4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων Πρακτικά Συνεδρίου

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων Πρακτικά Συνεδρίου"

Transcript

1 4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων Πρακτικά Συνεδρίου Οκτωβρίου 2013 ΜΕC Παιανίας foodbiotech4.chemeng.ntua.gr Συνδιοργάνωση: Ένωση Ελλήνων Χημικών Πανελλήνιος Σύλλογος Χημικών Μηχανικών

2 4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων» ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ Οκτωβρίου 2013 ΜΕC Παιανίας, Αθήνα

3 Οργανωτική Επιτροπή: Σειραγάκης Γ. (Τμήμα Τροφίμων ΕΕΧ, Πρόεδρος), Βαφειάδης Κ. (Πρόεδρος ΠΣΧΜ), Aναλυτής Β. (Γραμματέας ΔΣ ΠΣΧΜ), Γιανέλλος Π. (Μόνιμη Επιτροπή Τροφίμων & Βιοτεχνολογίας ΠΣΧΜ), Γιάννου Β. (Μόνιμη Επιτροπή Τροφίμων & Βιοτεχνολογίας ΠΣΧΜ), Δερμεσονλούογλου Ε. (Μόνιμη Επιτροπή Τροφίμων & Βιοτεχνολογίας ΠΣΧΜ), Θεοδώρου Δ. (Επιμελητής Μόνιμης Επιτροπής Τροφίμων & Βιοτεχνολογίας ΠΣΧΜ), Καλέση Μ. (Τμήμα Κεντρικής & Δυτικής Θεσσαλίας ΠΣΧΜ), Λαμπή Ε. (ΚΥ Γενικό Χημείο Κράτους), Μακρυπούλιας Φ. (Δ.Ε. - ΕΕΧ), Σάλτα Φ. (Τμήμα Τροφίμων ΕΕΧ), Τσιρώνη Φ. (Μόνιμη Επιτροπή Τροφίμων & Βιοτεχνολογίας ΠΣΧΜ), Φαρμάκης Λ. (Δ.Ε. - ΕΕΧ). Επιστημονική Επιτροπή: Τζιά Κ. (ΕΜΠ, Πρόεδρος ΕΕ), Αντωνοπούλου Σ. (Χαροκόπειο), Γεωργίου Κ. (ΓΠΑ), Καραθάνος Β. (Χαροκόπειο), Καραμάνος Ν. (Π. Πατρών), Κέκος Δ. (ΕΜΠ), Κίζης Δ. (ΓΠΑ), Κολίσης Φ. (ΕΜΠ), Κοντομηνάς Μ. (Π. Ιωαννίνων), Κούκιος Ε. (ΕΜΠ), Κουρέτας Δ. (Π. Θεσσαλίας), Κουτίνας Α. (Π. Πατρών), Κουτίνας Α. (ΓΠΑ), Κροκίδα Μ. (ΕΜΠ), Κυριτσάκης Α. (ΤΕΙ Θεσ/κης), Κωμαῒτης Μ. (ΓΠΑ), Μακρής Δ. (Π. Αιγαίου), Μαρκάκη Π. (ΕΚΠΑ), Μπεζιρτζόγλου Ε. (Π. Θράκης), Μπλέκας Γ. (ΑΠΘ), Νάσκα Α. (ΕΚΠΑ), Νυχάς Ι. (ΓΠΑ), Πετροχείλου Ι. (ΕΕΧ), Προεστός Χ. (EKΠΑ), Στεφανίδου Α. (ΕΕΧ), Στοφόρος Ν. (ΓΠΑ), Ταούκης Π. (ΕΜΠ), Τριχοπούλου Α. (ΕΚΠΑ), Φωτόπουλος Β. (ΤΕ.ΠΑ.Κ.), Ωραιοπούλου Β. (ΕΜΠ). 2

4 Με την ευγενική συμπαράσταση των εταιρειών: Food Allergens Lab Κλαδικές Εμπορικές Εκθέσεις Biotica (R-Biopharm) CORINGREEN S.A. Moulas Scientific Αναλυτικές Συσκευές ΒΑΜΒΑΚΑΣ Hellamco A.E. 3

5 4

6 Παρασκευή 11 Οκτωβρίου 14:30 Εγγραφές 4 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Βιοτεχνολογία και Τεχνολογία Τροφίμων Οκτωβρίου 2013 ΜΕC Παιανίας, Αθήνα ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΥΝΕΔΡΙΟΥ 15:30 Έναρξη-Χαιρετισμοί Συνεδρία A1 Ανάπτυξη και μαθηματική περιγραφή έξυπνων δεικτών για τον έλεγχο της αλυσίδας κατεψυγμένων τροφίμων. Επαλήθευση σε πραγματικές συνθήκες. 16:30 Γιαννόγλου M., Τούλη A., Πλατάκου E., Τσιρώνη Θ., Ταούκης Π. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 19 Επίδραση εδώδιμων αντιμικροβιακών μεμβρανών σε ζαμπόν και λουκάνικα Φρανκφούρτης στον έλεγχο του Listeria monocytogenes μετά από αναθέρμανση σε 16:45 μικροκύματα Kαπετανάκου Α.Ε., Καρυώτης Δ., Σκανδάμης Π.N. Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων και Ποτών, Επιστήμη και Τεχνολογία Τροφίμων, ΓΠΑ Σελ. 23 Μελέτη της επίδρασης διαφορετικών μαρινάδων στη μικροχλωρίδα τεμαχίων κοτόπουλου υπό διαφορετικές συνθήκες χρόνου και θερμοκρασίας εμβάπτισης. 17:00 Λύτου Α.Ε., Μπλάνα Β.Α., Πανάγου Ε.Ζ., Νυχάς Γ.Ι.Ε.* Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΓΠΑ Σελ. 24 Αξιοποίηση των υγρών αποβλήτων ελαιουργείων για παραγωγή μονοκυτταρικής πρωτεΐνης. Γιαβάσης Ι. 1 *, Δημητράκου Λ. 1, Μπούρος Χ. 1, Ζάρα Π. 1, Ανδριόπουλος Π. 1, 17:15 Μανούρας Α. 1, Πετρωτός Κ. 2 1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Τεχνολογίας τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων 2 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Εργαστήριο Μηχανικής τροφίμων Σελ. 28 Επίδραση της υπερυψηλής πίεσης στην επιβίωση του παθογόνου βακτηρίου Salmonella enterica ser. Enteritidis και της φυσικής μικροχλωρίδας σε φιλέτα 17:30 κοτόπουλου. Αργύρη Α.Α., Χωριανόπουλος Ν.Γ., Σουρρή Π.I., Σαμαράς Φ.I., Τάσσου Χ.X. Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων Σελ :45 Ερωτήσεις 18:00 Διάλειμμα 5

7 18:30 18:45 19:00 19:15 19:30 19:45 Ερωτήσεις Συνεδρία A2 Aντιμικροβιακές και αντιοξειδωτικές ιδιότητες πολυφαινολών απομονωμένων από υγρά απόβλητα ελαιουργείων: Μελέτες in vitro και επιτυχημένες εφαρμογές σε τρόφιμα. Γιαβάσης Ι. 1 *, Λεοντόπουλος Σ. 2, Τσαούση Κ. 1, Αργυρίου Ε.Ε. 1, Κανδυλάκης Μ. 1 Κασαπίδου Ε. 3, Μανούρας Α. 1, Πετρωτός Κ. 2 1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Τεχνολογίας τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων 2 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Εργαστήριο Μηχανικής τροφίμων 3 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, Τμήμα Εμπορίας και Ποιοτικού Ελέγχου Αγροτικών Προϊόντων Σελ. 33 Μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης της αιγοπρόβειας πρωτεΐνης τυρογάλακτος in vitro και στην κυτταρική σειρά C2C12. Κερασιώτη Ε., Πρίφτης Α., Αϊβαζίδης Σ., Στάγκος Δ., Κουρέτας Δ. Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Σελ. 35 Μελέτη της δυνατότητας σύμπλεξης ιόντων χαλκού και σιδήρου από αφεψήματα Ελληνικών βοτάνων. Κογιάννου Δ. 1, Κουνδουράκη Χ. 1, Καραβόλτσος Σ. 2, Σακελλάρη Α. 2, Καλογερόπουλος Ν. 1 * 1 Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας - Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο 2 Εργαστήριο Χημείας Περιβάλλοντος, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Σελ. 38 Μελέτη της επίδρασης πολυφαινολικού εκχυλίσματος στεμφύλων σε δείκτες οξειδωτικού στρες σε μυικά και ενδοθηλιακά κύτταρα με κυτταρομετρία ροής και με φασματομετρία. Γκουτζουρέλας Ν. 1, Καρτερολιώτη Χ. 1, Γεωργαδάκης Σ. 1, Δεμερτζής Ν. 1, Μαυρίδου Π. 1, Στάγκος Δ. 1, Αληγιάννης Ν. 2, Σκαλτσούνης Λ. 2, Κουρέτας Δ. 1 1 Τμήμα Βιοχημείας-Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Τμήμα Φαρμακευτικής, ΕΚΠΑ Μεσογειακή διατροφή και βιοτεχνολογία. Κατσαρός Ν. Επιστημονικός Συνεργάτης ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ Σελ. 42 Σελ. 45 6

8 Σάββατο 12 Οκτωβρίου 10:00 10:15 10:30 10:45 11:00 11:15 Ερωτήσεις 11:30 Διάλειμμα Συνεδρία B1 Proficiency Testing Schemes in food allergen testing. Alexopoulos Ch., Kakoulidis E., Lampi E. General Chemical State Laboratory (G.C.S.L.), 5 th Athens Chemical Service Σελ. 51 Detection of escolar (Lepidocybium flavobrunneum) in commercialized minced fish products by a PCR-RFLP technique. Houhoula D.P., Apostolou V., Lazana N., Siskos Ε., Toulis D., Kyrana V.R., Lougovois V.P. Department of Food Technology, Technological Educational Institution of Athens Σελ. 55 Ανάπτυξη μεθοδολογίας μοριακής βιολογίας για την ανίχνευση αμυγδάλου σε κυπριακά τρόφιμα. Τέλλο Α. 1, Σειραγάκης Γ. 2, Δεληγιάννη Α. 1, Ευσταθίου Κ. 1, Πελεκάνου Η. 1 1 Γενικό Χημείο Κράτους Κύπρου 2 FA Food Αllergens Lab Ltd., Κύπρος Detection of allergens in food animal origin. Rizou K. Food Division, General Chemical State Laboratory Αλλεργιογόνο σέλινο σε φρέσκα και καταψυγμένα τυποποιημένα λαχανικά. Δανιάς Π., Χριστοδούλου Ε., Μπαργωτάκης Π. FA Food Allergens Lab, Κύπρος Σελ. 56 Σελ. 60 Σελ. 64 Συνεδρία B2 12:00 12:15 Μοριακός και αναλυτικός χαρακτηρισμός της βιοσύνθεσης τοκοχρωμανολών σε καρπούς ελιάς (Olea europaea L.). Γεωργιάδου Χ. 1, Γούλας Β. 1, Ντούρου Τ. 2, Μαγγανάρης Γ.Α. 1, Καλαϊτζής Π. 2, Φωτόπουλος Β. 1 1 Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τμήμα Γεωπονικών Επιστημών, Βιοτεχνολογίας και Επιστήμης Τροφίμων 2 Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων, Τομέας Γενετικής Βελτίωσης και Βιοτεχνολογίας Οπωροκηπευτικών Σελ. 71 Rapid analysis for fungal growth and OTA production of Aspergillus carbonarius using turbidimetric measurements. Ioannidis A.-G. 1, Magan Ν. 2, Panagou E.Z. 1 * 1 Laboratory of Microbiology and Biotechnology of Foods, Department of Food Science and Technology, AUA 2 Applied Mycology Group, Cranfield Health, Cranfield University, UK Σελ. 72 7

9 12:30 12:45 13:00 ITS-RFLP characterization of Aspergillus isolates in grapes of four traditional grapeproducing areas in Greece. Kizis D.*, Natskoulis P., Nychas G.-J.Ε., Panagou E.Ζ. Laboratory of Microbiology and Biotechnology of Foods, Department of Food Science and Human Nutrition, AUΑ Σελ. 76 Μοριακές Τεχνικές στην Ασφάλεια - Ποιότητα - Γνησιότητα Τροφίμων. Ευαγγέλου Β. 1, Λαμπιδώνης Α. 2, Σειραγάκης Γ. 3 1 Food Allergens Laboratory, Αθήνα, 2 Food Allergens Laboratory, Κρήτη 3 FA Food Allergens Lab Ltd, Κύπρος 13:15 Ερωτήσεις Quality Improvement & QA Tools. Gutschelhofer C.M. 1 *, Niemeijer R. 1, Maune C. 2 1 R-Biopharm AG, An der neuen Bergstrasse 17, Darmstadt, Germany, 2 Trilogy Analytical Laboratory, 870 Vossbrink Dr., Washington, MO 63090, USA 13:30 Διάλειμμα Ελαφρύ γεύμα Σελ. 78 Σελ. 80 Συνεδρία B3 Μελέτη της επίδρασης της λιποπεριεκτικότητας και της προσθήκης καζεϊνικών αλάτων και συμπυκνωμάτων πρωτεϊνών ορού στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αναμιγμένης γιαούρτης από βουβαλίσιο γάλα. 14:45 Ακακιάδου Π.*, Χρυσαλίδου Σ., Δημητρέλη Γ., Πετρίδης Δ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής, Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης (ΑΤΕΙΘ) Σελ. 85 Επιλογή των βέλτιστων συνθηκών επεξεργασίας με υπερυψηλή πίεση για την παραγωγή πορτοκαλοχυμού ποικιλίας NAVEL. 15:00 Αλεξανδράκης Ζ., Γουργουλέτης Α., Κατσαρός Γ., Ταούκης Π. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 89 Παραγωγή νέων προϊόντων από χυμό ροδιού με εφαρμογή κλασσικών βιοτεχνολογικών διεργασιών. 15:15 Ορδούδη Σ.Α.*, Μαντζουρίδου Φ., Δάφτσιου Ε., Μάλο Χ., Χατζηδημητρίου Ε., Νενάδης Ν., Τσιμίδου Μ. Ζ. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, ΑΠΘ Σελ. 93 Yeast β-glucan recovery from wine by-products: a functional and valuable ingredient in food production processing. 15:30 Varelas V. 1, Liouni M. 1, Nerantzis E. 2 1 Laboratory of Industrial Chemistry, Dept. of Chemistry, University of Athens 2 Laboratory of Biotechnology & Industrial Fermentation, Dept. of Enology, TEI of Athens Σελ. 97 Μελέτη Επεξεργασίας Χυμού Ιπποφαούς με Υπερυψηλή Πίεση. Αλεξανδράκης Ζ. 15:45 1, Κυριακοπούλου Κ. 2, Κατσαρός Γ. 1, Κροκίδα Μ. 2, Ταούκης Π. 1 1 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΕΜΠ, 2 Εργαστήριο Σχεδιασμού και ανάλυσης Διεργασιών, ΕΜΠ Σελ :00 Ερωτήσεις 8

10 16:15 Διάλειμμα Συνεδρία B4 Ανάπτυξη και επικύρωση επίσημης μεθόδου για τον προσδιορισμό βαρέων μετάλλων και ιχνοστοιχείων σε κονσερβοποιημένη πάστα τομάτας με την τεχνική της Πολυστοιχειακής Φασματομετρίας Ατομικής Απορρόφησης με ηλεκτροθερμαινόμενο 16:45 φούρνο γραφίτη. Ραπτοπούλου Κ. 1, Πασιάς Ι. 2, Θωμαΐδης Ν. 2, Προεστός Χ. 1 * 1 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ 2 Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Σελ. 107 Μελέτη της ανάπτυξης στελέχους Salmonella Typhimurium σε εργαστηριακό μέσο και εκχύλισμα ρόκας σε θερμοκρασία 20 C. 17:00 Δουλγεράκη Α.Ι. 1, Ηλιόπουλος Β. 1, Γεωργίου Κ. 2, Πανάγου Ε.Ζ. 1, Νυχάς Γ.-Ι.Ε. 1 1 Εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου, ΓΠΑ Σελ. 111 Παραγωγή αφλατοξίνης Β1 από μύκητες που απομονώθηκαν από μαύρη σταφίδα Κρήτης και Κορίνθου. 17:15 Καναπίτσας Α. 1, Κωσταρέλου Π. 1, Ταβουλάρη Μ. 1, Καψανάκη-Γκότση Ε. 2, Μαρκάκη Π. 1 1 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ 2 Εργαστήριο Συστηματικής και Οικολογίας, Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ Σελ. 113 Histamine levels in commercial cured and canned fish products commonly consumed in Greece. 17:30 Houhoula D.P., Batrinou A., Giannakis G., Filios K., Siskos Ε., Toulis D., Kyrana V.R., Lougovois V.P. Department of Food Technology, ΤΕΙ Athens Σελ. 115 Biotechnology and foods: Benefits and concerns 17:45 Labropoulos Α., Anestis S., Pagoni M. TEI Athens Σελ :00 Ερωτήσεις 9

11 Κυριακή 13 Οκτωβρίου 10:00 10:15 10:30 10:45 11:00 11:15 Ερωτήσεις 11:30 Διάλειμμα Συνεδρία Γ1 BIOtechnological COrinthian Raisin EXtract Βιοτεχνολογική έρευνα Απομόνωση και παραγωγή αντιοξειδωτικού συμπληρώματος διατροφής μαύρης Κορινθιακής σταφίδας. Κορδοπάτης Π. 1, Λάμαρη Φ.Ν. 1, Πάϊρας Γ.Ν. 2, Παύλου Α. 3 *, Κατσογιάννης Κ. 3, Clark B.F.C. 3, Πισιμίσης Χ. 4, Βελέντζας Δ. 4 1 Εργαστήριο Φαρμακογνωσίας και Χημείας Φυσικών Προϊόντων 2 Εργαστήριο Φαρμακευτικής Χημείας, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών 3 CORINGREEN SA, 4 THANOS VINEGAR SA. Σελ. 123 Μελέτη αντιοξειδωτικής δράσης πολυφαινολικού εκχυλίσματος από απόβλητα ελαιουργείου μετά από ενθυλάκωση σε πρωτείνη τυρογάλακτος, μαλτοδεξτρίνη και ζελατίνη. Φουστέρη Ζ. 1, Στάγκος Δ. 1, Πετρωτός Κ. 2, Ματσούκας Ι. 2, Κεφαλάκης Γ. 2, Μαντάς Χ. 2, Γκουτσίδης Π. 2, Κερασιώτη Ε. 1, Φιλίντας Α. 2, Κουρέτας Δ. 1 1 Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, ΤΕΙ Θεσσαλίας Σελ. 124 Οι τοκοφερόλες στις ελιές και το ελαιόλαδο στην Ελλάδα. Μαΐστρου Ε.Α.Δ. 1, Σειραγάκης Γ. 2 1 Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών 2 Food Allergens Laboratories Σελ. 127 Μελέτη in vivo της αντιοξειδωτικής δράσης χυμού ροδιού. Ματθαίου Χ. 2, Σαράφογλου Ε. 1, Γκουτζουρέλας Ν. 1, Στάγκος Δ. 1, Χαρουτουνιάν Σ. 2, Κουρέτας Δ. 1 1 Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, 2 ΓΠΑ Σελ. 128 Προσδιορισμός δεικτών οξειδωτικού στρες στο αίμα κοτόπουλων κρεατοπαραγωγής που υπέστησαν αγωγή με πολυφαινολικά πρόσθετα. Γερασόπουλος Κ. 1,2, Οικονομίδης Δ. 1, Στάγκος Δ. 1, Κόκκας Σ. 2, Καντάς Δ. 2, Γούλας Π. 2, Σαβουϊδάκη Κ. 2, Ντομπρουγάς Γ. 2, Πετρωτός Κ. 2, Κουρέτας Δ. 1 1 Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, ΤΕΙ Θεσσαλίας Συνεδρία Γ2 Σελ :00 Detection of pathogens in foods by ANSR system. Silars N. Neogen Europe, Ayr, Scotland, UK Σελ

12 12:15 12:30 12:45 13:00 Συσχέτιση των ορίων επιβίωσης, ανάπτυξης και έκφρασης γονιδίων καταπόνησης και παθογένειας του Listeria monocytogenes κατά την απόκριση σε όξινη και ωσμωτική καταπόνηση. Μακαρίτη Π.Ι., Πρίντεζη Α., Σκανδάμης Ν.Π. Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σελ. 138 Μεταβολές στα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά των παθογόνων Listeria monocytogenes και Salmonella spp. έπειτα από προσαρμογή τους σε υψηλές συγκεντρώσεις αντιβιοτικών. Μανιός Σ.Γ., Ζώης Ι., Καμιντζής Γ., Σκανδάμης Π.Ν. Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σελ. 139 Χρήση Ελληνικών φυτών για καταπολέμηση παθογόνων στο κρέας Λαμπιδώνης Α., Πολίτης Μ. Food Allergens Laboratory, Κρήτη Σελ. 140 Βιοτεχνολογική παραγωγή πτητικών οσμηρών ενώσεων από πούλπα πορτοκαλιού με τον ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae σε ζύμωση στερεής κατάστασης. Λάλου Σ., Παρασκευοπούλου Α., Μαντζουρίδου Φ.* Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, ΑΠΘ Σελ :30 Στρογγυλό Τραπέζι Εφαρμογές της Βιοτεχνολογίας στον κλάδο των τροφίμων στην Ελλάδα: Επιτεύγματα & προβληματισμοί 11

13 ΑΝΑΡΤΗΜΕΝΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ Εκτίμηση της ποικιλότητας εγχώριων ποικιλιών φακής (Lens culinaris Medik.) με τη χρήση μοριακών δεικτών. Κωμαΐτης Φ., Μπεμπέλη Π. Εργαστήριο Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, ΓΠΑ Σελ. 151 Detection of genetically modified maize lines in packed foodstuffs containing processed corn. Kizis D., Gallou C., Houhoula D., Koussissis S. Department of Food Technology, Faculty of Food Technology and Nutrition, TEI Athens Σελ. 152 Olive fruit respiration study under hypoxia and hyperoxygenation conditions. Kizis D. 1, Houhoula D. 1, Banilas G. 2, Christidis S. 1, Livaditi L. 1, Koussissis S. 1 1 Department of Food Technology, Faculty of Food Technology and Nutririon, TΕΙ Athens 2 Department of Oenology and Beverage Technology, Faculty of Food Technology and Nutririon, ΤΕΙ Athens Σελ. 153 Quantification of parvalbumin in commercially important seafood species, using real time PCR. Houhoula D.P., Dimitriou P., Mengezi G., Kyrana V.R., Lougovois V.P. Department of Food Technology, TΕΙ Athens Σελ. 154 Quantification of aflatoxins in foods, using the direct competitive ELISA technique. Houhoula D.P., Batrinou A., Chaniotis P., Grafas L., Kizis D., Kyrana V.R., Lougovois V.P., Koussissis S. Department of Food Technology, TΕΙ Athens Σελ. 155 Development of a Real Time PCR for the detection of potentially allergenic trace amounts of peanuts and hazelnuts in processes foods. Kiritsi I., Papanastasiou A., Bourdi C., Galafti P., Koussissis S., Houhoula D.P. Department of Food Technology, TΕΙ Athens Σελ. 156 Development of a PCR for the detection of allergenic trace amounts of sesame and hazelnuts in processes foods. Belsis V., Lagou K., Varvaresou M., Platara P., Kollia M., Georgοpoulos L., Koussissis S., Houhoula D.P. Department of Food Technology, TΕΙ Athens Σελ. 157 Η επίδραση της θέρμανσης στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά και την αντιοξειδωτική ικανότητα του μελιού. Ευθυμίου Μ.-Ν. 1, Γαρδέλη Χ. 1, Χαριζάνης Π. 2, Κωμαΐτης Μ. 1 1 Εργαστήριο Χημείας και Ανάλυσης Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου, Γ.Π.Α. 2 Εργαστήριο Μελισσοκομίας και Σηροτροφίας, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Γ.Π.Α. Σελ. 158 Επίδραση του είδους του γάλακτος (βουβαλίσιο - αγελαδινό) και της προσθήκης καζεϊνικών αλάτων στις ρεολογικές ιδιότητες και στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αναμιγμένης γιαούρτης. Δεληγεωργάκης Χ., Βλάχβεη Κ., Δημητρέλη Γ. Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης (ΑΤΕΙΘ), Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας και Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Σελ

14 LC-MS-MS techniques for food allergens testing. Christofakis M. 1, Xila A. 2 1 Food Allergens Lab, Crete, 2 Novartis Swiss 2,5-Diketopiperazine identification based on gas chromatography-mass spectrometry analysis. Bratakos S.M. 1 *, Sinanoglou V.J. 1, Dourtoglou V. 2, Riganakos K. 3 1 Instrumental Food Analysis Laboratory, Department of Food Technology, TEI Athens 2 Department of Oenology and Beverage Technology, TEI Athens 3 Food Chemistry and Technology Laboratory, Department of Chemistry, University of Ioannina 13 Σελ. 166 Σελ. 170 Μελέτη της φυσιολογίας των βακτηρίων-θηρευτών Bdellovibrio και Bacteriovorax και οι δυνατότητες χρήσης τους ως παράγοντες βιοπροστασίας σε τρόφιμα. Γιαβάσης Ι.*, Δημοπούλου Κ., Νικολάκη Σ., Στεργίου A., Καφετζή Ι., Βουνού Θ., Ιωαννίδου Ν. ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Τεχνολογίας τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων Σελ. 171 Antimicrobial effect of pomegranate juice (Punica granatum L.) on Staphylococcus aureus strains. Batrinou A. 1, Lantzouraki D. 2, Sinanoglou V.J. 1, Fragkouli C. 1, Spiliotis V. 1 1 Department of Food Technology, TEI Athens 2 Laboratory of Food Chemistry, School of Chemistry, National and Kapodistrian University of Athens Σελ. 172 Σύγκριση τεσσάρων μεθόδων προσδιορισμού ολικής και μεσόφιλης χλωρίδας (Ο.Μ.Χ.) σε γάλα μικρών μηρυκαστικών. Καλύβα Ζ.Χ. 1, Ακρίδα-Δεμερτζή Κ. 2, Δεμερτζής Π.Γ. 2 1 Εργαστήριο Μικροβιολογίας - Παρασιτολογίας και Λοιμωδών Νοσημάτων Ζώων, Τμήμα Ζωικής Παραγωγής, ΤΕΙ Ηπείρου 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σελ. 173 Εκτίμηση της χημικής σύστασης νωπού γάλακτος εγχώριων φυλών μικρών μηρυκαστικών - Συγκριτική μελέτη ατομικών και ομαδικών δειγμάτων. Αυγέρης Ι.Β. 1, Δεμερτζής Π.Γ. 2, Ακρίδα-Δεμερτζή Κ. 2 1 Εργαστήριο Μικροβιολογίας - Παρασιτολογίας και Λοιμωδών Νοσημάτων των Ζώων, Τμήμα Ζωικής Παραγωγής, ΤΕΙ Ηπείρου 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σελ. 174 Impact of water activity, temperature and sodium metabisulfite concentration on the growth of an Aspergillus carbonarius isolate from Greek grapes. Natskoulis, P. 1, Ioannidis A.-G. 1, Magan N. 2, Panagou E.Z. 1 * 1 Laboratory of Microbiology and Biotechnology of Foods, Department of Food Science and Technology, AUA 2 Applied Mycology Group, Cranfield Health, Cranfield University, UK Σελ. 175 Εφαρμογή προβιοτικής καλλιέργειας εκκίνησης Lactobacillus pentosus σε μεγάλης κλίμακας ζύμωση επιτραπέζιας ελιάς ποικιλίας Χαλκιδικής. Μπλάνα Β.Α., Σταματίου Α.Π., Νυχάς Γ.-Ι., Πανάγου Ε.Ζ. Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου, ΓΠΑ Σελ. 176 Η μεταβολή των ελεύθερων ανθοκυανών σε οίνους πρώιμης κατανάλωσης σε συσκευασία τροποποιημένης ατμόσφαιρας. Μπιμπίλας Α., Τσιμογιάννης Δ., Ωραιοπούλου Β. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 180

15 Μελέτη ποιοτικών χαρακτηριστικών κέικ εμπλουτισμένου με ολιγοφρουκτόζη και ινουλίνη. Ψιμούλη Β., Ωραιοπούλου Β. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 184 Ανίχνευση των τροφογενών παθογόνων Vibrio parahaemolyticus και Bacillus cereus με Μοριακές Τεχνικές. Λαμπιδώνης Α., Πολίτης Μ. Food Allergens Laboratory, Κρήτη Σελ. 188 Σύγκριση ανοσοχημικών και μοριακών τεχνικών για ανίχνευση αλλεργιογόνου μουστάρδας σε τρόφιμα. Λοΐζου Σ. 1 *, Κίζης Δ. 2 *, Σειραγάκης Γ. 2, Νικολάου Σ.A. 1 1 St George s, University of London Medical School at the University of Nicosia, 2 FA Food Allergens, Κύπρος Σελ. 192 Ανάκτηση και ανάλυση καροτενοειδών μετά από ενζυμική κατεργασία αποβλήτων βιομηχανικής τομάτας. Τσέκου Χ., Κατσούφη Σ., Στρατή Ε., Μπατρίνου Α., Κουσίσης Σ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής ΤΕΙ Αθήνας Σελ. 193 Πρόβλεψη των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών κέικ εμπλουτισμένου με πίτυρα δημητριακών κατεργασμένα με ξυλανάση μέσω εκτίμησης των φυσικοχημικών και θερμικών του ιδιοτήτων. Λεμπέση Δ., Τζιά Κ. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 194 Παραγωγή προβιοτικών επιτραπέζιων ελιών: ενσωμάτωση προβιοτικών βακτηρίων σε εδώδιμες μεμβράνες. Κατσαμπές Σ., Σφακιανάκης Π., Πολυχνιάτου Β., Χανιώτη Σ., Χρανιώτη Χ., Γιάννου Β., Τζιά Κ. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 198 Σχεδιασμός και επικύρωση διεργασιών τροφίμων με επίκεντρο τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Τζιά Κ., Γιάννου Β., Πολυχνιάτου Β., Σφακιανάκης Π., Χρανιώτη Χ., Χανιώτη Σ. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ Σελ. 202 Επίδραση της μείωσης της κοκκομετρίας με τη χρήση μύλου άλεσης υψηλής πίεσης (JET MILL) στα ποιοτικά χαρακτηριστικά αλεύρου από κριθάρι. Δράκος Α., Κυριακάκης Γ., Πρωτονατάριου Σ., Ευαγγελίου Β., Μαντάλα Ι. Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σελ. 206 Ανίχνευση αφλατοξίνης με ταχεία ανοσοαναλυτική μέθοδο σε καρυκεύματα της Ελληνικής αγοράς. Μπατρίνου Α. 1, Χούχουλα Δ. 1, Καμπανοπούλου Μ. 1, Μακρυγιάννης Κ. 1, Μαρκάκη Π. 2 1 Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, ΤΕΙ Αθήνας 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, ΕΚΠΑ Σελ. 207 Εφαρμογές κυτταρομετρίας ροής στην μελέτη βιωσιμότητας προβιοτικών μικροοργανισμών σε γαλακτοκομικά προϊόντα. Μπατρίνου Α., Κολοκυθά Κ., Παναγή Α., Ερμιζίδου Α., Βράιλας Κ., Σπηλιώτης Β. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, ΤΕΙ Αθήνας Σελ

16 Προσδιορισμός με χρήση μοριακών μεθόδων της αντιοξειδωτικής δραστικότητας προϊόντων και παραπροϊόντων των σταδίων βιομηχανικής παραγωγής χυμού ροδιού. Μπέσιος Α. 1 *, Στάγκος Δ. 1, Μπόκαρη Α. 1, Ορφανουδάκη Α. 2, Αποστόλου Α. 2, Χαρουτουνιάν Σ. 2, Κουρέτας Δ. 1 1 Τμήμα Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας 2 Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σελ. 209 Ανίχνευση Γεννετικά Τροποποιημένων Οργανισμών (Γ.Τ.Ο.) σε γαλακτοκομικά προϊόντα. Παραμυθιώτης Σ. 1, Αδράκτα Ν. 1, Σιγάλα Κ. 2, Δροσινός Ε.Χ. 1, Προεστός Χ. 2 1 Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων και Ποτών, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, ΓΠΑ 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Σελ. 212 Επίδραση του αερίου όζοντος στην ποιότητα και στο χρόνο ζωής σταφυλιών ποικιλίας sultanina. Πάνου Α.Α., Ρώσσος Ξ.Κ., Ρηγανάκος Κ.Α. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Π. Ιωαννίνων Σελ. 213 Μελέτη της συνδυαστικής επίδρασης της προσθήκης πρωτεϊνών γάλακτος, του μεγέθους των λιποσφαιρίων και του χρόνου συντήρησης στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αναμιγμένης γιαούρτης από βουβαλίσιο γάλα. Χρυσαλίδου Σ.*, Ακακιάδου Π., Δημητρέλη Γ., Πετρίδης Δ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής, Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης (ΑΤΕΙΘ) Σελ. 217 Μείωση του λίπους στο παγωτό Ζαφειριάδης Θ. Τομέα Επισιτισμού - Μεταφορών, ΙΕΚ ΞΥΝΗΣ Σελ. 221 Aνάπτυξη Ενζυμοανοσοχημικής μεθόδου ELISA για τον προσδιορισμό του ζιζανιοκτόνου χλωροπυριφός σε τρόφιμα. Τσιάλλα Ζ. 1, Ζήκος Χ. 2, Ευαγγέλου Α. 2, Καραχάλιου Χ. 2, Πέτρου Π. 1, Λιβανίου Ε. 2, Κακαμπάκος Σ. 1 1 Εργαστήριο Ανοσοαναλύσεων - Ανοσοαισθητήρων 2 Εργαστήριο Ανοσοπεπτιδικής Χημείας, Ι.Π.Ρ.Ε.Τ.Ε.Α, ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» Σελ. 225 Ανάπτυξη ενζυμοανοσοχημικής μεθόδου ELISA για τον προσδιορισμό της βοείου κ-καζεΐνης σε κατσικίσιο γάλα. Αγγελοπούλου Μ. 1, Πέτρου Π. 1, Haasnoot W. 2, Peters J. 2, Σιαφάκα-Καπάδαη Α. 3, Κακαμπάκος Σ. 1 1 Εργαστήριο Ανοσοαναλύσεων - Ανοσοαισθητήρων, Ι.Π.Ρ.Ε.Τ.Ε.Α, ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» 2 RIKILT Wageningen UR 3 Εργαστήριο Βιοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Σελ. 229 Ανάπτυξη ενζυμοανοσοχημικής μεθόδου ELISA ανταγωνιστικού τύπου για τον προσδιορισμό ωχρατοξίνης σε δείγματα μπύρας. Πάγκαλη Β. 1, Πέτρου Π. 1, Haasnoot W. 2, Peters J. 2, Οικονόμου Α. 3, Κακαμπάκος Σ. 1 1 Εργαστήριο Ανοσοαναλύσεων-Ανοσοαισθητήρων, Ι.Π.Ρ.Ε.Τ.Ε.Α, ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» 2 RIKILT Wageningen UR 3 Εργαστήριο Βιοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Σελ

17 Κατανομή του είδους και της αντιβιοαντοχής Staphylococcus spp. σε πόσιμα νερά. Θεοδωρίδου Ε. 1, Αλεξόπουλος Α. 1, Σταυροπούλου Ε. 2, Πλέσσας Σ. 1, Μαντζουράνη Ι. 1, Φουρνομίτη Μ. 1,Tζούτη Β. 1, Μπεζιρτζόγλου Ε. 1 1 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Αγροτικής Ανάπτυξης, Εργαστήριο Μικροβιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υγιεινής, Ορεστιάδα 2 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Ιατρικό Τμήμα, Αλεξανδρούπολη Σελ. 237 Πώς πίνετε τον καφέ σας; Ταμπούρης Κ., Γεωργαντάς Δ., Μπαρμπούνης Ε.Γ. Τμήμα Επιστημονικής Υποστήριξης, Ν. Αστεριάδης Α.Ε., Αθήνα Σελ. 241 Quantitative allergen detection in food as a requirement for harmonised action levels in the EU. Lorenzen E., Waldherr F., Sarrazin I., Mergemeier S., Kuhn M. CONGEN Biotechnologie GmbH, Berlin, Germany Σελ

18 Συνεδρία Α1 17

19 18

20 Ανάπτυξη και μαθηματική περιγραφή έξυπνων δεικτών για τον έλεγχο της αλυσίδας κατεψυγμένων τροφίμων. Επαλήθευση σε πραγματικές συνθήκες. Γιαννόγλου M., Τούλη A., Πλατάκου E., Τσιρώνη Θ., Ταούκης Π. Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο ΠΕΡΙΛΗΨΗ H ψυκτική αλυσίδα των τροφίμων χαρακτηρίζεται από απώλειες ποιότητας κυρίως λόγω σημαντικών αποκλίσεων από τις θερμοκρασίες προδιαγραφής. Οι Χρονοθερμοκρασιακοί Δείκτες ΤΤΙ (Time Temperature Integrators) επιτρέπουν τον έλεγχο ενδεχόμενης κακομεταχείρισης του προϊόντος όσον αφορά τη θερμοκρασία συντήρησης. Οι ΤΤΙ παρακολουθούν το χρονοθερμοκρασιακό ιστορικό των τροφίμων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν επικουρικά της ημερομηνίας ανάλωσης, ως ζωντανή ημερομηνία λήξης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της κινητικής υποβάθμισης της ποιότητας κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκού καθώς και της απόκρισης των ΤΤΙ σε συνθήκες συντήρησης -5 έως -15 C, καθώς και η ανάπτυξη μεθοδολογίας για την επιλογή κατάλληλων ΤΤΙ για το κάθε προϊόν, εφόσον τα κινητικά χαρακτηριστικά της ποιοτικής υποβάθμισής του είναι γνωστά. Ως βέλτιστα για την παρακολούθηση της ποιοτικής υποβάθμισης των κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία, επιλέχθηκαν το φωτοχημικό ΤΤΙ B1-0.4s και το ενζυμικό ΤΤΙ M-20U. Η αποτελεσματικότητα των ΤΤΙ για την παρακολούθηση της ποιότητας των κατεψυγμένων αλιευμάτων επαληθεύτηκε σε πραγματικές συνθήκες της ψυκτικής αλυσίδας. Development and modelling of TTI smart labels for monitoring the cold chain of frozen foods. Validation in real conditions. Giannoglou M., Touli, A., Platakou, E., Tsironi, F. and Taoukis P. Laboratory of Food Chemistry and Technology, School of Chemical Engineering, NTUA Application of an optimized quality and safety assurance system for the chilled and frozen distribution of products requires continuous monitoring and control of storage conditions, from production to consumption. Time-Temperature Integrators (TTI) are inexpensive, active smart labels that can show an easily measurable, time-temperature dependent change that reflects the temperature history of a food product to which it is attached. As an example case study, a kinetic model for quality deterioration of frozen blueshark slices was used to select appropriate TTI in order to monitor the fish quality during frozen distribution. A UV activatable photochromic TTI and an enzymatic TTI were kinetically studied and the influence of the level of activation or the concentration of the enzyme on the response of the TTI was modeled. The TTI response was tailored to monitor the shelf life of the product during the cold chain storage.the objective of the study was the validation in a laboratory scale of the applicability of selected enzymatic and photochromic TTI, for monitoring the quality of frozen blueshark (Prionace glauca) slices. 19

21 ΕΙΣΑΓΩΓΗ H ψυκτική αλυσίδα των τροφίμων χαρακτηρίζεται από απώλειες ποιότητας κυρίως λόγω σημαντικών αποκλίσεων από τις θερμοκρασίες προδιαγραφής. Η σωστή διαχείριση της απαιτεί την ανάπτυξη ενός διααραστικού συστήματος παρακολούθησης του χρονο-θερμοκρασιακού ιστορικού των τροφίμων σε επίπεδο μοναδιαίας συσκευασίας. Η έξυπνη συσκευασία (intelligent packaging) πέραν της προστασίας του προϊόντος παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ποιοτική κατάσταση του. Οι χρονο-θερμοκρασιακοί δείκτες ή ολοκληρωτές (Time Temperature Integrators) ΤΤΙ είναι "έξυπνες" ετικέτες (smart labels) που με μια εύκολα μετρήσιμη, αναντίστρεπτη, οπτική αλλαγή που εξαρτάται από το χρόνο και τη θερμοκρασία, δείχνουν το θερμοκρασιακό ιστορικό και την ποιοτική κατάσταση του τροφίμου που συνοδεύουν. Με βάση τους ΤΤΙ μπορεί να λειτουργήσει ένα ολοκληρωμένο σύστημα παρακολούθησης της ψυκτικής αλυσίδας. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν επικουρικά της ημερομηνίας ανάλωσης, ως «δυναμική» ημερομηνία λήξης. Η αποτελεσματικότητα και η αξιοπιστία ενός ΤΤΙ ως δείκτη ποιότητας του τροφίμου εξαρτάται από τα κινητικά χαρακτηριστικά της απόκρισης του (Taoukis & Labuza, 2003). Βασική απαίτηση είναι η εξάρτηση του ρυθμού απόκρισης από τη θερμοκρασία να προσεγγίζει ικανοποιητικά την εξάρτηση από τη θερμοκρασία των δράσεων ποιοτικής υποβάθμισης του τροφίμου (Tsironi et al., 2010). Στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού προγράμματος IQ-Freshlabel (www.iq-freshlabel.eu/) πραγματοποιείται η ανάπτυξη φωτοχημικών και ενζυμικών ΤΤΙ για τον έλεγχο της αλυσίδας κατεψυγμένων αλιευμάτων. Στόχος είναι η ανάπτυξη κατάλληλης μεθοδολογίας για την επιλογή του βέλτιστου ΤΤΙ για συγκεκριμένα κατεψυγμένα προϊόντα και η εκτίμηση της εφαρμογής τους μέσω πειραμάτων προσομοίωσης της αλυσίδας κατάψυξης (Giannoglou et al., 2013). ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Κατεψυγμένα φιλέτα γλαυκοκαρχαρία (Prionace glauca) στις εμπορικές τους συσκευασίες αποθηκεύτηκαν σε σταθερή θερμοκρασία -5 και -10 C καθώς και σε μεταβαλλόμενες συνθήκες. Κατάλληλα φωτοχημικά (B1 OnVu TM, Bizerba, Germany) και ενζυμικά ΤΤΙs (M Check Point, VITSAB, Sweden) επιλέχθηκαν για τα φιλέτα βάσει προηγούμενων μελετών του χρόνου ζωής του προϊόντος καθώς και μαθηματικών μοντέλων που περιγράφουν την εξάρτηση της απόκρισης των φωτοχημικών ΤΤΙ τύπου Β1 και των ενζυμικών τύπου Μ από το χρόνο έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία (s) και τη συγκέντρωση του ενζύμου (U) αντίστοιχα. Η ποιοτική υποβάθμιση και η εναπομένουσα διάρκεια ζωής προσδιορίζονταν σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα βάσει της απόκρισης των TTIs και οι τιμές συγκρίνονταν με τις πραγματικές τιμές των δεικτών ποιοτικής υποβάθμισης βάσει των τιμών TVB-N, TBARs και μέσω οργανοληπτικής αξιολόγησης. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων προσδιορισμού απόκρισης ΤΤΙ Όσον αφορά τα φωτοχημικά ΤΤΙ αναπτύχθηκε ένα συνολικό μαθηματικό μοντέλο το οποίο περιγράφει την εξάρτηση της απόκρισης τους από το χρόνο έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία, τη θερμοκρασία και το χρόνο αποθήκευσης (Giannoglou et al., 2013) 20

