«ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΤΗΤΙΚΟΥ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΒΡΩΣΙΜΗΣ ΕΛΙΑΣ ΘΡΟΥΜΠΑ ΘΑΣΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ SPME ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ»

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ «ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΤΗΤΙΚΟΥ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΒΡΩΣΙΜΗΣ ΕΛΙΑΣ ΘΡΟΥΜΠΑ ΘΑΣΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ SPME ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΣΙΛΒΙΤΗΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ «ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΤΗΤΙΚΟΥ ΚΛΑΣΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΒΡΩΣΙΜΗΣ ΕΛΙΑΣ ΘΡΟΥΜΠΑ ΘΑΣΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ SPME ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ» ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΣΙΛΒΙΤΗΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Μπλέκας Γεώργιος Αναπληρωτής Καθηγητής (Επιβλέπων) Τσιμίδου Μαρία Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Παρασκευοπούλου Αδαμαντίνη Λεκτόρισσα ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γενικά για το ελαιόδεντρο Ο ελαιόκαρπος Βρώσιμη ή επιτραπέζια ελιά Χαρακτηριστικά του καρπού των επιτραπέζιων ποικιλιών ελιάς Ποικιλίες βρώσιμης ελιάς Εμπορικοί τύποι επιτραπέζιας ελιάς Παραγωγή βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου Παραγωγή βρώσιμης ελιάς τύπου ξηράλατος Παραγωγή γνήσιων μαύρων ελιών Ελληνικού τύπου (Olives veritable prepares a la facon greque) Γενικά για το άρωμα των τροφίμων Μέθοδοι παραλαβής των πτητικών συστατικών από τα τρόφιμα Κατανομή των πτητικών συστατικών στην υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση (SHS) Θερμική εκρόφηση των πτητικών συστατικών μετά την εκδίωξη τους από το δείγμα και την προσρόφηση τους σε παγίδα (DHS) Μικροεκχύλιση στερεής φάσης (SPME) Αέρια Χρωματογραφία Ταυτοποίηση πτητικών συστατικών με τη βοήθεια των δεικτών συγκράτησης Kovats Ανίχνευση των πτητικών συστατικών με χρήση ανιχνευτή ιονισμού φλόγας (FID) Ανίχνευση οσμηρών πτητικών συστατικών με παράλληλη χρήση διάταξης ολφακτομετρίας και FID Ταυτοποίηση πτητικών συστατικών με χρήση φασματομέτρου μαζών (MSD) Αντικειμενικός σκοπός της εργασίας ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Υλικά Δείγματα

4 1.2. Πρότυπα-Διαλύτες-Άλλα υλικά Συσκευές - όργανα Σκεύη Τριχοειδείς στήλες Μέθοδοι Καθορισμός των βέλτιστων συνθηκών παραλαβής των πτητικών συστατικών από τα δείγματα βρώσιμων ελιών με εφαρμογή της τεχνικής SΡΜΕ Αεριοχρωματογραφικός διαχωρισμός των πτητικών συστατικών των δειγμάτων βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου σε πολική τριχοειδή στήλη μετά από SPME δειγματοληψία και υπολογισμός των δεικτών συγκράτησης Kovats Αξιολόγηση της οσμής των πτητικών συστατικών και κατά προσέγγιση εκτίμηση του βαθμού συνεισφοράς τους στο άρωμα των δειγμάτων βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου με εφαρμογή της τεχνικής GC/O μετά από SPME δειγματοληψία και διαχωρισμό σε πολική τριχοειδή στήλη HP-FFAP Ταυτοποίηση των πτητικών συστατικών των δειγμάτων επιτραπέζιας ελιάς Θρούμπα Θάσου με εφαρμογή της τεχνικής GC-ΜS μετά από SΡΜΕ δειγματοληψία και διαχωρισμό σε πολική (HP-FFAP) και μη πολική (BP-5) τριχοειδή στήλη ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Οσμηρά πτητικά συστατικά υπεύθυνα για το άρωμα της επιτραπέζιας ελιάς Θρούμπα Θάσου Πτητικά συστατικά που ταυτοποίηθηκαν στα δείγματα βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου Ερμηνεία των αποτελεσμάτων ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Συμπεράσματα Μελλοντική εργασία ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων του Τμήματος Χημείας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, υπό την επίβλεψη του Aναπληρωτή Kαθηγητή κ. Γεώργιου Μπλέκα, τον οποίο και ευχαριστώ θερμά για την υπόδειξη του θέματος, την βοήθεια και την καθοδήγηση του, σε όλη την διάρκεια της εκπόνησης και συγγραφής της διπλωματικής εργασίας. Ευχαριστώ θερμά την λεκτόρισσα κα. Α. Παρασκευοπούλου για τις επιστημονικές της παρατηρήσεις, οι οποίες συνέβαλαν καθοριστικά στην ολοκλήρωση της εργασίας και για την βοήθεια της στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του συστήματος αεριοχρωματογράφου-φασματομέτρου μάζας. Ακόμη θα ήθελα να ευχαριστήσω τον συμφοιτητή και συνεργάτη Σ. Δ. Στραφιώτη για τη στήριξη, συνεργασία και πολύτιμη βοήθεια του σε όλη την διάρκεια της εκπόνησης της εργασίας. Θερμές ευχαριστίες οφείλω και σε όλους τους καθηγητές, διδάκτορες, υποψήφιους διδάκτορες, μεταπτυχιακούς φοιτητές και επιστημονικούς συνεργάτες, για την άψογη συνεργασία και το πολύ ζεστό και φιλικό κλίμα που υπήρχε σε όλη την περίοδο της εργασίας στο εργαστήριο. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου για την αμέριστη συμπαράσταση και κατανόηση που μου έχει προσφέρει απλόχερα, σε όλα τα φοιτητικά μου χρόνια. Ιωάννης Τσιλβίτης Θεσσαλονίκη, Απρίλιος

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. Γενικά για το ελαιόδεντρο Η καλλιέργεια του δέντρου της ελιάς χάνεται στα βάθη των αιώνων και έχει προηγηθεί ως δραστηριότητα της καταγραφής της ιστορίας από τον άνθρωπο. Τόπος προελεύσεως θεωρείται η Εγγύς Ανατολή ή η Αίγυπτος, από όπου διαδόθηκε σε όλες τις χώρες γύρω από τη λεκάνη της Μεσογείου. Η ιστορία της ελιάς αρχίζει πριν την επινόηση της γραφής. Οι ιστορικοί θεωρούν πιθανότερο τόπο προέλευσης τις περιοχές της Συρίας και της Μικράς Aσίας των οποίων οι βουνοπλαγιές είναι κατάφυτες. Eιδικότερα στην Ελλάδα αγριελιές απαντώνται από τις βουνοπλαγιές του Ολύμπου μέχρι τον Ψηλορείτη και από τα Ιόνια νησιά έως τα νησιά του Αιγαίου. Έλληνες, Αιγύπτιοι, Εβραίοι και Φοίνικες φύτευαν τα ελαιόδεντρα με αυστηρούς και προκαθορισμένους κανόνες και φρόντιζαν για την παραπέρα ανάπτυξη των ελαιώνων. Εικόνα 1. Ελαιώνας. Από βοτανικής πλευράς το ελαιόδεντρο ανήκει στην οικογένεια Oleaceae και στο είδος Olea europaea. Στη βιβλιογραφία αναφέρονται και έχουν γίνει αποδεκτά τα υποείδη Olea europeae var. sativa, Olea europeae var. olivaster και Olea europeae var. oleaster. To πρώτο υποείδος έχει συμπεριλάβει το σύνολο των καλλιεργούμενων ποικιλιών ελαιοδέντρου, οι οποίες από πλευράς τεχνολογικής χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο χρησιμοποίησης του καρπού τους σε α) επιτραπέζιες ή βρώσιμες που παράγουν καρπό για επιτραπέζια κατανάλωση, β) 5

