ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ Π.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ Π. ΚΥΡΙΑΚΙΔΟΥ Πτυχιούχου Γεωπόνου ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΗΚΤΗΣ «ΤΥΠΟΥ ΓΙΑΟΥΡΤΙΟΥ» ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ «ΓΑΛΑ» ΕΛΑΙΟΣΩΜΑΤΩΝ ΦΥΤΡΟΥ ΑΡΑΒΟΣΙΤΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2015

ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ Π. ΚΥΡΙΑΚΙΔΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΗΚΤΗΣ «ΤΥΠΟΥ ΓΙΑΟΥΡΤΙΟΥ» ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ «ΓΑΛΑ» ΕΛΑΙΟΣΩΜΑΤΩΝ ΦΥΤΡΟΥ ΑΡΑΒΟΣΙΤΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στο Τμήμα Χημείας Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Ημερομηνία προφορικής εξέτασης: 22 Σεπτεμβρίου 2015 Εξεταστική Επιτροπή Καθηγητής: Β. Κιοσέογλου, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Επικ. Καθ.: Φ. Μαντζουρίδου, Επιβλέπουσα Επικ. Καθ.: Α. Παρασκευοπούλου, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής 2

Αικατερίνη Π. Κυριακίδου Α.Π.Θ. Μελέτη της παρασκευής συστήματος πηκτής «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου «Η έγκριση της παρούσης Μεταπτυχιακής Διατριβής από το Τμήμα Χημείας του Αριστοτελείου Πατεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ 2). 3

Ευχαριστίες Μέσα από την εργασία αυτή θα ήθελα να ευχαριστήσω κάποιους ανθρώπους που μου πρόσφεραν αμέριστα τη βοήθειά τους, την υποστήριξή τους, τις γνώσεις τους και τη συμπαράστασή τους κατά τη διάρκεια εκπόνησης της Διπλωματικής μου Διατριβής. Πρωτίστως θα ήθελα να ευχαριστήσω την επιβλέπουσα καθηγήτρια μου Επίκουρη Καθηγήτρια κ. Φανή Μαντζουρίδου για την επίβλεψη της καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της διπλωματικής μου εργασίας και την άψογη συνεργασία την οποία είχαμε. Την ευχαριστώ θερμά για το αμείωτο ενδιαφέρον, την καθοδήγηση, την υποστήριξη καθώς και το χρόνο τον οποίο μου αφιέρωσε τόσο κατά την εκτέλεση του πειραματικού έργου, όσο και κατά τη συγγραφή. Οφείλω τις θερμές μου ευχαριστίες στα υπόλοιπα μέλη της τριμελούς εξεταστικής επιτροπής κ. Βασίλειο Κιοσέογλου, Καθηγητή του Τμήματος Χημείας του Εργαστηρίου Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων και κ. Αδαμαντίνη Παρασκευοπούλου, Επίκουρη Καθηγήτρια του Τμήματος Χημείας του Εργαστηρίου Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, οι οποίοι με τις γνώσεις τους και την ηθική τους συμπαράσταση βοήθησαν να ολοκληρωθεί ένα μεγάλο μέρος της μελέτης αυτής. Τους ευχαριστώ για την αμέριστη συμπαράσταση, την πολύ καλή συνεργασία, το συνεχές ενδιαφέρον και την θετική συμβολή τους στην ολοκλήρωση της διπλωματικής μου μελέτης. Σε αυτό το σημείο θα πρέπει επίσης να αναφέρω ότι η παρούσα ερευνητική εργασία υλοποιήθηκε με οικονομική στήριξη του ΕΣΠΑ στο πλαίσιο της δράσης ΑΡΙΣΤΕΙΑ Ι/820- OILBODIESEXPLOIT με Επιστημονικό Υπεύθυνο τον Καθ. κ. Β. Κιοσέογλου. Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω την μεταδιδαρική ερευνήτρια κ. Ελένη Ναζίρη που ήταν δίπλα μου σε κάθε μου βήμα, από την πρώτη στιγμή εκτέλεσης του πειράματος και με καθοδηγούσε με την άριστη επιστημονική της γνώση και την εμπειρία της σε όλες τις εργαστηριακές αναλύσεις και μετρήσεις, με στήριξε και αφιέρωσε πολύ προσωπικό χρόνο για να μπορέσω να ολοκληρώσω το έργο μου και με βοήθησε στην τελική διαμόρφωση του κειμένου και την ετοιμασία της παρουσίασης της παρούσας μελέτης. Επιπλέον θέλω να ευχαριστήσω όλα τα μέλη του εργαστηρίου του Τμήματος Χημείας του Τομέα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων που συνέβαλαν στο ευχάριστο και φιλικό κλίμα εργασίας στη διάρκεια αυτών των δυο χρόνων. Τέλος θέλω να ευχαριστήσω την οικογένεια μου και το φιλικό μου περιβάλλον για την ηθική στήριξη, την κατανόηση και την υπομονή που επέδειξαν όλο αυτό το χρονικό διάστημα. Κυριακίδου Αικατερίνη 4

Πίνακας Περιεχομένων ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ... 9 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΣΧΗΜΑΤΩΝ.10 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ......11 ΠΕΡΙΛΗΨΗ..13 ABSTRACT..15 ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ.16 1. ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ..17 2. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 18 2.1. Ιστορία του γιαουρτιού 18 2.2. Ελληνική νομοθεσία..20 2.3. Αγορανομικές απαιτήσεις.22 2.3.1. Μικροβιολογικοί δείκτες ποιότητας του γιαουρτιού 22 2.3.2. Χημική σύσταση γιαουρτιού.22 2.3.3. Διάρκεια συντήρησης...22 2.4. Τύποι γιαουρτιού... 24 2.4.1. Παραδοσιακό γιαούρτι.. 24 2.4.2. Στραγγισμένο γιαούρτι... 26 2.4.3. Βιομηχανικό γιαούρτι 27 2.4.4. Γιαούρτι με προβιοτικά βακτήρια....31 2.4.5. Κατεψυγμένο ή παγωμένο γιαούρτι..31 2.4.6. Αφυδατωμένο γιαούρτι..31 2.4.7. Ρευστό γιαούρτι. 32 5

2.4.8. Γιαούρτι με υδρολυμένη λακτόζη.. 32 2.4.9. Παστεριωμένο γιαούρτι.....32 2.5. Επιδόρπιο γιαουρτιού....33 2.6. Κρίσιμα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας.. 34 2.6.1. Ομογενοποίηση..34 2.6.2. Θερμική επεξεργασία.35 2.6.3. Εμβολιασμός-Επώαση... 36 2.6.4. Ψύξη... 37 2.7. Φυσικοχημικές ιδιότητες... 38 2.7.1. Συναίρεση- Ικανότητα Συγκράτησης νερού.....38 2.7.2. Ιξώδες.....39 2.7.3. Υφή 39 2.8. Γαλακτικά Βακτήρια......41 2.8.1. Streptococcus salivarius subsp thermophilus......41 2.8.2. Lactobacillus deibrueckii subsp bulgaricus...41 2.8.3. Συμβίωση...42 2.8.4. Παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη και τον πληθυσμό των γαλακτικών βακτηρίων.. 43 2.9. Σημαντικές μεταβολικές διεργασίες κατά την παραγωγή γιαουρτιού....43 2.9.1. Μεταβολισμός υδατανθράκων..43 2.9.2. Πρωτεόλυση και λιπόλυση..44 2.9.3. Παραγωγή αρώματος....45 2.9.4. Παραγωγή εξωπολυσακχαριτών.. 46 6

2.9.5. Παραγωγή βιταμινών. 46 2.10. Παραγωγή προϊόντων «τύπου γιαουρτιού» από φυτικές πρώτες ύλες.. 47 2.10.1 Το φύτρο αραβοσίτου ως πρώτη ύλη για την παρασκευή γιαουρτιού.48 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ...50 3.1. Υλικά Αντιδραστήρια...50 3.2. Όργανα-Συσκευές.... 51 3.3. Μέθοδοι. 52 3.3.1. Παρασκευή μικροβιολογικών υποστρωμάτων 52 3.3.2. Παραλαβή «γάλακτος» ελαιοσωμάτων από φύτρο αραβοσίτου με υδατική εκχύλιση σε συνδυασμό με υπερδιήθηση. 52 3.4. Σύσταση «γάλακτος» ελαιοσωμάτων από φύτρο αραβοσίτου. 53 3.5. Παρασκευή πηκτής «τύπου γιαουρτιού»...53 3.5.1. Ανάπτυξη εμβολίου...53 3.5.2. Παρασκευή πηκτής «τύπου γιαουρτιού» με «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου διαφορετικής περιεκτικότητας σε ολικά στερεά 54 3.5.3. Πειραματικός σχεδιασμός 54 3.6. Αναλυτικές μέθοδοι..55 3.6.1. Προσδιορισμός ολικών στερεών.55 3.6.2. Προσδιορισμός λιποπεριεκτικότητας και ολικών πρωτεϊνών.55 3.6.3. Παρακολούθηση της πορείας της οξίνισης 55 3.6.4. Εκτίμηση της ογκομετρούμενης οξύτητας..56 3.6.5. Μικροβιολογικές αναλύσεις...56 3.6.5.1. Δειγματοληψία. 56 3.6.5.2. Καταμέτρηση μικροοργανισμών... 57 3.6.6. Προσδιορισμός της συναίρεσης....57 3.6.7. Προσδιορισμός της ικανότητας συγκράτησης νερού..57 3.6.8. Προσδιορισμός του ιξώδους.....58 3.6.9. Προσδιορισμός των χαρακτηριστικών υφής.58 4. Αποτελέσματα-συζήτηση.59 4.1. Σύσταση «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου.59 7

