Αξιοποίηση αλεύρου και πρωτεϊνικών παρασκευασμάτων των προνυμφών Tenebrio Molitor στην παρασκευή τροφίμων

Abstract

Τhe main objective of the present work was to investigate the stability and techno-functional properties of the flour and protein preparations derived from T. molitor larvae, aiming at their use in food systems. The first objective was to investigate the willingness of consumers living in Thessaloniki to consume products based on visible and/or non-visible insects, before and after providing information regarding the nutritional and environmental benefits of consuming edible insects. The results showed that the adoption of insect-based food products by Greek consumers is not in a primary phase and products containing insects in a non-visible form exhibit higher acceptance rates. Education and familiarization of the consumers with the concept of eating insects should play a pivotal role in insect-based food marketing. The second objective was to study the oxidative stability of fresh larvae and larvae meal under different storage conditions and thermal treatments. It was found that T. molitor larvae flour is susceptible to lipid oxidation phenomena due to its high content of unsaturated fatty acids, which are directly affected by storage conditions and heat treatment. However, thermal treatment had a positive effect on the antioxidant capacity and the profile of volatile compounds in the meal, contributing to the formation of new, desirable aromatic compounds. In this direction, the use of T. molitor larvae meal for the preparation of gluten-free biscuits was investigated. The addition of LM and DF increased the protein content of the biscuits, led to improved mechanical properties, acceptable organoleptic characteristics, and oxidative stability for a storage period of 60 days. The next objective was to examine the ability of protein preparations isolated from T. molitor larvae to form and stabilize oil-in-water emulsions. The emulsions were characterized by relatively small droplet sizes and high stability during thermal treatment at 95 °C. They were also resistant to successive freeze–thaw cycles, highlighting the potential of T. molitor larval proteins to be used as emulsifiers in o/w systems. The final objective was to evaluate the use of the protein preparations, instead of egg yolk, in stabilizing mayonnaise-type emulsions. The emulsions exhibited pseudoplastic and viscoelastic behavior, with viscosity decreasing as shear rate increased, and the data were adequately described by the Power law model. The three interval thixotropy test showed increased sensitivity to external forces, while all emulsions demonstrated good thermal stability.

Ο κύριος σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη της σταθερότητας και των τεχνολειτουργικών ιδιοτήτων αλεύρου και πρωτεϊνικών παρασκευασμάτων από προνύμφες του είδους T. molitor, με στόχο την αξιοποίησή τους σε συστήματα τροφίμων. Ο πρώτος στόχος ήταν η διερεύνηση της προθυμίας των κατοίκων του Νομού Θεσσαλονίκης να καταναλώσουν τρόφιμα που περιέχουν έντομα σε ορατή και μη ορατή μορφή, πριν και μετά από ενημέρωση σχετικά με τα διατροφικά και περιβαλλοντικά οφέλη της εντομοφαγίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αποδοχή προϊόντων με βάση τα έντομα από τους Έλληνες καταναλωτές δεν βρίσκεται σε πολύ αρχικό στάδιο, και τα προϊόντα που περιέχουν έντομα σε μη ορατή μορφή παρουσιάζουν υψηλότερα ποσοστά αποδοχής. Η ενημέρωση και η εξοικείωση των καταναλωτών με την έννοια της εντομοφαγίας παίζουν καθοριστικό ρόλο για την επιτυχή προώθηση αυτών των προϊόντων. Δεύτερο στόχο αποτέλεσε η μελέτη της οξειδωτικής σταθερότητας των νωπών προνυμφών και του αλεύρου τους κάτω από διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης και θερμικής επεξεργασίας. Διαπιστώθηκε ότι το αλεύρο των προνυμφών T. molitor είναι ευαίσθητο έναντι φαινομένων οξείδωσης λίπους, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε ακόρεστα λιπαρά οξέα, τα οποία επηρεάζονται άμεσα από τις συνθήκες αποθήκευσης και της θερμικής επεξεργασίας. Ωστόσο, η θερμική επεξεργασία είχε θετική επίδραση στην αντιοξειδωτική ικανότητα και στο προφίλ των πτητικών ενώσεων του αλεύρου, συμβάλλοντας στη δημιουργία νέων, επιθυμητών οσμηρών ενώσεων. Σε αυτή την κατεύθυνση, μελετήθηκε η αξιοποίηση του αλεύρου από προνύμφες T. molitor για την παρασκευή μπισκότων χωρίς γλουτένη με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη. Η προσθήκη των LM και DF αύξησε την περιεκτικότητα των μπισκότων σε πρωτεΐνες, οδήγησε σε μπισκότα με βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες, αποδεκτά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, και οξειδωτική σταθερότητα για περίοδο αποθήκευσης 60 ημερών. Επόμενος στόχος της διατριβής, ήταν η μελέτη της ικανότητας σχηματισμού και σταθεροποίησης γαλακτωμάτων ελαίου-νερού με χρήση πρωτεϊνικών παρασκευασμάτων που απομονώθηκαν από προνύμφες T. molitor. Τα γαλακτώματα χαρακτηρίστηκαν από σχετικά μικρά μεγέθη σταγονιδίων και υψηλή σταθερότητα κατά τη θερμική επεξεργασία στους 95 oC. Επίσης, ήταν ανθεκτικά κατά την υποβολή τους σε διαδοχικούς κύκλους κατάψυξης-απόψυξης, αναδεικνύοντας τη δυναμική των πρωτεϊνών από τις προνύμφες T. molitor να αξιοποιηθούν ως γαλακτωματοποιητές. Τελικός στόχος της διατριβής, ήταν η αξιοποίηση των πρωτεϊνικών παρασκευασμάτων, αντί του κρόκου του αυγού, για τη σταθεροποίηση γαλακτωμάτων τύπου μαγιονέζας. Τα γαλακτώματα παρουσίασαν ψευδοπλαστική και ιξωδοελαστική συμπεριφορά, με το ιξώδες να μειώνεται με την αύξηση της ταχύτητας διάτμησης και τα δεδομένα να ερμηνεύονται επαρκώς από το μοντέλο Power law. Η δοκιμή θιξοτροπίας τριών σταδίων έδειξε αυξημένη ευαισθησία σε εξωτερικές δυνάμεις, ενώ όλα τα γαλακτώματα παρουσίασαν καλή θερμική σταθερότητα.