Αξιοποίηση υπολειμμάτων παραγωγής μανιταριών
Sustainable utilization of mushroom residues
![Thumbnail](/xmlui/bitstream/handle/11400/2605/FarouposPoulisFINAL.pdf.jpg?sequence=8&isAllowed=y)
Πτυχιακή εργασία
Author
Πουλής, Σωτήριος
Φαρούπος, Αθανάσιος
Date
2022-07-19Advisor
Giannakourou, MariaKeywords
Παραπροϊόντα ; Παραπροϊόντα μανιταριών ; Ωσμωτική αφυδάτωσηAbstract
Τα παραπροϊόντα μανιταριών γίνονται όλο και περισσότερο γνωστά στην βιομηχανία των τροφίμων. Εκτός από το υψηλό ποσοστό πρωτεϊνών και βιταμινών που διαθέτουν, περιέχονται σε αυτά ιχνοστοιχεία, σημαντικές βιοδραστικές ενώσεις, μικρά ποσοστά λίπους και σακχάρων, στοιχεία που τα καθιστούν ιδανικό υποκατάστατο του κρέατος και συντελούν στον πρωταγωνιστικό ρόλο που θα κατέχουν στις καταναλωτικές προτιμήσεις στο προσεχές μέλλον. Ωστόσο, τα μανιτάρια και κατά συνέπεια τα παραπροϊόντα τους εμφανίζουν μικρή διάρκεια ζωής, λόγω της ευκολίας αλλοίωσης που τα διακρίνει. Συγκεκριμένα, τα μανιτάρια δεν δύναται να αντέξουν πάνω από 3 μέρες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, ή 8 σε συνθήκες ψύξης. Η προσδόκιμη διάρκεια ζωής του αυξάνεται με την χρήση ΜAP (Modified Atmosphere Package). Την διάρκεια ζωής τους φαίνεται να επηρεάζει το
υψηλό ποσοστό περιεκτικότητας υγρασίας, η υψηλή ενεργότητα νερού (aw), η ενζυμική δραστηριότητα, η υψηλή τιμή του pH και κάποιες μικροβιακές αλλοιώσεις. Είναι επιτακτική ανάγκη, λοιπόν, να βρεθεί τρόπος να καθυστερήσει η επερχόμενη αλλοίωση για όσο το δυνατόν περισσότερο και να διατηρηθεί η οικονομική και εμπορική ισχύς του τροφίμου. Σύμμαχος σε αυτή την προσπάθεια φαίνεται να είναι η ωσμωτική αφυδάτωση, μία ήπια διεργασία συντήρησης των τροφίμων που στοχεύει στην παράταση της ζωής τους και στην βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών τους. Η ωσμωτική αφυδάτωση είναι μία διαδικασία μεταφοράς μάζας στην οποία το εξεταζόμενο προϊόν (υψηλής περιεκτικότητας νερού) εμβαπτίζεται ολόκληρο ή τεμαχισμένο σε υπερτονικό διάλυμα, δηλαδή διάλυμα με υψηλή συγκέντρωση σε σάκχαρα ή αλάτι. Η όλη διαδικασία έχει ως στόχο την μεταφορά του νερού από το εσωτερικό του τροφίμου στο διάλυμα και την θωράκισή του.
