Αναβάθμιση υποπροϊόντων τυποποίησης σταφίδας μέσω (βίο)επεξεργασίας για νέα, προστιθέμενης αξίας, λειτουργικά τρόφιμα, αλκοολούχα ποτά, και ενεργά υλικά συσκευασίας

Abstract

In recent years, food scientists and the industry have increasingly turned to research for the utilization of side streams, by-products, and wastes generated from the agricultural and industrial food production, which may have properties similar to those of the raw materials and marketable products, but are not suitable for commercial use due to other substandard properties. These side streams are cheap substrates that can be utilized in order to produce new foods and other high added value products. In addition, the requirement for sustainability and waste reduction of the food production processes has attracted both scientific and industrial interest towards finding ways to optimally manage and utilize the raw materials and the generated wastes. The Corinthian currants is an important Greek export product with high nutritional value. During their standardization, a relatively large amount of finishing side-stream (FSS) is generated, which has a similar nutritional value to the marketable product and presents many possibilities for biotechnological utilization. The aim of this thesis was the utilization of FSS, within the "biorefinery" concept, to produce new products with high nutritional and added value. Specifically, the objectives of the thesis were: (1) The development of new production methods for wine products, i.e. wine distillates and liquors from YTK, and sparkling wines from the local Sideritis grape variety, with an emphasis on their organoleptic and nutritional quality and low production costs. (2) The optimization of bacterial cellulose (BC) production by the strain Komagataeibacter sucrofermentans DSM 15973, and its in situ modification, in Hestrin and Schramm (HS) synthetic media and in low-density FSS extracts (FSSE), that remain after the production of the wine products. For the optimization of BC production, the effect of the addition of organic acids (citric acid), phenolic compounds (gallic acid) and vitamins (ascorbic acid, thiamine) was studied, in both HS and FSSE substrates, using the Surface Response Methodology based on the Central Composite Design (RSM/CCD), and the prediction of its production yield in natural substrates containing the above components such as orange juice (OJ), and green tea extract (GTE). (3) Regarding the in situ modification of BC, nanostructures of natural zeolite (Zt) and activated carbon (AC) carrying adsorbed thyme oil (Th) were used, with the aim of producing active (antimicrobial) packaging films (APFs) and their application as white cheese coatings. (4) Also, isolations and identifications of microorganisms, BC producing acetic acid bacteria (AAB) isolated from spontaneous wine fermentations, and yeasts isolated from the surfaces of FSS, were carried out. The new isolates with the best characteristics were identified and used respectively for the production of BC and new products, such as sparkling wines from the local, Achaian grape variety Sideritis. (5) Finally, a technoeconomic analysis was carried out for the industrial production of wine distillates from from FSS as raw material. From the results of this thesis regarding BC (production optimization by K. sucrofermentans DSM 15973, and