Έλεγχος ποιότητας και αξιοποίηση του πλούσιου σε ενώσεις με αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή δράση αιθερίου ελαίου της δάφνης (Laurus nobilis, L) στη βιομηχανία της επιτραπέζιας ελιάς
Creators: name: Παπαποστόλου, Μαρία Π.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Laurus nobilis
Δάφνη
Αιθέριο έλαιο
Φασματοσκοπία ft-ir
Gc-ms
Χημειομετρία
Βοτανική προέλευση
Μεθυλοευγενόλη
Ευγενόλη
Ικανότητα δέσμευσης ελευθέρων ριζών
Επιτραπέζιες ελιές Ισπανικού τύπου
Ρίγανη
Μελισσόχορτο
Αρωματισμένο ελαιόλαδο
Συντήρηση επιτραπέζιας ελιάς μειωμένης περιεκτικότητας σε νάτριο
Μεθοδολογία επιφάνειας-απόκρισης
Οργανοληπτική αξιολόγηση
Bay laurel
Essential oil
Ft-ir spectroscopy
Chemometrics
Botanical origin
Methyl eugenol
Eugenol
Radical scavenging
Spanish style table olives
Oregano
Lemon balm
Flavored olive oil
Reduced-salt table olive preservation
Response surface methodology
Sensory evaluation

description: Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελείται από τρεις ενότητες. Ενότητα α. Τα τελευταία χρόνια, η μη στοχευμένη προσέγγιση για την εξεύρεση του “αποτυπώματος” φυτικών εκχυλισμάτων και αιθερίων ελαίων (αε) με χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier (ft-ir) γίνεται ολοένα και πιο δημοφιλής, καθώς επιτρέπει τη γρήγορη και «πράσινη» αξιολόγηση της ποιότητας αυτών. Δεδομένου ότι οι σχετικές μελέτες για το αε του φυτού Laurus nobilis L. (δάφνη) είναι περιορισμένες, κρίθηκε σκόπιμη η διερεύνηση της διαγνωστικής ικανότητας του “ft-ir αποτυπώματος” του αε προκειμένου να αξιολογηθεί η βοτανική του προέλευση. Αξιοποιήθηκε ένα σύνολο φασματοσκοπικών δεδομένων αναφοράς αε δάφνης που περιλάμβανε σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την υπάρχουσα ενδο-ειδική διακύμανση. Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε προεπεξεργασία και pca. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν με σκοπό την εξαγωγή ενός μοντέλου μίας τάξης μέσω της μεθοδολογίας simca. Η επικύρωση του μοντέλου πραγματοποιήθηκε με μία σειρά εμπορικών αε δάφνης και άλλων αε με άγνωστο ιστορικό παραγωγής. Η διαγνωστική αξία των επιλεγμένων φασματικών ζωνών αξιολογήθηκε με χρησιμοποίηση gc-fid και gc-ms δεδομένων. Τα ευρήματα υποστηρίζουν τη θεώρηση της ft-ir τεχνικής ως μίας «πράσινης» αναλυτικής τεχνικής για τον ποιοτικό έλεγχο αυτών των πολύτιμων προϊόντων που συχνά νοθεύονται. Η συνεχής αξιολόγηση της απόδοσης του μοντέλου κρίνεται απαραίτητη για τη διασφάλιση της εγκυρότητάς του στο χρόνο. Ενότητα β. Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλότερη συγκέντρωση της μεθυλοευγενόλης σε σύγκριση με αυτή της ευγενόλης στο αε δάφνης και τα περιορισμένα πειραματικά δεδομένα για την ικανότητα δέσμευσης ελευθέρων ριζών από αυτό, πρότυπες σχετικές ενώσεις και αεριοχρωματογραφικώς χαρακτηρισμένα αε δάφνης εξετάστηκαν ως προς την ικανότητά τους να δεσμεύουν τη dpph•. Οι στατιστικές προσεγγίσεις που εφαρμόστηκαν, συντελεστής συσχέτισης pearson και πολυμεταβλητή ανάλυση παλινδρόμησης μερικών ελαχίστων τετραγώνων, ανέδειξαν τη θετική συνεισφορά και των δύο ενώσεων στη δραστικότητα του αε. Με βάση τα παραπάνω, η μεθυλοευγενόλη και η ευγενόλη ενδέχεται να εμφανίζουν αντιοξειδωτική δράση μέσω μηχανισμού δέσμευσης ελευθέρων ριζών, λόγω απόδοσης αλλυλικού ατόμου υδρογόνου ή/και απόδοσης υδρογόνου της -oh ομάδας. Ωστόσο, είναι πιθανό άλλες να είναι οι κύριες οδοί για την εκδήλωση της αντιοξειδωτικής δράσης του συγκεκριμένου αε στα τρόφιμα. Ενότητα γ. Η αναδιαμόρφωση των διεργασιών για την παραγωγή ζυμούμενων προϊόντων σε άλμη είναι ένα πεδίο έρευνας με προκλήσεις. Στην κατεύθυνση της προσπάθειας για την καθιέρωση της επιτραπέζιας ελιάς ως υγιεινό τρόφιμο, κρίθηκε σκόπιμη η μελέτη της πιθανής αξιοποίησης αρωματισμένου με αε παρθένου ελαιολάδου, ως μέσο συντήρησης της πράσινης επιτραπέζιας ελιάς ποικιλίας Χαλκιδική, που έχει υποστεί μείωση της περιεκτικότητας σε νάτριο. Για το σχεδιασμό του πειράματος και την αξιολόγηση των πειραματικών δεδομένων αξιοποιήθηκε η μεθοδολογία επιφάνειας-απόκρισης. Ως ανεξάρτητες μεταβλητές ορίστηκαν οι συγκεντρώσεις των αε που χρησιμοποιήθηκαν (δάφνης, μελισσόχορτου, ρίγανης) και ο χρόνος αποθήκευσης σε συσκευασία υπό κενό. Μικροβιολογικές παράμετροι, παράμετροι χρώματος και η υφή της ελιάς χρησίμευσαν ως εξαρτημένες μεταβλητές (αποκρίσεις). Τα μοντέλα που προέκυψαν έδειξαν ότι κάθε αε άσκησε στοχευμένη αντιμικροβιακή δράση για τη διατήρηση της μικροβιολογικής σταθερότητας του προϊόντος με μειωμένη αλατοπεριεκτικότητα. Ταυτόχρονα, τα σχετικά με την εμφάνιση χαρακτηριστικά φάνηκαν να διατηρούνται σε επιθυμητές τιμές. Το αε ρίγανης έδρασε ενάντια στα παθογόνα μικρόβια. Τα αε μελισσόχορτου και δάφνης βρέθηκαν να επιδρούν στον πληθυσμό των ζυμών. Τα αποτελέσματα είναι ελπιδοφόρα για τη χρήση του αρωματισμένου παρθένου ελαιολάδου ως μέσο συντήρησης στην παραγωγή εξατομικευμένων συσκευασιών επιτραπέζιας ελιάς με μειωμένη περιεκτικότητα σε νάτριο. Η οργανοληπτική αξιολόγηση του προϊόντος έδειξε την ανάγκη εκπαίδευσης των καταναλωτών ως προς τα πλεονεκτήματα του νέου προϊόντος
description: The present phd thesis is comprised of three subsections. Section a. The last years, non-targeted fingerprinting by Fourier-transform infrared (ft-ir) spectroscopy has gained popularity because it may allow fast and “green” quality assessment of extracts and essential oils (eos) from plant species. As the relevant studies for Laurus nobilis L. (bay laurel) eo are limited, it was aimed at exploring the diagnostic potential of ft-ir fingerprinting for the identification of its botanical integrity. A reference spectroscopic dataset of bay laurel eos containing meaningful information about the intra-species variation was developed via pca. This dataset was used to train a one-class model via simca. The model was challenged against commercial bay laurel and non-bay laurel eos of non-traceable production history. Overall, the diagnostic importance of specific spectral bands was assessed using gc-fid-ms data. The findings support the introduction of ft-ir as a green analytical technique in the quality control of these often-adulterated products. Continuous evaluation of the model performance is needed to ensure validity over time. Section b. Considering the higher concentration of methyleugenol compared to that of eugenol in the bay laurel eo and the limited experimental evidence on its radical scavenging activity, pure compounds as well as chemically characterized bay laurel eos were examined using the dpph• scavenging assay. Pearson correlation analysis and partial-least square regression indicated the positive contribution to the activity of bay laurel eos of both compounds. Based on the above findings, methyleugenol and eugenol may exert some preservative properties through radical scavenging mechanism, via allyl hydrogen atom donation or/and phenyl hydrogen atom donation. Nevertheless, probably other are the major routes for being active preservatives in food and beverages. Section c. Reformulation of products fermented in brine is a challenging area of research. Continuing the efforts toward the establishment of table olives as a healthy food, it was aimed at examining whether virgin olive oil flavored with eos can be used as a preservation means for reduced salt Spanish style green table olives (cv. Chalkidiki). Response surface methodology was applied to organize experimentation and assess data. As independent factors, concentrations of the eos used (bay laurel, lemon balm and oregano) and time of storage under vacuum were set. Microbiological parameters, color and firmness attributes were used as responses. Models indicated that each eo exerted a preservative role to maintain microbiological quality of reduced salt table olives. Concurrently, appearance attributes of the latter were retained at desirable values. Oregano eo had a profound role against pathogens. Lemon balm and bay laurel eos were found to be important for yeast population control. The results are promising toward the use of flavored virgin olive oil as a preservation means for tailor-made reduced salt table olives. Sensory evaluation of the product pointed out the need for consumer education for the pros of the new product.