Frissen préselt narancslé eltarthatóságának növelése HHPtechnológia

Ipari Ökológia pp. 23−35. (2015) 3 évfolyam, 1. szám

Magyar Ipari Ökológiai Társaság © MIPOET 2015

Frissen préselt narancslé eltarthatóságának növelése HHPtechnológia alkalmazásával Tóth Adrienn3, Friedrich László, Jónás Gábor, Salamon Bertold, Németh Csaba Budapesti Corvinus Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszék KIVONAT A nagy hidrosztatikus nyomás (HHP) alatti kezelés olyan korszerű, kíméletes élelmiszer-tartósítási technológia, amely igen ígéretesnek mutatkozik a nagy vízaktivitású termékek eltarthatóságának növelésében. A frissen préselt zöldség- és gyümölcslevek olyan magas hozzáadott értékkel rendelkező, kiemelkedő ásványianyagés vitaminforrásként funkcionáló termékek, amelyek tartósítására ígéretesnek mutatkozik ez a technológia. A nemzetközi élelmiszertermelésben már ipari szinten alkalmazzák számos termékcsoport esetében, azonban hazánkban ipari bevezetése csak most kezdődik. Kísérleteinkben frissen préselt vegyes gyümölcslevek, valamint narancslé eltarthatóságának növelésével foglalkoztuk. A tartósításhoz a konvencionális hőkezelési technológiákat a nagy hidrosztatikus nyomás alkalmazásával váltottuk ki. Eredményeink azt mutatják, hogy a 400−600 MPa 120, illetve 180 s kezelési paraméterek minden esetben elegendőnek bizonyultak az eltarthatósági idő meghosszabbítására. A frissen préselt narancslé esetében a stabil pH-érték mellett a mikrobiológiai állapot végig biztosítható volt, miközben a termék színe ugyan változott, de az érzékszervi bírálat alapján organoleptikus tulajdonságaiban csupán minimális változás lépett fel. 500 MPa és 120 s kezelési paraméterek, illetve 8°C-on történő tárolás mellett 16 hét eltarthatóságot sikerült elérnünk. Kulcsszavak: nagy hidrosztatikus nyomás, frissen présel narancslé, eltarthatóság növelés ABSTRACT Adrienn Toth, Laszlo Friedrich, Gabor Jonas, Bertold Salamon, Csaba Németh: Extended shelf life of freshly squeezed orange juice by the application of HHP-technology In this work the effects of HHP (High hydrostatic pressure) technology on the quality of freshly squeezed juices were studied. Apple-grape (60-

3

Levelezési cím: [email protected]

24

Ipari Ökológia 23−35

40%) and orange-pineapple-mango (60-30-10%) juices were processed under different pressures combined with different holding times (400 MPa/180 s; 500 MPa/120 s; 600 MPa/120 s). After the processing stage the samples were stored at refrigerated temperature (8°C). The best sensory results were found in the case of 500 MPa pressure combined with 120 s treating time. The target of experiment was to provide increasing shelf life at least for 8 weeks at refrigerated storage at 8°C. It was found that the untreated control sample, which was stored under the same conditions was deteriorated after 28 days, while the processed orange juice was stable, deterioration free for 112 days. The pH value of processed juice was fixed about pH 3.85. The changes in colour were slight, but calculated difference (colour stimulus, ∆Eab*) was relatively high. Keywords: high hydrostatic pressure processing, freshly squeezed orange juice, extended shelf life

