Εφαρμογή του επιταχυνόμενου ελέγχου διατηρησιμότητας (ASLT) σε προϊόντα κρέατος επεξεργασμένων με Υψηλή Υδροστατική Πίεση

Μπόλτσης, Στυλιανός; Mpoltsis, Stylianos

dc.contributor.author	Μπόλτσης, Στυλιανός	el
dc.contributor.author	Mpoltsis, Stylianos	en
dc.date.accessioned	2024-06-19T07:56:03Z
dc.date.available	2024-06-19T07:56:03Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59745
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27441
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Κρεατοσκευάσματα	el
dc.subject	Διατηρησιμότητα	el
dc.subject	Υπερυψηλή πίεση	el
dc.title	Εφαρμογή του επιταχυνόμενου ελέγχου διατηρησιμότητας (ASLT) σε προϊόντα κρέατος επεξεργασμένων με Υψηλή Υδροστατική Πίεση	el
dc.title	Application of Accelerated Shelf Life Testing (ASLT) meat products treated with High Hydrostatic Pressure	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική Τροφίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-28
heal.abstract	Τα κρεατοσκευάσματα είναι μια ευρεία κατηγορία τροφίμων με διαφορετικά χαρακτηριστικά, ιδιότητες και χρήσεις. Τα κρεατοσκευάσματα είναι ευαλλοίωτα, κυρίως λόγω της μικροβιακής υποβάθμισης. Πέρα από τις κλασικές μεθόδους επεξεργασίας οι οποίες αποσκοπούν στη διατήρηση της ασφάλειας και της ποιότητας των κρεατοσκευασμάτων, οι βιομηχανίες τροφίμων στρέφονται σε νέες μεθόδους επεξεργασίας όπως η επεξεργασία με υπερυψηλή υδροστατική πίεση (ΗΡΡ) ώστε να βελτιωθούν κυρίως τα ποιοτικά/οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των κρεατοσκευασμάτων και να παραταθεί η διατηρησιμότητα τους, χωρίς να τεθεί σε κίνδυνο η ασφάλειά τους. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο υπολογισμός της διατηρησιμότητας πέντε διαφορετικών κρεατοσκευασμάτων γαλοπούλας σε φέτες, τα δύο εκ των οποίων έχουν υποστεί επεξεργασία με υπερυψηλή υδροστατική πίεση (ΗΡΡ), με εφαρμογή Επιταχυνόμενου Ελέγχου Διατηρησιμότητας (ASLT). Μέσω του ελέγχου διατηρησιμότητας, εξετάζεται η επίδραση της επεξεργασίας ΗΡΡ στη διατηρησιμότητα των κρεατοσκευασμάτων καθώς και η επίδραση της συσκευασίας, της σύστασης και της μεθόδου θερμικής επεξεργασίας τους. Τα δείγματα που εξετάστηκαν είναι η βραστή γαλοπούλα (επεξεργασμένη με ΗΡΡ και μη ), η ψητή γαλοπούλα (επεξεργασμένη με ΗΡΡ και μη) και η γαλοπούλα τύπου Horeca (η οποία δεν είναι επεξεργασμένη με ΗΡΡ). Κατά την διάρκεια των πειραμάτων, τα δείγματα ήταν αποθηκευμένα σε (4) σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας, στους 4oC, 8oC, 12oC και 18oC. Επιπλέον, το δείγμα Horeca αποθηκεύτηκε και σε μεταβαλλόμενες (δυναμικές) συνθήκες θερμοκρασίας με σκοπό την επαλήθευση των κινητικών μοντέλων που θα προκύψουν από τα ισοθερμοκρασιακά πειράματα. Σε όλα τα δείγματα έγιναν πειράματα για τον προσδιορισμό του μικροβιακού φορτίου (το οποίο αποτελείται από διαφορετικούς μικροοργανισμούς), του pH, της ενεργότητας του νερού (aw), του χρώματος, και της οξείδωσης των λιπαρών (με την μέθοδο TBARs). Επιπλέον πραγματοποιήθηκε ανάλυση υφής όλων των δειγμάτων. Στα πειράματα προσδιορισμού του μικροβιακού φορτίου πέρα από την ολική μικροβιακή χλωρίδα, εξετάστηκαν και οι μικροοργανισμοί Pseudomonas spp., Brochothrix thermosphacta, τα γαλακτικά βακτήρια και τα Enterobacteriaceae. Κατά την διάρκεια των πειραμάτων (πέρα από την ολική μικροβιακή χλωρίδα) στα βραστά και ψητά δείγματα τα οποία δεν ήταν επεξεργασμένα με ΗΡΡ μόνο τα γαλακτικά βακτήρια και ο Brochothrix thermosphacta πέρασαν το όριο ανίχνευσης, ενώ στα υπόλοιπα