Μελέτη ανάκτησης πηκτίνης από πούλπα ζαχαρότευτλων με χρήση μη θερμικού πλάσματος και εφαρμογή της ως ενεργή συσκευασία σε φιλέτο κοτόπουλου

Abstract

Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε η αξιοποίηση πούλπας ζαχαρότευτλου για την ανάκτηση πηκτίνης μέσω της τεχνολογίας ψυχρού πλάσματος και την μετέπειτα παραγωγή εδώδιμων επικαλύψεων πηκτίνης. Οι επικαλύψεις παρασκευάστηκαν και εφαρμόστηκαν σε φιλέτο κοτόπουλο, ενώ μελετήθηκε η αύξηση χρόνου ζωής με χρήση λαυρικού αργινικού εστέρα ως αναστολέας ανάπτυξής αλλοιογόνων και παθογόνων μικροοργανισμών. Πούλπα ζαχαρότευτλου ελεύθερη από σάκχαρα χρησιμοποιήθηκε με σκοπό τη διερεύνηση της χρήσης μη θερμικού πλάσματος στην εκχύλιση της πηκτίνης σε συνδυασμό με νιτρικό οξύ. Μελετήθηκαν διαφορετικές τιμές pH (pH 1,5 και pH 2,0), καθώς και διαφορετικές διατάξεις ψυχρού πλάσματος τόσο για την παραγωγή ενεργοποιημένου νερού (PAW), όσο και για την προεπεξεργασία της πούλπας με χρήση πλάσματος ακίδας-πλάκας (PTP). Η επίδραση των διατάξεων μελετήθηκε ως προς την απόδοση και τις ιδιότητες της πηκτίνης, όσο και ως προς τη σύσταση των υπολειπόμενων στερεών. Η βέλτιστη διαδικασία που επιλέχθηκε ήταν η χρήση ψυχρού πλάσματος για παραγωγή PAW και pH ανάκτησης 1,5, δεδομένου ότι παρείχαν υψηλή απόδοση πηκτίνης (11,5%), χαμηλή κατανάλωση νιτρικού οξέος (45,7 g/100 g παραχθείσας πηκτίνης) και υψηλή περιεκτικότητα σε γαλακτουρονικό οξύ (67,2%.). Στη συνέχεια παρασκευάστηκαν επικαλύψεις πηκτίνης, και επικαλύψεις ενισχυμένης πηκτίνης με την προσθήκη τριών διαφορετικών συγκεντρώσεων LAE (0,5%, 1% και 2%). Οι παραχθείσες επικαλύψεις εφαρμόστηκαν σε φιλέτο κοτόπουλο το οποίο αποθηκεύτηκε σε συνθήκες ψύξης με σκοπό την μελέτη της επίδρασής της εδώδιμης επικάλυψης στη διάρκεια ζωής του τροφίμου. Τα αποτελέσματα έδειξαν αύξηση της διάρκειας ζωής κατά 2 ημέρες στα δείγματα με πηκτίνη και στα δείγματα με χαμηλές συγκεντρώσεις LAE (0,5%, 1%) και κατά 3 ημέρες με υψηλές (2%). Το χρώμα και το pH μετρήθηκαν. Το pH κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης στους 2°C για τα δείγματα (control, πηκτίνη) καθώς και για τις συγκεντρώσεις αντιμικροβιακού (0.5%, 1%, 2% LAE) διαφοροποιήθηκε από την 9η ημέρα και μετά. Στην συνέχεια επιλέχθηκε η βέλτιστη συγκέντρωση αντιμικροβιακού η οποία ήταν 1% LAE. Η συγκέντρωση αυτή ελέγχθηκε σε εμβολιασμένα δείγματα με παθογόνο βακτήριο Listeria monocytogenes. Τα δείγματα αποθηκεύτηκαν για στους 2°C μέχρι την ανάπτυξη πλήρους σιγμοειδούς καμπύλης των μικροβίων όπου και παρατηρήθηκε μείωση πληθυσμού των δειγμάτων κατά 2 logCFU/g.

In this study, sugar beet pulp (SBP) was utilized for pectin recovery through cold plasma technology and valorised for subsequent production of edible pectin-based coatings. The coatings were prepared and applied to chicken fillets, while the extension of shelf life was studied using Lauric Arginate Ester (LAE) as a growth inhibitor of spoilage and pathogenic microorganisms. SBP free of sugars was utilized to investigate the effect of non-thermal plasma in pectin extraction in combination with nitric acid. Different pH values (pH 1.5 and pH 2.0), and different cold plasma configurations to produce plasma- activated water (PAW) and to pretreat the pulp (pin-to-plate plasma, PTP) were studied. The effect of these configurations was investigated in terms of pectin yield and properties, as well as on the composition of residual solids. The optimal process was the use of cold plasma to produce PAW and a recovery pH of 1.5, as it provided high pectin yield (11.5%), low nitric acid consumption (45.7 g/100 g of pectin produced), and a high galacturonic acid content (67.2%). Subsequently, pectin coatings were prepared without LAE and with three different concentrations of LAE (0.5%, 1%, and 2%). The produced coatings were applied to chicken fillets stored under refrigeration conditions to study the effect of the edible coating on the chicken shelf life. Increase of the shelf life by 2 days in the samples with pectin and in those with low LAE concentrations (0.5%, 1%), and by 3 days with high LAE concentrations (2%). Color and pH were measured. The pH during storage at 2°C for the samples (control, pectin) as well as for the antimicrobial concentrations (0.5%, 1%, 2% LAE) differed after 9th day. The optimal antimicrobial concentration selected was 1% LAE. This concentration was tested on inoculated samples with the pathogenic bacterium Listeria monocytogenes. The samples were stored at 2°C until the development of a full microbial sigmoid curve, where a population reduction of 2 logCFU/g was observed.