22 b a Ea 1 1 ΔΕ ΔΕ tc t C exp( (k ref (Tref,t 1s) t C exp( ( ))) t) 1s c R T Tref όπου ΔΕ tc=1s η αρχική απόκριση (t=0) του φωτοχημικού δείκτη τύπου B1 εκτιθέμενου υπό την υπεριώδη ακτινοβολία για 1s, t c ο χρόνος έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία, E a η ενέργεια ενεργοποίησης (J/mol), R η παγκόσμια σταθερά αερίων, T ref η θερμοκρασία αναφοράς (-10 C), k ref,tref,1s ο ρυθμός απόκρισης του ΤΤΙ στην T ref για t c =1s, a and b σταθερές και t, T ο χρόνος και η θερμοκρασία αποθήκευσης αντίστοιχα. Παρόμοιο μαθηματικό μοντέλο αναπτύχθηκε και για τα ενζυμικά ΤΤΙ το οποίο περιγράφει την εξάρτηση της απόκρισής τους από τη συγκέντρωση του ενζύμου, το χρόνο και τη θερμοκρασία αποθήκευσης (Giannoglou et al., 2013) X F(X C ) k 1 exp k 1,ref 2,ref * C B1 * C 21 B 1 E a 1 * exp R T E a 1 2 * exp R T όπου T η θερμοκρασία αποθήκευσης (K), E a η ενέργεια ενεργοποίησης (J/mol), R η παγκόσμια σταθερά αερίων, T ref η θερμοκρασία αναφοράς (-10 C), C η συγκέντρωση του ενζύμου (5-20U) και B 1,2 σταθερές. Υπολογισμός διάρκειας ζωής κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία Για τον υπολογισμό της διάρκειας ζωής του προϊόντος αναπτύχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν οι παρακάτω εξισώσεις (Giannoglou et al., 2013) t SL k lnc ref,tvb TVB N,l lnc TVB N,o Ea 1 Nexp R T 1 T ref t SL k C ref,tbars TBARS, l C TBARS, o Ea 1 exp R T 1 T ref 1 T t ref 1 T SL ref k t ref s s o E a 1 1, s exp R T Tref όπου t SL η διάρκεια ζωής (d) των κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία, C TVB-N,l, C TBARS,l και s l τα μέγιστα όρια των TVB-N (12mgN/100g), TBARs (3.5 mgmda/kg) και της συνολικής οργανοληπτικής εντύπωσης (βαθμολόγηση 5) αντίστοιχα, C TVB-N,o, C TBARS,o and s o οι αρχικές τιμές των TVB-N, TBARs και της συνολικής εντύπωσης αντίστοιχα, k ref η σταθερά του ρυθμού ποιοτικής υποβάθμισης στην T ref =-15 C, E a η ενέργεια ενεργοποίησης (J/mol) και R η παγκόσμια σταθερά αερίων. Εφαρμογή και επαλήθευση των επιλεγμένων ΤΤΙ Βάσει των προαναφερόμενων κινητικών μοντέλων, επιλέχθηκαν ως βέλτιστα για την παρακολούθηση της ποιοτικής υποβάθμισης των κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία, το φωτοχημικό ΤΤΙ τύπου Β1 για χρόνο έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία 0,4s (B1-0.4s) και το ενζυμικό ΤΤΙ τύπου Μ με συγκέντρωση ενζύμου 20U (M-20U). Στα παρακάτω διαγράμματα γίνεται σύγκριση της προβλεπόμενης, με βάση το ΤΤΙ, εναπομένουσας ζωής του τροφίμου, με την πραγματική εναπομένουσα διάρκεια ζωής σε οποιοδήποτε σημείο της αλυσίδας διακίνησης, όπως αυτή υπολογίζεται από το πραγματικό χρονοθερμοκρασιακό ιστορικό του τροφίμου και του επαληθευμένου κινητικού μοντέλου μεταβολής της συνολικής οργανοληπτικής εντύπωσης. l

23 Με το σφάλμα στην τιμή της εναπομένουσας διάρκειας ζωής που προσδιορίστηκε βάσει ΤΤΙ να εμφανίζεται αρκετά μικρό, η αποτελεσματικότητα των ΤΤΙ για την παρακολούθηση της ποιότητας των κατεψυγμένων αλιευμάτων επαληθεύεται σε πραγματικές συνθήκες της ψυκτικής αλυσίδας. Η χρήση των ΤΤΙ θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη διαχείριση και βελτιστοποίηση της αλυσίδας κατάψυξης από την παραγωγή του προϊόντος στην κατανάλωση. (a) (b) (c) Διάγραμμα 1. Σύγκριση εναπομένουσας διάρκειας ζωής κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία (Τref=-15 C) βάσει της οργανοληπτικής αξιολόγησης (SLR experimental) με την προβλεπόμενη βάσει της απόκρισης του φωτοχημικού ΤΤΙ B1-0.4sec (RSL TTI) σε θερμοκρασίες (a) -5 C, (b) -10 C και (c) Var1. (a) (b) (c) Διάγραμμα 2. Σύγκριση εναπομένουσας διάρκειας ζωής κατεψυγμένων φιλέτων γλαυκοκαρχαρία (Τref=-15 C) βάσει της οργανοληπτικής αξιολόγησης (SLR experimental) με την προβλεπόμενη βάσει της απόκρισης του ενζυμικού ΤΤΙ M-20U ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ (RSL TTI) σε θερμοκρασίες (a) -5 C, (b) -10 C και (c) Var1. Η μελέτη υποστηρίχτηκε από το Ευρωπαϊκό πρόγραμμα με τίτλο: IQ-Freshlabel Developing novel intelligent labels for chilled and frozen food products and promoting the influence of smart labels application on waste reduction, food quality and safety in the European supply chains FP7-SME (http://www.iq-freshlabel.eu). ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Giannoglou M., Touli A., Platakou E., Tsironi T., Taoukis P.S, Predictive modeling and selection of Time Temperature Integrators for monitoring the quality and shelf life of frozen seafood. J. Food Science (In preparation). Taoukis P, Labuza TP Time temperature indicators. In: Novel Food Packaging Techniques. R. Ahvenainen (ed.). Woodhead Publ., Cambridge, UK. Tsironi, T., Stamatiou, A., Giannoglou, M., Velliou, E., Taoukis, P.S Predictive modelling and selection of Time Temperature Integrators for monitoring the shelf life of modified atmosphere packed gilthead seabream fillets. LWT-Food Science and Technology, 44(4),

24 Επίδραση εδώδιμων αντιμικροβιακών μεμβρανών σε ζαμπόν και λουκάνικα Φρανκφούρτης στον έλεγχο του Listeria monocytogenes μετά από αναθέρμανση σε μικροκύματα Kαπετανάκου Α.Ε., Καρυώτης Δ., Σκανδάμης Π.N.* Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων και Ποτών, Επιστήμη και Τεχνολογία Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά οδός 75, 11855, Αθήνα *Τηλ./Φαξ: , Σκοπός της μελέτης ήταν η εκτίμηση της: α) αποτελεσματικότητας εδώδιμων μεμβρανών (ΕΜ) με παραδοσιακά αλκοολούχα αποστάγματα (ΑΑ) στην αναστολή της ανάπτυξης του Listeria monocytogenes σε ζαμπόν και β) επίδρασης των ΕΜ με ΑΑ σε λουκάνικα τύπου Φρανκφούρτης μετά από αναθέρμανση σε μικροκύματα στην μείωση του παθογόνου. Φέτες ζαμπόν (τρία/συσκευασία;10x10cm) και λουκάνικα τύπου Φρανκφούρτης (δύο/συσκευασία;5x2cm) ενοφθαλμίστηκαν αντίστοιχα με logcfu/cm 2, από μίγμα στελεχών L.monocytogenes (1/2a;4b). Μεμβράνες αλγινικoύ-na (1.5% κ.ό.) εμβαπτίστηκαν σε καθαρή αιθανόλη (40% κ.ό.) ή παραδοσιακά αποστάγματα (39-41% αιθανόλη) όπως ρακή, τσίπουρο και ούζο (3 λεπτά). Δείγματα χωρίς ΕΜ ή με ΕΜ αλλά χωρίς ΑΑ ή αιθανόλη αποτέλεσαν τους μάρτυρες. Τα λουκάνικα τοποθετήθηκαν ανάμεσα σε δύο ΕΜ, ενώ μία ΕΜ τοποθετήθηκε ανάμεσα σε δύο φέτες ζαμπόν. Τα δείγματα συντηρήθηκαν υπό κενό στους 4 και 10 ο C (n=4). Τα λουκάνικα τοποθετήθηκαν σε περιέκτες με νερό και αναθερμάνθηκαν σε μικροκύματα (1000W/ 60sec;56±2 C) κατά τις ημέρες 0, 20 και 40 ή 0, 9 και 15 στους 4 C ή 10 C, αντίστοιχα. Στο ζαμπόν, όλες οι ΕΜ-ΑΑ διατήρησαν τα επίπεδα του L.monocytogenes 5.0 logcfu/cm 2 χαμηλότερα από τους μάρτυρες μετά από 80 και 50 ημέρες στους 4 και 10 C, αντίστοιχα. Στα λουκάνικα με ΕΜ-ΑΑ, οι πληθυσμοί του παθογόνου παρέμειναν logcfu/cm 2 χαμηλότερα από τους μάρτυρες μετά από 40 ημέρες στους 4 C, ενώ στους 10 C, η αναστολή της ανάπτυξης περιορίστηκε στους logcfu/cm 2 μετά από 15 ημέρες. Σε αντίθεση με τους 10 C, οι επιζήσαντες πληθυσμοί του L.monocytogenes στα λουκάνικα με ΕΜ-ΑΑ που συντηρήθηκαν στους 4 C και αναθερμάνθηκαν σε μικροκύματα, αυξήθηκε κατά logcfu/cm 2 την 40 η ημέρα συγκριτικά με την 0 η. Η αρχική θερμοανθεκτικότητα των μαρτύρων παρέμεινε αμετάβλητη (2.5 logcfu/cm 2 ;p 0.05) κατά την συντήρηση. Οι κανονισμοί ασφάλειας τροφίμων που σχετίζονται με αντιμικροβιακές μεταχειρίσεις των έτοιμων προς κατανάλωση προϊόντων οφείλουν να διασφαλίσουν τόσο τα χαμηλά επίπεδα παρουσίας του L.monocytogenes όσο και την ελάχιστη δυνατή ανθεκτικότητα κατά την εφαρμογή συνηθισμένων καταναλωτικών πρακτικών (π.χ., μικροκύματα). 23

25 Μελέτη της επίδρασης διαφορετικών μαρινάδων στη μικροχλωρίδα τεμαχίων κοτόπουλου υπό διαφορετικές συνθήκες χρόνου και θερμοκρασίας εμβάπτισης Αναστασία Ε. Λύτου, Βασιλική Α. Μπλάνα, Ευστάθιος Ζ. Πανάγου, Γεώργιος-Ιωάννης Ε. Νυχάς* Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα, * επικοινωνίας: ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το μαρινάρισμα του κρέατος αποτελεί συνήθη πρακτική που στοχεύει τόσο στη βελτίωση της ποιότητας όσο και στην επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του. Στην παρούσα μελέτη επιλέχθηκαν 5 διαφορετικές μαρινάδες (χυμός λεμονιού, μηλόξυδο, χυμός ροδιού και συνδυασμοί αυτών) στις οποίες εμβαπτίστηκαν τεμάχια κοτόπουλου για διαφορετικά χρονικά διαστήματα (1, 3, 6, 9 ή 24 ώρες) στους 4, 10 και 20 C. Μετά το πέρας του χρόνου εμβάπτισης προσδιορίστηκαν η ολική μεσόφιλη χλωρίδα, καθώς και οι πληθυσμοί των Pseudomonas spp., Brochothrix thermosphacta, Enterobacteriaceae και οξυγαλακτικών βακτηρίων. Επίσης πραγματοποιήθηκε μέτρηση του ph και ανάλυση με τη μέθοδο της πολυφασματικής απεικόνισης. Η μείωση της ολικής μεσόφιλης χλωρίδας (ΟΜΧ), μετά την εμβάπτιση, κυμάνθηκε από 1,0 έως 3,0 log CFU/g. Με εξαίρεση το μαρινάρισμα διάρκειας μίας ώρας, τόσο η θερμοκρασία όσο και ο χρόνος εμβάπτισης δεν έδειξε να έχουν επίδραση στο τελικό πληθυσμό των υπό εξέταση μεταχειρίσεων. Αξιολογώντας την οσμή, τη γεύση και την τρυφερότητα του θερμικά επεξεργασμένου προϊόντος (στους 180 C για 20 λεπτά), με την υψηλότερη βαθμολογία αξιολογήθηκαν τα δείγματα που εμβαπτίστηκαν στις μαρινάδες για μικρό χρονικό διάστημα (1 και 3 ώρες), ενώ ο χυμός ροδιού και οι συνδυασμοί του οδήγησαν σε ένα οργανοληπτικά πιο ικανοποιητικό αποτέλεσμα. ABSTRACT Marination is a common practice for enhancing quality while prolonging the shelf life of meat. Ten gram samples of chicken breast fillets were immersed in five different marinades (lemon juice, apple cider vinegar, pomegranate juice and combinations of them) for 1, 3, 6, 9 and 24 hours at 4, 10 and 20 C. After marination, levels of total viable counts (TVC), Pseudomonas spp., Brochothrix thermosphacta, Enterobacteriaceae and lactic acid bacteria were determined while ph measurements and multispectral imaging analyses were performed. Marination led to a reduction in TVC by 1 to 3 log cfu/g. Except for one hour marinating, both the temperature and the time did not seem to affect microbial counts. Evaluating odor, flavor and tenderness of oven-cooked samples (at 180 C for 20 minutes), samples marinated for limited time 24

26 intervals (1 and 3 hours) were evaluated with higher scores, while pomegranate juice and combinations of it led to an organoleptically more satisfactory result. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ως μαρινάρισμα χαρακτηρίζεται η εμβάπτιση του κρέατος σε διάλυμα που περιέχει ένα συνδυασμό συστατικών (π.χ. χυμό λεμονιού, ξύδι, κρασί, λάδι, άλμη, καρυκεύματα και βότανα) με στόχο τη βελτίωση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών του κρέατος και την επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του προϊόντος (Pathania et al. 2010, Kargiotou et al. 2011). Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η εκτίμηση της επίδρασης διαφορετικών μαρινάδων στη μικροχλωρίδα και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά φιλέτων από στήθος κοτόπουλου κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες εμβάπτισης (χρόνο και θερμοκρασία). ΥΛΙΚΑ KAI ΜΕΘΟΔΟΙ Προετοιμασία τεμαχίων κοτόπουλου Χρησιμοποιήθηκαν φιλέτα από στήθος κοτόπουλου τα οποία τεμαχίστηκαν υπό ασηπτικές συνθήκες σε ομοιόμορφα τεμάχια βάρους 10 γραμμαρίων. Προετοιμασία μαρινάδων Παρασκευάστηκαν στο εργαστήριο πέντε μαρινάδες οι οποίες διαφοροποιήθηκαν ως προς το βασικό τους συστατικό (χυμός λεμονιού, μηλόξυδο, χυμός ροδιού καθώς και συνδυασμοί αυτών). Επιπλέον οι μαρινάδες περιείχαν ελαιόλαδο (30 ml ανά 100 ml μαρινάδας), αποξηραμένο θυμάρι (0,1% w/v) και μέλι (2,0% w/v). Εμβάπτιση σε μαρινάδες Η εμβάπτιση των δειγμάτων στις μαρινάδες πραγματοποιήθηκε σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες (4, 10 και 20 C) για πέντε διαφορετικά χρονικά διαστήματα (1, 3, 6, 9 και 24 ώρες). Για την κάθε περίπτωση παρασκευάστηκαν μαρινάδες συνολικού όγκου 100 ml στην κάθε μία από τις οποίες εμβαπτίστηκαν πλήρως επτά (7) δείγματα κοτόπουλου. Μικροβιολογικές αναλύσεις Αμέσως μετά την ολοκλήρωση του χρόνου εμβάπτισης προσδιορίστηκαν η ολική μεσόφιλη χλωρίδα, οι πληθυσμοί των Pseudomonas spp., Br. thermosphacta, Enterobacteriaceae και οξυγαλακτικών βακτηρίων με βάση τη μέθοδο που έχει περιγραφθεί από τους Papadopoulou et al Φυσικοχημικές αναλύσεις Πραγματοποιήθηκε μέτρηση του pη των μαρινάδων καθώς και των δειγμάτων κοτόπουλου μετά την ολοκλήρωση κάθε δειγματοληψίας. Επιπλέον λήφθησαν εικόνες μαριναρισμένων και μη δειγμάτων με τη μέθοδο της πολυφασματικής απεικόνισης (VideometerLab) σε 18 διαφορετικά μήκη κύματος. 25

27 Οργανοληπτική αξιολόγηση Για κάθε συνδυασμό θερμοκρασίας/χρόνου εμβάπτισης πραγματοποιήθηκε οργανοληπτική αξιολόγηση των δειγμάτων μετά από θερμική επεξεργασία (στους 180 C για 20 λεπτά) από 4 δοκιμαστές. Τα δείγματα αξιολογήθηκαν ως προς τη γεύση, την οσμή και την τρυφερότητα σε κλίμακα από 1 έως 5 (πιο επιθυμητά χαρακτηριστικά - 5). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η αρχική μικροχλωρίδα του κοτόπουλου, στην οποία κυριαρχούσαν οι ψευδομονάδες, ήταν της τάξεως των 5,5-6,0 log CFU/g γεγονός που καθιστά το κοτόπουλο ένα ιδιαίτερα ευαλλοίωτο τρόφιμο. Οι μαρινάδες επέφεραν μείωση στην ΟΜΧ από 1,0 έως 3,0 λογαριθμικές μονάδες (Γράφημα 1). Η μείωση αυτή ήταν ελαφρώς εντονότερη στις ψευδομονάδες φτάνοντας τις 4,0 λογαριθμικές μονάδες στην περίπτωση της εμβάπτισης σε μηλόξυδο. (α) (β) (γ) Γράφημα 1. Επίδραση διαφορετικών μαρινάδων (λεμόνι, μηλόξυδο, ρόδι, ρόδι και λεμόνι, ρόδι και μηλόξυδο) και χρόνου εμβάπτισης (1, 3, 6, 9, 24 ώρες) στην ολική μεσόφιλη χλωρίδα τεμαχίων από στήθος κοτόπουλου κατά το μαρινάρισμα στους (α) 4 (β) 10 και (γ) 20 C. Η επίδραση των μαρινάδων ήταν ιδιαίτερα ισχυρή έναντι του Br. thermosphacta αφού οδήγησαν σε μείωση 2,0 (μεταχείριση με ρόδι) έως 5,0 (μεταχείριση με μηλόξυδο) λογαριθμικών μονάδων στους πληθυσμούς του μικροοργανισμού. Αντίθετα, οι μαρινάδες δεν επέφεραν σημαντικές μειώσεις στους πληθυσμούς των γαλακτικών βακτηρίων, γεγονός το οποίο αναμένονταν δεδομένου ότι το όξινο περιβάλλον τους δεν είναι απαγορευτικό για τα οξυγαλακτικά βακτήρια (Bjorkroth, 2005), ενώ φάνηκαν ιδιαίτερα δραστικές έναντι των εντεροβακτηρίων των οποίων οι πληθυσμοί ήταν κάτω του ορίου ανίχνευσης μετά την εμβάπτιση. Τέλος οι διαφορετικές θερμοκρασίες εμβάπτισης δεν παρουσίασαν αξιοσημείωτη επίδραση στους υπό μελέτη μικροβιακούς πληθυσμούς, ενώ όσον αφορά στους χρόνους εμβάπτισης 26

28 παρατηρήθηκε ότι στις περισσότερες περιπτώσεις η εμβάπτιση διάρκειας 3 ωρών είναι αρκετή για να προκληθεί σημαντική μείωση των μικροοργανισμών που δύναται να επιφέρει η κάθε μαρινάδα. Όσον αφορά στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά η μαρινάδα με βάση το ρόδι, καθώς και οι συνδυασμοί αυτής με το χυμό λεμονιού και το μηλόξυδο έλαβαν την υψηλότερη βαθμολογία στην κλίμακα 1 έως 5, τόσο ως προς τη γεύση όσο και ως προς την τρυφερότητα και την οσμή του θερμικά επεξεργασμένου κοτόπουλου. Γενικότερα, σε όλες τις μεταχειρίσεις το καλύτερο οργανοληπτικό αποτέλεσμα έδωσε η εμβάπτιση για μικρό χρονικό διάστημα (1 και 3 ώρες), ενώ οι διαφορετικές θερμοκρασίες εμβάπτισης δε διαφοροποίησαν το οργανοληπτικό αποτέλεσμα. Στα αποτελέσματα που προέκυψαν από το VideometerLab (σύστημα ανάλυσης εικόνας) παρατηρείται ότι στις μεταχειρίσεις που χρησιμοποιείται ως κύριο συστατικό το ρόδι παρουσιάζονται υψηλότερες τιμές ανάκλασης στα διαφορετικά μήκη κύματος κατά το μαρινάρισμα για μικρά χρονικά διαστήματα (1 και 3 ώρες). Το γεγονός αυτό μεταφράζεται σα μικρότερη αλλαγή στο χρώμα του δείγματος εξαιτίας της μαρινάδας (πιο ανοιχτόχρωμο δείγμα). Βιβλιογραφικές αναφορές Pathania, A., McKee, S.R., Bilgili, S.F., Singh, M. (2010). Antimicrobial activity of commercial marinades against multiple strains of Salmonella spp. International Journal of Food Microbiology 139, Kargiotou, C., Katsanidis, E., Rhoades, J., Kontominas, M., Koutsoumanis, K. (2011). Efficacies of soy sauce and wine base marinades for controlling spoilage of raw beef. Food Microbiology 28, Bjorkroth, J. (2005). Microbiological ecology of marinated meat products. Meat Science 70, Papadopoulou, O., Panagou, S., Tassou, S., Nychas, G.J. 2011). Contribution of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy data on the quantitative determination of minced pork meat spoilage. Food Research International 44, Ευχαριστίες Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της πράξης Θαλής: «Ανάπτυξη, μαθηματική περιγραφή και άριστος σχεδιασμός καινοτόμων μη θερμικών τεχνολογιών για την επεξεργασία, συσκευασία, διακίνηση και αποθήκευση τροφίμων βελτιωμένης ποιότητας και ασφάλειας», που υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση" (ΕΠΕΔΒΜ) και συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο (ΕΚΤ). 27

29 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΥΡΓΕΙΩΝ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΠΡΩΤΕΪΝΗΣ Γιαβάσης Ιωάννης 1*, Δημητράκου Λυδία 1, Μπούρος Χρήστος 1, Ζάρα Παναγιώτα 1, Ανδριόπουλος Παναγιώτης 1, Μανούρας Αθανάσιος 1, Πετρωτός Κωσταντίνος 2 1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Τεχνολογίας τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Τέρμα Ν. Τεμπονέρα, 43100, Καρδίτσα. 2 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Εργαστήριο Μηχανικής τροφίμων, Περιφερειακός Λάρισας-Τρικάλων, 41110, Λάρισα. *Υπεύθυνος Επικοινωνίας-Επιβλέπων: Δρ. Ιωάννης Γιαβάσης, Εmail: Περίληψη Tα υγρά απόβλητα ελαιουργείων αποτελούν σημαντικό και δύσκολα διαχειρίσιμο αγροβιομηχανικό ρύπο με υψηλό οργανικό φορτίο και η επιβάρυνση που προκαλεί η απόρριψή τους στο περιβάλλον είναι πολύ μεγάλη λόγω της τοξικότητας που έχουν για υδρόβιους και φυτικούς οργανισμούς. Στην παρούσα μελέτη επιχειρήθηκε η αξιοποίηση των υγρών αποβλήτων ελαιουργείων για παραγωγή μονοκυτταρικής πρωτεΐνης από ζύμες και μύκητες, μετά από αποφαινολοποίηση (απομάκρυνση μεγάλου μέρους των πολυφαινολών που λειτουργούν ανασταλτικά για τη ζύμωση) και συμπύκνωση (ώστε να αυξηθεί η συγκέντρωση σακχάρων του υποστρώματος), ώστε να διευκολυνθεί η ανάπτυξη των μικροοργανισμών και η παραγωγή πρωτεΐνης. Οι μικροοργανισμοί που μελετήθηκαν ήταν οι Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis, Pleurotus ostreatus. Μελετήθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης (ph, θερμοκρασία, ταχύτητα ανάδευσης και αερισμού, σύσταση υποστρώματος, κλπ) οι οποίες διέφεραν για τον κάθε μικροοργανισμό, καθώς και η συγκέντρωση πρωτεϊνης αλλά και φαινολικών ουσιών στα κύτταρα των μικροοργανισμών. Οι ζύμες πέτυχαν ικανοποιητική παραγωγή σε σχετικά σύντομο χρόνο, με υψηλά ποσοστά ενδοκυτταρικής πρωτεϊνης, ενώ ο μύκητας Pleurotus ostreatus είχε βραδεία ανάπτυξη και μικρότερα ποσοστά πρωτεϊνης. Σε όλες τις ζυμώσεις οι τιμές ΒΟD και COD στο εναπομείναν (απορριπτέο) υγρό ζύμωσης μετά την απομάκρυνση των κυττάρων ήταν αρκετά χαμηλότερα από τις αρχικές τιμές, συνεπώς πέραν της παραγωγής ενός προϊόντος προστιθέμενης αξίας (μονοκυτταρική πρωτεΐνη) από τα ελαιουργικά απόβλητα, επιτεύχθηκε και σημαντική μείωση στο ρυπαντικό τους φορτίο. 28

30 Επίδραση της υπερυψηλής πίεσης στην επιβίωση του παθογόνου βακτηρίου Salmonella enterica ser. Enteritidis και της φυσικής μικροχλωρίδας σε φιλέτα κοτόπουλου Α.Α. Αργύρη, Ν.Γ. Χωριανόπουλος, Π.I. Σουρρή, Φ.I. Σαμαράς και Χ.X. Τάσσου Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γεωργικών Προϊόντων, Σ. Βενιζέλου 1, Λυκόβρυση Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση της υπερυψηλής πίεσης (ΥΥΠ) στη φυσική χλωρίδα φιλέτων κοτόπουλου και στο παθογόνο Salmonella enterica ser. Enteritidis. Συγκεκριμένα, φιλέτα κοτόπουλου εμβολιάσθηκαν με Salmonella enterica ser. Enteritidis (μικτή καλλιέργεια 4 στελεχών) σε συγκεντρώσεις 10 3, 10 5 και 10 7 cfu/g, συσκευάσθηκαν σε κενό και εφαρμόσθηκε υπερυψηλή πίεση 500 MPa για 10 λεπτά. Στη συνέχεια τα δείγματα συντηρήθηκαν υπό κενό στους 4 και 12 C. Οι μικροβιολογικές αναλύσεις περιλάμβαναν μετρήσεις: ολικής μεσόφιλης χλωρίδας, Salmonella enterica, Pseudomonads, Brochothrix thermosphacta, lactic acid bacteria (LAB), Enterobacteriaceae, ζύμες/μύκητες και εμπλουτισμός του παθογόνου για την παρουσία/απουσία σε περίπτωση μη ανίχνευσής του με τη μεθοδο καταμέτρησης. Επίσης πραγματοποιήθηκαν οργανοληπτικές αναλύσεις σε μη εμβολιασμένα δείγματα για τον καθορισμό του χρόνου ζωής του προϊόντος. Στην περίπτωση των δειγμάτων που είχε εφαρμοσθεί YYΠ, όλες οι ομάδες μικροοργανισμών παρέμειναν κάτω από τα όρια της μεθόδου καταμετρησης, εκτός από το Br. thermosphacta που εμφανίζεται να αποτελεί τον κύριο αλλοιογόνο μικροοργανισμό σε αυτά τα δείγματα. Επιπλέον, σύμφωνα με τον οργανοληπτικό έλεγχο, η εφαρμογή ΥΥΠ φαίνεται να αυξάνει το χρόνο ζωής των φιλέτων κοτόπουλου κατά 6 ημέρες συγκριτικά με το μάρτυρα. Η εφαρμογή της ΥΥΠ στα εμβολιασμένα δείγματα είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση του πληθυσμού του παθογόνου στα όρια ανίχνευσης της μεθόδου καταμέτρησης, ακόμη και στα δείγματα με υψηλό αρχικό εμβόλιο, επιτυγχάνοντας μείωση του πληθυσμού έως και 10 7 cfu/g. H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) - Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΘΑΛΗΣ Ενίσχυση της Διεπιστημονικής ή και Διιδρυματικής έρευνας και καινοτομίας. 29

31 30

32 Συνεδρία Α2 31

33 32

34 AΝΤΙΜΙΚΡΟΒΙΑΚΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΩΝ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΩΝ ΑΠΟ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΥΡΓΕΙΩΝ: ΜΕΛΕΤΕΣ ΙΝ VITRO ΚΑΙ ΕΠΙΤΥΧΗΜΕΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΕ ΤΡΟΦΙΜΑ Γιαβάσης Ιωάννης 1 *, Λεοντόπουλος Στέφανος 2, Τσαούση Κωσταντίνα 1, Αργυρίου Ειρήνη-Ελένη 1, Κανδυλάκης Μάριος 1, Κασαπίδου Ελένη 3, Μανούρας Αθανάσιος 1, Πετρωτός Κωσταντίνος 2 1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Τεχνολογίας τροφίμων, Εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, Τέρμα Ν. Τεμπονέρα, 43100, Καρδίτσα. 2 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ, Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Εργαστήριο Μηχανικής τροφίμων, Περιφερειακός Λάρισας-Τρικάλων, 41110, Λάρισα. 3 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ, Τμήμα Εμπορίας και Ποιοτικού Ελέγχου Αγροτικών Προϊόντων, Τέρμα Κοντοπούλου, 53100, Φλώρινα. *Υπεύθυνος Επικοινωνίας-Επιβλέπων: Δρ. Ιωάννης Γιαβάσης, Εmail: Περίληψη Tα υγρά απόβλητα ελαιουργείων αποτελούν σημαντικό και δύσκολα διαχειρίσιμο αγροβιομηχανικό ρύπο με υψηλή τοξικότητα έναντι υδρόβιων και φυτικών οργανισμών, εν μέρει εξαιτίας της παρουσίας φαινολικών ουσιών σε υψηλές συγκεντρώσεις. Ταυτόχρονα όμως αυτές οι ουσίες είναι πλούσιες σε αντιοξειδωτικές πολυφαινόλες που έχουν και αντιμικροβιακές ιδιότητες. Στην παρούσα έρευνα μελετήθηκε η ιn vitro αντιμικροβιακή δράση διαλυμάτων σκόνης πολυφαινολών από ελαιουργικά απόβλητα, σε ελεύθερη ή ενθυλακωμένη μορφή, που απομονώθηκαν μόνο με φυσικές διεργασίες, έναντι μιας σειράς παθογόνων και αλλοιογόνων βακτηρίων και πολλών αλλοιογόνων και φυτοπαθογόνων μυκήτων. Για κάθε μικροοργανισμό περιγράφονται οι ελάχιστες ανασταλτικές και θανατηφόρες συγκεντρώσεις πολυφαινολών, και οι ζώνες αναστολής σε θρεπτικά υποστρώματα. Επίσης σε σχέση με την αντιοξειδωτική δράση μελετήθηκε η αναστολή (θερμο)οξείδωσης έπειτα από την προσθήκη πολυφαινολών σε έλαια που θερμαίνονται. Σε επίπεδο τροφίμων, μελετήθηκαν οι αντιμικροβιακές ιδιότητες υψηλών και χαμηλών συγκεντρώσεων πολυφαινολών σε νωπά και επεξεργασμένα κρέατα και αλλαντικά, καθώς και δυνατότητα αναστολής της τάγγισης τους λίπους σε αυτά. Τέλος ερευνήθηκαν και τυχόν αντιοξειδωτικές δράσεις των πολυφαινολών σε ότι αφορά τη διατήρηση του κόκκινου χρώματος σε αλλαντικά. Η διεξοδική αυτή μελέτη έδειξε μια σημαντική ευρεία αντιβακτηριακή και αντιμυκητιακή δράση των πολυφαινολών σε υψηλές συγκεντρώσεις, καθώς και μια επιλεκτική αντιβακτηριδιακή δράση ενάντια σε Clostridium spp., Pseudomonas spp., Βrochothrix spp. σε χαμηλές συγκεντρώσεις σε νωπά και επεξεργασμένα κρέατα και αλλαντικά. 33

35 Ιδιαίτερα σημαντική ήταν η αντιοξειδωτική δράση είτε σε έλαια, είτε σε χοιρινό λίπος και σε αλλαντικά, όπου η επιβράδυνση της τάγγισης είναι σημαντική, ενώ ακόμα πιο εντυπωσιακή ήταν η επίδραση στο χρώμα των αλλαντικών ακόμα και σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Τα αποτελέσματα αυτά, σε συνδυασμό και με τις γνωστές βιολειτουργικές-φαρμακευτικές ιδιότητες των πολυφαινολών της ελιάς, καθιστούν το συγκεκριμένο προϊόν ένα νέο, αξιόλογο, λειτουργικό, φυσικό πρόσθετο τροφίμων με πολλές ευεργετικές ιδιότητες. 34

36 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΑΙΓΟΠΡΟΒΕΙΑΣ ΠΡΩΤΕΪΝΗΣ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ IN VITRO KAI ΣΤΗΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΣΕΙΡΑ C2C12 Ευθαλία Κερασιώτη, Αλέξανδρος Πρίφτης, Στέφανος Αϊβαζίδης, Δημήτριος Στάγκος, Δημήτριος Κουρέτας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Λάρισα Εισαγωγή Ο ορός γάλακτος (ή τυρόγαλα) είναι το υγρό απόβλητο της βιομηχανίας γάλακτος αλλά συγχρόνως χαρακτηρίζεται και ως λειτουργικό τρόφιμο (1,2). Είναι το υγρό που απομένει κατά τη διάρκεια παρασκευής του τυριού μετά την αφαίρεση της καζεΐνης του γάλακτος. Εξετάσαμε, 1) in vitro την αντιοξειδωτική δράση της αιγοπρόβειας πρωτεΐνης ορού γάλακτος (ΑΠΠΤ) και τη συγκρίναμε με πρωτεϊνικά σκευάσματα του εμπορίου, δηλαδή με πρωτεΐνη βοδινού (ΠΒ), πρωτεΐνη σόγιας (ΠΣ) και αγελαδινή πρωτεΐνη τυρογάλακτος (ΑΠ) και 2) τις αντιοξειδωτικές της ιδιότητες στην κυτταρική μυϊκή σειρά C2C12. Μεθοδολογία Προσδιορίστηκε in vitro η ικανότητα των πρωτεϊνών να εξουδετερώνουν τις ρίζες DPPH, ABTS +, OH, O 2 - καθώς και η αναγωγική τους δύναμη (ΑΔ). Επίσης, προσδιορίστηκαν τα επίπεδα της γλουταθειόνης (GSH) και των ελευθέρων ριζών (ROS) με κυτταρομετρία ροής, καθώς και τα επίπεδα των δραστικών ουσιών του θειοβαρβιτουρικού οξέος (TBARS) (δείκτης λιπιδικής υπεροξείδωσης) φασματοφωτομετρικά στην κυτταρική μυϊκή σειρά C2C12 υπό την επίδραση του οξειδωτικού παράγοντα t-booh. Αποτελέσματα Όλες οι πρωτεΐνες εμφάνισαν δοσοεξαρτώμενα αντιοξειδωτική δράση. Προσδιορίστηκε η τιμή IC 50 (mg/ml), η συγκέντρωση δηλαδή που εξουδετερώνει τις ρίζες κατά 50%, ενώ για την μέθοδο της ΑΔ προσδιορίστηκε η συγκέντρωση (mg/ml) που δίνει απορρόφηση 0.5 στα 700 nm (RP 0.5AU ) (Πίνακας 1). Πίνακας 1. Τιμές IC 50 (mg/ml) και RP 0.5AU (mg/ml) για την ΠΒ, ΠΣ, ΑΠΠΤ και ΑΠ. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται ως mean±sem. Πρωτεΐνες DPPH ABTS + OH O 2 - ΑΔ ΑΠΠΤ 3,1±0,06 4,1±0,15 1,8±0,20-1,3±0,05 ΠΒ 1,3±0,12 0,6±0,02 0,85±0,05 2,5±0,2 0,9±0,03 ΠΣ 2,2±0,31 3,1±1,00 1,1±0,34-3,1±1,20 ΑΠ 8,2±0,55 3,9±0,09 1,7±0,10-4,8±0,02 35

37 Όσον αφορά την κυτταρική μυϊκή σειρά C2C12, η ΑΠΠΤ προστάτευσε από τον οξειδωτικό παράγοντα t-booh. Συγκεκριμένα, η ΑΠΠΤ σε συγκεντρώσεις 0.78, 1.56, 3.12 και 6.24 mg/ml αύξησε τα επίπεδα της GSH κατά 25%, 112%, 118% και 138% αντίστοιχα, μείωσε τα επίπεδα των TBARS κατά 21%, 15%, 25% και 24% αντίστοιχα και μείωσε τα επίπεδα των ROS κατά 2.8%, 12.8%, 16.4% και 41.4% αντίστοιχα, σε σύγκριση με τα κύτταρα στα οποία προστέθηκε μόνο το t- BOOH. Βιβλιογραφία 1) Kerasioti E, Kiskini A, Veskoukis A, Jamurtas A, Tsitsimpikou C, Tsatsakis AM, Koutedakis Y, Stagos D, Kouretas D, Vaios K. Effect of a special carbohydrate-protein cake on oxidative stress markers after exhaustive cycling in humans. Food Chem Toxicol (8): ) Kerasioti E, Stagos D, Jamurtas A, Kiskini A, Koutedakis Y, Goutzourelas N, Pournaras S, Tsatsakis AM, Kouretas D. Anti-inflammatory effects of a special carbohydrate-whey protein cake after exhaustive cycling in humans. Food Chem Toxicol : H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: Ηράκλειτος ΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. STUDY OF THE ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SHEEP WHEY PROTEIN IN VITRO AND IN C2C12 CELL LINE Efthalia kerasioti, Alexandros Priftis, Stefanos Aivazidis, Dimitrios Stagos, Demetrios Kouretas Department of Biochemistry & Biotechnology, University of Thessaly, Larisa, Introduction Whey is considered as by-product of cheese manufacturing, but it is also described as functional food (1, 2). Whey is the liquid that remains in an aqueous environment after removal of casein. We examined 1) in vitro the scavenging activity of sheep whey protein and compared with that one of beef protein, soy protein and cow whey protein, and 2) its antioxidant properties in C2C12 muscle cell line. Methodology It was determined in vitro the ability of proteins to neutralize DPPH, ABTS +, OH and O 2 - radicals as well as their reducing power. Also, we determined the levels of glutathione (GSH) and free radicals (ROS) by flow cytometry, as well as the levels of thiobarbituric reactive substances 36

38 (TBARS) (marker of lipid peroxidation) spectrophotometrically in muscle cell line C2C12 under the influence of the oxidative agent t-booh. Results All proteins showed a dose-dependent free radical scavenging activity. The IC 50 value was determined, showing the concentration at which the 50% of radicals are scavenged, while for reducing power assay, the RP 0.5AU was determined, the concentration that produces an absorbance of 0.5 at 700 nm (Table 1). Table1. IC 50 (mg/ml) and RP 0.5AU (mg/ml) for sheep whey protein, beef protein, soy protein and cow whey protein. Values are presented as mean±sem. Proteins DPPH ABTS + OH O 2 - RP Sheep protein whey 3,1±0,06 4,1±0,15 1,8±0,20-1,3±0,05 Beef protein 1,3±0,12 0,6±0,02 0,85±0,05 2,5±0,2 0,9±0,03 Soy protein 2,2±0,31 3,1±1,00 1,1±0,34-3,1±1,20 Cow protein whey 8,2±0,55 3,9±0,09 1,7±0,10-4,8±0,02 As regards the muscle cell line C2C12, sheep whey protein protected from the oxidative agent t- BOOH. Specifically, sheep whey protein at concentrations of 0.78, 1.56, 3.12 and 6.24 mg/ml, increased GSH levels by 25%, 112%, 118% και 138% respectively, decreased TBARS levels by 21%, 15%, 25% και 24% respectively and decreased ROS levels by 2.8%, 12.8%, 16.4% και 41.4% respectively, compared to t-booh treatment alone. References 1) Kerasioti E, Kiskini A, Veskoukis A, Jamurtas A, Tsitsimpikou C, Tsatsakis AM, Koutedakis Y, Stagos D, Kouretas D, Vaios K. Effect of a special carbohydrate-protein cake on oxidative stress markers after exhaustive cycling in humans. Food Chem Toxicol (8): ) Kerasioti E, Stagos D, Jamurtas A, Kiskini A, Koutedakis Y, Goutzourelas N, Pournaras S, Tsatsakis AM, Kouretas D. Anti-inflammatory effects of a special carbohydrate-whey protein cake after exhaustive cycling in humans. Food Chem Toxicol : This work was co-financed by the European Union (European Social Fund ESF) and Greek national funds through the Operational Program Education and Lifelong Learning of the National Strategic Reference Framework (NSRF) Research Funding Program: Heracleitus II. Investing in knowledge society through the European Social Fund. 37

39 Μελέτη της δυνατότητας σύμπλεξης ιόντων χαλκού και σιδήρου από αφεψήματα Ελληνικών βοτάνων Δήμητρα A.A. Κογιάννου 1, Χαρά Κουνδουράκη 1, Σωτήριος Καραβόλτσος 2, Αικατερίνη Σακελλάρη 2, Νίκος Καλογερόπουλος 1 * 1 : Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας - Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο 2 : Εργαστήριο Χημείας Περιβάλλοντος, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Copper and iron complexing properties of Greek herbal infusions D.A.A. Kogiannou 1, C. Koundouraki 1, S. Karavoltsos 2, A. Sakellari 2, N. Kalogeropoulos 1 * 1 : Department of Science of Dietetics-Nutrition, Harokopio University, Athens, Greece 2 : Laboratory of Environmental Chemistry, National and Kapodistrian University of Athens, Athens, Greece * Abstract Aromatic plants contain significant amounts of several phytochemicals, known to exhibit metal chelating capacities, therefore being capable to modify metals bioaccessibility and inhibit their prooxidant potential. In this work we sought to investigate the Fe +2 and Cu +2 binding activities of freeze-dried infusions obtained from 13 common Greek aromatic plants. The infusions copper complexing capacity was determined by Diffetential Pulsed Anodic Stripping Voltammetry (DPASV), while ferrous binding capacity was determined photometrically. In order to get information for the components which are responsible for metal binding, samples were also analysed for organic carbon, several phytochemicals, antiodixant potential, surface active substances and catalytically active polysaccharides. The results indicated that all infusions exerted metal binding capacities. Regarding Cu 2+ binding potential, the infusions were classificied as follows: Rosemary < Chamomile < Mountain tea < Sage < St John s wort < Pink savory < Oregano < Lemon balm < Pennyroyal < Cretan marjoram < Cretan dittany < Thyme < Marjoram (complexing capacity μm Cu 2+ per cup), while the classification for Fe 2+ binding was: Rosemary < Sage < Cretan dittany < Pennyroyal < Pink savory < Lemon balm < Oregano < Marjoram < Thyme < Mountain tea < Cretan marjoram < St. John s wort < Chamomile (complexing capacity μm Fe 2+ per cup). These findings indicate that different classes of compounds are responsible for the chelation of each metal. Principal components analysis revealed that copper complexation is partly telated to carbohydrates, catalytically active polysaccharides, flavones, terpenic acids and terpenoid phenols. The complexation of Fe 2+ seems to be in some extend related to the phenolic content, OH-benzoic and OH-cinnamic acids, surface active compounds and the antioxidant attributes (DPPH, FRAP) of the herbal infusions studied. 38

40 Εισαγωγή Η χλωρίδα της Ελλάδας παρουσιάζει μεγάλη ποικιλότητα περιλαμβάνοντας πολλά ενδημικά είδη φαρμακευτικών φυτών και βοτάνων, τα οποία χρησιμοποιούνταν ήδη από την εποχή του Ιπποκράτη τόσο για την ευχάριστη γεύση που έδιναν κατά τις μαγειρικές παρασκευές όσο και για τις θεραπευτικές ιδιότητες που θεωρούνταν ότι διαθέτουν. Καταναλώνονται συνήθως υπό μορφή ροφημάτων και τους αποδίδονται πολλές ευεργετικές δράσεις, όπως αντιοξειδωτική, αντιαθηρογόνος, αντιβακτηριακή, αντιφλεγμονώδης, αντικαρκινική και άλλες, οι οποίες υποστηρίζονται από πρόσφατες επιδημιολογικές μελέτες που αποδεικνύουν ότι η κατανάλωσή τους συσχετίζεται αρνητικά με την εμφάνιση εκφυλιστικών νοσημάτων. Οι δράσεις αυτές αποδίδονται σε πλήθος συστατικών, γνωστών με τον όρο φυτοχημικά, στα οποία περιλαμβάνονται πολυφαινόλες, καροτενοειδή και τερπενοειδή. Οι πολυφαινόλες, που περιέχονται σε μεγάλο ποσοστό στα αρωματικά φυτά δρουν ως αντιοξειδωτικά μέσω 3 μηχανισμών: (α) μέσω της δέσμευσης ελευθέρων ριζών που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες, (β) μέσω αναγωγής οξειδωμένων παραγώγων και (γ) μέσω της δημιουργίας χηλικών συμπλόκων με βαρέα μέταλλα, όπως Cu, Fe, Zn, Co, Cr κ.ά. που μπορούν να δρουν ως προοξειδωτικά και να συμβάλλουν στο σχηματισμό δραστικών μορφών οξυγόνου. Έχει αποδειχθεί ότι όταν τα μέταλλα αυτά συσσωρεύονται σε μεγάλες ποσότητες στον οργανισμό προκαλούν οξειδωτικό στρες σε συγκεκριμένους ιστούς (νεφρούς, ήπαρ) με αποτέλεσμα να δρουν επιβαρυντικά σε περιπτώσεις χρόνιων νοσημάτων όπως είναι η νόσος Alzheimer και η αναιμία. Επομένως τα ροφήματα, όντας πλούσια σε φυτοχημικά, ενδέχεται να δρουν προστατευτικά δεσμεύοντας και μειώνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα και την εν δυνάμει οξειδωτική δράση των προαναφερθέντων μετάλλων. Στην παρούσα εργασία αξιολογήθηκε η ικανότητα αφεψημάτων από 13 βότανα της Ελληνικής χλωρίδας να δεσμεύουν ιόντα Fe 2+ και Cu 2+, και έγινε προσπάθεια να διευκρινισθεί ποιά από τα συστατικά των ροφημάτων ευνοούν τον σχηματισμό συμπλόκων. Μεθοδολογία Παρασκευάσθηκαν ροφήματα των αρωματικών φυτών που φαίνονται στον Πίνακα 1., τα οποία στη συνέχεια λυοφιλιώθηκαν. Στα λυοφιλιωμένα ροφήματα προσδιορίσθηκαν, όπως περιγράφεται από τους Kaliora et al. (2014) και Kalogeropoulos et al. (2013), τα: (i) υδροξυβενζοϊκά οξέα, υδροξυκιναμμωμικά οξέα, τερπενοειδείς φαινόλες και τερπενικά οξέα με GC-MS, (ii) ολικές πολυφαινόλες, ολικές φλαβόνες, δυνατότητα δέσμευσης της ελεύθερης ρίζας DPPH και αναγωγική δύναμη (FRAP) με φωτομετρικές μεθόδους, (iii) δυνατότητα σύμπλεξης ιόντων Fe 2+ φωτομετρικά μετά από αντίδραση με φερροζίνη. Επίσης, προσδιορίσθηκαν, όπως περιγράφεται από τους Karavoltsos et al. (2013): (i) η δυνατότητα σύμπλεξης ιόντων Cu 2+ με διαφορική παλμική ανοδική αναδιαλυτική βολταμετρία (DPASV, Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry), (ii) ο οργανικός άνθρακας με καταλυτική οξείδωση, (iii) οι επιφανειακά ενεργές ενώσεις (SAS) με βολταμετρία εναλλασσόμενου ρεύματος εκλεκτικής φάσης (PSACV, Phase Selective Alternating 39