δείγματα μόνο τα γαλακτικά βακτήρια πέρασαν το όριο αυτό. Για την περιγραφή της μικροβιακής ανάπτυξης, χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο Baranyi και προσδιορίστηκαν οι παράμετροι των εκθετικών ρυθμών ανάπτυξης των μικροοργανισμών μmax (d-1) και της διάρκειας της λανθάνουσας φάσης ανάπτυξης λ (d). Επιπλέον από τα πειραματικά αποτελέσματα της μεταβολής του pH υπολογίστηκε ο ρυθμός εκθετικής μείωσής του, k (d-1), με την χρήση του μοντέλου Gompertz τεσσάρων παραμέτρων. Το μοντέλο Arrhenius εφαρμόστηκε στα δεδομένα της ανάπτυξης των μικροβίων και της μεταβολής του pH, με σκοπό την αποτύπωση της επίδρασης της μεταβολής θερμοκρασίας, και υπολογίστηκαν οι μmax,ref (d-1), kref (d-1) (θερμοκρασία αναφοράς Tref= 4oC), και Ea των δευτερογενών μοντέλων. Αναφορικά με τα αποτελέσματα, κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης των δειγμάτων σε όλες τις θερμοκρασίες αποθήκευσης, η ενεργότητα του νερού, η υφή, το χρώμα και η οξείδωση των λιπαρών δεν παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές, ανεξαρτήτως σύστασης δείγματος και θερμοκρασίας αποθήκευσης. Η αύξηση της θερμοκρασίας αποθήκευσης οδήγησε στην αύξηση του ρυθμού ανάπτυξης των μικροοργανισμών σε όλα τα δείγματα (με εξαίρεση τον Brochothrix thermosphacta στο βραστό δείγμα μη επεξεργασμένο με ΗΡΡ). Επίσης η αύξηση της θερμοκρασίας οδήγησε σε μείωση της διατηρησιμότητας και σε αύξηση του απόλυτου ρυθμού μείωσης του pH. Η διατηρησιμότητα των δειγμάτων υπολογίστηκε με βάση τη μικροβιακή ανάπτυξη με τη χρήση του μοντέλου Baranyi. Τα ανώτατα όρια της συγκέντρωσης των μικροοργανισμών ώστε το προϊόν να καταστεί ακατάλληλο είναι τα 8 logCFU/g δείγματος για την ολική μικροβιακή χλωρίδα και τα 7 logCFU/g για τα γαλακτικά βακτήρια. Στο βραστό δείγμα μη επεξεργασμένο με ΗΡΡ η διατηρησιμότητα βρέθηκε ίση με 35 ημέρες στους 4oC, 19 στους 8oC, 10 ημέρες στους 12oC και 8 ημέρες στους 18oC. Στο βραστό δείγμα επεξεργασμένο με ΗΡΡ η ολική μικροβιακή χλωρίδα δεν ξεπέρασε το όριο ανίχνευσης κατά την διάρκεια των πειραμάτων στους 4oC, ενώ η διατηρησιμότητα βρέθηκε ίση με 50 ημέρες, 30 ημέρες και 19 ημέρες στους 8oC, 12oC και 18oC αντίστοιχα. Στο δείγμα της ψητής γαλοπούλας μη επεξεργασμένης με ΗΡΡ η διατηρησιμότητα βρέθηκε ίση με 39 ημέρες, 15 ημέρες, 7 ημέρες και 4 ημέρες στους 4oC, 8oC, 12oC και 18oC αντίστοιχα. Στο δείγμα της ψητής γαλοπούλας επεξεργασμένης με ΗΡΡ η ολική μικροβιακή χλωρίδα επίσης δεν ξεπέρασε το όριο ανίχνευσης κατά την διάρκεια των πειραμάτων στους 4oC ενώ η διατηρησιμότητα βρέθηκε ίση με 52 ημέρες, 30 ημέρες και 12 ημέρες στους 8oC, 12oC και 18oC αντίστοιχα. Τέλος το δείγμα Horeca παρουσίασε τη μικρότερη διατηρησιμότητα σε σύγκριση με όλα τα δείγματα ίση με 18 ημέρες, 9 ημέρες, 6 ημέρες και 3 ημέρες στους 4oC, 8oC, 12oC και 18oC αντίστοιχα. Για την επικύρωση του μαθηματικού μοντέλου που χρησιμοποιήθηκε στα ισοθερμοκρασιακά πειράματα, πραγματοποιήθηκε και ένα πείραμα σε μη ισοθερμοκρασιακές συνθήκες για το δείγμα Horeca γαλοπούλας. Στο δείγμα αυτό εξετάστηκαν όλες οι παράμετροι που μελετήθηκαν και στα υπόλοιπα δείγματα. Με βάση το θερμοκρασιακό προφίλ του πειράματος υπολογίστηκε η δραστική θερμοκρασία αποθήκευσης Teff και βρέθηκε ίση με 3.7oC. Το πείραμα αυτό επαλήθευσε την εγκυρότητα του μαθηματικού μοντέλου, καθώς οι τιμές του εκθετικού ρυθμού ανάπτυξης ολικής μικροβιακής χλωρίδας/γαλακτικών βακτηρίων, του εκθετικού ρυθμού μείωσης του pH και της διατηρησιμότητας που υπολογίστηκαν δεν απέχουν