Ανάπτυξη τροφίμων πορώδους δομής

Abstract

The modern way of life has turned consumers to the consumption of processedfoods that are easy to be used and require little preparation time. The optimizationand development of new products with desirable characteristics is based on theexamination and understanding of the effect of production methods and processconditions on the quality characteristics of final products. Structure formation duringproduction and processing is playing a predominant role in the qualitycharacteristics of processed foods and also determines many other properties, suchas mechanical properties, appearance, taste, etc., that are crucial for theacceptance of food products by consumers. The objective of this thesis is thedevelopment of foods with determined porous structure and the correlation ofstructure with the quality properties of the products. Drying and extrusion were usedfor the production of foods with defined structure. The materials that were selectedto be studied are Greek products, representative of the three main food categories -fruits, vegetables and cereals. For the production of the extrudates, rice flour wasmixed with dehydrated carrot powder. The effect of freeze drying pressure onproperties of rice, potatoes, mushrooms and strawberries was studied. In addition,the effect of freeze drying, vacuum drying and air drying on quality characteristics ofosmotically pretreated potatoes and bananas was examined. For the extrusionprocess, a twin screw extruder was used, regulating four independent parameters,the extrusion temperature, the screw speed, the feed moisture content and the ratioof the dehydrated carrot powder to the rice flour. Various properties weredetermined in the final products that include structural characteristics, mechanicalproperties, thermal properties, rheological properties and sensory characteristics, aswell as the disintegration kinetics of components in simulated gastric fluid andsaliva. Simple mathematical models were applied or developed for the correlation ofproperties with process conditions, as well as the correlation of properties withstructure. Various process conditions and methods resulted in the development offoods with different structures. Structure significantly influenced the examinedproperties and was a key factor for the determination of the products characteristicsand their acceptance by consumers.

Ο σύγχρονος τρόπος ζωής των ανθρώπων έχει καταστήσει απαραίτητη την κατανάλωση τυποποιημένων τροφίμων, τα οποία είναι εύκολα στη χρήση και απαιτούν μικρό χρόνο προετοιμασίας. Η ανάπτυξη και βελτιστοποίηση νέων,επεξεργασμένων προϊόντων με επιθυμητά χαρακτηριστικά βασίζεται στη μελέτη της επίδρασης των μεθόδων και συνθηκών επεξεργασίας στις ιδιότητες των προϊόντων.Μεταξύ των ιδιοτήτων που χαρακτηρίζουν την ποιότητα των επεξεργασμένων προϊόντων, οι δομικές ιδιότητες είναι ιδιαίτερα κρίσιμες. Η διαμόρφωση της δομής των προϊόντων επηρεάζει πλήθος άλλων ιδιοτήτων, όπως είναι οι μηχανικές ιδιότητες, η εμφάνιση, η γεύση, κτλ. Αντικείμενο, επομένως, της συγκεκριμένης διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη τροφίμων καθορισμένης πορώδους δομής και η συσχέτιση των δομικών χαρακτηριστικών με τις ιδιότητες ποιότητας των προϊόντων.Αναπτύχθηκαν διαφορετικές δομές με την εφαρμογή των διεργασιών της ξήρανσης και της εκβολής. Τα προϊόντα που ξηράθηκαν περιλαμβάνουν φρούτα, λαχανικά και δημητριακά, ενώ τα προϊόντα εκβολής προέκυψαν από την επεξεργασία μίγματος ρυζάλευρου/αφυδατωμένου καρότου. Μελετήθηκε η επίδραση της πίεσης λειτουργίας κατά τη διάρκεια της ξήρανσης υπό κατάψυξη στα χαρακτηριστικά προϊόντων ρυζιού, πατάτας, μανιταριού και φράουλας, ενώ επίσης, εξετάστηκε η επίδραση τριών μεθόδων ξήρανσης (υπό κατάψυξη, σε ρεύμα αέρα και υπό κενό)στα χαρακτηριστικά προϊόντων πατάτας και μπανάνας, τ α ο ποία είχαν υποστεί ωσμωτική αφυδάτωση. Για τη διεργασία της εκβολής χρησιμοποιήθηκε εκβολέας διπλού κοχλία, ενώ μελετήθηκε η επίδραση τεσσάρων παραμέτρων (θερμοκρασία εκβολής, ρυθμός περιστροφής των κοχλιών, αναλογία των πρώτων υλών και υγρασία της τροφοδοσίας) στα χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων. Στα παραχθέντα προϊόντα μελετήθηκαν, οι δομικές ιδιότητες, οι μηχανικές, οι θερμικές,οι ρεολογικές, η προσρόφηση υγρασίας και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.Εξετάστηκε επίσης, η αποικοδόμηση ορισμένων συστατικών σε διαλύματα που προσομοιάζουν το ανθρώπινο γαστρικό υγρό και το σάλιο. Παράλληλα,αναπτύχθηκαν ή εφαρμόστηκαν μαθηματικά πρότυπα βάσει των οποίων μπορεί να πραγματοποιηθεί πρόβλεψη των ιδιοτήτων από τις συνθήκες παραγωγής των προϊόντων, καθώς και συσχέτιση των ιδιοτήτων μεταξύ τους. Οι διάφορες συνθήκες επεξεργασίας οδήγησαν στην παραγωγή προϊόντων με διαφορετικές δομές. Η δομή των προϊόντων επηρέασε σημαντικά τις μελετώμενες ιδιότητες και αποτέλεσε καθοριστικό παράγοντα για τη διαμόρφωση των χαρακτηριστικών των προϊόντων και την αποδοχή τους από τους καταναλωτές.