in situ modification by nanostructures, and since it was approached as a material with various applications, it was also evaluated for its physicochemical, textural and mechanical properties), it was shown that BC can be used as a dessert or high nutritional value food (rich in dietary fiber/prebiotic food) or as an APF. RSM/CCD proved reliable for predicting and optimizing BC production in both synthetic and natural substrates. Specifically, higher BC yields were achieved in the FSSE-based substrates, especially the one with added ascorbic acid, thiamine and gallic acid (19.4 g BC/L), while in that containing ascorbic acid, citric acid and gallic acid the BC yield was 15.13 g BC/L. The yield on the non-fortified substrates was 1.1-5.4 and 11.6-15.7 g/L, in HS- and FSSE-based substrates, respectively. The best yield in the non-fortified natural substrate (50% FSSE-OJ-GTE, 50-20-30 %), was 5.9 g/L. The porosity, crystallinity and antioxidant activity of the produced BC were affected by both the drying method and the substrate used. Regarding the in situ modification of BC with nanostructures, the nanostructure content for optimum BC production was 0.64 g/L, for both Zt-Th (2.56 and 1.47 g BC/L in HS and RSFE, respectively), and AC-Th nanostructures (1.78 and 0.96 g BC/L in HS and RSFE, respectively). The FT-IR spectra confirmed the presence of the nanostructures and Th on the modified BC films, which, after comparison with unmodified BC films, had a reduced specific surface area (from 5.7 to 0.2–0.8 m2/g), pore diameter (from 264 to 165-203 Å), pore volume (from 0.084 to 0.003-0.01 cm3/g), crystallinity index (from 72 to 60-70 %) and crystallite size (from 78 to 72-76 %). These values (except crystallinity index and crystallite size), slightly increased after using the BC films as antimicrobial coatings on white cheese for 2 months at 4 °C. Analysis of the mechanical properties showed that the addition of the nanostructures resulted in a decrease in elasticity, tensile strength, and elongation at break values. The best results regarding the antimicrobial assays as a cheese coating were obtained in the case of the BC FSSE/AC-Th film (i.e. BC produced in FSSE and modified by AC-Th). Regarding the new BC producing strain, microbiological analysis revealed that it is an AAB species, belonging to the genus Acetobacter. The strain was then identified, and the results showed that it belongs to the species Acetobacter pasteurianus strain E7-4. The new strain produced BC with very promising results in HS and OJ substrates, with a yield of 5.01±0.05 g BC/L. BC production optimization was also carried out in an non-fortified natural substrate of FSSE-OJ-GTE with a yield of 15.44 g BC/L. A study of the physicochemical properties of BC was also carried out and it emerged that the porosity, crystallinity and antioxidant activity of the produced BC are affected by both the BC drying method and the substrate used, while from the FT-IR spectra of BC produced in OJ and the non-fortified mixed natural substrate, characteristic peaks corresponding to citric acid, gallic acid, ascorbic acid and thiamine were obtained. Finally, an organoleptic test of BC was carried out, produced in the non-fortified natural substrate by both K. sucrofermentans and the new AAB strain, and treated with honey or sucrose syrup, in order to qualify them as nata-type