περισσότερο από 5% από τις αντίστοιχες πειραματικές. Συμπερασματικά, η ΗΡΡ αποδείχθηκε ικανή να επεκτείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των κρεατοσκευασμάτων γαλοπούλας τα οποία μελετήθηκαν και δεν φάνηκε να επηρεάζει σημαντικά τις αρχικές τιμές της ενεργότητας του νερού, της υφής, του χρώματος και της οξείδωσης των λιπαρών των δειγμάτων ούτε τον τρόπο με τον οποίο αυτές οι παράμετροι μεταβάλλονται με τη θερμοκρασία και το χρόνο. Το δείγμα Horeca είχε τη μικρότερη διατηρησιμότητα και προτείνεται η λήψη πρόσθετων μέτρων (π.χ επεξεργασία με ΗΡΡ) κατά τη διαδικασία παρασκευής του για την παράτασή της. Τα προρρητικά μοντέλα τα οποία χρησιμοποιήθηκαν κρίνονται ως αξιόπιστα, εφόσον επαληθεύτηκαν και σε μη ισοθερμοκρασιακές συνθήκες. Τέλος, πέρα από τον τρόπο επεξεργασίας, και η σύσταση των δειγμάτων φαίνεται να έχει σημαντικές επιπτώσεις στην αλλοίωση και την μικροβιακή τους χλωρίδα.	el
heal.abstract	Meat products are a broad category of foods with different characteristics, properties and uses. Meat products are perishable, mainly due to microbial deterioration. In addition to traditional processing methods aimed at maintaining the safety and quality of meat products, the food industry is turning to new processing methods such as high hydrostatic pressure (HPP) to improve the quality/organoleptic characteristics of meat products and to extend their shelf life without compromising their safety. The aim of this thesis is to calculate the shelf life of five different sliced turkey meat products, two of which have been treated with ultra-high hydrostatic pressure (HPP) by applying Accelerated Shelf Life Testing (ASLT). Through shelf life testing, the effect of HPP treatment on the shelf life of the meat products and the effect of packaging, composition and heat treatment method are examined. The samples tested include boiled turkey (HPP treated and non-HPP treated), roasted turkey (HPP treated and non-HP treated) and Horeca turkey (which is not HPP treated). During the experiments, samples were stored at 4oC, 8oC, 12oC and 18oC. The Horeca samples were also stored under varying (dynamic) temperature conditions in order to verify the kinetic models that were derived from the experiments. All samples were subjected to experiments to determine their microbial load (which consists of different microorganisms), pH, water activity (aw), colour, and lipid oxidation (using the TBARs method). In addition, texture analysis experiments were performed on all samples. In addition to the total microbial flora, the microorganisms pseudomonas spp., Brochothrix thermosphacta, lactic acid bacteria and Enterobacteriaceae were also measured. During the experiments (in addition to the total microbiota) in the boiled and roasted samples that were not treated with HPP only lactic acid bacteria and Brochothrix thermosphacta surpassed the detection limit, while in the other samples only lactic acid bacteria surpassed the detection limit. The Baranyi model was used to find the constants of the exponential growth rates of microorganisms μmax (d-1) and the duration of the latent growth phase λ (d). From the experimental results of pH change, the rate of its exponential decrease, k (d-1), was calculated using the four-parameter Gompertz model. The Arrhenius model was applied to the microbial growth and pH change data to describe the effect of temperature, and the values μmax,ref (d-1), kref (d-1) (at a