4.2. Προσδιορισμός βέλτιστου ποσοστού ολικών στερεών του «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου για την παραγωγή πηκτής.. 62 4.3. Παρακολούθηση της κινητικής οξίνισης και παραγωγής γαλακτικού οξέος σε «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου με τη δράση της γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus 65 4.4. Μικροβιολογική ανάλυση δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου...76 4.5. Φυσικοχημικές ιδιότητες δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου...79 4.5.1. Εξέταση της συναίρεσης και της ικανότητας συγκράτησης νερού δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου....79 4.5.2. Εξέταση του ιξώδους δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου....80 4.5.3. Διερεύνηση της υφής δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου. 83 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ.. 86 6. ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ..87 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ.. 88 8

ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 4.1.1. Σύσταση (%, w/w) «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου που παραλήφθηκε με υδατική εκχύλιση και υπερδιήθηση.. 59 Πίνακας 4.2.1. Μεταβολή της τιμής ph «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου με διαφορετική σύσταση σε ολικά στερεά με τη δράση της γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus 62 Πίνακας 4.3.1. Παράμετροι κινητικής οξίνισης «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Y1), εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2), με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC (Υ3) και του αγελαδινού γάλακτος, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ) με τη δράση της γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus.71 Πίνακας 4.3.2. Τελικές τιμές ογκομετρούμενης οξύτητας (%, w/w γαλακτικό οξύ) σε δείγματα πηκτών «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Υ1) και εμπλουτισμένο με SMP 9% (Y2), με μίγμα SMP 4%, WP 1% και SC 4% (Y3), και από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ)..74 Πίνακας 4.4.1. Πληθυσμοί γαλακτικών βακτηρίων σε δείγματα πηκτών «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2 ), με μίγμα SMP 4%, WP 1% και SC 4% (Υ3 ) και από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ )..76 Πίνακας 4.4.2. Πληθυσμοί μικροβιακών δεικτών ποιότητας σε δείγματα πηκτών «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2 ), με μίγμα SMP 4%, WP 1% και SC 4% (Υ3 ) και από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ ).76 Πίνακας 4.5.1.1. Συναίρεση (%) και ικανότητα συγκράτησης νερού (%) δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» που παρασκευάστηκαν από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένα με 9% SMP (Y2 ), με μίγμα SMP 4%, WP 1% και SC 4% (Υ3 ) και από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ )...80 Πίνακας 4.5.3.1. Παράμετροι υφής (σκληρότητα, συγκολλητικότητα, συνεκτικότητα και κομμιώδες) δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» που παρασκευάστηκαν από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2 ), με μίγμα SMP 4%, WP 1% και SC 4% (Υ3 ) και από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ )..84 9

ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 2.4.1.1. Διάγραμμα ροής της παραγωγής παραδοσιακού γιαουρτιού σε βιομηχανική κλίμακα. 25 Σχήμα 2.4.3.1. Διάγραμμα ροής παραγωγής γιαουρτιού συμπαγούς ή στερεάς δομής.28 Σχήμα 2.4.3.2. Διάγραμμα ροής παραγωγής αναδευμένου γιαουρτιού 29 Σχήμα 2.4.3.3. Συγκρότημα παραγωγής γιαουρτιού συμπαγούς ή στερεάς δομής...30 Σχήμα 2.4.3.4. Συγκρότημα παραγωγής αναδευόμενου γιαουρτιού.30 Σχήμα 2.9.1. Διάσπαση μορίου της λακτόζης προς το σχηματισμό γλυκόζης και γαλακτόζης. 44 Σχήμα 4.3.1. Καμπύλη οξίνισης «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Y1), εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2), με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC (Υ3) και του αγελαδινού γάλακτος, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ), με τη δράση της γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus 68-69 Σχήμα 4.3.2. Καμπύλη μεταβολής του ρυθμού οξίνισης «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Y1), εμπλουτισμένο με 9% SMP (Y2), με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC (Υ3) και του αγελαδινού γάλακος εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ), με το χρόνο.70-71 Σχήμα 4.3.3. Καμπύλη μεταβολής της ογκομετρούμενης οξύτητας (%, w/w γαλακτικό οξύ) δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαούρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Υ1) και εμπλουτισμένο με SMP 9% (Y2), με μίγμα 4% SMP, 1% WP και 4% SC (Y3), και του αγελαδινού γάλακος εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ), με το χρόνο 73 Σχήμα 4.5.2.1. Καμπύλη μεταβολής του ιξώδους σε συνάρτηση με το ρυθμό διάτμησης σε δείγματα πηκτής «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένο με 9% SMP (Υ2 )... 82 Σχήμα 4.5.2.2. Καμπύλη μεταβολής του ιξώδους σε συνάρτηση με το ρυθμό διάτμησης σε δείγματα πηκτής «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου, εμπλουτισμένο με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC (Υ3 ).82 Σχήμα 4.5.2.3. Καμπύλη μεταβολής του ιξώδους σε συνάρτηση με το ρυθμό διάτμησης σε δείγματα πηκτής «τύπου γιαουρτιού» από αγελαδινό γάλα, εμπλουτισμένο με 4% SMP (ΔΑ ). 83 10

ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 4.1.1. «Γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς την προσθήκη απολιπασμένου γάλακτος σε σκόνη (SMP), μετά από ζύμωση με τη δράση της γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus.61 Εικόνα 4.2.1. Πηκτή «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου με διαφορετική σύσταση σε ολικά στερεά....64 11

12

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ανάμεσα στα ζυμούμενα προϊόντα γάλακτος, το γιαούρτι αποτελεί ένα από τα ευρέως καταναλισκόμενα λόγω των ευεργετικών του ιδιοτήτων. Τα προϊόντα «τύπου γιαουρτιού» φυτικής προέλευσης προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα (χαμηλά επίπεδα χοληστερόλης, κορεσμένων λιπαρών οξέων) έναντι του ζωικής προέλευσης γιαουρτιού. Η παρούσα μελέτη έχει ως στόχο την παραγωγή ενός συστήματος πηκτής «τύπου γιαουρτιού» μέσω της αξιοποίησης του «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου που παραλήφθηκε με υδατική εκχύλιση και υπερδιήθηση. Το «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου αποτελεί ένα εξαιρετικά σταθερό γαλάκτωμα ελαιοσωμάτων (3,5% λίπος, 1,7% πρωτεΐνη, 1% σάκχαρα) πλούσιο σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Η μελέτη αφορά στην επίδραση της καλλιέργειας γιαουρτιού (Streptococcus thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus) στην κινητική της οξίνισης και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό (Υ1), εμπλουτισμένα με 9% σκόνη απολιπασμένου αγελαδινού γάλακτος (Y2), με μίγμα σκόνης απολιπασμένου αγελαδινού γάλακτος 4%, συμπυκνώματος πρωτεΐνης ορού γάλακτος 1% και καζεϊνικού νατρίου 4% (Υ3) και του αγελαδινού γάλακτος, εμπλουτισμένο με 4% σκόνης απολιπασμένου αγελαδινού γάλακτος (ΔΑ). Σε όλα τα δείγματα επιτεύχθηκε μείωση της τιμής ph στο 4,6 σε διάστημα 137-194 λεπτών. Η τιμή του μέγιστου ρυθμού οξίνισης (Vm) διέφερε στατιστικώς σημαντικά (P>0.05) για τα δείγματα Υ1 (0.030 ph units/min), Υ2,Υ3 (0.030 ph units/min) και ΔΑ (0.024 ph units/min). O χρόνος που παρατηρήθηκε ο μέγιστος ρυθμός οξίνισης (Vm) αυξήθηκε κατά 1,2, 1,8 και 1,35 φορές στα δείγματα Y1, Y3 και ΔΑ συγκριτικά με το Y2. Επιπλέον παρατηρήθηκε αύξηση της ογκομετρούμενης οξύτητας (% γαλακτικό οξύ) στα δείγματα Υ2, Υ3 και ΔΑ (1.4±0.005%; 1.1±0.015% και 0.9± 0,006% αντίστοιχα έναντι 0.5±0.03% στο δείγμα Υ1). Ο πληθυσμός των γαλακτικών βακτηρίων, με εξαίρεση το δείγμα Υ1, βρέθηκε μεγαλύτερος του 10 7 cfu/g. Το δείγμα «γάλακτος» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό δε σχημάτισε πηκτή. Τα δείγματα Y2 και Υ3 παρουσίασαν σημαντική βελτίωση στη δομή της πηκτής που προέκυψε όπως έδειξαν οι μετρήσεις της σκληρότητας 13

