Priprava vina na niskoj temperaturi s pomoću kvasca imobiliziranog na pivskom tropu bez lignina

Preservation, risk of contamination, transportation and storage costs (e.g. refrigeration) are the main problems associated with wet, active starter cultures such as yeast. To deal with these aspects, drying of commercial cultures is required. A thermally dried biocatalyst has been prepared by immobilization of the psychrotolerant yeast strain Saccharomyces cerevisiae AXAZ-1 on delignified brewer’s spent grains, followed by simple thermal drying or by air stream at 30 and 35 °C. Repeated batch fermentations of grape must (11.5 °Be, corresponding to 196 g/L of fermentable sugar) using the dried biocatalysts were performed at successively reduced temperatures (15, 10 and 5 °C). The fermented samples were analyzed for residual sugar, alcohol and free cell concentrations. The alcohol yield, alcohol productivity and sugar conversion were calculated in order to estimate the optimum conditions of drying. The volatile constituents in the produced wines were analysed by GC analysis. The results showed that drying of immobilized cells by the proposed techniques did not affect their viability and fermentative activity. High alcohol productivity, increased esters and lower concentrations of higher alcohols obtained by low-temperature fermentation using the dried biocatalysts indicate a potential improvement of product quality.Konzerviranje, rizik od onečišćenja, te cijena transporta i skladištenja (npr. hlađenja) najčešći su problemi pri korištenju vlažnih, aktivnih starter-kultura, tj. kvasaca. Stoga komercijalne kulture kvasaca treba osušiti. Sušeni je biokatalizator pripremljen imobilizacijom psihrotolerantnoga soja kvasca Saccharomyces cerevisiae AXAZ-1 na pivskom tropu, iz kojeg je prethodno uklonjen lignin, a zatim sušenjem toplinom ili strujom zraka pri 30 i 35 °C. Pomoću tako pripremljenog kvasca uspješno je provedeno nekoliko uzastopnih šaržnih postupaka vrenja mošta (11,5 °Be, proporcionalno 196 g/L fermentabilnog šećera) pri nižim temperaturama (15, 10 i 5 °C). Ispitana je koncentracija preostalog šećera, dobivenog alkohola i slobodnih stanica u fermentiranim uzorcima. Da bi se procijenili optimalni uvjeti sušenja, izračunati su ovi parametri: udio i produktivnost alkohola te konverzija šećera. Volatilni su sastojci vina analizirani plinskom kromatografijom. Rezultati pokazuju da sušenje imobiliziranih stanica kvasca predloženim metodama ne utječe na njegovu vitalnost i fermentacijsku aktivnost. Kakvoća se proizvoda može poboljšati korištenjem sušenih stanica kvasca pri nižim temperaturama, što je uočeno iz većeg udjela alkohola, veće koncentracije estera i manje koncentracije viših alkohola u vinu

In vitro study on the cell adhesion ability of immobilized lactobacilli on natural supports

The aim of the present study was to investigate the effect of probiotic immobilization onto wheat grains, both wet and freeze dried, on the adhesion properties of the probiotic cells and make comparisons with wet and freeze dried free cells. Lactobacillus casei ATCC 393 and Lactobacillus plantarum NCIMB 8826 were used as model probiotic strains. The results showed satisfactory adhesion ability of free cells to a monolayer of Caco-2 cells (> 1000 CFU/100 Caco-2 cells for wet cells). Cell immobilization resulted in a significant decrease in adhesion, for both wet and freeze dried formulations, most likely because immobilized cells did not have direct access to the Caco-2 cells, but it still remained in adequate levels (> 100 CFU/100 Caco-2 cells for wet cells). No clear correlation could be observed between cell adhesion and the hydrophobicity of the bacterial cells, measured by the hexadecane adhesion assay. Most notably, immobilization enhanced the monolayer integrity of Caco-2 cells, demonstrated by a more than 2-fold increase in transepithelial electrical resistance (TEER) compared to free cells. SEM micrographs ascertained the adhesion of both immobilized and free cells to the brush border microvilli. Finally, the impact of the food matrix on the adhesion properties of probiotic bacteria and on the design of novel functional products is discussed