7 ελαιοποιήσιμες που παράγουν καρπό για ελαιοποίηση και γ) ποικιλίες διπλής χρήσης που παράγουν καρπό και για τους δύο σκοπούς. Το δεύτερο υποείδος συμπεριλαμβάνει όλες τις αγριελιές που αυτοφύονται σε ορισμένες περιοχές της Μεσογείου. Το τρίτο υποείδος συμπεριλαμβάνει τα δενδρύλλια που προέρχονται από τα κουκούτσια των ποικιλιών της ήμερης ελιάς και έχουν χαρακτηριστικά αγριελιάς. Ο καρπός της ελιάς χρησιμοποιήθηκε για ελαιοποίηση, δηλαδή ως πρώτη ύλη για την παραλαβή του ελαίου σε καθαρή μορφή, και αξιοποιήθηκε ολόκληρος ως τροφή έπειτα από κάποια υποτυπώδη επεξεργασία (επιτραπέζια κατανάλωση). Tο δέντρο της ελιάς παρουσιάζει ορισμένες ιδιαιτερότητες που ενδιαφέρουν τον ελαιοκαλλιεργητή, τον φυτοτέχνη και τον τεχνολόγο τροφίμων. Είναι δέντρο αειθαλές, μακρόβιο και εύκολα ανανεούμενο. Πολλαπλασιάζεται αγενώς, αφού και τα δενδρύλλια που αναπτύσσονται από κουκούτσια διασταυρώνονται με τις επιθυμητές ποικιλίες, είναι σταυρογονιμοποιούμενο και ανεμόφιλο (τα άνθη του γονιμοποιούνται με γύρη άλλης ποικιλίας που μεταφέρεται μέσω του αέρα) και εύκολα προσαρμοζόμενο σε μικροκλίματα και μικροπεδολογικά περιβάλλοντα. Το ελαιόδεντρο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό και μπορεί να επιβιώσει σε περιοχές με ελάχιστες βροχοπτώσεις, ακόμη και με ετήσιο ύψος βροχής μόλις 220mm, όπως η Ανατολική Κρήτη. Αναπτύσσεται σε ασβεστολιθικά εδάφη, αλλά και σε πετρώδη και άγονα εδάφη ενώ ευδοκιμεί και παράγει καρπό σε ξηροθερμικές συνθήκες. Στα πετρώδη και άγονα εδάφη, το ριζικό σύστημα του φθάνει σε αρκετό βάθος και απλώνεται σε πολύ μεγάλη έκταση. Ευδοκιμεί ακόμη και σε αμμώδη εδάφη, με πολύ ικανοποιητικές αποδόσεις. Φαίνεται ότι ο κληρονομικός του μηχανισμός είναι πολύ ευέλικτος και επιδεκτικός σε διαδικασίες μεταλλαγών, επιλογής και προσαρμογής γιατί μόνο έτσι μπορεί να εξηγηθεί η εξέλιξη διαμέσου των αιώνων 600 και πλέον ποικιλιών ήμερης ελιάς που καλλιεργούνται ανά την υφήλιο. Το περιβάλλον είναι εκείνο που προσδιορίζει τα φυτά τα οποία αναπτύσσονται σε μια περιοχή και στη συνέχεια τα φυτά προσδιορίζουν τα είδη των ζώων που θα επικρατήσουν στον ίδιο χώρο. Αυτό το αξίωμα της Βιολογίας επιβεβαιώνει το ότι η λεκάνη της Μεσογείου ήταν το ιδεωδέστερο εδαφοκλιματικό περιβάλλον για την ανάπτυξη του ελαιόδεντρου. Το τελευταίο με την καλλιέργεια του περιχαρακώνει μια ευρεία περιοχή με ειδικό κλίμα, αποκλειστικό για την περιοχή, που είναι διεθνώς γνωστό ως Μεσογειακό. 6

8 Εικόνα 2. Μεσογειακός ελαιώνας. Ο καρπός του ελαιόδεντρου είναι η μοναδική δ-ρύπη του φυτικού βασιλείου που μπορεί να συγκομισθεί από τη φάση του πράσινου χρωματισμού ως τη φάση της ωρίμανσης και της υπερωρίμανσης και να αποτελέσει πρώτη ύλη για τη βιομηχανία της επιτραπέζιας ελιάς. Εφαρμόζονται εξειδικευμένες και εξεζητημένες τεχνολογίες με αποτέλεσμα να παράγεται και να κυκλοφορεί στην αγορά μια ολόκληρη γκάμα τελικών προϊόντων (Kυριτσάκης, 2007). Εικόνα 3. Επιτραπέζια προϊόντα ελιάς (εικόνα εξωφύλλου). 7

9 2. Ο ελαιόκαρπος Ο καρπός της ελιάς είναι δρύπη με σχήμα ωοειδές που συχνά καταλήγει σε μυτερό άκρο. Η διαφορά με τις άλλες δρύπες (πυρηνόκαρποι) εντοπίζεται στη χημική σύσταση. Εικόνα 4. Ο ελαιόκαρπος. Ο ελαιόκαρπος χωρίζεται σε τρία μέρη, στο επικάρπιο, στο μεσοκάρπιο και το ενδοκάρπιο. Σχήμα 1. Η δομή του ελαιόκαρπου. 8

10 Το επικάρπιο ή επιδερμίδα ή μεμβράνη αποτελεί το 1,5-3,5% του βάρους του καρπού. Το μεσοκάρπιο ή σάρκα αποτελεί το 70-90% του καρπού, ενώ το ενδοκάρπιο ή πυρήνας αποτελεί το υπόλοιπο μέρος του καρπού. Το ενδοκάρπιο αποτελείται από το σκληρό ξυλώδες τμήμα που περιέχει συνήθως ένα και πολύ σπάνια δύο ενδοσπέρμια (σπόροι). Τα κύρια συστατικά της σάρκας της ελιάς είναι το νερό, το έλαιο, τα σάκχαρα, οι πρωτεϊνες, οι δομικοί πολυσακχαρίτες, οι ταννίνες, οι χρωστικές (χλωροφύλλες, ανθοκυάνες, μελανίνες), τα οργανικά οξέα, διάφορα φαινολικά συστατικά και τα ανόργανα συστατικά. Το νερό είναι ένα από τα κύρια συστατικά του ελαιόκαρπου και αντιπροσωπεύει 70% περίπου του νωπού βάρους. Η συγκέντρωση του στο νωπό καρπό έχει ιδιαίτερη σημασία γιατί επηρεάζει σημαντικά το σχήμα του. Το σχήμα του καρπού είναι κανονικό όταν τα κύτταρα βρίσκονται σε πλήρη σπαργή και συρρικνώνεται όταν η περιεκτικότητα σε νερό είναι χαμηλότερη της κανονικής. Μέσα στο νερό του κυτταρικού χυμού είναι διαλυμένα τα σάκχαρα, τα οργανικά οξέα, οι ταννίνες, η ελαιοευρωπαϊνη και άλλα συστατικά. Η ποσότητα του νερού που περιέχεται στον ελαιόκαρπο εξαρτάται από το στάδιο ανάπτυξής του, την ποικιλία και τις συνθήκες οι οποίες επικρατούν κατά την ωρίμανση. Όσο αυξάνεται η ελαιοπεριεκτικότητα τόσο ελαττώνεται η περιεκτικότητα σε νερό. Το έλαιο αποτελεί 17-35% του βάρους της νωπής σάρκας και επηρεάζει με την παρουσία του την συνεκτικότητά της. Τα λιπιδικά συστατικά του διακρίνονται σε σαπωνοποιήσιμα, όπως τα τριγλυκερίδια, τα ελεύθερα λιπαρά οξέα και τα φωσφατίδια και ασαπωνοποίητα, όπως οι υδρογονάνθρακες, οι λιπαρές αλκοόλες και οι στερόλες. Τα σάκχαρα όπως η γλυκόζη, η φρουκτόζη, η μαννόζη, η γαλακτόζη και η σακχαρόζη που απαντώνται στο καρπό της ελιάς, έχουν ιδιαίτερη σημασία για τις βρώσιμες ποικιλίες ελιάς. Υψηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα είναι επιθυμητή στην περίπτωση παρασκευής πράσινων ελιών Ισπανικού τύπου επειδή κατά τη γαλακτική ζύμωση των σακχάρων του καρπού σχηματίζεται γαλακτικό οξύ το οποίο δρα ως συντηρητικό και προσδίδει στις ελιές μια ιδιαίτερη γεύση. Όπως γίνεται αντιληπτό και από το παρακάτω σχήμα η περιεκτικότητα του ελαιόκαρπου σε σάκχαρα μειώνεται με την πάροδο του χρόνου προς όφελος της ελαιοπεριεκτικότητας. 9

11 Σχήμα 2. Διακύμανση της ελαιοπεριεκτικότητας και της σακχαροπεριεκτικότητας συναρτήσει του χρόνου στον ελαιόκαρπο. Ο καρπός των μεγαλόκαρπων ποικιλιών που έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα χρησιμοποιείται συνήθως για την παρασκευή βρώσιμης ελιάς. Αντίθετα, ο καρπός των ποικιλιών με υψηλή ελαιοπεριεκτικότητα σε έλαιο χρησιμοποιείται για ελαιοποίηση. O ελαιόκαρπος περιέχει πρωτεϊνες σε συγκέντρωση 1,5-3%. Αυτή εξαρτάται από το στάδιο ωριμότητας και την ποικιλία. Ο πυρήνας του καρπού έχει μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεϊνες που κυμαίνεται συνήθως από 2-5%, ενώ σε πολλές περιπτώσεις είναι ακόμα υψηλότερη (Αλυγιζάκης, 1982). Στις πρωτεϊνες του ελαιόκαρπου περιέχονται σχεδόν όλα τα αμινοξέα που υπάρχουν σε άλλους φυτικούς ιστούς. Τα αμινοξέα αργινίνη, ασπαραγινικό οξύ και γλουταμινικό οξύ αντιπροσωπεύουν 30% περίπου των αμινοξέων που βρίσκονται στον καρπό των ποικιλιών Κορωνέικη, Θρουμπολιά και Μεγαρίτικη (Μανούκας και Χασαπίδου, 2001). Ο καρπός της ελιάς περιέχει οργανικά οξέα όπως οξικό, οξαλικό, μηλονικό, φουμαρικό, γαλακτικό, τρυγικό, μηλικό και κιτρικό οξύ (Fedelli, 1977). Η περιεκτικότητα του νωπού καρπού σε οξαλικό οξύ κυμαίνεται από 0,10 έως 0,17%, σε κιτρικό οξύ από 0,10 έως 0,15% και σε μηλικό οξύ από 0,01 έως 0,07%. Τα οξέα απαντώνται είτε με μορφή αλάτων είτε ελεύθερα (Αλυγιζάκης, 1982). Το κύριο φαινολικό συστατικό του καρπού είναι η ελαιοευρωπαϊνη στην οποία οφείλεται η πικρή γεύση του (Κυριτσάκης 1983, Servilli and Μontedoro, 2002). Η ελαιοευρωπαϊνη ανήκει σε μια ομάδα παραγώγων της κουμαρίνης, τα οποία 10