(32.8±3.2g και 66.7±8.7g αντίστοιχα), της ικανότητας συγκράτησης νερού (85.8±0. 4% και 63.5±1.3% αντίστοιχα) και της συναίρεσης (50.5±1.0% και 61.2±1.2% αντίστοιχα). Όλα τα δείγματα κατά τις μετρήσεις του ιξώδους παρουσίασαν μη Νευτώνια συμπεριφορά. Συνοψίζοντας, φάνηκε πως είναι δυνατή η ανάπτυξη συστήματος πηκτής από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου και η δημιουργία ενός νέου προϊόντος «τύπου γιαουρτιού» με ενισχυμένα διατροφικά οφέλη έναντι του συμβατικού γιαουρτιού. 14

ABSTRACT Among fermented milk products, yogurt is one of the most frequently consumed due to its health benefits. Plant-based yogurts offer nutritional advantages (low levels of cholesterol, saturated fatty acids) over animal-milk yogurt. The current study aimed to utilize ultrafiltrated maize germ milk (UMGM) to make this type of product. UMGM is an oil bodies-based highly stable natural emulsion (3.5% total lipids, 1.7% proteins, 1% carbohydrates) rich in polyunsaturated fatty acids. The effect of yoghurt culture (Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus) on the fermentation kinetics and physicochemical properties of yoghurt-like products manufactured from UMGM without addition (Y1), fortified with skim milk (9%) (Y2) or with skim milk, sodium caseinate and whey concentrate (4, 4 and 1%, w/w, respectively) (Y3) and yogurt from cow milk fortified with skim milk (4%) was examined. Acidification until the ph of 4.6 was attained at all products between 137-194 min. The acidification rate (Vm) differed significantly (P>0.05) for the formulations Υ1 (0.030 ph units/min), Υ2,Υ3 (0.030 ph units/min) and ΔΑ (0.024 ph units/min). The time to reach Vm was significantly higher (P<0.05) by 1.2, 1.8 and 1.35 times for Y1, Y3 and ΔΑ compared to Y2. Increased acidity (% lactic acid) was observed at Υ2, Υ3 and ΔΑ(1.4±0.005; 1.1±0.015% and 0.9± 0,006% respectively versus 0.5±0.03% for Υ1). Only samples Y2 and ΔΑ showed more than 7 log cfu/ml count which is required for yogurt. The product manufactured without fortification did not gel while formulations. Samples Y2 and Υ3 improved considerably the quality exhibiting stronger gel network resulting from increased hardness (32.8±3.2g and 66.7±8.7g respectively), water holding capacity (85.8±0. 4% and 63.5±1.3% respectively) and resistance against syneresis (50.5±1.0% and 61.2±1.2% respectively). A non-newtonian character for Y2 and Υ3 and ΔΑ was demonstrated. To conclude, formulated UMGM functions well for manufacturing a novel yogurt-like product enhancing the health properties of conventional yogurt. 15

ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ ΔΑ: Γάλα αγελάδας, δείγμα αναφοράς ΔΑ : Γιαούρτι από γάλα αγελάδας, δείγμα αναφοράς SMP: Skim milk powder, άπαχη σκόνη γάλακτος SC: Sodium caseinate, καζεϊνικό νάτριο σε μορφή σκόνης WPC: Whey protein concentrate, συμπύκνωμα πρωτεΐνης ορού γάλακτος σε μορφή σκόνης Y1: «Γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό Y1 : Πηκτή «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου χωρίς εμπλουτισμό Y2: «Γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου εμπλουτισμένο με 9% SMP Y2 : Πηκτή «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου εμπλουτισμένο με 9% SMP Y3: «Γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου εμπλουτισμένο με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC Y3 : Πηκτή «τύπου γιαουρτιού» από «γάλα» ελαιοσωμάτων φύτρου αραβοσίτου εμπλουτισμένο με μίγμα 4% SMP, 1%WP και 4% SC Για λόγους συντομίας το σύστημα πηκτής «τύπου γιαουρτιού», με βάση το «γάλα» ελαιοσωμάτων στο κείμενο αναφέρεται ως "πηκτή". 16

1. ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Στο πλαίσιο μιας ευρύτερης μελέτης που λαμβάνει χώρα στο ΕΧΤΤ για την αξιοποίηση των ελαιοσωμάτων του φύτρου αραβοσίτου σε συστήματα τροφίμων η παρούσα εργασία είχε ως στόχο την ανάπτυξη τεχνογνωσίας για την παραγωγή συστήματος πηκτής «τύπου γιαουρτιού» με αντικατάσταση του αγελαδινού γάλακτος από «γάλα» ελαιοσωμάτων που παραλήφθηκε από το φύτρο αραβοσίτου με υδατική εκχύλιση σε συνδυασμό με υπερδιήθηση. Για την επίτευξη του παραπάνω στόχου αρχικά διερευνήθηκε (α) η δυνατότητα ανάπτυξης της μικτής γαλακτικής καλλιέργειας Streptococcus salivarius subsp. thermophilus και Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus στο «γάλα» ελαιοσωμάτων, (β) η δυνατότητα σχηματισμού πηκτής «τύπου γιαουρτιού» από το «γάλα» ελαιοσωμάτων, και (γ) η ελάχιστη τιμή ολικών στερεών για το σχηματισμό πηκτής από το «γάλα» ελαιοσωμάτων. Οι πληροφορίες που συλλέχτηκαν από τις προκαταρκτικές πειραματικές δοκιμές αξιοποιήθηκαν για την εξέταση/κατανόηση της επίδρασης του εμπλουτισμού του «γάλακτος» ελαιοσωμάτων με διαφορετικά συστατικά αγελαδινού γάλακτος άνευ λίπους (σκόνη απολιπασμένου αγελαδινού γάλακτος, SMP, καζεϊνικό νάτριο, SC και συμπύκνωμα πρωτεΐνης ορού γάλακτος, WPC) στη διεργασία της γαλακτικής ζύμωσης και στα φυσικοχημικά και μικροβιολογικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων πηκτών «τύπου γιαουρτιού» που προκύπτουν. Ως διεργασία αναφοράς μελετήθηκε αυτή με τη χρήση αγελαδινού γάλακτος, εμπλουτισμένο με SMP (4%, w/w). 17

2. ΒΙΒΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΙΣΗ 2.1. Ιστορία του γιαουρτιού Είναι γνωστό πλέον πως ο άνθρωπος άρχισε να ασχολείται με την παραγωγή και επεξεργασία του αγελαδινού γάλακτος τουλάχιστον από το 2900 π.χ. Το γιαούρτι αποτελεί ένα ζυμούμενο γαλακτοκομικό προϊόν που αποτέλεσε βασικό κομμάτι της διατροφής και μια από τις παλαιότερες τροφές που γνώρισε ο άνθρωπος σε διάφορες περιοχές της νοτιοανατολικής Ευρώπης και της Μέσης Ανατολής. Αρχαίες παραστάσεις με θέμα το γιαούρτι έχουν βρεθεί στην περιοχή της Βαβυλωνίας και της κεντρικής Ασίας. Οι ευεργετικές του ιδιότητες στην υγεία του ανθρώπου και τα οφέλη που μπορεί να αποκομίσει κάποιος από την τακτική κατανάλωσή του είναι γνωστά εδώ και χιλιετίες. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι υπάρχουν αναφορές στο γιαούρτι από τον ιστορικό Ηρόδοτο (5 ο π.χ. αιώνα), καθώς και από τον γιατρό Γαληνό (1 ο -2 ο π.χ. αιώνα) ο οποίος αναφέρει την καταπραϋντική και καθαρτική επίδραση του γιαουρτιού στη υγεία του ανθρώπου. Πιθανολογείται ότι η ανακάλυψη του γιαουρτιού έγινε τυχαία. Εικάζεται ότι το γιαούρτι πρωτοεμφανίστηκε σε κάποια περιοχή της σημερινής Τουρκίας απ όπου και πήρε και το όνομα του. Όπως είναι γνωστό το γάλα αποτελεί ένα εξαιρετικά ευπαθές προϊόν. Επιπλέον γίνεται εύκολα κατανοητό πως οι πρωτόγονες συνθήκες δεν επέτρεπαν την ομαλή συντήρησή του με αποτέλεσμα το γάλα να ξινίζει γρήγορα και να μετατρέπεται σε μία πιο συντηρήσιμη μορφή. Ενδεχομένως κάποιο δοχείο με γάλα που έτυχε να ζεσταθεί για αρκετές ώρες αποτέλεσε το πρώτο γιαούρτι. Εξάλλου το θερμό κλίμα της Μέσης Ανατολής σε συνδυασμό με τη μη ικανοποιητική υγιεινή των συνθηκών που επικρατούσαν έδωσαν την ευκαιρία στα γαλακτικά βακτήρια να αναπτυχθούν. Ωστόσο μέχρι και τις αρχές του 20 ου αιώνα η κατανάλωση γιαουρτιού δεν ήταν ευρέως διαδεδομένη στην Δυτική Ευρώπη και την Αμερική. Την προετοιμασία για την είσοδο της στην αγορά έκανε ένας Γάλλος βακτηριολόγος, ο Δρ Μέτσνικοφ, ο οποίος ήταν Διευθυντής του Ινστιτούτου Παστέρ στο Παρίσι και είχε τιμηθεί με βραβείο Νόμπελ το 1908. Σύμφωνα με τον Μέτσνικοφ στις ευεργετικές ιδιότητες του γιαουρτιού αποδίδονταν η μακροζωία ορισμένων λαών. Μετά το τέλος του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, το μεταναστευτικό κύμα των Ελλήνων προς τις Δυτικές χώρες συνετέλεσε στη διάδοση της κατανάλωσης γιαουρτιού. 18

Αρχικά λοιπόν, γίνεται σαφές πως το γιαούρτι καταναλωνόταν μόνο για τα οφέλη που προσφέρει στην υγεία του ανθρώπου, στη συνέχεια όμως με τη μεταβολή των προτύπων κατανάλωσης, αποτέλεσε ένα δημοφιλές έδεσμα και επιδόρπιο. Έτσι έκαναν την είσοδο τους στην αγορά νέα προϊόντα με βάση το γιαούρτι, τα οποία περιείχαν διάφορα συνοδευτικά, όπως φρούτα, μέλι, ζάχαρη, ξηρούς καρπούς κλπ. Τέλος, η παραγωγή γιαουρτιού από γάλα μειωμένης λιποπεριεκτικότητας συνετέλεσε στην καθιέρωσή του ως ένα διαιτητικό προϊόν (Tamime και Robinson, 2004, Anonymous 2, 2006) 19

2.2. Ελληνική νομοθεσία Σύμφωνα με την ελληνική νομοθεσία (Κ.Τ.Π., 2003), ως γιαούρτι χαρακτηρίζεται "το προϊόν το οποίο προκύπτει μετά από πήξη αποκλειστικά και μόνο νωπού γάλακτος της αντίστοιχης προς την ονομασία φύσης και προέλευσης, με την επίδραση καλλιέργειας ζύμης που προκαλεί ειδική για αυτό ζύμωση. Το γιαούρτι πρέπει να περιέχει λίπος και στερεό υπόλειμμα άνευ λίπους (ΣΥΑΛ) σε ποσοστό ανώτερο κατά 10% τουλάχιστον από τα όρια που καθορίζονται στο άρθρο 80 (παράγραφος 3) των αντίστοιχων ειδών γάλακτος, από τα οποία παρασκευάστηκε αυτό". Επιπλέον το γιαούρτι κάθε είδους πρέπει να πληροί τους παρακάτω όρους (Κ.Τ.Π., 2003) : Πρέπει να είναι συμπαγές, να μην είναι πορώδες και η επιφάνεια της μάζας του, με εξαίρεση τον υμένα, να εμφανίζει όψη αλάβαστρου. Να καλύπτεται πάντα με φύλλο από αδιάβροχο χαρτί ή άλλα επιτρεπόμενα είδη μέσα στα δοχεία πώλησής του. Δεν επιτρέπεται η πώληση γιαουρτιού που έχει αντιληπτό ίζημα. Εάν διαπιστωθεί η ύπαρξη ιζήματος, θα πρέπει το προϊόν να υποβληθεί σε μικροσκοπική εξέταση ώστε να διευκρινιστεί εάν αυτό οφείλεται σε ουσίες ξένες προς το γιαούρτι. Δεν επιτρέπεται η πώληση γιαουρτιού που έχει υποστεί ζύμωση άλλη, πέραν της ειδικής για αυτό. Απαγορεύεται η πώληση γιαουρτιού του οποίου οι οργανοληπτικές ιδιότητες δεν είναι οι κανονικές και ευχάριστες. Απαγορεύεται η διάθεση στην κατανάλωση γιαουρτιού στο οποίο έχει γίνει προσθήκη οποιασδήποτε χρωστικής ή κάποιου άλλου μέσου με σκοπό τον χρωματισμό του. Απαγορεύεται η διάθεση στην κατανάλωση γιαουρτιού στο οποίο έχει γίνει προσθήκη συντηρητικών ουσιών. 20

Απαγορεύεται η διάθεση στην κατανάλωση γιαουρτιού το οποίο έχει παρασκευαστεί από διατηρημένο γάλα, με εξαίρεση το αποστειρωμένο και το κατεψυγμένο γάλα. Απαγορεύεται η διάθεση στην κατανάλωση γιαουρτιού στο οποίο έχει γίνει προσθήκη ζάχαρης. Σύμφωνα με τον Codex Alimentarius (FAO/WHO, 1977a) ως γιαούρτι χαρακτηρίζεται το "πηγμένο γαλακτοκομικό προϊόν που παράγεται με γαλακτική ζύμωση του γάλακτος με τη δράση του Lactobacillus bulgaricus και του Streptococcus thermophilus. Οι μικροοργανισμοί αυτοί πρέπει να είναι στο τελικό προϊόν άφθονοι και ζωντανοί". Η παρουσία αυτών των γαλακτικών βακτηρίων στο γιαούρτι προστατεύει τον καταναλωτή από την πιθανή ύπαρξη παθογόνων μικροοργανισμών που μπορούν να προκαλέσουν διαταραχές στην υγεία του (Ζερφυρίδης, 2001) Τα βασικότερα χαρακτηριστικά του γιαουρτιού σύμφωνα με τον FAO/WHO, (1977a) είναι τα εξής: Χαμηλό ph (περίπου 4,5-4,7) Υψηλή οξύτητα (90-100 0 D ή 0,7-1,2% εκφρασμένη σε γαλακτικό οξύ) Χαρακτηριστική γεύση και άρωμα τα οποία οφείλονται στη δράση των οξυγαλακτικών βακτηρίων (γαλακτικό οξύ, ακεταλδεΰδη και διακετύλιο) Χαρακτηριστικός τύπος πήγματος Παρουσία ζωντανών βακτηριακών κυττάρων σε πληθυσμούς ανώτερους των 10 7 /g. 21

2.3. Αγορανομικές απαιτήσεις 2.3.1. Μικροβιολογικοί δείκτες ποιότητας του γιαουρτιού Η εξέταση της μικροχλωρίδας του γιαουρτιού κρίνεται απαραίτητη καθώς πιστοποιεί τον πληθυσμό των ζώντων γαλακτικών βακτηρίων. Ο έλεγχος παρουσίας παθογόνων μικροοργανισμών δεν ενδείκνυται όπως σε άλλα τρόφιμα λόγω της χαμηλής τιμής ph που παρουσιάζει το συγκεκριμένο προϊόν, της ύπαρξης ανταγωνιστικής μικροχλωρίδας (τα γαλακτικά βακτήρια βρίσκονται σε πολύ υψηλούς πληθυσμούς), και του γαλακτικού οξέος που δρα ως φυσικό συντηρητικό. Οι ομάδες μικροοργανισμών που εξετάζονται στο γιαούρτι είναι τα κολοβακτηρίδια, οι ζύμες και οι μύκητες. Η παρουσία των παραπάνω μικροοργανισμών πάνω από συγκεκριμένα όρια υποδηλώνει πιθανό κίνδυνο για τη δημόσια υγεία ή μη ορθές συνθήκες υγιεινής κατά την παρασκευή του προϊόντος (Ζερφυρίδης, 2001). 2.3.2. Χημική σύσταση γιαουρτιού Σύμφωνα με την ελληνική νομοθεσία (Κ.Τ.Π., 2003), το γιαούρτι πρέπει να έχει λίπος και στερεό υπόλειμμα άνευ λίπους (ΣΥΑΛ) σε ποσοστό ανώτερο κατά 10% από τα όρια που καθορίζονται για το γάλα από το οποίο προέρχεται. Έτσι λοιπόν, για το αγελαδινό γάλα που έχει ποσοστό λίπους 3,5% και ΣΥΑΛ 8.46%, το γιαούρτι θα πρέπει να έχει ποσοστό λίπους 3,85% και ΣΥΑΛ 9,31%. 2.3.3. Διάρκεια συντήρησης Η διάρκεια συντήρησης του γιαουρτιού κυμαίνεται από 1 έως 6 εβδομάδες. Οι παράμετροι που επηρεάζουν το χρόνο ζωής του στο ράφι είναι η θερμοκρασία συντήρησης, η αρχική τιμή ph, οι ενδεχόμενες επιμολύνσεις, η μέθοδος παραγωγής και το είδος της συσκευασίας. Σύμφωνα με την Ελληνική Νομοθεσία (Κ.Π.Τ., 2003) ο ενδεικτικός χρόνος συντήρησης του γιαουρτιού είναι 15 ημέρες σε θερμοκρασία συντήρησης 0-2 0 C. Μετά το πέρας των 15 ημερών το προϊόν γίνεται ακατάλληλο προς βρώση κυρίως λόγω της υπεροξίνισης (post-acidification) από τη δράση των γαλακτικών βακτηρίων ή των ζυμών και της μεγάλης αποβολής ορού. Επιπλέον η παρουσία μυκήτων δύναται να επηρεάσει την εμφάνιση του προϊόντος και κατ επέκταση την αποδοχή του από το καταναλωτικό κοινό. 22