desserts. It turned out that the BC samples treated with honey were acceptable to the sensory evaluation panel. Regarding the wine products, the fermentation capacity of the alcohol- and cryo-tolerant strain Saccharomyces cerevisiae AXAZ-1, isolated from the Achaia vineyard, and the commercial strains S. cerevisiae BO213 and S. cerevisiae X16, was evaluated. The produced dry raisin wines were tested for volatile acidity (0.15, 0.17 and 0.15 g/L as acetic acid, respectively) and total acidity (5.63, 6.37 and 6.30 g/L, as tartaric acid, respectively), which were found at satisfactory levels. HPLC analysis was also performed to determine sugars (0.65, 0.93 and 1.20 g/L, respectively) and glycerol (0.73, 0.66 and 0.56 % m/v, respectively). Determination of sugars was also done in FSS syrup (73.41 % m/m) and in the produced liqueurs (11.83, 12.02 and 11.72 % m/v, respectively). The assimilable N of the FSSE (183.8 mg N/L) was also determined, as well as the organic acid content of the FSSE, dry raisin wines, syrup, and liqueurs. Also, the total phenolic content (TPC) of the syrup (0.76 mg GAE/g) and of the liqueurs (117.8, 108.4, and 90.9 mg GAE/L, respectively) were determined, as well as their antioxidant capacity (0.34 and 41.74, 40.03 and 34.97 mg AAE/L, for the syrup and three wines, respectively. Ethanol was determined by GC-FID in the wines (15.3, 14.6 and 14.8 % v/v, respectively), in the 1st distillates (21.3, 23.9 and 23.1 % v/v, respectively) and the 2nd distillates (40.9, 42.5 and 40.0 % v/v, respectively) but also in the liqueurs (23.24 % v/v, 21.31 % v/v and 23.34 % v/v, respectively), while the absence of methanol was confirmed. Finally, in addition to the organoleptic tests, a GC-MS analysis of the aroma profile of the wine spirits and the liqueurs obtained from the best wine spirit, was also performed. Regarding the wine spirits and the liqueur from the S. cerevisiae AXAZ-1 strain, 118, 115 and 123 compounds were detected, for immobilized and free cells, respectively, with esters predominating, which are responsible for the characteristic fruity aromas in the products. In the wine spirits and the liqueur by S. cerevisiae BO213, 111, 108 and 115 compounds were detected, for immobilized and free cells, respectively, with higher alcohols predominating, while in the wine spirits and in the liqueur from S. cerevisiae X16, 116, 114 and 120 compounds were detected, for immobilized and free cells, respectively, with higher alcohols predominating. A new yeast strain was also isolated from the skins of FSS, as indicated by the microscopic observation and colony morphology of the isolate. The strain was tested for its fermentation capacity in synthetic must. From the results it emerged that the new strain had the ability to carry out and complete alcoholic fermentation; therefore, it probably belongs to the genus Saccharomyces. The strain was then identified, and the results showed that indeed it belongs to the species S. cerevisiae. The new strain was used to produce base wines and then sparkling wines from the local grape variety Sideritis and compared with a commercial strain S. cerevisiae 3001 YSEO. The fermentation capacity of the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO strain was evaluated from the alcoholic fermentation kinetics at two different temperatures (5 and 15 °C). The produced base wines