12 ονομάζονται ιριδοειδή. Είναι εστέρας της 3,4-διυδροξυφαινυλαιθανόλης (υδροξυτυροσόλη) με το β-γλυκοσυλιωμένο ελενολικό οξύ. Σχήμα 3. Δομή ελαιοευρωπαϊνης. Η παρουσία της μαζί με άλλα φαινολικά συστατικά στον ελαιόκαρπο μειώνεται αισθητά από το Σεπτέμβριο έως το πέρας της συγκομιδής. Η ελαιοευρωπαϊνη βρίσκεται σε υψηλές συγκεντρώσεις στον καρπό της άγουρης ελιάς, ενώ η ώριμη ελιά είναι πτωχότερη και η υπερώριμη ελιά εξαιρετικά πτωχή σε ελαιοευρωπαϊνη (Αλυγιζάκης 1982, Κυριτσάκης και Μαρκάκης, 1978). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ώριμες ελιές πικρίζουν λιγότερο από τις άγουρες. Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα (Ranalli και συνεργάτες, 2006), η ποικιλία της ελιάς καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την περιεκτικότητα του καρπού σε ελαιοευρωπαϊνη. Οι μικρόκαρπες ποικιλίες ελιάς χαρακτηρίζονται από μεγάλη περιεκτικότητα σε ελαιοευρωπαίνη, σε αντίθεση με τις αδρόκαρπες ποικιλίες. Η συγκέντρωση της ελαιοευρωπαϊνης μειώνεται κατά την ωρίμανση του καρπού, αν και σε θερμά κλίματα, όπου η ωρίμανση γίνεται πιο γρήγορα, παραμένουν μεγαλύτερες ποσότητες στον καρπό (Visioli et al, 2002). Tα ανόργανα συστατικά του ελαιόκαρπου είναι ο σίδηρος, το ασβέστιο και το κάλιο (Μανούκας και Χασαπίδου, 2001). Η σύσταση των ελιών στα συστατικά αυτά διαφέρει ανάλογα με την ποικιλία, την περιοχή της καλλιέργειας, τη χρονιά και το στάδιο ανάπτυξης του καρπού. 11

13 Η συγκομιδή του καρπού γίνεται με : - Συλλογή μετά από φυσιολογική πτώση τους - Συλλογή με τα χέρια - Συλλογή μετά από ραβδισμό των κλαδιών - Συλλογή με χρήση δονητών - Συλλογή μετά από χρήση καρποπτωτικών μηχανών. Εικόνα 5. Συλλογή του ελαιόκαρπου. 3. Βρώσιμη ή επιτραπέζια ελιά Από την παγκόσμια ποσότητα ελαιόκαρπου που παράγεται ετησίως ένα μικρό μόνο μέρος καταναλώνεται ως βρώσιμη ελιά. Η Ελλάδα βρισκόταν στη δεύτερη θέση των παραγωγών κρατών παγκοσμίως κατά την περίοδο με ετήσια μέση παραγωγή τόνους προϊόντος (Εθνική Στατιστική Υπηρεσία, 2004). Πρώτη ήταν η Ισπανία που είναι η κύρια παραγωγός χώρα βρώσιμης ελιάς. Επειδή το ένα τρίτο περίπου της παραγόμενης ποσότητας εξάγεται, αξίζει να δοθεί ιδιαίτερη σημασία στη βελτίωση της ποιότητας της βρώσιμης ελιάς, καθώς αποτελεί σπουδαίο προϊόν για την οικονομία της χώρας Χαρακτηριστικά του καρπού των επιτραπέζιων ποικιλιών ελιάς Αν και δεν υπάρχει σαφής διάκριση μεταξύ των ελαιοποιήσιμων και των επιτραπέζιων ποικιλιών ελιάς, έχουν καθιερωθεί ορισμένα κριτήρια για τον χαρακτηρισμό του καρπού των ποικιλιών βρώσιμης ελιάς. Αυτά είναι : 12

14 α) Το μεγάλο σχετικά μέγεθος του καρπού (ποικιλίες αδρόκαρπες) και κυρίως η αναλογία του βάρους της σάρκας προς το βάρος του πυρήνα (Σ\Π), που θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μεγαλύτερη και να κυμαίνεται από 5:1 έως 12:1. β) Η μικρότερη δυνατή περιεκτικότητα της σάρκας σε έλαιο, που δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλότερη από 20% (η υψηλή ελαιοπεριεκτικότητα επιδρά δυσμενώς στην υφή και το άρωμα του τελικού προϊόντος). γ) Η μεγαλύτερη δυνατή περιεκτικότητα της σάρκας σε ζυμώσιμους υδατάνθρακες (σάκχαρα), οι οποίοι ζυμώνονται προς γαλακτικό οξύ, που μαζί με το μαγειρικό αλάτι και την αναεροβίωση (αποκλεισμός αέρα) συντηρεί το προϊόν. δ) Η τραγανή σάρκα που συμβάλλει στη διατήρηση της συνεκτικότητας του καρπού κατά τα διάφορα στάδια της επεξεργασίας του (η συνεκτικότητα της σάρκας επηρεάζεται από τα επίπεδα των πηκτινών, της κυτταρίνης και άλλων δομικών πολυσακχαριτών). ε) Ο εύκολος αποχωρισμός του πυρήνα από τη σάρκα κατά την μάσηση του τελικού προϊόντος ή κατά την εκπυρήνωση του καρπού όταν ο τελευταίος πρόκειται να γεμισθεί με πιπεριά, αντζούγια, αμύγδαλο ή άλλη φυτική ύλη. στ) Η λεπτή ή μετρίου πάχους επιδερμίδα, που πρέπει να είναι ανθεκτική στις αντιξοότητες, στις οποίες θα εκτεθεί ο καρπός στον ελαιώνα (πρώιμος παγετός) ή κατά την επεξεργασία (παραμονή σε πυκνό διάλυμα αλκάλεως ή μαγειρικού άλατος) Ποικιλίες βρώσιμης ελιάς Θρουμπολιά Πρόκειται για ποικιλία μοναδική σε ότι αφορά την αυτόματη εκπίκρανση του καρπού στο δέντρο. Σε ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης του ελαιόκαρπου (είσοδος του στο στάδιο της ωρίμανσης), ο καρπός αποκτά χαλκοπράσινο χρώμα και η πικρή του γεύση χάνεται αυτόματα. Στην εξέλιξη αυτή συμβάλλουν οι κατάλληλες κλιματολογικές συνθήκες (μεγάλη σχετική υγρασία στην ατμόσφαιρα σύμφωνα με τον Π. Αναγνωστόπουλο, 1931). Καλλιεργείται στην Αττική και τη Βοιωτία (Ωρωπός, Αυλώνας), τα νησιά του Αιγαίου (Σάμος, Χίος, Πάρος, Νάξος), την Εύβοια (Κύμη) και την Κρήτη. 13

15 Καμιά άλλη ποικιλία ελιάς στον ελληνικό χώρο δεν δίνει ανάλογο καρπό. Η μετατροπή του τελευταίου σε θρούμπα είναι ξαφνική και προχωρεί σταδιακά στο φορτίο του ίδιου δέντρου. Οι καλές οργανοληπτικές και θρεπτικές ιδιότητες της θρουμπολιάς ως τροφή φαίνεται ότι εκτιμήθηκαν ιδιαίτερα από τον άνθρωπο και τον οδήγησαν στην αναζήτηση τεχνικών για την εκπίκρανση του καρπού και άλλων ποικιλιών ελιάς. Σε παλαιότερη βιβλιογραφική πηγή (Αναγνωστόπουλος 1931) αναφέρεται ότι στη σάρκα της ελιάς αναπτύσσεται ο μύκητας Phoma oleae, ο οποίος εκκρίνει ένα ένζυμο που υδρολύει την πικρή ελαιοευρωπαϊνη. Η άποψη αυτή έχει τεκμηριωθεί πειραματικά. Μεταγενέστερη έρευνα που έγινε στο Εργαστηρίο Γεωργικών Βιομηχανιών της Γεωπονικής Σχολής Αθηνών (Παπαμιχαήλ και Μπαλατσούρας, 1972) απέδειξε ότι στη σάρκα της θρουμπολιάς αναπτύσσεται ένας μύκητας του γένους Alternania. Γενικά, όμως, μέχρι σήμερα δεν έχει ερμηνευθεί η αυτόματη εκπίκρανση του ελαιόκαρπου της ποικιλίας Θρουμπολιά που παραμένει σε εκκρεμότητα και είναι θέμα δύσκολο στην διερεύνησή του. Είναι προφανές ότι κάποιο ένζυμο υδρολύει την ελαιοευρωπαϊνη, χωρίς να είναι γνωστό αν πρόκειται για ένζυμο του καρπού ή για ένζυμο που βιοσυντίθεται σε μικροοργανισμό. Οι θρουμπολιές, που ήταν από μόνες τους γλυκιές, πρώτα χρησιμοποιήθηκαν στη διατροφή του ανθρώπου. Ελιές που παράγονται σε πολλά μέρη της Ελλάδας έχουν χρησιμοποιηθεί και για την παρασκευή ελιών ανάλογων με τη Θρούμπα τεχνητά, με χρησιμοποίηση χονδρόκοκκου μαγειρικού άλατος ως μέσο εκπίκρανσης. Μια παραλλαγή της Θρουμπολιάς καλλιεργείται στη Θάσο. Ο καρπός της αποτελεί πρώτη ύλη για την παραγωγή ξηράλατης ελιάς στο εκεί εργοστάσιο της Ένωσης Γεωργικών Συνεταιρισμών, αλλά και της βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου. Ο καρπός είναι κυλινδροκωνικός, ελαφρά κεκαμμένος κατά τη μια πλευρά, που καταλήγει σε μικρή θηλή. Το βάρος του κυμαίνεται από 1,5g έως 5g και χρησιμοποιείται για την παρασκευή της ελιάς τύπου Θρούμπα. Πίνακας 1. Συστατικά ποικιλιών ελιάς. 14