BEVEZETÉS Az élelmiszerek eltarthatósága alatt a minőségmegőrzési idejét értjük, amelyet az Európai Parlament és Tanács 1169/2011/EU rendelete a következő módon definiál: „az élelmiszer minőségmegőrzési ideje az az időpont, ameddig az élelmiszer megfelelő tárolás mellett megőrzi egyedi tulajdonságait” (EU 2011). Tehát az eltarthatósági idő célja, hogy segítse a fogyasztókat az élelmiszerek biztonságos és körültekintő felhasználásában. Azonban az élelmiszerek eltarthatósági ideje csak akkor tekinthető valóban relevánsnak, ha a termék bontatlan és sértetlen. Emellett mindig követni kell a gyártók tárolásra vonatkozó utasításait, különösen a hőmérséklettel és a termék felbontás utáni felhasználásával kapcsolatban. Az élelmiszerhulladék-képződés elkerülése érdekében a fogyasztóknak ajánlatos vásárláskor is figyelembe venni az eltarthatósági időt. Az EUban közel 100 millió tonna élelmiszert dobnak ki évente (EC 2015) (az adat 2012-re vonatkozik, de a hulladék mennyisége napjainkig egyre növekvő), amely nem csak jelentős gazdasági, de környezetvédelmi problémákat is maga után von. Ez is indokolja, hogy hosszabb eltarthatósági idejű termékeket hozzunk létre, hiszen a hosszabb szavatosság hosszabb időt jelent a fogyasztó számára is az elfogyasztáshoz. Napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt fektetünk az egészségtudatos táplálkozásra, a XXI. század fogyasztói már nem csak az élelmiszerek élvezeti értékét keresik, hanem tudatosan törekednek a megfelelő táplálkozási értékű élelmiszerek fogyasztására is. A növényi alapanyagok biológiailag értékes vegyületei a konvencionális (hőkezeléses) feldolgozási technológiák hatására az esetek többségében nagymértékben károsodnak. Ennek okán a kutatások az utóbbi időben a táplálkozásbiológiai érték és az organoleptikus tulajdonságok egyidejű megóvására, kíméletes eljárások, úgynevezett „minimal processing” technológiák fejlesztésére irányultak. A nagy hidrosztatikus nyomáskezelés (high hydrostatic pressure HHP, vagy high pressure processing HPP) egyike ezen tartósítási módoknak.

___________________________________________________________________________ Tóth Adrienn, Friedrich László, Jónás Gábor, Salamon Bertold, Németh Csaba

(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

25

A HHP technológia egyszerre kínálja az eltarthatósági idő növelését és a nagy táplálkozási értékkel rendelkező vegyületek megóvását. Ökológiai szempontból ezen felül fontos érv a technológia mellett, hogy a konvencionális eljárásoknál kisebb energia igénnyel rendelkezik, illetve lényegében nem keletkezik kezelendő melléktermék (Koncz, K-né & Pásztorné Huszár, K & Dalmadi, I 2007). A nagy hidrosztatikus nyomás alkalmazásával kapcsolatban már számos alapkutatást publikáltak különböző élelmiszeripari termékekre. Az alkalmazott és ipari kísérleteket azonban a legtöbb esetben még csak most valósítják meg, így nincs kellő tapasztalatunk arról, hogy az egyes élelmiszerek hogyan viselkednek az ipari kezelési körülmények hatására. Ez teszi indokolttá és fontossá a további kísérleteket. ANYAG ÉS MÓDSZER Próbakezelés A kísérlet-sorozatok első lépéseként 600 MPa nyomáson, 300 s kezelési idővel kétféle frissen préselt gyümölcslevet kezeltünk. A kezeléseket a BCE ÉTK Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszékén található RESATO FPU 100-2000 típusú laboratóriumi HHP berendezéssel végeztük. A viszonylag nagy nyomásérték és hosszú kezelési idő megválasztásával az volt a célunk, hogy megvizsgáljuk, okoze jelentős érzékszervi tulajdonság-változást a HHP kezelés. Az egyik lé összetétele narancs-ananász-mangó (60-30-10%) volt, míg a másik almaszőlő (60-40%) frissen préselt levéből készült; ezeket előre elkészítve, lepalackozva kaptuk a Getpack Kft.-től. A kezelést 0,2 l-es PET palackba töltve végeztük. A kezelt és kontroll mintákat 8°C-on tároltuk, majd két nappal később leíró érzékszervi bírálatnak vetettük alá. Első kísérlet A próbakezelés eredménye alapján a kétféle mintát különböző nyomásértékek és kezelési idők mellett kezeltük (l. 1. táblázat). Az előzővel megegyező csomagolásban, illetve a PET palack mellett 400 MPa, 180 s és 500 MPa, 120 s kezelésnél használtunk polietilén tasakos mintát is, annak a kérdésnek a megválaszolására, hogy a korábban tapasztalt illat- és íz-elváltozást a palack, vagy a kezelés okozta-e. Az eltérő kezelési időket a Getpack Kft. kérésére alkalmaztuk; ez ugyan a nyomásérték hatásának elemzését nehezíti, de az ipari alkalmazásban a kisebb kezelési nyomásértékekhez hosszabb kezelési időt alkalmaznak. A kezelést követően a mintákat 8°C-on tároltuk. Minta Narancsananász-mangó

