Μελέτη της επίδρασης της υπερυψηλής υδροστατικής πίεσης στα χαρακτηριστικά και σε παράγοντες ωρίμανσης λευκού τυριού τύπου Φέτας. - Καρρά, Ζωή (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, 2016)
Τα γαλακτοκομικά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένου του τυριού, αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της διατροφής πολλών ανθρώπων, λόγω της υψηλής διατροφικής του αξίας. Ο κλάδος της βιομηχανίας γαλακτοκομικών προϊόντων παρουσιάζει σταθερή ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια στη χώρα μας. Η παραγωγή των περισσότερων ποικιλιών τυριού όπως είναι το ελληνικό παραδοσιακό τυρί Φέτα, αποτελείται από διάφορα στάδια, το σημαντικότερο εκ των οποίων, για την τελική ποιότητά τους είναι εκείνο της ωρίμανσης. Κατά το στάδιο αυτό, λαμβάνουν χώρα πολύπλοκες μεταβολικές αντιδράσεις που καθορίζουν τα τελικά φυσικοχημικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του προϊόντος. Η ωρίμανση, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η χρησιμοποιούμενη καλλιέργεια, η πυτιά, το προστιθέμενο αλάτι, η ποιότητα του γάλακτος, καθώς και οι συνθήκες και ο χρόνος συντήρησης του κατά την ωρίμανση, οι οποίοι δρουν συνεργιστικά. Ο χρόνος αποθήκευσης κατά την ωρίμανση αποτελεί παράγοντα σημαντικής οικονομικής επιβάρυνσης για τη βιομηχανία. Γι’ αυτό, επιδιώκεται η μείωση της περιόδου ωρίμανσης, χωρίς επιβάρυνση στην ποιότητα του προϊόντος. Με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία, μία από τις μεθόδους που δυνητικά επιταχύνουν την ωρίμανση, προσδίδοντας και βελτιωμένα χαρακτηριστικά στο τυρί είναι η μέθοδος της Υπερυψηλής Υδροστατικής Πίεσης (ΥΠ). Στόχος της έρευνας που πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της Υπερυψηλής Υδροστατικής Πίεσης σε βασικά χαρακτηριστικά και σε παράγοντες ωρίμανσης λευκού τυριού τύπου Φέτας μετά από εφαρμογή της τεχνολογίας αυτής είτε στο ίδιο το προϊόν, είτε στην καλλιέργεια-εκκίνησης που προστίθεται κατά την τυροκόμηση. Η μέθοδος εφαρμόστηκε με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Στα δείγματα που αναφέρονται ως HPA, μέρος της καλλιέργειας-εκκίνησης που προστέθηκε κατά την τυροκόμηση επεξεργάστηκε με ΥΠ σε πίεση 200 MPa, θερμοκρασία 20οC και χρόνο 20 min. Όσον αφορά τα δείγματα HPB παρασκευάστηκαν με πλήρως επεξεργασμένη με ΥΠ καλλιέργεια-εκκίνησης (ίδιες συνθήκες επεξεργασίας) και τέλος όσον αφορά στα δείγματα που κωδικοποιούνται ως HPC επεξεργάστηκε με ΥΠ το ίδιο το τυρί στο τέλος της φάσης προωρίμανσής του. Για σύγκριση των χρησιμοποιούμενων τρόπων επεξεργασίας παρασκευάστηκαν δείγματα αναφοράς (Control), η κατασκευή των οποίων ακολούθησε την κλασσική μέθοδο παραγωγής της Φέτας. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν τόσο αντικειμενικοί όσο και οργανοληπτικοί. Συνοπτικά πραγματοποιήθηκε μελέτη στις εξής παραμέτρους: μικροβιολογικός έλεγχος, pH, ανάλυση υφής (σκληρότητα, προσκολλησιμότητα, ελαστικότητα, συνεκτικότητα), έλεγχος ολικών λιπαρών, πρωτεϊνών, περιεχόμενη υγρασία, ανόργανο περιεχόμενο, αλατότητα, ενεργότητα νερού, χρώμα και τέλος οργανοληπτική αξιολόγηση. Ακόμη, για την παρακολούθηση της πρωτεόλυσης (βασική αντίδραση κατά την ωρίμανση) πραγματοποιήθηκε προσδιορισμός του υδατοδιαλυτού αζώτου (SN), του διαλυτού σε 12% τριχλωροξικό οξύ (TCA-SN), το διαλυτό σε 5% φωσφοβολφραμικού οξέος (PTA-SN) καθώς και του ολικού αζώτου (TN) των δειγμάτων λευκού τυριού τύπου Φέτας. Οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν σε χρόνους ωρίμανσης 0 έως και 90 ημέρες. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν επεξεργάστηκαν, παρουσιάστηκαν σχηματικά και υποβλήθηκαν σε ανάλυση κύριων συνιστωσών (ΑΚΣ) για την περαιτέρω ανάλυση της επίδρασης του χρόνου ωρίμανσης και των μεθόδων επεξεργασίας στα χαρακτηριστικά των δειγμάτων λευκού τυριού τύπου Φέτας. Τα αποτελέσματα του οργανοληπτικού ελέγχου επεξεργάστηκαν με τις κατάλληλες στατιστικές μεθόδους. Στην περίπτωση των δειγμάτων HPC, το τυρί παρουσίασε μειωμένη σκληρότητα σε σχέση με τα υπόλοιπα δείγματα, καθώς η επεξεργασία του τυριού με ΥΠ οδήγησε σε αύξηση της ικανότητας συγκράτησης νερού. Ειδικότερα, το δείγμα αυτό παρουσίασε σκληρότητα μειωμένη κατά 46,3% συγκριτικά με το δείγμα αναφοράς στο τέλος της ωρίμανσης (t=90 days). Όσον αφορά τα αποτελέσματα της οργανοληπτικής αξιολόγησης, η γεύση του δείγματος κυμάνθηκε σε παρόμοια επίπεδα με εκείνα του δείγματος αναφοράς, ωστόσο στη συνιστώσα της πικρότητας παρουσίασε αρκετά χαμηλότερο σκορ από αυτά. Επίσης το δείγμα αυτό, παρουσίασε λίγες μηχανικές τομές λόγω της επεξεργασίας του τυριού με ΥΠ. Ακόμη, εμφάνισε υψηλότερα ποσοστά αλατότητας τόσο στον αντικειμενικό έλεγχο όσο και στην οργανοληπτική αξιολόγηση, ενώ ελάχιστες διαφορές παρουσιάστηκαν σε σχέση με το δείγμα αναφοράς σε φυσικοχημικά χαρακτηριστικά όπως το pH, το ανόργανο περιεχόμενο και η ενεργότητα νερού. Ιδιαίτερη σημασία έχει το γεγονός ότι στο δείγμα αυτό υπάρχει μια μικρή διαφοροποίηση στα λιπαρά, καθώς παρουσιάζει το μικρότερο ποσοστό. Τέλος, με βάση τους πρωτεολυτικούς δείκτες εμφάνισε σε σχέση με το δείγμα αναφοράς, σχετική επιτάχυνση της ωρίμανσης, με υψηλότερο ποσοστό SN/TN% και PTA-SN% κατά 4,6%, και 0,22%, αντίστοιχα, σε σχέση με το δείγμα αναφοράς στις 90 ημέρες ωρίμανσης. Όσον αφορά το δείγμα HPB, εμφάνισε βελτιωμένα οργανοληπτικά και φυσικοχημικά χαρακτηριστικά. Πιο συγκεκριμένα, επέδειξε βελτιωμένη