Αξιοποίηση παραπροϊόντων και ενναλακτικών πρώτων υλών για την παραγωγή καινοτόμων προϊόντων ζύμης

Abstract

Bakery products are popular snack foods, consumed worldwide, which contain refined wheat flour as their main ingredient. Due to their low nutritional value, they could be used for enrichment with health-promoting local raw materials and by-products (functional ingredients) in order to make them healthier and more sustainable. The main goal of the thesis was to investigate the effects of partial wheat substitution with alternative ingredients (barley, chickpea, lupin, cowpea, and yellow split pea flours) and agricultural by-products (grape seed and olive stone flours) on the properties and quality characteristics of bakery products. The thesis focused mainly on crackers as commonly consumed bakery goods. Specifically, the research evaluated the properties of the products throughout their production/processing stages (flours, dough and final product). In addition, the use of sustainable packaging materials, in conjunction with enrichment with functional ingredients, was investigated for testing their impact on the products’ shelf-life. Sensory effects of sustainable packaging were also evaluated, as well as material strength, to assess the feasibility of packaging materials. Furthermore, eye-tracking technology was employed for assessing consumer acceptance and focus of functional crackers. The study findings show that understanding the functional properties of alternative to wheat flours and their effects on dough and final product can help in the design and optimization of food products, targeting desired processing and quality outcomes. Enrichment with barley and chickpea flour resulted in crackers with harder texture and equivalent lightness values to control, while crackers with grape seed and the higher level (30%) of olive stone flour had softer texture and high total color difference. In cases where the texture or color of the product was affected, this was dependent on the type of flour and the level of wheat substitution. Most functional flours resulted in darker and diverse color profiles. The use of sustainable materials (such as edible chitosan films) for the packaging of crackers preserved the characteristics of the products and their stability throughout their shelf life to almost the same extent as conventional packaging. The results showed that information about packaging sustainability results in positive consumer perception and emotions. Nutritional information was also found to be important based on eye-tracking findings. The nutritional label of crackers attracted most of the attention of consumers. Although the control sample (100% wheat cracker) was visually attended the longest, consumer acceptability was similar between all products. As the nutritional content in the GDA labels of all crackers was similar, consumers may have perceived all products as of equivalent nutritional value. Visual attention appeared to be driven by personal motives. The study provides evidence that the right combination of functional flour type and ratio can be used to improve product quality and specific cracker characteristics. Sustainable packaging materials as well as appropriate nutritional and sustainability labelling can be used to further enhance product sustainability and help attract attention of consumers.

