Διερεύνηση της χρήσης εκχυλισμάτων περικαρπίου κελυφωτών φιστικιών (Pistacia vera L.) ως συστατικό εδώδιμων επικαλύψεων για τη μετασυλλεκτική διαχείριση ελάχιστα μεταποιημένου μαρουλιού

Abstract

H παρούσα μεταπτυχιακή ερευνητική εργασία είχε ως αντικείμενο τη διερεύνηση της χρήσης εκχυλισμάτων περικαρπίου κελυφωτού φιστικιού (Pistacia vera L.) διαφορετικών συγκεντρώσεων ως συστατικά σε εδώδιμες επικαλύψεις για τη μετασυλλεκτική διαχείριση ελάχιστα μεταποιημένου μαρουλιού. Αρχικά πραγματοποιήθηκε χαρακτηρισμός του εκχυλίσματος περικαρπίου φιστικιού (Pistachio Hull Extract, PHE) με τη χρήση της Φασματοσκοπίας IR με την τεχνική της ATR και της Φασματοσκοπίας Raman, όπου τα φάσματα έδειξαν ότι το συγκεκριμένο φυτικό υλικό είναι πλούσιο σε πολυσακχαρίτες και φαινολικές ουσίες. Σε δευτερεύοντα χρόνο πραγματοποιήθηκαν προκαταρκτικά πειράματα ως προς την εύρεση κατάλληλων συγκεντρώσεων συστατικών για την παρασκευή των εδώδιμων επικα-λύψεων σε ελαφρώς μεταποιημένα φύλλα μαρουλιού. Οι πιο κατάλληλες συγκεντρώσεις των συστατικών αναδείχθηκαν: AL (sodium alginate, διάλυμα αλγινικού νατρίου) 0,5% m/v , GL (γλυκερίνη) 5% m/v, CaCl2 (διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου) 5% m/v και PHE (λυοφι-λιωμένου) 1% m/v και 2% m/v. Στη μελέτη, συμπεριλήφθηκαν 3 πειράματα (Trials) στα οποία χρησιμοποιούνταν οι παραπάνω συγκεντρώσεις των συστατικών, αλλά με διαφορετική μεθοδολογία κάθε φορά. Στο Trial 1 χρησιμοποιήθηκε 1 διάλυμα για την παρασκευή της εδώδιμης επικάλυψης, στο Trial 2 , 2 διαλύματα [(AL με GL) και [PHE με CaCl2)] και στο Trial 3, 3 διαλύματα [(AL με GL), (PHE) και (CaCl2 )]. Έπειτα από κάθε Trial, τα δείγματα των μεταποιημένων φύλλων μαρουλιού κλείστηκαν σε διάτρητες σακούλες (perforated bags) και αποθηκεύθηκαν σε συνθήκες 4oC και 90% RH για διάστημα 9 ή 10 ημερών. Κάθε πείραμα σχεδιάσθηκε με το εντελώς τυχαιοποιημένο σχέδιο. Εξετάσθηκε η επίδραση δύο παραγόντων στα χαρακτηριστικά των κομμένων φύλλων μαρουλιού κατά τη συντήρηση τους: ο χρόνος συντήρησης και οι επεμβάσεις (εφαρμογές εδώδιμων επικαλύψεων). Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν ήταν η απώλεια μάζας, οι παράμετροι L*, h0 και C* του χρώματος και η υφή. Επίσης, έπειτα από λυοφιλίω-ση, μελετήθηκαν η χλωροφύλλη α, χλωροφύλλη β και ολικές χλωροφύλλες, τα ολικά φαινο-λικά (ΤΡ) και η ολική αντιοξειδωτική δράση (ΤΑC) εκτιμώμενη με τις δοκιμές DPPH και ABTS. Κάθε ποιοτικός χαρακτήρας μετρήθηκε έπειτα από 0, 2, 4, 7 και 9 ημέρες (Trial 1) και 0,3,5,7 και 10 ημέρες (Trial 2 και Trial 3) συντήρησης στις προαναφερθείσες συνθήκες. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι σε όλα τα Trials, υπήρξε αύξηση της απώλειας μάζας όμως οι επεμβάσεις με εδώδιμες επικαλύψεις σύμφωνα με τη μεθοδολογία του Trial 3 την παρεμπόδισαν τις day 7 και day 10. Όσον αφορά το ολικό χρώμα του άνω φύλλου, η χρήση εδώδιμων επικαλύψεων με PHE σε όλα τα Trials, δε συνεισέφερε ουσιαστικά στην διατήρηση του χρώματος, σε σχέση με το μάρτυρα. Στο ολικό χρώμα του κάτω φύλλου, η χρήση του AL με τη μεθοδολογία του Trial 3 βελτίωσε τα αποτελέσματα. Ακόμη, η χρήση εδώδιμων επικαλύψεων με ή χωρίς PHE είχε πιο ευεργετική δράση με τη μεθοδολογία του Trial 2, ενώ για το Trial 1 και Trial 3, τα καλύτερα αποτελέσματα σημείωσε το AL, αλλά χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση. Με τη μεθοδολογία του Trial 2 και του Τrial 3 παρατηρήθηκε διατήρηση της υφής του φύλλου και του νεύρου με το μάρτυρα και το AL-2%.

