Επίδραση των συνθηκών παραγωγής, συσκευασίας και λιανικής πώλησης στην οξείδωση των λιπιδίων και των πρωτεϊνών καθώς και στη σύνθεση των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων του κεφαλοτυριού

Abstract

Ιn this Thesis the following were investigated: -The fatty acids (FA) profile, including conjugated linoleic acid (CLA) of ovine milk produced by lactating ewes of Karagouniko sheep breed, exclusively fed on grazing at the plain pastures of Thessaly region, Greece, in December and April. -The effect of ripening time on lipid and protein oxidation, as well as on the composition of polyunsaturated fatty acids (PUFA), including CLA, on both low and high omega-3 fatty acids concentration Kefalotyri cheese. -The effect of packaging and storage conditions, of both low and high omega-3 fatty acids concentration grated Kefalotyri cheese, on lipid and protein photooxidation, its organoleptic characteristics as well as the composition of PUFA, including CLA. The above mentioned studies have shown that saturated fatty acids (SFA) concentrations were significantly lower (P<0.05), while monounsaturated fatty acids (MUFA), polyunsaturated fatty acids (PUFA), cis-9, trans-11 CLA, and trans 10, cis-12 CLA concentrations were higher in the April milk compared to December milk. The concentration of steatic acid in the April milk was found to be higher than the respective of December milk (9.31 and 8.66 g/100 g FAMEs, respectively). Analyses in Kefalotyri cheese curd have shown that the FA and CLA concentrations were similar with those of raw milk, a fact showing that the production procedure had no effect on FA composition of milk and subsequent curd of both seasons. Also, during the 3-month ripening period no significant changes were detected in FA composition -with the exception of cis-9, trans-11 CLA and trans-10, cis-12 CLA which were found to increase significantly during the 1st month. Analyses carried out with grated cheese produced in December and April showed that, SFA concentrations increased significantly (P<0.05), while MUFA, PUFA, cis-9, trans-11 CLA and trans-10, and cis-12 CLA concentrations decreased significantly (P<0.05), in treatments with modified atmosphere or vacuum packaging, under fluorescent light and refrigeration storage for 4 months, as well as in treatments with air atmosphere packaging and refrigeration storage for 40 days. In the absence of light no significant changes were detected in FA composition during the 4-month refrigeration period in samples of product packaged in modified atmosphere and in vacuum. The decrease in MUFA, PUFA and CLA concentrations in grated cheese, packaged in modified atmosphere and in vacuum and refrigerated under fluorescent light, was found to be smaller compared to that of samples preserved in air atmosphere under fluorescent light or in the absence of light, showing the significant effect of oxygen in FA oxidation. Following an initial period (1st month) of increase, the concentrations of hydroperoxides in samples of product packaged in modified atmosphere or in vacuum and refrigerated under fluorescent light and in samples packaged in air atmosphere under fluorescent light or in the absence of light, were decreased throughout the rest of storage period in 4 oC. During the storageof Kefalotyri cheese packaged in modified atmosphere or in vacuum and refrigerated under fluorescent light and in samples packaged in air atmosphere and refrigerated under fluorescent light or in the absence of light, a continuous increase ofthe concentration of malondialdehyde (MDA) was observed, which was attributed to FA oxidation. The observed increase in carbonylsconcentrations was attributed to protein oxidation. Other observations during refrigeration storage included discoloration of cheese, with reduction in the color parameters lightness (L*) and yellowness (b*) and increase of redness (a*), and deterioration of the organoleptic characteristics odor, taste, color appearance and total acceptance. In the absence of light however, and in modified atmosphere or vacuum packaging, oxidation of FA or proteins was not the case, as the case was not with changes in coloration and organoleptic characteristics throughout refrigeration storage. Samples of product refrigerated under fluorescent light and in modified atmosphere or vacuum packaging, did not show any significant differences in the degree of hydrohyperoxide changes or in MDA concentration increase, throughout refrigeration storage. However, the concentration of carbonyls was found to reduce significantly (P<0.05) during the 3rd and 4th month of storage in all the above treatments, while the organoleptic characteristics were superior during the final 4th month of refrigeration storage. Finally, comparisons of samples of product packaged in modified atmosphere or in vacuum and refrigerated under fluorescent light and those packaged in air atmosphere under fluorescent light or in the absence of light, showed that the firsthad a higher degree of FA oxidation, as well as a higher degree of hydroperoxide changes and MDA concentrations. In addition, the degree of protein oxidation was higher as well as the increase in carbonyls concentration. In the end of the 40-days storage period, the samples packaged in air atmosphere showed visible mold growth and clear deterioration of all the examined organoleptic characteristics.

