Αξιοποίηση παραπροϊόντων βιομηχανίας ροδιού
Creators: name: Καδερίδης, Κυριάκος Γ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Φλοιός ροδιού
Εκχύλιση
Ενθυλάκωση
Παραπροϊόντα πορτοκαλιού
Pomegranate peel
Extraction
Encapsulation
Orange wastes

description: Αντικείμενο της παρούσας διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου για την αξιοποίηση του φλοιού ροδιού στη βιομηχανία τροφίμων, βασισμένης σε τεχνικές εκχύλισης και ενθυλάκωσης των φαινολικών του ενώσεων. Για τον σκοπό αυτόν, έγινε συγκριτική εφαρμογή καινοτόμων τεχνικών εκχύλισης (υπέρηχοι, μικροκύματα), με στόχο τη βελτιστοποίηση της απόδοσης εκχύλισης και των ιδιοτήτων του παραγόμενου εκχυλίσματος. Παράλληλα, αναπτύχθηκε κατάλληλη μέθοδος ενθυλάκωσης του φαινολικού εκχυλίσματος χρησιμοποιώντας ένα καινοτόμο μέσο ενθυλάκωσης, τα απόβλητα χυμοποίησης πορτοκαλιού, μετά από ανάπτυξη και βελτιστοποίηση κατάλληλης επεξεργασίας. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε μελέτη της σταθερότητας του ενθυλακωμένου και μη εκχυλίσματος στις βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης και ενθυλάκωσης και ενσωμάτωσή τους σε διάφορα συστήματα τροφίμων, με σκοπό τη βελτίωση των λειτουργικών τους ιδιοτήτων, αλλά και της διατηρησιμότητάς τους. Το πρώτο μέρος της έρευνας επικεντρώθηκε στην παραλαβή φαινολικού εκχυλίσματος από φλοιούς ροδιού. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε μελέτη της ξήρανσης του φλοιού και ανάπτυξη κινητικών μοντέλων ξήρανσης. Στη συνέχεια, έγινε συγκριτική μελέτη της εκχύλισης ολικών φαινολικών με τις μεθόδους των υπερήχων και μικροκυμάτων. Στο δεύτερο μέρος της έρευνας, το φαινολικό εκχύλισμα, που προέκυψε στις βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης, ενθυλακώθηκε με ξήρανση ψεκασμού, με στόχο την αύξηση της σταθερότητάς του κατά την αποθήκευση. Εξετάστηκε η δυνατότητα αξιοποίησης των απόβλητων χυμοποίησης πορτοκαλιού ως μέσου ενθυλάκωσης. Έτσι, αναπτύχθηκε κατάλληλη διαδικασία παραλαβής υλικού τοιχώματος από παραπροϊόντα πορτοκαλιού, η οποία περιελάμβανε στάδια όπως πλύσιμο, βρασμό, ξήρανση και άλεση. Το παραχθέν προϊόν εξετάσθηκε ως προς την υγρασία, την ικανότητα συγκράτησης νερού, τις ισόθερμες ρόφησης, ενώ παράλληλα μετρήθηκε η θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσής του σε διάφορα επίπεδα υγρασίας. Στη συνέχεια, βελτιστοποιήθηκε η διαδικασία ενθυλάκωσης με ξήρανση ψεκασμού ως προς την αποτελεσματικότητα ενθυλάκωσης και την απόδοση της διεργασίας. Στο τρίτο μέρος της έρευνας, πραγματοποιήθηκε μελέτη της σταθερότητας του υγρού και ενθυλακωμένου εκχυλίσματος, κατά την αποθήκευσή τους σε επιταχυνόμενες συνθήκες (60 oC) για 40 ημέρες, με μέτρηση του φαινολικού περιεχομένου, της αντιοξειδωτικής δράσης και του χρώματος. Επιπλέον, υγρό και ενθυλακωμένο εκχύλισμα χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα σε τρία διαφορετικά συστήματα τροφίμων, ένα στερεό (μπισκότο), ένα υγρό (φυσικός χυμός) και ένα με λιπαρές ύλες (φυστικοβούτυρο), αυξάνοντας την περιεκτικότητά τους σε ολικά φαινολικά και την αντιοξειδωτική τους δράση, η οποία διατηρήθηκε σε υψηλά επίπεδα σε όλη τη διάρκεια αποθήκευσης των προϊόντων, μειώνοντας τον ρυθμό οξείδωσής τους, χωρίς να επηρεάζονται αρνητικά τα οργανοληπτικά τους χαρακτηριστικά, όπως προέκυψε μετά από κατάλληλη διαδικασία οργανοληπτικής αξιολόγησης.
description: The objective of this work was to develop a new method for pomegranate peel application in food industries based on the extraction of phenolic compounds and its subsequent encapsulation. So, two “green” techniques (ultrasound and microwave assisted extraction) were compared in order to optimize the extraction efficiency and the extract properties. Afterwards, the spray drying encapsulation of pomegranate peel phenolic extract was optimized using a new encapsulating agent from orange juice by-products as wall material. Moreover, the stability of the crude and the encapsulated extract at the optimum conditions of extraction and encapsulation was studied. In addition, the obtained extract was used as a functional component in foods. The first part of the research focused on the extraction of pomegranate peel phenolic extract. Initially, a study of pomegranate peel drying was carried out and kinetic drying models were developed. Afterwards, a comparison between microwave- and ultrasound-assisted extraction of phenolics was performed. In the second part of the study, the pomegranate peel extract obtained by ultrasound-assisted extraction at optimum conditions was encapsulated by spray drying aiming to increase its stability during storage. The potential of using orange wastes as a wall material was examined. Thus, an appropriate process for obtaining a wall material from orange by-products was developed, included steps such as washing, boiling, drying and milling. The obtained product was examined for moisture content, water holding capacity, sorption isotherms. Moreover, its glass transition temperature was determined at various moisture content levels. Afterwards, the encapsulation process was optimized for encapsulation efficiency and yield. In the third part of the research, the stability of the crude and the encapsulated at the optimum conditions phenolic extract was studied under accelerated storage conditions (60 oC for 40 days), in terms of total phenolic content, antioxidant activity and color. In addition, the obtained extract was used as a functional component in three different food systems, a solid (cookies), a liquid (fruit juice) and one with fat basis (peanut butter), increasing their total phenolic content and antioxidant activity, which was maintained at high levels throughout the shelf life of the products, reducing their oxidation rate. After sensory evaluation, the results indicated that pomegranate peel extract could be incorporated in cookies without negatively affecting texture and sensory quality.