Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χυμού κράνων (Cornus mas L.) για παραγωγή λειτουργικού τροφίμου υψηλής διατροφικής αξίας

Abstract

In the frame of the present PhD dissertation the production of a low-alcohol functional drink through fermentation of lactic acid bacteria was examined. In the first phase, 26 lactic acid bacteria were isolated from kefir grains. A preliminary test was contacted in order to identify the isolated microorganisms as lactic acid bacteria concerning a) Gram stain b) morphological test of colonies with microscopic observation and c) determination of the presence and activity of the catalase enzyme. All isolated strains were tested after a series of in vitro tests for probiotic activity. The probiotic strain L. plantarum ATCC 14917 was used for comparison reasons. According to the results, the strain L. paracasei K5 was selected as the best because it showed very good probiotic activities compared to the probiotic strain L. plantarum ATCC 14917. This strain was identified through molecular techniques. In the second phase the two microorganisms were used to ferment Cornus mas L. juices in different temperatures of fermentation, in order to clarify the optimum conditions of fermentation and at different pH values for the improvement of the viability of the strains in the juices. In addition, apple and orange juice were added to the Cornus mas L. juice for the improvement of the viability of the strains. The viability of the strains was determined during fermentation and storage of juices as well as possible contamination by yeasts. Subsequently, total sugars, organic acids, ethanol and the antioxidant activity were evaluated through HPLC analysis. Finally, organoleptic control was carried out in order to ensure the acceptance of the beverage by consumers. In general, the outcome was very encouraging and reflected that the production of low alcoholic, high nutritional value functional beverage through fermentation of Cornus mas L. juices with probiotic bacteria is feasible.

Στα πλαίσια της παρούσης διδακτορικής διατριβής εξετάστηκε η παραγωγή λειτουργικού ροφήματος χαμηλού αλκοολικού βαθμού μέσω ζύμωσης χυμού κράνων με γαλακτικά βακτήρια. Στη πρώτη φάση της διατριβής 26 γαλακτικά βακτήρια απομονώθηκαν από κόκκους kefir. Ο προκαταρκτικός έλεγχος της ταυτότητας των απομονωθέντων στελεχών έγινε με τις διαδικασίες α) της χρώσης Gram, β) του ελέγχου της μορφολογίας των αποικιών μέσω μικροσκοπικής παρατήρησης και γ) της δοκιμασίας της παρουσίας και ενεργότητας του ενζύμου καταλάση. Εν συνεχεία, όλα τα απομονωθέντα γαλακτικά βακτήρια εξετάστηκαν μετά από σειρά δοκιμασιών in vitro για πιθανή προβιοτική δράση. Για λόγους σύγκρισης χρησιμοποιήθηκε το πρότυπο προβιοτικό στέλεχος L. plantarum ATCC 14917. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα επιλέχθηκε ένα νέο στέλεχος L. paracasei K5 το οποίο έδειξε πολύ καλή προβιοτική δράση σε σχέση πάντα με το πρότυπο προβιοτικό στέλεχος L. plantarum ATCC 14917. Το στέλεχος αυτό ταυτοποιήθηκε με μοριακές τεχνικές. Στη δεύτερη φάση της διατριβής οι δύο μικροοργανισμοί χρησιμοποιήθηκαν σε ζυμώσεις χυμού κράνων σε διαφορετικές θερμοκρασίες ζύμωσης για να αποσαφηνιστούν οι βέλτιστες συνθήκες ζύμωσης και σε διαφορετικές τιμές pH για την βελτίωση της βιωσιμότητας των μικροοργανισμών στους χυμούς κατά την διάρκεια ζύμωσης και αποθήκευσης. Επίσης, στον χυμό κράνων έγινε προσθήκη χυμού μήλου και χυμού πορτοκαλιού για την βελτίωση της βιωσιμότητας των μικροοργανισμών. Ελέγχθηκε η βιωσιμότητα των μικροοργανισμών κατά την διάρκεια ζύμωσης και αποθήκευσης των χυμών καθώς και πιθανή επιμόλυνσή τους από ζυμομύκητες. Στην συνέχεια σε όλους τους χυμούς διεξάχθηκε ανάλυση των σακχάρων, των οργανικών οξέων και της αιθανόλης καθώς και της αντιοξειδωτικής δράσης μέσω χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC). Τέλος, διεξήχθη οργανοληπτικός έλεγχος για να διασφαλιστεί η αποδοχή του ροφήματος από τους καταναλωτές. Γενικά τα αποτελέσματα ήταν πολύ ενθαρρυντικά και έδειξαν ότι είναι εφικτή η δυνατότητα παραγωγής υψηλής διατροφικής αξίας λειτουργικού ροφήματος χαμηλού αλκοολικού βαθμού μέσω ζύμωσης χυμού κράνων με προβιοτικά βακτήρια.