Στη διατριβή αυτή διερευνήθηκαν: -Το προφίλ των λιπαρών οξέων, συμπεριλαμβανομένου του CLA, στο γάλα που παραγόταν από πρόβατα Καραγκούνικης φυλής που τρέφονταν αποκλειστικά με χόρτο λειμώνων στις πεδινές περιοχές της Θεσσαλίας κατά τους μήνες Δεκέμβριο και Απρίλιο. -Η επίδραση του χρόνου ωρίμανσης στην οξείδωση των λιπιδίων και των πρωτεϊνών καθώς και στη σύνθεση των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων, συμπεριλαμβανομένου του CLA, σε Κεφαλοτύρι τόσο χαμηλής όσο και υψηλής περιεκτικότητας σε ω-3 λιπαρά οξέα. -Η επίδραση της συσκευασίας και των συνθηκών συντήρησης τριμμένου Κεφαλοτυριού χαμηλής και υψηλής περιεκτικότητας σε ω-3 λιπαρά οξέα στη φωτοοοξείδωση των λιπιδίων και των πρωτεϊνών του, στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του καθώς και στη σύνθεση των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων, συμπεριλαμβανομένου του CLA. Οι μελέτες έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις τωνSFAήταν σημαντικά μικρότερες (P<0,05), ενώ των MUFA, PUFA, cis-9, trans-11 CLA και trans-10,cis-12 CLAήταν σημαντικά μεγαλύτερες (P<0,05) στο πρόβειο γάλα του Απριλίου σε σχέση με το γάλα του Δεκεμβρίου. Η συγκέντρωση του στεατικού οξέος στο γάλα του Απριλίου ήταν μεγαλύτερη σε σχέση με εκείνη του Δεκεμβρίου (9,31 και 8,66g/100 gFAMEs, αντίστοιχα). Αναλύσεις στο τυρόπηγμα του Κεφαλοτυριού έδειξαν ότι δεν υπήρξαν σημαντικές διαφορές (P>0,05) στις συγκεντρώσεις των λιπαρών οξέων και του CLA από τις αντίστοιχες στο γάλα από το οποίο προήλθε, γεγονός που δείχνει ότι οι αρχικές διαδικασίες της παραγωγής του Κεφαλοτυριού (παστερίωση, οξίνιση γάλακτος, πήξη γάλακτος κλπ) δεν επηρέασαν τη σύνθεση των λιπαρών οξέων του γάλακτος και του παραγόμενου τυροπήγματος και στις δύο εποχές. Επίσης, κατά τη διάρκεια των 3 μηνών ωρίμανσης δεν υπήρξαν σημαντικές μεταβολές στη σύνθεση των λιπαρών οξέων εκτός από τα cis-9, trans-11 CLA και trans-10,cis-12 CLA που αυξήθηκαν σημαντικά στον 1ο μήνα της ωρίμανσης. Αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν σε τριμμένο Κεφαλοτύρι που παράχθηκε το Δεκέμβριο και τον Απρίλιο έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις των SFA αυξήθηκαν σημαντικά (P<0,05), ενώ των MUFA, PUFA, cis-9, trans-11 CLA και trans-10,cis-12 CLA, μειώθηκαν σημαντικά (P<0,05) στους χειρισμούς με συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας ή κενού υπό την επίδραση φθορίζοντος φωτισμού κατά τη συντήρηση στην ψύξη για 4 μήνες καθώς και στους χειρισμούς με συσκευασία σε ατμόσφαιρα αέρα υπό την επίδραση φθορίζοντος φωτισμού ή απουσίας φωτισμού κατά τη συντήρηση στην ψύξη για 40 ημέρες. Σε έλλειψη φωτισμού δεν υπήρξαν ουσιαστικές μεταβολές στις συγκεντρώσεις των λιπαρών οξέων καθ’ όλη την διάρκεια της συντήρησης των 4 μηνών στην ψύξη τόσο σε δείγματα συσκευασμένα σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα όσο και στα συσκευασμένα σε κενό. Η μείωση της συγκέντρωσης τωνMUFA, PUFA, καθώς και του CLA του τριμμένου Κεφαλοτυριού συσκευασμένου σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα και σε κενό και υπό την επίδραση φθορίζοντος φωτός ήταν μικρότερη από εκείνη που διαπιστώθηκε