and sparkling wines were tested for volatile acidity (0.50 and 0.70, and 0.44 and 0.57 g/L as acetic acid, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively) and total acidity (5.67 and 5.68 g/L, and 6.51 and 6.68 g/L as tartaric acid, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively), which were found at satisfactory levels, while HPLC analysis was also performed to determine sugars (0.95 and 0.60, and 1.05 and 0.90 g/L, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively) and glycerol (0.41 and 0.47, and 0.43 and 0.46 % m/v, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively). Also, the TPC was determined (154.3 and 176.5, and 89.7 and 97.5 mg GAE/L, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively) as well as their antioxidant capacity (40.5 and 41.5, and 28.7 and 30.7 mg AAE/L, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively). Ethanol was determined by GC-FID in base wines and sparkling wines (9.43 and 9.88, and 9.40 and 9.62 % v/v, for the new strain and S. cerevisiae 3001 YSEO, respectively), while the absence of methanol was confirmed. Finally, in addition to organoleptic tests, a GC-MS analysis of the aroma profile of base wines and sparkling wines was also performed. Regarding the dry wines and the sparkling wine from the new strain, 90 and 91 compounds were detected, respectively, with the esters predominating in the dry wines, which are responsible for the characteristic fruity aromas in these products, while the higher alcohols predominated in the sparkling wine. In dry wines and sparkling wine from S. cerevisiae 3001 YSEO, 85 and 87 compounds were detected, respectively, with higher alcohols predominating in both dry wines and sparkling wine. Finally, the chemical composition and aroma profile of the must of the local grape variety Sideritis was determined for the first time. The pH was found to be 3.40, while its total acidity was 6.13 g/L as tartaric acid, and its volatile acidity was 0.22 g/L as acetic acid. HPLC analysis was performed to determine the sugars composition in grape must of 9.92 °Be density (19.85 % m/v), while no glycerol was detected. Methanol and ethanol were not detected by GC-FID analysis. The TPC (75.7 mg GAE/L), antioxidant capacity (18.8 mg AAE/L), the assimilable N of the must (166.1 mg N/L), and its organic acid content were also determined. Finally, GC-MS analysis of its aroma profile was performed and 85 compounds were detected. Finally, a technoeconomic analysis was carried out for the industrial production of wine distillates from wines made with immobilized cells (175 m3/year) from FSS as raw material (7.5 m3/day, for 325 days/year), which showed that the investment is realistic and worthwhile. For a zero Net Present Value (NPV), the Minimum Sale Price (MSP) is estimated at €16.66/L of wine distillate.

Τα τελευταία χρόνια η επιστημονική κοινότητα, αλλά και η βιομηχανία, έχουν στραφεί στην αναζήτηση αξιοποίησης πλευρικών ροών, υποπροϊόντων και αποβλήτων της αγροτικής και βιομηχανικής παραγωγής, προς προϊόντα προστιθέμενης αξίας. Ειδικότερα οι πλευρικές ροές της παραγωγής τροφίμων μπορεί να παρουσιάζουν ιδιότητες αντίστοιχες με τα εμπορεύσιμα προϊόντα, όμως δεν μπορούν να διατεθούν για εμπορία και αποτελούν φθηνές πρώτες ύλες, με στόχο την παραγωγή νέων τροφίμων και ειδών μεγάλης προστιθέμενης αξίας. Επιπλέον, η ανάγκη για εξασφάλιση