41 Current Voltammetry), (iv) οι καταλυτικά ενεργοί πολυσακχαρίτες (CAC) σε ph=5.1 και ph=8.2 με αναδιαλυτική χρονοποτενσιομετρία σταθερού ρεύματος με προσροφητική μεταφορά (AdT CPS, Adsorptive Transfer Constant Current Chronopotentiometric Stripping) και (v) οι μονο- (MCHOs) και πολυσακχαρίτες (PCHOs) φωτομετρικά. Αποτελέσματα- Συζήτηση Όλα τα αφεψήματα βρέθηκε ότι απελευθερώνουν ουσίες που συμπλέκουν τα ιόντα και των δύο μετάλλων, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Η κατάταξη των ροφημάτων ως προς τη δυνατότητα σύμπλεξης ιόντων Cu 2+ ήταν: Δενδρολίβανο < Χαμομήλι < Τσάι Βουνού < Φασκόμηλο < Σπαθόχορτο < Θρύμπα < Ρίγανη < Μελισσόχορτο < Φλισκούνι < Αντωναΐδα < Δίκταμο < Θυμάρι < Μαντζουράνα, ενώ αντίστοιχα η κατάταξη για τα ιόντα Fe 2+ ήταν: Δενδρολίβανο < Φασκόμηλο < Δίκταμο < Φλισκούνι < Θρύμπα < Μελισσόχορτο < Ρίγανη < Μαντζουράνα < Θυμάρι < Τσάι Βουνού < Αντωναΐδα < Σπαθόχορτο < Χαμομήλι. Η διαφορετική κατάταξη των ροφημάτων δείχνει ότι διαφορετικές τάξεις οργανικών ουσιών είναι υπεύθυνες για τη δέσμευση των δύο μετάλλων. Η στατιστική ανάλυση κύριων συστατικών (PCA) των παραμέτρων οδήγησε στη δημιουργία 17 κύριων αξόνων. Οι προβολές στους 2 σημαντικότερους άξονες, που είναι υπεύθυνοι για το 61% (37% και 24% αντίστοιχα) της συνολικής διακύμανσης παρουσιάζονται στο Σχήμα 1, από το οποίο προκύπτει ότι η δυνατότητα σύμπλεξης των ιόντων Cu 2+ σχετίζεται εν μέρει με υδατάνθρακες, καταλυτικά ενεργούς πολυσακχαρίτες, φλαβόνες, τερπενικά οξέα και τερπενοειδείς φαινόλες. Αντίστοιχα, η δυνατότητα σύμπλεξης των ιόντων Fe 2+ φαίνεται ότι σχετίζεται με τις ολικές πολυφαινόλες, φαινολικά οξέα, τασιενεργά συστατικά και τις αντιοξειδωτικές ιδιότητες (DPPH, FRAP) των ροφημάτων. Πίνακας 1. Τα αρωματικά φυτά της μελέτης και η συμπλεκτική ικανότητα των ροφημάτων τους για ιόντα Cu 2+ και Fe 2+. (*: 1 cup=200ml) Αρωματικά φυτά Επιστημονική ονομασία Οικογένεια Cu-bind (μmol/cup*) Fe-bind (μmol/cup*) Χαμομήλι Matricaria chamomilla Asteraceae Δίκταμο Origanum dictamnus Lamiaceae Αντωναΐδα Origanum microphyllum Lamiaceae Μελισσόχορτο Melissa officinalis Lamiaceae Μαντζουράνα Origanum majorana Lamiaceae Τσάι του Sideritis syriaca Lamiaceae βουνού Ρίγανη Origanum vulgare Lamiaceae Φλισκούνι Mentha pulegium Lamiaceae Θρύμπα Satureja thymbra Lamiaceae Δενδρολίβανο Rosmarinus officinalis Lamiaceae Φασκόμηλο Salvia officinalis Lamiaceae Σπαθόχορτο Ηypericum perforatum Clusiaceae Θυμάρι Thymus vulgaris ssp hirtus Lamiaceae

42 Σχήμα 1. Ανάλυση κύριων συστατικών (Principal Component Analysis). Cu-bind: ικανότητα σύμπλεξης Cu 2+, Fe-bind: ικανότητα σύμπλεξης Fe 2+, TPC: ολικές πολυφαινόλες, FLAVON: ολικές φλαβόνες, OH-BENZOIC: υδροξυβενζοϊκά οξέα, OH-CINNAM: υδροξυκινναμωμικά οξέα, TERPAC: τερπενικά οξέα, TERPHEN: τερπενοειδείς φαινόλες, DPPH: δυνατότητα δέσμευσης ελευθέρων ριζών, FRAP: αναγωγική δύναμη), ξηρό υπόλειμμα (DRY), ολικός οργανικός άνθρακας (TOC), CAC: καταλυτικά ενεργοί πολυσακχαρίτες, MCHOs: μονοσακχαρίτες, PCHOs: πολυσακχαρίτες, SAS: τασιενεργά συστατικά). Βιβλιογραφία Kaliora AC, Kogiannou DAA, Kefalas P, Papassideri IS, Kalogeropoulos N Phenolic profiles and antioxidant and anticarcinogenic activities of Greek herbal infusions; balancing delight and chemoprevention? Food Chemistry, 142, Kalogeropoulos N, Yanni AE, Koutrotsios G, Aloupi M Bioactive microconstituents and antioxidant properties of wild edible mushrooms from the island of Lesvos, Greece. Food and Chemical Toxicology, 55, Karavoltsos S, Sakellari A, Strmečki S, Plavšić M, Ioannou E, Roussis V, Dassenakis M, Scoullos M Copper complexing properties of exudates and metabolites of macroalgae from the Aegean Sea. Chemosphere, 91,

43 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΙΚΟΥ ΕΚΧΥΛΙΣΜΑΤΟΣ ΣΤΕΜΦΥΛΩΝ ΣΕ ΔΕΙΚΤΕΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΤΡΕΣ ΣΕ ΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΕΝΔΟΘΗΛΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΜΕ ΚΥΤΤΑΡΟΜΕΤΡΙΑΣ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΜΕ ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ Ν. Γκουτζουρέλας 1, Χ. Καρτερολιώτη 1, Σ. Γεωργαδάκης 1, Ν. Δεμερτζής 1, Π. Μαυρίδου 1, Δ. Στάγκος 1, Ν. Αληγιάννης 2, Λ. Σκαλτσούνης 2, Δ. Κουρέτας 1 1 Τμήμα Βιοχημείας-Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Λάρισα Τμήμα Φαρμακευτικής, ΕΚΠΑ, Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, Αθήνα Εισαγωγή Είναι καλά τεκμηριωμένο ότι το οξειδωτικό στρες σχετίζεται με δυσμενείς καταστάσεις για τον οργανισμό. Μελέτες έχουν δείξει ότι αντιοξειδωτικά, όπως πολυφαινόλες, που περιέχονται σε φυτικές τροφές μπορούν να μειώσουν το οξειδωτικό στρες (1). Έτσι, μελετήσαμε την επίδραση ενός εκχυλίσματος στεμφύλων, πλούσιο σε πολυφαινόλες (2), σε καλλιέργεια μυϊκών και ενδοθηλιακών κυττάρων. Μέθοδος Μυικά (C2C12) και ενδοθηλιακά (EΑhy926) κύτταρα καλλιεργήθηκαν για 24 ώρες με την προσθήκη του εκχυλίσματος σε μη κυτταροτοξικές συγκεντρώσεις. Στη συνέχεια προσδιορίστηκαν δείκτες οξειδωτικού στρες με κυτταρομετρία ροής, οι ελεύθερες ρίζες (ROS) και η γλουταθειόνη (GSH), και φασματοφωτομετρικά ο δείκτης λιπιδικής υπεροξείδωσης TBARS. Επίσης, μελετήθηκε η προστατευτική δράση του εκχυλίσματος στις δύο κυτταρικές σειρές, όταν τα κύτταρα επωάζονταν με τον οξειδωτικό παράγοντα tert-butylhydroperoxide (t-booh). Αποτελέσματα-Συζήτηση Το εξεταζόμενο εκχύλισμα χωρίς την παρουσία οξειδωτικού παράγοντα μείωσε τα TBARS κατά 29, 37 και 54% στα C2C12 κύτταρα σε συγκεντρώσεις 2,5, 5 και 10μg/ml αντίστοιχα σε σχέση με την καλλιέργεια ελέγχου ενώ στα EΑhy926 δεν παρουσιάστηκε κάποια σημαντική διαφορά. Επίσης, βρέθηκε ότι στα C2C12 η GSH αυξήθηκε στις συγκεντρώσεις 2,5, 5 και 10μg/ml κατά 151, 119 και 168% αντίστοιχα, ενώ στα EΑhy926 αυξήθηκε στις συγκεντρώσεις 0,0675 και 0,125μg/ml κατά 15%. Οι ROS στα C2C12 μειώθηκαν στις συγκεντρώσεις 5 και 10μg/ml κατά 39 και 48% ενώ στα EΑhy926 δεν παρατηρήθηκε κάποια διαφορά. Όσον αφορά τον οξειδωτικό παράγοντα t- BOOH, το εκχύλισμα έδρασε προστατευτικά καθώς όταν χορηγήθηκε πριν από αυτόν για 24 ώρες στα C2C12 σε συγκεντρώσεις 2,5, 5 και 10μg/ml αύξησε τη GSH κατά 22, 54 και 17% αντίστοιχα και μείωσε τα TBARS κατά 51, 52 και 36% αντίστοιχα σε σύγκριση με την καλλιέργεια ελέγχου. Επίσης, το εκχύλισμα στα EAhy926 μείωσε τα TBARS κατά 23, 20 και 18% σε συγκεντρώσεις 42

44 0,0675 και 0,125 και 0,25 μg/ml αντίστοιχα σε σύγκριση με την καλλιέργεια ελέγχου. Παρατηρούμε λοιπόν ότι το εκχύλισμα βελτιώνει την οξειδοαναγωγική κατάσταση των κυττάρων αλλά με διαφορετικό τρόπο στις διάφορες συγκεντρώσεις και στις διαφορετικές κυτταρικές σειρές, καθώς και με παρουσία ή όχι οξειδωτικού παράγοντα. Βιβλιογραφία 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): ) Veskoukis AS, Kyparos A, Nikolaidis MG, Stagos D, Aligiannis N, Halabalaki M, Chronis K, Goutzourelas N, Skaltsounis L, Kouretas D. The antioxidant effects of a polyphenol-rich grape pomace extract in vitro do not correspond in vivo using exercise as an oxidant stimulus. Oxid Med Cell Longev. 2012;2012: STUDY OF THE EFFECTS OF POLYPHENOLIC GRAPE EXTRACT ON OXIDATIVE STRESS MARKERS IN MUSCLE AND ENDOTHELIAL CELLS USING FLOW CYTOMETRY AND SPECTROPHOTOMETRY Ν. Goutzourelas 1, C. Karterolioti 1, S. Georgadakis 1, Ν. Demertzis 1, P. Mauridou 1, D. Stagos 1, Ν. Aligiannis 2, L. Skaltsounis 2, D. Kouretas 1 1 Department of Biochemistry & Biotechnology, University of Thessaly, Ploutonos 26 & Aiolou, Larissa Division of Pharmacognosy and Natural Products Chemistry, School of Pharmacy, University of Athens, Panepistimiopolis Zografou, Athens Introduction It is well established the fact that oxidative stress is related to adverse conditions for living organisms. Studies have shown that antioxidants, like plant polyphenols found in plant foods, can reduce oxidative stress (1). Thus, we studied the effects of an extract rich in polyphenols (2) on muscle and endothelial cells. Method Muscle (C2C12) and endothelial (EAhy926) cells were grown for 24 hours with the addition of the extract at non-cytotoxic concentrations. Then, the oxidative stress markers, free radicals (ROS) 43

45 and glutathione (GSH), were determined by flow cytometry, and the lipid proxidation marker TBARS by spectrophotometry. Furthermore, it was examined the protective activity of the extract, in both cell lines, from tert-butylhydroperoxide (t-booh)-induced oxidative stress. Results Conclusions The tested extract, in C2C12 cells without the presence of the oxidative agent, reduced TBARS at concentrations of 2.5, 5 and 10 μg/ml by 29, 37 and 54% respectively compared to the control culture, while in EAhy926 cells there was not any significant difference. Also, it was found that, in C2C12 cells, GSH was increased at the concentrations of 2.5, 5 and 10 μg/ml by 151, 119 and 168% respectively, while in EAhy926 cells GSH was increased at concentrations of and 0.125μg/ml by 15%. ROS in C2C12 cells were reduced at concentrations of 5 and 10 μg/ml by 39 and 48%, while in EAhy926 cells there was not any significant difference. As regards the oxidative agent t-booh, the extract exhibited protection, since when it was administered before t-booh for 24 hours, in C2C12 cells, at concentrations of 2.5, 5 and 10 μg/ml, it increased GSH by 22, 54 and17% respectively and reduced TBARS by 51, 52 and 36% respectively compared to the control culture. Moreover, the extract reduced TBARS by 23, 20 and 18% in EAhy926 cells at concentrations of , and 0.25μg/ml respectively compared to the control culture. Thus, it is observed that the extract improved the antioxidant capacity of cells, but in a different way according to the different concentrations and cell lines as well as to the presence or absence of an oxidative agent. References 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): ) Veskoukis AS, Kyparos A, Nikolaidis MG, Stagos D, Aligiannis N, Halabalaki M, Chronis K, Goutzourelas N, Skaltsounis L, Kouretas D. The antioxidant effects of a polyphenol-rich grape pomace extract in vitro do not correspond in vivo using exercise as an oxidant stimulus. Oxid Med Cell Longev. 2012;2012:

46 ΜΕΣΟΓΕΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΟΦΗ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Νίκος Κατσαρός Επιστημονικός Συνεργάτης ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ Περίληψη Στις 16 Οκτωβρίου του 2010, εγκρίθηκε από την UNESCO, στο Ναϊρόμπι της Κένυα, η Μεσογειακή Διατροφή ως μέρος της άυλης πολιτιστικής κληρονομιάς της ανθρωπότητας. Ως αντιπροσωπευτικές πόλεις η Ιταλία πρότεινε το Σιλέντο, η Ισπανία την Σόρια, η Ελλάδα την Κορώνη και το Μαρόκο το Σεφσάουεν. Από τις τέσσερις χώρες που υπέβαλαν την πρόταση, κάθε μία έπρεπε να προτείνει και ένα αντιπροσωπευτικό πιάτο, έτσι: η Ελλάδα πρότεινε την χωριάτικη σαλάτα, η Ιταλία την καπρέζε, η Ισπανία την παέγια και το Μαρόκο το τατζίν. Σύμφωνα με την έκθεση της UNESCO, το ελαιόλαδο, το κρασί και το αλεύρι αποτελούν τη χρυσή τριλογία που ενώνει τους λαούς της Μεσογείου σε παραδοσιακές εκδηλώσεις παρά τις θρησκευτικές και άλλες διαφορές που τους χωρίζουν. Όλοι γνωρίζουμε ότι η Μεσογειακή Διατροφή στηρίζεται σε φρούτα, λαχανικά, όσπρια, δημητριακά, ελαιόλαδο και περιορισμένη κατανάλωση κόκκινου κρέατος. Σήμερα με την πρόοδο της βιοτεχνολογίας, μία σειρά από νέα προϊόντα έχουν ενταχθεί στη Μεσογειακή Διατροφή όπως: χυμοί από ρόδι, ιπποφαές, αλόη, κράνια κλπ. Επίσης, προϊόντα ζυμώσεων διαφόρων χυμών της Μεσογείου εισέρχονται στο πλαίσιο της Μεσογειακής Διατροφής. Παράλληλα, προϊόντα από χαρούπι, τζιά και άλλα πολύσπορα αρτοσκευάσματα πλαισιώνουν τα παραδοσιακά προϊόντα. Abstract On October 16th of 2010 in Nairobi, Kenya UNESCO approved the Mediterranean Diet as an intangible part of Cultural Heritage of the Humanity. In the Intangible Cultural Heritage of the Humanity are included activities like traditional songs, dances etc. Up to day they have registered more than 186 such activities... The proposal was submitted by four countries: Italy, Spain, Greece and Morroco. According to UNESCO regulations, every country had to propose a city representative of the Mediterranean Diet: Italy suggested Silento, Spain Soria, Greece Koroni and Morroco the city of Shefsaouen. Also every country had to propose a representative dish: Italy suggested spaggeti campreze, Spain paelia, Greece greek salad and Morroco the tatzin. According to UNESCO: olive oil, wine and wheat is the golden trilogy that unifies the people of the Mediterranean countries in similar traditional happenings, apart from their cultural and religious differences. We all know that the Mediterranean Diet is based on fruits and vegetables, olive oil fish, lentils with limited amounts of red meat and dairy products. Today with the progress on biotechnology a series 45

47 of biotechnological products have been introduced into the Mediterranean Diet and another number are on the process to be incorporated. A number of fruits like aloe vera, hippofaes, and other juices undergo processing or products are isolated from them and incorporated into the Mediterranean diet. In the Mediterranean diet we do not use genetically modified products neither meat from animals that consume GMO feed. Εισαγωγή Στις 16 Οκτωβρίου 2010 εγκρίθηκε απο την UNESCO στην Ναϊρόμπι της Κένυα η Μεσογειακή Διατροφή ως μέρος της άυλης πολιτιστικής κληρονομιάς της ανθρωπότητας. Την πρόταση υπέβαλαν η Ισπανία, η Ιταλία, η Ελλάδα και το Μαρόκο. Ως εμβληματικές πολεις προτάθηκαν και εγκρίθηκαν η Σόρια για την Ισπανία, η Κορώνη για την Ελλάδα, το Σιλέντο για την Ιταλία και το Σεφσάουεν για το Μαρόκο. Τα παέλια, η χωριάτικη σαλάτα, τα μακαρόνια καμπρέζε και τα τατζίν ηταν για την Ισπανία, την Ελλάδα, την Ιταλία και το Μαρόκο τα αντίστοιχα αντιπροσωπευτικά μεσογειακά πιάτα. Φρούτα και λαχανικά, όσπρια, δημητριακά, άσπρο κρέας, περιορισμένη κατανάλωση γαλακτοκομικών και κόκκινου κρέατος αποτελούν την πυραμίδα της Μεσογειακής Διατροφής σε συνδυασμό με καθημερινή φυσική άσκηση. Στην Μεσογειακή Διατροφή πρέπει να περιληφθούν οι υπερτροφές και τα λειτουργικά τρόφιμα καθώς και τα προϊόντα βιοτεχνολογίας πού παράγονται από αυτά και να διαμορφωθεί μια νέα πυραμίδα Μεσογειακής Διατροφής για τις υπερτροφές και λειτουργικά τρόφιμα καθώς και τα προϊόντα βιοτεχνολογίας αυτών που προστίθενται στα τρόφιμα. Υπερτροφές Ως υπερτροφές (super foods) χαρακτηρίζονται οι τροφές που περιέχουν υψηλές ποσότητες συστατικών θρεπτικών ή και μη θρεπτικών σε σύγκριση με τα συνηθισμένα τρόφιμα και βελτιώνουν την καλή λειτουργία του οργανισμού με θετικές επιδράσεις όπως την πρόληψη ορισμένων ασθενειών. Ο χαρακτηρισμός ενός τροφίμου ως υπερτροφής είναι ακόμη υποκειμενικός και θα πρέπει να τεθούν όροι με αυστηρά επιστημονικά κριτήρια ώστε ο ορισμός υπερτρόφιμο να είναι σαφής και αντικειμενικός. Οι υπερτροφές βελτιώνουν την υγεία μας, προσφέρουν ευεξία, δρουν προληπτικά έναντι μιας σειράς ασθενειών όπως καρδιαγγειακά νοσήματα, υπέρταση, διαβήτη τύπου ΙΙ, παχυσαρκία, ορισμένων καρκίνων και μεταβολικών νοσημάτων. Πολλές απο τις υπερτροφές καταναλώνονται ωμές και έχουν μικρή θερμιδική αξία αλλά σημαντική διατροφική. Οι υπερτροφές συνήθως περιέχουν σημαντικές ποσότητες αντιοξειδωτικών, βιταμινών, μεταλλικών ιχνοστοιχείων, ορισμένων αμινοξέων κλπ. Βέβαια για να ενταχθούν στην Ελληνική Μεσογειακή Διατροφή θα πρέπει να είναι προϊόντα της ελληνικής γης. Παρακάτω δίνονται ορισμένες ενδεικτικές κατηγορίες υπερτροφών: 46

48 A. Φρούτα: ρόδι, μούρα, μύρτιλο, ιπποφαές, κρανμπέρι, σμέουρα, αβοκάντο, κράνα. B. Ξηροί καρποί: καρύδια, αμύγδαλα, φυστίκια C. Οσπρια: φασόλια, φακές, ρεβίθια,σόγια D. Λαχανικά: μπρόκολο, σπανάκι, πράσινα φυλώδη λαχανικά E. Μπαχαρικά: σαφράν, κανέλλα, F. Προίόντα μέλισσας: μέλι, πρόπολι, βασιλικός πολτός G. Δημητριακά και σπόροι: λιναρόσπορος, ζέα H. Κάποια φύκη: σπιρουλίνα, χλωρέλα Τα προϊόντα της Α κατηγορίας περιέχουν ισχυρές αντιμικροβιακές ουσίες που ενδυναμώνουν την όραση, την μνήμη και μειώνουν τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων. Τα προϊόντα της κατηγορίας Β περιέχουν αντιοξειδωτικά, μονοακόρεστα λιπαρά οξέα, βιταμίνη Ε. Προστατεύουν από κρίσεις υπερφαγίας, καρδιαγγειακά νοσήματα και μορφές καρκίνου. Τα προϊόντα της κατηγορίας C περιέχουν πρωτείνη, σίδηρο, μεγάλες ποσότητες φυτικών ινών. Προστατεύουν την καρδιά, μειώνουν την χοληστερίνη. Τα προϊόντα της κατηγορίας D περιέχουν μεγάλες ποσότητες φυτικών ινών, είναι πλούσια σε μεταλλικά άλατα, βιταμίνες όπως το φολικό οξύ, β-καροτίνη, οι Α, Κ και C, ασβέστιο, μαγνήσιο. Μειώνουν τον ρυθμό γήρανσης, προστατεύουν την καρδιά, και την αποφυγή οστεοπόρωσης και παχυσαρκίας. Τα προϊόντα της κατηγορίας G περιέχουν φυτικές ίνες, θειαμίνη, ριμποφλαβίνη μαγνήσιο, κάλιο και ψευδάργυρο. Συμβάλουν στην καλή λειτουργία του εντέρου. Λειτουργικά Τρόφιμα Λειτουργικά τρόφιμα (functional foods or neutraceuticals) χαρακτηρίζονται εκείνα τα τρόφιμα τα οποία είναι εμπλουτισμένα και έχουν συγκεκριμένες ευεργετικές επιδράσεις στον οργανισμό. Στα τρόφιμα αυτά έχουν γίνει συνήθως προσθήκες βιταμινών, ιχνοστοιχείων, ω-3 λιπαρά οξέα, στερόλες, προβιοτικά κλπ. Τα λειτουργικά τρόφιμα γενικά; Είτε έχουν υποστεί τροποποίηση ώστε να αυξηθεί η περιεκτικότητα τους σε ένα συστατικό που προσδίδει όφελος στην υγεία του καταναλωτή (αβγά πλούσια σε ω-3 με τροποποίηση της ζωοτροφής των πουλερικών, δημητριακά με προσθήκη βιταμινών). Είτε έχουν εμπλουτιστεί με νέο συστατικό με θετική δράση στην υγεία (εμπλουτισμός γαλακτοκομικών με σίδηρο ή ασβέστιο). Είτε έχουν υποστεί αντικατάσταση ή αφαίρεση ενός βλαβερού συστατικού (π.χ. αφαίρεση κεκορεσμένου λίπους από ένα αλλαντικό και προσθήκη ελαιολάδου). Βασική επιδίωξη της βιομηχανίας είναι τα προϊόντα αυτά να έχουν την ίδια όψη, άρωμα, χρώμα, γεύση, με τα αντίστοιχα συμβατικά. 47

49 Από την ΕΕ υπάρχει από 01/07/2007 ένα αυστηρό νομοθετικό πλαίσιο σχετικά με την επισήμανση των τροφίμων. Μερικά από τα πιο χαρακτηριστικά λειτουργικά τρόφιμα είναι τα παρακάτω: 1. Προϊόντα γάλακτος που έχουν υποστεί ζύμωση, γιαούρτια με προβιοτικές καλλιέργειες που βελτιώνουν την λειτουργία του πεπτικού συστήματος και ιδιαίτερα του παχέος εντέρου. 2. Μαργαρίνες, γιαούρτι, τυρί σε μορφή κρέμας τα οποία είναι εμπλουτισμένα με φυτικές στερόλες που μειώνουν την χοληστερόλη και προλαβαίνουν τις καρδιοπάθειες. 3. Προϊόντα με αντιοξειδωτικούς παράγοντες π.χ. ροφήματα. 4. Χυμοί, μαργαρίνες, αβγά και μπάρες με ω-3 λιπαρά οξέα. 5. Γαλακτοκομικά προϊόντα και ροφήματα χυμών πού παρασκευάζονται με την προσθήκη πεπτιδίων (καζακινίνες) και καλίου αντίστοιχα. 6. Δημητριακά πρωινού εμπλουτισμένα με φυλλικό οξύ και άλλες βιταμίνες και ιχνοστοιχεία. Συμπεράσματα Πρέπει να καθορισθεί σαφής ορισμός του όρου «λειτουργικά τρόφιμα». Πολλές φορές ακόμα και οι «υπερτροφές» χαρακτηρίζονται ως λειτουργικά τρόφιμα. Πρέπει να καθορισθεί μητρώο λειτουργικών τροφίμων. Να εφαρμόζονται με αυστηρότητα οι Κανονισμοί της ΕΕ που αφορούν την επισήμανση των τροφίμων και ιδιαίτερα τους διατροφικούς ισχυρισμούς και τους ισχυρισμούς για την υγεία. Να δημιουργηθεί Πυραμίδα Μεσογειακής Διατροφής για τα λειτουργικά τρόφιμα και τις υπερτροφές. 48

50 Συνεδρία Β1 49

51 50

52 PROFICIENCY TESTING SCHEMES IN FOOD ALLERGEN TESTING Charalampos Alexopoulos, Elias Kakoulides and Evgenia Lampi General Chemical State Laboratory (G.C.S.L.), 5 th Athens Chemical Service 16 An. Tsocha Street, Athens, GREECE Tel.: , Food allergens represent a significant public health issue worldwide. Approximately 5-7% of young children and up to 4% of adults in western countries are affected by food allergies. Several methods have been developed for the quantification of food allergens based on immunochemical, DNA, and mass spectrometry techniques. Currently, limited data are available on the comparability of the results obtained by different methods (especially in the case of immunochemical techniques) and only few validation data have been reported. This is no doubt due to the lack of certified reference materials in the area of food allergens. Thus, proficiency testing schemes (PTs) constitute a valuable tool for assessing results comparability. SCHEMA-G.C.S.L. (Scheme for CHEmical Measurement Assessment) is a PT provider accredited by E.SY.D. to organize Proficiency Testing schemes (PTs) according to ISO/IEC 17043:2010. PTs are organized on a regular basis according to an annual distribution program (20 PTs per year) in environmental, industrial and agro-food fields. SCHEMA PTs constitute a multifunctional tool to evaluate, monitor, compare and improve the quality of the results of chemical and environmental laboratories that in 2012 had more than 300 participants from 30 countries worldwide. SCHEMA (G.C.S.L. Greece) started the organization of PT schemes in the field of food allergens in An important issue in assessing participants results is that a consensus value cannot be assigned from all the results reported by the participants, since multimodality is observed (due to the determination of food allergens by different ELISA kits). Therefore, as different assigned values have to be set for each ELISA kit, SCHEMA employed the normalization of the reported results as a holistic methodology for the evaluation of laboratory performance. Since results derived by different methods (e.g. ELISA, PCR, lateral flow devices, etc) are not comparable or traceable to a common standard or reference material, the participation in PTs provides a reliable means for evaluating laboratory competence. Εισαγωγή-Αλλεργιογόνα σε τρόφιμα-μέθοδοι προσδιορισμού Η ύπαρξη αλλεργιογόνων σε τρόφιμα αποτελεί σημαντικό πρόβλημα παγκοσμίως, Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας, οι τροφικές αλλεργίες αποτελούν την 4 η μεγαλύτερη πηγή ανησυχίας. Στην ευρωπαϊκή οδηγία 2007/68 καταγράφεται η ενοποιημένη λίστα των αλλεργιογόνων συστατικών (14 αλλεργιογόνα, όπως π.χ. αυγό, σόγια, σουσάμι, ιχθυηρά, γάλα, 51

53 θειώδη, δημητριακά με γλουτένη, κτλ.), η παρουσία των οποίων πρέπει να δηλώνεται στη συσκευασία του τροφίμου. Η επικύρωση μιας αξιόπιστης μεθόδου ποσοτικού προσδιορισμού αλλεργιογόνων στα τρόφιμα αποτελεί απαίτηση για την καλύτερη προστασία των καταναλωτών και τον έλεγχο εφαρμογής της νομοθεσίας για την επισήμανση των τροφίμων. Για τον ποσοτικό προσδιορισμό τους, διάφορες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί στοχεύοντας είτε ολόκληρο το αλλεργιογόνο (πρωτεΐνη) είτε κάποιο τμήμα του (πεπτίδιο). Οι μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί για την ανίχνευση και τον ποσοτικό προσδιορισμό αλλεργιογόνων σε τρόφιμα μπορούν να χωριστούν σε: (α) ανοσοχημικές μεθόδους (π.χ.elisa, RAST, βιοαισθητήρες, κτλ), (β) μεθόδους βασισμένες σε ανίχνευση DNA (π.χ. PCR, RT-PCR, PCR-ELISA, κτλ), (γ) μεθόδους στηριζόμενες σε φασματομετρία μάζας και (δ) άλλες μεθόδους (π.χ. μη-ειδικές μέθοδοι, προσδιορισμός ολικής πρωτεΐνης, κτλ). Δεδομένα για τη συγκρισιμότητα των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται με τις παραπάνω μεθόδους είναι σχετικά περιορισμένα (ειδικά στην περίπτωση χρήσης ανοσοχημικών μεθόδων). Μια από τις αιτίες είναι και η απουσία πιστοποιημένου υλικού αναφοράς για αλλεργιογόνα σε τρόφιμα. Επίσης μόλις το 2012 δημοσιεύτηκε οδηγός καλής πρακτικής για τον ποσοτικό προσδιορισμό αλλεργιογόνων σε τρόφιμα με τεχνική ELISA. Επομένως η συμμετοχή σε διεργαστηριακές δοκιμές ελέγχου ικανότητας (PTs, proficiency Testing schemes) αποτελεί σημαντικό εργαλείο τόσο για την αξιολόγηση της επίδοσης των συμμετεχόντων εργαστηρίων όσο και για τη συγκρισιμότητα των αποτελεσμάτων. Διεργαστηριακές Δοκιμές ελέγχου ικανότητας σε αλλεργιογόνα στα τρόφιμα Από το 2009, το Γ.Χ.Κ. διοργανώνει διεργαστηριακές δοκιμές ελέγχου ικανότητας υπό το λογότυπο SCHEMA (Scheme for CHEmical Measurement Assessment) σύμφωνα με το ετήσιο πρόγραμμα διανομής σε τρόφιμα, περιβαλλοντικά και βιομηχανικά δείγματα. Το Γ.Χ.Κ.-SCHEMA έχει διαπιστευτεί από το Ε.ΣΥ.Δ. (Αρ.πιστ.814) κατά ISO/IEC 17043:2010 ως διοργανωτής διεργαστηριακών δοκιμών. Tο Γ.Χ.Κ.-SCHEMA διοργάνωσε το 2012 διεργαστηριακή δοκιμή στον προσδιορισμό σουσαμιού σε φρυγανιά. Aξιολόγηση αποτελεσμάτων διεργαστηριακών δοκιμών-τεχνική ELISA (A) Ποιοτική αξιολόγηση Το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των ποιοτικών αποτελεσμάτων έχει ως εξής: Τα αποτελέσματα σε σειρά δειγμάτων υποβάλλονται ως (Ν) ή (Ο) υποδεικνύοντας την παρουσία ή απουσία αλλεργιογόνων στα τρόφιμα αντίστοιχα. Η επίδοση των συμμετεχόντων εργαστηρίων με βάση τους ποιοτικούς προσδιορισμούς αξιολογείται ως Ικανοποιητική «Ι» ή Μη Ικανοποιητική «Μ.Ι». 52

54 (B) Ποσοτική αξιολόγηση προβλήματα Λαμβάνοντας υπόψη ότι κάθε συμμετέχον εργαστήριο είναι ελεύθερο να επιλέξει τη μέθοδο προσδιορισμού, τα ποσοτικά αποτελέσματα θα εξαρτώνται από αυτήν. Στην περίπτωση που οι συμμετέχοντες χρησιμοποιούν ανοσοχημικές μεθόδους για τον ποσοτικό προσδιορισμό αλλεργιογόνων, στα διανεμημένα δείγματα της διεργαστηριακής δοκιμής, τα αποτελέσματα θα εξαρτώνται από τον κατασκευαστή του εμπορικά διαθέσιμου ELISA κιτ. Δεδομένου ότι οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν διαφορετικό τύπο αντισωμάτων για επίστρωση, διαφορετικός τύπος πρωτεϊνών θα αναγνωρίζεται στα αντίστοιχα ELISA κιτ. Καθοριστικό παράγοντα στον προσδιορισμό παίζουν επίσης το προτεινόμενο από τον κατασκευαστή πρωτόκολλo εκχύλισης και ο εσωτερικός βαθμονομητής που παρέχεται μαζί με τα πλακίδια ELISA. Συνεπώς, είναι δυνατό τα υποβληθέντα αποτελέσματα για τον προσδιορισμό αλλεργιογόνων στα τρόφιμα να ανήκουν σε περισσότερους από ένα πληθυσμούς (πολυ-κόρυφες κατανομές σε πυρηνοδιαγράμματα πυκνότητας Kernel). Σε τέτοιες περιπτώσεις, η χρήση συμφωνημένης τιμής (concensus value) για την αξιολόγηση της επίδοσης (μέσω z-score) δε συνιστά μια κατάλληλη διαδικασία (σε περίπτωση πολυκόρυφων κατανομών, διαφορετική αποδιδόμενη τιμή σε κάθε ELISA kit πρέπει να αποδοθεί). Διεργαστηριακή δοκιμή SCHEMA 11 01: σουσάμι σε φρυγανιά Για την αξιολόγηση της επίδοσης των συμμετεχόντων εργαστηρίων, εννέα (9) δείγματα διανεμήθηκαν: (01)-αρνητικό, (02)-θετικό, (03, 04, 06, 07, 09)-θετικά δείγματα, επαναλήψεις ίδιου υλικού που παρασκευάστηκε στις εγκαταστάσεις της Ε Χ.Υ. Αθηνών ύστερα από εμβολιασμό φρυγανιάς με πρωτεΐνη σουσαμιού που είχε απομονωθεί και χαρακτηριστεί. (1) Ποιοτικά αποτελέσματα: Η επίδοση της μεγάλης πλειοψηφίας των συμμετεχόντων εργαστηρίων χαρακτηρίζεται ως ικανοποιητική στην ανίχνευση σουσαμιού σε φρυγανιά (δεν παρατηρήθηκαν ψευδώς θετικά αποτελέσματα). (2) Ποσοτικά αποτελέσματα: Τα αποτελέσματα που υποβλήθηκαν (για το δείγμα 02) ακολουθούν δικόρυφη κατανομή: κύρια κορυφή 60.9 mg/kg, δευτερεύουσα κορυφή 10.8 mg/kg) (Σχήμααριστερά), επιβεβαιώνοντας ότι οι διαφορές στα αποτελέσματα μπορούν να αποδοθούν στα διαφορετικά ELISA kits που χρησιμοποιήθηκαν. Πρόσφατα έχει ανακοινωθεί ότι η αποστολή δεύτερου επιμολυσμένου δείγματος μπορεί επιτυχώς να χρησιμοποιηθεί για την κανονικοποίηση των αποτελεσμάτων από διαφορετικά ELISA kits. Μολονότι τα δείγματα 03, 04, 06, 07 και 09 (τυφλές επαναλήψεις του ίδιου δείγματος) χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την ποιοτική ανάλυση, έγινε προσπάθεια να επιβεβαιωθεί η προηγούμενη υπόθεση. Υπολογίστηκε η μέση τιμή των πέντε επαναλήψεων για κάθε συμμετέχοντα (δείγματα 03, 04, 06, 07, 09), όπως και ο λόγος της συγκέντρωσης σουσαμιού στο δείγμα 02 δια της μέσης τιμής των πέντε επαναλήψεων. Πράγματι μια κανονική και συμμετρική κατανομή παρατηρείται (μονοκόρυφη κατανομή) (Σχήμα-δεξιά). Τα αποτελέσματα που υποβλήθηκαν για το δείγμα 02 κυμαίνονταν από (10.8 mg/kg έως 72 mg/kg) 53

55 (Σχήμα-αριστερά), ενώ στην περίπτωση των κανονικοποιημένων δειγμάτων από 1.6 έως 4.1 (Σχήμα-δεξιά), σε συμφωνία με τα δεδομένα της βιβλιογραφίας. Εκτός από τη μονοκόρυφη κατανομή και την κανονικότητα, το σύνολο των αποτελεσμάτων των συμμετεχόντων μπορεί να αξιολογηθεί. Kernel Density plot sample 02-SCHEMA Kernel density plot of normalized results-schema Σχήμα. Πυρηνοδιαγράμματα πυκνότητας Kernel των υποβληθέντων αποτελεσμάτων (αριστερά) και των κανονικοποιημένων τιμών (δεξιά). Από τη στιγμή που τα αποτελέσματα προσδιορισμού αλλεργιογόνων σε τρόφιμα από διαφορετικές μεθόδους δεν είναι ιχνηλάσιμα σε κάποιο υλικό αναφοράς, η συμμετοχή σε διεργαστηριακές δοκιμές ελέγχου ικανότητας είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την αξιολόγηση της συγκρισιμότητας των αποτελεσμάτων. 54

56 Detection of escolar (Lepidocybium flavobrunneum) in commercialized minced fish products by a PCR-RFLP technique D.P. Houhoula, V. Apostolou, N. Lazana, Ε. Siskos, D. Toulis, V.R. Kyrana, V.P. Lougovois Department of Food Technology, Technological Educational Institution of Athens, Agiou Spyridonos, 12210, Egaleo, Greece Escolar is the common name for the deep-water finfish Lepidocybium flavobrunneum (Smith, 1843), which stores large amounts ( 20%) of indigestible wax esters in the body. When ingested by humans, wax esters accumulate in the rectum causing keriorrhea, a kind of "oily diarrhoea". Outbreaks of keriorrhea, associated with the consumption of escolar mislabelled and marketed as cod, sea bass, swordfish or white tuna, have been increasingly recognised in the last decade, raising global concerns about seafood authenticity and fraud practices. In the present study, a PCR-RFLP technique that involved digesting an amplified 464bp region of the cytochrome b gene with restriction enzyme was evaluated as to its effectiveness to identify the inclusion of escolar in minced fish products. DNA in macerated flesh samples of escolar and cod that had been mixed in various proportions was extracted using the BIOO SCIENTIFIC commercial kit; amplification of the cytochrome b was performed according to Chiu-Chu Hwang (2012), while restriction enzyme HaeIII was applied to the amplified DNA. The digested PCR products were electrophoresed on 2% agarose gel. The result obtained indicated that escolar could be detected in as low a proportion as 0.5%; cleavage bands visualized in the gel were enough and suitable for discriminating escolar from cod. HaeIII endonuclease cleaved cytochrome b gene products of escolar into three DNA fragments of 189, 149 and 126 bp, quite different from those of cod. PCR-RFLP of the cytochrome b gene offers a rapid and highly sensitive and specific method for detecting the presence of escolar in commercialized minced fish products such as fish sticks, fish balls and fish burgers. Identification of the species through analysis of restriction patterns is quite a practical application. 55

57 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΜΥΓΔΑΛΟΥ ΣΕ ΚΥΠΡΙΑΚΑ ΤΡΟΦΙΜΑ Α. Τέλλο 1, Γ. Σειραγάκης 2, Α. Δεληγιάννη 1, Κ. Ευσταθίου 1, Η. Πελεκάνου 1 1 Γενικό Χημείο Κράτους Κίμωνος 44, 1451, Λευκωσία 2 FA Food Allergens Lab Ltd. Καλοψίδας 38, 7060 Λειβάδια, Κύπρος Περίληψη Στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος για σύγκριση ανοσοχημικών και μοριακών τεχνικών στον έλεγχο τροφίμων για παρουσία αλλεργιογόνων, εξετάσαμε την περίπτωση του αμύγδαλου που είναι ένα από τα ποιό γνωστά αλλεργιογόνα και αναπτύξαμε μοριακή μεθοδολογία. Οι αναλυτικές μέθοδοι που ακολουθήθηκαν ήταν τo EN :2009 Foodstuffs - Detection of food allergens by immunological methods - Part 1: General considerations και το EN :2009 Foodstuffs Detection of food allergens by molecular biological methods - Part 1: General considerations. Αποφασίσθηκε να χρησιμοποιηθούν για την τεχνική ELISA, τα κιτ της εταιρείας Neogen Veratox for Almond Allergen και της εταιρείας R-Biopharm «Ridascreen Fast Mandel/Almond. Η εκχύλιση του DNA έγινε με δύο διαφορετικά εμπορικά κιτ: Με το κιτ R-Biopharm Surefood Allergen της εταιρείας Congen Biotechnology και με το κιτ foodproof Pure Sample Preparation kit της εταιρείας Biotecon Diagnostics. Όλα τα δείγματα μετρήθηκαν με το σπεκτροφωτόμετρο με σκοπό τον προσδιορισμό της συνολικής συγκέντρωση και της καθαρότητας (purity) του DNA. Ακολούθως αναλύθηκαν με Real-Time PCR για να επιβεβαιωθεί η παρουσία DNA της υπό εξέτασης αλλεργιογόνου ουσίας στα εκχυλισμένα δείγματα. Για την RT-PCR χρησιμοποιήθηκε κιτ της εταιρείας Hai Kang Life Hunter Almond. Η πρώτη αξιολόγηση των μεθόδων έγινε με την χρήση Πρότυπων Υλικών Αναφοράς. Ακολούθως αναλύθηκαν 10 συνολικά δείγματα για την ανίχνευση αμυγδάλου τα οποία ήταν μπισκότα, σοκολάτες, ροφήματα, δημητριακά και κέικ Κυπριακής παραγωγής. Abstract According to the research program, comparison of immunoassay (Elisa) and molecular (RT-PCR) methods for the detection of allergens in food, we examined the case of almond that is one of the most known allergens, developing a molecular technique. The analytical methods that were used are based on, ISO EN :2009 Foodstuffs - Detection of food allergens by immunological methods - Part 1: General considerations and EN :2009 Foodstuffs - Detection of food allergens by molecular biological methods - Part 1: General considerations. For the ELISA method it was decided to use, the "Veratox for Almond Allergen" kit from Neogen corporation and "Ridascreen Fast Mandel / Almond" kit from R-biopharm corporation. DNA 56

58 extraction was performed using two different commercial kits: R-Biopharm "Surefood Allergen" of Congen Biotechnology and "foodproof Pure Sample Preparation kit" of Biotecon Diagnostics. In order to determine the total concentration and purity of DNA, the extracted food samples were evaluated spectrophotometrically. The extracted samples were analysed by Real-Time PCR method, using the kit Hai Kang Life "Hunter Almond", to verify the presence of almond DNA. The first evaluation was performed using reference materials for both methods with known concentration of almond. Afterwards, 10 Cyprus products that include biscuits, chocolates, drinks cereals and cakes were analysed for the detection of almond. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ολοένα αυξανόμενες τροφικές αλλεργίες σε μερίδα του πληθυσμού, προκαλούν πολλές φορές δυσάρεστα κλινικά συμπτώματα στους πάσχοντες που φτάνουν μέχρι και το θάνατο. Το γεγονός ότι δεν υπάρχει σήμερα θεραπεία κατά των τροφικών αλλεργιών, παρά μόνο η μη κατανάλωση από τα αλλεργικά άτομα των τροφών που τους προκαλούν αλλεργίες, καθιστά αναγκαία την ύπαρξη αναλυτικών τεχνικών με υψηλά αναλυτικά χαρακτηριστικά. Επειδή ακόμη και απειροελάχιστες ποσότητες αυτών των αλλεργιογόνων ουσιών (mg/kg) μπορούν να προκαλέσουν αναφυλακτικό σοκ, είναι συχνές οι περιπτώσεις ανακλήσεων μέσω του συστήματος RASFF της Ευρωπαϊκής Ένωσης τροφίμων, που από διασταυρούμενη επιμόλυνση περιείχαν αλλεργιογόνα χωρίς την απαραίτητη σήμανση. ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ: Αναλύθηκαν Πρότυπα Υλικά Αναφοράς (Certified Reference Materials), γνωστής συγκέντρωσης που παρασκευάστηκαν από την εταιρεία Food Allergens Lab για την μέθοδο ELISA και από την εταιρεία Congen για την μέθοδο Real Time PCR. Ακολούθως αναλύθηκαν συνολικά 10 δείγματα για ανίχνευση αμυγδάλου τα όποια ήταν Κυπριακά προϊόντα, μερικά παραδοσιακά, όπως ή σουμάδα και κάποια άλλα προϊόντα από υπεραγορές όπως μπισκότα, σοκολάτες, ροφήματα, δημητριακά και κέικ. Α. Υλικό αναφοράς Αμυγδάλου με δηλούμενη τιμή 100 mg/kg ±30% (με κιτ της εταιρείας Neogen) Neogen "Veratox for Almond R-Biopharm Ridascreen Fast Allergen" Mandel/Almond" Δείγμα Συγκέντρωση αμυγδάλου mg/kg Συγκέντρωση αμυγδάλου mg/kg 1 RM 1:10 122,8 86,7 2 RM 1: * 3 RM 1: * 181* Σημείωση*: Στις μεγάλες αραιώσεις η αβεβαιότητα της μεθόδου αυξάνεται και τα αποτελέσματα δεν είναι αξιόπιστα. 57

59 B. Υλικό αναφοράς Αμυγδάλου με δηλούμενη τιμή 40 mg/kg της υπό ανίχνευση ουσίας (της εταιρείας Congen SureFood Quantard Allergen ) Αξιολόγηση της καθαρότητας και της συγκέντρωσης του DNA του Υλικού Αναφοράς Κιτ Εκχύλισης BIOTECON CONGEN Δείγμα CONCENTRATION PURITY CONCENTRATION PURITY CRM 306,5 ng/μl 1, ng/μl 1,77 Κιτ Εκχύλισης BIOTECON CONGEN Δείγμα CTs CTs 29,8 35,74 1 CRM 1:10 36,14 35,19 36,67 36,32 2 CRM 1: CRM 1: Για την RT-PCR χρησιμοποιήθηκε κιτ της εταιρείας Hai Kang Life Hunter Almond". Σχόλια: Σε όλες τις πιο πάνω περιπτώσεις η ανίχνευση της υπό εξέταση ουσίας ανιχνεύτηκε μόνο στην αραίωση 1:10, που αντιστοιχεί σε 4mg/kg της αλλεργιογόνου ουσίας. Γ. Δείγματα τροφίμων Κυπριακής προέλευσης Στα έξι από τα δέκα δείγματα ανιχνεύθηκε η υπό εξέταση αλλεργιογόνος ουσία και με τα δύο κιτς της ELISA. Τα αποτελέσματα από την τεχνική ELISA δεν επιβεβαιώθηκαν σε όλες τις περιπτώσεις με την Real-Time PCR. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μοριακές τεχνικές είναι εξίσου αξιόπιστες με τις ανοσοχημικές τεχνικές (ELISA). Όσον αφορά την ευαισθησία τους, τα εμπορικά RT-PCR κιτς δεν μπορούν ακόμη να φτάσουν την ευαισθησία των ELISA κιτς αφού στα CRMs δεν μπόρεσαν να ανιχνεύσουν αραιώσεις της τάξης των 1/100 και 1/1000. Μεταξύ των διαφόρων εμπορικών κιτς εκχύλισης του DNA, η εκχύλιση με το κιτ της Congen για την μοριακή τεχνική, δουλεύει καλύτερα από αυτό της Biotecon που χρησιμοποιήθηκε. Η εκχύλιση διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη μοριακή τεχνική αφού με ακατάλληλο εκφυλιστικό πρωτόκολλο και κιτ δεν ανιχνεύτηκε αμύγδαλο ακόμη και σε σουμάδα. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Goodwin P R (2004) Food allergen detection methods: a coordinated approach J AOAC Int, 87, Holzhauser T and Roder M (2006) Allergens in tree nuts, sesame seeds, mustard and celery) in Food allergens: Analysis instrumentation and methods Chapter 4,

60 Kizis D and Siragakis G (2010) Detection of allergens in cereals Food allergens: Analysis instrumentation and methods Chapter 6, Mari A and Scala E (2006) Exploring current and novel methods for the detection and diagnosis of food allergy: the clinical approach, in Food Allergy, Chapter Οrtolani, Ispano, Scibilia and Pastorello Introducing chemists to Food Allergy, Allergy pp 5-8 Poms R E, Klein C, L and Anklam E (2004) Methods for allergen analysis in food: a review, Food Addit Contam 21, 1-31 Σειραγάκης Γεώργιος: Χρήση ανοσοχημικών μεθόδων για προσδιορισμό φουντουκελαίου σε ελαιόλαδο. Χημικά Χρονικά 3/2004 σελ «Το Έργο συγχρηματοδοτείται από την Κυπριακή Δημοκρατία (Ιδρυμα Προώθησης Έρευνας) και το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης της Ευρωπαϊκής Ενωσης». 59

61 DETECTION OF ALLERGENS IN FOOD OF ANIMAL ORIGIN Rizou Katerina Food Division, General Chemical State Laboratory, 16, A. Tsocha str, Athens SUMMARY The European Union legislation establishes a list of food ingredients which must be indicated on the label of foodstuffs, as they are likely to cause allergies. In this list, the main sources of animalderived food allergens are cow s milk, hen s egg and seafood (fish and shell fish). Sensitive detection methods are needed to ensure compliance with food-labeling legislation. Allergen detection methods can be protein -based methods or DNA- based methods. Protein based techniques, such as ELISA, have been extensively used for the detection of egg and milk allergens in food. The antibody used in these immunoassays play a key role to achieve high sensitivity and specificity. Good recoveries were obtained (up to 96% for egg) and the limit of detection was found to be as low as 0.2 ppm spray-dried whole egg and 0.5 ppm casein for the detection of egg and milk, respectively. DNA based methods such as PCR, being applied to the detection of egg and milk residue in food products, have limitations due to the low DNA content of egg and milk. Fish and crustaceans are amenable to protein-based as well as DNA-based detection methods. ELISA assays have been developed to detect parvalbumin, the major fish allergen. Some of them showed good sensitivity with the LOD being 0.04 ppm parvalbumin, while for processed food LOD was 0.23 ppm parvalbumin. A real time PCR assay with good sensitivity and specificity was also developed to detect fish parvalbumin gene. In crustacean and molluscan shellfish, tropomyosin is the major allergenic protein. Sensitive ELISA assays (LOD: 1ppm) have been developed, using antibodies against tropomyosin. In addition, quantitative real time PCR assays targeting mitochondrial genes were developed. High PCR efficiencies were achieved and LODs were generally between 0.1 and 1 ppm. In conclusion, sensitive methods for the detection of animal-derived food allergens exist that constitute a pillar for the implementation of control strategies, both for industry and for regulatory agencies. 60

62 Η τροφική αλλεργία προκαλείται από μια ειδική ανοσολογική απόκριση έναντι συστατικών των τροφίμων, κυρίως πρωτεϊνών και μπορεί να συνδέεται με παραγωγή ή μη ανοσοσφαιρίνης Ε. Η μόνη εφικτή επιλογή για την προστασία των αλλεργικών ατόμων είναι η αποφυγή των τροφών που περιέχουν αλλεργιογόνα. Στο πλαίσιο αυτό, η επισήμανση έχει αναγνωριστεί ως εργαλείο προστασίας της δημόσιας υγείας, παρέχοντας στους καταναλωτές τη δυνατότητα είτε να αποφεύγουν τα τρόφιμα που μπορεί να προκαλέσουν αλλεργικές αντιδράσεις ή να επιλέξουν ασφαλείς πηγές τροφίμων. Η νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τα αλλεργιογόνα βασίζεται σήμερα στην οδηγία 2000/13/ΕΚ για την επισήμανση και τις μεταγενέστερες τροποποιήσεις της, όπως η οδηγία 2003/89/ΕΚ και την οδηγία 2007/68/ΕΚ, που απαριθμεί τα αλλεργιογόνα τα οποία πρέπει να αναγράφονται στην επισήμανση των τροφίμων. Η ανάπτυξη αναλυτικών μεθόδων για την ανίχνευση αλλεργιογόνων σε τρόφιμα είναι σημαντικότατη για την πραγματοποίηση ελέγχων, τόσο για τις αρχές που είναι υπεύθυνες για τον έλεγχο των τροφίμων, όσο και για τη βιομηχανία. Οι πιο κοινές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σήμερα για την ανίχνευση των αλλεργιογόνων τροφίμων είναι (α) αυτές που στηρίζονται στην ανίχνευση πρωτεϊνών (ELISA, ανοσοαποτύπωση, RAST / EAST, βιοαισθητήρες, μέθοδοι που στηρίζονται στη φασματομετρία μάζας) και (β) αυτές που στηρίζονται στην ανίχνευση του DNA των αλλεργιογόνων συστατικών (PCR και real-time PCR). Τα κυριότερα αλλεργιογόνα ζωικής προέλευσης είναι το γάλα, το αυγό, τα ψάρια, τα καρκινοειδή και τα μαλάκια. Όσον αφορά στο αυγό, το ασπράδι θεωρείται ότι είναι πιο αλλεργιογόνο από ό,τι ο κρόκος του αυγού. Οι κυριότερες αλλεργιογόνες πρωτεΐνες στο ασπράδι του αυγού είναι το ωοβλεννώδες, η ωοαλβουμίνη, η ωοτρανσφερίνη και η λυσοζύμη. Η ανίχνευση αυγού στα τρόφιμα επιτυγχάνεται κυρίως με μεθόδους που ανιχνεύουν τις αλλεργιογόνες πρωτεΐνες. Η εφαρμογή τεχνικών μοριακής βιολογίας, όπως η PCR, δεν ενδείκνυται γιατί το αυγό έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε DNA. Από τις μεθόδους που στηρίζονται στην ανίχνευση των πρωτεϊνών η ανοσοενζυμική τεχνική της ELISA είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Οι περισσότερες ELISA στηρίζονται στην ανίχνευση του ωοβλεννώδους και της ωοαλβουμίνης. Υπάρχουν πολλές μελέτες σχετικές με την ανίχνευση του αυγού με ELISA σε τρόφιμα όπως προϊόντα κρέατος, ζυμαρικά, παγωτά, προϊόντα αρτοποιίας (1), καθώς και σε οίνους. Πολλές από αυτές έχουν επιτύχει πολύ χαμηλό όριο ανίχνευσης (0,2 ppm), σημαντικές ανακτήσεις έως και 96% και υψηλή ειδικότητα. Επιπλέον θα πρέπει να αναφερθεί ότι έχουν αναπτυχθεί εμπορικά κιτ για την ανίχνευση αυγού σε τρόφιμα που στηρίζονται στην τεχνική της ELISA, με κάποια από αυτά να εξασφαλίζουν την ανίχνευση υπολειμμάτων αυγού ακόμα και σε σύνθετα τρόφιμα που έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία. Τέλος θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια υπάρχουν μελέτες που αφορούν στην ανίχνευση αλλεργιογόνων του αυγού με μεθόδους που βασίζονται στην υγρή χρωματογραφία και την φασματομετρία μάζας (LC-MS ) (2). 61

63 Η αλλεργία στο γάλα είναι από τις συχνότερα απαντώμενες τροφικές αλλεργίες. Τα σημαντικότερα αλλεργιογόνα του γάλακτος είναι η καζεΐνη, η α-λακτογλοβουλίνη, η α-λακταλβουμίνη και η αλβουμίνη του ορού βοοειδών. Οι τεχνικές μοριακής βιολογίας έχουν περιορισμένη εφαρμογή στην ανίχνευση του γάλακτος και χρησιμεύουν κυρίως στον προσδιορισμό της προέλευσης του γάλακτος (διάκριση βοείου, πρόβειου και κατσικίσιου). Η πιο διαδεδομένη τεχνική στην ανίχνευση των αλλεργιογόνων του γάλακτος είναι η ανοσοενζυμική τεχνική ELISA. Σημαντικός αριθμός μεθόδων που στηρίζονται στην τεχνική αυτή έχει αναπτυχθεί. Οι μέθοδοι αυτές έχουν εφαρμοστεί επιτυχώς στην ανίχνευση υπολειμμάτων γάλακτος σε τρόφιμα όπως τα σορμπέ, η μαύρη σοκολάτα, οι χυμοί φρούτων, τα κρεατοσκευάσματα και τα είδη αρτοποιίας, αλλά και οι οίνοι, με το όριο ανίχνευσης των μεθόδων να φθάνει στο επίπεδο των 0,5 ppm (3). Επίσης, έχουν αναπτυχθεί και είναι εμπορικά διαθέσιμα διάφορα ELISA κιτ για την ανίχνευση αλλεργιογόνων του γάλακτος, ενώ στη διεθνή βιβλιογραφία περιγράφονται προσπάθειες για την ανίχνευση πρωτεϊνών του γάλακτος με μεθόδους που στηρίζονται στην τεχνική του LC-MS, με όριο ανίχνευσης στο επίπεδο 1ppm. Μεγάλο μέρος των τροφικών αλλεργιών οφείλεται στην κατανάλωση ψαριών, καρκινοειδών και μαλακίων. Το ψάρι είναι μια από τις 4 τροφές που μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή τροφική αναφυλαξία. Το κυριότερο αλλεργιογόνο των ψαριών είναι η παρβαλβουμίνη, ενώ και το κολλαγόνο έχει αποδειχθεί ότι μπορεί να δράσει ως αλλεργιογόνο. Διάφορες ELISA μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί για την ανίχνευση αλλεργιογόνων ψαριού τόσο σε τρόφιμα όπως οι σούπες, οι σάλτσες και το ψωμί, όσο και σε οίνους, όπου είναι πιθανόν να απαντώνται σε ίχνη σαν συνέπεια της χρήσης της ζελατίνης ψαριών ως διαυγαστικού μέσου. Πρόσφατα αναπτύχθηκε ELISA μέθοδος που βασίζεται σε μονοκλωνικό αντίσωμα έναντι της παρβαλβουμίνης με όριο ανίχνευσης 0,04 ppm (4), ενώ ανίχνευση της παρβαλβουμίνης ψαριού έχει επιτευχθεί και με real time PCR μέθοδο, η οποία επιδεικνύει ικανοποιητική ευαισθησία και ειδικότητα ώστε να διαχωρίζει την παρβαλβουμίνη των ψαριών από παρβαλβουμίνες άλλων ζωικών οργανισμών (5). Επιπλέον θα πρέπει να αναφερθεί ότι έχουν γίνει προσπάθειες ανίχνευσης της παρβαλβουμίνης με μεθόδους LC-MS. Όσον αφορά στα καρκινοειδή και τα μαλάκια το κυριότερο αλλεργιογόνο είναι η τροπομυοσίνη. Για την ανίχνευση της τροπομυοσίνης στα καρκινοειδή έχουν αναπτυχθεί αρκετές ELISA μέθοδοι με κάποιες από αυτές να επιδεικνύουν υψηλή ειδικότητα (απουσία διασταυρούμενης αντίδρασης με κρέας ιχθύων και θηλαστικών) και χαμηλό όριο ανίχνευσης 1ppm (6). Επιπλέον, έχει αναπτυχθεί ευαίσθητη real- time PCR μέθοδος για την ανίχνευση γονιδίων που βρίσκονται στα μιτοχόνδρια των καρκινοειδών σε πολλά αντίγραφα, με το όριο ανίχνευσης να κυμαίνεται από 0,1 ppm έως 1 ppm (7), ενώ LC-MS/MS μέθοδοι έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην ανίχνευση και ταυτοποίηση νέων αλλεργιογόνων στα καρκινοειδή. 62

64 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Yeung JM, Newsome WH, Abbott MA. 2000, Determination of egg proteins in food products by enzyme immunoassay J AOAC Int., 83(1): Heick J, Fischer M, Pöpping B. 2011, First screening method for the simultaneous detection of seven allergens by liquid chromatography mass spectrometry, J Chromatogr A., 1218, Hefle SL, Lambrecht DM., 2004, Validated sandwich enzyme-linked immunosorbent assay for casein and its application to retail and milk-allergic complaint foods J Food Prot., 67, Qiu-Feng Cai, Xi-Chang Wang, Guang-Ming Liu, Lin Zhang, Mi-Mi Ruan, Yuan Liu, Min- Jie, 2013, Development of a monoclonal antibody-based competitive enzyme linkedimmunosorbent assay (c-elisa) for quantification of silver carp parvalbumin, Food Control, 29, Sun M, Liang C, Gao H, Lin C, Deng M.,2009, Detection of parvalbumin, a common fish allergen gene in food, by real-time polymerase chain reaction, J AOAC Int., 92, Heidi R. Fullerab, Philip R. Goodwinc & Glenn E. Morris, 2006, An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the major crustacean allergen, tropomyosin, in food, Food and Agricultural Immunology, 17, Eischeid AC, Kim BH, Kasko SM. J,2012, Two Quantitative Real-Time PCR Assays for the Detection of Penaeid Shrimp and Blue Crab, Crustacean Shellfish Allergens, J. Agric Food Chem., 2012 Dec 6 (Εpub ahead of print). 63

65 ΑΛΛΕΡΓΙΟΓΟΝΟ ΣΕΛΙΝΟ ΣΕ ΦΡΕΣΚΑ & ΚΑΤΑΨΥΓΜΕΝΑ ΤΥΠΟΠΟΙΗΜΕΝΑ ΛΑΧΑΝΙΚΑ Π. Δανιάς, Ε. Χριστοδούλου, Π. Μπαργωτάκης FA Food Allergens Lab, Καλοψίδας 38, 7060 ΛΙΒΑΔΙΑ, ΚΥΠΡΟΣ Abstract: The molecular method used for food analysis by isolating total DNA are more and more applications for both food safety (Pathogenic microorganisms, allergens) and for quality, authenticity (Genetically Modified, hard soft rigging, rigging oil & dairy, meats, halal, horse beef, chicken turkey). This paper presents the ISO standard and for detection Celery with molecular techniques is the essay of the Working Group 12 of Technical Committee 275 of the European Committee for Standardization. This paper presents the specificities of DNA extraction and the different protocols for different commercial kits available in the market for Real Time PCR. The application of the method to detect allergen in celery frozen vegetables with vinegar and halloumi from Cyprus market is presented with reference to confirm the detection limit, selectivity and sensitivity of the method. Περίληψη: Οι μοριακές μέθοδους που χρησιμοποιούνται για αναλύσεις τροφίμων με την απομόνωση ολικού DNA έχουν όλο και περισσότερες εφαρμογές τόσο για την ασφάλεια των τροφίμων (Παθογόνοι μικροοργανισμοί, αλλεργιογόνα) όσο και για την ποιότητα, γνησιότητα (Γενετικά Τροποποιημένα, νοθεία σκληρού μαλακού, νοθεία ελαιολάδου & γαλακτοκομικών, ειδη κρέατος, halal, άλογο σε μοσχάρι, κοτόπουλο σε γαλοπούλα). Η παρούσα εργασία παρουσιάζει το ISO πρότυπο και για ανίχνευση σέλινου με μοριακές τεχνικές που είναι το πόνημα της ομάδας εργασίας 12, της Τεχνικής Επιτροπής 275 της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Τυποποίησης. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι ιδιαιτερότητες εκχύλισης του DNA αλλά και τα διαφορετικά πρωτόκολλα για τα διάφορα εμπορικά κιτς που είναι διαθέσιμα στην αγορά για Real Time PCR. Η εφαρμογή της μεθόδου για ανίχνευση αλλεργιογόνου σέλινου σε καταψυγμένα λαχανικά, χαλούμι και ξιδάτα από την Κυπριακή αγορά παρουσιάζεται με αναφορά στην επιβεβαίωση του ορίου ανίχνευσης, της επιλεκτικότητας και της ευαισθησίας της μεθόδου. Εισαγωγή: Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερα φρούτα και λαχανικά καταλήγουν στον καταναλωτή συσκευασμένα σε αντίθεση με την προηγούμενη δεκαετία που στις περισσότερες των περιπτώσεων διατίθεντο χύμα. Είναι πλέον συνηθισμένο στα ράφια των υπεραγορών να έχουμε φρεσκοκομμένες σαλάτες συσκευασμένες σε σακούλια καθώς και συσκευασμένα και καταψυγμένα λαχανικά που μέχρι πριν λίγα χρόνια ήταν διαθέσιμα μόνο στις φρουταρίες και στα φθαρτοπωλεία. Η διάθεση όμως των συσκευασμένων οπωρολαχανικών διέπεται από την Ευρωπαϊκή Νομοθεσία (Οδηγία 68/2007) για υποχρεωτική επισήμανση τυχόν τροφικών αλλεργιογόνων στα 64

66 συσκευασμένα τρόφιμα και φυσικά και στα συσκευασμένα οπωρολαχανικά. Το πλέον σύνηθες αλλεργιογόνο είναι το σέλινο και οι εταιρείες τυποποίησης φρέσκων η καταψυγμένων λαχανικών ελέγχουν τυχόν παρουσία του σέλινου στις συσκευασμένες συσκευασίες. Ειδικά στην Κύπρο που πρώτη ύλη για την παρασκευή του χαλουμιού είναι ο δυόσμος, ελέγχεται και η παρουσία σέλινου στον παραλαμβανόμενο δυόσμο που μπορεί να βρεθεί με τη σειρά του στο τελικό προϊόν (χαλούμι) αλλά και στα ξιδάτα που είναι παραδοσιακά αναπόσπαστο μέρος της Κυπριακής διατροφής, Η ανίχνευση του σέλινου εκτελείται μόνο με τεχνικές μοριακής βιολογίας (RT-PCR). Παρουσίαση των ISO που σχετίζονται με τη διαδικασία Τα ISO και είναι αυτά που ασχολούνται με την εύρεση της αλληλουχίας που σχετίζεται με τα αλλεργιογόνα και το αλλεργιογόνο σέλινο αντίστοιχα και είναι το πόνημα της ομάδας εργασίας 12, της Τεχνικής Επιτροπής 275 της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Τυποποίησης της οποίας είναι και μέλος ο κ. Γεώργιος Σειραγάκης. Το ISO περιέχει ένα πρότυπο σχέδιο που παρέχει ένα γενικό πλαίσιο για την ανίχνευση των αλληλουχιών που αντιστοιχούν στα αλλεργιογόνα είδη που περιέχονται, χρησιμοποιώντας την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Σχετίζεται με τις απαιτήσεις για τη ενίσχυση των συγκεκριμένων αλληλουχιών νουκλεϊκού οξέος (DNA) στόχων και για την επιβεβαίωση της ταυτότητας της ενισχυμένης αλληλουχίας του νουκλεϊκού οξέος [1]. Πιο συγκεκριμένα το (CEN / TS ) αφορα τον ποιοτικό προσδιορισμό (ανίχνευση) της ακολουθίας DNA σέλινου με RT-PCR και καθορίζει μια μέθοδο για την ποιοτική ανίχνευση σέλινου (Apium graveolens) στο γαλάκτωμα λουκάνικου (η μεταφραση στα ελληνικά γίνεται με τον όρο σάλτσες) (για παράδειγμα, Frankfurter, Wiener) και εκδόθηκε από τον ΕΛΟΤ στις 26/10/2012. Η ανίχνευση του σέλινου γίνεται σε real-time PCR και βασίζεται σε μία 101 bp (ζεύγη βάσεων) αλληλουχία του γονιδίου της αφυδρογονάσης της μαννιτόλης (mannitol dehydrogenase) (GenBank Acc. Αρ. AF067082) του σέλινου (Apium graveolens) [2]. Στις προδιαγραφές των αναλύσεων αναφέρεται ότι τα αποτελέσματα από δύο τμήματα δοκιμής πρέπει να είναι συνεπή. Εάν ένα τμήμα δοκιμής είναι θετικό και το άλλο δίνει αρνητικό, τότε η ανάλυση πρέπει να επαναληφθεί, αν είναι δυνατόν, με την αύξηση της ποσότητας του προτύπου νουκλεϊκού οξέος στην αντίδραση, έτσι ώστε να έχουμε ένα ασφαλές αποτελέσματα και για τα δύο τμήματα δοκιμής. Σε περίπτωση διφορούμενα αποτελέσματα συνεχίζουν να υπάρχουν, επαναλαμβάνεται όλη τη διαδικασία από την εκχύλιση του DNA. Επιπλέον, ως ελάχιστο, η καθαρότητα του εκμαγείου νουκλεϊνικού οξέος θα πρέπει να ελέγχονται με τη συμπερίληψη ένός πρότυπου δείγματος αναστολής της RT-PCR. Άλλoi έλεγχοι όπως του μήκους και της ακεραιότητας του εκμαγείου νουκλεϊνικού οξέος μπορεί να είναι χρήσιμη. Τα ISO αυτά περιέχουν πληροφορίες για τις συνθήκες της απομόνωσης του γενετικού υλικού αλλά και της συνθήκες της RT-PCR. Με βάση αυτά τα ISO καθώς και τα προτόκολλα των kits που παρουσιάζουμε παρακάτω κάναμε μια σειρά πειραμάτων σε κυπριακά εμπορικά προϊόντα [1]. 65

67 Διαδικασια απόμόνωσης DNA και το πρωτόκολο της RT-PCR Απομόνωση: Για την απομόνωση του DNA του δείγματος που προορίζεται για ανίχνευση αλλεργιογόνου σέλινου πραγματοποιήθηκαν αξιολογήσεις συγκεκριμένων εμπορικών πακέτων (kits) απομόνωσης DNA από τους εμπορικούς οίκους «HAI KANG Life Corporation» και «BIOO Scientific», τα οποία στηρίζονται στην καλή ομογενοποίηση των δειγμάτων, τη λύση των κυτταρικών τοιχωμάτων με κατάλληλα διαλύματα. Ταυτόχρονα, εφαρμόστηκε απομόνωση του γενετικού υλικού σύμφωνα με το πρότυπο ISO/FDIS και τη μέθοδο εκχύλισης με διάλυμα βρωμιούχου κετυλοτριμεθυλαμμώνιο (CTAB), η οποία πραγματοποιείται με την προσθήκη ενζύμου Rnase που προτείνεται για δείγματα όπου η ταυτόχρονη κατακρήμνιση του RΝΑ δυσκολεύει περαιτέρω την ανάλυση. Όλες οι μέθοδοι απομόνωσης εμφανίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά στη διαδικασία εκχύλισης, τα όρια ανίχνευσης, τις συνθήκες αντίδρασης, κ.λ.π. Φωτομέτρηση: Τα νουκλεϊκά οξέα απορροφούν στα 260nm. Οι πρωτεΐνες και ο αρωματικός δακτύλιος της φαινόλης απορροφούν στα 260nm αλλά και στα 280nm, όπου δεν απορροφούν τα νουκλεϊκά. Για να είναι καθαρό το δείγμα, πρέπει η απορρόφηση στα 260nm να είναι σχεδόν διπλάσια της απορρόφησης στα 280nm. Γίνονται επομένως δύο μετρήσεις και υπολογίζεται ο λόγος OD 260 /OD 280. Ο λόγος αυτός πρέπει να είναι Τέλος, για τον υπολογισμό της τελικής συγκέντρωσης του δείγματος πραγματοποιείται μέτρηση της απορρόφησης στα 320nm, ενώ η συγκέντρωση καθορίζεται από τον τύπο DF x (O.D 260 -O.D 320 ) x 37 όπου DF = Dilution Factor. Την απομόνωση DNA διαδέχονται οι Αλυσιδωτές Αντιδράσεις της Πολυμεράσης (PCR και Real Time PCR) για την ποιοτική και ημι-ποσοτική ανίχνευση του συγκεκριμένου αλλεργιογόνου. Οι αντιδράσεις PCR στηρίζονται στην ανίχνευση συγκεκριμένων περιοχών γονιδίων-στόχων για τον συγκεκριμένο αλλεργιογόνο μέσω ειδικών ζευγών εκκινητών. RT-PCR: Για την εφαρμογή των μεθόδων PCR επιλέχθηκαν συγκεκριμένα εμπορικά πακέτα του εμπορικού οίκου «GENERON ADVANCED TRANSFER TECHNOLOGIES» και του οίκου «HAI KANG Life Corporation» ενώ εφαρμόστηκαν σε συνδυασμό με 2 μεθόδους εκχύλισης DNA, ώστε να αξιολογηθούν ως προς την αποτελεσματικότητα τους με τη μέθοδο της Real Time PCR. Για τους ανιχνευτές της GENERON που χρησιμοποιεί η παρακάτω PCR: Στόχοι Χρωστικές Αναφοράς Σβήνουσες Χρωστικές ALLERGEN TARGET FAM BHQ1-NFQ IPC HEX BHQ1-NFQ Πίνακας 1: Τα είδη των ανιχνευτών που χρησιμοποιεί το κιτ της «GENERON ADVANCED TRANSFER TECHNOLOGIES» Το θερμοκρασιακό πρωτόκολλο που χρησιμοποιήθηκε για τις αραιώσεις από κάθε συγκεκριμένη εκχύλιση DNA (συγκέντρωση ng) για τη διαδικασία της Real Time PCR, παρουσιάζεται στον Πίνακα και είναι κοινό και για τις δύο εταιρίες: 66

68 Θερμοκρασιακό πρωτόκολλο Real Time PCR Υβριδοποίηση - Επιμήκυνση εκκινητών 50 C για 2 min Αριθμός κύκλων Αρχική Αποδιάταξη 95 C για 10 min αντίδρασης: 1 Αποδιάταξη DNA στόχου 95 C για 15 sec Αριθμός κύκλων Υβριδοποίηση - Επιμήκυνση εκκινητών 60 C για 1 min αντίδρασης: 40 Πίνακας 2: Συνθήκες Αλυσιδωτής Αντίδρασης της Πολυμεράσης σε πραγματικό χρόνο (Real Time PCR) για την ανίχνευση του αλλεργιογόνου σέλινου. [3], [4] Οι ποσότητες που απαιτούνται για μια αντίδραση Real Time PCR δίνονται στον παρακάτω πίνακα: «GENERON ADVANCED TRANSFER TECHNOLOGIES» Ποσότητα Αντιδραστήρια Αντιδραστηρίων (μl) Unknown Sample or Positive Control or DNAse/RNAse Free Water(represents the NTC: No Template Control) 12 «HAI KANG Life Corporation» Αντιδραστήρια Real-time mastermix DNA template Ποσότητα Αντιδραστηρίων (μl) 11,2 X SPECIALfinder WORKING M- MIX [4] Double-distilled water 8,8-X Συνολικός Όγκος 30 Συνολικός Όγκος 20 Πίνακας 3: Αντιδραστήρια και ποσότητα αντιδραστηρίων ανά αντίδραση Real Time PCR για την ανίχνευση του αλεργιογόνου για τους 2 εμπορικούς οίκους. Για την ανίχνευση του αλλεργιογόνου σέλινου μέσω Real Time PCR, εξετάστηκε ο αριθμός των κύκλων κατά την διάρκεια του οποίου, το δείγμα φτάνει την γραµµή «Threshold» [Threshold cycle (Ct)] δηλαδή του σημείου στο οποίο ξεχωρίζει έντονα το φθορίζον σήμα των προϊόντων της Real Τime PCR από το φόντο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της αρχικής αλληλουχίας DNA στο κάθε δείγμα τόσο νωρίτερα εμφανίζεται η τιμή Ct για κάθε δείγμα, δηλαδή αναλογικά η Ct θα είναι μικρότερη. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων παρουσιάζονται σε υπολογιστή με τη μορφή γραφημάτων και πινάκων. Βιβλιογραφια [1] CEN/TC 275/WG 12 N 175, pren :2008 [2] DIN CEN/TS :2012 overview of din-spec / [3] Πρωτόκολλο «SPECIALFINDER-ALLERGEN/IPC DETECTION ASSAY», «GENERON ADVANCED TRANSFER TECHNOLOGIES» KAI

69 68

70 Συνεδρία Β2 69

71 70

72 Μοριακός και αναλυτικός χαρακτηρισμός της βιοσύνθεσης τοκοχρωμανολών σε καρπούς ελιάς (Olea europaea L.) Α.Χ. Γεωργιάδου 1, Β. Γούλας 1, Τ. Ντούρου 2, Γ.Α. Μαγγανάρης 1, Π. Καλαϊτζής 2 και Β. Φωτόπουλος 1 1 Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τμήμα Γεωπονικών Επιστημών, Βιοτεχνολογίας & Επιστήμης Τροφίμων, 3603 Λεμεσός 2 Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων, Τομέας Γενετικής Βελτίωσης & Βιοτεχνολογίας Οπωροκηπευτικών, Χανιά Οι τοκοχρωμανόλες, μία ομάδα ενώσεων κοινώς γνωστές ως βιταμίνη Ε, συμπεριλαμβάνουν δύο υποομάδες: (α) τις τοκοφερόλες και (β) τις τοκοτριενόλες. Οι τοκοχρωμανόλες έχουν ισχυρή αντιοξειδωτική ικανότητα και βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στον ελαιόκαρπο και στα υποπροϊόντα του. Η παρούσα εργασία επιχειρεί το χαρακτηρισμό της βιοσύνθεσης τοκοχρωμανολών στη διαδεδομένη ποικιλία Κορωνέικη με μοριακές και αναλυτικές μεθόδους. Καρποί ελιάς συγκομίστηκαν σε δεκαπέντε διαδοχικά αναπτυξιακά στάδια, από τα μέσα Ιουνίου μέχρι τα τέλη Δεκεμβρίου και συγκεκριμένα 6-34 εβδομάδες μετά την άνθιση από τον πειραματικό ελαιώνα του Μεσογειακού Αγρονομικού Ινστιτούτου Χανίων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε απομόνωση ολικού RNA μέσω πολλαπλών εκχυλίσεων με φαινόλη και/ή χλωροφόρμιο. Ακολούθησε σύνθεση συμπληρωματικού DNA και αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης σε πραγματικό χρόνο (qrt-pcr), με την οποία μελετήθηκαν τα επίπεδα έκφρασης των γονιδίων που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση των τοκοχρωμανολών. Τα αποτελέσματα έδειξαν διαφορική έκφραση των εξεταζόμενων γονιδίων που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση της βιταμίνης Ε. Συγκεκριμένα, καταγράφηκε μεγαλύτερος βαθμός ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης στα αρχικά και ενδιάμεσα γονίδια του βιοσυνθετικού μονοπατιού (VTE5, Geranylgeranyl reductase, HPPD, VTE2, HGGT και VTE3b) σε σχέση με τα υπόλοιπα γονίδια (VTE1 και VTE4a). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρατηρείται στα γονίδια HGGT και VTE2 που παρουσιάζουν μια γενικότερη καταστολή κατά την διάρκεια όλων των εβδομάδων μετά την άνθιση. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε υγρή χρωματογραφία υψηλής ανάλυσης για τον προσδιορισμό των επιπέδων των επιμέρους τοκοφερολών και τοκοτριενόλων σε όλα τα αναπτυξιακά στάδια του ελαιοκάρπου, όπου ανιχνεύθηκαν οι υπομορφές α-, γ-, δ- τοκοφερολής και γ-τοκοτριενόλης. 71

73 Rapid analysis for fungal growth and OTA production of Aspergillus carbonarius using turbidimetric measurements Angelos-Gerasimos Ioannidis 1, Naresh Magan 2, Efstathios Z. Panagou* 1 1 Laboratory of Microbiology and Biotechnology of Foods, Department of Food Science and Technology, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75, Athens, Greece, *Ε-mail: 2 Applied Mycology Group, Cranfield Health, Cranfield University, College Road, Cranfield, Bedforshire, UK. Abstract The effect of water activity (0.92 and 0.96), temperature (25 and 30 C) and sodium metabisulphite (NaMBS) on the growth and OTA production of a strain of A. carbonarius isolated from wine grapes was investigated, employing a rapid screening method based on turbidimetric measurements. The technique has been put into application to examine the impact of 24 different concentrations of NaMBS against growth and OTA production in YES medium (ph 3.6) over 7 day periods with automated measurements every 20 min. The values of minimum inhibitory concentration (MIC), non-inhibitory concentration (NIC) and MIC 50 have been calculated using the Lambert-Pearson model. Findings indicated that no fungal growth occurred over 175 and 200 ppm of NaMBS at 25 C and 30 C 0.92 a w respectively. At 0.92 a w there was no significant difference in the calculated MIC, NIC and MIC 50 values for both storage temperatures; their values were 430, 65, and 165 ppm for MIC, NIC and MIC 50, respectively. However, at 0.96 a w some differences were evident between the two temperatures. Specifically, the NIC value at 30 C was higher (100 ppm) compared with 25 C (74 ppm) and the same trend was observed for the MIC (422 ppm/25 C and 444 ppm/30 C). Generally, concentrations up to 444 ppm of NaMBS were required for complete growth inhibition, while lower concentrations (<100 ppm) stimulated growth. OTA was mainly produced at 25 C at 0.92 a w, whereas increased variability was observed depending on the NaMBS concentration. Materials and methods The mathematical model used for data analysis was Lambert & Pearson model (LPM) (2000) which was applied on filamentous fungi by Medina et al (2012). This model calculates the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and the Non-Inhibitory Concentration (NIC) by using the time to detection (TTD) of a specific optical density value (O.D.). The model is described by the following equations: (1) RTD=P 0 exp(-x/p 1 ) P 2), (2) MIC=P 1 exp(1/p 2 ), (3) NIC=P 1 exp((1-e)/p 2 ), (4) MIC P P 1 2 ln2

74 O.D. O.D. O.D. O.D. where RTD is the rate to detection (1/TTD), x is the inhibitor concentration, P 0 is the optimal RTD value, P 1 is the concentration at maximum slope and P 2 the slope parameter (on a log concentration axis). A wild strain of Aspergillus carbonarius was isolated from Greek grapevines. The medium used was yeast extract sucrose (YES) containing 20 g/l yeast extract, 150 g/l sucrose, 0.5 g/l magnesium sulfate and 0.122% w/v agar. Water activity was adjusted with glycerol at 0.92 and 0.96 a w, respectively. ph was adjusted at 3.6 with citric acid- sodium citrate buffer. A standard solution of NaMBS (aq) 10% w/v was prepared and the required amount of stock solution was added under sterile conditions in YES medium to obtain a range of concentrations between ppm. Each medium was inoculated with 10 5 spores/ml, the appropriate amount of NaMBS solution was added and then it was poured in a petri dish. Media (200μl) were decanted into the 100-well microtitrate plates using a multichannel pipette (5 well per each NaMBS concentration). For the turbidimetric assay, a Bioscreen C Microbial Growth Analyzer was used with non-standard, 100-well microtitrate plates. The O.D was recorded every 20 min for a 7-day period using a 600 nm filter. Experiments were conducted at 25 and 30 o C, respectively. Results Discussion Average growth curves with 7-11 different concentrations of NaMBS under 4 different environmental conditions are shown in Fig. 1. The TTD was obtained for an O.D. value of 0.1 for all environmental conditions. Data were analysed with LPM (Eq. 1) and model parameters and 95% confidence intervals were calculated (Table 1). In spite of the differences in the P 0 values observed (showing the effect of different environmental conditions on fungal growth in the absence of the inhibitor) P 1 and P 2 were not statistically different (P>0.05). These results suggest that the effect of NaMBS remains the same under the conditions examined. Using the parameters obtained above the MIC, NIC, MIC 50 were calculated (Eqs. 2-4) Table o C 0.92 a w 0 ppm 25 ppm 50 ppm 75 ppm 100 ppm 150 ppm 175 ppm Time (min) o C 0.96 a w Time (min) 0 ppm 25 ppm 50 ppm 75 ppm 100 ppm 125 ppm 150 ppm 175 ppm 200 ppm 250 ppm 300 ppm ppm 25 ppm 50 ppm 75 ppm 100 ppm 150 ppm 175 ppm 30 o C 0.92 a w Time (min) o C 0.96 a w Time (min) 0 pmm 25 ppm 50 ppm 75 ppm 100 ppm 125 ppm 150 ppm 175 ppm 200 ppm 250 ppm 300 ppm Fig. 1: Average growth curves showing representative concentrations of NaMBS after 7 days in 4 environmental conditions

75 Table 1: Parameters of LPM: P 0, P 1, P 2 with their confidence intervals 0.96 a w 25 o C 30 o C Lower CL Upper CL Lower CL Upper CL P P P a w 25 o C 30 o C Lower CL Upper CL Lower CL Upper CL P P P Table 2: MIC, NIC, and MIC 50 NaMBS concentration values with their 95% confidence limits o C 25 o C Lower CL Upper CL Lower CL Upper CL MIC MIC NIC NIC MIC MIC o C 30 o C Lower CL Upper CL Lower CL Upper CL MIC MIC NIC NIC MIC MIC Comparison of the results indicates that the concentrations were not statistically different (P>0.05). The only difference observed was the NIC value at 30 o C and 0.96 a w, this minor difference is possibly attributed to the fact that these 2 conditions belong to the range of optimal growth conditions for A. carbonarius making the fungus slightly more resistant to the antifungal compound. Despite the difference in the NIC value the efficacy of NaMBS is independent of the environmental conditions. To verify this conclusion relative RTD against NaMBS concentation (Fig. 2) has been plotted demonstrating that the fungus was affected in similar way under all 4 conditions. 74

76 Fig. 2: Graphical representation of relative RTD (RTD/P 0 RTD) against the NaMBS concentration Concerning the ochratoxin A (OTA) results, HPLC analysis was conducted on the 7th day of the experiment detecting relatively low concentrations (<10 ppb) of OTA, specifically at 25 o C and 0.92 a w in a range of NaMBS concentrations between ppm (data not shown). Acknowledgements This work has been supported by the project Design and development of innovative tools for the detection of ochratoxigenic fungi in wine and table grapes FungalPrognosis_242 that is co financed by the European Union (European Social Fund ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) Research Funding Program: ARISTEIA-I. References Lambert, R.J.W., Pearson, J. (2000) Susceptibility testing: accurate and reproducible minimum inhibitory concentration (MIC) and non-inhibitory concentration (NIC) values. Journal of Applied Microbiology 88, Medina, A., Lambert, R.J.W., Magan, N. (2012) Rapid throughput analysis of filamentous fungal growth using turbidimetric measurements with the Bioscreen C: a tool for screening antifungal compounds. Fungal Biology 116,