Influence of Incorporated Arthrospira (Spirulina) platensis on the Growth of Microflora and Physicochemical Properties of Feta-Type Cheese as Functional Food

The prevalence of functional foods has increased within the industrial production era. In this context, microalgae (including cyanobacteria) have become an innovative and promising resource of nutritional supplements as they are commercially cultivated to produce valuable compounds, including protein, pigments, lipids, essential amino acids, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids, carotenoids, steroids, and vitamins, among others. Specifically, Arthrospira (Spirulina) platensis, which has been recognized as safe (GRAS) for human consumption, provides important properties, such as anticancer and antihypertensive activity, immune system enhancement, high content of antioxidants, vitamins and trace elements, and it belongs to the category of superfoods. Concerning the above, the main target of the current study was to produce a novel functional feta-type cheese with incorporated Spirulina and study its effect on microflora and physicochemical properties of produced cheeses. Feta cheese was prepared with pasteurized sheep milk. The effects of supplemented Spirulina (0.25%) were studied during manufacture and storage (4 °C) of feta-type cheese for 60 days and compared with commercial feta cheese. Growth and viability of Lactobacilli and Lactococci were reported more often in cheese samples containing Spirulina and, as a result, the starter culture (lactic acid bacterial culture) used in feta cheese production is not disturbed, and can be even enhanced, by the presence of microalgae. Specifically, Spirulina showed a positive effect on the growth of Lactobacilli, while Lactococci viability was detected enhanced in cheese sample with incorporated Spirulina. In addition, no pathogenic microorganisms were detected after the 30th day of production. Finally, incorporation of Spirulina significantly affected the color and mouthfeel of produced cheeses, while higher moisture content was detected as the content of Spirulina increased. To conclude, Spirulina has great industrialization potential as an additive in dairy products, and especially ones produced by Lactobacilli as starter cultures, while enhancing products nutritional value in parallel

Fermented Foods: New Concepts and Technologies for the Development of New Products, Quality Control

Fermentation has been of great interest for humans since antiquity and has been extensively used in all cultures worldwide [...

Probiotic dairy products with freeze dried and non immobilized lactobacillus casei cells