reference temperature Tref= 4oC) and Ea of the samples were calculated. During the experiments, water activity, texture, colour and lipid oxidation did not show significant changes irrespective of sample and storage temperature. Increasing the storage temperature led to an increase in the growth rate of microorganisms in all samples (with the exception of Brochothrix thermosphacta in the boiled sample that was not treated with HPP). Also, increasing the storage temperature led to a decrease in shelf life and an increase in the absolute rate of pH reduction in all samples. The shelf life of the samples was calculated based on their microbial growth using the Baranyi model. The maximum concentration limits of microorganisms to render the product unfit for consumption are 8 logCFU/g sample for total microbial flora and 7 logCFU/g for lactic bacteria. In the boiled samples not treated with HPP the shelf life was found to be equal to 35 days at 4oC, 19 at 8oC, 10 days at 12oC and 8 days at 18oC. In the boiled sample treated with HPP the total microbial flora did not exceed the detection limit during the experiments at 4oC, while the shelf life was found equal to 50 days, 30 days and 19 days at 8oC, 12oC and 18oC respectively. In the sample of roast turkey not treated with HPP the shelf life was found equal to 39 days, 15 days, 7 days and 4 days at 4oC, 8oC, 12oC and 18oC respectively . In the sample of roast turkey treated with HPP the total microbial flora also did not exceed the detection limit during the experiments at 4oC while the shelf life was found equal to 52 days, 30 days and 12 days at 8oC, 12oC and 18oC respectively. Finally, the Horeca sample exhibited the lowest shelf life among all the samples equal to 18 days, 9 days, 6 days and 3 days at 4oC, 8oC, 12oC and 18oC respectively. To validate the mathematical model used in the isothermal experiments, a non-isothermal experiment was also conducted for the Horeca turkey sample. Based on the temperature profile of the experiment, the effective storage temperature Teff was calculated and found to be equal to 3.7oC. This experiment verified the validity of the mathematical model as the calculated values of the exponential growth rate of total microbial flora/lactic acid bacteria, exponential pH reduction rate and shelf life were not more than 5% away from the experimental ones. HPP proved capable of significantly extending the shelf life of the studied turkey meat products and did not appear to significantly affect the initial values of water activity, texture, color and fat oxidation of the samples nor the way these parameters changed with temperature and time. The Horeca sample had the lowest shelf life and it is suggested that additional measures (e.g. HPP treatment) be taken during the manufacturing process to prolong its shelf life. The predictive models that were calculated can be considered reliable, especially the Horeca sample model which was also verified by the non-isothermal experiment. Finally, the composition of the samples seems to have a significant impact on their spoilage and microbial flora.	en
heal.advisorName	Γιαννακούρου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Γιαννακούρου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Ταούκης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Αθανάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	142 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false