Συστηματική αποτύπωση των τάσεων και εμπορικών εφαρμογών των ενεργών και έξυπνων συσκευασιών, μαζί με περιπτωσιολογική μελέτη των δύο τεχνολογιών αιχμής για προϊόντα φυτικής προέλευσης

Abstract

Η υψηλή διατροφική αξία του εδώδιμου τμήματος του ροδιού (Punica granatum L.), σε συνδυασμό με την ευεργετική του δράση στην ανθρώπινη υγεία, αποτέλεσαν τη βάση της εκτεταμένης επιστημονικής έρευνας που πραγματοποιείται τα τελευταία χρόνια. Η περιορισμένη κατανάλωσή του όμως έρχεται σε αντίθεση με τα προαναφερθέντα οφέλη, κάτι που αποδίδεται στη δύσκολη και χρονοβόρα διαδικασία εξαγωγής των καρπιδίων από το καρπό. Η ανοδική τάση που παρατηρείται στη ζήτηση και κατανάλωση των έτοιμων προς κατανάλωση (ready-to-eat) καρπιδίων ροδιού ερμηνεύει την αύξηση των καλλιεργούμενων εκτάσεων και την ένταση της εμπορευματοποίησης του εδώδιμου τμήματος του καρπού. Στη παρούσα μελέτη αναπτύχθηκε η ενεργός συσκευασία καρπιδίων ροδιού ποικιλίας “Wonderful”, με κύριο χαρακτηριστικό τη χρήση ήπιων αντιμικροβιακών παραγόντων. Η λειτουργία της βασίστηκε στη σταδιακή απελευθέρωση των πτητικών αερίων του μπράντι στη κεφαλή της συσκευασίας και αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματα της επίδρασής τους στο μικροβιακό πληθυσμό, τη φυσική κατάσταση, την υφή και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του εδώδιμου τμήματος του καρπού. Ως τελικός στόχος τέθηκε η εκτίμηση της προοπτικής για την εφαρμογή της προτεινόμενης συσκευασίας σε βιομηχανική κλίμακα και του οικονομικού οφέλους που προκύπτει από την εμπορική της εκμετάλλευση. Μέσω των πειραματικών διαδικασιών παρατηρήθηκε η επέκταση της διάρκειας ζωής (shelf life) των καρπιδίων ροδιού βάρους 10 g στις 23 ημέρες, σε θερμοκρασία 40C (συνήθεις συνθήκες θερμοκρασίας ψυκτικής αλυσίδας), μετά από εφαρμογή 2 ml μπράντι. Η επιβράδυνση του ρυθμού αναπνοής και της μικροβιακής αλλοίωσης των καρπιδίων επιτεύχθηκε στο σύνολο αυτών που δέχθηκαν την επίδραση των πτητικών αερίων αλκοολούχων διαλυμάτων (αιθανόλης ή μπράντι, 36% v/v), όντας εντονότερη όσο αυξάνονταν η συγκέντρωση τους. Η εφαρμογή του μπράντι στην ενεργό συσκευασία περιόρισε την έκταση των πληθυσμών των ΟΜΧ, οξυγαλακτικών βακτηρίων (LAB), ζυμών και μυκήτων, ενώ κρίθηκε περισσότερο αποτελεσματική από αυτή της αιθανόλης, ίδιας συγκέντρωσης και θερμοκρασίας αποθήκευσης. 2 Επίσης, αποδείχθηκε πως η αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης των καρπιδίων, ανεξάρτητα από την εφαρμογή των ήπιων αντιμικροβιακών που δοκιμάστηκαν στη παρούσα μελέτη, προκάλεσε ταχύτερη και υψηλότερη ποσοστιαία απώλεια του βάρους των, ενώ η υποβάθμιση της τραγανότητας (φρεσκότητας) καθίσταντο εντονότερη. Εν αντιθέσει, το pH των καρπιδίων δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την έκλυση των πτητικών αερίων της αιθανόλης και του μπράντι. Οι μεταβολές του χρώματος των καρπιδίων ροδιού υπό την επίδραση του μπράντι στους 40C ταυτίστηκαν με την ενίσχυση του σκούρου ερυθρού χρωματισμού τους, ενώ τέλος, περιόρισε την όξινη γεύση των καρπιδίων και προσέδωσε το χαρακτηριστικό άρωμά του εντός της συσκευασίας. Έτσι, η προτεινόμενη ενεργός συσκευασία αξιολογήθηκε ως κατάλληλη για τη διανομή του προϊόντος σε απομακρυσμένες εγχώριες ή διεθνείς αγορές, ενώ η διαθεσιμότητα του προϊόντος στους καταναλωτές για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μπορεί να οδηγήσει στην αύξηση του οικονομικού οφέλους των επιχειρήσεων. Η μοναδικότητα του τελικού προϊόντος, λόγω της χαρακτηριστικής γεύσης και του αρώματος του μπράντι, δύναται να αποτελέσει το σημείο υπεροχής της επιχείρησης έναντι των ανταγωνιστών της.Στη παρούσα μελέτη αναπτύχθηκε η ενεργός συσκευασία καρπιδίων ροδιού ποικιλίας “Wonderful”, με κύριο χαρακτηριστικό τη χρήση ήπιων αντιμικροβιακών παραγόντων. Η λειτουργία της βασίστηκε στη σταδιακή απελευθέρωση των πτητικών αερίων του μπράντι στη κεφαλή της συσκευασίας και αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματα της επίδρασής τους στο μικροβιακό πληθυσμό, τη φυσική κατάσταση, την υφή και τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του εδώδιμου τμήματος του καρπού. Ως τελικός στόχος τέθηκε η εκτίμηση της προοπτικής για την εφαρμογή της προτεινόμενης συσκευασίας σε βιομηχανική κλίμακα και του οικονομικού οφέλους που προκύπτει από την εμπορική της εκμετάλλευση. Μέσω των πειραματικών διαδικασιών παρατηρήθηκε η επέκταση της διάρκειας ζωής (shelf life) των καρπιδίων ροδιού βάρους 10 g στις 23 ημέρες, σε θερμοκρασία 40C (συνήθεις συνθήκες θερμοκρασίας ψυκτικής αλυσίδας), μετά από εφαρμογή 2 ml μπράντι. Η επιβράδυνση του ρυθμού αναπνοής και της μικροβιακής αλλοίωσης των καρπιδίων επιτεύχθηκε στο σύνολο αυτών που δέχθηκαν την επίδραση των πτητικών αερίων αλκοολούχων διαλυμάτων (αιθανόλης ή μπράντι, 36% v/v), όντας εντονότερη όσο αυξάνονταν η συγκέντρωση τους. Η εφαρμογή του μπράντι στην ενεργό συσκευασία περιόρισε την έκταση των πληθυσμών των ΟΜΧ, οξυγαλακτικών βακτηρίων (LAB), ζυμών και μυκήτων, ενώ κρίθηκε περισσότερο αποτελεσματική από αυτή της αιθανόλης, ίδιας συγκέντρωσης και θερμοκρασίας αποθήκευσης. Επίσης, αποδείχθηκε πως η αύξηση της θερμοκρασίας συντήρησης των καρπιδίων, ανεξάρτητα από την εφαρμογή των ήπιων αντιμικροβιακών που δοκιμάστηκαν στη παρούσα μελέτη, προκάλεσε ταχύτερη και υψηλότερη ποσοστιαία απώλεια του βάρους των, ενώ η υποβάθμιση της τραγανότητας (φρεσκότητας) καθίσταντο εντονότερη. Εν αντιθέσει, το pH των καρπιδίων δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την έκλυση των πτητικών αερίων της αιθανόλης και του μπράντι. Οι μεταβολές του χρώματος των καρπιδίων ροδιού υπό την επίδραση του μπράντι στους 40C ταυτίστηκαν με την ενίσχυση του σκούρου ερυθρού χρωματισμού τους, ενώ τέλος, περιόρισε την όξινη γεύση των καρπιδίων και προσέδωσε το χαρακτηριστικό άρωμά του εντός της συσκευασίας. Έτσι, η προτεινόμενη ενεργός συσκευασία αξιολογήθηκε ως κατάλληλη για τη διανομή του προϊόντος σε απομακρυσμένες εγχώριες ή διεθνείς αγορές, ενώ η διαθεσιμότητα του προϊόντος στους καταναλωτές για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μπορεί να οδηγήσει στην αύξηση του οικονομικού οφέλους των επιχειρήσεων. Η μοναδικότητα του τελικού προϊόντος, λόγω της χαρακτηριστικής γεύσης και του αρώματος του μπράντι, δύναται να αποτελέσει το σημείο υπεροχής της επιχείρησης έναντι των ανταγωνιστών της.