kontroll

Alma-szőlő

kontroll

Kezelési idő, s 180 120 120 180 120 120

Nyomás, MPa 400 500 600 400 500 600

1. táblázat. Az első kísérlet HHP kezelésének paraméterei

Frissen préselt narancslé eltarthatóságának növelése HHP-technológia alkalmazásával

26


Második kísérlet: frissen préselt narancslé A második mérési sorozatot frissen facsart narancslével végeztük. Ennek többek közt oka, hogy az alapanyag egész évben kapható, a fogyasztói kereslet és az eladási ár viszonylag egyenletes az év során. Mivel a vegyes levek kezelésénél az érzékszervi tulajdonságok alapján az 500 MPa-on kezelt minták bizonyultak a legjobbnak, ebben az esetben is 500 MPa, 120 s HHP kezelést alkalmaztunk. A nyomás növelése 100 MPa / 60 s sebességgel történt, amíg a nyomás elengedése pillanatszerű volt. A kísérlet arra irányult, hogy meghatározzuk a nagy hidrosztatikus nyomással kezelt lé eltarthatósági idejét. A tárolási kísérlet összesen 16 hétig tartott, amely alatt a mintákat 8°C-on tároltuk. A kísérlethez szükséges narancslevet a BCE ÉTK Hűtő- és Állatitermék Technológiai Tanszékén állítottuk elő. A lénarancsot Zummo Z14 típusú narancsfacsaró géppel préseltük ki, majd polietilén tasakokba töltöttük. Összesen 96 darab 200 ml-es mintát és 96 db 25 ml-es felülfertőzött mintát készítettünk. A mintaszám felét kezeltük, a mintaszám másik fele pedig kontrollként szolgált. Az így nyert mintaszámból visszamérésenként 3-3 darabot használtunk fel. Módszerek A pH-vizsgálatot szúróelektródás Testo 206 típusú pH-mérővel végeztük. Az egyes méréseknél 3*3 párhuzamos mérést végeztünk, az eredmények átlagát és szórását oszlopdiagramokon ábrázoltuk. A minták színét Minolta CR-200 tristimulusos színmérővel mértük a CIELab színrendszerben, amelyben L* világossági tényező, a* vörös-zöld színezet, b* sárga-kék színezet. A mért adatokból ∆Eab* színingerkülönbséget számítottuk. A színmérés eredményeinek statisztikai értékelését az IBM SPSS Statistics 20.0 statisztikai szoftverrel végeztük. A frissen préselt szőlő-almalé, illetve mangó-ananász-narancslé L*, a* és b* várható értékére kéttényezős varianciaanalízist (ANOVA-t) alkalmaztunk, ahol a két tényező a kezelés, illetve a tárolás volt. A frissen préselt narancslé L*, a* és b* eredményeinek várható értékét egytényezős varianciaanalízissel (ANOVA) vizsgáltuk. A statisztikai vizsgálatot különkülön futtattuk le L*, a* és b* színtényezők várható értékeire. Az elsőfajú hiba, α=0,05 volt mindkét esetben. A mikrobiológiai stabilitás vizsgálatánál a HHP kezelés élesztő- és penészcsíra pusztító hatásának vizsgálatára felülfertőzési kísérletet végeztünk a frissen préselt narancslé esetében. Aspergillus niger penésztörzs ferde agaros tenyészetével oltottunk be 2,5 l narancslevet, amelynek így a kezelés előtti penészszáma 105 TKE/ml volt. A felülfertőzéshez felhasznált frissen préselt narancslevet nem sterileztük, vagyis a természetes mikroflóra mellé történt a felülfertőzés. Saccharomyces uvarum élesztőtörzs szuszpenzióval 105 TKE/ml élesztősejt-számot értünk el a penésztörzzsel is beoltott 2,5 l narancslében. Az így előkészített penész- és élesztőgombával felülfertőzött narancsléből 96 darab, egyenként 25 ml-es mintát készítettünk, amelyeket szintén polietiléntasakokba csomagoltunk, majd a mintaszám felét kezeltünk. A penész- és élesztőpusztító hatás mellett a kezelés aerob mezofil összes csíraszám csökkentő hatását is vizsgáltuk. A kísérletsorozat kialakításában a legfontosabb eredményeket az organoleptikus tulajdonságok nyomon követése adta, hiszen ezek alapján ___________________________________________________________________________ Tóth Adrienn, Friedrich László, Jónás Gábor, Salamon Bertold, Németh Csaba

