Πολυπαραμετρική μελέτη βελτιστοποίησης παραγωγής βακτηριακής κυτταρίνης σε υποστρώματα από απόβλητα τροφίμων με εμπορικά και απομονωμένα είδη βακτηρίων : φυσικοχημικός χαρακτηρισμός υφής των προϊόντων
Loading...
Date
2025-11-05
Authors
Μιχαλοπούλου, Παναγιώτα
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τόσο η βιομηχανία τροφίμων όσο και η επιστημονική κοινότητα, τα τελευταία χρόνια, προσπαθούν να μειώσουν το περιβαλλοντικό τους αποτύπωμα, αξιοποιώντας τα υποπροϊόντα και να παράξουν νέα προϊόντα με υψηλή προστιθέμενη αξία. Ένα πολλά υποσχόμενο υλικό, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε ως υλικό συσκευασίας τροφίμων είτε ως ένα πριβιοτικό τρόφιμο είναι η βακτηριακή κυτταρίνη (ΒΚ). Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πολυπαραμετρική μελέτη βελτιστοποίησης παραγωγής ΒΚ σε υποστρώματα από απόβλητα τροφίμων με εμπορικά και απομονωμένα είδη βακτηρίων, με στόχο τη μείωση του κόστους παραγωγής της ΒΚ και την παραγωγή πριβιοτικών τροφίμων.
Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν ως υπόστρωμα για την παραγωγή ΒΚ, εκχύλισμα από το υποπροϊόν τυποποίησης Κορινθιακής σταφίδας (ΕΥΤΚ), χυμός πορτοκαλιού και εκχύλισμα πράσινου τσαγιού (ΕΠΤ) και πραγματοποιήθηκε η βελτιστοποίηση παραγωγής με τη Μεθοδολογία Επιφανειακής Απόκρισης με Σύνθετο Κεντρικό Σχεδιασμό (RSM/CCD). Για την παραγωγή της ΒΚ χρησιμοποιήθηκαν τα στελέχη Komagataeibacter sucrofermentans DSM 15973 (εμπορικό στέλεχος) και το Acetobacter pasteurianus ABBA (απομονωμένο στέλεχος). Οι παραγόμενες ΒΚ από τις βέλτιστες δοκιμές αναλύθηκαν ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά υφής (XRD, FT-IR, BET, SEM) και την αντιοξειδωτική τους ικανότητα. Παράλληλα αναλύθηκαν τα υποστρώματα και τα υγρά υπολείμματα μετά την παραγωγή ΒΚ ως προς τη χημική τους σύσταση.
Η μεθοδολογία RSM/CCD αποδείχτηκε αξιόπιστη για την πρόβλεψη και βελτιστοποίηση της απόδοσης της ΒΚ στα φυσικά υποστρώματα και με τους δυο μικροοργανισμούς. Συγκεκριμένα, η βέλτιστη απόδοση για το βακτήριο K. sucrofermentans (EYTK-ΧΠ-ΕΠΤ, 50/20/30 %), ήταν 5,9 g ΒΚ/L, ενώ για το βακτήριο A. pasteurianus ABBA (ΧΠ-ΕΥΤΚ-ΕΠΤ, 60/10/30 %), ήταν 15,4 g ΒΚ/L. Από τη χημική ανάλυση των υγρών αποβλήτων μετά την παραγωγή ΒΚ προέκυψε εμφανής μείωση των σακχάρων, του ασκορβικού οξέος, του ολικού φαινολικού περιεχομένου και των οργανικών οξέων, με εξαίρεση το τρυγικό οξύ. Όσον αφορά τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των παραγόμενων ΒΚ από τις βέλτιστες δοκιμές, το πορώδες, η κρυσταλλικότητα και η αντιοξειδωτική ικανότητα επηρεάζονται τόσο από τη μέθοδο ξήρανσης (λυοφιλίωση και επαγωγική ξήρανση) όσο και από το χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα. Από τα φάσματα FT-IR προέκυψαν χαρακτηριστικές κορυφές, που οφείλονται σε ασκορβικό οξύ, θειαμίνη, κιτρικό και γαλλικό οξύ, τα οποία είναι συστατικά των υποστρωμάτων που χρησιμοποιήθηκαν. Τέλος, από τον οργανοληπτικό έλεγχο των επιδορπίων ΒΚ που παράχθηκαν, αυτό που είχε τη μεγαλύτερη αποδοχή ήταν το δείγμα ΒΚ από το νέο στέλεχος που είχε επεξεργαστεί με μέλι.
Description
Keywords
Βακτηριακή κυτταρίνη, Κορινθιακή σταφίδα, Πορτοκάλια