The high nutritional value of the edible part of the pomegranate (Punica granatum L.) known as arils, in conjunction with the beneficial effect on human health, were the basis of extensive scientific research conducted in recent years. However, the aforementioned health benefits come in contrast with the limited consumption, which is attributed to the difficult and time-consuming separation of pomegranate arils from the endocarp. The upward trend in the demand and consumption of ready-to-eat (RTE) pomegranate arils interprets the increase of cultivated land and the intensity of the commercialization of the edible part of the fruit. The aim of the present study was the development of an active packaging of pomegranate arils, variety "Wonderful", with the main feature being the use of mild antimicrobial agents. The operation was based on the gradual release of brandy vapors at the headspace of package, while the results of their impact on microbial population, physical condition, texture and organoleptic characteristics of the edible portion of the fruit were evaluated. As a final objective was the assessment of the prospects for the implementation of the proposed packaging in industrial scale and economic benefits resulting from its commercial exploitation. Through experimentation was observed the extension of shelf life of 10 g pomegranate arils to 23 days at a temperature of 4⁰C (cold chain common temperature) after applying 2 ml brandy. The slower respiration and microbial spoilage of arils achieved in all those who were exposed to vapors of alcoholic solutions (ethanol or brandy, 36%v/v), being more pronounced with increasing their concentration. The implementation of brandy in active packaging reduced the scope of the populations of TVC, lactic acid bacteria (LAB), yeasts and fungi, while was considered more effective than ethanol at the same concentration and storage temperature. Also, it was shown that the increase of maintenance temperature of arils, irrespective of the implementation of mild antimicrobial were tested in this study, induced faster and higher percentage of the weight loss, while degradation of crispness (freshness) became intense. In contrast, the pH of pomegranate arils is not significantly affected by the release of volatile gases of ethanol and brandy. Changes in color, under the influence of

5

brandy at 4⁰C, were identified with the aid of a dark red color of arils, the sour taste was reduced and finally, was given the characteristic aroma inside the packaging space. Thus, the proposed active packaging was assessed as suitable for the distribution of the product in remote domestic and international markets, while the availability of the product to consumers for a longer period of time can lead to an increase of the economic benefit of enterprises. The uniqueness of the proposed product, due to its characteristic flavor and aroma of brandy, may be the strong point of the company against its competitors.