Παραγωγή αλκοολούχου ποτού από χυμό φρούτων λωτού (Diospyros kaki cv. Jiro) και μελέτη σύστασης στερεού παραπροϊόντος χυμοποίησης
Creators: name: Ζερκίδου, Δήμητρα Κυριάκου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Λωτός
Αλκοολική ζύμωση
Παραπροϊόν χυμοποίησης
Persimmon
Alcoholic fermentation
Juice residue

description: Η παρούσα εργασία αποτελεί μέρος μιας ευρύτερης έρευνας με σκοπό την αξιοποίηση προϊόντων και παραπροϊόντων χυμοποίησης καρπών λωτού της εμπορικής ποικιλίας Jiro που καλλιεργείται στη Β. Ελλάδα (Diospyros kaki L., cv. Jiro) για την παραγωγή προϊόντων με ενδιαφέρον στη Βιομηχανία Τροφίμων και Ποτών. Στο πρώτο στάδιο της έρευνας, τα φρούτα αποχυμώθηκαν, ο χυμός συμπυκνώθηκε και ακολούθως μελετήθηκε η πορεία της αλκοολικής ζύμωσής του. Η χυμοποίηση πραγματοποιήθηκε σε εργαστηριακή κλίμακα μετά από κατεργασία με εμπορικό πηκτινολυτικό ένζυμο. Η συμπύκνωση έγινε με απευθείας θέρμανση, με γυμνή φλόγα μέχρι 37 ± 2 oBrix. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η επίδραση μεικτής καλλιέργειας δύο άγριων οσμώφιλων στελεχών ζυμών, του Saccharomyces (S.) cerevisiae και του Hanseniaspora (H.) uvarum (από τη συλλογή μικροβίων του ΕΧΤΤ), στην πορεία αλκοολικής ζύμωσης του συμπυκνωμένου χυμού. Για το σκοπό αυτό ελέγχονταν περιοδικά οι τιμές κρίσιμων φυσικοχημικών παραμέτρων όπως οι συγκεντρώσεις γλυκόζης, φρουκτόζης, αιθανόλης (g/kg), η απόδοση (ethanol yield, g/g), η αποδοτικότητα της διεργασίας (fermentation efficiency, %), καθώς και η βιωσιμότητα των κυττάρων (log10 cfu/mL). Τα πειραματικά αποτελέσματα επιβεβαίωσαν την αντοχή και γρήγορη προσαρμογή των μικροβιακών στελεχών σε υψηλές συγκεντρώσεις σακχάρων (ολικά σάκχαρα συμπυκνωμένου χυμού, 374,16 ± 47,69 g/kg) παρά το ωσμωτικό σοκ που προκαλεί η συνθήκη αυτή. Με βάση τη μέγιστη παραγωγή αιθανόλης (80,1 g/kg) και τη συγκέντρωση υπολειμματικών σακχάρων (γλυκόζη 31,26 ± 6,49 g/kg, φρουκτόζη 143,23 ± 4,79 g/kg), η διεργασία κρίθηκε ικανοποιητική. Παράλληλα εξετάστηκε η σύσταση του στερεού υπολείμματος της χυμοποίησης (ΣΥΧ= Στερεό υπόλειμμα χυμοποίησης φρούτων λωτού (cv. Jiro)) σε συστατικά με ενδιαφέρον για τη Βιομηχανία Τροφίμων, όπως η πηκτίνη, της οποίας η εκχύλιση πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο όξινης υδρόλυσης και ο χαρακτηρισμός με υπέρυθρη φασματοσκοπία FTIR, αλλά και καροτενοειδή, για τον προσδιορισμό των οποίων εφαρμόστηκε εκχύλιση υγρού-υγρού και ανάλυση των εκχυλισμάτων με φασματομετρία UV-Vis και HPLC Αντίστροφης Φάσης (RP-HPLC-DAD). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το κλάσμα καροτενοειδών του ΣΥΧ αποτελείται κατά &gt;50% από καροτενοειδή με προβιταμινική δράση όπως διεστέρες της (all-E)-β-κρυπτοξανθίνης με λαουρικό, μυριστικό και παλμιτικό οξύ, ελεύθερη (all-E)-β-κρυπτοξανθίνη, (all-E)- καθώς και η ισομερής 9Ζ μορφή του β- και (all-E)-α-καροτένιο. Τα ευρήματα αυτά σε συνδυασμό με την υψηλή συγκέντρωση πηκτίνης που βρέθηκε στο ΣΥΧ (μέχρι και 4,5% w/w) αναδεικνύουν την αξία του υπολείμματος χυμοποίησης για περαιτέρω μελέτη ως πρώτη ύλη για την ανάκτηση συστατικών με ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την βιομηχανία τροφίμων
description: The present work is part of a wider research with the aim of utilizing persimmon fruit juice from the commercial variety Jiro (Diospyros kaki L., cv. Jiro) cultivated in Northern Greece and by-products left over from juicing for the production of new products of interest to the food and beverage industry. In the first stage of the research, the fruit was juiced, the juice was concentrated and used as a substrate for alcoholic fermentation. The juicing was performed in a laboratory scale after treatment with a commercial pectinolytic enzyme. The concentration of juice took place by direct heating up to 37 ± 2 oBrix. Then, the effect of mixed culture of two wild osmophilic yeast strains, Saccharomyces (S.) cerevisiae and Hanseniaspora (H.) uvarum (from the collection of LFCT microbes), on the alcoholic fermentation process of the concentrated juice was studied. For this purpose, the values of critical physicochemical parameters such as the concentrations of glucose, fructose, ethanol (g/kg), the yield (ethanol yield, g/g), the efficiency of the process (fermentation efficiency,%), as well as the cell viability (log10 cfu/mL) were monitored for a period of 20 days. The experimental results confirmed the resistance and rapid adaptation of microbial strains to high concentrations of sugars (total sugars of concentrated juice, 374.16 ± 47.69 g / kg) despite the osmotic shock caused by this condition. Based on the maximum production of ethanol (80.1 g /kg) and the concentration of residual sugars (glucose 31.26 ± 6.49 g / kg, fructose 143.23 ± 4.79 g / kg), the fermentation process was considered satisfactory. At the same time, the composition of the juice residue was examined with a particular focus on pectin, which was extracted by the method of acid hydrolysis and structurally characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), but also carotenoids, for the determination of which liquid-liquid extraction and analysis of the extracts with UV-Vis spectroscopy and Reverse Phase High-Performance Liquid Chromatography methods were applied. The results showed that the carotenoid fraction of the juice residue consists of &gt; 50% of carotenoids with provitamin A activity such as (all-E)-β-cryptoxanthin diesters with lauric, myristic and palmitic acid, free (all-E)-β-cryptoxanthin, (all-E)- as well as the isomeric 9Z form of β- and (all-E)-α-carotene. These findings in combination with the high concentration of pectin found in the residue (up to 4.5% w/w) strengthen its potential as a raw material for the recovery of ingredients of particular interest to the Food Industry