(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

27

változtattuk a kezelési paramétereket. A bírálatokat minden esetben 3 fős laikus bírálócsoport végezte, a bírálók egymástól függetlenül végezték bírálataikat, amelyekhez leíró értékelést alkalmaztunk. Amennyiben a kontroll minta a bírálat időpontjában még nem mutatott romlási folyamatokat, ahhoz hasonlítottuk a kezelt mintákat. Az érzékszervi bírálatok és mérések kezeléseket követő időpontjait a 2. táblázatban foglaltuk össze. Érzékszervi bírálat napja a kezelést követően Vegyes levek próbakezelése 0.; 2. Vegyes levek kezelése 0.; 7. Narancslé kezelése 0.; 14.; 28.; 42.; 56.; 70.; 84.; 98.; 112. 2. táblázat. Az érzékszervi bírálatok napjai a kezeléseket követően Kísérlet

EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK Első kísérlet A HHP kezelés hatására mind az alma-szőlő, mind a narancs-ananászmangó összetételű minták pH-értéke csökkent a kezelést követően, míg az egy hét tárolás során növekedett (1. ábra). Azt tapasztaltuk, hogy a léösszetétel befolyásolta a változás nagyságát, míg a különböző kezelési idők és a nyomás nagysága nem voltak lényeges hatással a változás mértékére.

a

b 5. ábra. A pH változása alma-szőlőlénél (a), mangó-ananász-narancslénél (b)


28


Ezzel ellentétben a két frissen préselt lé színének változása a minták összetételétől és a kezelési paraméterektől is függően változott. A világossági tényező, L* esetében azt tapasztaltuk, hogy sem a kezelés, sem az egy héten át tartó tárolás nem hatott jelentős mértékben a mintákra (2. ábra). Az alma-szőlőlevek színe először a vörös, majd a zöld árnyalat felé tolódott el (3. a ábra). Minél nagyobb volt az alkalmazott nyomás, annál kisebb a* értéket mértünk a hetedik napon. A hetedik napra minden narancs-ananász-mangólé mintánál nőtt a* értéke (3. b ábra), más szóval a levek színe a zöldes árnyalatból a vöröses felé tolódott el. Az alma-szőlőlével összevetve megállapítható, hogy az alma-szőlőlé a* értékeire kisebb mértékben volt hatással az alkalmazott kezelés, mint a narancs-mangó-ananász esetében. A b*, sárga-kék színtényezőnél az alma-szőlőlé esetében igen minimális változásokat láthatunk (4. a ábra), de minél nagyobb volt az alkalmazott nyomás, annál nagyobb a változás, míg a hetedik napra gyakorlatilag minden narancs-ananász-mangó minta (az 500 MPa-on kezeltet leszámítva) közel azonos b* értéket vett fel (4. b ábra). A kezelés és tárolás hatására bekövetkező viszonylag kismértékű, ám léösszetételenként különböző változás oka abban is keresendő, hogy a szőlő és az alma oxidációra igen érzékeny, nem úgy, mint a narancs, ananász, vagy mangó, amelyeknek magasabb az antioxidáns kapacitásuk, így kevésbé oxidálódnak. ∆Eab* színkülönbséget számolva a szőlő-almalé esetében kisebb különbségeket kaptunk az egyes minták színe között, mint a mangóananász-narancslénél. Az eredmények döntő hányada a jól látható kategóriába esett. A kéttényezős varianciaanalízis alapján összegezve mindkét frissen préselt vegyes gyümölcslé mintánál statisztikailag alátámasztott szignifikáns különbségek alakultak ki az egyes színtényezőkben. Ez egybevág a ∆Eab*-nál tapasztaltakkal. A statisztikai elemzés azonban rámutat arra is, hogy elsősorban nem a kezelés, hanem a tárolás, valamint a tárolás és kezelés interakciójából fakadnak a különbségek.