16 Πίνακας 2. Σύσταση των ποικιλιών ελιάς σε αμινοξέα. Κονσερβολιά ή ελιά Άμφισσας Καλλιεργείται σχεδόν αποκλειστικά στην Κεντρική Ελλάδα, σε μια ζώνη που αρχίζει από τα παράλια του Ιονίου πελάγους (Ηγουμενίτσα, Φιλιππιάδα, Παραμυθιά), περνάει από Αγρίνιο, Άμφισσα, Αταλάντη, Στυλίδα, Εύβοια, Βόλο και φθάνει μέχρι τα νησιά των Σποράδων (Σκόπελος, Σκιάθος). Τις τελευταίες δεκαετίες η καλλιέργεια της έχει επεκταθεί προς την κοιλάδα των Τεμπών (Μπαλατσούρας, 1995). Το τελικό προϊόν της επεξεργασίας των καρπών της συγκεκριμένης ποικιλίας είναι η φημισμένη μαύρη ελιά Άμφισσας σε άλμη. Η Κονσερβολιά είναι ποικιλία μεσόκαρπη και παραγωγική, που αποδίδει από 15 έως 100kg ελαιόκαρπου ανά δέντρο. Το βάρος του καρπού κυμαίνεται από 5 έως 8g. Έχει μήκος 20-30mm και πάχος 20-25mm και συνεπώς έχει σχήμα σφαιρικό έως ωοειδές. Η Κονσερβολιά μοιάζει μορφολογικά με την Ισπανική Μanzanilla και έχει αναλογία βάρους σάρκας προς βάρος πυρήνα που κυμαίνεται από 6:1 έως 10:1 (Μπαλατσούρας, 1995). 15

17 Ελιά Καλαμών ή Νυχάτη Καλαμών Είναι εξαιρετική βρώσιμη ποικιλία ελιάς που καλλιεργείται κυρίως στους νομούς Μεσσηνίας και Λακωνίας. Κατά τα τελευταία χρόνια η καλλιέργεια της επεκτείνεται και σε άλλες περιοχές όπως η Φθιώτιδα και η Κρήτη. Ο καρπός έχει σχήμα κυλινδροκωνικό και μοιάζει με τη ρόγα της ποικιλίας του σταφυλιού αετονύχι (αετονυχολιά Καλαμών). Είναι ποικιλία μεσόκαρπη και έχει βάρος καρπού 3 έως 6g. Στο στάδιο της πλήρους ωρίμανσης η επιδερμίδα έχει βαθύ μαύρο χρώμα. Όλος ο καλής ποιότητας ελαιόκαρπος αποτελεί την πρώτη ύλη για την παρασκευή του γνωστού και μοναδικού στον κόσμο εμπορικού τύπου βρώσιμης ελιάς Καλαμών. Εικόνα 6. Ελιά Καλαμών. Ελιά Χαλκιδικής Είναι γνωστή και ως γαϊδουρολιά λόγω του σχετικά μεγάλου μεγέθους των καρπών της. Καλλιεργείται σχεδόν αποκλειστικά στη Χαλκιδική. Ο καρπός της είναι κυλινδροκωνικός που καταλήγει σε καταφανή θηλή. Το ανά καρπό βάρος κυμαίνεται από 4 έως 14g. Το χρώμα της επιδερμίδας αλλάζει διαδοχικά με την πρόοδο της ωρίμανσης από πράσινο σε πρασινοκίτρινο, αχυροκίτρινο, ρόδινο και καταλήγει σε ξεθωριασμένο ερυθρόμαυρο. Το μεγαλύτερο μέρος της ποσότητας που παράγεται αξιοποιείται στην παραγωγή της πράσινης βρώσιμης ελιάς Ισπανικού τύπου 16

18 (Αγγουράκι Χαλκιδικής). Η αναλογία βάρους σάρκας προς βάρος πυρήνα είναι κατά μέσο όρο ίση με 10:1. Ελιά Μεγαρίτικη Καλλιεργείται κατά κύριο λόγο στην Αττική, τη Βοιωτία και την Κορινθία. Ο καρπός έχει κυλινδροκωνικό σχήμα, είναι ελαφρώς κεκαμμένος από τη μια πλευρά και ζυγίζει από 2 έως 5g. Χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παρασκευή ξηράλατων ελιών και τσακιστών πράσινων ελιών. Είναι η περισσότερo ανθεκτική στην ξηρασία ποικιλία. Ελιά Κοθρέικη Καλλιεργείται στη Πελοπόννησo και τη Φωκίδα. Ο καρπός έχει σχήμα σφαιρικό έως ωοειδές και ζυγίζει από 2 έως 4g. Η σάρκα είναι συμπαγής και το χρώμα που αποκτά είναι ικανοποιητικό και εντονότερο αυτού της Κονσερβολιά Εμπορικοί τύποι επιτραπέζιας ελιάς Οι πιο δημοφιλείς εμπορικοί τύποι επιτραπέζιας ελιάς είναι οι παρακάτω : - Φυσικώς ώριμες μαύρες ελιές Ελληνικού τύπου σε άλμη - Φυσικές μαύρες ελιές τύπου Θρούμπα - Φυσικές ελιές μαύρες χαρακτές Καλαμών σε οξάλμη - Πράσινες φυσικώς ώριμες ελιές Ισπανικού τύπου σε άλμη (προϊόν γαλακτικής ζύμωσης) - Πράσινες ώριμες ελιές Καλιφόρνιας - Πράσινες ελιές τύπου Dolcifiato - Πράσινες ελιές τύπου Castelvetrano - Φυσικές πράσινες ελιές σε άλμη (Σικελικός τύπος) - Φυσικές ξανθιές ελιές σε άλμη - Τεχνητώς μαύρες ελιές - Φυσικές πράσινες ελιές τσακιστές 17

19 Ιδιαίτερη περίπτωση αποτελεί ο εμπορικός τύπος ελιά ξηράλατος που παρουσιάζει εμπορικό ενδιαφέρον για την εγχώρια αγορά. Κύρια χαρακτηριστικά του προϊόντος αυτού είναι (α) η μείωση της αναλογίας του βάρους της σάρκας προς το βάρος του πυρήνα ως αποτέλεσμα της απώλειας νερού στη διάρκεια της επεξεργασίας, (β) η μείωση της τιμής ph στη σάρκα από 5,3 σε 4,4 στο τέλος της επεξεργασίας και (γ) η υψηλή περιεκτικότητα της σάρκας του τελικού προϊόντος σε μαγειρικό αλάτι (περίπου 10%). Στην ελιά τύπου ξηράλατος, παρατηρείται μείωση της περιεκτικότητας του τελικού προϊόντος σε υγρασία στο μισό αυτής της πρώτης ύλης λόγω αφυδάτωσης, συρρίκνωση (ζάρωμα) και αύξηση της ελαιοπεριεκτικότητας και της περιεκτικότητας σε πρωτεϊνες σε σχέση με την πρώτη ύλη, όταν οι υπολογισμοί γίνονται με βάση την σάρκα που έχει (υγρή ελαιομάζα). Μια μικρή μείωση στα επίπεδα των σακχάρων αποδίδεται σε μερική ζύμωση τους λόγω ανάπτυξης ζυμομυκήτων Παραγωγή βρώσιμης ελιάς Θρούμπα Θάσου Οι ελιές από τη στιγμή που θα γίνουν θρούμπες, είτε μένουν επάνω στο δέντρο είτε πέφτουν ως υπερώριμες στο έδαφος. Από εκεί μαζεύονται μέσα σε κοφίνια και πλένονται με νερό υπό πίεση προκειμένου να απαλλαγούν από τον κονιορτό, το χώμα και άλλες ξένες ύλες. Στη συνέχεια απλώνονται στον ήλιο για να στεγνώσουν και ακολουθεί διαλογή και ταξινόμηση κατά μέγεθος. Η όλη διαδικασία ολοκληρώνεται με συσκευασία σε πλαστικές σακούλες ή άλλους περιέκτες σε συνθήκες υποπίεσης με παράλληλη προσθήκη μικροποσότητας άλατος. Το αλάτι δεν συντηρεί το προϊόν, αλλά απλώς το αλατίζει βελτιώνοντας τα οργανοληπτικά του χαρακτηριστικά. Συχνά στη συσκευασία προστίθεται όχι μόνο μαγειρικό αλάτι αλλά και ελαιόλαδο καλής ποιότητας. Το προϊόν αυτό καταναλώνεται κυρίως από άτομα που πάσχουν από καρδιαγγειακές και νεφρικές παθήσεις (Μπαλατσούρας, 1972). 18

