Εφαρμογή τεχνολογίας εμποδίων για την παρασκευή προϊόντων με βελτιωμένα χαρακτηριστικά και αυξημένη διατηρησιμότητα
Implementation of hurdle technology for the generation of products with improved quality and increased shelf life
Λέξεις-κλειδιά
Ωσμωτική αφυδάτωση ; Ξήρανση ; Σύκο ; Βελτίωση ποιότητας ; Αποξηραμένα σύκαΠερίληψη
Τα σύκα, από την αρχαιότητα έως και σήμερα, αποτελούν φρούτα που καταναλώνονται ευρέως και χαίρουν μεγάλης αποδοχής από τους καταναλωτές λόγω των ευεργετικών τους ιδιοτήτων και των ιδιαίτερων οργανοληπτικών τους χαρακτηριστικών. Είναι, όμως, πολύ ευαλλοίωτα και η διάρκεια ζωής τους είναι σύντομη. Για αυτό το λόγο, υπήρχε ανέκαθεν η ανάγκη συντήρησής τους εφαρμόζοντας κάποια κατάλληλη μέθοδο. Η παραδοσιακή τεχνική συντήρησής τους είναι η ξήρανση, είτε με έκθεση στον ήλιο, είτε τεχνητά σε ξηραντήρες με ρεύμα αέρα, που επιφέρει μείωση της ενεργότητας ύδατος τους, με αποτέλεσμα την αναστολή της μικροβιακής ανάπτυξης και των αντιδράσεων υποβάθμισης. Μειονέκτημα αυτής της μεθόδου, ωστόσο, αποτελεί το γεγονός ότι επιφέρει σημαντικές μεταβολές στην υφή των σύκων, καθιστώντας τα πολύ σκληρά και πολλές φορές μη αποδεκτά από τους καταναλωτές. Λύση σε αυτό το πρόβλημα μπορεί να αποτελέσει η εφαρμογή κάποιας προεπεξεργασίας πριν την ξήρανση. Μια τέτοια προεπεξεργασία είναι η ωσμωτική αφυδάτωση, που δεν επιφέρει θερμική καταστροφή και συγκρατεί τα θρεπτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του τροφίμου σε μεγάλο βαθμό.
Λαμβάνοντας υπόψη αυτά, αντικείμενο της παρούσας ερευνητικής εργασίας αποτέλεσε η εφαρμογή της ωσμωτικής αφυδάτωσης ως προεπεξεργασίας της ξήρανσης σύκων σε ρεύμα αέρα, με σκοπό την παραγωγή ενός προϊόντος με βελτιωμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά, έναντι των συμβατικών αποξηραμένων σύκων.
Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκε πλήρες κινητικό πείραμα ωσμωτικής αφυδάτωσης σε σύκα Κύμης, προκειμένου να βρεθούν οι βέλτιστες παράμετροι στις οποίες πρέπει να λάβει χώρα η διεργασία. Σύκα Κύμης, βυθίστηκαν σε ωσμωτικό διάλυμα διαφορετικών συγκεντρώσεων (80 και 95% γλυκερόλη και συνδυασμός γλυκερόλης-ολιγοφρουκτόζης σε συγκέντρωση 40-40%) και η ωσμωτική αφυδάτωση πραγματοποιήθηκε σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες (25, 35 και 45°C) για συνολικό χρόνο 240 λεπτών, υπό ανάδευση. Μελετήθηκαν τα φαινόμενα μεταφοράς μάζας και η μεταβολή της ενεργότητας ύδατος σε κάθε περίπτωση και προέκυψε ως βέλτιστη συνθήκη επεξεργασίας η εφαρμογή της θερμοκρασίας των 45°C και η χρήση ωσμωτικού διαλύματος συγκέντρωσης 80% γλυκερόλης. Λόγω εποχικότητας και έλλειψης διαθεσιμότητας των σύκων Κύμης δεν ακολούθησε ξήρανσή τους.
Για την ξήρανση χρησιμοποιήθηκαν μαύρα σύκα Μαρκοπούλου. Εφόσον είναι διαφορετικό είδος σύκου μελετήθηκαν κάποιες βασικές συνθήκες ωσμωτικής αφυδάτωσης για να βρεθούν και σε αυτή την περίπτωση οι βέλτιστες. Η διαδικασία πραγματοποιήθηκε με τον ίδιο τρόπο, όπως στα σύκα Κύμης, και μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας επεξεργασίας (25, 35 και 45°C) και της διαφορετικής αναλογίας σύκου/διαλύματος (1/5 και 1/7), ενώ χρησιμοποιήθηκε ωσμωτικό διάλυμα 80% γλυκερόλης σε όλες τις περιπτώσεις. Ο συνολικός χρόνος ωσμωτικής αφυδάτωσης σε αυτή την περίπτωση ήταν 300 λεπτά. Προέκυψε πως μεγαλύτερη απώλεια ύδατος και πρόσληψη στερεών αλλά και μικρότερη ενεργότητα ύδατος, παρουσιάστηκε στη θερμοκρασία επεξεργασίας των 45°C, σε αναλογία σύκου/διαλύματος 1/5, για χρόνο ωσμωτικής αφυδάτωσης 90 λεπτά και χρήση ωσμωτικού διαλύματος με συγκέντρωση γλυκερόλης 80%. Αυτές αποτέλεσαν τις βέλτιστες συνθήκες της επεξεργασίας.
Προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση της ωσμωτικής αφυδάτωσης ως προκατεργασίας, σύκα Μαρκοπούλου που είχαν υποστεί ωσμωτική επεξεργασία και σύκα που δεν είχαν επεξεργαστεί, οδηγήθηκαν για ξήρανση σε ρεύμα αέρα σε θερμοκρασίες 50, 60 και 70°C και μελετήθηκε η μεταβολή της ενεργότητας ύδατός τους, της υφής και του χρώματός τους. Προέκυψε πως τα προεπεξεργασμένα σύκα παρουσίασαν πολύ μικρότερο χρόνο ξήρανσης σε σχέση με τα μη επεξεργασμένα δείγματα. Επιπλέον, εμφάνισαν πολύ πιο μαλακή υφή και βελτιωμένο χρώμα, λόγω της προκατεργασίας που είχαν υποστεί. Τέλος, αποξηραμένα δείγματα (επεξεργασμένα και μη) αποθηκεύτηκαν στους 25, 35 και 45°C για διάστημα 45 ημερών προκειμένου να μελετηθεί η μεταβολή της υφής και του χρώματός τους. Προέκυψε πως η υφή των επεξεργασμένων δειγμάτων είναι βελτιωμένη κατά την αποθήκευσή τους, ενώ υπάρχει καλή διατήρηση του χρώματος στους 25°C.
Επομένως, λαμβάνοντας υπόψη τα πειραματικά δεδομένα που προέκυψαν κατά την έρευνα, συμπεραίνεται πως η ωσμωτική αφυδάτωση μπορεί να αποτελέσει μια αποτελεσματική προκατεργασία της ξήρανσης των σύκων σε ρεύμα αέρα, καθώς μειώνει το χρόνο ξήρανσης, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας και κόστους, ενώ επιπλέον οδηγεί στην παραγωγή τελικού προϊόντος με βελτιωμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά, έναντι των συμβατικά αποξηραμένων σύκων. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς τα σύκα που χρησιμοποιήθηκαν δεν προορίζονταν για διάθεση στην αγορά (β’ διαλογής), επομένως η εφαρμογή της εν λόγω επεξεργασίας παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα για την αξιοποίηση σύκων που πιθανόν θα οδηγούνταν για απόρριψη υπό άλλες συνθήκες.
Περίληψη
Since ancient times, fig fruits have been widely consumed, as they are a commodity of great acceptance by consumers, due to their beneficial properties and distinctive sensory characteristics. However, fresh figs are highly perishable and have a very short shelf life. Thus, it is necessary to find a suitable preservation method to prolong their shelf life. Drying is figs’ traditional preservation method, and is frequently achieved either by sun drying or air-drying in a convective oven. Drying leads to a water activity decrease, resulting in the inhibition of microorganism growth and the delay of deterioration reactions. Nevertheless, drying leads to significant changes of product texture, causing hardening, resulting in decreased consumers acceptability. This can be alleviated by applying a pre-treatment prior to drying, such as osmotic dehydration (OD). OD is a non thermal processing that maintains the nutritional and quality characteristics of food to a large extent.
Taking all the above into consideration, the objective of this study concerns the implementation of OD as a pre-treatment of convectional air-drying of figs, in order to create a dried final product of improved quality, compared to that of conventionally dried figs.
In this context, fresh “Kymi” figs were submitted to OD and their mass kinetics were studied, with the purpose of finding the optimum conditions where OD should be implemented. Figs were immersed in osmotic solution of different concentrations (80 and 95% glycerol and combination of glycerol-oligofructose in concentration of 40-40%). OD was performed in three different temperatures (25, 35 and 45°C) for a total time of 240 minutes, while stirring. Mass transfer phenomena and changes in water activity values were studied in each case. Results showed that the optimum process conditions are: 45°C temperature and 80% glycerol concentration in the osmotic solution. Due to the non availability of “Kymi” figs, due to their short seasonal harvest, subsequent drying was not applied for this species.
Drying was performed using figs of the culture “Black Markopoulo figs”. Since this fig variety is different, OD had to be applied in some conditions, in order to define which is the optimum for this species. The OD process was performed in the same way as “Kymi” figs and the effect of different temperatures (25, 35 and 45°C) and different fig to solution mass ratio (1/5 and 1/7) was studied. In all cases, the osmotic solution consisted of 80% glycerol and total time of the OD process was 300 minutes. Higher water loss, solid gain, and water activity decrease, occurred at the temperature of 45°C, fig/solution mass ratio of 1/5, total time of 90 minutes and osmotic solution of 80% glycerol concentration. These were the optimal processing conditions for “Markopoulo” figs.
In order to evaluate the effect of the OD pre-treatment, OD pre-treated and non pre-treated “Markopoulo” figs were submitted air-drying in a convective oven at temperatures of 50, 60 and 70°C. The changes in their water activity values, texture and color parameters were studied. It occurred that drying time of OD pre-treated figs was shortened compared to the non pre-treated samples. Furthermore, softer texture and improved color was achieved due to the pre-treatment. Finally, pre-treated and non pre-treated samples were stored at 25, 35 and 45°C for 45 days in order to examine the texture and color changes that take place during storage. Pre-treated samples showed improved texture during storage, while at 25°C color was also maintained.
Therefore, taking into account the results obtained during this research, it can be concluded that osmotic dehydration can be an effective pre-treatment in figs air-drying, since it substantially shortens drying time, resulting in saving energy and cost, while also improves the quality characteristics of the final dried product. This is particularly important, as the figs used were not intended for placing on the market, so the implementation of this processing presents significant advantages for the utilization of figs that would probably be discarded under other circumstances.
Αριθμός σελίδων
191Σχολή
Σχολή Επιστημών ΤροφίμωνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας ΤροφίμωνΤίτλος Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών
Καινοτομία, Ποιότητα και Ασφάλεια ΤροφίμωνΓλώσσα
Ελληνικά
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές