Valorization of agri-food industry by-products through polyphenols applications in fruit processing
Authors: Βαρδάκας Αλέξιος 
Published: January 2024

Μεταξύ των πολυάριθμων εξελίξεων που έχουν σημειωθεί στον αγροδιατροφικό τομέα τις τελευταίες δεκαετίες, η βιωσιμότητα και η συναφής έννοια της κυκλικής οικονομίας έχουν μετατραπεί σε τομέα υψίστης σημασίας. Αν και η αποφυγή ή τουλάχιστον η ελαχιστοποίηση της απώλειας και της σπατάλης τροφίμων κατά μήκος της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι ιδιαίτερα επιθυμητή, η επεξεργασία των πρώτων υλών συνδέεται αναπόφευκτα με την εμφάνιση πλευρικών ρευμάτων, που μερικές φορές αναφέρονται και ως υποπροϊόντα (Schieber, 2017). Από τη μια πλευρά, τα φυτικά υποπροϊόντα αποτελούν σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα γιατί συχνά εμφανίζονται εποχιακά και είναι επιρρεπή σε μικροβιακή αποσύνθεση. Από την άλλη πλευρά, αποτελούν άφθονη πηγή πολύτιμων ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων των πολυφαινολών, που θα μπορούσαν να ανακτηθούν και να χρησιμοποιηθούν ως βιολογικά δραστικές ουσίες ή ως φυσικά συστατικά τροφίμων. Η υποβοηθούμενη από ένζυμα εκχύλιση πολυφαινολών θεωρείται ως μια πράσινη τεχνολογία, προσφέροντας αρκετά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους (Gligor et al., 2019).Η φράουλα είναι ένα από τα πιο σημαντικά οικονομικά είδη μούρων με παγκόσμια παραγωγή (FAOSTAT, 2021) περίπου 9 εκατομμύρια τόνους το 2019. Το ελκυστικό έντονο κόκκινο χρώμα είναι το κύριο χαρακτηριστικό ποιότητας που επηρεάζει έντονα την αποδοχή των καταναλωτών τόσο των νωπών όσο και των επεξεργασμένων φραουλών. Δυστυχώς, η επιταχυνόμενη αποικοδόμηση της χρωστικής λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της συμβατικής επεξεργασίας και αποθήκευσης λόγω της χαμηλής συνολικής περιεκτικότητας σε ανθοκυανίνες φράουλας (Clifford, 2000) και της εγγενούς ευαισθησίας τους στη θερμότητα και στο φως (Hayashi et al., 1996). Επομένως, η διατήρηση του χρώματος της φράουλας ήταν πάντα μια τεχνολογική πρόκληση. Για το λόγο αυτό, συνθετικές χρωστικές όπως το ponceau 4R (E 124) έχουν χρησιμοποιηθεί συνήθως για τη βελτίωση της οπτικής εμφάνισης των προϊόντων φράουλας. Ωστόσο, τα συνθετικά πρόσθετα απορρίπτονται όλο και περισσότερο από τους καταναλωτές, δίνοντας προτίμηση σε συστατικά φυσικής προέλευσης (Schieber, 2017). Ως εκ τούτου, η αντικατάσταση των συνθετικών χρωστικών τροφίμων από τις φυσικές αντίστοιχές τους ή/και η ανάπτυξη μεθόδων σταθεροποίησης των φυσικών χρωστικών είναι υψίστης σημασίας για την κάλυψη των απαιτήσεων των καταναλωτών. Η συν-χρωστική είναι ένας μηχανισμός σταθεροποίησης του χρώματος στον οποίο μια ανθοκυανίνη και ένα άλλο, συνήθως άχρωμο, μόριο (συν-χρωστική ουσία) σχηματίζουν 7 σύμπλοκα κυρίως με αλληλεπιδράσεις στοίβαξης π-π (Brouillard et al., 2010). Κυρίως με τις πολυφαινόλες που δρουν ως συν-χρωστικές, αυτή η βιολογική αρχή θεωρείται ότι είναι υπεύθυνη για τις χρωματικές παραλλαγές που εμφανίζονται στους ιστούς των επιδερμικών ανθέων σε ένα εύρος pH όπου οι απομονωμένες ανθοκυανίνες είναι ουσιαστικά άχρωμες (Asen et al., 1972). Ενώ η σημασία της συν-χρωματισμού για την εξέλιξη του χρώματος κατά τη διάρκεια της παλαίωσης του κόκκινου κρασιού έχει διερευνηθεί διεξοδικά (Boulton, 2001), δεν έχει ληφθεί συχνά υπόψη σε σχέση με τη σταθερότητα της ανθοκυανίνης στην επεξεργασία φρούτων. Σε αυτή τη διατριβή, αναπτύχθηκαν νέες διεργασίες για την πράσινη εκχύλιση πολυφαινολών από υποπροϊόντα της αγροδιατροφικής βιομηχανίας (ροδοπέταλα, φλοιός ρυζιού και τεπάλες σαφράν) σε πιλοτική φυτική κλίμακα. Η πολυφαινολική σύνθεση των εκχυλισμάτων παραπροϊόντων χαρακτηρίστηκε χρησιμοποιώντας αναλύσεις LC-MS. Τέλος, η σταθεροποιητική επίδραση του χρώματος των παραπροϊόντων πολυφαινολών, που δρουν ως συν-χρωστικές, αποδείχθηκε τόσο σε διαλύματα μοντέλων όσο και σε πραγματικές μήτρες τροφίμων ανθοκυανινών φράουλας.