23

2.4. Τύποι γιαουρτιού Την τελευταία κυρίως δεκαετία έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στην τεχνολογία παρασκευής γιαουρτιού. Έτσι έχουν αναπτυχθεί νέοι τύποι, κάποιοι από του οποίους δεν ανταποκρίνονται προς τον διεθνώς παραδεκτό ορισμό. Για το λόγο αυτό σε πολλές χώρες έχει γίνει σαφής διαχωρισμός μεταξύ των τύπων γιαουρτιού που ανταποκρίνονται προς τον ορισμό του FAO/WHO (1977a) και χαρακτηρίζονται ως "φυσικό γιαούρτι" ή "γιαούρτι". Κάθε άλλος τύπος γιαουρτιού παίρνει την ονομασία "επιδόρπιο γιαουρτιού" και οφείλει να χαρακτηρίζεται με ένα ιδιαίτερο όνομα. Ακολούθως, δίνονται οι κυριότεροι τύποι γιαουρτιού που παράγονται σήμερα: 2.4.1. Παραδοσιακό γιαούρτι Η τεχνολογία παρασκευής του παραδοσιακού γιαουρτιού δεν έχει μεταβληθεί στο πέρασμα του χρόνου και είναι περίπου ίδια στους περισσότερους λαούς. Το παραδοσιακό γιαούρτι με επιδερμίδα (πέτσα) παρασκευάζεται από βρασμένο γάλα. Δεν υπόκειται σε προηγούμενη επεξεργασία όπως τυποποίηση ή ομογενοποίηση. Για την παρασκευή του ακολουθείται η εξής διαδικασία: Το γάλα υπόκειται σε βρασμό, στη συνέχεια διαμοιράζεται σε κυτία, όπου και παραμένει (χωρίς ανάδευση) προκειμένου να δημιουργηθεί στην επιφάνεια η χαρακτηριστική στοιβάδα λίπους, γνωστή ως επιδερμίδα (πέτσα). Μόλις ψυχθεί στην θερμοκρασία των 45 ο C, με ελαφριά ανασήκωση της επιδερμίδας γίνεται εμβολιασμός με τη μαγιά. Μαγιά καλείται η καλλιέργεια γιαουρτιού που παρασκευάστηκε την προηγούμενη ημέρα και αποτελεί την καλλιέργεια εκκίνησης. Ακολουθεί ζύμωση του γάλακτος σε αυτή τη θερμοκρασία και μόλις η τιμή ph φτάσει στο 4,6 το προϊόν ψύχεται (Καμιναρίδης και Μοάτσου, 2009). Σημαντικό μειονέκτημα που οδηγεί σε ασταθή χαρακτηριστικά είναι η χρησιμοποίηση της μαγιάς ως καλλιέργειας εκκίνησης. Από άποψη υγιεινής το παραδοσιακό γιαούρτι είναι ασφαλές εφόσον αυτό θερμαίνεται επαρκώς, και εξυγιαίνεται από τους επικινδύνους για τη Δημόσια Υγεία μικροοργανισμούς. Ωστόσο, σε γενικές γραμμές οι συνθήκες παραγωγής δεν είναι οι ιδανικές, καθώς υπάρχει μεγάλος κίνδυνος επιμόλυνσης από διάφορους παράγοντες, όπως τα σκεύη, το προσωπικό και το περιβάλλον. 24

Η Γαλακτοβιομηχανία, διατηρώντας τη βασική γραμμή παραγωγής αλλά εκσυγχρονίζοντας ορισμένα στάδια έχει καταφέρει να βελτιώσει τις συνθήκες υγιεινής και εμφάνισης του παραδοσιακού γιαουρτιού. Το σχήμα 2.4.1.1. παρουσιάζει το διάγραμμα ροής της παραγωγής παραδοσιακού γιαουρτιού. (Καμιναρίδης και Μοάτσου, 2009). Σχήμα 2.4.1.1. Διάγραμμα ροής της παραγωγής παραδοσιακού γιαουρτιού σε βιομηχανική κλίμακα (Καμιναρίδης και Μοάτσου, 2009). 25

2.4.2. Στραγγισμένο γιαούρτι Σύμφωνα με τον Μαντή (2000) στραγγισμένο γιαούρτι είναι το προϊόν που παραλαμβάνεται από πλήρες γάλα μετά την απομάκρυνση (αποστράγγιση) μέρους του νερού του με τα διαλυμένα σε αυτό συστατικά. Το στραγγισμένο γιαούρτι πρέπει να περιέχει λίπος σε ποσοστό 8% τουλάχιστον. Εξαίρεση αποτελεί το αγελαδινό στραγγισμένο γιαούρτι που σύμφωνα με την Ελληνική Νομοθεσία (Κ.Π.Τ., 2003) το ποσοστό του λίπους του πρέπει να ανέρχεται τουλάχιστον σε 5%. Το ποσοστό των ολικών στερεών ανέρχεται σε 23-25%. Υπάρχουν ποικίλοι τρόποι στράγγισης του γιαουρτιού, κάποιοι από τους οποίους παρουσιάζονται παρακάτω: Παραδοσιακός τρόπος στράγγισης του πήγματος μέσα σε υφασμάτινους σάκους όπου το γάλα αρχικά επωάζεται σε δεξαμενές, και το πήγμα που προκύπτει θραύεται. Στη συνέχεια ψύχεται και τοποθετείται σε υφασμάτινους σάκους χωρητικότητας 15-20 kg έκαστος. Οι σάκοι αυτοί τοποθετούνται ο ένας πάνω στον άλλον σε ανοξείδωτες λεκάνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η απομάκρυνση του νερού. Μετά το πέρας 8-16 ωρών, κατά τη διάρκεια των οποίων οι σάκοι διατηρούνται σε θερμοκρασία 0-5 ο C, η στράγγιση ολοκληρώνεται. Ο ορός που αποβάλλεται περιέχει κυρίως λακτόζη, άλατα και αζωτούχες ύλες. Το προϊόν που προκύπτει μετά την στράγγιση, υποβάλλεται σε μηχανική ζύμωση και τυποποίηση με προσθήκη, εφόσον απαιτείται, παστεριωμένης κρέμας ή παστεριωμένου ορού γάλακτος. Φυγοκέντρηση του πήγματος όπου το πήγμα που προέκυψε από τη ζύμωση του γάλακτος υφίσταται φυγοκέντρηση. Έτσι αποβάλλεται μέρος του ορού του και επιτυγχάνεται η παραγωγή προϊόντος με αυξημένο ποσοστό ολικών στερεών. Υπερδιήθηση του πήγματος: Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιείται αποβουτυρωμένο γάλα το οποίο θερμαίνεται στους 90-95 ο C για 15-5 min και κατόπιν ψύχεται σε θερμοκρασία 47-50 ο C όπου συμπυκνώνεται με σύστημα υπερδιηθήσεως περίπου στο μισό του αρχικού του όγκου. Κατά την συμπύκνωση με αυτή τη μέθοδο, οι μεμβράνες της υπερδιήθησης συγκρατούν το λίπος και τις πρωτεΐνες αλλά αφήνουν να διαφύγουν στο διήθημα η λακτόζη και τα άλατα. 26

Αντίστροφη όσμωση του πήγματος: Η συμπύκνωση του γάλακτος μπορεί να επιτευχθεί και με την τεχνική της αντίστροφης όσμωσης. Ωστόσο αυτή η τεχνική δεν χρησιμοποιείται ευρέως καθώς αφήνει στο τελικό προϊόν αυξημένα ποσοστά λακτόζης και αλάτων (Tamime και Robinson, 1999). 2.4.3. Βιομηχανικό γιαούρτι Υπάρχουν δυο τύποι βιομηχανικού γιαουρτιού. Το πρώτο είναι το συμπαγές ή στερεάς δομής (set), και το δεύτερο είναι το αναδευμένο (stirred). Οι διαφορές των δύο τύπων έγκεινται κυρίως στη συνεκτικότητα και την τεχνολογία παρασκευής (Robinson et al., 2006). Το συμπαγές γιαούρτι είναι ο τύπος γιαουρτιού που έχει επικρατήσει στη χώρα μας και παράγεται είτε ως φυσικό είτε συνοδευόμενο από φρούτα (επιδόρπιο γιαουρτιού). Η ομογενοποίηση του γάλακτος δεν επιτρέπει το σχηματισμό υμενίου λιποσφαιρίων (πέτσα) στην επιφάνεια. Η συσκευασία γίνεται σε ερμητικώς κλειστά κύπελλα, όπου γίνεται και η επώαση. Αντίθετα το αναδευμένο γιαούρτι συσκευάζεται μετά την επώαση, αφού έχει θραυστεί και ψυχθεί (Robinson κ.α., 2006). Στα σχήματα 2.4.3.1 και 2.4.3.2. παρουσιάζονται τα διαγράμματα ροής του συμπαγούς ή στερεάς δομής γιαουρτιού και του αναδευμένου γιαουρτιού αντίστοιχα. Επιπλέον στα σχήματα 2.4.3.3. και 2.4.3.4. παρουσιάζονται τα συγκροτήματα παραγωγής των δυο τύπων βιομηχανικού γιαουρτιού. 27