(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

29

a

b 6. ábra. A világossági tényező L* változása alma-szőlőlénél (a), mangóananász-narancslénél (b)

a

b 7. ábra. A vörös-zöld színtényező, a* változása alma-szőlőlénél (a), mangó-ananász-narancslénél (b)


30


a

b 8. ábra. A sárga-kék színtényező, b* változása alma-szőlőlénél (a), mangó-ananász-narancslénél (b) Az érzékszervi bírálat alapján megállapítottuk, hogy mindkét gyümölcslé esetében az 500 MPa-on, 120 s-ig kezelt minták őrizték meg leginkább a frissen préselt levekre jellemző organoleptikus tulajdonságokat. A csomagolás tekintetében a polietilén tasakban kezelt és tárolt minták tulajdonságai bizonyultak jobbnak. Ennek oka abban keresendő, hogy a nagynyomású kezelés hatására a PET ugyan lényeges mechanikai tulajdonságaiban nem változik (Caner, C et al. 2003), ellenben szén-dioxid, oxigén- és vízgőzáteresztő képessége mintegy 150%kal is emelkedhet (Bull, MK et al. 2010; Caner, C & Hernandez, RJ & Pascall, MA 2010). Második kísérlet A frissen préselt narancslé eltarthatósági idejének növeléséhez a fentebb bemutatott eredmények alapján választottuk az 500 MPa, 120 s kezelési paramétereket. Az 5. a ábrán látható, hogy a frissen préselt, HHP kezelt narancslé pH-értéke végig stabil maradt. A színmérés eredményeiből is látható (5. b, 6. a és 6. b ábrák), hogy a kezelést követően a minta stabil maradt, míg a kontroll minta már a 28. napra romlási jelenségeket mutatott. ∆Eab* színkülönbség ellenben az egyes mérési időpontok eredményeinek összevetésekor azt mutatta, hogy van érzékelhető színváltozás. A statisztikai elemzés szintén azt mutatta, hogy szignifikáns különbség adódik a tárolás során a kezelt minták színében.


(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

31

Az érzékszervi bírálat során − képzett bírálópanelhez hasonlóan (l. Matser, A et al. 2012) − azt tapasztaltuk, hogy a nyomáskezelt minták mindvégig megőrizték a frissen préselt narancslére jellemző érzékszervi tulajdonságokat, színben, illatban és ízben egyaránt. Az ízben viszont változást véltünk felfedezni: a harsány, keserű és savanyú íz-karakter tompulását tapasztaltuk, amely pozitívnak hatott, ugyanis így „kerekebb”, „összesimultabb” íz hatását keltette a bírálókban.

a

b 9. ábra. A narancslé pH-értékének változása a tárolás során (a), az L* világossági tényező változása a tárolás során (b)


32


a

b 10. ábra. A vörös-zöld színtényező, a* (a) és a sárga-kék színtényező, b* változása narancslénél a tárolás alatt (b) A kezelés hatására a felülfertőzött mintákban a mezofil aerob (7. a ábra), penész (7. b ábra) és élesztő (8. ábra) csíraszámot egyaránt sikerült csökkentenünk és a tárolás során végig biztonságos szinten tartanunk. A legalább 16 hét eltarthatóság ilyen hőmérsékleten tárolva megfelel az eddigi laboratóriumi kísérletek publikált eredményeinek, amelyek azt mutatják, hogy az eltarthatósági idő jelentősen megnövelhető a kis tárolási hőmérséklet megválasztásával (Polydera, AC & Stoforos, NG & Taoukis, PS 2005).


