική από αυτήν της θερμοκρασίας, όσον αφορά τη θερμική κατεργασία του γάλακτος εφόσον γίνεται λόγος για διεργασία που διαρκεί περισσότερο από 5 min. Μετά τη διατήρηση σε ψύξη η τιμή του ιξώδους κάθε πήγματος σχεδόν διπλασιάζεται. Η μεγαλύτερη τιμή τελικού ιξώδους 12162 cP εμφανίζεται για την πιο έντονη θερμική κατεργασία (90oC-5 min), ενώ το λιγότερο ιξώδες γιαούρτι προκύπτει για την πιο ήπια θερμική κατεργασία (65oC-10 min) με τιμή 5009 cP. Αντίστοιχα, η μικρότερη τιμή ογκομετρικής ροής από οπή προκύπτει 0,15 mL/s για την πιο έντονη συνθήκη κατεργασίας και η μεγαλύτερη τιμή 0,31 mL/s για την πιο ήπια κατεργασία. Οι βέλτιστες συνθήκες κατεργασίας του γάλακτος για την παρασκευή ρευστού γιαουρτιού προκύπτουν να είναι θέρμανση στους 70oC για 5 min και στους 65oC για 20 min, καθώς δίνουν ιξώδη 6255,5746 cP αντίστοιχα, ικανοποιητικούς χρόνους ζύμωσης (198 και 210 min αντίστοιχα) και τα βέλτιστα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Η εφαρμογή υπερήχων αυξάνει τον χρόνο ζύμωσης στις διάφορες συνθήκες κατεργασίας κατά μέσο όρο 35 min και το τελικό ιξώδες κατά 1535 cP, ενώ μειώνει την ογκομετρική ροή του προϊόντος κατά 0,04 mL/s. Οι υπέρηχοι έχουν στατιστικά την ίδια επίδραση στο τελικό προϊόν ανεξάρτητα από το στάδιο στο οποίο εφαρμόζονται, δηλαδή πριν ή μετά τη ζύμωση. Παρόλα αυτά δεν προτείνονται για την παρασκευή ρευστού γιαουρτιού στην ένταση που μελετήθηκαν καθώς μεταβάλλουν αρκετά τη ρεολογία του προϊόντος. Η προσθήκη λακτάσης δεν μεταβάλλει τη λανθάνουσα φάση και τον μέγιστο ρυθμό μείωσης του pH. Η ζύμωση, όμως, με τη βοήθεια του ενζύμου ολοκληρώνεται πιο γρήγορα. Για συγκέντρωση λακτάσης 0,08%, που χρησιμοποιείται στις άλλες σειρές πειραμάτων, επιτυγχάνεται μείωση του χρόνου ζύμωσης από 233 min, που απαιτούνται για τη ζύμωση χωρίς την προσθήκη ενζύμου, σε 213 min. Μέσω της φασματοφωτομετρικής μεθόδου του Montgomery μετράται η συγκέντρωση του γάλακτος σε λακτόζη κατά μέσο όρο σε 4,37 g/(100 mL). Με την ίδια μέθοδο το ποσοστό υδρόλυσης της λακτόζης στα ζυμωμένα προϊόντα βρίσκεται 12% για τη ζύμωση χωρίς λακτάση και 71%, 83% και 97% για τις συγκεντρώσεις ενζύμου0,06%, 0,08% και 0,12%, αντίστοιχα. Έτσι, η υδρόλυση της λακτόζης ταυτόχρονα με τη ζύμωση μπορεί να εφαρμοστεί για την παραγωγή προϊόντων κατάλληλων για άτομα με δυσανεξία στη λακτόζη. Παράλληλα, το τελικό ιξώδες, η ικανότητα συγκράτησης ύδατος, η ογκομετρική ροή και τα χαρακτηριστικά αντικειμενικής υφής του πήγματος, δεν επηρεάζονται από την προσθήκη της λακτάσης. Από τη μελέτη προσθήκης υδροκολλοειδών προκύπτει πως αυξάνεται η λανθάνουσα φάση του pH από 118 min που είναι για το τυφλό δείγμα σε 136 min στην περίπτωση της κ-καραγενάνης και 141 min στην περίπτωση της πηκτίνης και η λανθάνουσα φάση του ιξώδους αυξάνεται από 64 min