Σχήμα 2.4.3.1. Διάγραμμα ροής παραγωγής γιαουρτιού συμπαγούς ή στερεάς δομής (Bylund,1995) 28

Σχήμα 2.4.3.2. Διάγραμμα ροής παραγωγής αναδευμένου γιαουρτιού (Bylund,1995). 29

Σχήμα 2.4.3.3. Συγκρότημα παραγωγής γιαουρτιού συμπαγούς ή στερεάς δομής (Bylund, 1995). Σχήμα 2.4.3.4. Συγκρότημα παραγωγής αναδευόμενου γιαουρτιού (stirred yoghurt) (Bylund, 1995) 30

2.4.4. Γιαούρτι με προβιοτικά βακτήρια Έχει αποδεχθεί ότι κάποια γαλακτικά βακτήρια, εκτός αυτών που παραδοσιακά χρησιμοποιούνται στην παραγωγή γιαουρτιού, δρουν ευεργετικά στη λειτουργία του εντέρου και την υγεία του ανθρώπου. Έτσι άρχισαν να κυκλοφορούν στο εμπόριο γιαούρτια τα οποία περιέχουν και άλλα γαλακτικά βακτήρια. Τα γιαούρτια αυτά χαρακτηρίζονται ως προβιοτικά. Ανάμεσα στους μικροοργανισμούς που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τους είναι (Robinson, 2002): Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus ramnosus, Lactococcus lactis, Lactococcus diacetylactis. 2.4.5. Κατεψυγμένο ή παγωμένο γιαούρτι Προκύπτει συνήθως από αναδευμένο γιαούρτι το οποίο καταψύχεται και μπορεί σε αυτές τις θερμοκρασίες να διατηρηθεί έως και 12 μήνες. Το γιαούρτι αυτό θα πρέπει να περιέχει ολικά στερεά σε ποσοστό τουλάχιστον 13-14% και το γιαούρτι φρούτων 20-25% αντίστοιχα. Το γιαούρτι υφίσταται ταχεία κατάψυξη, συντηρείται σε θερμοκρασίες -18 ο C έως -26 ο C. Η κατάψυξη επηρεάζει την εμφάνιση του προϊόντος όχι όμως και την οξυγαλακτική μικροχλωρίδα (Chandan και O Rell, 2006). 2.4.6. Αφυδατωμένο γιαούρτι Σύμφωνα με τους Tamime και Robinson (1999), η αφυδάτωση του γιαουρτιού στον ήλιο είναι μια πατροπαράδοτη μέθοδος. Για να επιτευχθεί η απομάκρυνση του νερού, το προϊόν στραγγίζεται, χωρίζεται σε μικρούς όγκους και στη συνέχεια εκτίθεται στον ήλιο όπου και αφυδατώνεται. Σε αυτήν την κατάσταση διατηρείται για πολλούς μήνες. Πριν την κατανάλωσή του διαβρέχεται με νερό. Σε βιομηχανική κλίμακα η αφυδάτωση του γιαουρτιού γίνεται είτε με την τεχνική της εκνέφωσης (spray drying) είτε με την τεχνική της λυοφιλίωσης. Και σε αυτήν την περίπτωση πριν την κατανάλωση προστίθεται ορισμένη ποσότητα νερού. Ωστόσο θα πρέπει να επισημανθεί πως το προϊόν αυτό δεν έχει την χαρακτηριστική υφή του γιαουρτιού, δε σχηματίζει πηκτή και θυμίζει γιαούρτι μόνο ως προς τη γεύση (Helferich και Westhoff, 1980). 31

2.4.7. Ρευστό γιαούρτι Το ρευστό γιαούρτι προκύπτει από την ανάμιξη γιαουρτιού με ίση ποσότητα νερού. Ακολουθεί ανακίνηση και εμφιάλωση. Το ιξώδες του είναι χαμηλό και συνήθως παρασκευάζεται από γάλα χαμηλής λιποπεριεκτικότητας (Ζερφυρίδης, 2001). 2.4.8. Γιαούρτι με υδρολυμένη λακτόζη Το ποσοστό ζύμωσης της λακτόζης στο γιαούρτι ανέρχεται στο 60-70%. Για να αυξηθεί αυτό το ποσοστό, γίνεται προσθήκη του ενζύμου β-d-γαλακτοσιδάση. Η προσθήκη του ενζύμου αυτού προσδίδει στο προϊόν αυξημένη γλυκύτητα για αυτό το λόγο χρησιμοποιείται ευρέως στο γιαούρτι φρούτων. (Ζερφυρίδης, 2001). 2.4.9. Παστεριωμένο γιαούρτι Σκοπός της παρασκευής του είναι η επιμήκυνση του χρόνου συντήρησης του γιαουρτιού. Η παστερίωση του μπορεί να γίνει είτε πριν την συσκευασία με θέρμανση στους 60-70 ο C για 3 min είτε με θέρμανση των κυτίων σε αυτόκλειστο σε θερμοκρασία 60-85 ο C και πίεση 2 ατμοσφαιρών. Παρόλο που ο χρόνος συντήρησης του προϊόντος αυξάνεται κατά 2 με 3 εβδομάδες, η γαλακτική καλλιέργεια καταστρέφεται, και επομένως το προϊόν που προκύπτει δεν ανταποκρίνεται πλέον στον ορισμό του γιαουρτιού όπως αυτός ορίζεται από τον FAO/WHO (1977α, 1977β). Επιπλέον η παστερίωση έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση του ιξώδους και την απώλεια της γεύσης του φυσικού γιαουρτιού (Tamime και Robinson, 1999). 32

2.5. Επιδόρπιο γιαουρτιού Σύμφωνα με την Ελληνική νομοθεσία (Κ.Τ.Π.) ως επιδόρπιο χαρακτηρίζεται "το προϊόν έτοιμο προς βρώση που παρασκευάζεται από μια ή περισσότερες κατηγορίες γάλακτος που προβλέπονται από το άρθρο 80 του Κ.Τ.Π (2003), προϊόντα γάλακτος ή και συστατικό γάλακτος (πρωτεΐνη γάλακτος, λακτόζη) ή και μαγιά γιαουρτιού και στις δυο περιπτώσεις τα παραπάνω προϊόντα γάλακτος ή το γάλα σε αναλογία 75% τουλάχιστον κατά βάρος του τελικού προϊόντος, αναγόμενο σε νωπό γάλα, οξυγαλακτικές καλλιέργειες (π.χ. Lactobacillus πλέον αυτών των Lactobacillus bulgaricus και Streptococcus thermophilus), σακχαρούχες γλυκαντικές ύλες (σακχαρόζη ή άλλο σάκχαρο), φυσικές αρωματικές ουσίες όπως φρούτα (νωπά, αφυδατωμένα, εγκυτιωμένα κλπ), χυμοί φρούτων, κακάο σκόνη (λιποπεριεκτικότητας 10% τουλάχιστον σε βούτυρο κακάο,) σοκολάτα ή εκχύλισμα καφέ με ή χωρίς καφεΐνη και άλλες φυσικές ουσίες που δίνουν γεύση και άρωμα". Επίσης στα παραπάνω προϊόντα επιτρέπεται η προσθήκη τεχνικών αρωματικών και χρωστικών υλών, σταθεροποιητών (καραγεννάνη, αραβικό κόμμι, εδώδιμη ζελατίνη κ.α.), πυκνωτικών και πηκτικών υλών, εφόσον αυτές επιτρέπονται από τον Codex Alimentarius (Μαντης, 2000). 33