The numerous health benefits and the increasing consumer’ s awareness on theprobiotic microorganisms attracted the interest of food industries. The inclusion ofprobiotics in our diet established a global market and lead to development and marketingof bulk volume of probiotic products.Generally, probiotics are “live microbial feed supplement which beneficially affectsthe host animal by improving its intestinal microbial balance”. Nevertheless, in order to beeffective there must be at least 106 viable cells per gram of the product.Increased viability and stability of probiotic microorganisms during processing andstorage have been reported when there are found in immobilized state.Freeze drying is a preservation method for microorganisms that finds application insensitive and high cost raw materials since it retains the morphological, structural,biochemical and genetic characteristics of cells, retain a large portion of microorganism’sviability and functional properties of proteins, peptides and pharmaceutical activesubstances. Freeze drying assist in cells preservation for long storage periods, reducestransportation cost while provides food industry with ready to use cultures. However, thecooling rate of cells during freeze drying and the presence of cryoprotective mediums arecrucial factors for the viability and stability of the microorganisms.The aim of the current thesis is the production of ready to use biocatalysts of theprobiotic microorganism L. casei ATCC 393 in free or/and immobilized state in naturalsupports such as apple pieces, raisins and wheat grains. Another aspect of the thesis is thecomparison of immobilized biocatalysts, freeze dried or not, with free L. casei cells andthe study of their suitability in production of several fermented milk products (yogurt,cheese).The immobilized biocatalysts in wheat grains, raisins and apple pieces were freezedried with or without the addition of cryoprotective medium and the effect ofcryoprotectans in fermentation kinetics of lactose and milk at 45oC was evaluated.Furthermore, the viability of the cells in the biocatalysts before and after preservation andstorage were studied.The results were promising for industrial application since the supports used areabundant, cheap and suitable for foods, while the potential probiotic characteristics mayimprove the viability of the probiotic cells in gastrointestinal tract. Generally, the bestviability results were obtained when raisins were used, however without significantdifferences from wheat grains both before and after freeze drying and storage. The systemdisplayed operational stability during successive batch fermentations and in combinationwith the satisfactory storage stability may lead in the production of ready to use cultures.Storage of the freeze dried immobilized biocatalysts for 12 months at -18oC sustained theviability and fermentative activity of L. casei cells.Since dairy fermentation products are important in human nutrition worldwide andhave been officially recognized by nutritionists as beneficial for human health, theproduced biocatalysts were used for the production of several representative dairyproducts. Therefore, yogurts, white cheese type “feta” and “teleme”, hard cheeses type“kefalotyri” and whey cheese type “myzithra”, were produced in order to study the effectof the biocatalyst in their physicochemical, microbiological and organolepticcharacteristics. Also, the viability of L. casei cells in the products during storage and or/ripening was studied.In general, the produced yogurts with immobilized biocatalysts were characterizedby their fine physicochemical, microbiological and organoleptic characteristics. Theyogurts with immobilized L. casei cells in wheat and raisins provided high population ofL. casei and therefore a probiotic character.During production of cheese type “feta” with the addition of immobilized L. caseicells in apples, the apple pieces were proved to be an effective substrate for the survival ofL. casei during cheese ripening. No spoilages of any kind were observed in