στους χειρισμούς σε συσκευασία με αέρα είτε υπό την επίδραση του φθορίζοντος φωτός ή απουσίας φωτισμού δείχνοντας τη μεγάλη σημασία του οξυγόνου στην οξείδωση των λιπαρών οξέων. Οι συγκεντρώσεις των υδροϋπεροξειδίων μετά από μια αρχική άνοδο τον 1ο μήνα συντήρησης στους χειρισμούς με συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας ή κενού υπό την επίδραση φθορίζοντος φωτισμού και σε συσκευασία με αέρα υπό την επίδραση του φθορίζοντος φωτός ή απουσίας φωτισμού, μειώθηκαν στη συνέχεια κατά τη διάρκεια της συντήρησης στην ψύξη. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης του Κεφαλοτυριού που παράχτηκε τον Απρίλιο ή το Δεκέμβριο και συσκευάστηκε σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα ή κενό και συντηρήθηκε υπό φθορίζοντα φωτισμό καθώς επίσης και στο συσκευασμένο σε ατμόσφαιρα αέρα υπό φθορίζοντα φωτισμό ή απουσίας φωτισμού υπήρξε διαρκής αύξηση των συγκεντρώσεων της μηλονικής διαλδεΰδης που αποδόθηκε στην οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επίσης, σημειώθηκε σταδιακή αύξηση των καρβονυλίων λόγω της οξείδωσης των πρωτεϊνών. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης σε ψύξη παρατηρήθηκε αποχρωματισμός των δειγμάτων του τυριού, με μείωση των παραμέτρων της φωτεινότητας και της ωχρότητας και αύξηση της ερυθρότητας, και υποβάθμιση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών της οσμής, γεύσης, εμφάνισης, χρώματος, και συνολικής αποδοχής. Αντίθετα σε απουσία φωτισμού και συσκευασία σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα και κενό δεν παρατηρήθηκε οξείδωση των λιπαρών οξέων και των πρωτεϊνών ή μεταβολές του χρώματος και των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών, σε όλη τη διάρκεια της συντήρησης. Σε δείγματα που συντηρήθηκαν υπό φθορίζοντα φωτισμό τόσο σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα όσο και σε κενό, δεν υπήρξαν σημαντικές διαφορές στο βαθμό μεταβολών των υδροϋπεροξειδίων και την αύξηση της συγκέντρωσης της μηλονικής διαλδεΰδης κατά τη διάρκεια της συντήρησης. Οι συγκεντρώσεις των καρβονυλίων όμως υπήρξαν σημαντικά μειωμένες (P<0,05) κατά τον 3ο και 4ο μήνα συντήρησης στην ψύξη σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, ενώ τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά υπερείχαν κατά τη διάρκεια του 4ου μήνα της συντήρησης. Τέλος, συγκρινόμενα τα δείγματα προϊόντος συσκευασμένου σε ατμόσφαιρα αέρα υπό φθορίζοντα φωτισμό ή απουσία φωτισμού, με εκείνα σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα και κενό υπό φθορίζοντα φωτισμό ή απουσία φωτισμού, βρέθηκε να εμφανίζουν μεγαλύτερο βαθμό οξείδωσης των λιπαρών οξέων, μεγαλύτερη μεταβολή των υδροϋπεροξειδίων και μεγαλύτερη αύξηση της συγκέντρωσης της μηλονικής διαλδεΰδης. Επίσης, μεγαλύτερος ήταν και ο βαθμός οξείδωσης των πρωτεϊνών, καθώς και η αύξηση της συγκέντρωσης των καρβονυλίων. Στο τέλος της συντήρησης των 40 ημερών, τα δείγματα τυριών που συντηρήθηκαν σε ατμοσφαιρικό αέρα εμφάνισαν ορατές μυκητιακές αλλοιώσεις και σαφή υποβάθμιση όλων των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών που εξετάστηκαν (οσμή, γεύση, χρώμα, εμφάνιση, συνολική αποδοχή).