2.6. Κρίσιμα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας 2.6.1. Ομογενοποίηση Σύμφωνα με τον Ζερφυρίδη (2001), η ομογενοποίηση προκαλεί μείωση του μεγέθους των λιποσφαιρίων του γάλακτος. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται η αποκορύφωση του λίπους κατά την πήξη του γιαουρτιού και επομένως αποφεύγεται ο σχηματισμός του χαρακτηριστικού υμενίου (πέτσα). Αναλυτικότερα, κατά την ομογενοποίηση παρατηρείται μείωση του μεγέθους των λιποσφαιρίων και ταυτόχρονη αύξηση της επιφάνειας τους κατά 6 φορές περίπου (Walstra et al., 2006). Σύμφωνα με τους Tamime και Muir (1998), η διάμετρος των λιποσφαιρίων μειώνεται από 0,1-20 μm σε 0,1-3 μm. Η ομογενοποίηση προκαλεί μερική καταστροφή της αγλουτινίνης, η οποία είναι μια πρωτεΐνη που καλύπτει την επιφάνεια των λιποσφαιρίων. Αποτέλεσμα αυτής της μερικής καταστροφής είναι η αγλουτινίνη να μην επαρκεί για να καλύψει την πολλαπλάσια επιφάνεια των λιποσφαιρίων. Έτσι προσροφώνται στην επιφάνεια και άλλες πρωτεΐνες. Μετά την ομογενοποίηση, λοιπόν, η επιφάνεια των λιποσφαιρίων αποτελείται από 25% αγλουτινίνη, 25% καζεΐνη και 50% πρωτεΐνες ορού γάλακτος. Επομένως, τα λιποσφαίρια δεν έχουν πλέον την δυνατότητα να σχηματίσουν συσσωματώματα, να ανέλθουν στην επιφάνεια και να σχηματίσουν το χαρακτηριστικό υμένιο. Επιπλέον, κατά την ομογενοποίηση του γάλακτος παρατηρείται αύξηση του ιξώδους. Αυτό συμβαίνει γιατί οι πρωτεΐνες που έχουν προσροφηθεί στην επιφάνεια των λιποσφαιρίων μετουσιώνονται, αυξάνεται ο υδρόφιλος χαρακτήρας τους και προσροφούν νερό (Tamime και Muir, 1998, Ζερφυρίδης,2001). Επίσης, διασπώνται τα καζεΐνικά μικκύλια αυξάνοντας έτσι τον υδρόφιλο χαρακτήρα των καζεϊνών. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη βελτίωση του ιξώδους του τελικού προϊόντος. Επιπροσθέτως, η μείωση του μεγέθους των λιποσφαιρίων έχει σαν αποτέλεσμα την καλύτερη διάχυση του φωτός από αυτά άρα το γάλα φαίνεται λευκότερο. Επίσης, παρατηρείται αύξηση της λιπόλυσης του γάλατος. Αυτό συμβαίνει γιατί η αύξηση της επιφάνειας των λίποσφαιρίων αυξάνει την επιφάνεια δράσης της λιπάσης. Για να αποφευχθεί αυτό, συνίσταται παστερίωση πριν την ομογενοποίηση ώστε να αδρανοποιείται η φυσική λιπάση (Ζερφυρίδη, 2001). 34

2.6.2. Θερμική επεξεργασία Η θέρμανση του γάλακτος διευκολύνει την ανάπτυξη της καλλιέργειας και προκαλεί κάποιες φυσικοχημικές μεταβολές στο γάλα οι οποίες βελτιώνουν τη συνεκτικότητα του γιαουρτιού που θα παραχθεί. Η θέρμανση γίνεται στις ακόλουθες θερμοκρασίες (Tamime και Robinson, 1985): 80-85 ο C για 30 min 90-95 ο C για 5 min 110 ο C για 30 sec Με τη θερμική επεξεργασία επιτυγχάνεται: Η μετουσίωση των πρωτεϊνών του ορού γάλακτος. Έτσι αυξάνεται ο υδρόφιλος χαρακτήρας τους και συγκρατούν μεγαλύτερη ποσότητα νερού. Προσροφούν δηλαδή περισσότερη υγρασία και το πήγμα γίνεται πιο συνεκτικό (Tamime και Muir, 1998, Ζερφυρίδη, 2001). Επιπλέον, καθίσταται δυνατή η σύνδεσή τους με τα καζεϊνικά μικκύλια μέσω της ανάπτυξης δισουλφιδικών δεσμών και υδρόφοβων αλληλεπιδράσεων (Law, 1996). Γενικότερα, όσο αυξάνεται το ποσοστό των μετουσιωμένων πρωτεϊνών του ορού γάλατος τόσο μειώνεται ο απαιτούμενος χρόνος επώασης για την παραγωγή γιαουρτιού (Labropoulos et al., 1984, Parnell-Clunies et al., 1986, Shaker et al., 2000, Thomopoulos et al., 1993).Σύμφωνα με τους Tamime και Robinson (1999), γιαούρτι που παρασκευάστηκε από μη θερμασμένο ή ανεπαρκώς θερμασμένο γάλα, εμφάνισε αδύναμη υφή, μικρή σταθερότητα πηκτής και παρουσίασε μεγάλη αποβολή ορού. Οι Lucey et al (1997) ανέφεραν πως η έναρξη της πήξης είναι ταχύτερη σε δείγματα τα οποία είχαν υποστεί έντονη θερμική επεξεργασία καθώς η μετουσίωση των πρωτεϊνών του ορού γάλακτος έλαβε χώρα σε μεγαλύτερο βαθμό. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση του συνολικού χρόνου επώασης του γιαουρτιού. Ο σχηματισμός πλέγματος καζεϊνικών μικκυλίων τα οποία κατανέμονται ομοιόμορφα στον όγκο του γάλακτος και περικλείουν ανάμεσά τους την 35

υδατική φάση. Με αυτόν τον τρόπο τα καζεϊνικά μικκύλια του θερμασμένου γάλακτος δρουν σαν σταθεροποιητές. Έτσι αυξάνεται η συνεκτικότητα του πήγματος, μειώνεται η αποβολή ορού και ο διαχωρισμός φάσης (Ζερφυρίδη, 2001). Η αύξηση της σταθερότητας του πήγματος εφόσον αυξάνεται η επιφάνεια των καζεϊνικών συσσωματωμάτων, δεδομένου ότι μειώνεται το μέγεθος τους. (Ζερφυρίδη, 2001). Η καταστροφή των βλαστικών μορφών των μικροοργανισμών που απαντώνται στο γάλα, πέραν των σπορίων τα οποία δεν καταστρέφονται (Ζερφυρίδη, 2001, Λιτοπούλου- Τζανετάκη,2010). Ο περιορισμός της λιπόλυσης και της πρωτεόλυσης που οδηγούν σε τάγγιση του γάλακτος και ανεπιθύμητες γεύσεις. Αυτό συμβαίνει γιατί με τη θερμική επεξεργασία του γάλακτος αδρανοποιούνται ένζυμα, όπως λιπάσες και πρωτεάσες, που προέρχονται κυρίως από τη δράση των μικροοργανισμών του γάλακτος (Ζερφυρίδη, 2001). Η μετατροπή του ασβεστίου, του μαγνησίου και των κιτρικών αλάτων από τη διαλυτή στην κολλοειδή μορφή τους (Ζερφυρίδη, 2001). Η μερική καταστροφή ορισμένων υδατοδιαλυτών βιταμινών όπως Β1, Β6, Β12 και φολικό οξύ (Ζερφυρίδη, 2001). Η απαέρωση του γάλακτος και η δημιουργία μικροαερόφιλων συνθηκών που ευνοούν την ανάπτυξη των μικροοργανισμών της μικτής καλλιέργειας εκκίνησης (Λιτοπούλου- Τζανετάκη,2010). 2.6.3. Εμβολιασμός-Επώαση Μετά τη θερμική επεξεργασία του γάλακτος ακολουθεί ψύξη στη θερμοκρασία επώασης, στους 42-45 ο C και εμβολιασμός με τα κύτταρα της μικτής καλλιέργειας εκκίνησης (Streptococcus salivarius subsp thermophilus και Lactobacillus deibrueckii subsp bulgaricus). Όσο μικρότερη είναι η ποσότητα του εμβολίου που θα χρησιμοποιηθεί, τόσο περισσότερο καθυστερεί η πτώση της τιμής ph λόγω μειωμένης παραγωγής 36

γαλακτικού οξέος. Αποτέλεσμα αυτού είναι ο σχηματισμός αδύναμου και μαλακού πλέγματος και η ανεπαρκής ανάπτυξη των λακτοβακίλλων. Τέλος, η ζύμωση μπορεί εύκολα να καταστεί ανεπιτυχής καθώς η μικρή ποσότητα εμβολίου δεν μπορεί εύκολα να ξεπεράσει ορισμένες δυσμενείς συνθήκες, όπως η μικρή παρουσία αντιβιοτικών (Ζερφυρίδη, 2001). Από την άλλη μεριά, όταν η ποσότητα του εμβολίου που χρησιμοποιείται είναι αρκετά μεγάλη, η υπερβολικά γρήγορη αύξηση της οξύτητας δεν επιτρέπει τον ικανοποιητικό σχηματισμό αρωμάτων αφού η πτώση της τιμής ph γίνεται με πολύ γρήγορο ρυθμό. Έτσι το πήγμα σχηματίζεται σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα με αποτέλεσμα να γίνεται σκληρό και να έχει την τάση να αποβάλει ορό στην επιφάνεια του. Για το λόγο αυτό, δε συνίσταται η χρήση μεγάλης ποσότητας εμβολίου παρά μόνο όταν η δραστηριότητα της μικτής καλλιέργειας εκκίνησης είναι περιορισμένη (Ζερφυρίδη, 2001). Επομένως, ανάλογα με τη θερμοκρασία επώασης αλλά και τη δραστηριότητα της καλλιέργειας, η ιδανική ποσότητα εμβολίου είναι 2-3% (Tamime και Marshall, 1997). 2.6.4. Ψύξη Μόλις η τιμή ph πέσει στο 4,5-4,7, ιδανικά 4,6, και η οξύτητα ανέλθει σε 0,9-1,1% εκφρασμένη σε γαλακτικό οξύ, η ζύμωση πρέπει να διακοπεί (Tamime και Deeth, 1980). Ακολουθεί ψύξη του πήγματος με σκοπό να ανασταλεί η δράση των γαλακτικών βακτηρίων και των ενζύμων. Εάν η ψύξη είναι πρόωρη, το πήγμα που σχηματίζεται δεν έχει ικανοποιητική συνεκτικότητα, ενώ αν η ψύξη είναι καθυστερημένη παρουσιάζονται προβλήματα όπως έντονη συναίρεση και μετοξίνιση. (Ζερφυρίδη, 2001). Σε βιομηχανική κλίμακα η ψύξη του γιαουρτιού πραγματοποιείται σε δυο φάσεις. Αρχικά το πήγμα ψύχεται στους 20 ο C με σκοπό την αναστολή της δράσης των γαλακτικών βακτηρίων και στη συνέχεια ακολουθεί ψύξη σε θερμοκρασία χαμηλότερη των 5 ο C που στοχεύει στην αναστολή της δράσης των ενζύμων (Tamime και Robinson, 1985). 37

