Επίδραση της ωσμωτικής αφυδάτωσης και της χρήσης φυσικών εκχυλισμάτων αρωματικών φυτών στην ποιότητα και τη διάρκεια ζωής νέων προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς - Καλομοίρη, Ευφροσύνη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, 2016)
Οι αλλαγές στο σύγχρονο τρόπο ζωής συνδέονται με τις διατροφικές συνήθειες των καταναλωτών και καθορίζουν τη ζήτηση για νέα τρόφιμα, βασισμένα σε παραδοσιακά υγιεινά προϊόντα, τα οποία να εξασφαλίζουν περισσότερα οφέλη για την υγεία. Τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία τροφίµων βρίσκεται σε µια συνεχή αναζήτηση για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων, λειτουργικών και καινοτόμων προϊόντων, προκειμένου να ανταποκριθεί στις σύγχρονες και ολοένα αυξανόμενες καταναλωτικές ανάγκες και απαιτήσεις, για προϊόντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε ζάχαρη και αλάτι, με βιοδραστικά συστατικά τα οποία προάγουν την υγεία. Η ερευνητική κοινότητα έρχεται να συνεισφέρει σε αυτήν την προσπάθεια διερευνώντας την ανάπτυξη νέων διεργασιών ή τη βελτιστοποίηση διεργασιών και προϊόντων. Για την παραγωγή της επιτραπέζιας ελιάς, η πιο βασική διεργασία είναι αυτή της ζύμωσης, κατά την οποία το προϊόν εμπλουτίζεται με μεγάλη συγκέντρωση άλατος (ΝaCl). Μια πρόκληση είναι η ανάπτυξη προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε αλάτι και πιο συγκεκριμένα σε νάτριο, λόγω της σύνδεσης του με την υπέρταση και τις ρυθμιστικές λειτουργίες του ανθρώπινου οργανισμού, ενώ ταυρόχρονα θα πρέπει να εξασφαλίζεται η σταθερότητα του προϊόντος και η μακρά διάρκεια ζωής του. Η ενσωμάτωση εκχυλισμάτων από αρωματικά φυτά παρουσιάζει επίσης ένα ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον μια και η χρήση τους θα μπορούσε να λειτουργήσει θετικά δίνοντας ανώτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικα αλλά και συνεισφέροντας στη σταθερότητα των προϊόντων, βάσει της αντιοξειδωτικής αλλά και αντιμικροβιακής δράσης, από την οποία χαρακτηρίζονται τα αιθέρια έλαια και εκχυλίσματα των αρωματικών φυτών, αντίστοιχα. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάπτυξη νέων προϊόντων επιτραπέζιας ελιάς και η μελέτη της ποιότητας και διατηρησιμότητας τους. Η ανάπτυξη των νέων προϊόντων βασίστηκε στην ωσμωτική αφυδάτωση της ελιάς ως στάδιο προ-επεξεργασίας και τη ζύμωσή της με μερική υποκατάσταση του χλωριούχου νατρίου με γλουταμινικό μονονάτριο. Επίσης, μελετήθηκε η ενσωμάτωση αιθέριων ελαίων και εκχυλισμάτων από επιλεγμένα αρωματικά φυτά στο τελικό στάδιο της παστερίωσης και συσκευασίας των ελιών. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν πράσινες ελιές της ποικιλίας Χαλκιδικής που είχαν αποπικρανθεί σε διάλυμα NaOH περιεκτικότητας 1,7% w/v και φυσικές μαύρες ελιές της ποικιλίας Καλαμών. Σύμφωνα με τον πειραματικό σχεδιασμό της διπλωματικής εργασίας για τις πράσινες ελιές Χαλκιδικής πραγματοποιήθηκε ωσμωτική αφυδάτωση με ωσμωτικό διάλυμα γλυκόζης (70% w/w), πριν το στάδιο της συμβατικής ζυμώσης με NaCl (10%). Μία δεύτερη ομάδα δειγμάτων, χωρίς την εφαρμογή ωσμωτικής αφυδάτωσης, υπέστησαν ζύμωση με μερική υποκατάσταση, 15%, του χλωριούχου νατρίου (NaCl) με γλουταμινικό μονονάτριο (MSG) στο εναρκτήριο διάλυμα ζύμωσης. Σε μια τρίτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς το στάδιο της ωσμωτικής αφυδάτωσης και με συμβατική