της βιωσιμότητας των διεργασιών παραγωγής τροφίμων, με κύριο στόχο τη μείωση των αποβλήτων τους, έχει στρέψει το ερευνητικό και βιομηχανικό ενδιαφέρον στην εύρεση τρόπων για τη βέλτιστη διαχείριση και αξιοποίηση των πρώτων υλών και αποβλήτων. Η Κορινθιακή σταφίδα αποτελεί σημαντικό εξαγώγιμο ελληνικό προϊόν με υψηλή διατροφική αξία. Κατά την τυποποίησή της προκύπτει μια σχετικά μεγάλη ποσότητα υποπροϊόντος, το οποίο έχει παρόμοια διατροφική αξία με το εμπορεύσιμο προϊόν και παρουσιάζει πολλές δυνατότητες βιοτεχνολογικής αξιοποίησης. Στόχος της παρούσας διατριβής ήταν η αξιοποίηση του υποπροϊόντος τυποποίησης Κορινθιακής σταφίδας (ΥΤΚ), υπό την ιδέα του «βιοδιυλιστηρίου», για παραγωγή νέων προϊόντων με υψηλή διατροφική και προστιθέμενη αξία. Συγκεκριμένα, στόχοι της διατριβής ήταν: (1) Η ανάπτυξη νέων μεθόδων παραγωγής οινικών προϊόντων, δηλαδή οινικά αποστάγματα και ηδύποτα από ΥΤΚ, και αφρώδεις οίνοι από την τοπική ποικιλία σταφυλιών Σιδερίτης, με έμφαση στην οργανοληπτική και διατροφική τους ποιότητα και στο χαμηλό κόστος παραγωγής. (2) Η βελτιστοποίηση παραγωγής βακτηριακής κυτταρίνης (ΒΚ) και η in situ τροποποίησή της, από το στέλεχος Komagataeibacter sucrofermentans DSM 15973, σε συνθετικό μέσο Hestrin and Schramm (HS) και σε εκχύλισμα από το ΥΤΚ (ΕΥΤΚ) χαμηλής πυκνότητας, που προκύπτει μετά την παραγωγή των οινικών προϊόντων. Για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής ΒΚ μελετήθηκε η επίδραση οργανικών οξέων (κιτρικό οξύ), φαινολικών ενώσεων (γαλλικό οξύ) και βιταμινών (ασκορβικό οξύ, θειαμίνη), σε συνθετικά υποστρώματα (HS) και σε ΕΥΤΚ, με τη Μεθοδολογία Επιφανειακής Απόκρισης με βάση το Σύνθετο Κεντρικό Σχεδιασμό (RSM/CCD), και η πρόβλεψη της απόδοσης παραγωγής της σε φυσικά υποστρώματα που περιέχουν τα παραπάνω συστατικά όπως ο χυμός πορτοκαλιού (ΧΠ), και εκχύλισμα πράσινου τσαγιού (ΕΠΤ). (3) Όσον αφορά την in situ τροποποίηση της ΒΚ, χρησιμοποιήθηκαν νανοδομές φυσικού ζεόλιθου (Zt) και ενεργού άνθρακα (AC) με προσροφημένο θυμαρέλαιο (Th), με στόχο την παραγωγή ενεργών (αντιμικροβιακών) φιλμ συσκευασίας (active food packaging films, APFs) και η εφαρμογή τους σε λευκό τυρί. (4) Ακόμη, πραγματοποιήθηκαν απομονώσεις και ταυτοποιήσεις μικροοργανισμών, οξικών βακτηρίων, που παράγουν ΒΚ από αυθόρμητες ζυμώσεις οίνων, και ζυμομυκήτων από τις επιφάνειες του ΥΤΚ. Τα νέα απομονωμένα στελέχη με τα καλύτερα χαρακτηριστικά ταυτοποιήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν αντίστοιχα για την παραγωγή ΒΚ και νέων προϊόντων, όπως οι αφρώδεις οίνοι από την τοπική ποικιλία σταφυλιών Σιδερίτης της Αχαΐας.(5) Τέλος, πραγματοποιήθηκε τεχνοοικονομική ανάλυση για τη βιομηχανική παραγωγή οινικών αποσταγμάτων με πρώτη ύλη το ΥΤΚ. Από τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής, όσον αφορά την ΒΚ (βελτιστοποίηση της παραγωγής από το στέλεχος K. sucrofermentans DSM 15973 και in situ τροποποίησή της με νανοδομές, και η οποία προσεγγίζεται ως υλικό με ποικίλες εφαρμογές γι’ αυτό και μελετήθηκαν οι φυσικοχημικές ιδιότητες υφής και οι μηχανικές της ιδιότητες), προέκυψε ότι η ΒΚ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως επιδόρπιο ή τρόφιμο υψηλής διατροφικής αξίας (πλούσιο σε διαιτητικές ίνες/πριβιοτικό τρόφιμο) ή APF. Η μεθοδολογία RSM/CCD αποδείχτηκε αξιόπιστη για την πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της απόδοσης της ΒΚ τόσο σε συνθετικά όσο και σε φυσικά υποστρώματα