2.7. Φυσικοχημικές ιδιότητες 2.7.1. Συναίρεση- Ικανότητα Συγκράτησης νερού Η αποβολή ορού στην επιφάνεια του γιαουρτιού θεωρείται πρωταρχικό ελάττωμα. Πηκτή με υψηλή ικανότητα συγκράτησης νερού σημαίνει ότι τα μόρια του νερού μπορούν να συγκρατηθούν ισχυρότερα από το πλέγμα των πρωτεϊνών επομένως η αποβολή ορού θα είναι μικρότερη. Η συναίρεση προκύπτει από τη συρρίκνωση του πήγματος αποτέλεσμα της οποίας είναι ο διαχωρισμός ορού δηλαδή η εμφάνιση ορού στην επιφάνεια του πήγματος. Κατά την συναίρεση λοιπόν, μειώνεται ο όγκος του πήγματος, χωρίς αυτό να οφείλεται σε εξωτερικές δυνάμεις. Όταν λαμβάνει χώρα το φαινόμενο αυτό παρατηρείται αναδιοργάνωση του πλέγματος των μορίων. Αυτό οφείλεται σε δυνάμεις έλξης (ενδομοριακούς και διαμοριακούς δεσμούς) που αναπτύσσονται μεταξύ των καζεϊνικών τμημάτων ή των συμπλεγμάτων μικκυλίων. Σαν αποτέλεσμα παρατηρείται συρρίκνωση του πήγματος και αποβολή ορού στην επιφάνειά του. Παράγοντες που οδηγούν στο διαχωρισμό ορού είναι μεταβολές στην τιμή ph και θερμοκρασιακές μεταβολές (Dannenberg και Kessler, 1988). Επιπλέον, η επώαση του γάλακτος για το σχηματισμό γιαουρτιού σε υψηλή θερμοκρασία, η χαμηλή περιεκτικότητα σε στερεά, καθώς και η μη ορθή μεταχείριση του προϊόντος κατά την μεταφορά και συντήρησή του, αποτελούν αιτίες εμφάνισης συναίρεσης (Harwalkar και Kalab, 1983, Lucey, 2004). Επίσης, η πτώση της τιμής ph κάτω από το ισοηλεκτρικό σημείο, προκαλεί θρόμβωση των πρωτεϊνών, μείωση της ικανότητας συγκράτησης νερού και επομένως αύξηση του βαθμού συναίρεσης (Harwalkar και Kalab, 1986). Για την αποφυγή εμφάνισης ορού κρίνεται απαραίτητη η θέρμανση του γάλακτος, πριν τον εμβολιασμό, σε θερμοκρασίες 85-90 ο C η οποία συμβάλει στην παραγωγή σταθερού πήγματος (Harwalkar και Kalab, 1986). Κάποιοι ερευνητές υποστηρίζουν πως η συναίρεση μπορεί να μειωθεί και με τους ακόλουθους τρόπους (Harwalkar και Kalab, 1986, Amatayakul et al., 2006): Αύξηση των στερεών σε ποσοστό 15-16% (Sodini και Béal, 2003, Soukoulis et al. 2007) Προσθήκη σταθεροποιητών (Modler et al, 1983) 38

Χρήση στελεχών στην καλλιέργεια εκκίνησης που παράγουν εξωπολυσακχαρίτες (Sodini και Béal, 2003) Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι ορός που σχηματίζεται δύναται να επαναπροσροφηθεί εφόσον το πήγμα διατηρείται σε χαμηλή θερμοκρασία μετά το τέλος της ζύμωσης (Lucey, 2001).. 2.7.2. Ιξώδες Το γιαούρτι αποτελεί ένα μη νευτώνιο ρευστό, ιξωδοελαστικό, θιξότροπο και χρονικά εξαρτώμενο. Τα ρεολογικά χαρακτηριστικά του γιαουρτιού εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Η δομή του καταρρέει με την εφαρμογή διατμητικής τάσης ωστόσο έχει την τάση να την επανακτά μέχρι ένα βαθμό κάτω από συνθήκες ηρεμίας (De Lorenzi et al, 1995). Σύμφωνα με τον Λαζαρίδη (2007), το ιξώδες αναφέρεται στην αντίσταση που προβάλει η μάζα του ρευστού κατά την εφαρμογή δυνάμεων διάτμησης. Τα μη νευτώνια, χρονικά εξαρτώμενα ρευστά, είναι αυτά στα οποία η τάση παραμόρφωσης για συγκεκριμένο ρυθμό παραμόρφωσης μεταβάλλεται με το χρόνο με την εφαρμογή τάσης. Στα θιξότροπα ρευστά η καταστροφή της δομής εξαρτάται από τη χρονική διάρκεια της παραμόρφωσης και από το χρόνο που αυτή ασκείται. Μετά την παύση της τάσης παραμόρφωσης ωστόσο η δομή έχει την τάση να επανορθώνεται. Τα ιξωδοελαστικά ρευστά έχουν την τάση να ανακάμπτουν ελαστικά από τις παραμορφώσεις που δέχονται κατά τη ροή τους. Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του ιξώδους είναι τα ιξωδόμετρα. 2.7.3. Υφή Το Texture Profile Analyser αποτελεί ένα όργανο το οποίο μιμείται τη μάσηση. Το δείγμα υφίσταται συμπίεση δύο φορές, μιμούμενο με αυτόν τον τρόπο την κίνηση των σαγονιών του ανθρώπου (Friedman et al., 1963). Με τη βοήθεια του οργάνου αυτού εκτιμώνται κάποιες παράμετροι κρίσιμες για την υφή των τροφίμων. Συγκεκριμένα στην περίπτωση του γιαουρτιού οι παράμετροι οι οποίες εκτιμώνται είναι η σκληρότητα, η συνεκτικότητα, η συγκολλητικότητα και το κομμιώδες (Domagala et al. 2006). 39

Σύμφωνα με τους Tamime και Robinson (1999), το γιαούρτι αποτελεί ένα προϊόν το οποίο θα πρέπει να έχει τα εξής χαρακτηριστικά: να κόβεται εύκολα με το κουτάλι, να είναι συμπαγές και να μην έχει γλοιώδη υφή. Έτσι λοιπόν είναι σημαντική η εξέταση των παραπάνω παραμέτρων προκειμένου να παραχθεί γιαούρτι με ικανοποιητικά χαρακτηριστικά υφής. Η σκληρότητα αποτελεί μια από τις σημαντικότερες παραμέτρους υφής. Μέσω αυτής αξιολογείται η ελάχιστη δύναμη που καταβάλλεται κατά την πρώτη συμπίεση. Η μονάδα μέτρησης της είναι τα γραμμάρια (g) (Mishra και Mishra, 2013). Ως συγκολλητικότητα ορίζεται η αρνητική περιοχή (κατά την πρώτη συμπίεση). Στις δοκιμές ανάλυσης του προφίλ της υφής (TPA) μετριέται σαν τη δύναμη που απαιτείται για να αποκολληθεί το έμβολο από το δείγμα. Μονάδα μέτρησης της είναι τα γραμμάρια επί τα δευτερόλεπτα (gram*second) (Mishra και Mishra, 2013). Η συνεκτικότητα σχετίζεται με τη δύναμη των εσωτερικών δεσμών της πηκτής του γιαουρτιού και μονάδα μέτρησης της είναι τα γραμμάρια επί τα δευτερόλεπτα (gram*second) (Mishra και Mishra, 2013). Το κομμιώδες ορίζεται ως το γινόμενο της σκληρότητας με την συνεκτικότητα. Επομένως η τιμή του είναι άμεσα εξαρτώμενη από την τιμή των άλλων δυο παραμέτρων (Mishra και Mishra, 2013). 40