Τα προϊόντα ζύμης είναι δημοφιλή σνακ, που καταναλώνονται παγκοσμίως, και τα οποία περιέχουν ως κύριο συστατικό τους το επεξεργασμένο (λευκό) αλεύρι σίτου. Λόγω της χαμηλής διατροφικής τους αξίας, θα μπορούσαν να αποτελέσουν ιδανικούς υποψήφιους για εμπλουτισμό με τοπικές πρώτες ύλες και αγροτικά υποπροϊόντα που προάγουν την υγεία (λειτουργικά συστατικά) καθιστώντας τα πιο υγιεινά και βιώσιμα. Ο κύριος στόχος της διατριβής ήταν η διερεύνηση των επιπτώσεων της μερικής υποκατάστασης σιταριού με εναλλακτικά συστατικά (αλεύρι από κριθάρι, ρεβίθι, λούπινο, ασπρομύτικο φασόλι και άφκο/φάβα Λήμνου) και γεωργικά υποπροϊόντα (αλεύρι από κουκούτσι σταφυλιού και πυρήνα ελιάς) στις ιδιότητες και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των προϊόντων αρτοποιίας. Η διατριβή επικεντρώθηκε κυρίως στα κράκερ ως είδη αρτοποιίας ευρείας κατανάλωσης. Συγκεκριμένα, η έρευνα αξιολόγησε τις ιδιότητες των προϊόντων σε όλα τα στάδια παραγωγής/επεξεργασίας τους (άλευρα, ζύμη και τελικό προϊόν). Επιπλέον, η χρήση βιώσιμων υλικών συσκευασίας, σε συνδυασμό με τον εμπλουτισμό με λειτουργικά συστατικά, διερευνήθηκαν για τον έλεγχο της επίδρασής τους στη διάρκεια ζωής των προϊόντων. Αξιολογήθηκαν επίσης η αισθητηριακή αντίληψη των βιώσιμων συσκευασιών, καθώς και η αντοχή των υλικών, για την εκτίμηση της εφαρμοσιμότητας των υλικών συσκευασίας. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε καινοτόμος τεχνολογία σιωπηρών μετρήσεων (eye-tracking) αντιδράσεων του καταναλωτή για την αξιολόγηση της αποδοχής και της εστίασης των ματιών. Τα ευρήματα της μελέτης δείχνουν ότι η κατανόηση των λειτουργικών ιδιοτήτων των εναλλακτικών αλεύρων και των επιπτώσεών τους στη ζύμη και το τελικό προϊόν μπορεί να βοηθήσει στο σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση των προϊόντων διατροφής, στοχεύοντας στην επιθυμητή επεξεργασία και ποιοτικά αποτελέσματα. Ο εμπλουτισμός με αλεύρι κριθαριού και ρεβιθιού οδήγησε σε κράκερ με πιο σκληρή υφή και ισοδύναμες τιμές φωτεινότητας με το δείγμα ελέγχου (κράκερ από 100% σιτάρι), ενώ τα κράκερ με κουκούτσια σταφυλιού και με υψηλότερο επίπεδο (30%) αλεύρου από πυρήνα ελιάς είχαν πιο μαλακή υφή και μεγαλύτερη συνολική διαφορά χρώματος (ΔΕ). Στις περιπτώσεις όπου η υφή ή το χρώμα του προϊόντος επηρεάστηκε, αυτό εξαρτήθηκε από το είδος του αλεύρου καθώς και από το επίπεδο υποκατάστασης του αλεύρου σιταριού. Τα περισσότερα λειτουργικά άλευρα οδήγησαν σε σκουρότερο και διαφορετικά χρωματικά προφίλ προϊόντος. Η χρήση βιώσιμων υλικών (όπως εδώδιμα φιλμ χυτοζάνης) για τη συσκευασία των κράκερ διατήρησε τα χαρακτηριστικά των προϊόντων και τη σταθερότητά τους καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής τους, σχεδόν στον ίδιο βαθμό με τις συμβατικές συσκευασίες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πληροφόρηση σχετικά με τη βιωσιμότητα συσκευασίας είχε ως αποτέλεσμα την θετική αντίληψη καταναλωτή και την δημιουργία θετικών συναισθημάτων. Οι διατροφικές πληροφορίες προϊόντος βρέθηκαν επίσης να αποτελούνε σημαντικό παράγοντα σύμφωνα με τα ευρήματα της εστίασης των ματιών. Η διατροφική ετικέτα των κράκερ τράβηξε το μεγαλύτερο μέρος της προσοχής των καταναλωτών. Αν και το δείγμα ελέγχου παρατηρήθηκε οπτικά περισσότερο, η αποδοχή από τον καταναλωτή ήταν παρόμοια μεταξύ όλων των κράκερ. Καθώς η διατροφική πληροφόρηση στις ετικέτες GDA όλων των κράκερ ήταν παρόμοια, είναι πιθανό οι καταναλωτές να αντιλήφθηκαν όλα τα προϊόντα ως ισοδύναμης θρεπτικής αξίας. Γενικά, η οπτική εστίαση φάνηκε να καθοδηγείται από τα προσωπικά κίνητρα των καταναλωτών. Η παρούσα έρευνα αποδεικνύει ότι ο σωστός συνδυασμός είδους και αναλογίας αλεύρων μπορεί να αξιοποιηθεί για τη βελτίωση της ποιότητας καθώς και συγκεκριμένων χαρακτηριστικών των κράκερ. Τα βιώσιμα υλικά συσκευασίας σε συνδυασμό με την κατάλληλη επισήμανση διατροφικής αξίας και βιωσιμότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περαιτέρω ενίσχυση της βιωσιμότητας των προϊόντων και την προσέλκυση της προσοχής των καταναλωτών.