20 3.5. Παραγωγή βρώσιμης ελιάς τύπου ξηράλατος Οι ελιές συγκομίζονται σε προχωρημένο στάδιο ωρίμανσης. Στο στάδιο αυτό η ελαιοευρωπαϊνη έχει υδρολυθεί σχεδόν ποσοτικά και οι ελιές δεν πικρίζουν. Μετά από πρόχειρη διαλογή, οι ελιές πλένονται και τοποθετούνται μέσα σε καλάθια σε επάλληλα στρώματα ελιών και μαγειρικού άλατος. Η αφυδάτωση που προκαλεί το μαγειρικό αλάτι συρρικνώνει τις ελιές και λόγω ωσμωτικών φαινομένων εξασφαλίζει της συντήρηση τους. Οι ελιές αυτές καταναλώνονται κυρίως στις τοπικές αγορές. Για την παρασκευή της βρώσιμης ελιάς τύπου ξηράλατος χρησιμοποιούνται στην Αττική κυρίως οι καρποί της ποικιλίας Μεγαρίτικη και στην Κρήτη οι καρποί της ποικιλίας Τσουνάτη. Τελευταία χρησιμοποιείται και η μικρόκαρπη ποικιλία Κορωνέικη που καλλιεργείται κυρίως στην Κρήτη και την Πελοπόννησο. Αν και οι ελιές που παρασκευάζονται είναι μικρές, είναι πολύ νόστιμες. Με ανάλογο τρόπο παράγεται στη Θάσο και η πολύ γνωστή βρώσιμη ελιά ξηράλατος Θάσου από την ομώνυμη ποικιλία που είναι πλέον διεθνώς γνωστή. Ο Πανάγου και οι συνεργάτες του (2002), μελέτησαν τις μικροβιολογικές, τις φυσικοχημικές και τις οργανοληπτικές μεταβολές σε ξηρές-αλατισμένες ελιές (αλατσολιές) της ποικιλίας Θρούμπα Θάσου, οι οποίες αποθηκεύτηκαν κάτω από διαφορετικές συνθήκες (ατμοσφαιρικός αέρας, διοξείδιο του άνθρακα, μίγμα αζώτουοξυγόνου-διοξειδίου του άνθρακα 40:30:30 v/v/v) στους 4 και 20 βαθμούς Κελσίου για 180 ημέρες. Η παραγωγή των ξηράλατων ελιών σε βιομηχανική κλίμακα γίνεται ως εξής : α) Πρώτη ύλη. Χρησιμοποιείται κυρίως ο χονδρός καρπός της Θασίτικης και της Μεγαρίτικης ποικιλίας ελιάς. Η πρώτη είναι κατά τον Αναγνωστόπουλο (1931) Θρουμπολιά, της οποίας ο καρπός δεν γίνεται θρούμπα, επειδή δεν συντρέχουν στην περιοχή που καλλιεργείται οι κατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες. Κατά πάσα πιθανότητα όμως πρόκειται για ειδικό κλώνο της Θρουμπολιάς, ο καρπός της οποίας δεν μπορεί να γίνει θρούμπα. β) Συλλογή και μεταφορά της πρώτης ύλης στη μονάδα μεταποίησης. Ο καρπός συλλέγεται στο στάδιο της πλήρους ωρίμανσης και υπερωρίμανσης επειδή το ενδιαφέρον εστιάζεται περισσότερο στο μαύρο χρώμα και λιγότερο στην υφή, καθώς το τελικό προϊόν είναι συρρικνωμένο (ζαρωμένο). Πολλές φορές ένα μέρος του καρπού συλλέγεται από το έδαφος. Η μεταφορά στη μονάδα μεταποίησης στη Θάσο 19

21 ή στις οικοτεχνίες και τις βιοτεχνίες γίνεται μετά τη τοποθέτηση της πρώτης ύλης σε κοφίνια ή πλαστικά κιβώτια χωρητικότητας 20-25kg ελαιόκαρπου. γ) Καθαρισμός της πρώτης ύλης και διαλογή. Ο ελαιόκαρπος πλένεται σχολαστικά με νερό υπό πίεση, προκειμένου να απαλλαγεί από ξένες ύλες (σκόνη, χώμα, φύλλα). Η επιβάρυνση του με τις ύλες αυτές είναι αυξημένη επειδή βρίσκεται σε προχωρημένο στάδιο ωρίμανσης. δ) Ταξινόμηση της πρώτης ύλης κατά μέγεθος μετά την διαλογή της. Έχει ως στόχο να διαχωρίσει τον καρπό σε δύο παρτίδες, μία για ελαιοποίηση και μια για επεξεργασία με σκοπό την επιτραπέζια κατανάλωση. ε) Επίπαση του καρπού σε στρώματα με χονδρό μαγειρικό αλάτι εντός δεξαμενών. Η τοποθέτηση του ελαιόκαρπου σε δεξαμενές γίνεται σύμφωνα με τη μέθοδο που ακολουθείται στην Τουρκία από την αντίστοιχη βιομηχανία επιτραπέζιας ελιάς, δηλαδή με την μορφή επάλληλων στρωμάτων καρπού και ξηρού μαγειρικού άλατος που έχει μέγεθος κόκκων ρυζιού. Το πάνω στρώμα στη δεξαμενή είναι στρώμα μαγειρικού άλατος που έχει πάχος τουλάχιστον 2cm. Υπολογίζεται ότι η ποσότητα του μαγειρικού άλατος που χρησιμοποιείται ανέρχεται σε 30% επί του βάρους του καρπού. Η τεράστια αυτή ποσότητα άλατος προστίθεται για να παρεμποδίσει την ανάπτυξη των μυκήτων. Επειδή όμως, υπάρχουν μύκητες που αναπτύσσονται ακόμη και σε κορεσμένη άλμη (Μπαλατσούρας, 1966), η προστασία του προϊόντος δεν είναι πλήρης. Η ποσότητα του μαγειρικού άλατος που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τη σημερινή υψηλή τιμή του επιβαρύνει σημαντικά το κόστος της επεξεργασίας. Αυτή θα μπορούσε να περιοριστεί μέχρι και 80% αν οι καρποί διαβρέχονταν με χρήση φορητής αντλίας, μια φορά τουλάχιστον κάθε ημέρα με τα διαχωριζόμενα και κορεσμένα σε μαγειρικό αλάτι φυτικά υγρά (λιοζούμια). στ) Ωρίμανση (curing) των καρπών. Στις συνθήκες της επεξεργασίας με το μαγειρικό αλάτι δεν μπορεί να λάβει χώρα ζύμωση. Λαμβάνουν όμως χώρα φυσικοχημικές μεταβολές στη σάρκα των καρπών, που τους καθιστούν βρώσιμους. Το ξηρό μαγειρικό αλάτι δρα ως αφυδραντικό μέσο και συμβάλλει στην εκχύλιση από τη σάρκα των φυτικών υγρών. Παράλληλα η σάρκα απορροφά αλάτι μέχρι όμως ενός ορισμένου σημείου. Τα φυτικά υγρά, που συγκεντρώνονται στον πυθμένα των δεξαμενών, είναι κορεσμένα σε μαγειρικό αλάτι και πιθανώς σε φαινολικά συστατικά και έχουν μαύρο χρώμα. Μέρος από τα υγρά αυτά απορρίπτεται μετά την παρέλευση ημερών από την έναρξη της παραγωγικής διαδικασίας, με άνοιγμα του κρουνού στο κάτω μέρος της δεξαμενής. Αν τα υγρά αυτά παραμείνουν στο σύνολό τους μέσα 20

22 στη δεξαμενή, τότε οι καρποί γίνονται αλμυροί σε βαθμό που τους καθιστά οργανοληπτικά μη αποδεκτούς. Αν τα υγρά αυτά απομακρυνθούν ποσοτικά, τότε μπορεί να παρατηρηθεί έντονη αφυδάτωση των καρπών κατά την άνοιξη και το καλοκαίρι, που υποβαθμίζει δραστικά την ποιότητά τους. ζ) Τυποποίηση του τελικού προϊόντος. Μετά την παρέλευση ημερών από την έναρξη της παραγωγικής διαδικασίας (Ντούτσιας 1983), οι καρποί έχουν ξεπικρίσει μερικώς και μπορούν να διατεθούν στην κατανάλωση. Για το σκοπό αυτό απομακρύνονται από τις δεξαμενές και εκτίθενται στον αέρα για οξείδωση και βελτίωση του χρώματος. Στη συνέχεια υποβάλλονται σε νέα διαλογή και τελικά συσκευάζονται σε πλαστικά ή λευκοσίδηρα δοχεία, επιπασμένες με ξηρό μαγειρικό αλάτι μεγέθους κόκκων ρυζιού. Στα λευκοσίδηρα δοχεία η συσκευασία μπορεί να γίνει και χωρίς προσθήκη μαγειρικού άλατος, τότε όμως το κλείσιμο τους θα πρέπει να γίνεται σε συνθήκες υποπίεσης. Αν και οι καρποί έχουν πολύ χαμηλή ενεργότητα νερού, είναι δυνατή η ανάπτυξη μυκήτων. Το προϊόν, σε κάθε περίπτωση, δεν είναι στείρο και η μεγαλύτερη προστασία επιτυγχάνεται με συσκευασία σε συνθήκες υποπίεσης (όλοι οι μύκητες είναι αερόβιοι μικροοργανισμοί) και με προσθήκη ορισμένων επιτρεπόμενων πρόσθετων υλών που έχουν μυκητοστατική δράση (σορβικό κάλιο) Παραγωγή γνήσιων μαύρων ελιών Ελληνικού τύπου (Olives veritable prepares a la facon greque) Αποτελούν εμπορικό τύπο επιτραπέζιων ελιών κατά την παραγωγή του οποίου οι καρποί δεν εμβαπτίζονται σε άλκαλι, αλλά ξεπικρίζουν χάρη στην εκχυλιστική ικανότητα του χονδρού μαγειρικού άλατος που προστίθεται σε αναλογία 6% επί του βάρους των καρπών. Η εκπίκρανση διαρκεί μεγαλύτερο χρονικό διάστημα (45-60 ημέρες). Ο καρπός, αν και είναι καταφανώς πικρός, έχει πλούσιο άρωμα και φρουτώδη γεύση. Οι καταναλωτές των γνήσιων μαύρων ελιών Ελληνικού τύπου δεν είναι πολλοί επειδή τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αυτού του προϊόντος είναι ιδιάζοντα. 21