ζύμωση, ενσωματώθηκαν εκχυλίσματα και αιθέρια έλαια δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger κατά το στάδιο της παστερίωσης. Σύμφωνα με τον πειραματικό σχεδιασμό της διπλωματικής εργασίας για τις μαύρες ελιές της ποικιλίας Καλαμών πραγματοποιήθηκε ωσμωτική αφυδάτωση με ωσμωτικό διάλυμα γλυκόζης (70% w/w), πριν το στάδιο της ζυμώσης, και στη συνέχεια μοιράστηκαν σε συμβατική ζύμωση (8% NaCl) και ζύμωση με μερική υποκατάσταση 15% του NaCl με MSG. Η δεύτερη και τρίτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς την εφαρμογή ωσμωτικής αφυδάτωσης, υπέστησαν ζύμωση με δύο επίπεδα μερικής υποκατάστασης, 5 και 15%, του NaCl με MSG στο εναρκτήριο διάλυμα ζύμωσης ενώ στην τέταρτη ομάδα δειγμάτων στις ελιές με 5% υποκατάσταση ΝaCl με MSG η άλμη αναπληρωνόταν με άλμη με MSG καθόλη τη διάρκεια της ζύμωσης. Τέλος, σε μια πέμπτη ομάδα δειγμάτων, χωρίς το στάδιο της ωσμωτικής αφυδάτωσης και με συμβατική ζύμωση, ενσωματώθηκαν εκχυλίσματα και αιθέρια έλαια δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger κατά το στάδιο της παστερίωσης. Δείγματα αποθηκεύτηκαν στο θερμοκρασιακό εύρος 25-45°C. Μελετήθηκε η επίδραση των διεργασιών ωσμωτικής αφυδάτωσης, ζύµωσης και προσθήκης εκχυλισμάτων και αιθέριων ελαίων δίκταμου, δενδρολίβανου και Ginger, κατά την διάρκεια της αποθήκευσης των δειγμάτων, στο µικροβιολογικό φορτίο, τις ποιοτικές και φυσικοχηµικές ιδιότητες µαύρης και πράσινης επιτραπέζιας ελιάς. Από τον µικροβιολογικό έλεγχο που πραγµατοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης των δειγμάτων για όλα τα δείγματα επιβεβαιώθηκε ότι η διεργασία της παστερίωσης (86°C, 35 min) οδήγησε στην παραγωγή προϊόντων με αρχικό μικροβιακό φορτίο κάτω από το όριο ανίχνευσης. Κατά την μέτρηση του pH της άλμης των δειγμάτων διαπιστώθηκε ότι αυτό διατηρείται πρακτικά σταθερό με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης. Για τα δείγματα μαύρης ελιάς που είχαν ωσμωθεί και για τα δείγματα πράσινης ελιάς που είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία είχε πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG παρατηρούνται τιμές pH μεγαλύτερες του επιτρεπτού ορίου (4,3-4,4). Από την ανάλυση υφής διαπιστώθηκε ότι η σκληρότητα όλων των δειγμάτων μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Μεγαλύτερη μείωση στις τιμές σκληρότητας και επομένως υποβάθμιση της σκληρότητας του τροφίμου παρουσιάζουν τα δείγματα, τα οποία ήταν αποθηκευμένα σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC). Η ολική μεταβολή του χρώματος (ΔΕ) παρουσιάζει μεγάλη διακύμανση τιμών, γεγονός που οφείλεται στο ότι η μέτρηση του χρώματος, σε κάθε ημερομηνία δειγματοληψίας κατά την αποθήκευση, έγινε σε διαφορετικούς καρπούς ελιάς που παρουσιάζουν μεταξύ τους μεγάλη ποικιλομορφία και ανομοιογένεια, οδηγώντας σε μεγάλες διακυμάνσεις των μετρήσεων. Γενικά, η ποιοτική παράμετρος του χρώματος δεν μεταβάλλεται με το χρόνο και οι διακυμάνσεις που παρουσιάζονται, στις περισσότερες περιπτώσεις, οφείλονται στην ανομοιομορφία μεταξύ των δειγμάτων των καρπών ελιάς. Από τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών προκύπτει ότι τα δείγματα ελιάς που ήταν αποθηκευμένα σε άλμη εμπλουτισμένη με εκχυλίσματα και τα δείγματα ελιάς που ήταν αποθηκευμένα σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC) παρουσιάζουν παραπλήσιες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών με την συμβατική ελιά. Επιπλέον, τα δείγματα μαύρης ελιάς τα οποία έχουν ωσμωθεί και τα οποία έχουν ζυμωθεί σε άλμη με υποκατάσταση NaCl από MSG παρουσιάζουν μεγαλύτερες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Αντίθετα, τα δείγματα πράσινης ελιάς τα οποία έχουν ωσμωθεί και τα οποία έχουν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG παρουσιάζουν χαμηλότερες τιμές συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Η μείωση της συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών ουσιών, με την πάροδο του χρόνου, πιθανόν οφείλεται στην υδατοδιαλυτή φύση τους και σε φαινόμενα διάχυσης στην άλμη. Από τον προσδιορισμό της αλατότητας της άλμης προκύπτει ότι τόσο η διεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης όσο και η ζύμωση σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG μπορούν να συνεισφέρουν σε μικρή μείωση της περιεκτικότητας της άλμης σε Na. Η μείωση της αλατότητας από την εφαρμογή της ωσμωτικής αφυδάτωσης ή/και την υποκατάσταση του NaCl με MSG ήταν αντιληπτή και επιβεβαιώθηκε από οργανοληπτικούς ελέγχους στους οποίους τα συγκεκριμένα δείγματα βαθμολογήθηκαν χαμηλά σε σχέση με τα δείγματα αναφοράς ως προς την ένταση της αλμυρής γεύσης.Από τους οργανοληπτικούς ελέγχους προκύπτει ότι η προσθήκη εκχυλισμάτων στην άλμη της συσκευασίας μειώνει την αντίληψη της έντασης της αλμυρής γεύσης των προϊόντων, κάτι που φάνηκε να είναι αρεστό στους δοκιμαστές. Όσον αφορά την προσθήκη του αρώματος, η αντίληψη της έντασης του δίκταμου και του δενδρολίβανου ήταν χαμηλότερη από του ginger. Έτσι, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με μεγαλύτερο βαθμό την αρέσκεια των δειγμάτων που περιείχαν δίκταμο και δενδρολίβανο από τα δείγματα που περιείχαν ginger. Στα δείγματα μαύρης και πράσινης ελιάς, τα οποία είχαν ωσμωθεί και είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG, οι δοκιμαστές αντιλήφθηκαν χαμηλότερη ένταση της αλμυρής γεύσης, κάτι το οποίο ήταν αρεστό, και χαμηλότερη ένταση της όξινης γεύσης, η οποία βαθμολογήθηκε με χαμηλότερες τιμές αρέσκειας. Επιπλέον, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με χαμηλότερες τιμές την εμφάνιση των δειγμάτων αυτών των ελιών, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι οι δύο αυτές διεργασίες υποβαθμίζουν την εμφάνιση του προϊόντος. Για τα δείγματα ελιάς που είχαν ωσμωθεί και τα οποία είχαν ζυμωθεί σε άλμη στην οποία έχει πραγματοποιηθεί υποκατάσταση NaCl από MSG, οι δοκιμαστές βαθμολόγησαν με ελάχιστα μεγαλύτερες τιμές την σκληρότητα και την τραγανότητα τους συγκριτικά με την συμβατική ελιά. Τέλος, η σκληρότητα, η τραγανότητα και η συνολική οργανοληπτική αρέσκεια των δειγμάτων πράσινης και μαύρης ελιάς, τα οποία είχαν αποθηκευτεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες (35oC και 45oC), βαθμολογούνταν με όλο και χαμηλότερες τιμές από τους δοκιμαστές με την πάροδο του χρόνου αποθήκευσης και με την άνοδο της θερμοκρασίας, δηλώνοντας έτσι την ποιοτική υποβάθμιση των δεικτών αυτών. Συμπερασματικά, η μελέτη αυτή έδειξε ότι ο συνδυασμός των επιλεγμένων διεργασιών μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη επιτραπέζιων ελιών με μικρή μείωση της περιεκτικότητας NaCl, ενώ ταυτόχρονα τα προϊόντα χαρακτηρίζονται σταθερά με ανώτερα διατροφικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.