Βιοδιεργασίες στην παραγωγή προβιοτικών γαλακτοκομικών προϊόντων με ακινητοποιημένα γαλακτικά βακτήρια σε πριβιοτικούς φορείς
Authors: Τέρπου Αντωνία 
Published: September 2021

Στο εισαγωγικό μέρος της διδακτορικής διατριβής δίνονται στοιχεία που αφορούν στο γάλα, στα ζυμωμένα γαλακτοκομικά προϊόντα, στα νέα τρόφιμα, στις μεθόδους ακινητοποίησης κυττάρων μικροοργανισμών, τους πριβιοτικούς φορείς ακινητοποίησης και τη λυοφιλίωση ως μέθοδο συντήρησης των μικροοργανισμών. Επίσης, γίνεται αναφορά στις κατηγορίες των γαλακτοκομικών προϊόντων καθώς και στις μικροβιολογικές και βιοχημικές μεταβολές κατά την ωρίμανσή τους, τις αρχικές καλλιέργειες που χρησιμοποιούνται καθώς και τη συμβολή τους στην ανάπτυξη του αρώματος. Ο κύριος στόχος της διατριβής αυτής ήταν η παραγωγή νέων λειτουργικών γαλακτοκομικών προϊόντων με ενισχυμένα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά και προβιοτικό χαρακτήρα για βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων αυτών καθώς και της υγείας του καταναλωτή. Σε αυτό το πλαίσιο, μελετήθηκε η παραγωγή προβιοτικών λευκών τυριών άλμης, προβιοτικών γιαουρτιών και προβιοτικού ξινογάλακτος με χρήση γαλακτικών βακτηρίων ακινητοποιημένων σε πριβιοτικούς φορείς. Οι φορείς ακινητοποίησης που χρησιμοποιήθηκαν ήταν διάφορα δημητριακά (απολιγνινοποιημένοι ή μη φλοιοί σιταριού, καλαμπόκι), όσπρια (φάβα) και καρποί ιπποφαούς οι οποίοι χρησιμοποιούνται πρώτη φορά ως υποστρώματα ακινητοποίησης προβιοτικών μικροοργανισμών. Οι ακινητοποιημένοι βιοκαταλύτες λυοφιλιώθηκαν δίχως τη χρήση κρυοπροστατευτικών και έπειτα χρησιμοποιήθηκαν προς παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων. Για την παρασκευή των προβιοτικών γαλακτοκομικών προϊόντων επιλέχθηκε η χρήση του προβιοτικού στελέχους L. casei ATCC 393. Επίσης, στα εργαστήρια του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης έγινε απομόνωση και μοριακή ταυτοποίηση ενός νέου στελέχους δυνητικώς προβιοτικού γαλακτικού βακτηρίου (L. paracasei K5) και ακολούθησε η ακινητοποίηση του σε απολιγνινοποιημένο φλοιό σιταριού και η χρήση του στην παραγωγή λευκού τυριού άλμης. Τα γαλακτοκομικά προϊόντα που παρήχθησαν μελετήθηκαν ως προς τα αρωματικά, φυσικοχημικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά τους καθώς και ως προς την μικροβιολογική τους σταθερότητα. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση του εκάστοτε βιοκαταλύτη ως προς τον προβιοτικό χαρακτήρα των παραγόμενων γαλακτοκομικών προϊόντων. Τέλος, αξιολογήθηκε η συνεχής παραγωγή προβιοτικού γιαουρτιού και ξινογάλακτος με χρήση ακινητοποιημένων κυττάρων σε απολιγνινοποιημένους φλοιούς σιταριού σε σύστημα pilot plan. Μελετήθηκαν τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των προϊόντων και ιδιαίτερα η επίδραση της διεργασίας στα αρωματικά συστατικά των προϊόντων έτσι ώστε να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες παραγωγής σε συνδυασμό με την υψηλή ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων. Στο πειραματικό μέρος της διδακτορικής διατριβής αναφέρονται οι μέθοδοι παραγωγής των προϊόντων και οι μέθοδοι και οι αναλυτικές τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για τη παρακολούθηση αναλυτικών παραμέτρων των γαλακτοκομικών προϊόντων. Διαπιστώθηκε η καταλληλότητα του εκάστοτε ακινητοποιημένου βιοκαταλύτη ως προς τη πρόσδοση εξαιρετικών οργανοληπτικών χαρακτηριστικών στα παραγόμενα γαλακτοκομικά προϊόντα. Το ιπποφαές, που αποτέλεσε υπόστρωμα ακινητοποίησης περιείχε αυξημένη συγκέντρωση τερπενίων, που λόγω της αντιμικροβιακής τους δράσης προστατεύουν από αλλοίωση τα παραγόμενα προϊόντα. Μελετήθηκε η παραγωγή γιαουρτιών και ξινογάλακτος με τη χρήση ελεύθερων και ακινητοποιημένων κυττάρων L. casei σε απολιγνινοποιημένους και μη φλοιούς σιταριού. Τα υψηλά ποσοστά επιβίωσης των ακινητοποιημένων κυττάρων L. casei (>107) προσδίδουν στα παραγόμενα δείγματα γιαουρτιού και ξινογάλακτος τον χαρακτηρισμό προβιοτικού τροφίμου. Προβιοτικά επίσης χαρακτηρίζονται τα τυριά τύπου Φέτας που παρασκευάστηκαν με χρήση ακινητοποιημένων κυττάρων L. casei σε καρπούς ιπποφαούς, καλαμπόκι, φάβα, φλοιούς σιταριού και απολιγνινοποιημένους φλοιούς σιταριού. Δυνητικά προβιοτικά χαρακτηρίζονται τα τυριά άλμης που παρασκευάστηκαν με χρήση ακινητοποιημένων κυττάρων Lactobacillus paracasei Κ5 σε απολιγνινοποιημένους φλοιούς σιταριού. Όλα τα παραγόμενα προϊόντα παρουσίασαν καλά φυσικοχημικά, αρωματικά, οργανοληπτικά και μικροβιολογικά χαρακτηριστικά, με πλήρη απουσία παθογόνων μικροοργανισμών κατά τη διάρκεια αποθήκευσής τους για 30 ημέρες (4°C). Τέλος, η συνεχής παραγωγή προβιοτικού γιαουρτιού και ξινογάλακτος έδωσε ελπιδοφόρα αποτελέσματα για την βιομηχανική εφαρμογή της τεχνολογίας αυτής με παράλληλη αξιοποίηση του τυρογάλακτος ως υποστρώματος ανάπτυξης και ακινητοποίησης των αρχικών ακινητοποιημένων βιοκαταλυτών.