Ενσωμάτωση εκχυλισμάτων παραπροϊόντων βιομηχανίας τροφίμων σε εδώδιμες επικαλύψεις
Authors: Λούκρη Αναστασία 
Published: January 2025

Η συσκευασία τροφίμων εξελίσσεται συνεχώς, με αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη χρήση φιλικών προς το περιβάλλον υλικών. Παράλληλα, η αξιοποίηση των παραπροϊόντων του αγροδιατροφικού τομέα, ως συστατικά για την ενίσχυση υλικών συσκευασίας αποτελεί μια ουσιαστική προσέγγιση για τη διαχείριση τους. Στο πλαίσιο αυτό, μπορούν να αξιοποιηθούν παραπροϊόντα παραγωγής και αξιοποίησης φρούτων όπως από τα κράνα. Τα υλικά συσκευασίας ενισχυμένα με βιοενεργά από παραπροϊόντα του αγροδιατροφικού τομέα μπορούν να αποτελέσουν καινοτόμες προσεγγίσεις για την αύξηση της διατήρησης των τροφίμων. Στόχος της παρούσας διατριβής, ήταν η ανάπτυξη εδώδιμης μεμβράνης από χιτοζάνη με την ενσωμάτωση εκχυλίσματος από παραπροϊόν του αγροδιατροφικού τομέα. Αρχικά, έγινε μελέτη της αξιοποίησης του παραπροϊόντος των κράνων ως πηγή κόκκινων χρωστικών. Με τη χρήση σύγχρονων αναλυτικών τεχνικών μελετήθηκε το προφίλ των ανθοκυανών από το παραπροϊόν. Παράλληλα μελετήθηκε η χρωματική συμπεριφορά των χρωστικών λόγω μεταβολής του pH, της παρουσίας ιόντων μετάλλου (Fe2+) και της β-κυκλοδεξτρίνης. Η αύξηση του pH και η παρουσία των ιόντων Fe2+, επηρέασαν την σταθερότητα των ανθοκυανών. Αντιθέτως, η β-κυκλοδεξτρίνη συνέβαλε σε αύξηση της σταθερότητας των ανθοκυανών λόγω πιθανής αλληλεπίδρασης των φαινολικών συστατικών με την υδρόφοβη κοιλότητα. Το σύστημα αυτό, β-κυκλοδεξτρίνης ανθοκυανών, μελετήθηκε σε σύστημα μη ανθρακούχου αναψυκτικού. Στη συνέχεια, διεξάχθηκε μελέτη παραλαβής ανθοκυανών, φαινολικών, λογανικού οξέος και άλλων αντιοξειδωτικών ενώσεων, με τη χρήση υδατικού διαλύματος β-κυκλοδεξτρίνης και με εφαρμογή υπερήχων. Η παρουσία της κυκλοδεξτρίνης φάνηκε να συνέβαλε σε αύξηση της παραλαβής των βιοενεργών και πιθανώς σε προστασία των ενώσεων από την έκθεση σε υπερήχους, λόγω της δράσης της ως φορέας ενθυλάκωσης. Επιπλέον, εξετάστηκε η επίδραση της προεπεξεργασίας με τη χρήση κρύου ατμοσφαιρικού πλάσματος στην παραλαβή των βιοενεργών. Η προεπεξεργασία συνετέλεσε σε αύξηση της παραλαβής, λόγω πιθανής τροποποίησης της επιφάνειας του υλικού. Παράλληλα, μελετήθηκε η βιοπροσπελασιμότητα των βιοενεργών συστατικών με μοντέλο προσομοίωσης πέψης. Με βάση τα αποτελέσματα, το αναπτυσσόμενο πρωτόκολλο συνετέλεσε σε αύξηση της βιοπροσπελασιμότητας των φαινολικών. Έπειτα, το βελτιστοποιημένο εκχύλισμα από το παραπροϊόν, χρησιμοποιήθηκε ως μέσο για τη διαλυτοποίηση της χιτοζάνης για την ανάπτυξη μεμβράνης. Για τον σκοπό αυτόν, το κιτρικό οξύ χρησιμοποιήθηκε ως μέσο οξίνισης, με στόχο την δημιουργία κατάλληλων όξινων συνθηκών για τη διαλυτοποίηση του πολυμερούς. Η παραγόμενη μεμβράνη χαρακτηρίστηκε από αυξημένη ελαστικότητα, υψηλή υδατοδιαλυτότητα και διαπερατότητα στους υδρατμούς. Λόγω της παρουσίας του εκχυλίσματος το χρώμα της μεμβράνης άλλαξε και αυξήθηκε η αντιοξειδωτική της δράση και η χρωματική ευαισθησία της ως προς πτητικές αζωτούχες ενώσεις. Ωστόσο, η σταθερότητα του χρώματος της μεμβράνης φάνηκε να επηρεάζεται αρνητικά από τη σχετική υγρασία του περιβάλλοντος κατά την συντήρηση. Τέλος, έγινε μελέτη παραγωγής εδώδιμης μεμβράνης από χιτοζάνη με τη χρήση όξινου εκχυλίσματος με τη μέθοδο της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η παραγόμενη μεμβράνη χαρακτηρίστηκε από βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες και χαμηλή υδατοδιαλυτότητα. Ωστόσο, η παραγόμενη μεμβράνη παρουσίασε μικρότερη αντιοξειδωτική δράση και χρωματική ευαισθησία ως προς πτητικές αζωτούχες ενώσεις. και χαμηλότερη σταθερότητα κατά τη συντήρηση σε διάφορα επίπεδα υγρασίας, γεγονός που μπορεί να σχετίζεται με μικρότερη παρουσία των ανθοκυανών στη τελική μεμβράνη.