77 ITS-RFLP characterization of Aspergillus isolates in grapes of four traditional grapeproducing areas in Greece Dimosthenis Kizis*, Pantelis Natskoulis, George-John Ε. Nychas, Efstathios Ζ. Panagou Laboratory of Microbiology and Biotechnology of Foods, Department of Food Science and Human Nutrition, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75, Athens, Greece, *Ε-mail: Abstract A study on the occurrence of Aspergillus spp. section Nigri species on grapes and their capability to produce OTA was conducted. Table and wine grapes were collected from four traditional grapeproducing areas in Greece (Macedonia, Peloponnese, Attica and Crete) during the harvest period of Thirty three vineyards were sampled and mycological analysis resulted in the identification of common grape microbiota (Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Fusarium and Penicillium spp). One hundred and eighteen black aspergilli isolates were characterised at the species level initially by use of morphological criteria (colour, density and colony appearance) and microscope observation (conidiophore and conidial head characters) in accordance with appropriate keys, followed by molecular characterisation. Molecular characterisation was performed by Polymerase Chain Reaction Restriction Fragment Length Polymorfism (PCR-RFLP) of the 5.8 ribosomal RNA gene Internal Transcribed Spacer region (5.8 rrna ITS) using the HinfI, HhaI and RsaI restriction endonucleases. Data from molecular characterisation and phenotypical observations were in accordance, and classified the individual isolates into four Aspergillus species corresponding to A. carbonarius, A. niger, A. tubingensis and A. japonicus. From the identified isolates, the two main representative species A. carbonarius and A. tubingensis were equally counted, with higher geographical representation of the former in southern and the latter in northern regions respectively. All isolates were tested for their ochratoxigenic potential by use of High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) coupled with fluorescence detector and Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA), resulting to significant intra- and interspecies differences in OTA production. 76

78 Acknowledgements This work has been supported by the FungalPrognosis project 242 of the ARISTEIA-I call cofunded by EC European Social Fund and the Greek General Secretariat of Research and Technology. 77

79 Μοριακές Τεχνικές στην Ασφάλεια - Ποιότητα - Γνησιότητα Τροφίμων B. Ευαγγέλου 1, Α. Λαμπιδώνης 2, Γ. Σειραγάκης 3 1 Food Allergens Laboratory, Ι. Ζερβού 1, 14121, Ν. Ηράκλειο, Αθήνα 2 Food Allergens Laboratory, Μπιζανίου 5, 74100, Ρέθυμνο, Κρήτη 3 FA Food Allergens Lab Ltd, Καλοψίδας 38, 7060, Λιβάδια, Κύπρος * Οι μοριακές μέθοδοι κατακτούν όλο και περισσότερο έδαφος σε τομείς των τροφίμων, όπως η ασφάλεια (ανίχνευση παθογόνων μικροοργανισμών, εντοπισμός αλλεργιογόνων ουσιών), η ποιότητα και η γνησιότητά τους (προσδιορισμός γενετικά τροποποιημένων οργανισμών, νοθεία τελικού προϊόντος με άλλα χαμηλότερης ποιότητας ή κόστους). Οι βασικές μοριακές τεχνικές που πραγματοποιούνται διακρίνονται στα στάδια: 1. Επιλογή αντιπροσωπευτικού δείγματος του προς εξέταση τροφίμου και καλή ομογενοποίησή του. 2. Απομόνωση ολικού γενετικού υλικού (DNA/RNA). 3. Αλυσιδωτή Αντίδραση Πολυμεράσης Polymerase Chain Reaction (PCR) α) Απλή PCR: ενίσχυση σε θερμοκυκλοποιητή του γονιδιακού τμήματος που είναι επιθυμητή η ανίχνευσή του (παθογόνο, αλλεργιογόνο, DNA ξένου οργανισμού) β) real time PCR (qpcr): ενίσχυση του επιθυμητού γονιδιακού τμήματος και παρακολούθηση της παρουσίας ή απουσίας του σε πραγματικό χρόνο (ποιοτική ή ποσοτική) 4. Ηλεκτροφόρηση πήγματος, συνηθέστερα αγαρόζης ή ακρυλαμιδίου για τον έλεγχο της παρουσίας ή απουσίας του εξεταζόμενου γονιδιακού τμήματος (Το στάδιο αυτό πραγματοποιείται στην περίπτωση της απλής PCR, 3α). Σε κάθε περίπτωση οι εκκινητές (primers) που θα χρησιμοποιηθούν στο στάδιο της PCR πρέπει να είναι κατάλληλοι και εξειδικευμένοι (μιτοχονδριακό, μικροδορυφορικό DNA), για να ανιχνεύσουν το συγκεκριμένο κομμάτι του DNA (πρόσφατη, αναδυόμενη τεχνολογία του Barcoding) και να το πολλαπλασιάσουν πολλές φορές. Οι εκκινητές ανά περίπτωση σχετίζονται με παθογόνους μικροοργανισμούς που βρίσκονται στα τρόφιμα (Camplobacter jejuni, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Vibrio spp., Norovirus κα), αλλεργιογόνα που δεν πρέπει να εντοπίζονται ή να εντοπίζονται σε χαμηλές συγκεντρώσεις (σέλινο, σόγια, οστρακοειδή κα), γενετικής τροποποίηση (GMO), αλλά και με DNA που εντοπίζεται σε άλλους οργανισμούς (νοθεία) πχ αγελάδος σε φέτα και χαλούμι, αλόγου ή χοιρινού σε μοσχαρίσιο κιμά, κοτόπουλου σε προϊόντα γαλοπούλας, halal κα. 78

80 Τέλος, οι απαιτήσεις της αγοράς έχουν οδηγήσει τη βιομηχανία στην παραγωγή έτοιμων, ολοκληρωμένων πακέτων αντιδραστηρίων και αναλωσίμων (kits για απομόνωση DNA/RNA, εφαρμογή PCR κλπ), η χρήση των οποίων παρουσιάζει πλεονεκτήματα σε χρόνο, ευαισθησία και αποτελεσματικότητα. Λέξεις κλειδιά Mοριακές τεχνικές, ασφάλεια τροφίμων, παθογόνα, αλλεργιογόνα, GMO, DNA, PCR. 79

81 Quality Improvement & QA Tools Christine M. Gutschelhofer 1, Ronald Niemeijer 1, Carrie Maune 2 1 R-Biopharm AG, An der neuen Bergstrasse 17, Darmstadt, Germany, 2 Trilogy Analytical Laboratory, 870 Vossbrink Dr., Washington, MO 63090, USA, Telephone: Fax: Mail: The performance of an assay like a (competitive) ELISA relies on a number of factors. Many errors can be avoided if the test kit package insert is read through carefully and fully understood before the assay is performed. Different good laboratory practices can help to reduce error in the analytical measurement results. As a matter of course, operator skills have an important impact on the measurements. However there are additional effects which contribute to error. Thus it is absolutely essential to avoid using not suitable or not functioning respectively not calibrated instruments (e.g. pipettes, photometers, etc.). The impact of the environment should not be underestimated. Factors as temperature and light irradiation as well as many other conditions can lead to interferences in the assay performance and/or the measuring instruments. Besides storage temperature of the reagents it is essential to allow the test kit components to reach room temperature according to the instruction given in the package insert. Moreover there are different guidelines to improve the reliability of a test implementation. Assay set-up should be performed in a continuous way. This includes that all standards and samples are prepared appropriately to the test kit manual. Particular attentions must be paid in the pipetting steps. If the test kit has been opened and used before, check reagent solutions for signs of instability or deterioration (e.g. coloration of the chromogen solutions). Avoid cross-contamination of kit reagents using disposable pipette tips. Take particular notice of the washing process and the incubation time. The incubation time of RIDASCREEN FAST Mycotoxin kits with antibody has to be started after the addition of antibody into the last well. Whereas the incubation time with substrate/chromogen has to be started after the addition of substrate/chromogen into the first well. Each RIDASCREEN test kit contains a quality assurance certificate and should be used as a tool for evaluation of the test performance. There are several possible causes for poor standard curves like significant divergent OD values, B/B0 values or the 50% inhibition factor. 80

82 Potential reasons for OD values much higher than given in the certificate or values even out of the range are improper dilutions of test kit reagents when a dilution is required. Further causes are defect photometer, incomplete or inadequate washing of wells, reagent deterioration, false incubation time and temperatures or even a pipetting error. Inadequate handling of the analytical test procedure can also lead to intra- and/or inter-assay problems. To obtain reliable results by using an ELISA requires several factors that may affect the quality of the data performance. Therefore it is highly recommended to utilize some basic tools as part of the overall QA program, laboratories can build additional quality into their systems. Especially in the mycotoxin testing poses some unique challenges for analytical laboratories. Using solid validated analytical methods are only part of the solution to providing the best analytical results possible. Understanding that sampling contributes more to variability of results than any other component of mycotoxin analysis is a critical concept. Mycotoxins are not evenly distributed PLUS they may be present at extremely low levels of contamination. Large samples of whole grains must be collected and subsampled properly, the entire probed sample should be ground finely and then mixed well before taking an analytical sample for testing. Next, knowledge of the type of samples is crucial. Samples submitted for mycotoxin analysis may be as simple as corn or wheat or as complex as nutraceuticals or complex animals feeds. Knowing your sample will give you insight on potential mycotxins. For example wheat products are more commonly contaminated with DON and zearalenone and only in some unusual instances are aflatoxin and fumonisin detected. In addition evaluating the matrix that will be analyzed can help determine the best method for the analysis. Complex matrices typically require analytical methodology such as HPLC, LC/MS or GC and also require multiple steps to remove interferences so that a purified extract with minimal interferences can be utilized for analysis. When unusual matrices are analyzed it is always good practice to analyze a matrix spike to confirm an acceptable toxin recovery through the method. This use of mycotoxin standards to prepare matrix spikes is an excellent tool to measure overall success of the method on an unusual matrix that may not have been specifically validated on any method. Reference materials (RM) can serve as a cornerstone to build daily quality assurance data. Utilizing a RM such as a naturally contaminated grain sample with each sample run provides valuable information about all of the method parameters. When reference materials are used from the extraction step all the way through the method, the reference material provides a complete check on the entire system. It insures extraction was efficient, technician techniques were solid, standards were accurate and instrumentation was running as it should be. Technician training and documentation is a critical part of any laboratory and RM can also be used as both a training tool and as an on-going check on analyst capabilities. Reference materials are available in a wide 81

83 variety of matrices and toxin combinations. These reference materials can also be used when method validations need to be completed. Another application is the use of RM in proficiency testing (like the Double Check program from Trilogy Analytical). Quality assurance in a mycotoxin analysis may be more challenging than for other compounds, however with some basic tools the accuracy of the results reported can be assured. 82

84 Συνεδρία Β3 83

85 84

86 Μελέτη της επίδρασης της λιποπεριεκτικότητας και της προσθήκης καζεϊνικών αλάτων και συμπυκνωμάτων πρωτεϊνών ορού στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά αναμιγμένης γιαούρτης από βουβαλίσιο γάλα Παντελίνα Ακακιάδου*, Στέλλα Χρυσαλίδου, Γεωργία Δημητρέλη, Δημήτριος Πετρίδης Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής, Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης (ΑΤΕΙΘ), Θεσσαλονίκη *Στοιχεία επικοινωνίας - τηλ.: , Study of the sensory properties of stirred yogurt made from buffalo milk as affected by fat content and sodium caseinates and whey protein concentrates addition Pantelina Akakiadou*, Stella Chrysalidou, Georgia Dimitreli, Dimitrios Petridis Department of Food Technology, School of Food Technology and Nutrition, Alexander Technological Educational Institute (ATEITHE), 57400, Thessaloniki, Greece *Corresponding author: tel , ΠΕΡΙΛΗΨΗ Για την αξιολόγηση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών της αναμιγμένης γιαούρτης από βουβαλίσιο γάλα χρησιμοποιήθηκε πειραματικό σχέδιο μίξης τριών παραγόντων με μια μεταβλητή διεργασίας. Οι τρεις παράγοντες ήταν: πρωτεΐνες ορού (WPC) - καζεϊνικά άλατα (SCN) - λίπος σε αναλογίες 0-3,5%, 0-3,5%, 0-7%, ενώ η θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας του γάλακτος είχε δυο επίπεδα, 85 C και 95 C. Παρασκευάστηκαν 18 μίξεις γιαούρτης και αξιολογήθηκαν οργανοληπτικά. Ο εμπλουτισμός του γάλακτος με SCN είχε μεγαλύτερη επίδραση (θετική) σε σχέση με τα WPC στην απόκριση των μεταβλητών του αντικειμενικού οργανοληπτικού ελέγχου. Η αυξημένη λιποπεριεκτικότητα ήταν ο καθοριστικός παράγοντας για την αύξηση της αρεστότητας των μεταβλητών του ηδονικού οργανοληπτικού ελέγχου. Τέλος, η μίξη των τριών συστατικών για την παραγωγή ενός δυνητικά εμπορεύσιμου προϊόντος ήταν, WPC: 0-2,8%, SCN: 0,3-2,3%, Fat: 2,6-6%. ABSTRACT The sensory properties of buffalo milk stirred yogurt were evaluated employing a three components mixture experimental design including one process variable. The three ingredients consisted of Whey Protein Concentrates (WPC)-Sodium Caseinates (SCN)-Fat at corresponding ranges 0-3.5%, 0-3.5% and 0-7.0%, while the processing temperature of the milk had two levels, 85 C and 95 C. Eighteen mixture samples were produced and assessed for sensory intensity and acceptability of odor, white color, acidity, fattiness, viscosity and overall likeliness. SCN addition affected more positively the odor, the acidity and viscosity of the samples when compared with WPC addition. The increase in fat content in the mixtures primarily determined the increased acceptability of the hedonic variables. Optimization techniques converged to the 85

87 production of the most marketable buffalo milk stirred yogurt with the following ingredients combination: WPC:0-2.8%, SCN: % and Fat:2.6-6%. 1. Εισαγωγή Ένα από τα σημαντικότερα ποιοτικά χαρακτηριστικά της γιαούρτης είναι η υφή, η οποία επηρεάζεται κυρίως από τη θερμική επεξεργασία του γάλακτος, την περιεκτικότητα του σε πρωτεΐνες και την οξυγαλακτική καλλιέργεια (Tamime & Robinson, 2007; Sodini et al., 2004). Η χρησιμοποίηση γάλακτος με υψηλή περιεκτικότητα σε λίπος και πρωτεΐνες όπως το βουβαλίσιο, δίνει γιαούρτη με πλούσια κρεμώδη υφή. Η αύξηση της συνεκτικότητας μπορεί να επιτευχθεί και με την προσθήκη πρωτεϊνών γάλακτος (Damin et al., 2009;). Η παρασκευή γιαούρτης από βουβαλίσιο γάλα παρουσιάζει και άλλα πλεονεκτήματα καθώς έχει αυξημένη περιεκτικότητα σε ασβέστιο και μειωμένη σε χοληστερίνη (Ahmad et al., 2008). 2. Υλικά & Μέθοδοι Παρασκευή των δειγμάτων γιαούρτης: Για την παρασκευή των δειγμάτων γιαούρτης χρησιμοποιήθηκε βουβαλίσιο γάλα από την μονάδα επεξεργασίας γάλακτος «Φάρμα Μπέκας», οξυγαλακτική καλλιέργεια Streptococcus thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, με αναλογία στελεχών 1:1, καζεϊνικά άλατα (SCN) και συμπυκνώματα πρωτεϊνών ορού (WPC). Για την μελέτη των τριών συστατικών - παραγόντων επιλέχθηκε η μεθοδολογία των πειραμάτων μίξης με μεταβλητή διεργασίας την θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας του γάλακτος (Πετρίδης, 2000; Montgomery, 2001). Τέθηκαν ανώτερα και κατώτερα όρια συμμετοχής του κάθε παράγοντα, από 0-3,5 για WPC και SCN Θερμοκρασία 85 C WPC 7 Θερμοκρασία 95 C WPC 7 και από 0-7 για το λίπος (Fat). Βάσει αυτής 3,5-3, ,5-1,75-1,75 3,5-0-3,5 0 3,5-3, ,5-1,75-1,75 3,5-0-3,5 0 της μεθοδολογίας προσδιορίστηκαν και παρασκευάστηκαν 9 συνταγές γιαούρτης για 1,75-3,5-1,75 1,75-1,75-3,5 1,75-0-5,25 0-3,5-3,5 0-1,75-5, SCN Fat 1,75-3,5-1,75 1,75-1,75-3,5 1,75-0-5,25 0-3,5-3,5 0-1,75-5, SCN Fat κάθε επίπεδο θερμικής επεξεργασίας, 85 C και 95 C (Σχήμα 2.1). Οργανοληπτικός έλεγχος: Ο οργανοληπτικός Σχήμα 2.1: Το πεδίο ενδιαφέροντος για τα 2 επίπεδα θερμοκρασιών θερμικής επεξεργασίας έλεγχος είχε σκοπό την αξιολόγηση των παρακάτω αντικειμενικών και ηδονικών μεταβλητών: α) ένταση του αρώματος, β) ένταση του λευκού χρώματος γ) ένταση της οξύτητας, δ) ένταση της λιπαρότητας, ε) ένταση του παχύρευστου, στ) ένταση συνολική αρεστότητα. Το οργανοληπτικό σχέδιο που επιλέχθηκε εφαρμόστηκε 2 φορές και είχε τα εξής χαρακτηριστικά: t=9 (αριθμός μεταχειρίσεων), b=18 (αριθμός δοκιμαστών), λ=3 (αριθμός συνεύρεσης κάθε ζεύγους μεταχειρίσεων ανά δοκιμαστή), k=4 (μονάδες δοκιμής ανά δοκιμαστή), n=8 (φορές εμφάνισης κάθε μεταχείρισης συνολικά) (Cochran &Cox, 1957). Στατιστική ανάλυση: Οι μεταβλητές σχολιάστηκαν βάσει των εξισώσεων που τις περιγράφουν (Πίνακας 3.1), ενώ η γραφική απεικόνιση της απόκρισης τους έγινε με γραφήματα ισοϋψών καμπυλών (Contour plot). 86

88 3. Αποτελέσματα Η αντικειμενική αίσθηση της έντασης του αρώματος, της οξύτητα και του παχύρευστου αυξήθηκε κυρίως από την αυξημένη συγκέντρωση SCN στο μίγμα (Tamime & Robinson, 2007; Salaün et al., 2005; Akalin et al., 2012). Η αρεστότητα των δειγμάτων γιαούρτης ως προς την ένταση του λευκού χρώματος επηρεάστηκε θετικά κυρίως από την αυξημένη λιποπεριεκτικότητα του γάλακτος (Walstra et al, 2006). Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν και στην αρεστότητα ως προς την οξύτητα, την λιπαρότητα και την αίσθηση του παχύρευστου των δειγμάτων. Σε όλες τις περιπτώσεις η θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας των δειγμάτων, δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντική επίδραση στην απόκριση των μελετούμενων μεταβλητών. Σχήμα 3.1: Γραφήματα ισοϋψών καμπύλων των μεταβλητών του οργανοληπτικού ελέγχου. Πίνακας 3.1: Εξισώσεις παλινδρόμησης μίξεων των οργανοληπτικών μεταβλητών Αντικειμενικές μεταβλητές Άρωμα: Ŷ= 1,118 (WPC) + 1,622 (SCN) + 1,088 (Fat) - 0,164 (WPC*Fat) (R 2 = 48,75 %, R 2 pred = 33,88 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,222) Οξύτητα: Ŷ= 0,600(WPC) + 1,322(SCN) + 1,144(Fat) + 0,189(WPC * Fat) + 0,071(WPC * SCN * Fat) (R 2 = 48,73 %, R 2 pred = 29,60 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,888) Παχύρευστο: Ŷ= 1,071 (WPC) + 1,943 (SCN) + 1,044 (Fat) (R 2 = 78,95 %, R 2 pred = 74,64 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,069) Ηδονικές μεταβλητές Χρώμα: Ŷ= 1,168 (WPC) + 1,032 (SCN) + 1,507 (Fat) + 0,144(SCN *Fat) (R 2 = 67,1 %, R 2 pred = 57,92 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,631) Οξύτητα: Ŷ= 0,736(WPC) + 0,462(SCN) + 1,249(Fat) + 0,257(WPC * SCN) + 0,16(WPC *Fat) + 0,279(SCN *Fat) (R 2 = 65,52 %, R 2 pred = 49,59 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,454) Λιπαρότητα: Ŷ= 0,803(WPC) + 0,635(SCN) + 1,308(Fat) + 0,178(WPC * SCN) + 0,153(WPC *Fat) + 0,20(SCN *Fat) (R 2 = 77,88 %, R 2 pred = 67,49 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,073) Παχύρευστο: Ŷ= 0,538(WPC) + 0,181(SCN) + 1,15(Fat) + 0,325(WPC * SCN) + 0,224(WPC *Fat) + 0,329(SCN *Fat) (R 2 = 62,12 %, R 2 pred = 44,74 %, έλλειψη προσαρμογής : p= 0,082) Γενική αρεστότητα: Ŷ= 0,14(WPC) 0,069(SCN) + 1,156(Fat) + 0,433(WPC * SCN) + 0,296(WPC*Fat) + 0,366(SCN *Fat) (R 2 = 79,03 % R 2 pred = 69,89 % έλλειψη προσαρμογής : p= 0,113) Εντοπισμός βέλτιστων μίξεων: Τα αποτελέσματα του αντικειμενικού οργανοληπτικού ελέγχου συνδυάστηκαν με αυτά της συνολικής αρεστότητας. Στη λευκή περιοχή του γραφήματος βρίσκονται οι βέλτιστες μίξεις, οι οποίες θέτουν τις προδιαγραφές για την παρασκευή ενός δυνητικά εμπορεύσιμου προϊόντος γιαούρτης. Σχήμα 3.2: Γράφημα επικαλυπτόμενων περιγραμμάτων (Overlaid Contour Plot) της συνολικής αρεστότητας και της αντικειμενικής αίσθησης του αρώματος, της οξύτητας και του παχύρευστου. 87

89 4. Συμπεράσματα Τα συμπεράσματα που προκύπτουν έχουν ως εξής: - Ο εμπλουτισμός του γάλακτος με SCN είχε τη μεγαλύτερη επίδραση (θετική) στην απόκριση των μεταβλητών του αντικειμενικού οργανοληπτικού ελέγχου (αίσθηση του αρώματος, της οξύτητας και του παχύρευστου). - Η αυξημένη λιποπεριεκτικότητα ήταν ο καθοριστικός παράγοντας για την αύξηση της αρεστότητας των μεταβλητών του ηδονικού οργανοληπτικού ελέγχου. - Στις περισσότερες περιπτώσεις o εμπλουτισμός του γάλακτος με WPC είχε ανάλογη επίδραση, χαμηλότερης όμως έντασης, στην απόκριση των μεταβλητών με αυτή των SCN. - Με βάση τη συνδυαστική απεικόνιση των γραφημάτων των ισοϋψών καμπυλών προσδιορίστηκαν τα ανώτερα και κατώτερα όρια προσθήκης των τριών παραγόντων που συμβάλλουν στην ανάπτυξη ενός δυνητικά εμπορεύσιμου προϊόντος: WPC: 0-2,7 %, SCN: 0,3-2,3 %, Fat: 2,7-5,9 %. Σε αυτά τα όρια αντιστοιχούν οι μεταχειρίσεις σύστασης 0 1,75 5,25 και 1,75 1,75 3,5, αντίστοιχα. 5. Βιβλιογραφία Ahmad, S., Gaucher, I., Rousseau, F., Beaucher, E., Piot, M., Gronget, J. F., & Gaucheron, F. (2008). Effects of acidification on physico-chemical characteristics of buffalo milk: A comparison with cows' milk. Food Chemistry, 106, Akalin, A.S., Unal, G., Dinkci, N. & Hayalogut, A.A. (2012). Microstructural, textural and sensory characteristics of probiotic yogurts fortified with sodium calcium caseinate or whey protein concentrate. Journal Dairy Science, 95, Cochran, W.G. & Cox, G.M. (1957). Experimental Designs. John Wiley & Sons, Chichester. Damin, M.R., Alcantara, M.R., Nunes, A.P., Oliveira, M.N. (2009). Effects of milk supplementation with skim milk powder, whey protein concentrate and sodium caseinate on acidification kinetics, rheological properties and structure of nonfat stirred yogurt. LWT-Food Science and Technology 42, Montgomery, C.D (2001). Design and analysis of experiments, 5th Edition, Vol. 11.5: Mixture Experiments, pp John Wiley and Sons inc., New York. Salaün, F., Mietton, B., & Gaucheron, F. (2005). Buffering capacity of dairy products. International Dairy Journal, 15, Sodini, I., Remeuf, F., Haddad, S., & Corrieu, G. (2004). The relative effect of milk base starter culture and process on yogurt texture: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 44, Tamine, A.Y., & Robinson, R.K. (2007). Tamine and Robinson s yogurt. Science and Τechnology (3rd ed.), DC: CRC Press, Boca Raton, Boston, New York, Washington. Walstra, P., Wouters, J.T.M., & Geurts, T.J. (2006). Dairy Science and Technology (2 nd ed.). Boca Raton: Taylor & Francis, CRC Press. Πετρίδης, Δ. (2000). Εφαρμοσμένη Στατιστική με έμφαση στην Επιστήμη των Τροφίμων, Κεφ. 8.7: Πειράματα Μίξης, σελ.: Όμηρος Εκδοτική, Θεσσαλονίκη. 88

90 ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΒΕΛΤΙΣΤΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΕ ΥΠΕΡΥΨΗΛΗ ΠΙΕΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ NFC ΠΟΡΤΟΚΑΛΟΧΥΜΟΥ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ NAVEL Ζ. Αλεξανδράκης, Α. Γουργουλέτης, Γ. Κατσαρός, Π. Ταούκης Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι βασικότεροι παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα του χυμού πορτοκαλιού είναι η δράση των πηκτινολυτικών ενζύμων και η ανάπτυξη αλλοιογόνων μικροοργανισμών. Η Υπερυψηλή Πίεση (ΥΠ) είναι μια μη θερμική μέθοδος επεξεργασίας των τροφίμων για την απενεργοποίηση ενζύμων και μικροοργανισμών χωρίς θερμική αλλοίωση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών τους. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η κινητική απενεργοποίηση της πηκτινομεθυλεστεράσης (ΠΜΕ) και δυο πιο ανθεκτικών στην πίεση στελεχών γαλακτικών βακτηρίων σε χυμό πορτοκαλιού ποικιλίας Navel με συνδυασμένη εφαρμογή ΥΥΠ και θερμοκρασίας (100 ως 500MPa & 20 ως 40 C). Για κάθε συνθήκη επεξεργασίας (πίεσης και θερμοκρασίας) υπολογίστηκαν οι κινητικές παράμετροι τόσο για το ένζυμο όσο και για τα γαλακτικά βακτήρια. Τόσο για την ΠΜΕ, όσο και για τους δύο μικροοργανισμούς προσδιορίστηκε ένα μαθηματικό μοντέλο για κάθε δείκτη που περιγράφει τη συνδυασμένη επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στην απενεργοποίησή τους. Συνδυάζοντας τα δύο μαθηματικά μοντέλα, οι προτεινόμενες συνθήκες για την επεξεργασία του πορτοκαλοχυμού (Navel) με ΥΠ είναι 600 MPa, 40 o C για 3 min. Στις συγκεκριμένες συνθήκες επιτυγχάνεται 90% απενεργοποίηση της ΠΜΕ και μείωση των γαλακτικών βακτηρίων κατά 7D. Τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης εργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το βέλτιστο σχεδιασμό μιας διεργασίας ψυχρής παστερίωσης με ΥΠ για την παραγωγή ενός ποιοτικά ανώτερου Navel πορτοκαλοχυμού NFC. High Pressure processing conditions for the production of NFC Navel orange juice Orange juice is a widely consumed product due to its high nutritional value and desirable sensorial characteristics. Quality degradation of untreated orange juice is due to the presence of spoilage microorganisms and the activity of pectinolytic enzymes. High Hydrostatic Pressure (HHP) processing aims to inactivate spoilage microorganisms, namely yeasts and lactic acid bacteria (LAB), and pectinmethylesterase (PME) that causes the undesirable cloud loss. HHP processing has been proposed as an alternative method for the stabilisation of freshly squeezed orange juice and the extension of its shelf-life. Vitamins, flavouring agents and other compounds associated with sensory, nutritional and health related qualities of the product are not greatly affected by HHP processing. Yeasts have been shown to be considerably more labile to HHP than LAB. Effect of 89

91 HHP on PME has been shown to be source specific. The objective of this work was to study the inactivation of PME and lactic acid bacteria in Greek Navel orange juice during combined HHP and moderate temperature treatments. Process conditions of 600 MPa at 40 C for 3 minutes are proposed as sufficient for Navel orange juice cold pasteurization. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο χυμός πορτοκαλιού είναι ένα ευρείας κατανάλωσης τρόφιμο εξαιτίας της υψηλής θρεπτικής του αξίας και των επιθυμητών οργανοληπτικών χαρακτηριστικών του (Polydera et al., 2004). Η υποβάθμιση του πορτοκαλοχυμού οφείλεται κυρίως στη δράση της ΠΜΕ, η οποία προκαλεί απώλεια της θολότητάς του και μείωση του ιξώδους του, καθώς και την ανάπτυξη μικροοργανισμών, με κυριότερα τα γαλακτικά βακτηρία (Adams et al., 1999; Kimball 1999). Η παραδοσιακή μέθοδος απενεργοποίησης των αλλοιογόνων αυτών παραγόντων του χυμού είναι η θερμική παστερίωση, με αρνητική όμως επίπτωση στα θρεπτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την αυξανόμενη απαίτηση των καταναλωτών για προϊόντα που να προσομοιάζουν όσο το δυνατόν τα φρέσκα, οδήγησε στην ανάπτυξη εναλλακτικών μεθόδων επεξεργασίας των τροφίμων που να μην επιδρούν αρνητικά στα θρεπτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του τροφίμου. Μια τέτοια μέθοδος είναι η επεξεργασία με Υπερυψηλή Υδροστατική Πίεση (ΥΥΠ). Με εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι δυνατή η επιλεκτική απενεργοποίηση παραγόντων αλλοίωσης των τροφίμων (Hendrickx et al., 2001). Στόχος είναι ο υπολογισμός των βέλτιστων συνθηκών επεξεργασίας στις οποίες απενεργοποιούνται οι αλλοιογόνοι παράγοντες, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τον ελάχιστο δυνατό χρόνο επεξεργασίας όσο και τις πιο ήπιες συνθήκες επεξεργασίας (Katsaros et al., 2010). Αντικείμενο της έρευνας αυτής ήταν η μελέτη της επίδρασης της επεξεργασίας με ΥΥΠ στην απενεργοποίηση της ΠΜΕ και των γαλακτικών βακτηρίων χυμού πορτοκαλιού ποικιλίας Navel και ο προσδιορισμός των βέλτιστων συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας για την ταυτόχρονη απενεργοποίηση των αλλοιογόνων παραγόντων του χυμού. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Για την εκτέλεση των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκε χυμός πορτοκαλιού, ποικιλίας Navel, από γραμμή χυμοποίησης βιομηχανίας (Αργος, Αργολίδας) χωρίς άλλη επεξεργασία. Μικρή ποσότητα αφέθηκε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για περίπου 3 εβδομάδες, ώστε να αλλοιωθεί και να απομονωθούν οι μικροοργανισμοί που προκαλούν την αλλοίωση του χυμού. Οι δύο πιο ανθεκτικοί σε θερμοκρασία και πίεση μικροοργανισμοί επιλέχθηκαν, μετά από προκαταρκτικό πείραμα επεξεργασίας, για περαιτέρω κινητική μελέτη. Για τα πειράματα της ΥΠ εφαρμόστηκαν πιέσεις εύρους MPa συνδυασμένες με θερμοκρασίες εύρους C για διάφορους χρόνους επεξεργασίας. Τα πειράματα της ΥΥΠ πραγματοποιήθηκαν σε εργαστηριακής κλίμακας μονάδα ΥΥΠ, αποτελούμενη από έξι δοχεία χωρητικότητας το καθένα 45ml, με δυνατότητα ανεξάρτητου χειρισμού (Food Pressure Unit FPU 1.01, Resato International BV, Roden, Holland). Η 90

92 δραστικότητα της ΠΜΕ μετρήθηκε μέσω τιτλοδότησης των καρδοξυλικών ομάδων που δημιουργούνται κατά την υδρόλυση ενός πηκτινικού διαλύματος σε τιμή ph 7.5 και θερμοκρασία 30 C. Τα επιλεγμένα στελέχη μικροοργανισμών εμβολιάζονται σε αρχικό πληθυσμό 10 8 CFU/mL στο δείγμα του χυμού και τα ζωντανά κύτταρα που απομένουν μετά την επεξεργασία με ΥΥΠ μετρούνται με ανάπτυξη σε κατάλληλο μικροβιολογικό υπόστρωμα. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κινητική Απενεργοποίησης της ΠΜΕ Για κάθε συνθήκη επεξεργασίας υπολογίστηκαν οι σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης της ΠΜΕ (Πίνακας 1). Από τις τιμές του πίνακα και το διάγραμμα της σταθεράς του ρυθμού απενεργοποίησης συναρτήσει της εφαρμοζόμενης πίεσης (Σχ. 1) είναι φανερό ότι υπήρξε συνεργιστική επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στην απενεργοποίηση του ένζυμου. Πίνακας 1. Σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης (min -1 ) της ΠΜΕ σε κάθε μελετώμενο συνδυασμό συνθηκών επεξεργασίας ΣΥΝΘΗΚΕΣ 20 C 30 C 40 C 200MPa 0,0016 0,0026 0, MPa 0,018 0,119 0, MPa 0,17 0,412 0,754 Σχήμα 1. Απεικόνιση της εξάρτησης της σταθεράς του ρυθμού απενεργοποίησης από τη θερμοκρασία και την πίεση σύμφωνα με το μαθηματικό μοντέλο Με βάση τα αποτελέσματα προσδιορίστηκε ένα συνολικό μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει την εξάρτηση του ρυθμού απενεργοποίησης της ΠΜΕ με εφαρμογή ΥΥΠ και θερμοκρασίας (εξίσωση 1). ref a ref E a 1 1 A T T V P P k kref exp exp B P Pref R T T ref R T Εξίσωση 1 Για συνθήκες αναφοράς P ref =400MPa, T ref =303K προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της μη γραμμικής παλινδρόμησης (SYSTAT 8.0 Statistics 1998, SPCC Inc., Chicago, III, USA) οι παράμετροι της εξίσωσης και βρέθηκαν ίσες προς k ref =0.392min -1, Ea=53KJ/mol και Va=-18mL/mol K. Κινητική Απενεργοποίησης των Γαλακτικών Βακτηρίων Ακριβώς η ίδια μεθοδολογία ακολουθήθηκε και στην περίπτωση της απενεργοποίησης των μικροοργανισμών. Για κάθε συνθήκη πίεσης και θερμοκρασίας υπολογίστηκαν οι χρόνοι υποδεκαπλασιασμού (D) για καθένα από τα γαλακτικά βακτήρια. Από τις τιμές που προέκυψαν έγινε φανερό ότι η πίεση και η θερμοκρασία επιδρούν συνεργιστικά στην απενεργοποίηση των μικροοργανισμών αυτών και ιδιαίτερα αύξηση της πίεσης επιφέρει σημαντική αύξηση του ρυθμού απενεργοποίησης. Με βάση τα αποτελέσματα προσδιορίστηκε ένα συνολικό μαθηματικό μοντέλο 91

93 που περιγράφει την εξάρτηση της απενεργοποίησης του κάθε μικροοργανισμού με εφαρμογή ΥΥΠ και θερμοκρασίας (εξίσωση 2). D D o 2,303 T T exp ZT ref Σχήμα 2. Αναγκαίες συνθήκες για απενεργοποίηση 90% ΠΜΕ και 7D μικροοργανισμών κατά την επεξεργασία με ΥΠ για 3 και 5 min exp A( P P ref 1 1 ) T T ref B ( T T 92 ref 2,303 ) R T Z p ( P P R T ref ) 1 Εξίσωση 2 Για συνθήκες αναφοράς P ref =200MPa, T ref =303K προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της μη γραμμικής παλινδρόμησης (SYSTAT 8.0 Statistics 1998, SPCC Inc., Chicago, III, USA) οι παράμετροι της εξίσωσης για το πιο ανθεκτικό στέλεχος (LAB1) και βρέθηκαν ίσες προς Do=4.68min, Ζ Τ =32 C, Ζ P =77MPa, A=0.027MPa -1 και B=-7.3 ml/mol*k. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Για την επεξεργασία του χυμού για χρόνους 3 και 5 min οι συνθήκες που απαιτούνται για την επιθυμητή απενεργοποίηση της ΠΜΕ είναι κατά πολύ πιο έντονες από αυτές που απαιτούνται για την επιθυμητή απενεργοποίηση του πιο ανθεκτικού στελέχους μικροοργανισμών (LAB1) (Σχήμα 2). Έτσι αν κατά το σχεδιασμό της διεργασίας της παστερίωσης θέσουμε ως στόχο την απενεργοποίηση του 90% του ευαίσθητου κλάσματος της ΠΜΕ, τότε ταυτόχρονα εξασφαλίζεται και η απαραίτητη 7D μείωση του πληθυσμού των γαλακτικών βακτηρίων. Με βάση τα παραπάνω προτείνεται η επεξεργασία του πορτοκαλοχυμού Navel σε πίεση 600Mpa και θερμοκρασία 40 ο C για 3min. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Adams M.R., Moss M.O., Food Microbiology, The Royal Society of Chemistry, Cambridge UK (1999) Hendrickx M.E.G., Knorr D., Ultra High Pressure Treatments of Food, Klumer Academic-Plenum Publishers, USA (2001) Katsaros G., Tsevdou M., Panagiotou T., Taoukis P. (2010). Kinetic study of high pressure microbial and enzyme inactivation and selection of pasteurization conditions for Valencia Orange Juice. International Journal of Food Science and Technology, 45 (6), Kimball Dan A., Citrus Processing, An Aspen Publication (1999) Polydera A.C., N.G. Stoforos, P.S.Taoukis, Innov Food Sci and Emerg Techn 6 (2004). ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: Ηράκλειτος ΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου.

94 Παραγωγή νέων προιόντων από χυμό ροδιού με εφαρμογή κλασσικών βιοτεχνολογικών διεργασιών Σ. Α. Ορδούδη*, Φ. Μαντζουρίδου, Ε. Δάφτσιου, Χ. Μάλο, Ε. Χατζηδημητρίου, Ν. Νενάδης, Μ. Ζ. Τσιμίδου Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Abstract Pomegranate (Punica granatum L.), a universally established nutritional source has gained great popularity in Greece during the last five years. However, domestic sales are still low since consumption is limited to fresh fruit or juice. Development of processing technologies and new products are needed to sustain the pomegranate cultivation. Elaboration of fermented products could be an alternative although it is poorly substantiated in scientific papers. The present study is part of an integrated approach for the development of know-how in the production of pomegranate vinegar from fresh juice. Fruits from a local genotype (Pomology Institute, Imathia, Greece) were used to extract juice with fermentation potential for high ethanol yield. The latter was maximized (75.4 g L -1 ) at optimized temperature, duration and initial ph conditions (25 C, 90 h, ph = 3.3) with the aid of the Response Surface Methodology. The alcoholic product was as rich in total phenols as the starting material (1395 vs 1387 mg L -1, as gallic acid) and retained almost 70% of the DPPH scavenging activity of the raw juice (8.3 vs 11.4 mmol L -1, as Trolox) although its content in total anthocyanins was ten times lower (12.8 vs mg L -1 ). Acetic acid fermentation that took place with submerged culture on a laboratory-scale semi-continuous mode resulted in a finished product of 45.3 g L -1 acetic acid. The pomegranate vinegar, with high total phenol (1254 mg L -1 as gallic acid) and total anthocyanin contents (126 mg/l) had fair amount of antioxidants and attractive red color characteristics, which point out exclusivity, a rather important element in vinegar trade. Εισαγωγή Τα τελευταία χρόνια, η καλλιέργεια ροδιάς έχει εντατικοποιηθεί και στην Ελλάδα ως αποτέλεσμα αντίστοιχης τάσης σε διεθνή κλίμακα που στηρίζεται όχι μόνο στα ευχάριστα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του φρούτου αλλά κυρίως σε επιστημονικά τεκμηριωμένες ευεργετικές ιδιότητές του για την ανθρώπινη υγεία (1). Ωστόσο, η διάθεση του εμπορεύματος στην εγχώρια αγορά είναι περιορισμένη καθώς γίνεται μόνο σε μορφή νωπών φρούτων ή χυμού λόγω έλλειψης επαρκούς τεχνογνωσίας σε θέματα μεταποίησης. Η ανάπτυξη νέων προϊόντων με βάση το ρόδι θεωρείται πλέον αναγκαία για την ενίσχυση της βιωσιμότητας των σχετικών επιχειρήσεων. Μέχρι σήμερα στη διεθνή βιβλιογραφία υπάρχουν ελάχιστες αναφορές σχετικά με την δυνατότητα παραγωγής 93

95 ζυμωμένων προϊόντων με βάση το ρόδι (2-4). Στην παρούσα εργασία περιγράφεται για πρώτη φορά μια προσέγγιση για την ανάπτυξη τεχνογνωσίας στην παραγωγή ξιδιού από φρέσκο, μη παστεριωμένο χυμό ροδιού. Για την παραγωγή ενδιάμεσου αλκοολούχου προϊόντος με δυναμική οξοποίησης επιλέχθηκε βέλτιστος συνδυασμός θερμοκρασίας, διάρκειας της διεργασίας και αρχικής τιμής pη του χυμού έπειτα από εφαρμογή της μεθοδολογίας επιφάνειας απόκρισης. Η βιομηχανική μέθοδος οξοποίησης ημι-διαλείποντος έργου προσαρμόστηκε σε εργαστηριακή κλίμακα. Τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά τόσο του ενδιάμεσου (αλκοολούχο) όσο και του τελικού προϊόντος (ξίδι), το περιεχόμενο αυτών σε βιοδραστικές ενώσεις (πολυφαινόλες, ανθοκυανίνες) αλλά και η ικανότητά τους να δεσμεύουν τη ρίζα DPPH συζητώνται αναφορικά με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης. Το χρώμα ως κριτήριο αποδοχής του τελικού προϊόντος από τους καταναλωτές αξιολογήθηκε ως προς τυπικά προϊόντα οξοποίησης ερυθρού οίνου που κυκλοφορούν στην ελληνική αγορά. Πειραματικό μέρος Αντιδραστήρια-διαλύτες. Όλα τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αναλυτικής καθαρότητας. Συγκομιδή φρούτων και προετοιμασία χυμού. Καρποί από το γενότυπο τοπικής ποικιλίας της Β. Ελλάδας (Ινστιτούτο Φυλλοβόλων Δένδρων, Ημαθία) συγκομίστηκαν στο στάδιο της ωριμότητας, σε δύο συνεχείς καλλιεργητικές περιόδους (2010/2011). Μετά τη μεταφορά τους στο Εργαστήριο αποθηκεύτηκαν στους 4 ο C. Ακολούθησε αποφλοίωση με τα χέρια, καθαρισμός και έκθλιψη των σπόρων, συλλογή του χυμού σε δοχεία ΡΕΤ (0,5 L) και αποθήκευση στους -20 ο C. Πριν την περαιτέρω επεξεργασία και ανάλυση, κάθε δείγμα φυγοκεντρήθηκε (4 ο C, 7000 rpm, 10 min). Αλκοολική ζύμωση. Το εμπορικό στέλεχος Saccharomyces cerevisiae, Fermicru VR5 (DSM Food Specialties BV, Flemingham, Ολλανδία) που χρησιμοποιήθηκε διατέθηκε ευγενικά από την εταιρία Τσάνταλης Α.Ε. (Χαλκιδική, Ελλάδα). Η ενεργοποίηση της ζύμης και η προετοιμασία των εμβολίων έγινε σύμφωνα με το πρωτόκολλο των Naziri et al. (5). Η καλλιέργεια της ζύμης έγινε σε φιάλες Erlenmeyer υπό ημι-αναερόβιες συνθήκες και συνεχή ανάδευση. Για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης σε αιθανόλη, εξετάστηκε με τη βοήθεια σύνθετου κεντρικού σχεδιασμού και της μεθοδολογίας επιφάνειας απόκρισης η επίδραση τριών μεταβλητών: θερμοκρασία (X 1 ) ( o C), διάρκεια της διεργασίας (X 2 ) (h) και αρχικό pη του χυμού ροδιού (X 3 ) στις συγκεντρώσεις της γλυκόζης (Υ 1, g/l), φρουκτόζης (Υ 2, g/l) και αιθανόλης (Υ 3, g/l) στο τελικό προϊόν. Το μοντέλο πρόβλεψης απαίτησε συνολικά 20 πειραματικές δοκιμές κατά τις οποίες η παρακολούθηση της διεργασίας έγινε υγροχρωματογραφικά (6). Στις βέλτιστες συνθήκες του μοντέλου πρόβλεψης έγινε εκ νέου αλκοολική ζύμωση (εις τριπλούν). Η απόδοση της διεργασίας (%) υπολογίστηκε ως εξής: [Αιθανόλη (g/l) /Ολικά σάκχαρα (g/l)] 100/0.51 (7). 94