23 Το ζάρωμα των καρπών είναι ιδιόρυθμο (plisee), επειδή η ρυτίδωση τους είναι λεπτή και καλοσχηματισμένη, ώστε να μην θεωρείται ποτέ ως μειονέκτημα κατά την ποιοτική αξιολόγηση. 4. Γενικά για το άρωμα των τροφίμων Όταν καταναλώνεται η τροφή, η αλληλεπίδραση των ερεθισμάτων της γεύσης, της οσμής και της υφής παρέχουν μια συνολική εκτίμηση ή ένα αίσθημα το οποίο ορίζεται καλύτερα από την αγγλική λέξη flavour, που στα ελληνικά αποδίδεται ως ευφραντική ικανότητα ή ευχυμία ή γευσοσμία ή απλά ως άρωμα. Η ευφραντική ικανότητα ενός τροφίμου οφείλεται σε συστατικά του που είναι υπεύθυνα για τη γεύση του και σε συστατικά που είναι υπεύθυνα για την οσμή του. Υπάρχουν όμως και συστατικά που συνεισφέρουν τόσο στη γεύση όσο και την οσμή (Βelitz, Grosch, Schieberle, 2004). Μεταξύ των πτητικών συστατικών των τροφίμων υπάρχουν ορισμένα που γίνονται αντιληπτά από τους υποδοχείς οσμής του οσφρητικού οργάνου, δηλαδή του οσφρητικού ιστού της ρινικής κοιλότητας. Τα συστατικά αυτά οδηγούνται στους υποδοχείς είτε διαμέσου του οσφρητικού οργάνου με την εισπνοή (orthonasal detection) ή διαμέσου της στοματικής κοιλότητας μετά την απελευθέρωσή τους κατά τη μάσηση (retronasal detection). Στο άρωμα των τροφίμων συνεισφέρουν μόνο τα πτητικά συστατικά τα οποία περιέχονται σε υψηλότερα ή ελαφρώς χαμηλότερα επίπεδα από το κατώφλι αναγνώρισης οσμής. Ως κατώφλι αναγνώρισης οσμής χαρακτηρίζεται η ελάχιστη συγκέντρωση στην οποία πρέπει να περιέχεται σε ένα τρόφιμο ένα πτητικό συστατικό προκειμένου να γίνει οργανοληπτικώς αντιληπτό και ο δοκιμαστής να μπορεί να περιγράψει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της οσμής του. Τα πτητικά συστατικά που συνεισφέρουν στο άρωμα των τροφίμων είναι κυρίως καρβονυλικές ενώσεις, καρβοξυλικά οξέα, εστέρες, αλκοόλες, πυρανόνες, φουρανόνες, παράγωγα του θείου, θειαζολικά και θειαζολινικά παράγωγα, πυρρολινικά και πυριδινικά παράγωγα, πυραζινικά παράγωγα, φαινόλες και φαινολικά παράγωγα, λακτόνες, υδρογονάνθρακες και τερπενικές ενώσεις. Τα πτητικά συστατικά που διαμορφώνουν το άρωμα των τροφίμων είναι προϊόντα αντιδράσεων στις οποίες συμμετέχουν διάφορα συστατικά των τροφίμων (αποικοδόμηση των μονοσακχαριτών παρουσία οξέος ή αλκάλεως, αντίδραση 22

24 Maillard, αποικοδόμηση αμινοξέων κατά Strecker, οξειδωτική αποικοδόμηση των ακόρεστων ακυλολιπιδίων, βιοαποικοδόμηση ακυλολιπιδίων και αμινοξέων και τέλος γαλακτική ή αλκοολική ζύμωση σακχάρων παρουσία ή απουσία οξυγόνου). 5. Μέθοδοι παραλαβής των πτητικών συστατικών από τα τρόφιμα Για την επιλογή της μεθόδου που μπορεί να εξασφαλίσει την παραλαβή του πλέον αντιπροσωπευτικού κλάσματος των πτητικών συστατικών από ένα δείγμα τροφίμου πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι : 1. Τα επιμέρους πτητικά συστατικά ενός τροφίμου είναι κατά κανόνα πάρα πολλά και διαφέρουν ως προς την χημική φύση, το μοριακό βάρος και τη συγκέντρωση τους στο δείγμα που εξετάζεται. 2. Δεν υπάρχει συνήθως άμεση σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης κάθε πτητικού συστατικού στο τρόφιμο και της συγκέντρωσής του στο πτητικό κλάσμα που παραλαμβάνεται. 3. Είναι απαραίτητος ο εμπλουτισμός του πτητικού κλάσματος όταν για την παραλαβή των πτητικών συστατικών εκχυλίζεται το δείγμα με οργανικό διαλύτη. 4. Είναι αναγκαίο να αποτρέπεται ο σχηματισμός artifacts στη διάρκεια της παραλαβής των πτητικών συστατικών επειδή αυτός έχει συχνά δυσμενείς επιπτώσεις στα αποτελέσματα της περαιτέρω εξέτασης του πτητικού κλάσματος. (Morales and Tsimidou, 2000) Στόχος της παραλαβής των πτητικών συστατικών είναι ο περιορισμός των παρεμποδίσεων από άλλα μη πτητικά συστατικά του δείγματος. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται βασίζονται στις τεχνικές της : 1. Εκχύλισης 2. Απόσταξης 3. Εκχύλισης μετά από συγκράτηση σε στερεή φάση (Solid Phase Extraction, SPE) 4. Θερμικής εκρόφησης μετά από συγκράτηση με προσρόφηση σε στερεή φάση (Dynamic Headspace ή DHS, Solid Phase Microextraction ή SPME) 5. Κατανομή σε αέρια φάση (Static Headspace ή SHS) 23

25 Για την εξέταση του κλάσματος των πτητικών συστατικών ενός δείγματος τροφίμου είναι απαραίτητη : 1. Η παραλαβή του κλάσματος των πτητικών συστατικών από το δείγμα. 2. Ο εμπλουτισμός του πτητικού κλάσματος μετά από καθαρισμό του ή μετά από συμπύκνωση του. 3. Η κλασμάτωση του πτητικού κλάσματος σε τάξεις συστατικών. 4. Η ταυτοποίηση των επιμέρους συστατικών Κατανομή των πτητικών συστατικών στην υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση (SHS) Η τεχνική βασίζεται στη μεταφορά ποσότητας του προς εξέταση δείγματος σε ειδικό φιαλίδιο, που κλείνει ερμητικώς, και σε εξισορρόπηση της συγκέντρωσης των πτητικών συστατικών που περιέχονται στο δείγμα μεταξύ του εσωτερικού διάκενου και του δείγματος. Για τη λήψη ορισμένου όγκου από την υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση του εσωτερικού διάκενου χρησιμοποιείται μια gas-tight σύριγγα ή ένας αυτόματος δειγματολήπτης. Επίσης, η δειγματοληψία μπορεί να γίνει και μέσω μιας ειδικής βαλβίδας έξι βημάτων που φέρει σταθερού όγκου βρόγχο. Ακολουθεί ο αεριοχρωματογραφικός διαχωρισμός. Η τεχνική χρησιμοποιείται για αναλυτικούς σκοπούς, ιδίως για τον ποσοτικό προσδιορισμό πτητικών συστατικών σε υγρά και στερεά δείγματα, αλλά απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή, αφού η εξισορρόπηση των συγκεντρώσεων τους επηρεάζεται όχι μόνον από παραμέτρους όπως π.χ. η θερμοκρασία, αλλά και από τη φύση του δείγματος. Βασικό πλεονέκτημα της τεχνικής είναι η εύκολη αυτοματοποίηση και συνεπώς το χαμηλό κόστος εξέτασης των επιμέρους δειγμάτων. Στα μειονεκτήματα της τεχνικής αναφέρονται η δυνατότητα μεταφοράς στη τριχοειδή στήλη μιας σημαντικής ποσότητας υδρατμών και μικρής ποσότητας αέρα που μπορεί να επηρεάσει την απόδοση της (αλληλεπίδραση με τη στατική φάση). 24

26 5.2. Θερμική εκρόφηση των πτητικών συστατικών μετά την εκδίωξη τους από το δείγμα και την προσρόφησή τους σε παγίδα (DHS) Η τεχνική αυτή επιτρέπει την απομάκρυνση από το προς εξέταση δείγμα των πολύ πτητικών οργανικών ενώσεων, αλλά και άλλων πολύ λιγότερο πτητικών οργανικών ενώσεων και την προσρόφησή τους σε ειδική παγίδα από την οποία ανακτώνται με θερμική εκρόφηση για να διαχωρισθούν στη συνέχεια αεριοχρωματογραφικώς. Για την εκδίωξη των πτητικών συστατικών από το δείγμα χρησιμοποιείται αδρανές αέριο (άζωτο ή ήλιο). Το αέριο εκδίωξης μαζί με τα πτητικά συστατικά που παρασύρει διέρχεται από μια διάταξη εφοδιασμένη με κατάλληλο προσροφητικό υλικό, για παράδειγμα Tenax, στην οποία προσροφώνται τα πτητικά συστατικά, ιδίως αυτά που εμφανίζουν υψηλή τάση ατμών (Reineccius, 2005). Στη συνέχεια τα πτητικά συστατικά εκροφώνται από από την παγίδα με θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία και με τη βοήθεια του φέροντος αερίου προωθούνται μέσω της διάταξης έγχυσης του αεριοχρωματογράφου στη στήλη. Βασικό πλεονέκτημα της τεχνικής είναι το γεγονός η δυνατότητα δέσμευσης της υγρασίας ώστε να μην επηρεασθεί η απόδοση του αεριοχρωματογραφικού συστήματος. Κύριο μειονέκτημα της αποτελεί το μεγάλο χρονικό διάστημα που απαιτείται για την εκδίωξη των πτητικών συστατικών από μεγαλύτερη ποσότητα δείγματος Μικροεκχύλιση στερεής φάσης (SPME) Είναι μια πολύ απλή και αποτελεσματική τεχνική παραλαβής πτητικών συστατικών απευθείας από το δείγμα ή από την υπερκείμενη του αέρια φάση (HS- SPME). Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Pawliszyn (1990) και από τότε είναι από τις πιο πολύ χρησιμοποιούμενες τεχνικές παραλαβής πτητικών συστατικών κατά την εξέταση περιβαλλοντικών δειγμάτων και δειγμάτων τροφίμων. Θεωρείται ότι είναι ιδανική για χρήση σε συνδυασμό με την τεχνική GC-MS. Στην SPME χρησιμοποιείται μια ίνα κατασκευασμένη από τηγμένο διοξείδιο του πυριτίου η οποία έχει καλυφθεί με ένα ειδικό πολυμερικό υλικό (στατική φάση). Τα 25