με βάση το ΕΥΤΚ. Συγκεκριμένα, υψηλότερες αποδόσεις ΒΚ επιτεύχθηκαν στα υποστρώματα ΕΥΤΚ, ειδικά σε αυτό που είχε προστεθεί ασκορβικό οξύ, θειαμίνη και γαλλικό οξύ (19,4 g ΒΚ/L), ενώ σε αυτό που είχε προστεθεί ασκορβικό οξύ, κιτρικό οξύ και γαλλικό οξύ η απόδοση ΒΚ ήταν 15,1 g ΒΚ/L. Η απόδοση στα μη ενισχυμένα υποστρώματα ήταν 1,1-5,4 και 11,6-15,7 g/L, σε HS και EYTK, αντίστοιχα. Η καλύτερη απόδοση σε μη ενισχυμένο φυσικό υπόστρωμα (EYTK-ΧΠ-ΕΠΤ, 50/20/30 %), ήταν 5,9 g ΒΚ/L. Το πορώδες, η κρυσταλλικότητα και οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των παραγόμενων φιλμ ΒΚ βρέθηκε ότι επηρεάζονται τόσο από τη μέθοδο ξήρανσης (λυοφιλίωση και επαγωγική ξήρανση) όσο και από το χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα. Όσον αφορά την in situ τροποποίηση της ΒΚ με νανοδομές, η περιεκτικότητα σε νανοδομή για τη βέλτιστη απόδοση ΒΚ ήταν 0,64 g/L, τόσο για τη νανοδομή Zt-Th (2,56 και 1,47 g ΒΚ/L σε HS και ΕΥΤΚ, αντίστοιχα), όσο και για την AC-Th (1,78 και 0,96 g ΒΚ/L σε HS και ΕΥΤΚ, αντίστοιχα). Τα φάσματα FT-IR επιβεβαίωσαν την παρουσία νανοδομών/Th στις τροποποιημένες μεμβράνες ΒΚ, οι οποίες, μετά από σύγκριση με τις μη τροποποιημένες, είχαν μειωμένη ειδική επιφάνεια (από 5,7 σε 0,2–0,8 m2/g), διάμετρο πόρων (από 264 σε 165-203 Å), όγκο πόρων (από 0,084 σε 0,003-0,01 cm3/g), δείκτη κρυσταλλικότητας (από 72 σε 60-70 %) και μέγεθος κρυστάλλων (από 78 σε 72-76 %). Αυτές οι τιμές (εκτός από το δείκτη κρυσταλλικότητας και το μέγεθος κρυστάλλων), ελαφρώς αυξήθηκαν μετά τη χρήση των μεμβρανών ΒΚ ως APF επικαλύψεις σε λευκό τυρί για 2 μήνες στους 4 °C. Η ανάλυση των μηχανικών ιδιοτήτων έδειξε ότι η προσθήκη νανοδομών είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της ελαστικότητας, αντοχής σε εφελκυσμό και επιμήκυνσης σε τιμές θραύσης. Τα καλύτερα αποτελέσματα, όσον αφορά τις μικροβιακές αναλύσεις των ΒΚ ως επικαλύψεις τυριού ελήφθησαν στην περίπτωση της μεμβράνης ΒΚ ΕΥΤΚ/AC-Th (δηλ., ΒΚ που παράχθηκε σε ΕΥΤΚ και τροποποιήθηκε με νανοδομή AC-Th). Όσον αφορά το νέο στέλεχος με ικανότητα παραγωγής ΒΚ, από τις μικροβιολογικές αναλύσεις προέκυψε ότι είναι οξικό βακτήριο και ανήκει στο γένος Acetobacter. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε μοριακή ταυτοποίησή του και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ανήκει στο είδος Acetobacter pasteurianus στο οποίο δόθηκε o κωδικός στελέχους E7-4. Το νέο στέλεχος παράγει ΒΚ δίνοντας ενθαρρυντικά αποτελέσματα κατά την ανάπτυξή του σε συνθετικό μέσο HS και ΧΠ με απόδοση 5,01±0,05 g ΒΚ/L, ενώ πραγματοποιήθηκε και βελτιστοποίηση της παραγωγής σε μη ενισχυμένο μείγμα από ΧΠ, ΕΥΤΚ, και ΕΠΤ, με απόδοση 15,4 g ΒΚ/L. Από την μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της ΒΚ και προέκυψε ότι το πορώδες, η κρυσταλλικότητα και οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των παραγόμενων φιλμ ΒΚ επηρεάζονται τόσο από τη μέθοδο ξήρανσης ΒΚ όσο και από το χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα, ενώ από τα φάσματα FT-IR των ΒΚ από τον ΧΠ και το μη ενισχυμένο μείγμα, προέκυψαν χαρακτηριστικές κορυφές που αντιστοιχούν στο κιτρικό οξύ, το γαλλικό οξύ, το ασκορβικό οξύ και τη θειαμίνη. Τέλος, πραγματοποιήθηκε οργανοληπτικός έλεγχος των ΒΚ που παράχθηκαν στα μη ενισχυμένα μείγματα, τόσο από τον K. sucrofermentans όσο και από το νέο στέλεχος A. pasteurianus E7-4, και οι οποίες είχαν κατεργαστεί με μέλι ή σιρόπι σακχαρόζης, ώστε να χαρακτηριστούν ως επιδόρπια τύπου nata. Προέκυψε ότι τα δείγματα ΒΚ που είχαν κατεργαστεί με μέλι ήταν πιο αποδεκτά από τους αξιολογητές.