96 Οξική Ζύμωση. Χρησιμοποιήθηκε καλλιέργεια βακτηρίων οξικού οξέος κατάλληλων για οξοποίηση του ερυθρού οίνου Ξινόμαυρο που χορηγήθηκε ευγενικά από την εταιρία ΟΙΚΟ-AGRO (Ημαθία, Ελλάδα) και διατηρήθηκε σύμφωνα με τις οδηγίες του παραγωγού. Ακολουθήθηκε η μέθοδος του ημι-διαλείποντος έργου με καλλιέργεια σε διασπορά, σε φιάλες Erlenmeyer (50 ml, 30 ο C, 250 rpm). Όλα τα πειράματα έγιναν εις διπλούν. Η απόδοση της διεργασίας (%) υπολογίστηκε ως το πηλίκο της τελικής προς την αρχική "συνολική συγκέντρωση", δηλαδή το άθροισμα των συγκεντρώσεων σε αιθανόλη (ml/l) και οξικό οξύ (g/l) (8). Φυσικοχημικές αναλύσεις. Για τον προσδιορισμό των ολικών διαλυτών στερεών ( o Brix) και της συνολικής οξύτητας εφαρμόστηκαν πρότυπες μέθοδοι (9). Τα ολικά σάκχαρα (g γλυκόζης/l χυμού) προσδιορίσθηκαν χρωματομετρικά (10). Το περιεχόμενο σε ολικές φαινόλες (ως mg γαλλικού οξέος/l) προσδιορίστηκε με τη μέθοδο Folin-Ciocalteau στα 750 nm (11). Οι ολικές ανθοκυανίνες (mg/l) προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο αποχρωματισμού με SO 2 (12). Τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως μέσες τιμές τριών μετρήσεων. Η αντιοξειδωτική δράση εξετάστηκε με τη δοκιμή δέσμευσης της ρίζας DPPH (11) εις εξαπλούν και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως ισοδύναμα Trolox (mm). Οι μετρήσεις των χρωματικών συντεταγμένων CIEL*, a*, b* και CIEC*, h* στο ξίδι από ρόδι και σε εμπορικά προϊόντα από ερυθρό οίνο έγιναν με βάση το πρωτόκολλο των Garcia- Parrilla et al. (13). Αποτελέσματα-Συζήτηση Ο χυμός που παραλήφθηκε από τους καρπούς του γενότυπου και στα δύο έτη συγκομιδής παρουσίασε ικανοποιητική δυναμική ως υπόστρωμα ζύμωσης με βάση την περιεκτικότητα σε ολικά στερεά (16,8 (2010) και 17,4 o Brix (2011)), το περιεχόμενο σε ολικά σάκχαρα (16,5±1,0 και 17,1±0,2 g γλυκόζης /100 ml χυμού), τις τιμές ph (3,02 και 3,30) καθώς και τη συνολική οξύτητα (3,00±0,05 και 3,75±0,03 g/l, ως κιτρικό οξύ). Για την περαιτέρω επεξεργασία και αναλύσεις, χρησιμοποιήθηκε δείγμα χυμού από τη συγκομιδή του 2011 λόγω μεγαλύτερης διαθέσιμης ποσότητας. To δείγμα αυτό βρέθηκε να είναι πλούσιο σε ολικές φαινόλες (1387±54 mg/l) αλλά και σε ολικές ανθοκυανίνες (130,1±1,4 mg/l) κάτι που αποτυπώθηκε και στα αποτελέσματα της δοκιμής δέσμευσης της DPPH (11,4±0,2 mm Trolox). Από τα πειράματα που έγιναν στη συνέχεια με στόχο τη βελτιστοποίηση της αλκοολικής ζύμωσης του φρέσκου χυμού προέκυψε ότι η διάρκεια της διεργασίας είχε την πιο ισχυρή επίδραση, πολύ σημαντικότερη από εκείνες της θερμοκρασίας και της αρχικής τιμής ph που ήταν παρόμοιου μεγέθους. Η μέγιστη προβλεπόμενη από το μοντέλο συγκέντρωση της αιθανόλης βρέθηκε ίση με 75,1 g/l σε συνθήκες 25 ο C, 90 h και ph 3,3. Η τιμή αυτή επαληθεύτηκε πειραματικά (75,4±0,06 g/l). Η απόδοση της διεργασίας βρέθηκε ίση με 86,5 % της θεωρητικής τιμής και θεωρήθηκε πολύ ικανοποιητική. Πέρα από τα τυπικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά, το προϊόν εξακολουθούσε να είναι πλούσιο σε ολικές φαινόλες (1395±48 mg/l) αλλά 10 φορές φτωχότερο σε ολικές ανθοκυανίνες σε σχέση με το φρέσκο χυμό (12,8±1,3 mg/l), κάτι που πιθανώς να σχετίζεται και με την αποσταθεροποιητική επίδραση της αιθανόλης. Ανάλογη επίδραση δεν παρατηρήθηκε στην ικανότητα δέσμευσης της DPPH καθώς μετά την αλκοολική ζύμωση βρέθηκε μικρότερη κατά 27% (8,3 mm of Trolox). 95

97 Στο επόμενο στάδιο έγινε εμβολιασμός του αλκοολούχου προϊόντος μετά από αραίωση ([αιθανόλη]=47,0 g/l, [οξικό οξύ]=9,0 g/l), με ενεργοποιημένα οξικά βακτήρια που καλλιεργήθηκαν σε διασπορά. Η διεργασία πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο ημι-διαλείποντος έργου κατά την οποία γινόταν περιοδική απομάκρυνση ορισμένης ποσότητας ζυμωμένου υγρού με ταυτόχρονη προσθήκη ίσης ποσότητας του υποστρώματος. Συνολικά έλαβαν χώρα πέντε κύκλοι σε διάστημα 31 ημερών (Σχήμα 1). Η φάση προσαρμογής των βακτηρίων ήταν επτά ημέρες και η απόδοση ανήλθε στο 76,7 % της θεωρητικής τιμής (1,304 g/g) μεταξύ 24 ης και 31 ης μέρας. H ζύμωση διακόπηκε όταν οι τελικές συγκεντρώσεις του οξικού οξέος και της αιθανόλης έγιναν 45,3 και 6,0 g/l, αντίστοιχα, τιμές που ικανοποιούν τις εθνικές αγορανομικές προδιαγραφές του ξιδιού από φρούτα. Η απόδοση της οξικής ζύμωσης θεωρήθηκε ικανοποιητική σε σχέση με εκείνη που αναφέρεται για την παραγωγή ξιδιού από άλλα φρούτα π.χ. μάγκο (14). Το τελικό προϊόν περιείχε σημαντική ποσότητα ολικών φαινολών (1254±37 mg/l). Διαπιστώθηκε επίσης αναγέννηση των χρωστικών καθώς το περιεχόμενο σε ολικές ανθοκυανίνες βρέθηκε παρόμοιο με εκείνο του φρέσκου χυμού (126.0±2.2 mg/l). Το ξίδι φάνηκε να έχει μέτρια δραστικότητα έναντι της DPPH (5.0 mm Trolox) ισοδύναμη περίπου με το 45% εκείνης του φρέσκου χυμού. Οι μετρήσεις των χρωματικών συντεταγμένων κατά το σύστημα CIELab έδειξαν παρόμοια λαμπρότητα (L*=85,6) αλλά πιο κορεσμένο χρώμα (C*=27,6) με κοκκινο-πορτοκαλί απόχρωση (h*~25 o ) στο ξίδι από ρόδι σε σχέση με εμπορικά προϊόντα από ερυθρό οίνο. Σχήμα 1. Κινητική της παραγωγής οξικού οξέος και κατανάλωσης αιθανόλης στη διάρκεια της οξικής ζύμωσης με τη μέθοδο ημι-διαλείποντος έργου για την παραγωγή ξιδιού από χυμό ροδιού. Συνολικά, τα αποτελέσματα θεωρήθηκαν πολύ ενθαρρυντικά όσον αφορά την παραπέρα κλιμάκωση της διεργασίας για την παραγωγή ξιδιού από φρέσκο, μη παστεριωμένο χυμό ροδιού που θα φέρει υψηλή ποιότητα και ιδιαίτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Βιβλιογραφία 1. Gil et al. (2000). J Agric Food Chem 48: ; 2. Yae et al (2007). J Korean Soc Food Sci Nutr 36: ; 3. Mena et al. (2012). Food Chem 133: ; 4. Zhuang et al. (2011). J Food Sci 76: ; 5. Naziri et al. (2011) J Agric Food Chem 59: ; 6. Blanco-Gomis et al. (1988) Chromatographia 25: ; 7. Grewal et al. (1988) Biol Waste 26:9-14; 8. Rubio-Fernández et al. (2004) Eur Food Res Technol 219: ; 9. AOAC Official method of analysis (1988) (a) no , (b) no and (c) no J, K. (16th edition), Gaithersburg, USA; 10. Dubois et al. (1956) Anal Chem 28: ; 11. Nenadis et al. (2013) LWΤ-Food Sci Technol, 54: ; 12. Ribéreau-Gayon et al. (2000) (ed) Handbook of Enology Vol. 2, John Wiley & Sons Ltd, Chichester; 13. García-Parrilla et al. (1998) J Agric Food Chem 46: ; 14. Ameyapoh et al., (2010) Pakistan J Biol Sci, 13:

98 Yeast β-glucan recovery from wine by-products: a functional and valuable ingredient in food production processing V. Varelas 1 *, M. Liouni 1, E. Nerantzis 2 1 Laboratory of Industrial Chemistry, Dept. of Chemistry, University of Athens * Τel: , 2 Laboratory of Biotechnology & Industrial Fermentation, Dept. of Enology, TEI of Athens Beta glucans is a well-known widespread group of polysaccharides which are found in microorganisms, mushrooms and plants. Recent years, there is an increasing interest from the global food and pharmaceutical research community for the industrial extraction, purification and production of β-glucans due to their proved significant beneficial role to various human and animal diseases and disorders as they enforce their immunity, lowering cholesterol lever, activating as antitumor and anti-high blood pressure agents, prevent from coronary heart disease etc. Beta glucans can be incorporated in various food, beverage and pharmaceutical products. Yeast β- glucans are located in the cell wall of yeasts such as Saccharomyces cerevisiae. The utilization of the mentioned product through the treatment of waste material of wine and beverage industry which at present is not exploited and possibly harmful for the environment, can give high added value products. The process investigated has dual scope, to offer the winery industry new products as well as to apply a method for the treatment of a waste helping the environment. Keywords: β-glucans, yeast cell wall, Saccharomyces cerevisiae, wine by-products. 1. Εισαγωγή Οι διαδικασίες παραγωγής οίνου και μπύρας οδηγούν στο σχηματισμό ενός σημαντικού όγκου υποπροϊόντων στις δεξαμενές ζύμωσης τα οποία εν συντομία καλούνται λάσπες. Τα υποπροϊόντα αυτά περιέχουν σημαντικές ποσότητες νεκρών κυττάρων ζυμών. Τα κυτταρικά τοιχώματα των ζυμών περιέχουν β-γλυκάνες οι οποίες με τις κατάλληλες βιοτεχνολογικές μεθόδους μπορούν να ανακτηθούν και να παραχθούν προϊόντα προσιθέμενης αξίας όπως είναι οι β-γλυκάνες. Αντί αυτού, η συνηθισμένη πρακτική μέχρι σήμερα όμως είναι η απόρριψη και ταφή τους προκαλώντας αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις [1, 2]. Λόγω του αυξανόμενου ενδιαφέροντος για τη βιομηχανική παραγωγή β-γλυκανών και τη χρήσιμοποίηση τους στη βιομηχανία τροφίμων και φαρμάκων, μιας και μπορούν να ενσωματωθούν σε τρόφιμα, ποτά και φαρμακευτικά σκευάσματα, η ανάπτυξη καινοτόμων μεθοδολογιών για την ανάκτηση των β-γλυκανών από πηγές όπως τα υποπροϊόντα οινοποίας και ζυθοποίας, αποτελεί μια σύγχρονη πρόκληση [3-5]. 97

99 2. Η δομή των β-γλυκανων στις ζύμες Οι γλυκάνες των ζυμών συνιστούν δομικά ποικίλα πολυμερή της D-γλυκόζης. Τα πολυμερή αυτά ανάλογα με τα σχηματιζόμενα ανομερή, διακρίνονται σε α-d-γλυκάνες, β-d-γλυκάνες και α,β-dγλυκάνες [6]. Οι β-d-γλυκάνες είναι ένα ευρέως διαδεδομένο μόριο του κυτταρικού τοιχώματος πολλών οργανισμών: βακτηρίων, μυκήτων, μανιταριών, αλγών και αποτελούν ένα από τα βασικότερα συσταστικά του κυτταρικού τοιχώματος των ζυμών (περίπου 60% του ξηρού βάρους του κυτταρικού τοιχώματος) [7, 8]. Το κυτταρικό τοίχωμα αντιπροσωπεύει περισσότερο από 30% του ξηρού βάρου του κυττάρου [9]. Το κυτταρικό τοίζωμα, ειδικά των ζυμών αρτοποιίας και ζυθοποιίας όπως οι Saccharomyces cerevisiae, αποτελούν μια σημαντική πηγή β-γλυκανών. Στο κυτταρικό τοίχωμα απαντώνται δύο διαφορετικοί τύποι β-d-γλυκανών: η β-1,3-d-γλυκάνη η οποία βρίσκεται σε περίσσεια (85%), είναι η κύρια β-γλυκάνη και αντιπροσωπεύει περισσότερο από 50-55% του κυτταρικού τοιχώματος και η β-1,6-d-γλυκάνη η οποία βρίσκεται σε μικρότερα ποσοστά (15%) και αντιπροσωπεύει το 5-10 % του κυτταρικού τοιχώματος [5-10]. 3. Μέθοδοι απομόνωσης και καθαρισμού β-γλυκανών από ζύμες Οι πρώτες μέθοδοι για την απομόνωσης των β-γλυκανών στηρίζονταν στην υδρόλυση με τη χρήση αλκαλίων και οξέων και αργότερα με την κυτταρική οξείδωση με τη χρήση υποχλωριώδους νατρίου. Οι μέθοδοι αυτοί όμως ήταν «βίαιες» με αποτέλεσμα τον κατακερματισμό της γλυκοζιτικής αλυσίδας, τη διάχυση των β-γλυκανών στο υπερκείμενο κατά τη φάση καθαρισμού, με αποτέλεσμα τη μειωμένη παραγωγή. Τα τελευταία χρόνια η ανάπτυξη βιοτεχνολογικών μέθόδων απομόνωσης των β-γλυκανών με τη χρήση ενζύμων ή/και υπερήχων, προσφέρουν νέες και πολλά υποσχόμενες δυνατότητες. Οι μέχρι σήμερα διαθέσιμες τεχνικές για την απομόνωση είναι: ένζυμα, ομογενοποίηση, αλκάλεα, οξέα και υπέρηχοι και για τον καθαρισμό: φυγοκέντριση, DEAE ionexchange chromatography και ConA chromatography [13-22]. 4. Παραγωγή β-γλυκανών Η ποσότητα της ξηρής βιομάζας που απομένει από τις υγρές οινολάσπες οι οποίες καθιζάνουν κατά τη διαδικασία της λευκής και ερυθρής οινοποίησης, ανέρχεται σε kg ανά 1000 L ζυμώμενου γλεύκους. Από την ανωτέρω ποσότητα το 20-30% περίπου καταλαμβάνει το ξηρό βάρος των κυτταρικών τοιχωμάτων ενώ το 50% περίπου είναι η ποσότητα των β-γλυκανών που μπορούμε να παραλάβουμε από τα κυτταρικά τοιχώματα των ζυμών (δηλ από μία δεξαμενή χωρητικότητος ενός 1000 L μπορούμε να πάρουμε περίπου kg β-γλυκανών (~ %) [1, 12]. Ενδεικτικά αναφέρουμε πως η συνολική παραγωγή 1 οίνου στην Ελλάδα είναι της τάξεως των tn. 1 ΠΟΠ: Ονομασία Προστατευόμενης Προέλευσης. Η συνολική παραγωγή οίνου στην Ελλάδα είναι της τάξεως των tn (πηγή: ICAP, κλαδική μελέτη 2010) 98

100 5. Εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων και φαρμάκων Οι β-1,3-d-γλυκάνες και οι β-1,6-d-γλυκάνες ανήκουν στους biological response modifiers (BRMs) λόγω της ικανότητάς τους να ενισχύουν και να αναζωογωνούν το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα [7]. Τα τελευταία 50 χρόνια περισσότερες από 2000 μελέτες έχουν δημοσιευτεί καταδεικνύοντας τον ευεργετικό ρόλο των β-γλυκανών στη πρόληψη και θεραπεία ενός τεράστιου αριθμού παθήσεων του ανθρώπου αλλά και των ζώων [8]. Οι β-γλυκάνες μπορούν με την κατάλληλη επεξεργασία να ενσωματωτούν ως συστατικά σε τρόφιμα και φάρμακα μιας και σύμφωνα με τον Us Food and Drug Administration και την European Food Safety Authority αναγνωρίζονται ως ασφαλής για την υγεία των ανθρώπων και των ζώων [5-8]. 6. Συμπεράσματα και προοπτικές Οι β-γλυκάνες των ζυμών είναι ένα μόριο με ένα εξαιρετικά μεγάλο εύρος εφαρμογών στη βιομηχανία τροφίμων και φαρμάκων λόγω της σημαντικής θετικής τους επίδρασης στην υγεία του ανθρώπου και των ζώων. Περαιτέρω έρευνα για ανάπτυξη μεθόδων απομόνωσης οι οποίες καθορίζουν την αύξηση της παραγωγής, τον καθαρισμό, την ποιότητα, το μοριακό βάρός, τις ρεολογικές και φυσικοχημικές ιδιότητες των β-γλυκάνων, απαιτείται. Η ανάκτηση των β-γλυκάνων από υποπροϊόντα οινοποιίας και ζυθοποίας μπορεί να προσφέρει μια καινοτόμο λύση για την παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας και την αύξηση του ετήσιου εισοδήματος των μονάδων οινοποιΐας και ζυθοποιΐας. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Nerantzis, E. T. & Tataridis, P. (2006). Integrated Enology-Utilization of winery by-products into high added value products. e-journal of Science and Technology, 1(3), pp [2] Bertran, E., Sort, X., Soliva, M. & Trillas, I. (2004). Composting winery waste: sludges and grape stalks. Biosource Technology, 95, pp [3] Bisson, L.F., A.L.Waterhouse, S.E. Ebeler, M.A. Walker & J.T. Lapsley. (2002). The present and future of the international wine industry. Nature, 418, pp [4] Shrikhande, A.J. (2000). Wine by-products with health effects. Food Research International, 33, pp [5] Ahmad, A., Anjum, F. M., Zahoor, T., Nawaz, H. & Dilshad, S. M. R. (2012). Beta Glucan: A Valuable Functional Ingredient in Foods. Critical Reviews in Food Science, 52, pp [6] Synytsya, A. & Novák, M. (2013). Structural diversity of fungal glucans. Carbohydrate Polymers, 92, pp [7] Novak, M. & Vetvicka, V. (2008). Beta-glucans, history, and the present: Immunomodulatory aspects and mechanisms of action. Journal of Immunotoxicology, 5,pp [8] Kwiatkowski, S. & Kwiatkofski, S.E. Yeast (Saccharomyces cerevisiae) Glucan Polysaccharides-Occurrence, Separation and Application in Food and Health Industries. The complex world of polysaccharides, D.S. Karunaratne, ed., In Tech, 2012, pp

101 [9] Aguilar-Uscanga, B. and François J.M. (2003). A study of the yeast cell wall composition and structure in response to growth conditions and mode cultivation. Letters in Applied Microbiology, 37, pp [10] Klis, F.M. (1994). Review: Cell Wall Assembly in Yeast. Yeast, 10, pp [11] Michels, C. A. Genetic Techniques for Biological Research, John Wiley & Sons Ltd, 2002, Chapter 3, pp [12] Lesage, G. & Bussey, H. (2006). Cell Wall Assembly in Saccharomyces cerevisiae. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 70(2), pp [13] Müller, A., Ensley, H., Pretus, H., McNamee, R., Jones, E., McLaughlin, E., Chandley, W., Browder, W., Lowman, D., & Williams, D. (1997). The application of various protic acids in the extraction of (1,3)-β-D-glucan from Saccharomyces cerevisiae. Carbohydrate Research, 299, pp [14] Lee, J.N., Lee, D.Y., Ji, I.H., Kim, G.E. & Kim, H.N. (2001). Purification of Soluble β-glucan with Immune-enchancing Activity from the Cell Wall of Yeast. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 65(4), pp [15] Ohno, N., Miura, T., Miura, N. N., Adachi, Y. & Yadomae, T. (2001). Structure and biological activities of hypochlorite oxidized zymosan. Carbohydrate Polymers, 44, pp [16] Yajun, W., Shanjing, Y. & Tianxing, W. (2003). Combination of induced autolysis and sodium hypochlorite oxidation for the production of Saccharomyces cerevisiae (1, 3)-β-D-glucan. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 19, pp [17] Freimund, S., Sauter, M., Käppeli, O. & Dutler, H. (2003). A new non-degrading isolation process for 1,3-β-D-glucan of high purity from baker s yeast Saccharomyces cerevisiae. Carbohydrate Polymers, 54, pp [18] Kim, K. S. & Yun, S. (2006). Production of soluble β-glucan from the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. Enzyme and Microbial Technology, 39, pp [19] Liou, X.L., Wang, Q., Cui, S.W. & Liou, H.Z. (2008). A new isolation method of β-d-glucans from spent yeast Saccharomyces cerevisiae. Food Hydrocolloids, 22, pp [20] Shokri, H., Asadi, F. & Khosravi, A.R. (2008). Isolation of β-glucan from the cell wall of Saccharomyces cerevisiae. Naturals Product Research, 22(5), pp [21] Magnani, M., Calliari, C. M., De Macedo, F. C., Mori, M. P., De Syllos Cólus, I. M. & Castro- Gomez, R. J. (2009). Optimized methodology for extraction of (1,3)(1,6)-β-glucan from Saccharomyces cerevisiae and in vitro evaluation of the cytotoxicity and genotoxicity of the corresponding carboxymethyl derivative. Carbohydrate Polymers, 78, pp [22] Javmen, A., Grigiškis, S. & Gliebute, R. (2012). β-glucan extraction from Saccharomyces cerevisiae yeast using Actinomyces rutgersensis 88 yeast lysing enzymatic complex. Biologija, 58(2), pp

102 Μελέτη Επεξεργασίας Χυμού Ιπποφαούς με Υπερυψηλή Πίεση Αλεξανδράκης Ζ. 1, Κυριακοπούλου Κ. 2, Κατσαρός Γ. 1, Κροκίδα Μ. 2, Ταούκης Π. 1 1 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ 2 Εργαστήριο Σχεδιασμού και ανάλυσης Διεργασιών, Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο χυμός από ιπποφαές αποτελεί ένα ρόφημα υψηλής θρεπτικής αξίας μιας και είναι εξαιρετική πηγή βιταμινών, κυρίως βιταμίνης C (400mg/100ml) και καροτενίων. Η παρουσία ενζύμων και μικροοργανισμών όμως στο χυμό τον καθιστούν εξαιρετικά ευαλλοίωτο, με αποτέλεσμα να είναι αναγκαία η επεξεργασία του προκειμένου να αυξηθεί ο χρόνος ζωής του ώστε να μπορεί να διατεθεί εμπορικά στους καταναλωτές. Η επεξεργασία με Υπερυψηλή Πίεση (ΥΠ) σε συνδυασμό με ήπιες θερμοκρασίες μπορεί να εφαρμοστεί για την ψυχρή παστερίωση του χυμού. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της ΥΠ ( MPa) και θερμοκρασίας (25-35 C) στην κινητική απενεργοποίησης της πηκτινομεθυλεστεράσης (ΠΜΕ) χυμού ιπποφαούς, της οποίας η δράση επηρεάζει την ποιότητα (διαχωρισμός φάσεων) των τελικών προϊόντων, καθώς και στη μεταβολή της συνολικής αντιοξειδωτικής δράσης του χυμού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επεξεργασία με ΥΠ στις συγκεκριμένες συνθήκες δεν επηρεάζει σημαντικά τη συνολική αντιοξειδωτική δράση του χυμού. Πιο έντονες συνθήκες επεξεργασίας (μεγαλύτερη πίεση, θερμοκρασία ή/και χρόνος επεξεργασίας) συμβάλλουν σε μειωμένη αντιοξειδωτική δράση. Για την ΠΜΕ, η απενεργοποίησή της ακολούθησε κινητική α τάξης και υπολογίστηκαν οι σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης σε κάθε συνθήκη επεξεργασίας. Οι σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης της ΠΜΕ εκφράστηκαν συνολικά από μια εξίσωση, ως συνάρτηση της πίεσης και της θερμοκρασίας επεξεργασίας, μέσω της οποίας είναι δυνατός ο υπολογισμός του απαιτούμενου χρόνου επεξεργασίας με ΥΠ. Ως βέλτιστες συνθήκες επεξεργασίας προτείνονται τα 600MPa, 35 C για 5min, στις οποίες επιτυγχάνεται 90% απενεργοποίηση της ΠΜΕ με ταυτόχρονη διατήρηση της αντιοξειδωτικής δράσης κατά περίπου 90% της αρχικής τιμής ανεπεξέργαστου δείγματος. High pressure processing of sea buckthorn juice Sea buckthorn juice, derived from the sea buckthorn berries, provides a nutritious beverage, high in suspended solids extremely rich in vitamin C (400mg/100ml) and carotenes. Due to its perishability (mainly development of off flavors due to enzymatic activity), sea buckthorn juice has to be processed in order to extend its shelf-life. High Hydrostatic Pressure (HHP) can selectively inactivate enzymes such as Pectinmethylesterase (PME), while maintaining the nutritional characteristics and antioxidant activity of the products. The objectives of this work were to study 101

103 and model the effect of HHP processing ( MPa) and temperature (25-35 C) on the inactivation kinetics of PME from sea buckthorn and on its total antioxidant activity. The results indicated that HHP processing did not significantly affect the initial total antioxidant activity of the juice. More intense process conditions (higher temperature and pressure combined with longer treatment) resulted in decreased total antioxidant activity. PME enzyme inactivation followed first order kinetics. Inactivation below measuring limit after adequate processing time at all tested conditions was observed. The PME inactivation rate constants were expressed as functions of the temperature and pressure process conditions. These functions allow the determination of the pressure/temperature conditions that achieve the target enzyme inactivation at a selected processing time. The optimum HHP process conditions may be selected (600MPa, 35 C for 5min) based on the higher antioxidant activity retention and the simultaneous PME inactivation. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια υπάρχει αυξημένο ενδιαφέρον για κατανάλωση φυτικών τροφίμων πλούσιων σε αντιοξειδωτικά. Ανάμεσα σε αυτά ανήκει και το ιπποφαές το οποίο έχει γίνει ιδιαίτερα δημοφιλές τα τελευταία χρόνια εξαιτίας της υψηλής του διατροφικής αξίας και της εικόνας του ότι προάγει την υγεία του ανθρώπου (Guliyev et al., 2004). Ο πολύ μικρός χρόνος ζωής του όμως εξαιτίας της ευαισθησίας του στην υφή και το άρωμα κατά την αποθήκευση και διακίνηση, δημιουργεί την ανάγκη επεξεργασίας του. Με την επεξεργασία του στοχεύουμε: (1) αύξηση της μικροβιολογικής σταθερότητας με απενεργοποίηση μικροοργανισμών, (2) έλεγχο των ενδογενών ενζύμων (κυρίως πηκτινομεθυλεστεράση, ΠΜΕ) των οποίων η δράση οδηγεί σε ποιοτική υποβάθμιση των τροφίμων (υποβάθμιση υφής) και (3) διατήρηση των βιοδραστικών συστατικών (αντιοξειδωτικά). Η παραδοσιακή μέθοδος απενεργοποίησης των αλλοιογόνων αυτών παραγόντων είναι η θερμική παστερίωση, με αρνητική όμως επίπτωση στα θρεπτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την αυξανόμενη απαίτηση των καταναλωτών για προϊόντα που να προσομοιάζουν όσο το δυνατόν τα φρέσκα, οδήγησε στην ανάπτυξη εναλλακτικών μεθόδων επεξεργασίας των τροφίμων που να μην επιδρούν αρνητικά στα θρεπτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του τροφίμου. Μια τέτοια μέθοδος είναι και η επεξεργασία με Υπερυψηλή Πίεση (ΥΠ), η συστηματική μελέτη της οποίας όμως είναι αναγκαία για την επιλογή των βέλτιστων συνθηκών επεξεργασίας (Katsaros et al., 2010). Αντικείμενο της έρευνας αυτής ήταν η μελέτη της επίδρασης της επεξεργασίας με ΥΠ στην απενεργοποίηση της ΠΜΕ χυμού ιπποφαούς και η μελέτη της επίδρασης στην αντιοξειδωτική δραστικότητα του χυμού, με απώτερο σκοπό τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών πίεσης και θερμοκρασίας ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Καρποί ιπποφαούς (Hippophae rhamnoides L. ssp. rhamnoides) συλλέχθηκαν κατά το τελευταίο στάδιο ωριμότητάς τους από καλλιέργειες στη Σιβηρία. Οι καρποί χυμοποιήθηκαν (ph 2.8, 9.5 o Brix) χρησιμοποιώντας κατάλληλο οικιακό εξοπλισμό (αποχυμωτή). Για τα πειράματα της ΥΠ 102

104 εφαρμόστηκαν πιέσεις εύρους MPa συνδυασμένες με θερμοκρασίες εύρους C για διάφορους χρόνους επεξεργασίας. Τα πειράματα της ΥΠ πραγματοποιήθηκαν σε μια εργαστηριακής κλίμακας μονάδα ΥΠ, αποτελούμενη από έξι δοχεία χωρητικότητας το καθένα 45ml, με δυνατότητα ανεξάρτητου χειρισμού (Food Pressure Unit FPU 1.01, Resato International BV, Roden, Holland). Η δραστικότητα της ΠΜΕ μετρήθηκε μέσω τιτλοδότησης των καρδοξυλικών ομάδων που δημιουργούνται κατά την υδρόλυση ενός πηκτινικού διαλύματος σε τιμή ph 7.5 και θερμοκρασία 30 C. Η αντιοξειδωτική δραστικότητα των δειγμάτων εκφράστηκε μέσω του προσδιορισμού της δραστικής συγκέντρωσης χυμού (EC 50 ) που απαιτείται για να μειώσει την απορρόφηση του DPPH κατά 50% (Antolovich et al. 2002). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κινητική Απενεργοποίησης της ΠΜΕ Για κάθε συνθήκη επεξεργασίας υπολογίστηκαν οι σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης της ΠΜΕ (Πίνακας 1). Από τις τιμές του πίνακα και το διάγραμμα της σταθεράς του ρυθμού απενεργοποίησης συναρτήσει της εφαρμοζόμενης πίεσης (Σχ. 1) συμπεραίνεται συνεργιστική επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στην απενεργοποίηση του ένζυμου. Πίνακας 1. Σταθερές του ρυθμού απενεργοποίησης (min -1 ) της ΠΜΕ σε κάθε μελετώμενο συνδυασμό συνθηκών επεξεργασίας T ( o C) P (MPa) k (min -1 ) t 1/2 (min) k (min -1 ) t 1/2 (min) k (min -1 ) t 1/2 (min) E a (kj/mol) ± ,a ± ,a ± ,a ± ± ,b ± ,b ± ,b ± ± ,c ± ,c ± ,c ±35 V a (ml/mol) -9.8± ± ±3.3 Με βάση τα αποτελέσματα προσδιορίστηκε ένα συνολικό μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει την εξάρτηση του ρυθμού απενεργοποίησης της ΠΜΕ με εφαρμογή ΥΠ και θερμοκρασίας (εξίσωση 1). Σχήμα 1. Απεικόνιση της εξάρτησης της σταθεράς του ρυθμού απενεργοποίησης από τη θερμοκρασία και την πίεση 103

105 ref a ref E a 1 1 A T T V P P k kref exp exp B P Pref R T T ref R T Εξίσωση 1 Για συνθήκες αναφοράς P ref =600MPa, T ref =308K προσδιορίστηκαν με τη μέθοδο της μη γραμμικής παλινδρόμησης (SYSTAT 8.0 Statistics 1998, SPCC Inc., Chicago, III, USA) οι παράμετροι της εξίσωσης και βρέθηκαν ίσες προς k ref =0.055min -1, Ea=110KJ/mol και Va=-7mL/mol K, Α=-0,016 ml/molk και Β=0,0012 MPa -1. Μελέτη επίδρασης ΥΠ στην αντιοξειδωτική δραστικότητα Όσον αφορά την επίδραση της ΥΠ στην αντιοξειδωτική δράση του χυμού ιπποφαούς, τα αποτελέσματα έδειξαν να μην επηρεάζεται σημαντικά σε ήπιες συνθήκες επεξεργασίας όπως χαμηλές θερμοκρασίες (< 35 o C) σε συνδυασμό με πιέσεις από Mpa (Σχήμα 2). Εντονότερες συνθήκες επεξεργασίας μειώνουν σηματικά την αντιοξειδωτική δράση του χυμού. Σχήμα 2. Επίδραση της πίεσης στη μεταβολή της αντιοξειδωτική δράσης χυμού ιπποφαούς στους 35ºC ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης συνολικά επεξεργασία χυμού ιπποφαούς με ΥΠ στα 600 MPa/35 o C για 5 min συμβάλλει στην παραγωγή προϊόντος απαλλαγμένου κατά 90% από την ΠΜΕ και χωρίς σημαντική υποβάθμιση της αντιοξειδωτικής του δράσης. Οι συνθήκες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εμπορική παραγωγή χυμού ιπποφαούς επεξεργασμένου με ΥΠ. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Antolovich M, Prenzler P, Patsalides E, McDonald S, Robards K Methods for testing antioxidant activity. Royal Soc. Chem. 127, Guliyev V.B., Gul M., Yildirim A Hippophae rhamnoides L.: Chromatographic methods to determine chemical composition, use in traditional medicine and pharmacological effects Journal of Chromatography B, 812 (1 2), pp Katsaros G., Tsevdou M., Panagiotou T., Taoukis P. (2010). Kinetic study of high pressure microbial and enzyme inactivation and selection of pasteurization conditions for Valencia Orange Juice. International Journal of Food Science and Technology, 45 (6), ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΘΑΛΗΣ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. 104

106 Συνεδρία Β4 105

107 106

108 Ανάπτυξη και επικύρωση επίσημης μεθόδου για τον προσδιορισμό βαρέων μετάλλων και ιχνοστοιχείων σε κονσερβοποιημένη πάστα τομάτας με την τεχνική της Πολυστοιχειακής Φασματομετρίας Ατομικής Απορρόφησης με ηλεκτροθερμαινόμενο φούρνο γραφίτη Κ.Γ. Ραπτοπούλου 1, Ι.Ν. Πασιάς 2, Ν.Σ. Θωμαΐδης 2 και Χ. Προεστός 1 * 1 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, Αθήνα, Ελλάδα. 2 Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, Τμήμα Χημείας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, Αθήνα, Ελλάδα * Abstract Four different methods for the simultaneous determination of Cd-Pb, As-Cu, Cr-Ni and Fe-Mn in canned tomato paste samples by ETAAS were developed and validated. The validation procedure was conducted according to the terms of the European regulation for the official control of contaminants in foods. The validated methods were applied for the determination of these metals and metalloids in 13 different tomato paste samples. Furthermore, a new quality indicator was evaluated in order to provide information about tomato paste quality and the appropriate storage time of an opened canned tomato paste. Finally, a migration test was accomplished based on the calculation of mass balance and the comparison of the elemental content in canned tomato paste samples and in aseptic paper pack. Keywords: Tomato paste samples; quality indicator; metal migration; method validation; uncertainty calculation. 1. Εισαγωγή Η ολοένα και αυξανόμενη παρουσία μετάλλων και μεταλλοειδών στο περιβάλλον, ως φυσικά του συστατικά αλλά και λόγω της ανθρώπινης δραστηριότητας, έχει σαν συνέπεια την μεταφορά τους στα φυτά και ως επέκταση και στη τροφική αλυσίδα. Το γεγονός ότι κάποια από αυτά, όπως το κάδμιο και ο μόλυβδος, έχουν αποδειχθεί ιδιαιτέρως τοξικά για τον άνθρωπο ακόμη και σε μικρές συγκεντρώσεις, έχει αυξήσει το ενδιαφέρον για τη δημόσια υγεία. Σε προηγούμενη μελέτη του Πανεπιστημίου Αθηνών, έγινε προσδιορισμός της περιεκτικότητας κασσιτέρου σε κονσέρβα τομάτας ώστε να μελετηθεί η μετανάστευση από τη συσκευασία [1]. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η ανάπτυξη κι επικύρωση μιας επίσημης μεθόδου για τον προσδιορισμό και άλλων μετάλλων και μεταλλοειδών, τα οποία μπορεί να μεταναστεύουν από το υλικό συσκευασίας, σε σχέση με την πάροδο του χρόνου συντήρησης του τροφίμου υπό συνθήκες ψύξης. Επιπλέον, μελετήθηκε η συμπεριφορά των ίδιων μετάλλων και σε χάρτινη συσκευασία τοματόπαστας για λόγους σύγκρισης με τη μεταλλική. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές για την επιβεβαίωση της μετανάστευσης των μετάλλων. 107

109 2. Υλικά και μέθοδοι Τα δείγματα ομογενοποιούνται ώστε να προκύψει αντιπροσωπευτικό δείγμα και ζυγίζονται 0,5 g από κάθε δείγμα σε δοχεία Τeflon. Στη συνέχεια προστίθενται 5 ml υπερκάθαρου HNO 3 65% (w/w) και 1 ml υπερκάθαρου H 2 O 2 35% (w/w) και ακολουθεί χώνευση στον φούρνο μικροκυμάτων MARS X-Press (CEM Corporation, NC,USA) για 20 λεπτά. Μετά τη χώνευση ακολουθεί αραίωση των δειγμάτων με υπερκάθαρο νερό, σε τελικό όγκο 20 ml. Ακολουθεί προσδιορισμός των μετάλλων με το πολυστοιχειακό φασματόμετρο ατομικής απορρόφησης με φούρνο γραφίτη Perkin Elmer, SIMAA 6000, μετά από εφαρμογή κατάλληλων θερμοκρασιακών προγραμμάτων και τη χρήση των προβλεπόμενων χημικών τροποποιητών. 3. Αποτελέσματα 3.1 Επικύρωση μεθόδων Η επικύρωση πραγματοποιήθηκε με βάση την Ευρωπαϊκή οδηγία 333/2007, που αφορά την εφαρμογή επίσημων μεθόδων δειγματοληψίας και ανάλυσης διαφόρων συστατικών σε τρόφιμα [2]. Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκαν καμπύλες αναφοράς προσαρμοσμένες στη μήτρα του δείγματος και λήφθηκαν ικανοποιητικές συσχετίσεις μεταξύ της μετρούμενης παραμέτρου και της συγκέντρωσης του δείγματος (R 2 >0,998) για όλους του προσδιοριζόμενους αναλύτες. Τα όρια ανίχνευσης της μεθόδου (ng g -1 ) υπολογίστηκαν από την καμπύλη προσαρμοσμένη στη μήτρα του δείγματος και βρέθηκαν ίσα με 2,0, 9,2, 33,6, 60,0, 20,4, 31,6, 64,0 και 17,2 για τον προσδιορισμό Cd, Pb, As, Cu, Cr, Ni, Fe και Mn, αντίστοιχα. Οι συγκεκριμένες τιμές είναι σύμφωνες με τις θεωρητικά προβλεπόμενες στην Ευρωπαϊκή οδηγία 333/2007 [2] και αφού ληφθούν υπόψη οι οριακές τιμές όπως προβλέπονται στην Ευρωπαϊκή οδηγία 1881/2006 [3]. Η πιστότητα της μεθόδου ελέγχθηκε με υπολογισμό των τιμών της επί τοις εκατό σχετικής τυπικής απόκλισης (%RSD) τόσο υπό συνθήκες επαναληψιμότητας όσο και αναπαραγωγιμότητας μετά από πολλαπλό εμβολιασμό (n=6) των δειγμάτων τοματόπαστας με γνωστή περιεκτικότητα αναλύτη σε τρία διαφορετικά επίπεδα. Οι τιμές %RSD βρέθηκαν μικρότερες από 23%, 16%, 16%, 3,7%, 16%, 19%, 11% και 9,3% για το Cd, τον Pb, το Cr, το Ni, το Cu, το As, το Fe και το Mn, αντίστοιχα. Ο υπολογισμός της ορθότητας της μεθόδου πραγματοποιήθηκε με μέτρηση δύο πιστοποιημένων υλικών αναφοράς (ERM-BC084a, τοματόπαστα και NIST 1573a, φύλλα τομάτας), καθώς και με πειράματα ανακτήσεων, μετά από εμβολιασμό των δειγμάτων τοματόπαστας με γνωστή συγκέντρωση αναλύτη. Οι επί τοις εκατό ανακτήσεις κυμάνθηκαν από 83 έως 119%. Ο υπολογισμός της αβεβαιότητας της μεθόδου βασίστηκε στον οδηγό της Eurachem [4]. Οι τιμές βρέθηκαν μικρότερες από τις θεωρητικά προβλεπόμενες [2] και για το λόγο αυτό οι μέθοδοι θεωρήθηκαν κατάλληλες για το σκοπό εφαρμογής τους. 3.2 Αποτελέσματα-Συζήτηση Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται αναλυτικά τα αποτελέσματα προσδιορισμού των διαφόρων μετάλλων και μεταλλοειδών σε διαφορετικά δείγματα τοματόπαστας από την ελληνική αγορά μετά 108

110 από φύλαξη των δειγμάτων έως και 41 ημέρες από τη στιγμή του ανοίγματος των συσκευασιών στο ψυγείο. Από τα αποτελέσματα γίνεται φανερό πως η περιεκτικότητα του καδμίου είναι υψηλότερη από την οριακή τιμή των 50 ng g -1 [3], τιμή όμως που αφορά την περιεκτικότητα καδμίου στο φρούτο της τομάτας και όχι σε κονσερβοποιημένο προϊόν. Από την άλλη, τα υπόλοιπα μέταλλα εμφάνισαν περιεκτικότητες εντός των επιτρεπόμενων τιμών, όπως αυτές καθορίζονται από τις διάφορες οδηγίες είτε της Ευρωπαϊκής Ένωσης, είτε διαφόρων οργανισμών [3,5,6]. Αρσενικό δεν ανιχνεύτηκε σε κανένα δείγμα. Επίσης, τα αποτελέσματα απέδειξαν ότι οι μεταλλικές συσκευασίες είχαν γενικά υψηλότερες περιεκτικότητες μετάλλων από ότι οι αντίστοιχες χάρτινες και ότι η περιεκτικότητα του σιδήρου είχε μια γραμμική αυξητική τάση με τις ημέρες φύλαξης. Πίνακας 1. Αποτελέσματα προσδιορισμού των διαφόρων αναλυτών σε δείγματα τοματόπαστας και σε διαφορετικές ημέρες φύλαξης. Ημέρες φύλαξης στους 4 o C Αναλύτης (μg g -1 ) Cd 0,061±0,032 0,058±0,029 0,061±0,026 0,066±0,029 0,067±0,031 Pb 0,047±0,043 0,052±0,044 0,047±0,014 0,066±0,016 0,038±0,016 As <0,034 <0,034 <0,034 <0,034 <0,034 Cu 4,12±0,66 4,89±0,88 3,64±0,70 4,26±0,93 4,23±0,97 Cr 0,30±0,16 0,26±0,15 0,33±0,20 0,23±0,13 0,30±0,18 Ni 0,34±0,30 0,42±0,30 0,45±0,28 0,43±0,29 0,49±0,29 Fe 31±14 47±9,0 61±17 117±30 147±40 Mn 10,7±2,4 13,8±3,9 7,7±4,5 10,6±2,1 8,7±2,1 Για το λόγο αυτό, προτάθηκε ένας νέος ποιοτικός δείκτης που συσχετίζει την περιεκτικότητα σιδήρου με την περιεκτικότητα των υπόλοιπων μετάλλων και είναι ικανός να προβλέπει τον ακριβή χρόνο φύλαξης μιας ανοιγμένης συσκευασίας στο ψυγείο. Ο ποιοιτικός αυτός δείκτης (k 1 ή k 2 ) μπορεί να καθοριστεί από τις εξισώσεις 1 και 2, όπου [X], η περιεκτικότητα του X αναλύτη σε μg kg -1 και διαγραμματικά παρουσιάζεται στο σχήμα 1. k 1 [ Fe] (1) [ Cd] [ Pb] [ Ni] [ Cr] [ Cu] [ Fe] [ Mn] k 2 [ Fe] (2) [ Fe] [ Mn] Σχήμα 1. Ποιοτικός δείκτης k σε συνάρτηση με τις ημέρες φύλαξης. 109