27 πτητικά συστατικά του δείγματος ή της υπερκείμενης του δείγματος αέριας φάσης αλληλεπιδρούν με το πολυμερικό υλικό. Αυτή η αλληλεπίδραση έχει ως αποτέλεσμα τη συγκράτησή τους με προσρόφηση στην ίνα. Η συσκευή SPME είναι πάρα πολύ απλή και έχει την εμφάνιση μιας τροποποιημένης σύριγγας που αποτελείται από μια διάταξη συγκράτησης της ίνας και έναν αγωγό εντός του οποίου προστατεύεται η ίνα. Η τελευταία μπορεί με τη βοήθεια ειδικού ελατηρίου να εξέλθει από τον αγωγό και να έρθει σε άμεση επαφή με το δείγμα ή την υπερκείμενή του αέρια φάση (headspace). Σε δείγματα με πολύπλοκη σύσταση, όπως τα τρόφιμα, είναι αναγκαίο να έχει προηγηθεί η διάχυση των πτητικών συστατικών από το δείγμα στο εσωτερικό διάκενο του φιαλιδίου εντός του οποίου έχει μεταφερθεί το προς εξέταση δείγμα και να έχει αποκατασταθεί η ισορροπία. Σημαντική βελτίωση της κινητικής της διάχυσης μπορεί να επιτευχθεί με ανάδευση ή με θέρμανση του δείγματος. Σχήμα 4. Συσκευή SPME SPME ίνα. Η τεχνική SPME λαμβάνει χώρα σε δύο φάσεις. Κατά τη φάση της προσρόφησης των πτητικών συστατικών στην SPME ίνα που είναι τοποθετημένη στη βελόνη μιας ειδικού τύπου σύριγγας. Η τελευταία εκτίθεται αφού εξέλθει με την βοήθεια του 26

28 εμβόλου της σύριγγας από τη βελόνη που έχει διεισδύσει μέσω κατάλληλου septum στο φιαλίδιο (από την υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση αρκούν συνήθως 5 έως 20 λεπτά για την προσρόφηση των πτητικών συστατικών). Το φιαλίδιο που περιέχει το δείγμα πρέπει να έχει θερμοστατηθεί σε θερμοκρασία χαμηλότερη από 60 ο C για ορισμένο χρόνο. Κατά τη φάση της εκρόφησης των πτητικών συστατικών από την SPME ίνα, αυτή επανέρχεται μετά την προσρόφηση των πτητικών συστατικών με τη βοήθεια του εμβόλου της σύριγγας στη βελόνη, που απομακρύνεται από το φιαλίδιο για να οδηγηθεί αμέσως στη διάταξη θερμής εισαγωγής τύπου split/splitless του αεριοχρωματογράφου. Στο liner της διάταξης αυτής, η SPME ίνα εξέρχεται εκ νέου από τη βελόνη ώστε τα προσροφημένα στη στατική φάση πτητικά συστατικά να ελευθερωθούν με θερμική εκρόφηση προκειμένου να οδηγηθούν με τη βοήθεια του φέροντος αερίου στην τριχοειδή στήλη. Για την εκρόφηση όλων των πτητικών συστατικών από την ίνα απαιτείται ένας ορισμένος χρόνος. Για το λόγο αυτό είναι συχνά αναγκαία η συμπύκνωση τους στην είσοδο της στήλης είτε με κρυοεστίαση (cryofocussing) ή με μερική έγχυσή τους στη στήλη (split injection). Σχήμα 5. Εκρόφηση των προσροφημένων πτητικών συστατικών από SPME ίνα. 27

29 Κατά την εφαρμογή της τεχνικής SPME πρέπει να διατηρούνται σταθερές παράμετροι όπως ο τρόπος ανάδευσης του δείγματος, η θερμοκρασία στην οποία γίνεται η δειγματοληψία, η τιμή ph του δείγματος, ο όγκος του δείγματος και οι συνθήκες προσρόφησης και εκρόφησης των πτητικών συστατικών, προκειμένου να εξασφαλιστεί η ακρίβεια και η επαναληψιμότητα των μετρήσεων. Η πολικότητα και η πτητικότητα των συστατικών που πρέπει να παραληφθούν από το δείγμα παίζουν σημαντικό ρόλο στον καθορισμό των συνθηκών στις οποίες θα γίνει η δειγματοληψία τους από την υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση και ο αεριοχρωματογραφικός διαχωρισμός τους. Η απουσία διαλύτη επιτρέπει την εισαγωγή όλης της ποσότητας των πτητικών συστατικών που εκροφώνται από την ίνα στη τριχοειδή στήλη, γεγονός που αυξάνει την ευαισθησία (Vas & Vekey, 2004). Κύριο πλεονέκτημα της τεχνικής SPME αποτελεί ο πολύ μικρός χρόνος που απαιτείται για να παραληφθούν τα πτητικά συστατικά. Κύριο μειονέκτημα της είναι η ανάγκη για επιλογή της καταλληλότερης SPME ίνας, ιδίως όταν το κλάσμα των πτητικών συστατικών περιέχει πολλές ενώσεις που διαφοροποιούνται έντονα ως προς την πτητικότητα και τη χημική συμπεριφορά. Άλλο μειονέκτημα της τεχνικής είναι η αδυναμία εργασίας με μεγάλη ποσότητα δείγματος. Στο εμπόριο είναι διαθέσιμες 6 SPME ίνες που διαφοροποιούνται ως προς την ποσότητα και ως προς το πάχος του υμενίου του υλικού. Το πολυμερικό υλικό των ινών αυτών είναι είτε ένα καθαρό υγρό πολυμερές, όπως το πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο (PDMS) ή ένας πολυακρυλικός εστέρας (PA), είτε σύνθετα πολυμερή, όπως Carboxen-PDMS, Divinybenzene (DVB)-PDMS, Carbowax-DVB και DVB- Carbowax-PDMS. Tα σύνθετα πολυμερή, που αποτελούνται από ένα υγρό πολυμερές και ένα πορώδες στερεό υλικό ή μίγματα πορώδων υλικών συνδυάζουν τις ιδιότητες συγκράτησης των πτητικών συστατικών στο υγρό πολυμερές με την ικανότητα προσρόφησης που έχουν τα σωματίδια του πορώδους υλικού (Pillonel et al. 2002). Ο τύπος της ίνας που χρησιμοποιείται κατά την εφαρμογή της τεχνικής SPME επηρεάζει την εκλεκτικότητα της δειγματοληψίας. Οι με πολική στατική φάση ίνες χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση των πολικών πτητικών συστατικών, σε αντίθεση με τις ίνες που φέρουν μη πολική στατική φάση, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση των μη πολικών πτητικών συστατικών κατ αναλογία με ότι συμβαίνει κατά τον αεριοχρωματογραφικό διαχωρισμό στις τριχοειδείς στήλες. Οι ίνες χρησιμοποιούνται για εκατοντάδες δειγματοληψιών στην 28

30 περίπτωση που αυτές γίνονται από την υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση (Vas & Vekey, 2004). 6. Αέριαχρωματογραφία ή αέρια χρωματογραφία Αέρια Χρωματογραφία καλείται η χρωματογραφική τεχνική διαχωρισμού στην οποία η κινητή φάση είναι ένα αέριο. Η στατική φάση μπορεί να είναι στερεή ή υγρή. Στην ανάλυση των τροφίμων χρησιμοποιούνται κυρίως στήλες που φέρουν υγρή στατική φάση η οποία σχηματίζει υμένιο στην επιφάνεια ενός υποστρώματος (πληρωμένες στήλες) ή στο εσωτερικό του τοιχώματος της στήλης (τριχοειδείς στήλες). Μια τυπική διάταξη αέριας χρωματογραφίας, αποτελείται από : 1) Οβίδες και αγωγούς για τη μεταφορά της αέριας κινητής φάσης και των αερίων που είναι αναγκαία για την λειτουργία του ανιχνευτή 2) Διάταξη εισαγωγής του δείγματος στον αεριοχρωματογράφο 3) Στήλη που τοποθετείται στο θερμοστατούμενο φούρνο του αεριοχρωματογράφου 4) Ανιχνευτή 5) Καταγραφέα Σχήμα 6. Αεριοχρωματογραφικό σύστημα. 29