γεύση και οσμή, μεγαλύτερη σκληρότητα συγκριτικά με το δείγμα Control (αυξημένη κατά 49,4% στις ενενήντα ημέρες), ελάχιστες τομές στη μάζα του τυριού καθώς και μείωση της μεταβολής του χρώματος με το χρόνο ωρίμανσης. Ακόμη παρουσίασε, μαζί με το HPA, τα βέλτιστα αποτελέσματα στη μείωση της πικρής γεύσης που συναντάται στη Φέτα (αποτελέσματα οργανοληπτικής αξιολόγησης). Αυτό συνέβη πιθανώς, επειδή η ΥΠ ενεργοποιεί ένζυμα των βακτηρίων-εκκινητών που συμβάλλουν στην περαιτέρω αποικοδόμηση σχηματιζόμενων πεπτιδίων στα οποία αποδίδεται το χαρακτηριστικό αυτό, γνωστά ως bitter peptides. Μη σημαντικές διαφορές υπήρξαν σε φυσικοχημικά χαρακτηριστικά όπως τα λιπαρά, η υγρασία, η ενεργότητα νερού και το ανόργανο περιεχόμενο σε σχέση με τα υπόλοιπα δείγματα. Επίσης, παρουσίασε μειωμένη περιεκτικότητα σε αλάτι. Με βάση τους πρωτεολυτικούς δείκτες, πραγματοποιήθηκε η ταχύτερη ωρίμανση συγκριτικά με τα υπόλοιπα δείγματα, δηλαδή το δείγμα περιείχε το μεγαλύτερο ποσοστό των κλασμάτων αζώτου σε μικρότερο χρόνο ωρίμανσης, με υψηλότερο ποσοστό SN/TN%, TCA-SN% και PTA-SN% κατά 2,75%, 6,74% και 1,27%, αντίστοιχα, σε σχέση με το δείγμα αναφοράς στις 90 ημέρες ωρίμανσης. Στην περίπτωση του δείγματος HPA, προέκυψαν τα πιο βελτιωμένα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Το συγκεκριμένο δειγμα εμφάνισε το υψηλότερο σκορ στη δομή, στην εμφάνιση-χρώμα, αλλά και στη γεύση. Ειδικότερα για τη γεύση, όπως αναφέρθηκε και στην περίπτωση του δείγματος HPB, μειώθηκε σημαντικά η πικρή αίσθηση. Όσον αφορά τις αντικειμενικές μετρήσεις, το χρώμα εμφανίστηκε πιο λευκό με μικρότερη μεταβολή με το χρόνο, ενώ εμφάνισαν υψηλότερες τιμές σκληρότητας (αυξημένη σκληρότητα κατά 169,5% από το δείγμα αναφοράς). Ταχύτερη ωρίμανση από τα δείγματα Control και HPC επιτεύχθηκε και σε αυτήν την περίπτωση, με υψηλότερα ποσοστά SN/TN%, TCA-SN%, PTA-SN% κατά 6,45%, 5,72% και 0,49%, αντίστοιχα, σε σχέση με το δείγμα αναφοράς στις 90 ημέρες ωρίμανσης. Συνεπώς, με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα έρευνα η επεξεργασία με χρήση της Υπερυψηλής Υδροστατικής Πίεσης φαίνεται να συμβάλλει θετικά στην επιτάχυνση της πρωτεόλυσης, μία εκ των βασικότερων βιοχημικών μεταβολών κατά την ωρίμανση των τυριών και στη βελτίωση της γεύσης και οσμής του τυριού και ειδικότερα στη μείωση της πικρής αίσθησης. Ακόμη, η χρήση της ΥΠ στην καλλιέργεια αύξησε τη σκληρότητα του τυριού. Φάνηκε τέλος, πως με εφαρμογή της μεθόδου στην καλλιέργεια-εκκίνησης προέκυψαν τελικά προϊόντα με παρόμοια οργανοληπτικά χαρακτηριστικά με εκείνα της Φέτας, συγκριτικά με το τελικό προϊόν που προέκυψε με χρήση της ΥΠ στο ίδιο το τυρί το οποίο εμφάνισε διαφορετικά δομικά χαρακτηριστικά.