(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

33

a

b 11. ábra. A frissen préselt narancslé mezofil aerob csíraszámának változása (a), és penész szennyezettségének alakulása a tárolási idő alatt (b)

12. ábra. A frissen préselt narancslé élesztő szennyezettségének alakulása a tárolási idő alatt

ÖSSZEFOGLALÁS A nagy hidrosztatikus nyomás (HHP) a nagy vízaktivitású növényi alapanyagok tartósítására igen ígéretes, a hőkezeléses technológiák alternatívája. A HHP különböző nyomás és kezelési idővel történő alkalmazását vizsgáltuk szőlő-alma, valamint mangó-ananász-narancs frissen préselt levekre. A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy a kezelés sikeresen alkalmazható a frissen facsart levek tartósító kezelésére. Az


34


500 MPa nyomásérték és 120 s kezelési idő kombinálásával őrizte meg leginkább, mind az alma-szőlő-, mind a mangó-ananász-narancslé, a frissen préselt jellegét. Az első kísérlet eredményeiből kiindulva egy lehetséges ipari kezelési nyomás-idő kombinációt alkalmaztunk a frissen préselt narancslé kezelésére, amelyet az alma-szőlő és mangó-ananász-narancslevek tulajdonságaira gyakorolt hatásainak alapján választottunk meg. Az 500 MPa-on, 120 s-ig nyomáskezelt frissen préselt narancslé fizikai tulajdonságainak vizsgálatánál azt tapasztaltuk, hogy a kezelés után a szín stabilnak tekinthető. A pH-érték azonos marad a tárolási idő során. A mikrobiológiai stabilitás mellett az érzékszervi tulajdonságok, amelyek a frissen facsart narancslére végig jellemzőek maradtak, együttesen lehetővé teszik a termék legalább 112 napos eltarthatóságát 8°C tárolási hőmérsékleten. A nagy hidrosztatikus nyomású technológia létjogosultságát nem csak a kedvező termék paraméterek, de a hosszabb eltarthatósága is indokolja. A HHP kezelés emellett a konvencionális konzerválási eljárásokhoz viszonyítva lényegesen kisebb ökológiai lábnyommal rendelkezik, így egyszerre teljesíthetőek a fogyasztói és ökológiai elvárások. FELHASZNÁLT IRODALOM Bull, MK & Steele, RJ & Kelly, M & Olivier, SA & Chapman, B 2010, ’Packing under pressure: Effects of high pressure, high temperature processing on the barrier properties of commonly available packing materials’, Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 11, issue 4, pp. 533−537. Caner, C & Hernandez, RJ & Pascall, MA & Riemer, J 2003, ’The use of mechanical analyses, scanning electron microscopy and ultrasonic imaging to study the effects of high-pressure processing on multilayer films’, Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 83, issue 11, pp. 1095−1103. Caner, C & Hernandez, RJ & Pascall, MA 2010, ’Effect of high-pressure processing on the permeance of selected high-barrier laminated films’, Packaging Technology and Science, vol. 13, issue 5, pp. 183– 195. EC 2015, Food Waste, European Commission, megtekintve 2015. július 30, . EU 2011, Regulation (EU) No 1169/2011 of the European Parliament and of the Council of 25 October 2011 on the provision of food information to consumers, …, Strasbourg, megtekintve 2015, március 21, . Koncz, K-né & Pásztorné Huszár, K & Dalmadi, I 2007, ’Nagyhidrosztatikus nyomás nyomás élelmiszer-ipari alkalmazása’, in Balla Cs (szerk.) Élelmiszer-biztonság és -minőség II. Élelmiszertechnológiák, Mezőgazda Kiadó, Budapest, pp. 128−132. Matser, A & Mastwijk, H & Bánáti, D & Vervoort, L & Hendrickx, M 2012, ’How to compare novel and conventional processing methods in new product development: A case study on orange juice’, New Food magazine, issue 5, pp. 35−38.


(2015) 3. évfolyam, 1. szám ___________________________________________________________________________

35

Polydera, AC & Stoforos, NG & Taoukis, PS 2005, ’Quality degradation kinetics of pasteurised and high pressure processed fresh Navel orange juice: Nutritional parameters and shelf life’, Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 6, issue 1, pp. 1−9.


Frissen préselt narancslé eltarthatóságának növelése HHPtechnológia

Recommend Documents