Χρήση μαθηματικών μοντέλων πρόρρησης της διάρκειας ζωής τροφίμων ζωικής προέλευσης σε προσομοιώσεις θερμοκρασιακών συνθηκών στη ψυκτική αλυσίδα

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία στοχεύει στη διερεύνηση της χρήσης μαθηματικών μοντέλων για την πρόβλεψη της ανάπτυξης αλλοιογόνων μικροοργανισμών σε τρόφιμα ζωικής προέλευσης, λαμβάνοντας υπόψη θερμοκρασιακές αποκλίσεις που μπορεί να παρατηρηθούν στη διάρκεια της ψυκτικής αλυσίδας. Η πρόβλεψη της αλλοιογόνου μικροχλωρίδας σε προσομοιώσεις της ψυκτικής αλυσίδας χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο για την εκτίμηση της εναπομένουσας διάρκειας ζωής φρέσκου βόειου κιμά, συσκευασμένου σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα, προϊόν το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως υπόθεση εργασίας για την παρούσα μελέτη. Η μεθοδολογία της έρευνας βασίστηκε στην εκτενή βιβλιογραφική ανασκόπηση με σκοπό να συλλεχθούν μαθηματικά μοντέλα μικροβιακής ανάπτυξης και, στη συνέχεια, στη συλλογή και ανάλυση θερμοκρασιακών δεδομένων από χρονο-θερμοκρασιακά προφίλ, αντιπροσωπευτικά της πραγματικής ψυκτικής αλυσίδας, τα οποία αφορούν σε όλα τα στάδια της αλυσίδας από την παραγωγή έως το οικιακό ψυγείο. Ως αντικείμενο εργασίας επιλέχθηκε το προϊόν νωπού βόειου κιμά το οποίο είναι ένα προϊόν ζωικής προέλευσης με μικρή διάρκεια ζωής στο οποίο ο κύριος αλλοιογόνος παράγοντας είναι η ανάπτυξη γαλακτοβακίλλων η οποία επηρεάζεται σημαντικά από αυξομειώσεις της θερμοκρασίας που πιθανόν απαντώνται στη ψυκτική αλυσίδα. Τα δεδομένα τα οποία αξιοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία ήταν ένα μαθηματικό μοντέλο πρόβλεψης της ανάπτυξης γαλακτοβακίλλων σε νωπό βόειο κιμά συσκευασμένο σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα σύμφωνα με δημοσίευση των Vaikousi et al. (2009). Το μαθηματικό μοντέλο πρόβλεψης των γαλακτοβάκιλλων χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με χρονοθερμοκρασιακά δεδομένα της ψυκτικής αλυσίδας τα οποία ανακτήθηκαν από τη βάση δεδομένων FRISBEE Cold Chain Database. Συνολικά τριάντα επτά (37) χρονοθερμοκρασιακά προφίλ ανακτήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν ως σενάρια προσομοίωσης της ψυκτικής αλυσίδας φρέσκου βόειου κιμά. Η χρήση του μαθηματικού μοντέλου ανάπτυξης γαλακτοβακίλλων σε συνδυασμό με τα χρονοθερμοκρασιακά προφίλ επέτρεψε την εκτίμηση της εναπομένουσας διάρκεια ζωής του υπό μελέτης προϊόντος σε διάφορα στάδια της ψυκτικής αλυσίδας από την παραγωγή ως και την οικιακή αποθήκευση. Οι θερμοκρασιακές αποκλίσεις που καταγράφηκαν στα διαφορετικά στάδια της ψυκτικής αλυσίδας επηρέασαν σημαντικά διάρκεια ζωής του κιμά. Τα αποτελέσματα της μελέτης απέδειξαν ότι η χρήση επικυρωμένων μαθηματικών μοντέλων πρόβλεψης ανάπτυξης του κύριου αλλοιογόνου μικροοργανισμού σε ένα τρόφιμο μπορεί να αξιοποιηθεί ως ένα πολύτιμο εργαλείο πρόβλεψης της εναπομένουσας διάρκειας ζωής σε διάφορα στάδια της ψυκτικής αλυσίδας επιβεβαιώνοντας ότι τα μαθηματικά μοντέλα μπορούν να αξιοποιηθούν ως αποτελεσματικά εργαλεία για τη βέλτιστη διαχείριση της ψυκτικής αλυσίδας. Συμπερασματικά, η χρήση του μαθηματικού μοντέλου Arrhenius για την παρακολούθηση της μικροβιακής ανάπτυξης και της διάρκειας ζωής ευπαθών προϊόντων αποδεικνύεται πολύτιμη για την αποτελεσματική διαχείριση της ψυκτικής αλυσίδας. Επιπλέον, οι προτεινόμενες βελτιώσεις που περιλαμβάνουν αυστηρή παρακολούθηση της θερμοκρασίας και συντήρηση του εξοπλισμού ψύξης μπορούν να οδηγήσουν στη σωστή διαχείριση των ευπαθών προϊόντων και τη μείωση των απωλειών στη ψυκτική αλυσίδα.