Όσον αφορά τα οινικά προϊόντα, από τις κινητικές των αλκοολικών ζυμώσεων αξιολογήθηκε και συγκρίθηκε η ζυμωτική ικανότητα των εμπορικών στελεχών Saccharomyces cerevisiae BO213 και S. cerevisiae X16 και του αλκοολανθεκτικού και κρυοανθεκτικού στελέχους S. cerevisiae ΑΧΑΖ-1, απομονωμένου από τον Αχαϊκό αμπελώνα. Οι παραγόμενοι ξηροί σταφιδίτες οίνοι εξετάστηκαν ως προς την πτητική οξύτητα (0,17, 0,15 και 0,15 g/L ως οξικό οξύ, αντίστοιχα) και την ολική οξύτητα (6,37, 6,30, και 5,63 g/L ως τρυγικό οξύ, αντίστοιχα), οι οποίες βρέθηκαν σε ικανοποιητικά επίπεδα, ενώ πραγματοποιήθηκε και ανάλυση με HPLC για τον υπολογισμό των σακχάρων (0,93, 1,20, και 0,65 g/L, αντίστοιχα) και της γλυκερόλης (0,66, 0,56, και 0,73 % m/v, αντίστοιχα). Προσδιορισμός σακχάρων έγινε επίσης, σε σιρόπι από ΕΥΤΚ (73,4 % m/m), αλλά και στα παραγόμενα ηδύποτα (12,0, 11,7, και 11,8 % m/v, αντίστοιχα). Προσδιορίστηκε το αφομοιώσιμο Ν του ΕΥΤΚ (183,8 mg N/L), καθώς και η περιεκτικότητα του ΕΥΤΚ, των ξηρών σταφιδιτών οίνων, του σιροπιού και των ηδύποτων σε οργανικά οξέα. Επίσης, προσδιορίστηκε το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (ΟΦΠ) του σιροπιού (0,76 mg GAE/g) και των ηδύποτων (108,4 mg GAE/L και 90,9 mg GAE/L, 117,8 mg GAE/L, αντίστοιχα) και η αντιοξειδωτική τους ικανότητα (0,34 mg ΑAE/g για το σιρόπι, και 40,0, 35,0, και 41,7 mg ΑAE/L, για τα ηδύποτα από το κάθε στέλεχος ζυμομύκητα αντίστοιχα. Προσδιορίστηκε η αιθανόλη με GC-FID στους οίνους (14,6, 14,8, και 15,3 % v/v, αντίστοιχα), στα αποστάγματα 1ης (23,9, 23,1, και 21,3 % v/v, αντίστοιχα) και 2ης απόσταξης (42,5, 40,0, και 40,9 % v/v, αντίστοιχα) αλλά και στα ηδύποτα (21,3, 23,3, και 23,2 % v/v, αντίστοιχα), ενώ επιβεβαιώθηκε η απουσία μεθανόλης. Τέλος, εκτός από οργανοληπτικούς ελέγχους, έγινε και ανάλυση με GC-MS του αρωματικού προφίλ των οινικών αποσταγμάτων και του ηδύποτου που παρασκευάστηκε από το καλύτερο οργανοληπτικά οινικό απόσταγμα. Όσον αφορά τα οινικά αποστάγματα και το ηδύποτο από το στέλεχος S. cerevisiae AXAZ-1 ανιχνεύτηκαν 118, 115 και 123 ενώσεις, για ακινητοποιημένα και ελεύθερα κύτταρα, αντίστοιχα, με κυρίαρχους τους εστέρες, στους οποίους οφείλονται τα χαρακτηριστικά φρουτώδη αρώματα στα προϊόντα αυτά. Στα οινικά αποστάγματα και στο ηδύποτο από το στέλεχος S. cerevisiae ΒΟ213 ανιχνεύτηκαν 111, 108 και 115 ενώσεις, για ακινητοποιημένα και ελεύθερα κύτταρα, αντίστοιχα, με κυρίαρχες τις ανώτερες αλκοόλες, ενώ στα οινικά αποστάγματα και στο ηδύποτο από το στέλεχος S. cerevisiae Χ16 ανιχνεύτηκαν 116, 114 και 120 ενώσεις, για ακινητοποιημένα και ελεύθερα κύτταρα, με κυρίαρχες τις ανώτερες αλκοόλες. Από τους φλοιούς του ΥΤΚ απομονώθηκε επίσης ένα νέο μικροβιακό στέλεχος. Από τη μικροσκοπική παρατήρηση της αποικίας και της μορφολογίας του νέου μικροοργανισμού, προέκυψε ότι είναι ζυμομύκητας. Πραγματοποιήθηκε ο έλεγχος της ζυμωτικής του ικανότητας σε συνθετικό γλεύκος, και ελέγχθηκε η ζυμωτική του ικανότητα για αλκοολική ζύμωση. Από τα αποτελέσματα αυτά προέκυψε ότι το νέο στέλεχος είχε την ικανότητα να πραγματοποιεί αλκοολική ζύμωση και να την ολοκληρώνει, επομένως, πιθανόν να ανήκει στο γένος Saccharomyces. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ταυτοποίηση του στελέχους και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι πράγματι ανήκει στο είδος S. cerevisiae. Το νέο στέλεχος χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή οίνων βάσης και στη συνέχεια αφρωδών οίνων από την τοπική ποικιλία Σιδερίτης και συγκρίθηκε με ένα εμπορικό στέλεχος το S. cerevisiae 3001 YSEO. Από τις κινητικές των αλκοολικών ζυμώσεων αξιολογήθηκε η ζυμωτική ικανότητα των στελεχών S. cerevisiae 3001 YSEO και του νέου στελέχους σε δυο διαφορετικές θερμοκρασίες (5 και 15 °C). Οι παραγόμενοι οίνοι βάσης και οι αφρώδεις οίνοι εξετάστηκαν ως προς την πτητική οξύτητα (0,50, 0,70, 0,44 και 0,57 g/L ως οξικό οξύ, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα) και την ολική οξύτητα (5,67, 5,68, 6,51 και 6,68 g/L ως τρυγικό οξύ, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα), οι οποίες βρέθηκαν σε ικανοποιητικά επίπεδα, ενώ πραγματοποιήθηκε και ανάλυση με HPLC για τον υπολογισμό των σακχάρων (0,95, 0,60, 1,05 και 0,90 g/L, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα) και της γλυκερόλης (0,41, 0,47, 0,43 και 0,46 % m/v, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα). Επίσης, προσδιορίστηκε το ΟΦΠ (154,3, 176,5, 89,7 και 97,5 mg GAE/L, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα) και η αντιοξειδωτική τους ικανότητα (40,5, 41,4, 28,7 και 30,7 mg ΑAE/L, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα). Προσδιορίστηκε η αιθανόλη με GC-FID στους οίνους βάσης και στους αφρώδεις οίνους (9,43, 9,88, 9,40 και 9,62 % v/v, για το νέο στέλεχος και το S. cerevisiae 3001 YSEO, αντίστοιχα), ενώ διαπιστώθηκε η απουσία μεθανόλης. Τέλος, εκτός από οργανοληπτικούς ελέγχους, έγινε και ανάλυση με GC-MS του αρωματικού προφίλ, των οίνων βάσης και των αφρωδών οίνων. Όσον αφορά τους ξηρούς οίνους και τον αφρώδη οίνο από το νέο στέλεχος ανιχνεύτηκαν 90 και 91 ενώσεις, αντίστοιχα, με κυρίαρχους τους εστέρες στους ξηρούς οίνους, στους οποίους οφείλονται τα χαρακτηριστικά φρουτώδη αρώματα στα προϊόντα αυτά, ενώ στον αφρώδη οίνο κυριαρχούν οι ανώτερες αλκοόλες. Στους ξηρούς οίνους και τον αφρώδη οίνο από το στέλεχος S. cerevisiae 3001 YSEO ανιχνεύτηκαν 85 και 87 ενώσεις, αντίστοιχα, με κυρίαρχες τις ανώτερες αλκοόλες τόσο στους ξηρούς οίνους όσο και στον αφρώδη οίνο. Τέλος, προσδιορίστηκε η χημική σύσταση και το αρωματικό προφίλ, για πρώτη φορά, του γλεύκους της τοπικής ποικιλίας Σιδερίτη. Το pH βρέθηκε ίσο με 3,40, ενώ προσδιορίστηκε η ολική οξύτητα (6,13 g/L ως τρυγικό οξύ) και η πτητική του οξύτητα (0,22 g/L ως οξικό οξύ). Πραγματοποιήθηκε ανάλυση με HPLC για τον υπολογισμό των σακχάρων του γλεύκους πυκνότητας 9,92 °Be (19,85 % m/v), ενώ δεν ανιχνεύτηκε γλυκερόλη. Από ανάλυση με GC-FID δεν ανιχνεύτηκε μεθανόλη και αιθανόλη. Επίσης, προσδιορίστηκε το ΟΦΠ (75,7 mg GAE/L) και η αντιοξειδωτική του ικανότητα (18,81 mg ΑAE/L). Προσδιορίστηκε τέλος το αφομοιώσιμο Ν του γλεύκους (166,1 mg Ν/L) και η περιεκτικότητά του σε οργανικά οξέα. Τέλος, έγινε και ανάλυση με GC-MS του αρωματικού του προφίλ και ανιχνεύτηκαν 85 ενώσεις. Τέλος, πραγματοποιήθηκε τεχνοοικονομική ανάλυση για τη βιομηχανική παραγωγή οινικών αποσταγμάτων από οίνους που παρασκευάστηκαν με ακινητοποιημένα κύτταρα ζυμομύκητα (175 m3/έτος) με πρώτη ύλη το ΥΤΚ (7,5 m3/ημέρα, για 325 ημέρες/έτος), η οποία έδειξε ότι η επένδυση είναι ρεαλιστική και συμφέρουσα. Για μηδενική Καθαρή Παρούσα Αξία (NPV), η Ελάχιστη Τιμή Πώλησης (MSP) εκτιμάται σε 16,66 €/L οινικού αποστάγματος.