Συγκριτική μελέτη φυτικών ροφημάτων με φασματοσκοπία υπερύθρου και χρωματομετρία
Comparative study of plant-based milk beverages using ATR-FTIR spectroscopy and colorimetry
Πτυχιακή εργασία
Συγγραφέας
Αθανασοπούλου, Στρατονίκη
Ημερομηνία
2024-07-19Επιβλέπων
Σινάνογλου, ΒασιλείαΛέξεις-κλειδιά
Φυτικά ροφήματα ; Φασματοσκοπία IR ; Χρωματομετρία ; Δευτεροταγής δομή πρωτεϊνών ; ΜικροσκόπησηΠερίληψη
Η αναζήτηση εναλλακτικών ροφημάτων των ζωικών, από τους καταναλωτές, έχει αυξηθεί ιδιαίτερα. Η αγορά των φυτικών ροφημάτων παρουσιάζει ραγδαία αύξηση ενώ δεν έχουν πραγματοποιηθεί επαρκείς επιστημονικές μελέτες για αυτά. Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε έρευνα των φυτικών ροφημάτων που κυκλοφορούν στην ελληνική αγορά, καταγραφή των συστατικών και της διατροφικής τους σύστασης και συγκριτική μελέτη αυτών, με την χρήση ενόργανων μεθόδων και συγκεκριμένα, φασματοσκοπίας υπερύθρου, χρωματομετρίας και μικροσκόπησης. Η μελέτη των παραμέτρων του χρώματος, υπέδειξε την συσχέτιση του εμπλουτισμού με πρωτεϊνες, μέταλλα και βιταμίνες με αυξημένη, θετική τιμή στην παράμετρο b*, η οποία υποδηλώνει το κίτρινο χρώμα, ενώ σημαντικό ρόλο διαδραματίζει και η περιεκτικότητα του λίπους. Τα ροφήματα με βάση την σόγια και την βρώμη και τον αρακά, παρουσίασαν πιο κίτρινο χρώμα, συγκριτικά με τα υπόλοιπα ροφήματα που εξετάστηκαν, ενώ φωτεινότερα ροφήματα, δηλαδή με υψηλότερη τιμή της παραμέτρου L*, αναδείχθηκαν, με μικρή διαφορά, τα ροφήματα με βάση την σόγια το ρύζι και το αμύγδαλο. Στην φασματοσκοπία υπερύθρου, παρατηρήθηκε έντονη απορρόφηση στις ζώνες απορρόφησης των δονήσεων δεσμών που σχετίζονται με τις πρωτεΐνες (3300 cm-1 – 3270 cm-1 και 1638 cm-1 ως 1112 cm-1 ) , στα ροφήματα σόγιας, αρακά και αμυγδάλου, των οποίων η πρώτη ύλη έχει υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες. Τα ροφήματα καρύδας, σόγιας και αμυγδάλου, παρουσίασαν έντονη απορρόφηση στης ζώνες απορρόφησης των δονήσεων δεσμών που σχετίζονται με το λίπος (3010 cm-1, 2923 cm-1, 2856 cm-1, 1746 cm-1), ενώ δεν παρατηρήθηκε διαφοροποίηση στην ένταση των απορροφήσεων στις ζώνες που αποδίδονται στους υδατάνθρακες. Η μελέτη της δευτεροταγούς δομής των πρωτεϊνών, υπέδειξε την πιθανώς αυξημένη πεπτικότητα των πρωτεϊνών στα ροφήματα ρυζιού και καστανού ρυζιού, ενώ μειωμένη εμφανίστηκε στα ροφήματα με υψηλό πρωτεϊνικό περιεχόμενο, όπως τα ροφήματα με βάση τη σόγια και τον αρακά, τα οποία εμφανίζουν το υψηλότερο ποσοστό της δομής β-παράλληλου φύλλου και χαμηλότερη αναλογία α-έλικας προς β-παράλληλο φύλλο. Τέλος, η μικροσκόπηση των δειγμάτων, ανέδειξε διαφοροποίηση των ροφημάτων που δεν περιέχουν σάκχαρα και ροφημάτων τα οποία περιέχουν πρόσθετα και τεχνολογικά βοηθήματα, τα οποία εμφάνισαν πυκνότερη δομή, συγκριτικά με τα υπόλοιπα ροφήματα.
Περίληψη
The search for alternative beverages to animal-based ones by consumers has significantly increased. The market for plant-based beverages is experiencing rapid growth, yet there have not been sufficient scientific studies conducted on them. In the present study, an investigation was conducted on plant-based beverages available in the Greek market, recording their ingredients and nutritional composition, and a comparative study of these was carried out using instrumental methods, specifically infrared spectroscopy, colorimetry, and microscopy. The study of color parameters indicated that enrichment with proteins, minerals, and vitamins is associated with an increased positive value in the b* parameter, which indicates yellow color, while fat content also plays a significant role. Beverages based on soy, oats, and peas showed a more yellow color compared to the other beverages examined, while the lightest beverages, i.e., with a higher L* value, were found to be, with a slight difference, soy, rice, and almond-based beverages. In infrared spectroscopy, intense absorption was observed in the absorption bands of bond vibrations related to proteins (3300 cm-1 – 3270 cm-1 and 1638 cm-1 to 1112 cm-1) in soy, pea, and almond beverages, whose raw materials have high protein content. Coconut, soy, and almond beverages showed intense absorption in the absorption bands of bond vibrations related to fat (3010 cm-1, 2923 cm-1, 2856 cm-1, 1746 cm-1), while no differentiation was observed in the intensity of absorption in the bands attributed to carbohydrates. The study of the secondary structure of proteins indicated the increased digestibility of proteins in rice and brown rice beverages, while it appeared reduced in beverages with high protein content, such as soy and pea-based beverages, which exhibit the highest proportion of β-sheet structure and a lower α-helix to β-sheet ratio. Finally, microscopy of the samples highlighted differentiation between beverages that do not contain sugars and those that contain additives like emulsifiers, which showed a denser structure compared to the other beverages.