Κινητική μελέτη δεικτών διατηρησιμότητας καπνιστού χελιού

Abstract

Η ανάπτυξη νέων μεθόδων επεξεργασίας και συσκευασίας των αλιευμάτων, με σκοπό τη μείωση του ρυθμού υποβάθμισης των ποιοτικών χαρακτηριστικών τους, αποτελεί βασικό στόχο της επιστημονικής και εφαρμοσμένης έρευνας. Τα ψυγμένα προϊόντα ιχθύων είναι εξαιρετικά ευαλλοίωτα και η ποιότητά τους υποβαθμίζεται σε σύντομο χρόνο, εξαιτίας της μικροβιακής ανάπτυξης που οδηγεί στην αλλοίωσή τους. Προκειμένου να αυξηθεί η διατηρησιμότητα των ιχθύων, είναι απαραίτητη η ανάσχεση της ανάπτυξης των περιεχόμενων αλλοιογόνων μικροοργανισμών, επηρεάζοντας παράλληλα όσο το δυνατό λιγότερο τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους. Τα χέλια είναι τελεόστεοι ιχθύες. Ανήκουν στην τάξη Anguilliformes και στην οικογένεια Anguillidae. Είναι άκρως ευρύαλα είδη που απαντώνται σε μεγάλο εύρος βιοτόπων: σε γλυκά, μεταβατικά ή θαλασσινά νερά, σε βαθιά ή σε ρηχά νερά, σε ανοιχτές ή κλειστές περιοχές, ενώ, μπορεί να μείνουν έξω από το νερό αρκετές ώρες. Στα περισσότερα παράκτια οικοσυστήματα, αποτελούν σημαντικό ποσοστό της ιχθυοβιομάζας και τροφή για πολλούς θηρευτές. Αποτελούν, έτσι, ένα βασικό κρίκο στη τροφική αλυσίδα, ενώ ως μεταναστευτικά είδη συμμετέχουν στη ροή οργανικού υλικού μεταξύ θαλασσινών και εσωτερικών νερών. Το γένος Anguilla εμφανίζει ευρεία εξάπλωση, με τα περισσότερα είδη να απαντώνται σε τροπικά νερά. Ένα από τα εμπορικότερα είδη του είναι το ευρωπαϊκό χέλι (Anguilla anguilla) το οποίο απαντάται στην Ευρώπη και στη Μεσόγειο, εξαιτίας του ζεστού Ρεύματος του Κόλπου (Gulf Stream) και του Ρεύματος του Β. Ατλαντικού (North Atlantic Drift). Στην Ελλάδα υπάρχει μεγάλο εμπορικό ενδιαφέρον για το χέλι, αφού είναι ένα εξαγώγιμο προϊόν υψηλής εμπορικής αξίας και αποτελεί το δεύτερο σημαντικότερο αλίευμα των μεταβατικών νερών μετά τα κεφαλοειδή (Katselis et al., 2003). Το σύνολο σχεδόν της παραγωγής εξάγεται στις χώρες της Ευρώπης, κυρίως στην Ιταλία, στη Γερμανία, στην Ολλανδία, στην Ιρλανδία και στη 0ανία (ΚΕΠΕ 1990). Το ευρωπαϊκό χέλι, είναι ένα είδος με σημαντική οικονομική αξία για τις ατλαντικές και τις μεσογειακές ακτές της Ευρώπης και της βόρειας Αφρικής. Για το λόγο αυτό και σε συνδυασμό με την ευαλλοίωτη φύση των ιχθύων γενικότερα, καθίσταται αναγκαία η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών για την αποτελεσματική συντήρηση του χελιού και των προϊόντων του και την επέκταση της διατηρησιμότητάς του. Η κάπνιση των τροφίμων αποτελεί μια παραδοσιακή μέθοδο συντήρησης των ιχθύων σε πολλά μέρη του κόσμου που συνδυάζει σε μία παραγωγική διαδικασία τα αποτελέσματα της αλάτισης, της αφυδάτωσης και της θέρμανσης με τις αντιμικροβιακές και αντιοξειδωτικές ιδιότητες του καπνού (Burt, 1988, Beltrán and Moral, 1990). H αποδοχή των καπνιστών ιχθύων από τους σύγχρονους καταναλωτές στις οικονομικά αναπτυγμένες χώρες οφείλεται κυρίως στα ιδιαίτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αυτών, που επιτυγχάνονται με διάφορες τεχνολογικές εφαρμογές κάπνισης (θερμή, ψυχρή, κ.ά.), και δευτερευόντως στη μακρόχρονη συντήρησή τους (Beltrán et al., 1989). Αν και με τη θερμή κάπνιση επιτυγχάνεται ως ένα βαθμό θερμική εξυγίανση των προϊόντων, οι καπνιστοί ιχθύες θεωρούνται ως ευαλλοίωτα τρόφιμα, δεδομένου ότι, σύμφωνα με τις σύγχρονες διατροφικές τάσεις, η συγκέντρωση του χλωριούχου νατρίου σε αυτά είναι σχετικά χαμηλή, για τη μακρόχρονη συντήρησή τους. Η άμεση ψύξη των προϊόντων αμέσως μετά τη διαδικασία κάπνισής τους, η συσκευασία τους σε απόλυτα ικανοποιητικές συνθήκες υγιεινής και η διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας συντήρησής τους μέχρι την κατανάλωση μπορούν να εγγυηθούν την ασφάλεια των συγκεκριμένων τροφίμων (Bell et al., 1995). Επιπρόσθετα, η συσκευασία τους σε κενό μπορεί να παρατείνει το χρόνο συντήρησής τους (Paleari et al., 1990, Davis et al., 2000). Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε μελέτη της διατηρησιμότητας καπνιστών φιλέτων χελιού (Anguilla anguilla) συντηρημένων σε συσκευασία υπό κενό σε θερμοκρασίες 0, 5, 10 και 15οC. Μετρήθηκαν ο ρυθμός ανάπτυξης της ολικής μικροβιακής χλωρίδας, των γαλακτικών βακτηρίων, των ψευδομονάδων καθώς και του βακτηρίου Brochothrix thermosphacta, η μεταβολή του pH, η ολική ποσότητα των πτητικών αζωτούχων ενώσεων (TVB-N), η οξείδωση των λιπών (TBARs) και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά (εμφάνιση, άρωμα, γεύση και υφή) με σκοπό τον προσδιορισμό της συνάρτησης ποιότητας για τους μελετούμενους δείκτες. Προκείμενου να αξιολογηθεί η εφαρμοσιμότητα του μοντέλου Arrhenius στην ψυκτική αλυσίδα, διεξήχθησαν πειράματα σε δυναμικές συνθήκες με δραστική θερμοκρασία 7,5οC, σύμφωνα με το εξής θερμοκρασιακό σενάριο: 8 ώρες στους 3οC, 8 ώρες στους 10οC και 8 ώρες στους 6οC. Στα καπνιστά φιλέτα χελιού, κυριότερος παράγοντας αλλοίωσης υπήρξε η οξείδωση των λιπών. Οι τιμές των TBARs παρουσίασαν σημαντική αύξηση συναρτήσει του χρόνου ενώ παρουσίασαν παρόμοια θερμοκρασιακή εξάρτηση του ρυθμού μεταβολής τους με εκείνη της υποβάθμισης των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών με τιμές Εα 63,4 και 74,7 kJ/mol αντίστοιχα. Οι τιμές των TVB-N παρουσίασαν αύξηση με το χρόνο ακολουθώντας κινητική πρώτης τάξης, ενώ η μεταβολή των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών (εμφάνιση, άρωμα, γεύση, υφή) περιγράφηκε με κινητική μηδενικής τάξης. Κατά τη διεξαγωγή των πειραμάτων, δεν παρατηρήθηκαν ενδείξεις μικροβιακής αλλοίωσης ούτε οργανοληπτικά, αλλά ούτε και στις μικροβιακές αναλύσεις, όπου οι τιμές του μικροβιακού φορτίου που μετρήθηκαν ήταν χαμηλές και το προϊόν ήταν μικροβιολογικά αρκετά σταθερό. Οι ρυθμοί ανάπτυξης υπολογίσθηκαν με προσαρμογή των μετρήσεων στο μοντέλο Baranyi, ενώ η επίδραση της θερμοκρασίας στο ρυθμό ανάπτυξης των επικρατώντων μικροοργανισμών (γαλακτικά βακτήρια) υπολογίσθηκε με βάση τη σχέση Arrhenius. Από τη μελέτη που πραγματοποιήθηκε προκύπτει ότι η επεξεργασία των προϊόντων χελιού με τη μέθοδο της κάπνισης αλλά και η συσκευασία τους υπό κενό δημιουργεί προϊόντα μικροβιακά σταθερά, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα και επεκτείνοντας το χρόνο διατήρησής τους.

