Βελτίωση της ποιότητας και του χρόνου ζωής μανιταριών Πλευρώτους (Oyster Mushrooms) μέσω της εφαρμογής ήπιων μεθόδων επεξεργασίας.
Osmotic impregnation of Oyster Mushrooms for stability and shelf-life improvement
Πτυχιακή εργασία
Συγγραφέας
Καλουσοπούλου, Ακριβή
Ημερομηνία
2022-03-01Επιβλέπων
Giannakourou, MariaΛέξεις-κλειδιά
Ωσμωτική αφυδάτωση ; Μανιτάρια ΠλευρώτουςΠερίληψη
Τα μανιτάρια είναι βρώσιμοι μύκητες και χρησιμοποιούνται ως τρόφιμο από την
αρχαιότητα. Πάνω από 12.000 είδη μυκήτων, αναγνωρίζονται ως μανιτάρια και
τουλάχιστον 2.000 είδη, παρουσιάζονται ως βρώσιμα μανιτάρια με ποιοτικά
χαρακτηριστικά. Τα μανιτάρια έχουν μεγάλη διατροφική αξία, διότι είναι αρκετά
πλούσια σε πρωτεΐνες, βιταμίνες και μέταλλα με χαμηλή θερμιδική αξία, λόγω του ότι
είναι φτωχά σε λιπαρά. Τα μανιτάρια Pleurotus Ostreatus, αποτελούν το δεύτερο κατά
σειρά, πιο καλλιεργούμενο είδος μανιταριών σε παγκόσμια εμβέλεια μετά το μανιτάρι
Agaricus bisporus. Ωστόσο, τα φρέσκα μανιτάρια είναι εξαιρετικά ευπαθή προϊόντα,
διότι αρχίζουν να αλλοιώνονται, αμέσως μετά τη συγκομιδή τους. Η διάρκεια ζωής
τους σε θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 1 έως 3 ημέρες και σε συνθήκες ψύξης 5
έως 8 ημέρες. Οι παράγοντες που συμβάλουν σε αυτή την γρήγορη αλλοίωση είναι το
υψηλό ποσοστό περιεκτικότητας υγρασίας, η υψηλή ενεργότητα νερού, η ενζυμική
δραστηριότητα, η υψηλή τιμή του pH και μικροβιακές αλλοιώσεις. Η μικρή διάρκεια
ζωής των μανιταριών και η ταχεία υποβάθμιση της ποιότητάς τους επηρεάζει
σημαντικά την οικονομική και εμπορική τους αξία. Λύση σε αυτό το πρόβλημα μπορεί
να δώσει, η εφαρμογή κάποιων ήπιων διεργασιών συντήρησης, π.χ. της ωσμωτικής
αφυδάτωσης με στόχο την παράταση ζωής των μανιταριών και τη βελτίωση των
ποιοτικών χαρακτηριστικών των τελικών προϊόντων.
Η ωσμωτική αφυδάτωση αποτελεί μια ήπια επεξεργασία τροφίμων. Κάθε δείγμα
εμβαπτίζεται σε ένα υπερτονικό διάλυμα σακχάρου ή/και άλατος, σε σχετικά χαμηλές
θερμοκρασίες. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται ως προεπεξεργασία σε πολλές
διαδικασίες (κατάψυξη, ξήρανση με ψύξη, ξήρανση σε κενό ή ξήρανση με αέρα) που
χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των διατροφικών, οργανοληπτικών και
λειτουργικών ιδιοτήτων του τροφίμου χωρίς να αλλάζει η ακεραιότητά του.
Στην παρούσα πειραματική μελέτη, πραγματοποιήθηκε πλήρες κινητικό πείραμα
ωσμωτικής αφυδάτωσης σε μανιτάρια Pleurotus Ostreatus, με στόχο να εκτιμηθούν οι
βέλτιστες συνθήκες στις οποίες πρέπει να πραγματοποιηθεί η διεργασία, προκειμένου
να βελτιωθεί η ποιότητα και ο χρόνος ζωής των μανιταριών. Τα μανιτάρια,
εμβαπτίστηκαν σε ωσμωτικό διάλυμα (το οποίο είχε υποστεί καλή ανάδευση)
διαφορετικών συγκεντρώσεων γλυκερόλης 30, 40 και 50% με 5% NaCl και 1,5%
CaCl2. Η ωσμωτική αφυδάτωση πραγματοποιήθηκε σε τρεις διαφορετικές
θερμοκρασίες 30, 40 και 50 °C, με συνολική χρονική διάρκεια 190 λεπτά. Κατά τη
διάρκεια της ωσμωτικής επεξεργασίας, μελετήθηκε η μεταβολή της ενεργότητας
νερού, της απώλειας ύδατος, της πρόσληψης στερεών, της υγρασίας, του χρώματος,
της υφής, της περιεκτικότητας σε άλατι και αξιολογήθηκε η επίδραση βασικών
παραμέτρων της διεργασίας (χρόνος εμβάπτισης, θερμοκρασία και συγκέντρωση
ωσμωτικού μέσου). Για τον υπολογισμό των βέλτιστων συνθηκών, χρησιμοποιήθηκε
η μεθοδολογία απόκρισης επιφανείας (Response Surface Methodology, RSM) με τη
χρήση εξισώσεων β’ βαθμού, ενώ ο σχεδιασμός των πειραμάτων, πραγματοποιήθηκε
χρησιμοποιώντας τον πειραματικό σχεδιασμό Box Behnken με τρεις παράγοντες σε
τρία επίπεδα. Η στατιστική ανάλυση για κάθε απόκριση, έδειξε ότι όλοι οι παράγοντες
διεργασίας επηρέασαν σημαντικά την απώλεια νερού, την πρόσληψη στερεών, την
ενεργότητα νερού και τις αλλαγές χρώματος. Με βάση λοιπόν αυτή τη μέθοδο,
εκτιμήθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες της ώσμωσης (θερμοκρασία = 38,7 ºC , χρόνος =
130 min , συγκέντρωση = 30% ) με στόχο τη βελτίωση της ποιότητας και του χρόνου
ζωής των μανιταριών και πραγματοποιήθηκε επιτυχώς το αντίστοιχο πείραμα
επαλήθευσης, με τη μεγαλύτερη απόκλιση μεταξύ της πειραματικής και της
αναμενόμενης τιμής, να μην υπερβαίνει το 27%.
Περίληψη
Mushrooms are edible fungi and have been used as food since ancient times. Over
12,000 species of fungi are recognised as mushrooms and at least 2,000 species are
presented as edible mushrooms with quality characteristics. Mushrooms have great
nutritional value because they are quite rich in protein, vitamins and minerals with a
low caloric value due to their low fat content. Pleurotus Ostreatus mushrooms, are the
second most cultivated mushroom species worldwide after Agaricus bisporus.
However, fresh mushrooms are highly perishable products because they start to spoil
immediately after harvesting. Their shelf life at ambient temperature is 1 to 3 days and
at refrigerated conditions 5 to 8 days. The factors contributing to this rapid deterioration
are high moisture content, high water activity, enzyme activity, high pH and microbial
spoilage. The short shelf life of mushrooms and the rapid deterioration of their quality
significantly affects their economic and commercial value. A solution to this problem
can be found by applying some mild preservation processes, e.g. osmotic dehydration,
in order to prolong the life of mushrooms and improve the quality characteristics of the
final products.
Osmotic dehydration is a mild food treatment. Each sample is immersed in a hypertonic
solution of sugar and/or salt at relatively low temperatures. This method is used as a
pre-treatment in many processes (freezing, freeze drying, vacuum drying or air drying)
used to improve the nutritional, organoleptic and functional properties of the food
without altering its integrity.
In this experimental study, a full kinetic experiment of osmotic dehydration in
Pleurotus Ostreatus mushrooms was carried out in order to evaluate the optimal
conditions under which the process should be carried out in order to improve the quality
and shelf life of the mushrooms. The mushrooms were immersed in osmotic solution
(well stirred) of different concentrations of 30, 40 and 50% glycerol with 5% NaCl and
1.5% CaCl2. Osmotic dehydration was carried out at three different temperatures of 30,
40 and 50 °C, with a total duration of 190 min. During the osmotic treatment, changes
in water activity, water loss, solids gain, moisture content, colour, texture, salt content
were studied and evaluated the influence of key process parameters (immersion time,
temperature and osmotic medium concentration). To calculate the optimal conditions,
the Response Surface Methodology (RSM) was used to calculate the optimal conditions
using second-degree equations, whereas the experimental design was carried out using
the Box Behnken experimental design with three factors in three levels. Statistical
analysis for each response showed that all process factors significantly affected water
loss, solids gain, water activity and colour changes. Based on this method, the optimum
conditions of osmosis (temperature = 38.7 ºC, time = 130 min, concentration = 30%)
were estimated in order to improve the quality and shelf life of the mushrooms and the
corresponding verification experiment was successfully performed, with the largest
deviation between the experimental and the expected value not exceeding 27%.