111 Για να αποδειχτεί ποια μέταλλα μεταναστεύουν από τη συσκευασία στην τοματόπαστα σχεδιάστηκαν δύο διαφορετικά πειράματα. Στο πρώτο οι μεταλλικές συσκευασίας πληρώθηκαν με οξινισμένο νερό σε ph = 4, ενώ στο δεύτερο το περιεχόμενο μιας χάρτινης συσκευασίας γνωστής περιεκτικότητας μετάλλων μεταφέρθηκε σε μεταλλική συσκευασία και αφέθηκε ανοικτό για 4 ημέρες στο ψυγείο, ενώ ένα δεύτερο ίδιο δείγμα χάρτινης συσκευασίας αφέθηκε ανοικτό για τις ίδιες ημέρες και υπό τις ίδιες συνθήκες φύλαξης. Και οι δύο δοκιμές πραγματοποιήθηκαν εις διπλούν. Τα αποτελέσματα βασίστηκαν στον υπολογισμό του ισοζυγίου μάζας και της επί τοις εκατό μεταβολής της περιεκτικότητας των μετάλλων στη μεταλλική συσκευασία σε σχέση με την χάρτινη. Τα αποτελέσματα απέδειξαν ότι ο σίδηρος μεταναστεύει σε ποσοστό 29,8%, ενώ και ο μόλυβδος εμφανίζει σημαντική μετανάστευση σε ποσοστό 150%. 4. Συμπεράσματα Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκαν και επικυρώθηκαν τέσσερις διαφορετικές μέθοδοι για τον ταυτόχρονο προσδιορισμό Cd-Pb, As-Cu, Cr-Ni και Fe-Mn με βάση την Ευρωπαϊκή οδηγία για τον επίσημο έλεγχο συστατικών σε τρόφιμα. Τα αποτελέσματα απέδειξαν ότι οι μέθοδοι ικανοποιούν το σκοπό εφαρμογής τους. Οι μέθοδοι εφαρμόστηκαν σε δείγματα τοματόπαστα από την ελληνική αγορά και τα αποτελέσματα απέδειξαν ότι μόνο το κάδμιο υπερβαίνει τα νομοθετικά όρια, που όμως σχετίζονται με την περιεκτικότητα του στο φρούτο τομάτας. Επιπλέον, ο νέος ποιοτικός δείκτης που προτάθηκε είναι ικανός να προβλέψει τον ακριβή χρόνο αλλοίωσης του τροφίμου και να αποτελέσει χρήσιμο εργαλείο για τη βιομηχανία και τον καταναλωτή. Τέλος, αποδείχτηκε ότι ο σίδηρος και ο μόλυβδος έχουν την ικανότητα να μεταναστεύουν στην τοματόπαστα από το εσωτερικό κάλυμμα της μεταλλικής συσκευασίας κάτι που δεν συμβαίνει στις χάρτινες συσκευασίες. Βιβλιογραφία [1] Pasias, I.N., Papageorgiou, V., Thomaidis, N.S. & Proestos C. (2012). Development and Validation of an ETAAS Method for the Determination of Tin in Canned Tomato Paste Samples. Food Analytical Methods, 5, [2] European Commission Regulation (EC) No 333/2007 of 28 March 2007 laying down the methods of sampling and analysis for the official control of the levels of lead, cadmium, mercury, inorganic tin, 3-MCPD and benzo(a)pyrene in foodstuffs, L 88/29-L 88/38. [3] European Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs, L 364/5-L 364/24. [4] Eurachem Citac Guide CG4, (2000). Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement, English edition, Second edition. [5] FAO/WHO (2004). Summary of evaluations performed by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA ), (First through sixty-first meetings). ILSI Press International Life Sciences Institute. [6] NRC, Recommended Dietary Allowances, National Academy Press, Washington, DC (1989). 110

112 Μελέτη της ανάπτυξης στελέχους Salmonella Typhimurium σε εργαστηριακό μέσο και εκχύλισμα ρόκας σε θερμοκρασία 20 C Αγάπη Ι. Δουλγεράκη 1, Βασίλειος Ηλιόπουλος 1, Κων/νος Γεωργίου 2, Ευστάθιος Ζ. Πανάγου 1, Γεώργιος-Ιωάννης Ε. Νυχάς 1 1 Εργαστήριο Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Τροφίμων, 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων & Διατροφής του Ανθρώπου, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα Το παθογόνο βακτήριο Salmonella θεωρείται ένα από τους σημαντικότερους παθογόνους μικροοργανισμούς που συνδέονται με τροφοδηλητηριάσεις. Η ικανότητά του να σχηματίζει βιουμένια αποτελεί ακόμα ένα δείκτη για την σημαντικότητά του στην βιομηχανία τροφίμων. Επιπρόσθετα, η κατανάλωση ωμών φυτικών ιστών, ενέχει τον κίνδυνο τροφοδηλητηριάσεων από παθογόνα στελέχη που ανιχνεύονται στην επιφάνεια τους λόγω διασταυρούμενης επιμόλυνσης. Ωστόσο, η ικανότητα παθογόνων στελεχών να αναπτύσσονται στην επιφάνεια φυτικών ιστών και να σχηματίζουν βιο-υμένια χρήζει περαιτέρω μελέτης. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν οι κινητικές παράμετροι του παθογόνου στελέχους Salmonella Typhimurium (CDC )σε (i) εργαστηριακό θρεπτικό υπόστρωμα (Luria Bertani broth, LB) και (ii) εκχύλισμα φυτικού ιστού ρόκας εμβολιάστηκαν με το στέλεχος Salmonella Typhimurium. Απαρίθμηση του πληθυσμού και μεταβολομική ανάλυση (HEADSPACE/SPME- GC/MS) των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε κατά την επώαση σε θερμοκρασία 20 C. Ο πληθυσμός του στελέχους βρέθηκε να είναι κατά ένα δεκαδικό λογάριθμο περίπου μικρότερος στο εκχύλισμα ρόκας σε σχέση με το θρεπτικό υπόστρωμα LB, ενώ σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν στην συγκέντρωση των μεταβολικών προϊόντων κατά την ανάπτυξη στα δύο θρεπτικά μέσα. Συγκεκριμένα, στην ομάδα των αλκοολών, παρατηρήθηκαν μεγαλύτερες συγκεντρώσεις στην περίπτωση του εργαστηριακού μέσου σε σύγκριση με το φυτικό εκχύλισμα, ενώ σε άλλες περιπτώσεις, μεταβολίτες που ανιχνεύτηκαν στο πρώτο δεν βρέθηκαν στην ρόκα και αντίστροφα. Επιπρόσθετα, στην περίπτωση του φυτικού εκχυλίσματος, φάνηκε να παράγονται εστέρες του ισοθειοκυανικού οξέος (isothiocyanates), δευτερογενή μεταβολικά προϊόντα, που έχει αναφερθεί ότι χρησιμοποιούνται από διάφορα φυτά ως άμυνα εναντίον παθογόνων μικροοργανισμών. Στο ίδιο θρεπτικό μέσο, ανιχνεύτηκε η ουσία γ-βουτυρολακτόνης (γbutyrolactone) που αναφέρεται ότι ελέγχει τον δευτερογενή μεταβολισμό και την κυτταρική διαφοροποίηση. Από τα αποτελέσματα αυτά, προκύπτει ότι το παθογόνο αυτό στέλεχος μπορεί και αναπτύσσεται σε εκχύλισμα ρόκας, ενώ περαιτέρω μελέτη απαιτείται για την ικανότητά του να αναπτύσσεται υπό 111

113 μορφή βιο-υμενίων σε φυτικούς ιστούς, καθώς και του ελέγχου της παθογένειας του κατά την ανάπτυξη του σε αυτά. Ευχαριστίες Η εργασία χρηματοδοτήθηκε από την πράξη Θαλής: «Βιολογική ολιστικη προσέγγιση της δυναμικής Μορφής Επιβίωσης παθογόνων βακτηριακών σχηματισμών - ΒΙΟΥΜΕΝΙΑ», υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση" (ΕΠΕΔΒΜ) και συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο (ΕΚΤ)." 112

114 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΦΛΑΤΟΞΙΝΗΣ Β 1 ΑΠΟ ΜΥΚΗΤΕΣ ΠΟΥ ΑΠΟΜΟΝΩΘΗΚΑΝ ΑΠΟ ΜΑΥΡΗ ΣΤΑΦΙΔΑ ΚΡΗΤΗΣ ΚΑΙ ΚΟΡΙΝΘΟΥ Α. Καναπίτσας 1, Π. Κωσταρέλου 1, Μ. Ταβουλάρη 1, Ε. Καψανάκη-Γκότση 2, Π. Μαρκάκη 1 1 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, 15784, Αθήνα 2 Εργαστήριο Συστηματικής και Οικολογίας, Τμήμα Βιολογίας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Πανεπιστημιούπολη Ζωγράφου, 15784, Αθήνα Περίληψη Οι αφλατοξίνες είναι μεταβολίτες που παράγονται από τους μύκητες A.flavus και A.parasiticus. Η αφλατοξίνη Β 1 (ΑΦΒ 1 ) είναι ισχυρά καρκινογόνος ένωση. Βρίσκεται κυρίως σε δημητριακά, ξηρούς καρπούς, ξηρά φρούτα κ.α. Στην παρούσα εργασία απομονώθηκαν τρία στελέχη Aspergillus (A.) section Nigri (ATHUM 6998, 6999, 7000) από μαύρη σταφίδα Κρήτης και ένα στέλεχος A.section Nigri (ATHUM 6997) από μαύρη σταφίδα Κορίνθου. Μελετήθηκε η παραγωγή ΑΦΒ 1 από τα στελέχη αυτά, στα δείγματα σταφίδας, από πού αρχικά είχαν απομονωθεί και σε εκλεκτικό θρεπτικό υλικό Yeast Extract Sucrose medium (YES) σε σύγκριση με το αφλατοξινογόνο μύκητα A.parasiticus. Η εξέταση για την παραγωγή ΑΦΒ 1 στη σταφίδα και στο YES έγινε την 0 η, 3 η, 7 η, 9 η, 12 η και 15 η ημέρα επώασης. Tα αποτελέσματα έδειξαν την παραγωγή ΑΦΒ 1 από όλα τα στελέχη τόσο σε θρεπτικό υλικό YES όσο και στις σταφίδες όπου αρχικά απομονώθηκαν. Στο YES, όλα τα στελέχη Aspergillus section Nigri παρήγαγαν μέγιστη ποσότητα ΑΦΒ 1 τη 12 η ημέρα (0,064-1,09μg/κωνική), σε σύγκριση με τον μύκητα αναφοράς A.parasiticus που παρουσίασε τη μέγιστη παραγωγή ΑΦΒ 1 την 15 η ημέρα (77,79μg/κωνική). Η παραγωγή ΑΦΒ 1 από τον Α.parasiticus στη σταφίδα Κορίνθου την 12 η ημέρα είναι 48 φορές χαμηλότερη από την παραγωγή σε YES την αντίστοιχη ημέρα, ενώ η παραγωγή ΑΦΒ 1 από τον Α.parasiticus στη σταφίδα Κρήτης είναι φορές χαμηλότερη από το YES την αντίστοιχη ημέρα. Οι υπόλοιποι τέσσερις μύκητες A.section Nigri παρουσιάζουν μέγιστη παραγωγή ΑΦΒ 1 στη σταφίδα από 0,0052 0,087 μg/κωνική. Στα δείγματα σταφίδας Κρήτης η παραγωγή ΑΦΒ 1 είναι 237, 149 και 12 φορές χαμηλότερη για τα στελέχη A. section Nigri 6998, 6999 και 7000 αντίστοιχα τη 12 η ημέρα σε σύγκριση με το YES, ενώ για το στέλεχος 6997 στη σταφίδα Κορίνθου είναι 1,6 φορές μικρότερη. Από τα παραπάνω φαίνεται ότι η παραγωγή της ΑΦΒ 1 επηρεάζεται: 1) από το υπόστρωμα που αναπτύσσεται ο μύκητας και 2) το στέλεχος του μύκητα. Επομένως στην παρούσα εργασία συμπεραίνουμε ότι οι σταφίδες Κρήτης και Κορίνθου δεν είναι ευνοϊκό υπόστρωμα για την παραγωγή ΑΦΒ 1 από τους μύκητες που μελετήθηκαν. 113

115 Abstract Aflatoxins are secondary metabolites produced by A. flavus and A. parasiticus. Aflatoxin B 1 (AFB 1 ) is a powerful carcinogenic compound. It is mainly found in cereals, nuts, dried fruits etc. In the present study, three strains Aspergillus (A.) section Nigri (ATHUM 6998, 6999, 7000) were isolated from black Cretan raisins and one strain A. section Nigri (ATHUM 6997) was isolated from black Corinthian raisins. The production of AFB 1 in those strains was investigated in the raisin samples, from which they had been originally isolated. The production of AFB 1 was investigated into the Yeast Extract Sucrose Medium (Yes) in comparison to the aflatoxinogenic fungus A. parasiticus. AFB 1 production into the raisins and into the Yes medium was examined on the 0, 3 rd, 7 th, 9 th, 12 th, 15 th day of incubation. The results showed the production of AFB 1 by all the strains into the Yes medium, and into the raisins from which they were originally isolated. In the Yes medium all the strains Aspergillus section Nigri produced AFB 1 the 12 th day (0,064 1,09 μg/flask), in comparison to the control strain A. parasiticus which had maximum production of AFB 1 the 15 day (77,79 μg/flask). The AFB 1 production of A. parasiticus in Corinthian raisin the 12 day is 48 times lower than the production in the Yes medium the corresponding day, while the AFB 1 production by A. parasiticus in Cretan raisin is 13,086 times lower than the Yes medium the corresponding day. The four A. section Nigri fungi had maximum production of AFB 1, in Cretan raisin, from 0,0052 0,087 μg/flask. In the samples of Cretan raisin the AFB 1 production is 237, 149 and 12 times lower for the strains A. section Nigri 6998, 6999 and 7000 respectively the 12 th day, in comparison to the Yes medium, while for the strain 6997 in Cretan raisin it is 1.6 times smaller. From the above, it is shown that the AFB 1 production is affected from: 1) the medium in which the fungus grows and 2) the type of the fungus. Consequently, in the present study, we conclude that Cretan and Corinthian raisins are not a favorable substrate for the AFB 1 production from the fungi which were investigated. 114

116 Histamine levels in commercial cured and canned fish products commonly consumed in Greece D.P. Houhoula, A. Batrinou, G. Giannakis, K. Filios, Ε. Siskos, D. Toulis, V.R. Kyrana and V.P. Lougovois Department of Food Technology, Technological Educational Institution of Athens, Agiou Spyridonos, Egaleo, Greece Abstract Histamine levels were assayed in a variety of commercial cured and canned fish products commonly consumed in Greece. Product samples of different brand names were collected from retail markets in the Athens district and analysed using two competitive ELISA test kits: "Neogen Veratox " and "Labor Diagnostika Nord-Histamine Food Elisa". The products tested included drysalted anchovies and sardines, ripened anchovy fillets in vegetable oil, salted-dried mackerel, brined tuna and bonito, hot- and cold-smoked herring and vacuum-packed herring fillets, smoked mackerel, canned light tuna in brine and oil, canned sardines in vegetable oil, and smoked mackerel fillets canned in oil. Cured products were analysed also for parameters relating to microbiological stability and/or degree of spoilage; the data obtained for these parameters were as follows: salt content ( %), moisture content ( %), water phase salt, wps ( %), water activity, aw ( ), ph value ( ), total volatile basic nitrogen level, TVB- N ( mg N/100 g). Low histamine concentrations, not exceeding 2.55 mg/kg, were found in all samples of the canned products examined (tuna, sardines, smoked mackerel), indicating good freshness quality of the raw material used for canning. Low levels of the biogenic amine ( mg/kg) were found also in dry salted sardines, salted-dried mackerel, brined tuna and bonito, with the average content in these products being lower than 1.0 mg/kg. Ripened anchovies and smoked herring exhibited considerably higher levels of histamine, averaging 4.95 and mg/kg, respectively. While "non compliant" samples were not observed with processed anchovies, two out of the sixteen smoked herring samples tested (12.5%) contained histamine concentrations greater than the US FDA hazard action level of 50 mg/kg. Depending on the post-harvest handling of the fish, the processing technique and storage conditions, cured fish may contain unacceptable levels of biogenic amines. 115

117 Biotechnology and Foods: Benefits and Concerns Α. Labropoulos, S. Anestis, and M. Pagoni Technological Educational Institution of Athens, Greece Abstract A new technology rarely receives a broad and enthusiastic welcome. Biotechnology, however, is no exception. Potential advantages in agriculture include: increased crop resistance to pests, disease, and environmental stress; increased crop yields; and decreased production costs. Potential advantages for consumers include: improved organoleptic and nutritional quality; improved shelf-life of fresh fruits and vegetables; and reduced allergen concentrations. In Food Technology (Bio-processing), biotechnology enables optimization of microorganisms and enzymes necessary for processing of fermented foods such as cheeses resulting in food ingredients of higher quality. In Diet, Nutrition, and Health, biotechnology has the potential to provide more food to the world and foods of improved nutritional composition. Potential allergenicity can be assessed and is an important part of a comprehensive safety assessment protocol. Many concerns on naturally occurring toxicants are endogenous to food sources while others are formed in or on foods naturally or as a result of storage or normal processing. For environmental benefits, biotechnology has been used to develop herbicide-tolerant crops that enable the use of comparatively environmentally benign herbicides. Existing scientific evidence leads to the conclusion that there is no increased adverse health or environmental effects attributable to the use of bio-technology in food production Introduction The term biotechnology means different things. In general, food biotechnology is the integration of food science and engineering to provide new products by the application of organisms, cells, parts thereof, molecular analogs, etc. But in a specific way, biotechnology considers new DNA techniques, molecular biology, and to the genetic engineering techniques developed lately. Biotechnology encompasses application in biology, genetics, and biochemistry to advance technical and industrial processes and techniques ranging from drug development, fish farming, forestry, crop development, fermentation, etc. However, biotechnology has been used for centuries in food processing (beer and wine making) but only recently has it gained attention as a process to manipulate DNA of bacteria, plants, and animals. Genetic engineering (GE) began in the early 1970s when California scientists discovered how to make recombinant DNA (rdna) using restriction enzymes to cut and paste DNA. Recombinant DNA techniques allow the transfer of genetic material across species barriers giving 116

118 a bacterium, plant, or animal a trait that it does not possess naturally. The first generation of GE foods has been created toward the production of crops engineered for disease and insect resistance to prevent crop losses making weed management easier. Transgenic crops were first planted commercially in Since then, their use has increased rapidly [4]. By 1999, 70 million acres were planted in the United States alone, and a total of 98.6 million acres were planted globally [1]. Examples of currently approved GE crops in the United States include glyphosateresistant soybeans, insect-resistant corn and potatoes, and virusresistant squash [2]. Biotechnology proponents promise that the second generation of GE foods and crops will provide consumers and farmers with more benefits. Healthier foods, such as cereal grains with increased amounts of soluble and insoluble fiber, milk with improved calcium bioavailability, and vegetables with boosted levels of antioxidants are some of the beneficial objects of biotechnology [3]. Agricultural biotechnology research can contribute to improved yields for poor farmers and make more plentiful, affordable, and nutritious food for consumers, worldwide [4]. Although claims of GE foods and crops have many potential benefits - from a healthier food supply to improved crops yields and decreased pesticide use- more and more controversy is being generated worldwide as to whether or not GE foods and crops are safe for human consumption and the environment [5]. Most of the controversial stems - disagreements over GE foods and crops should be regulated in a proper way including whether or not individual. Food biotechnology is a rapidly expanding field of science which provides powerful tools for the sustainable development of agriculture as well as the food industry with many different applications / investigations into genetic engineering, molecular biology, and cell cultures have been increasing significantly [6]. Traditional food biotechnology Traditional biotechnology refers to the conventional techniques of fermentation processes that have been used for many centuries to produce beer, wine, cheese, bread, and other foods. The fermentation of food is conversion of certain carbohydrates to other products such as alcohol, glycerol, lactic and acetic acid, by yeast or bacterial actions [7,8]. For example, enzymes have been applied to practical uses for years to develop a great variety of plants, animals, and microorganisms for the production of a wide range of food products and ingredients for processed foods [9]. Modern food biotechnology Modern biotechnology embraces all methods of genetic modification by recombinant DNA and cellfusion techniques together with the modern developments of traditional food biotechnological processes. Genetic modification involves the insertion of one or a small number of well characterized genes into the food plant, animal, or microorganism and they are strongly related to fields such as genetic engineering, molecular biology, protein engineering, biochemical 117

119 engineering, and processes involving monoclonal antibodies, which are beginning to have a considerable impact on food processing [10]. Modern biotechnology will play the role not only the production of new foods but also the preservation of raw materials, increased shelf-life of final products, and the planned alteration of their nutritional and functional properties. Some applications of modern biotechnological (genetic) engineering techniques are: increasing the resistance of plants to diseases and pests, herbicides or pesticides; developing plants to withstand more extreme environmental conditions; developing foods with specific improved quality properties, e.g. sensorial and nutritional; adapting microorganisms for more efficient food production; producing natural food ingredients (amino acids, organic acids, vitamins, etc.); and obtaining enzymes, antibodies and microorganisms to monitor food production. Benefits and risks of food biotechnology Farmers have relied on the newest technology to produce and enhance foods that possess specific beneficial traits for the grower, producer, and also the consumer. The current benefits of biotechnology include disease resistance, reduced pesticide use, herbicide tolerance, more rapid growth of crops, producing higher yields and also benefit the environment, including water and soil conservation while enhancing the nutritional characteristics of foods, food taste and quality [11]. During the last five years, the planting of transgenic crops has increased and more genetically enhanced products are expected to be on the market in the years to come. Thus, some of the benefits that can be expected in the near future include: (i) Reduced levels of natural toxins in plants; (ii) Simpler and faster methods to locate pathogens, toxins, and contaminants; and (iii) Extending the self time of products (delayed spoilage). The world population is expected to double by the year 2050 and new technologies needed to approach biotechnology s potential to help avoid starvation in the next century. Another economic and environmental benefit is in the area of fertilizer use which is wasted and can end up in water sources, damaging the environment. Benefits that can be expected further down the road include producing safer foods through reduction of allergenic proteins drought and flood tolerance and salt and metal tolerance; and applications are more acceptable than others. It will be necessary, therefore, to develop programs to educate the public about the benefits and problems of biotechnology in the production and processing of food. Appropriate regulation is a prerequisite from the point of view of the general public and the food industry [12]. Although there is no such thing as zero risk for any food, consumers can be confident that foods produced using biotechnology meet the government s food-safety standards. 118

120 References 1. James C, ed. Global Review of Commercialized Transgenic Crops: No. 12. Ithaca. NY: International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA); Biotechnology Information Center. Commercialized Biological-Based Products in the Food and Agriculture Industries. Beltsville, MD: National Agricultural Library; Rohlfing C. Longevity's latest drugs: milk, carrots, bread, and oj. Food Techno/. 1991; 44: Pinstrup-Anderson P, Cohen M. Modern Biotechnology for Food and Agriculture: Risks and Opportunities for the Poor. Washington DC: International Food Policy Research Institute; October Juma C, Gupta A Safe use of biotechnology. In: Persley GJ. ed. Biotechnology for Developing Country Agriculture: Problems and Opportunities. 20/20Vision Focus 2: Brief 6 out of 10. Washington DC: International Food Policy Research Institute; October Altman A (1998) Agricultural Biotechnology. New York: Marcel Dekker. 7. European Federation of Biotechnology (EFB) Task Group on Public Perceptions of Biotechnology (1997). Biotechnology in Foods and Drinks Inform. London, UK: EFB 8. IFT (2000) Genetically modified organisms. Food Technology 54: Kaufman PB, Cseke LJ, Warber S, Duke JA and Brielmann HL (1999) Natural Products from Plants. Boca Raton, FL: CRC Press. 10. Lappe M and Bailey B (1999) Against the Grain. The Genetic Transformation of Global Agriculture. London: Earthscan Publications. 11. Lee BH (1996) Fundamentals of Food Biotechnology. New York: VCH Publishers. 12. Menrad K, Agrafiotis D, Enzing CM, Lemkow L and Terragni F (1999) Future Impacts of Biotechnology on Agriculture, Food Production and Food Processing. London: Springer. 119

121 120

122 Συνεδρία Γ1 121

123 122

124 BIOtechnological COrinthian Raisin EXtract ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ & ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΟΣ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΜΑΥΡΗΣ ΚΟΡΙΝΘΙΑΚΗΣ ΣΤΑΦΙΔΑΣ Παύλος Κορδοπάτης 1, Φωτεινή Ν. Λάμαρη 1, Γιώργος Ν. Πάϊρας 2, Άλεξ Παύλου 3, Κώστας Κατσογιάννης 3, Brian F.C. Clark 3, Χαράλαμπος Πισιμίσης 4, Βελέντζας Δημήτριος 4 1 Εργαστήριο Φαρμακογνωσίας & Χημείας Φυσικών Προϊόντων, 2 Εργαστήριο Φαρμακευτικής Χημείας, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών. 3 CORINGREEN SA, 4 THANOS VINEGAR SA. * corresponding author: Η ηγέτιδα εταιρεία εξαγωγής ξυδιού στην Ελλάδα ΘΑΝΟΣ ΑΕΒΕ, σε συνεργασία με την εταιρεία πράσινης βιοτεχνολογίας CORINGREEN SA, και το Τμήμα Φαρμακογνωσίας της Φαρμακευτικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, εφαρμόζουν πρωτότυπα μοντέλα μεταφοράς τεχνολογίας και τελικής βιομηχανικής εφαρμογής, για τον φυτοχημικό προσδιορισμό, βιοχημικό χαρακτηρισμό και βιοτεχνολογική παραγωγή του FLAVOCORIN, τού πρώτου αντιοξειδωτικού βιοδραστικού μοριακού συμπλόκου Μαύρης Κορινθιακής Σταφίδας. Η ομάδα έργου έξυπνης εξειδίκευσης με υψηλό δυναμικό καινοτομίας έντεκα επιστημόνων, θα παράξει με την χρήση καινοτόμου βιοτεχνολογικής πλατφόρμας (σύμφωνα με τα διεθνή standards (FDA/GMP)-και θα προωθήσει το τελικό προϊόν σε δύο εκδοχές: α) FLAVOCORIN vinegar στο Ελληνικό ξύδι τύπου balsamico. β) FLAVOCORIN FC σε συμπληρώματα διατροφής και καλλυντικά στην αγορά του φαρμακείου. Το τελικό προϊόν θα κατοχυρωθεί με δύο αιτήσεις Ελληνικής και Ευρωπαϊκής πατέντας και θα αποτελέσει εφαλτήριο ίδρυσης ενός νέου εταιρικού τμήματος βιοδιύλισης μαύρης σταφίδας (με την ονομασία BIOCOREfinery) και εισόδου σε νέες απαιτητικές και ανταγωνιστικές αγορές. Με τον τρόπο αυτό το έργο συμβάλλει στη δυναμική ανάπτυξης της περιοχής και υποστηρίζει την βιωσιμότητα του ενδογενούς δυναμικού, την συγκράτηση του ανθρώπινου κεφαλαίου και την μείωση της εξωτερικής μετανάστευσης. Έτσι η τοπική αγροτική κοινότητα διατηρεί την πληθυσμιακή της βάση που είναι απαραίτητη για την αναπτυξιακή διαδικασία. Όσον αφορά δε τις αμιγώς ελληνικές εξαγωγικές βιομηχανίες τροφίμων και καλλυντικών, η συνεργασία θα είναι σε αυτή την περίπτωση άμεση υποκαθιστώντας την εισαγωγή ακριβών πρώτων υλών, καλύπτοντας με αυτό τον τρόπο το σημαντικό κενό που υπάρχει στην ελληνική αγορά, αυξάνοντας την κερδοφορία τους, μειώνοντας το κόστος παραγωγής τους, προσφέροντάς τους ταυτόχρονα ισχυρά ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα και αναβαθμίζοντας την ποιότητα του τελικού προϊόντος του πελάτη-εταιρεία. 123

125 ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΙΚΟΥ ΕΚΧΥΛΙΣΜΑΤΟΣ ΑΠΟ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΝΘΥΛΑΚΩΣΗ ΤΟΥ ΣΕ ΠΡΩΤΕΪΝΗ ΤΥΡΟΓΑΛΑΚΤΟΣ, ΜΑΛΤΟΔΕΞΤΡΙΝΗ ΚΑΙ ΖΕΛΑΤΙΝΗ Ζηνοβία Φουστέρη 1, Δημήτριος Στάγκος 1, Κωνσταντίνος Πετρωτός 2, Ιωάννης Ματσούκας 2, Γεώργιος Κεφαλάκης 2, Χρήστος Μαντάς 2, Πασχάλης Γκουτσίδης 2, Ευθαλία Κερασιώτη 1, Αγαθός Φιλίντας 2, Δημήτριος Κουρέτας 1 1 Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Πλούτωνος 26 & Αιόλου, Λάρισα Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Τ.Ε.Ι. Θεσσαλίας, Λάρισα Περίληψη Τα απόβλητα ελαιοτριβείου, αν και δημιουργούν σημαντικά περιβαλλοντολογικά προβλήματα, είναι πλούσια σε φυτικές πολυφαινόλες, οι οποίες είναι βιοδραστικές ενώσεις με ευεργετικές επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία λόγω κυρίως της αντιοξειδωτικής τους δράσης (1). Έτσι, στην παρούσα μελέτη απομονώθηκε πολυφαινολικό εκχύλισμα από απόβλητα ελαιοτριβείου με τη μέθοδο της υπερκρίσιμης εκχύλισης με διοξείδιο του άνθρακα. Στη συνέχεια το εκχύλισμα ενθυλακώθηκε σε πρωτεΐνη τυρογάλακτος, σε μαλτοδεξτρίνη, σε ζελατίνη ή σε συνδυασμούς των προηγούμενων υλικών με σκοπό να αυξηθεί η βιοδιαθεσιμότητα και άρα η βιοδραστικότητα του εκχυλίσματος. Η ενθυλάκωση έγινε με τη μέθοδο της ξήρανσης με ψεκασμό (spray drying). Αρχικά, τα ενθυλακωμένα δείγματα εξετάστηκαν για την αντιοξειδωτική τους δράση με μία in vitro μέθοδο που βασίζεται στην εξουδετέρωση της ελεύθερης ρίζας του ABTS.+. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ενθυλακωμένα δείγματα είχαν αντιοξειδωτική δράση με τιμές IC 50 που κυμαινότανε από 145 έως 710 μg/ml. Επίσης, προσδιορίστηκε, με τη μέθοδο της πρόκλησης θραυσμάτων σε πλασμιδιακό DNA, η ικανότητα των δειγμάτων να αναστέλλουν βλάβες σε DNA προκαλούμενες από ελεύθερες ρίζες περοξυλίου (ROO ) που παράγονται από θερμική διάσπαση της ένωσης 2,2 -azobis(2- amidinopropane hydrochloride (AAPH). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα δείγματα προστάτευαν από τις προκαλούμενες από ελεύθερες ρίζες βλάβες στο DNA με τιμές IC 50 που κυμαινότανε από 397 έως 2300 μg/ml. Επιπλέον, εξετάστηκε η ικανότητα των δειγμάτων να επιδρούν στους αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς σε ανθρώπινα ενδοθηλιακά κύτταρα προσδιορίζοντας τα συνολικά επίπεδα των ελευθέρων ριζών (ROS) καθώς και της γλουταθειόνης (GSH) με κυτταρομετρία ροής. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα δείγματα μειώνουν τις ROS και αυξάνουν τη GSH και άρα ενισχύουν τους κυτταρικούς αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα δείχνουν πως πολυφαινολικά εκχυλίσματα από απόβλητα ελαιοτριβείου μετά από ενθυλάκωσή τους έχουν ισχυρή αντιοξειδωτική δράση και έτσι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως συμπληρώματα διατροφής ή σε βιολειτουργικά τρόφιμα. 124

126 Βιβλιογραφία 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): Ευχαριστίες H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) - Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. STUDY OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF A POLYPHENOLIC EXTRACT FROM OLIVE MILL WASTE WATER AFTER THEIR ENCAPSULATION IN WHEY PROTEIN, MALTODEXTRIN AND GELATIN Zinovia Fousteri 1, Dimitrios Stagos 1, Konstantinos Petrotos 2, Ioannis Matsoukas 2, Georgios Kefalakis 2, Christos Mantas 2, Pashalis Goutsidis 2, Efthalia Kerasioti 1, Agathos Filintas 2, Dimitrios Kouretas 1 1 Department of Biochemistry & Biotechnology, University of Thessaly, Ploutonos 26 & Aiolou, Larissa Department of Biosystems Engineering, Technological Educational Institution of Larissa, Larissa 4110, Greece Abstract Although olive mill waste waters (OMWW) cause serious environmental problems, they are rich in plant polyphenols, bioactive compounds having beneficial effects on human health, especially due to their antioxidant activity (1). Thus, in the present study, a polyphenolic extract was isolated from OMWW using the supercritical carbon dioxide method. Afterwards, the extract was encapsulated in whey protein, maltodextrin and gelatin or in combinations of these materials using the spray drying method in order to increase their bioavailability. Then, the encapsulated extracts were examined for their antioxidant activity using the ABTS + radical scavenging assay. The results showed that the encapsulated samples had antioxidant activity with IC 50 values from 145 to 710 μg/ml. Moreover, the DNA plasmid breakage assay was used to assess the samples activity to inhibit DNA damage induced by peroxy radicals (ROO ) produced from thermal decomposition of 2,2-125

127 azobis(2-amidinopropane hydrochloride (AAPH). The results showed that the samples protected from peroxy radical-induced DNA damage with IC 50 values from 397 to 2300 μg/ml. Furthermore, it was examined the samples ability to affect the antioxidant mechanisms in human endothelial cells by estimating the total reactive oxygen species (ROS) levels and GSH levels by flow cytometry. The results showed that the encapsulated extracts reduced ROS and increased GSH levels, and thus suggesting the enhancement of antioxidant mechanisms. In conclusion, the results showed that polyphenolic extracts from OMWW after encapsulation have strong antioxidant activity, and consequently they may be used as food supplements or for the development of biofunctional foods. References 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): Acknowledgments This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund - ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: ARCHIMEDES III. Investing in knowledge society through the European Social Fund. 126

128 ΟΙ ΤΟΚΟΦΕΡΟΛΕΣ ΣΤΙΣ ΕΛΙΕΣ ΚΑΙ ΤΟ ΕΛΑΙΟΛΑΔΟ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Ελένη Α.Δ. Μαΐστρου 1, Γεώργιος Σειραγάκης 2 1 Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών - Ιερά Οδός 75, , Αθήνα 2 Food Allergens Laboratories - Ι. Ζερβού 1, , Νέο Ηράκλειο Η Food Allergens Laboratories έχει αναπτύξει μια μέθοδο χρησιμοποιώντας HPLC προκειμένου να ανιχνεύσει όλες τις τοκοφερόλες και τοκοτριενόλες σε ελιές και ελαιόλαδο. Αναλύθηκαν 19 τύποι ελληνικού παρθένου ελαιολάδου και 11 δείγματα ελιάς από διάφορες ποικιλίες και περιοχές από όλη την Ελλάδα για τα έτη Παρατηρήθηκαν υψηλές συγκεντρώσεις της άλφατοκοφερόλης στα περισσότερα των επιλεγέντων δειγμάτων, με τιμές της τάξεως των 110 έως 300 mg/kg (> 250 mg/kg σε 75% των δειγμάτων). Συγκρίθηκαν εν σειρά, 2 διαφορετικά συστήματα ανίχνευσης HPLC, με φθορισμό και με υπεριώδη ακτινοβολία για τον ποσοτικό προσδιορισμό των τοκοφερολών και των τοκοτριενολών στις ελιές και στο ελαιόλαδο. Τα καλύτερα αποτελέσματα ελήφθησαν με το σύστημα ανίχνευσης φθορισμού, που εφαρμόστηκε με επιτυχία σε 30 δείγματα. Ως υποστήριξη της εγκυρότητας της μεθόδου οι παράμετροι που αξιολογήθηκαν ήταν η γραμμικότητα, το όριο της ανίχνευσης, η επαναληψιμότητα και η ανάκτηση των αποτελεσμάτων. Όλα τα δείγματα που μελετήθηκαν, παρουσίασαν παρόμοια ποιοτικά χαρακτηριστικά με έξι ταυτοποιημένες ενώσεις: άλφα-t, βήτα-t, γάμμα-t, δέλτα-t, άλφα-t3, και γάμμα-t3. Η άλφατοκοφερόλη (άλφα-τ) ήταν το κύριο ισομερές της βιταμίνης Ε σε όλα τα δείγματα, από 80 έως 250 mg/kg. Οι διαφορετικές ποικιλίες ελιάς φαίνεται να επηρεάζουν τη σύνθεση των τοκοφερολών και τοκοτριενολών και ειδικότερα την περιεκτικότητά τους σε βήτα-τ, γάμμα-τ, δέλτα-t, αλφα-τ3 και γάμμα-τ3. Λέξεις κλειδιά Ελιά, ελαιόλαδο, τοκοφερόλες, HPLC. 127

129 ΜΕΛΕΤΗ IN VIVO ΤΗΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΧΥΜΟΥ ΡΟΔΙΟΥ Χρυσούλα Ματθαίου 2, Ελένη Σαράφογλου 1, Νικόλαος Γκουτζουρέλας 1, Δημήτριος Στάγκος 1, Σέρκος Χαρουτουνιάν 2, Δημήτριος Κουρέτας 1 1 Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Πλούτωνος 26 & Αιόλου, Λάρισα Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Ιερά Οδός 75, Αθήνα Εισαγωγή Μεγάλο ενδιαφέρον έχει εκδηλωθεί τα τελευταία χρόνια για την παραγωγή και χρήση τροφών φυτικής προέλευσης με αντιοξειδωτικές ιδιότητες για την πρόληψη ασθενειών που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες (1). Μελέτες έχουν δείξει ότι ο χυμός ροδιού έχει ευεργετικές ιδιότητες στον ανθρώπινο οργανισμό λόγω της περιεκτικότητάς του σε βιταμίνες C, K και B καθώς και σε μια κατηγορία ενώσεων που ονομάζονται πολυφαινόλες. Οι πολυφαινόλες είναι συστατικά με ισχυρή αντιοξειδωτική δράση που βρίσκονται σε φυτικές τροφές και συμβάλουν στη βελτίωση της υγείας του ανθρώπινου οργανισμού (1). Έτσι, εξετάστηκε η αντιοξειδωτική δράση του χυμού ροδιού μετά από χορήγησή του σε ανθρώπους. Μέθοδος Στη μελέτη συμμετείχαν 14 υγιείς εθελοντές, που δεν λάμβαναν φαρμακευτική αγωγή ή συμπληρώματα διατροφής και κατανάλωσαν για 15 ημέρες μισό λίτρο φυσικού χυμού ροδιού ανά ημέρα. Ο χυμός ήταν της εταιρείας VITOM Αφοι Χριστοδούλου. Στη συνέχεια, μελετήθηκε η μεταβολή δεικτών οξειδωτικού στρες στο αίμα σε τέσσερις χρονικές στιγμές. Έτσι, έγινε αιμοληψία πριν την χορήγηση του χυμού, αμέσως μετά τις 15 ημέρες λήψης χυμού καθώς και μετά από μία και τρεις εβδομάδες από την διακοπή της λήψης του χυμού. Οι δείκτες που μελετήθηκαν ήταν η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα πλάσματος TAC, τα επίπεδα της μαλονικής διαλδεΰδης (MDA, δείκτης λιπιδικής υπεροξείδωσης), η ανηγμένη γλουταθειόνη (GSH), τα πρωτεινικά καρβονύλια (CARB, δείκτης πρωτεϊνικής οξείδωσης) και η δραστικότητα της καταλάσης (CAT). Αποτελέσματα Συμπεράσματα Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η GSH αυξήθηκε σημαντικά αμέσως μετά το πέρας της λήψης του χυμού κατά 22,6%, η MDA μειώθηκε σημαντικά κατά 24,4% μια βδομάδα μετά τη διακοπή της λήψης του χυμού και τα CARB ήταν σημαντικά μειωμένα κατά 19,6% αμέσως μετά την διακοπή της λήψης του χυμού και κατά 17,7% μια βδομάδα μετά. Η TAC και η δραστικότητα της καταλάσης δεν επηρεάστηκαν σημαντικά. Με βάση την αξιολόγηση των ανωτέρω, φαίνεται ότι ο χυμός του ροδιού μπορεί να έχει θετική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία μέσω της αντιοξειδωτικής του δράσης. 128

130 Βιβλιογραφία 1) Apostolou A, Stagos D, Galitsiou E, Spyrou A, Haroutounian S, Portesis N, Trizoglou I, Wallace Hayes A, Kouretas D. Assessment of polyphenolic content, antioxidant activity, protection against ROS-induced DNA damage and anticancer activity of Vitis vinifera stem extracts. Food Chem Toxicol (in press). IN VIVO STUDY OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF POMEGRANATE JUICE Chrysoula Mathaiou 2, Eleni Sarafoglou 1, Νikolaos Goutzourelas 1, Dimitrios Stagos 1, Serkos Haroutounian 2, Dimitrios Kouretas 1 1 Department of Biochemistry & Biotechnology, University of Thessaly, Ploutonos 26 & Aiolou, Larissa Agricultural University of Athens, Iera odos 75, Athens Introduction A great deal of interest has recently been shown on the production and use of plant foods with antioxidant properties in order to prevent diseases related to oxidative stress (1). Studies have shown that pomegranate juice has beneficial effects on human organism as it contains vitamins C, K and B as well as a phytochemical compounds called polyphenols. Polyphenols, components with strong antioxidant activity, can be found in plant foods and contribute to the improvement of human health (1). Thus, pomegranate juice s antioxidant activity has been examined after its administration to humans. Method In this study, 14 healthy volunteers who did not get any medicines or any dietary supplements consumed daily half a liter of pomegranate juice for a period of 15 days. The juice was produced by the company VITOM Christodoulou. Then, changes of oxidative stress markers in blood were estimated at four different time points. Thus, blood was taken before the juice administration, just after the 15 days of juice administration as well as one and three weeks after the interruption of juice administration. The markers that have been studied were the total antioxidant capacity (TAC) in plasma, the levels of Malondialdehyde (MDA, a lipid peroxidation marker), reduced glutathione (GSH), protein carbonyls (CARB, a protein oxidation marker) and catalase activity (CAT). Results Conclusions Results have shown that GSH was increased significantly just after the end juice administration by 22.6%, MDA, after a week of the end of juice consumption, was reduced significantly by 24.4% 129

131 and CARB were reduced significantly by 19.6% just after the interruption of juice administration, and by 17.7% a week after the end of juice consumption. TAC and catalase activity were not affected. Based on the evaluation of the above, pomegranate juice seems to have a positive effect on human health through its antioxidant activity. References 1) Apostolou A, Stagos D, Galitsiou E, Spyrou A, Haroutounian S, Portesis N, Trizoglou I, Wallace Hayes A, Kouretas D. Assessment of polyphenolic content, antioxidant activity, protection against ROS-induced DNA damage and anticancer activity of Vitis vinifera stem extracts. Food Chem Toxicol (in press). 130