European eel is a product of high commercial value for the Mediterranean coasts of Europe and North Africa, due to its desirable characteristics. Quality deterioration and eventual sensory rejection of smoked eel is mainly due to oxidative rancidity and flavor deterioration. Storage temperature and variability plays a significant role in the shelf life loss rates. Smoking is a traditional method of preservation of foods that combines the results of salting, dehydration and heating with the antimicrobial and antioxidant properties of smoke. Even though smoking results to sanitation of products, the low level of sodium chloride due to current food trends leads to reduced shelf life. The objective of this study was to evaluate the effect of variable storage conditions on the quality indices and shelf life of smoked European eel fillets during refrigerated storage. Smoked eel fillet samples were stored in vacuum packages at several controlled isothermal conditions (between 0 and 15oC) and at one variable temperature scenario, with Teff=7.5oC. Water content, salt content, total proteins and fat content along with total inorganic compounds (ash) were measured. Samples were tested at appropriate time intervals for characteristic quality indices such as oxidative rancidity, total volatile basic nitrogen (TVB-N) microbial growth (aerobic plate count, Pseudomonas spp., lactic acid bacteria and Brochothrix thermosphacta), pH and sensory scoring. Oxidative rancidity of samples was examined by thiobarbituric-acid (TBA) test. Sensory evaluation was performed by trained panel using 1-9 hedonic scale method. Quality indices were kinetically modeled and temperature dependence of quality loss rates was modeled by Arrhenius equation. Total plate count and lactic acid bacteria growth was slow during the experimental conduction and pH changes were not statistically significant. Pseudomonas spp. and Brochothrix thermosphacta presence was not detected (< 100 cfu/g) at all storage temperatures. Sensory scorings and TBA values were modeled with apparent zero order equations and showed similar dependence on temperature with activation energy, Ea, values of 74.7 and 63.4 kJ/mol, respectively. TVBN values increased with storage time and were modeled with apparent first order equations. The Ea values for the rates of TVBN, total plate count and lactic acid bacteria growth were 136.3, 51.0 and 81.2 kJ/mol, respectively. Overall impression scores of smoked European eel had high correlation with TBA values. At all temperatures studied, the time of sensory rejection coincided with TBA concentration of 15 mg MDA/kg. The shelf life of smoked European eel determined by sensory evaluation was 82 days at 0oC, 54 days at 5oC, 20 days at 10oC and 12 days at 15oC, respectively. Results from variable temperature experiments were in good agreement with the prediction of the shelf life models developed from the isothermal experiments, validating their acceptability at the fluctuating storage conditions that usually occur in the cold chain.