salted cheesesproduced with immobilized and free L. casei cells after 7 months of ripening anddisplayed a characteristic flavor and organoleptically were accepted when compared withtraditional “feta” cheese.In addition, the production of cheeses type “teleme”, “kefalotyri” and “myzithra”with the addition of immobilized L. casei cells in wheat grains, raisins and apple pieces,exhibited the potency of these substrates in survival of L. casei cells during ripening andstorage. No spoilages were observed in the produced cheeses and the products wereorganolepticaly acceptable. However, even though immobilization of L. casei cellspositively affect cell viability, the addition of starter culture during cheese production isrecommended since it accelerates lipolysis and proteolysis and therefore improves theorganoleptic characteristics of cheeses.Not only wheat grains, raisins and apple pieces are promising supports forimmobilization of probiotic cultures but they are also promising for the production offood besides dairy products such as cereals, bread and meat products.Τα πολυάριθμα οφέλη για την υγεία και η αυξανόμενη συνειδητοποίηση τωνκαταναλωτών για τα προβιοτικά έχουν κινήσει την προσοχή της βιομηχανίας τροφίμωνως προς την κατεύθυνση αυτή. Η προσθήκη προβιοτικών μικροοργανισμών στη διατροφήέχει πλέον καθιερωθεί στην παγκόσμια αγορά τροφίμων και οδηγεί στην ανάπτυξη καιεμπορευματοποίηση μεγάλου αριθμού προβιοτικών προϊόντων.Γενικά, ως προβιοτικά ορίζονται τα «ζωντανά μικροβιακά συμπληρώματα τροφώνπου έχουν ευεργετικές επιπτώσεις στον άνθρωπο όταν τα προσλαμβάνει για βελτίωση τηςεντερικής μικροβιακής ισορροπίας» Εντούτοις, προκειμένου να επιδράσουν θετικά οιπροβιοτικοί μικροοργανισμοί είναι ουσιαστικό να υπάρχουν τουλάχιστον 106 ζωντανάκύτταρα ανά γραμμάριο προϊόντος.Αυξημένο ποσοστό προβιοτικών μικροοργανισμών κατά την επεξεργασία καιαποθήκευσή τους έχει αναφερθεί όταν αυτά βρίσκονται σε ακινητοποιημένη κατάστασηΗ λυοφιλίωση είναι μια μέθοδος συντήρησης μικροοργανισμών που βρίσκειεφαρμογές σε ευαίσθητες και υψηλού κόστους ύλες καθώς διατηρεί τα μορφολογικά,δομικά, βιοχημικά και γενετικά χαρακτηριστικά των κυττάρων, διατηρεί μεγάλο μέροςτης βιωσιμότητας των μικροοργανισμών και των λειτουργικών ιδιοτήτων των πρωτεϊνών,των πεπτιδίων και των φαρμακευτικά ενεργών ουσιών. Η λυοφιλίωση των κυττάρωνβοηθάει στη συντήρησή τους για μεγάλες περιόδους αποθήκευσης, μειώνει το κόστοςμεταφοράς τους, ενώ παράλληλα παρέχει στη βιομηχανία τροφίμων έτοιμες προς χρήσηκαλλιέργειες. Ωστόσο, η ταχύτητα ψύξης των κυττάρων κατά τη διεργασία τηςλυοφιλίωσης και η παρουσία κρυοπροστατευτικών μέσων είναι δύο κρίσιμοι παράγοντεςτης διεργασίας.Οι στόχοι αυτής της διατριβής είναι η παραγωγή έτοιμων προς χρήση βιοκαταλύτητου προβιοτικού μικροοργανισμού L. casei σε ελεύθερη ή/ και ακινητοποιημένη μορφήσε φυσικά υποστρώματα, όπως κομμάτια μήλου, σταφίδες και κόκκους σιταριού. Επίσης,η σύγκριση των ακινητοποιημένων βιοκαταλυτών, λυοφιλιωμένων ή μη, μεταξύ τους καιμε τα ελεύθερα κύτταρα L. casei, καθώς και η μελέτη της καταλληλότητας αυτών για τηνπαραγωγή διαφόρων ζυμωμένων γαλακτοκομικών προϊόντων (γιαούρτι, τυριά).Οι βιοκαταλύτες που παρασκευάστηκαν με ακινητοποίηση σε κόκκους σιταριού,σταφίδες και κομμάτια μήλου λυοφιλιώθηκαν με ή χωρίς την χρήση κρυοπροστατευτικώνουσιών και αξιολογήθηκε η επίδραση των κρυοπροστατευτικών στην κινητική τωνζυμώσεων λακτόζης και γάλακτος στους 45οC. Επίσης, οι βιοκαταλύτες μελετήθηκαν όσοαφορά την επιβίωση των κυττάρων πριν και μετά τη συντήρηση και αποθήκευσή τους.Από τεχνολογική άποψη, τα αποτελέσματα είναι εξαιρετικά ελπιδοφόρα για πιθανήβιομηχανική εφαρμογή των παραγόμενων βιοκαταλυτών καθώς τα υποστρώματα πουχρησιμοποιήθηκαν παράγονται σε αφθονία, είναι φθηνά και κατάλληλα για τρόφιμα, ενώτα πιθανά πριβιοτικά χαρακτηριστικά τους μπορεί να βελτιώσουν τη βιωσιμότητα καιζωτικότητα των προβιοτικών κυττάρων στο γαστρεντερικό σύστημα. Γενικά εκ τωντριών υποστρωμάτων, την καλύτερη βιωσιμότητα των κυττάρων L. casei παρουσίασε ησταφίδα, χωρίς όμως σημαντικές διαφορές συγκρινόμενη με τους κόκκους σιταριού, τόσοπριν και μετά την λυοφιλίωση όσο και μετά από την αποθήκευση.