για τα αντίστοιχα υδροκολλοειδή σε 131 min και 105 min. Επιτυγχάνεται η αύξηση του ιξώδους του προϊόντος σε 6092 cP από την κ-καραγενάνη και 5453 cP από την πηκτίνη σε σύγκριση με την τιμή 4960 cP του τυφλού δείγματος. Η σκληρότητα και η προσκολλησιμότητα (κατ’απόλυτη τιμή) του ρευστού γιαουρτιού μειώνονται από0,323 N και −0,235 N∙s σε 0,206 N και −0,134 N∙s για την προσθήκη κ-καραγενάνης και 0,312 N και −0,219 N∙s για την προσθήκη πηκτίνης. Συνεπώς, η προσθήκη κ-καραγενάνης προτείνεται για την παραγωγή ρευστού γιαουρτιού καθώς προκύπτει ένα ομοιογενές προϊόν βελτιωμένης ρεολογίας, ενώ η πηκτίνη υποβαθμίζει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του γιαουρτιού. Η ζύμωση του γάλακτος με χρήση προβιοτικής καλλιέργειας μαζί με τη συμβατική καλλιέργεια επιταχύνει την επώαση η οποία ολοκληρώνεται σε 169 min έναντι των 217 min που απαιτεί το τυφλό δείγμα. Συγκεκριμένα, μειώνει τη λανθάνουσα φάση του pH από 119 min σε 55 min, και αυξάνει το ρυθμό μείωσης του pH από −0,0170 min−1 σε −0,0313 min−1. Η λανθάνουσα φάση του ιξώδους μειώνεται από 72 min σε 25 min λόγω της δράσης των προβιοτικών βακτηρίων και ο μέγιστος ρυθμός μεταβολής μειώνεται από 30 min−1 σε 23 min−1. Το τελικό ιξώδες μειώνεται από 5686 cP σε 4648 cP και η ικανότητα συγκράτησης ύδατος από 66% σε 51%. Το τελικό πήγμα που προκύπτει με ζύμωση από την προβιοτική και τη συμβατική καλλιέργεια είναι υδαρές, λεπτόρρευστο και απαιτεί περαιτέρω επεξεργασία, για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών του, όπως είναι η προσθήκη υδροκολλοειδών. Τέλος, η κατάψυξη υποβαθμίζει τα τελικά χαρακτηριστικά του προϊόντος. Η προσθήκη τρεχαλόζης και πηκτίνης δεν μεταβάλλει τους συντελεστές λ,μ του μοντέλου Gompertz του pH και του ιξώδους, ούτε το χρόνο ζύμωσης. Το ιξώδες του συμβατικού δείγματος που καταψύχθηκε και μετά αποψύχθηκε μειώθηκε σε 3140 cP σε σύγκριση με την τιμή 5061 cP που αποκτά το συμβατικό δείγμα του γιαουρτιού που απλώς ψύχεται. Αντίστοιχα, η τιμή ιξώδους ανέρχεται σε 4019 cP όταν προστίθεται τρεχαλόζη-πηκτίνη στο δείγμα πριν την κατάψυξη και σε 4905 cP όταν στο γάλα έχουν εφαρμοστεί US επιπλέον της θερμικής κατεργασίας και κρυοπροστασία. Η ογκομετρική ροή των γιαουρτιών από σταθερή οπή αυξάνεται σημαντικά λόγω της κατάψυξης και μειώνεται λόγω της προσθήκης κρυοπροστατευτικού υλικού. Η υφή αλλοιώνεται από την κατάψυξη και το κατεψυγμένο προϊόν που διατηρεί τα επιθυμητά χαρακτηριστικά υφής σε σύγκριση με τα υπόλοιπα είναι εκείνο στο οποίο έχουν εφαρμοστεί US και κρυοπροστασία.	el
heal.advisorName	Τζιά, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διομή	el
heal.committeeMemberName	Τσακανίκας, Άγγελος	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	160 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false