Αξιοποίηση φλοιού ροδιού με τεχνικές εκχύλισης και ενθυλάκωσης
Creators: name: Καδερίδης, Κυριάκος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Φλοιός ροδιού
Εκχύλιση
Ενθυλάκωση
Pomegranate peel
Extraction
Encapsulation

description: Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου αξιοποίησης των φλοιών ροδιού με εφαρμογή σε βιομηχανίες τροφίμων, με βάση την εκχύλιση με τη βοήθεια υπερήχων των περιεχόμενων φαινολικών ενώσεων και την ακόλουθη ενθυλάκωσή τους με ξήρανση ψεκασμού χρησιμοποιώντας διάφορα μέσα εγκλεισμού. Επίσης, εξετάστηκαν οι επιδράσεις των διαφόρων λειτουργικών παραμέτρων στην απόδοση και κινητική της εκχύλισης, στην αποτελεσματικότητα ενθυλάκωσης, στην απόδοση της διεργασίας ξήρανσης και στις κύριες φυσικές ιδιότητες των μικροκαψουλών (περιεκτικότητα σε υγρασία, φαινόμενη πυκνότητα, διαλυτότητα, υγροσκοπικότητα), με στόχο τη βελτιστοποίηση της μεθόδου. Επιπλέον, μελετήθηκε η αντιοξειδωτική δράση του ενθυλακωμένου εκχυλίσματος, μέσω της εξέτασης της αποτελεσματικότητάς του στη βελτίωση της διάρκειας ζωής πραλίνας φουντουκιού. Το είδος του διαλύτη, η θερμοκρασία εκχύλισης, η αναλογία διαλύτη/στερεών, η ένταση παλμού και ο λόγος διάρκειας παλμού/μεσοδιάστημα μεταξύ των παλμών ήταν οι παράγοντες που διερευνήθηκαν σε σχέση με την απόδοση της εκχύλισης. Η μέγιστη απόδοση ήταν 13,85 g ισοδύναμα γαλλικού οξέος/100 g ξηρού φλοιού. Ο χρόνος εκχύλισης για την επίτευξη της μέγιστης απόδοσης ήταν περίπου 10 min. Οι βέλτιστες συνθήκες βρέθηκαν να είναι: είδος διαλύτη το νερό, θερμοκρασία εκχύλισης 34,7oC, αναλογία διαλύτη/στερεών 32,2/1, ένταση παλμού 39,8% και διάρκεια παλμού/μεσοδιάστημα μεταξύ των παλμών 1,2/1. Ένα δεύτερης τάξης κινητικό μοντέλο αναπτύχθηκε επιτυχώς για την περιγραφή του μηχανισμού εκχύλισης υπερήχων. Διαφορετικά υλικά εξετάστηκαν ως μέσα ενθυλάκωσης. Η θερμοκρασία εισόδου και ο ρυθμός ροής του αέρα ξήρανσης, η αναλογία πυρήνα/μέσου ενθυλάκωσης και η συγκέντρωση των στερεών τροφοδοσίας ήταν οι παράγοντες που ερευνήθηκαν. Οι προκύπτουσες μικροκάψουλες αξιολογήθηκαν όσο αφορά στην περιεκτικότητα σε υγρασία, τη φαινόμενη πυκνότητα, τη διαλυτότητα και την υγροσκοπικότητα. Η μέγιστη αποτελεσματικότητα ενθυλάκωσης ήταν 99,80% και οι βέλτιστες συνθήκες βρέθηκαν να είναι: υλικό τοιχώματος μαλτοδεξτρίνη/σκόνη άπαχου γάλακτος (50:50), θερμοκρασία εισόδου αέρα ξήρανσης 150°C, ρυθμός ροής αέρα ξήρανσης 22,8 m3/h, αναλογία πυρήνα/υλικού τοιχώματος 1/9, συγκέντρωση στερεών τροφοδοσίας 30% (w/w). Το ακατέργαστο και το ενθυλακωμένο εκχύλισμα εξετάστηκαν ως προς την αντιοξειδωτική τους δράση καθώς προστέθηκαν, σε συγκέντρωση φαινολικών 5000 ppm, σε ένα προϊόν υψηλής λιποπεριεκτικότητας (πραλίνα φουντουκιού). Πραγματοποιήθηκε ένας επιταχυνόμενος έλεγχος της διάρκειας ζωής του προϊόντος στους 60oC για 51 ημέρες, με μέτρηση της τιμής των υπεροξειδίων. Σε αντίθεση με το μη ενθυλακωμένο εκχύλισμα, το ενθυλακωμένο φαινολικό εκχύλισμα βρέθηκε αποτελεσματικό για τη βελτίωση της διάρκειας ζωής της πραλίνας φουντουκιού παρεμποδίζοντας την οξείδωσή της, χωρίς να επηρεάσει δυσμενώς τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του προϊόντος.
description: Τhe objective of this work was to develop a new method for pomegranate peels utilization in food industries based on ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds and their subsequent encapsulation by spray drying using different wall materials. The effects of various process parameters on extraction yield and kinetics, on encapsulation efficiency/yield and on the main physical properties of the microcapsules (moisture content, bulk density, solubility, hygroscopicity) were studied. In addition, the efficiency of this encapsulated extract in improving the shelf life of hazelnut praline by inhibiting its oxidation was studied. Solvent type, extraction temperature, solvent/solid ratio, amplitude level, and pulse duration/pulse interval ratio were the factors investigated with respect to extraction yield. The maximum yield was 13.85 g gallic acid equivalents/100 g of dry peels. The efficient extraction period for achieving maximum yield was about 10 min. The optimum operating conditions were found to be: solvent type, water; extraction temperature, 34.7oC; solvent/solid ratio, 32.2/1; amplitude level, 39.8%; pulse duration/pulse interval ratio, 1.2/1. A second-order kinetic model was developed, that successfully described the mechanism of ultrasound extraction. Different materials were used as encapsulating agents. Inlet air temperature, drying air flow rate, ratio of core to wall material and feed solids concentration were the factors investigated. The resulting microcapsules were evaluated in terms of moisture content, bulk density and rehydration ability. The maximum encapsulation efficiency was 99.80% and the optimum operating conditions were found to be: wall material, maltodextrin/skim milk powder (50:50); inlet air temperature, 150°C; drying air flow rate, 22.8 m3/h; ratio of core to wall material, 1/9; feed solids concentration, 30% (w/w). The crude and the encapsulated extract were mixed with hazelnut praline at a phenolics concentration of 5000 ppm and an accelerated shelf-life test at 60 oC was carried out for 51 days. The experimental data of peroxides value obtained during shelf-life studies were used for kinetics interpretation of hazelnut praline oxidation. The encapsulated phenolics extract was found efficient in improving the shelf-life of hazelnut praline by inhibiting its oxidation, in spite of the limited solubility of the crude extract in such a high lipid content matrix.