Το σύστημα παρουσίασε λειτουργική σταθερότητα κατά τη διάρκεια διαδοχικώνεπαναλαμβανόμενων παρτίδων ζύμωσης, και ακολούθησε ικανοποιητική αποθήκευσητων λυοφιλιωμένων ακινητοποιημένων κυττάρων, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στηνπαραγωγή έτοιμων προς χρήση καλλιεργειών. Η αποθήκευση των λυοφιλιωμένωνβιοκαταλυτών για 12 μήνες στους -18οC συνέβαλλε στη διατήρηση της βιωσιμότητας τωνκυττάρων L. casei καθώς και της ζυμωτικής ικανότητας των βιοκαταλυτών.Καθώς τα ζυμωμένα προϊόντα γάλακτος παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατροφή τωνανθρώπων ανά τον κόσμο και έχουν αναγνωριστεί από τους διαιτολόγους ότι είναιωφέλιμα για την ανθρώπινη υγεία, οι παραχθέντες βιοκαταλύτες χρησιμοποιήθηκαν γιατην παραγωγή ορισμένων αντιπροσωπευτικών γαλακτοκομικών προϊόντων. Έτσιπαρασκευάστηκαν γιαούρτια, τυρί τύπου «φέτας», τύπου «τελεμέ», τύπου «κεφαλοτύρι»και τύπου «μυζήθρας» προκειμένου να μελετηθεί η επίδραση των βιοκαταλυτών σταφυσικοχημικά, μικροβιολογικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των προϊόντωναυτών. Επίσης, μελετήθηκε η βιωσιμότητα των κυττάρων L. casei στα προϊόντα αυτάκατά την συντήρηση ή/ και την ωρίμανση τους.Γενικά τα γιαούρτια που παρασκευάστηκαν με τους ακινητοποιημένουςβιοκαταλύτες χαρακτηρίστηκαν από καλά φυσικοχημικά, μικροβιολογικά καιοργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Τα γιαούρτια με ακινητοποιημένα κύτταρα L. casei σεσιτάρι και σταφίδες είχαν υψηλό πληθυσμό L. casei, γεγονός που προσδίδει προβιοτικόχαρακτήρα σε αυτά.Η προσθήκη ακινητοποιημένων κυττάρων L. casei σε μήλα κατά την παραγωγήτυριού τύπου «Φέτας» έδειξε ότι τα κομμάτια μήλου αποτελούν ένα πολύαποτελεσματικό υπόστρωμα για την επιβίωση των κυττάρων L. casei κατά την ωρίμανσητων τυριών αυτών. Επιπλέον, δεν παρατηρήθηκε αλλοίωση στα αλατισμένα τυριά τουτύπου αυτού που παρασκευάστηκαν με ακινητοποιημένα και ελεύθερα κύτταρα L. caseiμετά από ωρίμανση 7 μηνών και ήταν οργανοληπτικά αποδεκτά όταν συγκρίθηκαν με τοεξαιρετικά δημοφιλές τυρί φέτα.Επίσης, η παραγωγή τυριών τύπου «τελεμέ», «κεφαλοτύρι» και «μυζήθρας» μεπροσθήκη ακινητοποιημένων βιοκαταλυτών L. casei σε κόκκους σιταριού, σε σταφίδεςκαι κομμάτια μήλου έδειξε την αποτελεσματικότητα των υποστρωμάτων αυτών στηνεπιβίωση των κυττάρων L. casei κατά την ωρίμανση και συντήρησή τους. Γενικά, δενπαρατηρήθηκαν αλλοιώσεις στα τυριά που παρασκευάστηκαν με τους ακινητοποιημένουςβιοκαταλύτες και οργανοληπτικά ήταν αποδεκτά από τους κριτές. Ωστόσο, αν και ηακινητοποίηση των κυττάρων L. casei φαίνεται ότι δρα θετικά στη διατήρηση τηςζωτικότητας των κυττάρων συστήνεται η προσθήκη αρχικών καλλιεργειών κατά τηνπαραγωγή των τυριών για επιτάχυνση της λιπόλυσης και της πρωτεόλυσης και κατ’επέκταση της βελτίωσης των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών των τυριών.Οι κόκκοι σιταριού, οι σταφίδες και τα κομμάτια μήλου είναι υποσχόμεναυποστρώματα ακινητοποίησης προβιοτικών και φαίνεται εφικτή η χρήση τους στηνπαραγωγή διάφορων τροφίμων πέραν των γαλακτοκομικών, όπως δημητριακών, ψωμιούκαι προϊόντων κρέατος

Recycling of polymeric materials used for food packaging: Current status and perspectives

Packaging materials are currently considered an important source of environmental waste because of their great volume. Although for materials like glass, aluminum, and paperboard recycling has been rather extensively practiced, it proved to be a much more arduous task for polymeric materials because of their great variety and the coexistence/mixing of various polymers either as blends or as copolymers. Therefore, constructive approach to recycling would consist of reviewing its current status worldwide to make a comprehensive presentation of the current trends and the state of art techniques for plastic disposal, sorting, and recycling. Although mechanical, feedstock, and chemical recycling of polymers are thoroughly analyzed within the frame of this review, other alternatives such as landfill, incineration, pyrolysis, reuse and recovery, and composting are also presented and commented