Σε όλα τα Trials, οι επεμβάσεις με τη χρήση εδώδιμων επικαλύψεων οδήγησαν στη γρηγορότερη αποικοδόμηση της χλωροφύλλης α, χλωροφύλλης β και ολικών χλωροφυλλών ακόμα και αν υπήρξε βαθμιαία πτώση των ολικών τιμών σε όλα τα πειράματα. Σε σχέση με τα ολικά φαινολικά (TP), η χρήση του AL-2% με τη μεθοδολογία του Trial 1 φαίνεται πιο αποτελεσματική σε σύγκριση με εκείνης του Trial 2. Στην εκτίμηση της TAC, στη δοκιμή DPPH και της αντίστοιχης παρεμποδιστικής δράσης, η χρήση του AL σύμφωνα με τη μεθοδολογία του Trial 1 παρουσίασε θετικά αποτελέσματα από την day 2 του πειράματος, ενώ πιο αποτελεσματική ήταν η χρήση του AL-1% και AL-2% με το Trial 2. Κατά τη σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο δοκιμών, DPPH και ABTS, διαπιστώθηκε ότι τα αποτελέσματα της δεύτερης ήταν όλα αυξημένα κατά 0,5 mmol Trolox 100 g-1 DW και μέχρι και 60% στην παρεμποδιστική δράση. Με τη δοκιμή ABTS, τα καλύτερα αποτελέσματα έδωσαν ο μάρτυρας και το AL-2% με το Trial 2, ενώ μόνο ο μάρτυρας με το Trial 3. Επομένως, ως γενικότερο συμπέρασμα εξάχθηκε ότι ανάλογα με τη μεθοδολογία του Trial και τη συγκέντρωση PHE ως συστατικό σε εδώδιμη επικάλυψη, μπορεί να έχει θετικά αποτελέσματα σε ποιοτικά χαρακτηριστικά με βάση τη θρεπτική αξία ως προς τη μετασυλ-λεκτική διαχείριση ελαφρώς μεταποιημένου μαρουλιού.

The aim of the present dissertation was to investigate the use of pistachio hull extract (Pistacia vera L.) extracts of different concentrations as ingredients in edible coatings for the post-harvest management of minimally processed lettuce. Pistachio hull extract (PHE) was first characterized using IR Spectroscopy, using ATR, and Raman Spectroscopy, where the spectra showed that the plant material was rich in polysaccharides and phenolic substances. At a secondary time, preliminary experiments were performed to find suitable con-centrations of ingredients for the preparation of edible coatings on lightly processed lettuce leaves. The most suitable concentrations of the components were: AL (Sodium alginate) 0, 5% m/v, GL (Glycerin) 5% m/v, CaCl2 5% m/v and PHE (lyophilized) 1% m/v and 2% m/v. In the study, 3 Trials were included in which the above concentrations of ingredients were used, but with a different methodology each time. In Trial 1, 1 solution was used to prepare the edible coating, in Trial 2, 2 solutions [(AL with GL) and [PHE with CaCl2)] and in Trial 3, 3 solutions [(AL with GL), (PHE) and (CaCl2)]. After each Trial, the samples of processed lettuce leaves were sealed in perforated bags and stored at 4oC and 90% RH for 9 or 10 days. Each experiment was designed with a completely randomized design. The effect of two factors on the characteristics of cut lettuce leaves during their maintenance was examined: storage time and applications (edible coatings applications). The quality characteristics studied were: weight loss, L *, h0 and C * color parameters and texture. Also, after lyophilization, chlorophyll α, chlorophyll β and total chlorophylls, total phenolics (TP) and total antioxidant activity (TAC), assessed by DPPH and ABTS, were studied. Each quality character was measured after 0, 2, 4, 7 and 9 days (Trial 1) and 0, 3, 5, 7 and 10 days (Trial 2 and Trial 3) storage under the above conditions. The results showed that in all Trials, there was an increase in weight loss but the ap-plications with edible coatings according to the methodology of Trial 3 prevented it on day 7 and day 10. Regarding the overall color of the upper leaf, the use of PHE edible coatings in all Trials did not contribute substantially to color retention, relative to the control. In the overall color of the down leaf, the use of AL with the Trial 3 methodology improved the results. Also, the use of edible coatings with or without PHE had a more beneficial effect with the methodology of Trial 2, while for Trial 1 and Trial 3, the best results were noted by AL, but further investigation is needed. With the methodology of Trial 2 and Trial 3, preservation of leaf and nerve texture was observed with the control and AL-2%. In all Trials, applications using edible coatings led to faster degradation of chlorophyll α, chlorophyll β and total chlorophyll even if there was a gradual drop in total values in all experiments. In relation to total phenolics (TP), the use of AL-2% with the Trial 1 methodology seems to be more effective compared to that of Trial 2. In the assessment of TAC, in the DPPH test and the corresponding inhibitory effect, the use of AL according to the methodology of Trial 1 showed positive results from day 2 of

the experiment, while the use of AL-1% and AL-2 was more effective with Trial 2. When comparing the results of the two tests, DPPH and ABTS, it was found that the results of the latter were all increased by 0,5 mmol Trolox 100 g-1 DW and up to 60% in the inhibi-tory action. With the ABTS test, the best results were given by the control and AL-2% with Trial 2, while only the control with Trial 3. Therefore, as a general conclusion, it was concluded that depending on the Trial methodology and the concentration of PHE as an ingredient in edible coatings, it can have positive effects on quality characteristics based on nutritional value in terms of post-harvest management of slightly processed lettuce.