31 Στην αεριοχρωματογραφία σε αντίθεση με ότι συμβαίνει στην υγρή χρωματογραφία δεν παρατηρούνται αλληλοεπιδράσεις μεταξύ της κινητής φάσης και των αναλυόμενων συστατικών που πρόκειται να διαχωρισθούν. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται αδρανές αέριο ως κινητή φάση (άζωτο, ήλιο, υδρογόνο) γνωστό και ως φέρον αέριο. Η ταχύτητα με την οποία εκλούονται από τη στήλη τα επιμέρους συστατικά είναι επομένως ουσιαστικά ανεξάρτητη της φύσης του φέροντος αερίου. Η συγκράτηση από τη στατική φάση επηρεάζεται όμως, από την ταχύτητα ροής του φέροντος αερίου και τη θερμοκρασία (Γ. Θεοδωρίδης, 2000). Ορισμένος όγκος του προς ανάλυση δείγματος λαμβάνεται με κατάλληλη μικροσύριγγα και μεταφέρεται στη διάταξη έγχυσης του αεριοχρωματογράφου. Η διάταξη έγχυσης πρέπει να είναι στεγανή και για αυτό το λόγο απομονώνεται από το περιβάλλον με τη χρήση ενός εύκαμπτου καλύμματος κατασκευασμένου από κατάλληλο πολυμερικό υλικό (septum), το οποίο διατρυπά η βελόνη της μικροσύριγγας προκειμένου να γίνει η έγχυση του δείγματος. Τα προς διαχωρισμό συστατικά του μίγματος μεταφέρονται στη στήλη όπου διαχωρίζονται και εκλούονται διαδοχικά. Ο διαχωρισμός επιτυγχάνεται με βάση την αλληλεπίδραση τους με την στατική φάση και τη ταχύτητα ροής του φέροντος αερίου. Τα επιμέρους πτητικά συστατικά που εκλούονται οδηγούνται από τη στήλη άμεσα στον ανιχνευτή, όπου το σήμα τους ενισχύεται και καταγράφεται σε κατάλληλο καταγραφικό ή σε ηλεκτρονικό υπολογιστή εφοδιασμένο με κατάλληλο λογισμικό. Σχήμα 7. Διάγραμμα λειτουργίας αεριοχρωματογράφου. Κατά τον αεριοχρωματογραφικό διαχωρισμό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη : 1) Η καθαρότητα του φέροντος αερίου που χρησιμοποιείται (ίχνη ακαθαρσιών μπορούν να αλλοιώσουν το σήμα του ανιχνευτή). 30

32 2) Η στήλη που χρησιμοποιείται (τα τελευταία 20 χρόνια χρησιμοποιούνται κυρίως τριχοειδείς στήλες). 3) Η πτητικότητα και η θερμική σταθερότητα των προς διαχωρισμό συστατικών (παράμετροι που περιορίζουν την εφαρμογή της αεριοχρωματογραφίας επειδή καθιστούν προβληματικό το διαχωρισμό πολικών ή θερμικά ασταθών συστατικών). 4) Ο ανιχνευτής που χρησιμοποιείται (ανιχνευτής ιονισμού φλόγας, ανιχνευτής αζώτου-φωσφόρου ή NPD, ανιχνευτής θερμικής αγωγιμότητας ή TCD, ανιχνευτής σύλληψης ηλεκτρονίων ή ECD, φασματόμετρο μάζας ή MSD). Η μεγάλη ικανότητα διαχωρισμού της αεριοχρωματογραφίας οφείλεται στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της στήλης, που αποτελεί την καρδιά του χρωματογραφικού συστήματος, και κυρίως στο μήκος της, την εσωτερική διάμετρο και το πάχος του υμενίου της στατικής φάσης. Τα διαχωριζόμενα συστατικά μπορούν να ταυτοποιηθούν με υπολογισμό των δεικτών συγκράτησης Kovats και με χρήση ενός φασματομέτρου μαζών ως ανιχνευτής. Στην περίπτωση των πτητικών συστατικών που συνεισφέρουν στο άρωμα, η ταυτοποίηση τους μπορεί να γίνει και με τη χρησιμοποίηση μιας διάταξης ολφακτομετρίας ως ανιχνευτής Ταυτοποίηση πτητικών συστατικών με τη βοήθεια των δεικτών συγκράτησης Kovats Βασίζεται στον υπολογισμό των δεικτών συγκράτησης Kovats από τα χρωματογραφικά δεδομένα του αεριοχρωματογραφικού διαχωρισμού σε δύο τουλάχιστον τριχοειδείς στήλες που φέρουν διαφορετικής πολικότητας στατική φάση. Ο δείκτης συγκράτησης (RI) Κovats υποδηλώνει τη σχετική θέση μιας κορυφής σε ένα αεριοχρωματογράφημα ως προς τις κορυφές που αντιστοιχούν σε δύο διαδοχικά μέλη της ομόλογης σειράς των κανονικών αλκανίων και υπολογίζεται, στην περίπτωση μη ισόθερμου διαχωρισμού, από τη σχέση: RΙ = 100z [(t r(χ) t r(ζ) ) / (t r(ζ+1) t r(z) ) ] 31

33 Όπου Ζ είναι ο αριθμός των ατόμων άνθρακα του αλκανίου του οποίου η κορυφή εκλούεται πριν το πτητικό συστατικό Χ, t r(χ) είναι ο σχετικός χρόνος συγκράτησης του πτητικού συστατικού Χ, t r(ζ) ο σχετικός χρόνος συγκράτησης του κ-αλκανίου με (Ζ) άτομα άνθρακα και t r(ζ+1) είναι ο σχετικός χρόνος συγκράτησης του κ-αλκανίου με (Z+1) άτομα άνθρακα Ανίχνευση των πτητικών συστατικών με χρήση ανιχνευτή ιονισμού φλόγας (FID) Η λειτουργία του Ανιχνευτή Ιονισμού Φλόγας (Flame Ionization Detector, FID) βασίζεται στην καύση κάθε οργανικής ένωσης που εκλούεται από τη στήλη σε φλόγα υδρογόνου που παράγεται λόγω ανάφλεξης μιγματός του με αέρα. Αποτέλεσμα της καύσης είναι η παραγωγή ιόντων που δεσμεύονται από ένα ζεύγος πολωμένων ηλεκτροδίων του ανιχνευτή, ενώ το ρεύμα που παράγεται ενισχύεται και καταγράφεται. Σχήμα 8. Ο Aνιχνευτής Ιονισμού Φλόγας. Η ευρεία χρήση του FID οφείλεται στο ότι αποκρίνεται σχεδόν σε όλες τις οργανικές ενώσεις, είναι αξιόπιστος και η λειτουργία του ρυθμίζεται εύκολα. 32

34 6.3. Ανίχνευση οσμηρών πτητικών συστατικών με παράλληλη χρήση διάταξης ολφακτομετρίας και FID ή άλλο ανιχνευτή Η τεχνική της ολφακτομετρίας βασίζεται στην περιγραφή της οσμής κάθε εκλουόμενου από τη στήλη οσμηρού πτητικού συστατικού, από κατάλληλα εκπαιδευμένους δοκιμαστές με τη βοήθεια του αισθητήριου της όσφρησής τους. Για την εφαρμογή της τεχνικής είναι αναγκαία η χρήση διάταξης που συνδέεται με τον αεριοχρωματογράφο. Η διάταξη αυτή διαθέτει ένα σύστημα κατάλληλο για την αραίωση ενός κλάσματος κάθε εκλουόμενου συστατικού, μετά από ανάμιξη με αέρα που έχει υγρανθεί, και την ταχεία προώθηση του στην έξοδο της, όπου είναι δυνατή η περιγραφή της οσμής του με αξιοποίηση του αισθητηρίου της όσφρησης του δοκιμαστή. Οι δοκιμαστές αποτιμούν την οσμή και μετά από διαδοχικές αραιώσεις. Η συγκέντρωση μιας πτητικής ένωσης στην οποία αυτή γίνεται αντιληπτή από τους μισούς τουλάχιστον δοκιμαστές καλείται κατώφλι οσμής ή οdor threshold. (Φλαρούντζου και Σαμαρά, 2009). Το κυριότερο πρόβλημα όταν επιδιώκεται σύγκριση των αποτελεσμάτων μετά από αεριοχρωματογραφικό διαχωρισμό των συστατικών του δείγματος με τα αποτελέσματα μετά από εφαρμογή οργανοληπτικών δοκιμών στο δείγμα είναι η αλληλεπίδραση των επιμέρους συστατικών του. Ο συνδυασμός της τεχνικής της ολφακτομετρίας με την τεχνική της αεριοχρωματογραφίας καθιστά εφικτή την ανίχνευση των πτητικών συστατικών που συνεισφέρουν στο άρωμα του προϊόντος που εξετάζεται και την κατά προσέγγιση αξιολόγηση του βαθμού συνεισφοράς τους στο άρωμα του. Ο συνδυασμός αυτός είναι γνωστός ως Αέρια Χρωματογραφία Ολφακτομετρία (GC/O). Στην πράξη, το κλάσμα των πτητικών συστατικών που παραλαμβάνεται από την υπερκείμενη του δείγματος αέρια φάση διαχωρίζεται αεριοχρωματογραφικώς. Το κλάσμα κάθε εκλουόμενου συστατικού διαχωρίζεται σε δύο μέρη από τα οποία το ένα οδηγείται στον ανιχνευτή και το άλλο στη διάταξη της ολφακτομετρίας, όπου αναμιγνύεται με υγρό αέρα πριν φθάσει στην έξοδο της όπου ο δοκιμαστής (Sniffer) περιγράφει τα χαρακτηριστικά της οσμής του, ενώ παράλληλα καθορίζεται και η θέση της κορυφής του στο αεριοχρωματογράφημα. (Φλαρούντζου και Σαμαρά, 2009). 33