Σκοπός της παρούσας πειραματικής μελέτης, ήταν να πραγματοποιηθεί κινητική μελέτη ωσμωτικής αφυδάτωσης σε δείγματα παραπροϊόντων μανιταριών (ρίζες) του είδους Pleurotus ostreatus. Τα παραπροϊόντα εμβαπτίστηκαν σε ωσμωτικό διάλυμα συγκεντρώσεων ολιγοφρουκτόζης (20%-40%), μαλτοδεξτρίνης (10%-30%), NaCl 5%, ασκορβικού οξέος 1,5% και νερού. Η διεργασία πραγματοποιήθηκε σε θερμοκρασίες (30°C) – (40°C) – (50°C) και τα δείγματα λαμβάνονταν και μετρούνταν στους χρόνους (0-10-20-40-60-80-100-120 λεπτών). Κατά την διαδικασία μελετήθηκαν η ενεργότητα ύδατος (aw), το ποσοστό υγρασίας, η περιεκτικότητα αλατιού, η απώλεια νερού (WL), η πρόσληψη στερεών (SG), η μεταβολή του χρώματος, της υφής ως συνάρτηση της μεταβολής της θερμοκρασίας, της συγκέντρωσης των ωσμωτικών μέσων (ολιγοφρουκτόζη – μαλτοδεξτρίνη) και του χρόνου της ώσμωσης. Με βάση τον σχεδιασμό Box – Behnken, σε ένα σύνολο 18 πειραμάτων, λάβαμε αποτελέσματα που στην συνέχεια με την βοήθεια της μεθόδου απόκρισης επιφάνειας (RSM, Response Surface Methodology) και τα κριτήρια που είχαμε θέσει (ελάχιστη aw, μέγιστη πρόσληψη στερεών και %NaCl <2.5%) στο πρόγραμμα MiniTab, εκτιμήθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες της ώσμωσης. Με τις βέλτιστες συνθήκες 40% ολιγοφρουκτόζη, 30% μαλτοδεξτρίνη, σε θερμοκρασία 50°C και χρόνο ώσμωσης 67 λεπτά εκτελέστηκε το τελικό πείραμα επαλήθευσης στο εργαστήριο, όπου τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά καθώς αναμενόμενες και πειραματικές τιμές εμφάνισαν μικρό ποσοστό σφάλματος.
Abstract
Mushroom by-products are becoming increasingly popular in the food industry. In addition to the high percentage of proteins and vitamins they contain, they also contain trace elements, important bioactive compounds, low percentages of fats and sugars, that make them an ideal substitute for meat and a leader in consumer preferences in the near future. However, mushrooms and consequently their byproducts have a short shelf life, due to the ease of deterioration that distinguishes them. In particular, mushrooms can not withstand more than 3 days at room temperature, or 8 in cooling conditions. Its life expectancy is increased by the use of MAP (Modified Atmosphere Package). Their lifespan seems to be affected by the high moisture content, the high water activity (aw), the enzyme activity, the high pH value and some microbial alterations. It is imperative, to find a way to delay the impending deterioration for as long as possible and to maintain the economic and commercial power of the food. An ally in this effort seems to be osmotic dehydration, a gentle process of preserving food that aims to prolong their life and improve their quality characteristics. Osmotic dehydration is a mass transfer process in which the test product (high water content) is immersed whole or chopped in hypertonic solution, i.e. a solution with a high concentration of sugars or salt. The whole process is aimed at transferring water from inside the food to the solution and shielding it.
The aim of the present experimental study was to perform a kinetic study of osmotic dehydration in samples of by-products of mushrooms (roots) of the species Pleurotus ostreatus. The by-products were immersed in an osmotic solution of concentrations of oligofructose (20% - 40%), maltodextrin (10% - 30%), NaCl 5%, ascorbic acid 1.5% and water. The process was carried out at temperatures of (30°C) - (40°C) - (50°C) and samples were taken and measured at times (0-10-20-40-60-80-100-120 minutes). During the process, we measured the water activity (aw), the moisture content, the salt content, the water loss (WL), the solids uptake (SG), the change of color, the texture as a function of the change of temperature, the concentration of osmotic agents (oligofructose - maltodextrin) and the time of osmosis. Based on the Box - Behnken design, in a total of 18 experiments, we
obtained results which then with the help of RSM, Response Surface Methodology and the criteria we had set (minimum aw, maximum solids gain and % NaCl < 2.5%) in the MiniTab program, the optimal osmosis conditions were estimated. With the
optimal conditions 40% oligofructose, 30% maltodextrin, at a temperature of 50°C and an osmosis time of 67 minutes the final verification experiment was performed in the laboratory, where the results were satisfactory as expected and experimental
values showed a small error rate.