132 Προσδιορισμός δεικτών οξειδωτικού στρες στο αίμα κοτόπουλων κρεατοπαραγωγής που υπέστησαν αγωγή με πολυφαινολικά πρόσθετα Κωνσταντίνος Γερασόπουλος 1,2, Δημήτριος Οικονομίδης 1, Δημήτριος Στάγκος 1, Στυλιανός Κόκκας 2, Δημήτριος Καντάς 2, Παναγιώτης Γούλας 2, Σαβουϊδάκη Καλλιόπη 2, Γεώργιος Ντομπρουγάς 2, Κωνσταντίνος Πετρωτός 2, Δημήτριος Κουρέτας 1 1 Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Πλούτωνος 26 & Αιόλου, Λάρισα Τμήμα Μηχανικής Βιοσυστημάτων, Τ.Ε.Ι. Θεσσαλίας, Λάρισα Τα τελευταία χρόνια παρουσιάζεται έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον σχετικά με φυτικές τροφές με αντιοξειδωτική δράση (1). Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διατροφή κοτόπουλων κρεατοπαραγωγής, με ζωοτροφές που περιείχαν πολυφαινολικά πρόσθετα, από επεξεργασμένα υγρά αποβλήτων ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) και από υπολείμματα απόσταξης τριαντάφυλλου έτσι ώστε να διερευνηθεί αν θα υπήρχε ενίσχυση των αντιοξειδωτικών μηχανισμών τους. Τα κοτόπουλα χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες των δώδεκα ατόμων: η Α ομάδα ελέγχου ελάμβανε καλαμπόκι, η Β ομάδα ελάμβανε καλαμπόκι και εκχύλισμα μερικώς εμπλουτισμένο σε πολυφαινόλες από ΥΑΕ, η Γ ομάδα ελάμβανε καλαμπόκι και εκχύλισμα πλήρως εμπλουτισμένο σε πολυφαινόλες από ΥΑΕ και η Δ ομάδα ελάμβανε πολυφαινολικό εκχύλισμα από απόσταξη τριαντάφυλλου. Πραγματοποιήθηκαν τρεις αιμοληψίες από όλα τα κοτόπουλα ανά δέκα ημέρες, αρχίζοντας από την ηλικία των τριάντα ημερών. Μετά από κάθε αιμοληψία, γινόταν συλλογή του πλάσματος για τον προσδιορισμό των TBARS (δείκτης λιπιδικής υπεροξείδωσης), των πρωτεϊνικών καρβονυλίων (δείκτης πρωτεϊνικής οξείδωσης) και της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (TAC). Επίσης, στο ερυθροκυτταρικό αιμόλυμα προσδιορίστηκαν η ανηγμένη γλουταθειόνη (GSH) και η δραστικότητα της καταλάσης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όλα τα πολυφαινολικά πρόσθετα αυξάνουν την αντιοξειδωτική ικανότητα των κοτόπουλων με πιο ισχυρό το πλήρως εμπλουτισμένο σε πολυφαινόλες εκχύλισμα από ΥΑΕ. Συγκεκριμένα, στην πρώτη αιμοληψία η ομάδα Γ, που ελάμβανε το πλήρως εμπλουτισμένο σε πολυφαινόλες εκχύλισμα από ΥΑΕ, είχε αυξημένες τιμές γλουταθειόνης σε σχέση με την ομάδα ελέγχου περίπου στο τετραπλάσιο (από 1,1 σε 4 μmol/gr αιμοσφαιρίνης). Επίσης, η Γ ομάδα σε σχέση με την ομάδα ελέγχου κατά την τρίτη αιμοληψία παρουσίαζε αυξημένες τιμές της TAC κατά 15% (από 1,067 σε 1,255 mmol DPPH/lt πλάσματος), μειωμένες τιμές στην οξείδωση των πρωτεϊνών κατά 43% (από 0,377 σε 0,216 nmol/mg πρωτεΐνης), μειωμένες τιμές στην οξείδωση των λιπιδίων κατά 54% (από 12,3 σε 5,7 μmol/lt πλάσματος), αλλά και αυξημένη δραστικότητα της καταλάσης κατά 58% (από 13,8 σε 21,8 U/mg αιμοσφαιρίνης). Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα δείχνουν πως η χορήγηση πολυφαινολικών πρόσθετων από ΥΑΕ αλλά και από υπολείμματα απόσταξης τριαντάφυλλου ενισχύουν σημαντικά 131

133 τους αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς άμυνας των κοτόπουλων κρεατοπαραγωγής και μάλιστα από την ηλικία των τριάντα ημερών. Βιβλιογραφία 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): Assessment of Oxidative Stress Markers in Broiler s Blood, Treated with Polyphenolic Extracts Konstantinos Gerasopoulos 1,2, Dimitrios Stagos 1, Stylianos Kokkas 2, Dimitrios Kantas 2, Panagiotis Goulas 2, Savouidaki Kalliopi 2, Georgios Domprougas 2, Konstantinos Petrotos 2, Dimitrios Kouretas 1 1 Department of Biochemistry and Biotechnology, University of Thessaly, Ploutonos 26 and Aiolou st., P.C , Larisa, Greece. 2 Department of Biosystem Engineering, Technical Education Institute (T.E.I) of Thessaly, P.C Larisa, Greece. In the last years, there is an intense research interest for plant foods exhibiting antioxidant activity (1). The aim of the present study was the raise of broiler chicks with feed containing polyphenolic additives, from processed OMWW (olive mill waste waters) and distilling rose residues, in order to examine if there would be enhancement of their antioxidant capacity. The broilers were divided into four (4) groups of twelve (12) subjects. The group A was the control group receiving the basic diet throughout the experiment. The group B received in the silage corn a moderately polyphenolic extract from OMWW, the C group received in the silage corn a fully polyphenolic extract from OMWW and the D group received polyphenolic extract by distillation of roses. Three (3) blood collections from all broilers were performed, with time interval between each blood collection of ten days, starting at the age of thirty (30) days. After each blood collection, in plasma, it was examined the TBARS (lipid peroxidation marker), the protein carbonyls (protein oxidation marker) and the total antioxidant capacity (TAC). Moreover, in erythrocyte lysate, the reduced glutathione (GSH) and catalase activity were assessed. The results showed that all of the polyphenolic additives increased the antioxidant capacity of the broilers with the most potent being the fully polyphenolic extract from OMWW. Specifically, in the first blood collection, the group C received the enriched polyphenolic extract from OMWW showed 132

134 four-fold higher (from 1.1 to 4 μmol / gr hemoglobin) GSH levels than the control group. Also, the group C compared with the control group, at the third blood collection, showed higher values of TAC by 15% (from 1,067 to 1,255 mmol DPPH / lt plasma), lower values of protein oxidation by 43% (from to 0,216 nmol / mg protein), lower lipid peroxidation by 54% (from 12.3 to 5.7 μmol / lt plasma) and higher catalase activity by 58% (from 13.8 to 21,8 U / mg hemoglobin). In conclusion, the results indicate that the polyphenolic additives from OMWW and residues from distillation of rose enhance significantly the antioxidant defense mechanisms of broiler chickens, even from the age of thirty days. References 1) Stagos D, Portesis N, Spanou C, Mossialos D, Aligiannis N, Chaita E, Panagoulis C, Reri E, Skaltsounis L, Tsatsakis AM, Kouretas D. Correlation of total polyphenolic content with antioxidant and antibacterial activity of 24 extracts from Greek domestic Lamiaceae species. Food Chem Toxicol (11): Acknowledgments This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund - ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: ARCHIMEDES III. Investing in knowledge society through the European Social Fund. 133

135 134

136 Συνεδρία Γ2 135

137 136

138 Detection of Pathogens in foods by ANSR System Nicola Sillars ΝΕΟGEN Europe, Scotland UK Neogen Corporation develops and markets products dedicated to food and animal safety. The company s Food Safety Division markets dehydrated culture media, and diagnostic test kits to detect foodborne bacteria, natural toxins, genetic modifications, food allergens, drug residues, plant diseases and sanitation concerns. Neogen s Animal Safety Division manufactures and distributes a variety of animal healthcare products, including diagnostics, pharmaceuticals, veterinary instruments, wound care and disinfectants. Neogen Corporation (Nasdaq: NEOG) has received Performance Tested Methods Certification from the AOAC Research Institute for its new ANSR Salmonella assay, which is designed for rapid and definitive detection of Salmonella in food and environmental samples. Neogen recently introduced the ANSR rapid pathogen detection system in May 2012 with the Salmonella and Listeria assay. The issuance of this certificate, Number from the AOAC Research Institute, independently confirms the performance of the assay as equivalent to that of the FDA or USDA reference methods for Salmonella detection. The ANSR system uses an innovative isothermal DNA amplification process to amplify DNA to detectable levels and fluorescent molecular beacon technology for detection of the pathogen target. Combined with ANSR s single enrichment step, Neogen s new pathogen detection method can provide DNA- definitive results for Salmonella in as little as 10 hours from the time the sample is taken. ANSR is the solution for those customers who want fast and accurate results in an extremely easy-to-use format, and this certification is a confirmation of the method and the technology used in the ANSR pathogen detection system, said Gerry Broski, Food Safety marketing director for Neogen. Moving forward, additional assays for the ANSR system are in development for Listeria spp., Listeria monocytogenes and non-o157 STECs. As these tests are developed we will seek relevant global approvals to address the needs of our customers. The AOAC approval covers the use of the ANSR system to detect Salmonella in food matrices such as raw ground beef, raw ground turkey, chicken carcass rinse, hot dogs, oat cereal, and sponge or swab samples from stainless steel, plastic, ceramic tile, sealed concrete, and rubber environmental surfaces. Unlike PCR-based methods, ANSR requires only a single reaction temperature, which completely eliminates the time-consuming heating and cooling cycles of older methods. The ANSR system s small benchtop footprint, 16 well capacity and extremely simple test procedure make it an easy fi t in any laboratory workflow. To learn more about the ANSR system: 137

139 Συσχέτιση των ορίων επιβίωσης, ανάπτυξης και έκφρασης γονιδίων καταπόνησης και παθογένειας του Listeria monocytogenes κατά την απόκριση σε όξινη και ωσμωτική καταπόνηση Μακαρίτη Π.Ι., Πρίντεζη Α., Σκανδάμης Ν.Π. Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Ο Listeria monocytogenes αποτελεί έναν τροφιμογενή παθογόνο μικροοργανισμό, ικανό να επιβιώνει υπό αντίξοες συνθήκες, εμφανίζοντας υψηλή προσαρμοστικότητα. Στόχοι της παρούσης μελέτης ήταν: (α) η μοντελοποίηση της επίδρασης ποικίλων συνδυασμών ph και NaCl σε χαμηλή θερμοκρασία στη μεσεπιφάνεια επιβίωσης/μη επιβίωσης του L. monocytogenes μετά από όξινη καταπόνηση, (β) η χαρτογράφηση της απόκρισης του παθογόνου στις παραπάνω συνθήκες σε μοριακό επίπεδο, μέσω μελέτης γονιδίων σχετιζόμενων με καταπονήσεις. Δύο στελέχη του L. monocytogenes (ορότυποι 1/2α και 4b) εμβολιάστηκαν σε θρεπτικό μέσο με διαφορετικές τιμές ph ( ) και NaCl (0-10% κ.ό.), σε συγκέντρωση 10 7 CFU/ml (n=3). Ακολούθησε συντήρηση στους 7 o C, κατά την οποία μελετήθηκε τόσο η ανάπτυξη του παθογόνου, όσο και η επιβίωσή του έναντι ακόλουθης όξινης καταπόνησης (ph 2.0, ρύθμιση με HCl) για 5 λεπτά. Επιπλέον, προσδιορίστηκε η μεταβολή των επιπέδων μεταγραφής διαφορετικών γονιδίων καταπόνησης και παθογένειας με την τεχνική της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης πραγματικού χρόνου. Στις οριακές για την ανάπτυξη συνθήκες (ph 5.5, NaCl 8% κ.ό.) παρατηρήθηκε αυξημένη παραλλακτικότητα στην ανάπτυξη των δύο στελεχών L.monocytogenes 6179 (1/2α) και C5 (4b), τα οποία στο τέλος της συντήρησης, παρουσίασαν πληθυσμιακές μειώσεις 4-6 log και 2-3 log αντίστοιχα. Η μεσεπιφάνεια επιβίωσης/μη επιβίωσης μετά από όξινη καταπόνηση δε διέφερε σημαντικά ανάμεσα στα δύο στελέχη. Κατά τη συντήρηση σε εύρη τιμών ph και NaCl 2-4% κ.ό. τα επίπεδα επιβίωσης του παθογόνου ήταν υψηλότερα κατά την όξινη καταπόνηση, ενώ σε ph και NaCl 8-10% κ.ό. παρατηρήθηκε πλήρης αδρανοποίηση του παθογόνου. Μοριακή προσέγγιση της απόκρισης του παθογόνου κατά τη συντήρηση και την υποβολή σε όξινη καταπόνηση οδήγησε στη δημιουργία μίας μεσεπιφάνειας ενεργοποίησης/ απενεργοποίησης γονιδίων που σχετίζονται τόσο με όξινη και ωσμωτική καταπόνηση, όσο και με την παθογένεια. Η μοριακή χαρτογράφηση της φυσιολογικής απόκρισης του L. monocytogenes σε συνδυασμό με τις φαινοτυπικές παρατηρήσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη ενός στοχαστικού εργαλείου πρόβλεψης της δυνατότητας παθογένειας του μικροοργανισμού. 138

140 Μεταβολές στα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά των παθογόνων Listeria monocytogenes και Salmonella spp. έπειτα από προσαρμογή τους σε υψηλές συγκεντρώσεις αντιβιοτικών Σταύρος Γ. Μανιός, Ιωάννης Ζώης, Γεώργιος Καμιντζής, Παναγιώτης Ν. Σκανδάμης Εργαστήριο Ποιοτικού Ελέγχου και Υγιεινής Τροφίμων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Η μη ορθολογική χρήση αντιβιοτικών ουσιών στα ζώα δύναται να επιφέρει σταδιακή προσαρμογή παθογόνων μικροοργανισμών σε αυτά, καθιστώντας δυσκολότερη την θανάτωσή τους με τις κλασσικές μεθόδους ελέγχου που χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία τροφίμων. Σκοπός της έρευνας ήταν η μελέτη της επίδρασης της προσαρμογής στελεχών Listeria monocytogenes και Salmonella sp. σε υψηλές συγκεντρώσεις αντιβιοτικών στην μετέπειτα επιβίωσή τους σε συνθήκες θερμικής, όξινης και αλκαλικής καταπόνησης. Τριάντα στελέχη διαφορετικής προέλευσης από κάθε παθογόνο ταξινομήθηκαν μεταξύ τους ως προς την εγγενή ανθεκτικότητά τους σε 10 αντιβιοτικά (αμπικιλλίνη, αμοξυκιλλίνη/κλαβουλανικό οξύ, σιπροφλοξασίνη, κεφοταξίμη, χλωραμφαινικόλη, ερυθρομυκίνη, γενταμικίνη, ριφαμπικίνη, στρεπτομυκίνη, τετρακυκλίνη), μέσω της μεθόδου διάχυσης δισκίων σε άγαρ. Εξ αυτών, επιλέχθηκαν τρία αντιβιοτικά για Salmonella sp. (ριφαμπικίνη, στρεπτομυκίνη, αμπικιλλίνη) και δύο για L. monocytogenes (ριφαμπικίνη, στρεπτομυκίνη), στα οποία παρουσιάστηκε η μεγαλύτερη διακύμανση στην ανθεκτικότητα. Ακολούθως επιλέχθηκαν ένα ευαίσθητο, ένα ενδιάμεσης ανθεκτικότητας και ένα ανθεκτικό στελέχος σε αυτά τα αντιβιοτικά και προσαρμόστηκαν σε σταδιακά αυξανόμενες συγκεντρώσεις του ιδίου αντιβιοτικού, έως ότου δεν υπήρξε εμφανής ανάπτυξη (υπερανθεκτικότητα). Ακολούθως, τα στελέχη αυτά εκτέθηκαν σε θερμοκρασία 60 o C σε υδατόλουτρο εντός τριχοειδών σωλήνων, και όξινη (ph 3.5) ή αλκαλική (ph 10.5) καταπόνηση σε TSB. Αν και η διακύμανση στην εγγενή ανθεκτικότητα των στελεχών στα αντιβιοτικά ήταν αξιοσημείωτη, δεν υπήρξε συσχέτιση της ανθεκτικότητας αυτής με την προέλευσή τους. Η σταδιακή προσαρμογή των στελεχών των δύο παθογόνων σε υψηλές συγκεντρώσεις ριφαμπικίνης, ευαισθητοποίησε τα στελέχη ενάντια στις διαφορετικές καταπονήσεις στις οποίες εκτέθηκαν, σε σχέση με τις μητρικές καλλιέργειες. Τα υπερανθεκτικά στελέχη Salmonella sp. στην αμπικιλλίνη ή την στρεπτομυκίνη, εμφάνισαν την ίδια ή μειωμένη ανθεκτικότητα σε όλες τις καταπονήσεις. Αντίθετα, παρατηρήθηκε αυξημένη οξεοανθεκτικότητα των υπερανθεκτικών στελεχών L. monocytogenes στην στρεπτομυκίνη. Η παρατεταμένη έκθεση του παθογόνου L. monocytogenes σε αντιβιοτικές ουσίες μπορεί να προκαλέσει ανάπτυξη μηχανισμών διασταυρούμενης προστασίας ενάντια σε συνθήκες οξύτητας, αυξάνοντας τον κίνδυνο επιβίωσής του σε τρόφιμα χαμηλού ph ή στα οξέα του στομάχου. 139

141 Χρήση Ελληνικών Φυτών Για Καταπολέμηση Παθογόνων Στο Κρέας Α. Λαμπιδώνης 1 και Μ. Πολίτης 2 1 Υπεύθυνος Μοριακών Αναλύσεων και Έρευνας - Food Allergens Laboratory, Ρέθυμνο, Κρήτη 2 Διευθυντής Εργαστηρίου Κρήτης - Food Allergens Laboratory, Ρέθυμνο, Κρήτη Περίληψη Το κρέας αποτελεί το πιο βασικό τρόφιμο στη διατροφή του ανθρώπου κι αυτό γιατί περιέχει μια μεγάλη ποικιλία σημαντικών θρεπτικών συστατικών, απαραίτητων για την ανάπτυξη του ανθρώπινου οργανισμού. Οι μικροοργανισμοί που μπορούν να ανευρεθούν και συνδέονται άμεσα με το κρέας είναι το Escherichia coli, το οποίο ανήκει στα κολοβακτηριοειδή, αποτελεί μόνιμο ξενιστή της εντερικής χώρας των ζώων και μπορεί να επιμολύνει το κρέας κατά την σφαγή καθώς και η Salmonella, ένα ενδοκυτταρικό βακτηρίδιο που αποτελεί το συχνότερο αίτιο τροφογενών λοιμώξεων, προκαλώντας τροφική δηλητηρίαση με γαστρεντερικά συμπτώματα. Παράλληλα, η επιμόλυνση του κρέατος και των προϊόντων του με Staphylococcus aureus (χρυσίζων σταφυλόκοκκος) δύναται να οδηγήσει σε σοβαρά περιστατικά όπως κεφαλαλγία, μυϊκοί σπασμοί, αιφνίδιες μεταβολές της αρτηριακής πίεσης και του σφυγμού, ενώ η Listeria monocytogenes, η οποία ανιχνεύεται κυρίως σε νωπά και κατεψυγμένα κρέατα και πουλερικά προκαλεί σε ανοσοεπαρκή ενήλικα άτομα κυρίως γαστρεντερικά συμπτώματα, ενώ σε ανοσοκατεσταλμένους, ηλικιωμένους και μικρά παιδιά, μηνιγγίτιδα, εγκεφαλίτιδα ενώ ορισμένες φορές επιφέρει και το θάνατο. Στόχος της παρούσας εργασίας αποτελεί η διερεύνηση των ευεργετικών ιδιοτήτων των φύλλων χαρουπιάς, του υδατικού εκχυλίσματος σκόρδου σε κρέατα διαφόρων κατηγοριών αλλά και των αντιμικροβιακών ουσιών που βρίσκονται στο πράσινο τσάι και κυρίως στο τσάι του βουνού. Εισαγωγή Στις μέρες μας το γενικότερο κλίμα ανασφάλειας, τα συνεχή διατροφικά σκάνδαλα και οι καθημερινές εκπτώσεις στα είδη διατροφής δικαίως εντείνουν τις αμφιβολίες του καταναλωτή για την ποιότητα των προϊόντων που κυκλοφορούν στην αγορά. Επιπλέον, η ευαισθητοποίηση του κοινού για το κρέας και τους συναφείς κινδύνους για την υγεία, όπως οι θανατηφόρες βακτηριακές λοιμώξεις, έχει προκαλέσει μεγάλη ανησυχία και αλλαγές στις διατροφικές συνήθειες πολλών ανθρώπων. Η βασική αιτία του μειωμένου χρόνου ζωής των συσκευασμένων προϊόντων είναι η παρουσία μικροοργανισμών, οι οποίοι προκαλούν αλλοιώσεις και μειώνουν το χρόνο ζωής αυτών, παρ όλα τα μέτρα που ενδέχεται να λαμβάνει ο τυποποιητής (συντηρητικά, τροποποιημένες ατμόσφαιρες, ρύθμιση οξύτητας pη κλπ). Οι μικροοργανισμοί που εξετάζονται για να αποφανθούμε αν ένα προϊόν μπορεί να κυκλοφορήσει ασφαλώς ακόμη στην αγορά είναι κυρίως τα παρακάτω: Το Escherichia coli, το οποίο ανήκει στα κολοβακτηριοειδή και αποτελεί μόνιμο ξενιστή της εντερικής χώρας των ζώων και μπορεί να επιμολύνει το κρέας κατά την σφαγή. Το E. coli O157:H7 είναι ένα σπάνιο στέλεχος, το οποίο παράγει μεγάλες ποσότητες μιας δυνητικά τοξίνης που σχηματίζεται εντός και προκαλεί σοβαρή βλάβη στην επιφάνεια του εντέρου. Αποτέλεσμα αυτού είναι μία ασθένεια που ονομάζεται «αιμορραγική κολίτιδα» και η οποία χαρακτηρίζεται από αιματώδη διάρροια. Το μικρόβιο αυτό καταστρέφεται κατά το μαγείρεμα. 140

142 Η Salmonella είναι ενδοκυτταρικό βακτηρίδιο (προέρχεται από βλεφαριδικά αντιγόνα, βακτηρίδια gram «-»), ενώ αποτελεί το συχνότερο αίτιο τροφογενών λοιμώξεων, με αυξανόμενη συνεχώς συχνότητα. Μπορεί να ανευρεθεί στην εντερική χώρα των ζώων (βοοειδή, χοιρινά, κλπ), των πουλερικών, των σκύλων, της γάτας και πολλών άλλων θερμόαιμων οργανισμών, προκαλώντας τροφική δηλητηρίαση με γαστρεντερικά συμπτώματα κατά κύριο λόγο. Υπάρχουν περίπου είδη Salmonella. Το μαγείρεμα καταστρέφει τη Salmonella, όχι όμως και η κατάψυξη. Η Salmonella για να προκαλέσει ασθένεια πρέπει να φαγωθεί. Για το λόγο αυτό πρέπει να αποφεύγεται η τοποθέτηση νωπού κρέατος, πουλερικών και προϊόντων αυτών σε ράφια πάνω από μαγειρεμένα φαγητά ή σαλάτες. Ο Staphylococcus aureus (χρυσίζων σταφυλόκοκκος) μπορεί να ανευρεθεί στα χέρια, στη μύτη ή στο λάρυγγα μας. Η επιμόλυνση του κρέατος και των προϊόντων του οφείλεται κυρίως στους εργαζομένους με το κρέας. Ο μικροοργανισμός αυτός κατά την ανάπτυξή του, παράγει μια τοξίνη, η κατανάλωση της οποίας προκαλεί ασθένεια (διάρροια, εμετός). Σε σοβαρά περιστατικά μπορεί να παρατηρηθούν κεφαλαλγία, μυϊκοί σπασμοί, αιφνίδιες μεταβολές της αρτηριακής πίεσης και του σφυγμού. Η Listeria monocytogenes βρίσκεται στο έδαφος, στο νερό, στα φυτά και σε πάνω από 40 ζωικά είδη. Επίσης, εμφανίζεται σε νωπά και κατεψυγμένα κρέατα και πουλερικά καθώς και σε αποστραγγίσεις πατώματος, στάσιμα νερά, υπολείμματα, επιφάνειες επαφής με τρόφιμα, οικιακά ψυγεία, πετσέτες κουζίνας και σκουπιδοτενεκέδες. Η λιστερίωση, ασθένεια για την οποία είναι υπεύθυνη, προκαλεί σε ανοσοεπαρκή ενήλικα άτομα κυρίως γαστρεντερικά προβλήματα, ενώ σε ανοσοκατεσταλμένους, ηλικιωμένους και μικρά παιδιά, μηνιγγίτιδα, εγκεφαλίτιδα, ενώ μπορεί σε ορισμένες περιπτώσεις να επιφέρει και το θάνατο. Η ίδια καταστρέφεται με το μαγείρεμα. Για τη Listeria monocytogenes έχει καθορισθεί μηδενική ανοχή για βραστά έτοιμα για φάγωμα προϊόντα (π.χ. λουκάνικα Φρανκφούρτης κ.λ.π). Στα παραπάνω πρέπει να προσθέσουμε και το καμπυλοβακτηρίδιο, το οποίο μεταδίδεται στον άνθρωπο μέσω των πουλερικών και μπορεί να προκαλέσει τροφική δηλητηρίαση, ενώ σπανίως οδηγεί και σε παράλυση. Όπως προκύπτει από τη δεύτερη ετήσια κοινοτική έκθεση της Ευρωπαϊκής Αρχής για την Ασφάλεια των Τροφίμων (EFSA) σχετικά με τις μολυσματικές ασθένειες των ζώων που μεταδίδονται στους ανθρώπους (ζωοανθρωπονόσους), το 2005 η καμπυλοβακτηρίωση ήταν η νόσος με την υψηλότερη συχνότητα αναφοράς. Ειδικότερα, τα καταγεγραμμένα περιστατικά καμπυλοβακτηρίωσης σε ανθρώπους αυξήθηκαν κατά 7,8% σε σχέση με το 2004, την ίδια στιγμή που οι αντίστοιχες καταγεγραμμένες αναφορές σαλμονέλωσης στην Ευρωπαϊκή Ένωση μειώθηκαν κατά 9,5%. Επιπλέον, στην τελευταία αναφορά της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τα ανασφαλή προϊόντα σημειώθηκε ο υψηλότερος αριθμός ανακλήσεων από παρουσία καμπυλοβακτηριδίου σε πουλερικά στη Γαλλία, Δανία, Γερμανία και Πολωνία. Μέθοδοι ανίχνευσης - τρόποι αντιμετώπισης Η ποιοτική αλλά και ποσοτική, εν δυνάμει, ανίχνευση των ανωτέρω παθογόνων στηρίζεται πλέον σε μοριακές τεχνικές λόγω της αλματώδους ανάπτυξης του τομέα της Μοριακής Βιολογίας. Οι μοριακές τεχνικές κατακτούν όλο και περισσότερο έδαφος στις μεθόδους ελέγχου παθογόνων και για το σκοπό αυτό η Ευρωπαϊκή Επιτροπή Τυποποίησης (CEN) έχει συστήσει ομάδα εργασίας (Tag3) για επικύρωση ISO αναλυτικών μεθόδων με μοριακές τεχνικές. Οι συναντήσεις της ομάδας 141

143 πραγματοποιούνται κάθε εξάμηνο, ενώ Εκπρόσωπος της Ελλάδας σε αυτή την επιτροπή είναι ο Τεχνικός Διευθυντής του Εργαστηρίου Γ. Σειραγάκης Χημικός Μ.Sc. Το εργαστήριο "Food Allergens Laboratory" στο Ρέθυμνο είναι το μοναδικό στην Ελλάδα που ανιχνεύει το καμπυλοβακτηρίδιο σε πουλερικά και κρέατα καθώς και άλλα παθογόνα, με μοριακές τεχνικές (PCR), οι οποίες παρέχουν τη δυνατότητα εξαγωγής του αποτελέσματος την ίδια ημέρα και όχι σε πέντε ημέρες που απαιτεί η κλασική μικροβιολογία. Από τον Σεπτέμβριο του 2012 έχει ξεκινήσει Ερευνητικό Πρόγραμμα, επιδοτούμενο από την Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας για την ανίχνευση παθογόνων σε τρόφιμα με μοριακές τεχνικές. Επιστημονικός υπεύθυνος του προγράμματος είναι ο Δρ. Αντώνης Λαμπιδώνης, Γεωπόνος, MSc, PhD. Αποτελεί το τέταρτο κατά σειρά ερευνητικό πρόγραμμα για μοριακές τεχνικές που διεξάγεται στο εργαστήριο ενώ είναι στο στάδιο της ολοκλήρωσης μεγάλο ερευνητικό πρόγραμμα (ΕΡΑΝΕΤ) για τις αντιοξειδωτικές ιδιότητες που έχει το τσάι του βουνού. Στο πρόγραμμα συνεργάζονται 6 Ευρωπαϊκές χώρες με επιστημονικό υπεύθυνο από πλευράς εργαστηρίου τον Ανδρέα Βαρλάμο Χημικό Μηχανικό Μ.Sc, πρόεδρο του Stakeholders Platform της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Ασφάλειας Τροφίμων. Εκτός από το ανωτέρω πρόγραμμα έχει ολοκληρώσει ένα και διεξάγεται ένα ακόμη ερευνητικό πρόγραμμα για το χαρούπι σε συνεργασία με το Γενικό Χημείο Κράτους της Κύπρου, το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών και το ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης, ενώ αναμένεται η αξιολόγηση ενός νέου προγράμματος για το τσάι του βουνού στα πλαίσια του Προγράμματος Ανάπτυξης Βιομηχανικής Έρευνας και Τεχνολογίας Ο τρόπος προφύλαξης από τα παραπάνω παθογόνα έγκειται στην έμφαση που οφείλει να δίνει ο καταναλωτής στις οδηγίες χειρισμού των προϊόντων, π.χ. «διατήρηση στο ψυγείο» ή «κατανάλωση πριν από» και να τις τηρεί αυστηρά. Το τελευταίο όμως διάστημα έχουν αναφερθεί στη διεθνή βιβλιογραφία σειρά δημοσιεύσεων για καταπολέμηση των ανωτέρω μικροοργανισμών με χρήση ελληνικών φυτών όπως η χαρουπιά, το σκόρδο και το τσάι του βουνού. Επιστημονικό άρθρο που δημοσιεύτηκε το 2012 από Ιταλούς ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κάλιαρι αναφέρει ότι η χρήση εκχυλισμάτων φύλλων χαρουπιάς καταπολεμά την ανάπτυξη Listeria αλλά και άλλων τροφογενών παθογόνων σε πολύ σημαντικό βαθμό λόγω της υψηλής συγκέντρωσης του γαλλικού, μαλλικού οξέος, κατεχινών και των ανθοκυανών που περιέχουν. Επίσης, για την καταπολέμηση της Salmonella, έχει δημοσιευθεί πρόσφατα άρθρο από Τυνήσιους και Σαουδάραβες ερευνητές που μελέτησαν την επίδραση υδατικού εκχυλίσματος σκόρδου σε κρέατα διαφόρων κατηγοριών όπως μοσχαρίσιο, χοιρινό, κοτόπουλο και αιγοπρόβειο. Η αντιμικροβιακή ουσία που περιέχει το σκόρδο σε μεγάλες συγκεντρώσεις είναι η allicin, εξαιτίας της οποίας καταπολεμούνται επιτυχώς τα περισσότερα είδη σαλμονέλλας μεταξύ των οποίων και η Salmonella enteritidis για την οποία πρόσφατα η Ευρωπαϊκή Ένωση εξέδωσε τον κανονισμό 517/2011 για παρακολούθησή της στα πουλερικά. Για τον Σταφυλόκοκκο διεξήχθη εργασία Ιαπώνων επιστημόνων που μελέτησαν την επίδραση τανινών (βρίσκονται σε ικανοποιητικές συγκεντρώσεις στο ελληνικό τσάι του βουνού) για την καταπολέμηση του μικροοργανισμού. Οι αντιμικροβιακές ουσίες που βρίσκονται στο πράσινο τσάι και στο τσάι του βουνού είναι το τανικό, γαλλικό και ελαγικό οξύ. Η δράση τους είναι πολύ αποτελεσματική έναντι του σημαντικότερου από τα είδη σταφυλόκοκκων, Staphylococcus aureus. Το εργαστήριο Food Allergens Laboratory θα αναπτύξει σειρά πειραμάτων με μοριακές τεχνικές, εξετάζοντας την αντιμικροβιακή δράση τόσο του φύλλου χαρουπιάς όσο και του σκόρδου και του 142

144 τσαγιού του βουνού σε κρέας και προϊόντα κρέατος, σε επίπεδο DNA, χρησιμοποιώντας υδατικά και μεθανολικά εκχυλίσματα φύλλων των υπό εξέταση φυτών. Abstract Meat is the most basic food in the human diet and that's because it contains a wide variety of important nutrients necessary for the growth and development of the human organism. The Microorganisms that can be found and are directly linked to meat is Escherichia coli, a Gramnegative, facultative anaerobic, rod-shaped bacterium. Most E. coli strains are harmless, but some serotypes can cause serious food poisoning in humans, and are occasionally responsible for product recalls due to food contamination. Salmonella is a Gram-negative, non-spore-forming, predominantly motile enterobacteria. Salmonella is the most common cause of foodborne infections and can be transferred between humans and nonhuman animals. Furthermore, contamination of meat products with the bacterium Staphylococcus aureus can lead to serious incidents such as headache, changes in blood pressure and pulse, while Listeria monocytogenes, which is mainly detected in poultry, in fresh and frozen meats, causes gastrointestinal symptoms in immunocompetent adults and meningitis, encephalitis in immunocompromised, elderly people and young children. The aim of this work is to investigate the beneficial properties of carob leaves, the effect of garlic extract in different meat categories and the antimicrobial properties found in green tea and especially in mountain tea. Βιβλιογραφία George Siragakis Pathogens in Food by PCR, Bio, Greek Biotechnology Association Journal, Vol 26 pp H.Akijama. K.Fujii, O.Yamasaki, T.Oono & K.Iwatsuki Antibacterial action of several tannins against S. aureus. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, Vol H. Belguith, F. Kthiri, A. Chati, A. Abu Sofah, J. Ben Hamida and A. Ladoulsi Inhibitory effect of aqueous garlic extract (Allium sativum) on some isolated Salmonella serovars African Journal of Microbiology Research Vol. 4(5), pp Lance R. Peterson, Axel Dalhoff Towards targeted prescribing: will the cure for antimicrobial resistance be specific, directed therapy through improved diagnostic testing? Journal of Antimicrobial Chemotherapy 53, M.Christofakis, G.Siragakis Rapid Testing for Campylobacter in Poultry, PCR Advantages. Book of Proceedings 1st Mediterranean Summit of World Science Poultry Association pp (ISBN ). Nadhem Aissani, Valentina Coroneo, Sami Fattouch, and Caboni Pierluigi Inhibitory Effect of Carob (Ceratonia siliqua) Leaves J. Agric. Food Chem. 2012, 60, Rijpens NP, Herman LMF Molecular methods for identification and detection of bacterial food pathogens. J AOAC Int. 85: Α. Λαμπιδώνης, Γ. Σειραγάκης Χρήση ελληνικών φυτών για καταπολέμηση παθογόνων στο κρέας. Περιοδικό Meat Point Νοέμβριος Σελ Γ. Σειραγάκης, Λιστέρια: Ένας κίνδυνος που μπορεί να ελεγχθεί. Περιοδικό Meat Point Δεκέμβριος 2007 Σελ Γ. Σειραγάκης, Ο νέος κανονισμός 1881/2006 για επιμολυντές σε κρέας & προϊόντα κρέατος Food Tech Vol. 3, pp (http://www.compassmedia.gr/pdf/foodtechnology3). 143

145 Βιοτεχνολογική παραγωγή πτητικών οσμηρών ενώσεων από πούλπα πορτοκαλιού με τον ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae σε ζύμωση στερεής κατάστασης Σοφία Λάλου, Αδαμαντίνη Παρασκευοπούλου, Φανή Μαντζουρίδου* Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, * ABSTRACT Most flavour-active compounds are produced via chemical synthesis or extraction from natural sources. Nowadays, many producers and consumers prefer natural food constituents over synthetic ones. Natural aromas produced by microorganisms are recognized as natural (1). However, the rising trend of bioflavour synthesis by microorganisms is hindered by the high manufacturing costs, partially attributed to the cost of the starting material. To overcome this limitation, solid state fermentation (SSF) is used as a cheap technology for the cultivation of yeasts and fungi in low cost substrates for the production of aroma compounds (2). In the present study, orange pulp was employed as a low-cost, rich in fermentable sugars substrate for the production of flavour-active compounds by Saccharomyces cerevisiae via SSF. The parameters such as cell viability and nutrient assimilation in SSF were assessed in order to evaluate the convenience of the yeast cells for growth in orange pulp using SSF. Gas chromatography (GC-MS/GC-FID) analysis was employed to monitor changes in the composition of flavour-active compounds during the fermentation processes. The results showed that the SSF of orange pulp by yeast favors the de novo synthesis of volatile esters in significant concentrations (mg/kg wet pulp) for the case of isoamyl acetate (48.69), ethyl hexanoate (154.17), ethyl octanoate (6.33), ethyl decanoate (9.31), phenylethyl acetate (4.61) and ethyl dodecanoate (25.21). These results, which demonstrate the potential of the volatile ester production by SSF from orange peel, could be of interest to possible, future industrial applications. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι οσμηρές πτητικές ενώσεις, οι οποίες παίζουν σημαντικό ρόλο στην οργανοληπτική αποδοχή πολλών προϊόντων, απομονώνονται από φυσικές πηγές, κυρίως φυτά, ή συντίθενται χημικά. Η ευαισθητοποίηση των καταναλωτών ως προς τη χρήση των συνθετικών προσθέτων έχει οδηγήσει σε μια συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση φυσικών συστατικών τροφίμων. Η τάση αυτή σε συνδυασμό με τα μειονεκτήματα των άλλων μεθόδων παραγωγής αρωματικών υλών έχει στρέψει τόσο τους επιστήμονες όσο και τη βιομηχανία στην αναζήτηση εναλλακτικών πηγών μέσω της «λευκής» βιοτεχνολογίας (1). Η βιοτεχνολογική παραγωγή αρωματικών υλών περιλαμβάνει διεργασίες φιλικές προς το περιβάλλον, οι οποίες παρουσιάζουν, σε σχέση με τις κλασσικές μεθόδους, υψηλή 144

146 εκλεκτικότητα (στερεο-, χημειο-, τοπο-) και απόδοση, και δυνατότητα χρήσης χαμηλού κόστους ακατέργαστων πρώτων υλών και ανανεώσιμων πηγών. Στη βιομηχανία τροφίμων παράγονται σημαντικές ποσότητες αποβλήτων με σοβαρά προβλήματα στην διαχείριση τους. Πολλά από τα απόβλητα αυτά είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η αξιοποίηση τους στη βιοτεχνολογική παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Στην κατεύθυνση αυτή εφαρμόζεται η ζύμωση στερεής κατάστασης (SSF), η οποία έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών για την παραγωγή οσμηρών πτητικών ενώσεων (2). ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η αξιοποίηση της πούλπας πορτοκαλιού για την παρασκευή οσμηρών πτητικών ενώσεων με τον food grade ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae σε SSF. Η πούλπα του πορτοκαλιού είναι ένα παραπροϊόν της επεξεργασίας πορτοκαλοχυμού, πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά (απλά σάκχαρα, πολυσακχαρίτες, οργανικό άζωτο) που το καθιστούν κατάλληλο υπόστρωμα για την χρησιμοποίηση του σε βιοτεχνολογικές διεργασίες (3-5). ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Αρχικά εξετάστηκε η σύσταση της πούλπας πορτοκαλιού σε θρεπτικά συστατικά όπως περιγράφεται από τους Mantzouridou και συν. (4). Ο μικροοργανισμός που χρησιμοποιήθηκε ήταν η ζύμη οινοποίησης Saccharomyces cerevisiae var. cerevisiae (Vitilevure MT), ευγενική προσφορά του οινοποιείου Τσάνταλη (Χαλκιδική, Ελλάδα). Η προετοιμασία του υποστρώματος παραγωγής έγινε ως εξής: σε φιάλη 250 ml που περιείχε 45 g υγρής πούλπας πορτοκαλιού, ακατέργαστης ή θερμικά αποστειρωμένης (121 o C, 30 min), προστέθηκε υδατικό διάλυμα των παρακάτω θρεπτικών συστατικών ώστε αυτά να απαντώνται σε τελική συγκέντρωση (g/ kg υγρής ύλης) ίση με 1,0 (KH 2 PO 4 ), 1,0 [(NH 4 ) 2 SO 4 ], 0,4 (εκχύλισμα ζύμης) και 5,0 (MgSO 4 ). Η τελική περιεκτικότητα του υποστρώματος σε υγρασία ήταν ίση με 75% w/w. O εμβολιασμός του στερεού υποστρώματος έγινε με προσθήκη 5% (v/w) εναιωρήματος κυττάρων ζύμης (6,04 x10 7 cfu/ml). Η ανάπτυξη του μικροοργανισμού εκτιμήθηκε με καταμέτρηση του αριθμού των ζώντων κυττάρων (cfu/g υγρής πούλπας) σε τρυβλία με Yeast Peptone Dextrose (YPD) agar. Η κατανάλωση ολικών σακχάρων και αζώτου μετρήθηκε όπως περιγράφεται από τους Lalou και συν. (5). Ο χαρακτηρισμός της σύστασης του παραγόμενου πτητικού κλάσματος και η ποσοτική εκτίμηση οσμηρών πτητικών ενώσεων με εμπορικό ενδιαφέρον πραγματοποιήθηκε με την χρήση GC/MS και GC/FID μετά την παραλαβή τους με την τεχνική της εκχύλισης με διχλωρομεθάνιο και συμπύκνωση τους σε στήλη Vigreaux (5). ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Από τα αποτελέσματα φάνηκε ότι η πούλπα πορτοκαλιού είναι ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά υπόστρωμα (ολικά διαλυτά σάκχαρα, 29, 90 ± 0,60% w/w και ολικές πρωτεΐνες, 12,5 ± 0,10% w/w) 145

147 που το καθιστά κατάλληλο για την αξιοποίηση του ως έχει σε SSF. Το πτητικό του κλάσμα αποτελείται σχεδόν μόνο από τερπένια με κυριότερο το λεμονένιο (93,44% του συνόλου των κυριότερων πτητικών συστατικών). Η υψηλή περιεκτικότητά του υποστρώματος σε λεμονένιο αναμένεται να επηρεάσει αρνητικά την ανάπτυξη του ζυμομύκητα, λόγω της αντιμικροβιακής του δράσης. Για το λόγο αυτό, σε προκαταρκτικά πειράματα, έγινε εκτίμηση της βιωσιμότητας των κυττάρων σε ακατέργαστη και θερμικά αποστειρωμένη πούλπα πορτοκαλιού (Διάγραμμα 1). Ως υπόστρωμα αναφοράς χρησιμοποιήθηκε συνθετικό θρεπτικό μέσο (4). Η καλύτερη ανάπτυξη των κυττάρων στην θερμικά αποστειρωμένη πούλπα σε σχέση με την ακατέργαστη αποδόθηκε τόσο στη μείωση της περιεκτικότητας της πρώτης σε λεμονένιο (0,630 ± 0,003 έναντι 1,4 ± 0,05 g/100 g ξηρής πούλπας, αντίστοιχα), λόγω μερικής εξάτμισης του λεμονενίου, όσο και στην αδρανοποίηση της γηγενούς χλωρίδας της πρώτης ύλης. Διάγραμμα 1. Κινητική της βιωσιμότητας κυττάρων S. cerevisiae σε θερμικά αποστειρωμένη και ακατέργαστη πούλπα πορτοκαλιού με ζύμωση στερεής κατάστασης, και σε συνθετικό υπόστρωμα YPD. Η ικανότητα του μικροοργανισμού για de novo σύνθεση αρωματικών υλών κρίθηκε ικανοποιητική παρά την παρουσία του λεμονενίου, επιβεβαιώνοντας την αρχική υπόθεση για τη δυναμική της θερμικά κατεργασμένης πούλπας πορτοκαλιού ως ένα υπόστρωμα παραγωγής αρωματικών υλών με SSF. Η αεροχρωματογραφική ανάλυση ανέδειξε τη σύνθεση του οξικού εστέρα της ισοαμυλικής αλκοόλης (48,69 mg/ Kg υγρής πούλπας, 72h), του εξανοϊκού αιθυλεστέρα (154,17 mg/ Kg υγρής πούλπας, 48h), του οκτανοϊκού αιθυλεστέρα (6,33 mg/ Kg υγρής πούλπας, 72h), του δεκανοϊκού αιθυλεστέρα (9,31 mg/ Kg υγρής πούλπας, 72h), του οξικού φαινυλαιθυλεστέρα (4,61 mg/ Kg υγρής πούλπας, 72h) και του δωδεκανοϊκού αιθυλεστέρα (25,21 mg/ Kg υγρής πούλπας, 72h) (Διάγραμμα 2). Η αρχική σύσταση του πτητικού κλάσματος της πούλπας πορτοκαλιού εμφάνισε μικρές διακυμάνσεις κατά την πορεία της ζύμωσης που μπορεί να οφείλονται στην ικανότητα του S.cerevisiae να βιομετατρέπει κάποια τερπένια σε άλλες ενώσεις. Συγκεκριμένα, στο τέλος της 146

148 διεργασίας δεν ανιχνεύθηκε η 1-οκτανόλη, η καρβεόλη και η γερανιόλη ενώ παρατηρήθηκε μικρή μείωση στη συγκέντρωση του λεμονενίου και αύξηση στη συγκέντρωση της α-τερπινεόλης, του α πινενίου και του β-φελλανδρενίου. Διάγραμμα 2. Κινητική της de novo σύνθεσης αρωματικών υλών με ζύμωση στερεής κατάστασης θερμικά αποστειρωμένης πούλπας πορτοκαλιού με κύτταρα S.cerevisiae. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η πούλπα πορτοκαλιού είναι ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά απόβλητο γεωργικής βιομηχανίας το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υπόστρωμα για βιοτεχνολογικές διεργασίες ακόμα και με ελάχιστη επεξεργασία. Η παραγωγή οσμηρών πτητικών εστέρων με εμπορικό ενδιαφέρον σε σημαντικές ποσότητες είναι δυνατή μέσω της de novo σύνθεσης από τα κύτταρα του S. cerevisiae καλλιεργούμενα στο παραπάνω απόβλητο με SSF. Η αλλαγή κλίμακας (upscaling) της βι&omic