Application of high hydrostatic pressures (UHP) to stabilize strawberry juices and nectars

Celem pracy było określenie wpływu wysokiego ciśnienia hydrostatycznego (UHP) na zawartość antocyjanów i parametry barwy soków i nektarów truskawkowych. Materiałem badawczym były soki i nektary truskawkowe otrzymane poprzez odtworzenie z zagęszczonego soku truskawkowego. Ekstrakt (7 i 10 %) odpowiednio soku oraz nektaru, jak również kwasowość (5 g/l) i zawartość składnika owocowego (40 %) w nektarze ustalone zostały zgodnie z Kodeksem Praktyki AIJN. Otrzymane produkty utrwalono metodą tradycyjnej pasteryzacji w słoikach o poj. 180 ml (15 min, 85 ºC) oraz za pomocą wysokiego ciśnienia hydrostatycznego (300 i 500 MPa) w opakowaniach polietylenowych w ciągu 5, 10 oraz 15 min i w temperaturze 50 ºC. Wszystkie produkty przechowywano w temp. chłodniczej bez dostępu światła. Analizy soków i nektarów przeprowadzono przed utrwaleniem, bezpośrednio po utrwaleniu oraz po 30 i 60 dniach przechowywania. W sokach i nektarach oznaczono zawartość antocyjanów metodą Fuleki i Francisa oraz parametry barwy w systemie CIE L*a*b*. Zastosowanie wysokiego ciśnienia pozytywnie wpłynęło na zawartość antocyjanów w obu produktach bezpośrednio po procesie, ale straty tych składników w trakcie przechowywania były większe aniżeli w produktach poddanych tradycyjnej pasteryzacji. Utrwalanie metodą UHP pozwoliło na skuteczniejsze zachowanie pierwotnej barwy soków i nektarów bezpośrednio po procesie utrwalania oraz w trakcie przechowywania.The objective of this study was to determine the effect of high hydrostatic pressure (UHP) on the content of anthocyanins and colour characteristics of strawberry juices and nectars. The experimental material comprised strawberry juices and nectars produced by restoring the concentrated strawberry juice. Extracts (8 and 10 %) of the juice and nectar, respectively, as well as the acidity (5 g/l) and the content of fruit ingredient (40 %) in the nectar were determined in accordance with the ‘AIJN’ Code of Practice. The products made were stabilized in 180 ml jars (15 min., 85 ºC) using a traditional pasteurization method, and a high hydrostatic pressure (300 and 500 MPa) in polyethylene containers, during 5, 10, and 15 minutes, at a temperature of 50 ºC. All products were stored at a refrigeration temperature of 4ºC away from light. The juices and nectars were analyzed before the stabilization, immediately after the stabilization, and after their 30 and 60 day storage. In the juices and nectars, there were determined: the content of anthocyanins using a Fuleki and Francis method and the colour parameters in a CIE L*a*b* system. The high pressure applied had a positive effect on the content of anthocyanins in the two products immediately after the process accomplished, but the losses of those components during the storage were higher than in the traditionally pasteurized products. The UHP method used to stabilize the products permitted to more effectively stabilize the original colour of the juices and nectars immediately after the stabilization process and during the storage

Effect of supercritical carbon dioxide on selected quality parameters of preserved strawberry juice

Zastosowanie ditlenku węgla pod wysokim ciśnieniem (HPCD) jest nietermiczną metodą utrwalania żywności, umożliwiającą efektywną redukcję liczby drobnoustrojów i inaktywację enzymów tkankowych przy jednoczesnym zachowaniu właściwości odżywczych i jakości sensorycznej produktu. Celem pracy było określenie wpływu parametrów procesu na jakość soku truskawkowego utrwalonego metodą HPCD. Surowcem do badań były mrożone truskawki odmiany Senga Sengana. Bezpośrednio po tłoczeniu sok poddawano działaniu ditlenku węgla, wykorzystując urządzenie Spe-ed SFE 4 (Applied Separations, USA) przy różnych parametrach ciśnienia (10, 30, 60 MPa), temperatury (35, 45, 65 °C) oraz czasu (10, 20, 30 min). Próbę kontrolną stanowił sok nieutrwalany. Badania wykazały, że proces prowadzony przy ciśnieniu 60 MPa pozwalał na skuteczną redukcję drobnoustrojów, nawet o ponad 3 cykle logarytmiczne. Pełną inaktywację oksydazy polifenolowej można było uzyskać w każdym z testowanych ciśnień, zaś najwyższy jej stopień (95 %) osiągano w temp. 65 ºC, niezależnie od stosowanego czasu i ciśnienia. Antocyjany były dobrze zachowane, jedynie w temp. 65 °C obserwowano istotne zmniejszenie ich zawartości – o 10 %. Zmiany barwy soku wyrażone jako bezwzględna różnica barwy ΔE były niższe od 2, co oznacza, że były one niemal niezauważalne przez niedoświadczonego obserwatora. HPCD okazało się dobrą metodą utrwalania soku truskawkowego, zapewniającą jego wysoką jakość mikrobiologiczną i fizykochemiczną.The use of high pressure carbon dioxide (HPCD) is a novel, non-thermal method of food preservation; with that method, it is possible to effectively reduce a microbial count, to inactivate tissue enzymes and, at the same time, to preserve all the nutritional values and sensory quality of a product. The objective of the research study was to determine the effect of process parameters on the quality of strawberry juice preserved using the HPCD method. The raw material analyzed were frozen strawberries of ‘Senga Sengana’ cultivar. Immediately after pressing, the juice was treated with supercritical carbon dioxide using a Spe-ed SFE 4 apparatus (Applied Separations, USA) at varying pressure levels (10, 30, 60 MPa), at different temperatures (35, 45, 65 °C), and for varying time durations (10, 20, 30 min). The unpreserved juice was a control sample. The analyzes showed that the application of CO₂ at a pressure of 60 MPa made it possible to effectively reduce, even more than by the three logarithmic cycles, the total microbial count. The polyphenol oxidase could be fully inactivated at every level of the pressures tested, and the highest level of peroxidase inactivation (95 %) was achieved at a temperature of 65 °C irrespective of the pressure and time applied. Anthocyanins were well preserved; only at a temperature of 65 °C, a significant decrease of 10% was reported. The juice colour changes, expressed as ΔE coefficient, i.e. an absolute colour difference, were below 2, thus, they were almost unnoticeable by an inexperienced observer. HPCD turned out to be an effective method of preserving strawberry juice and its high microbial and physicochemical quality were ensured under this method

Application of high pressure pasteurization to inactivate spores of Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice

Acidotermofilne bakterie przetrwalnikujące Alicyclobacillus acidoterrestris (AAT) są przyczyną psucia soków owocowych i warzywnych. Proces pasteryzacji nie niszczy całkowicie przetrwalników tych bakterii, aktywując je jednocześnie do kiełkowania i dalszego wzrostu. Celem pracy była ocena przydatności pasteryzacji wysokociśnieniowej do inaktywacji przetrwalników AAT w soku jabłkowym. Scharakteryzowano wpływ ciśnienia hydrostatycznego 300 i 500 MPa stosowanego w temperaturze 50 °C, na przeżywalność przetrwalników ośmiu szczepów AAT w soku jabłkowym. Redukcja liczby przetrwalników po zastosowaniu ciśnienia 300 MPa przez 10 min wynosiła 1,27 - 3,46 log jtk/ml soku, w zależności od szczepu. Przedłużenie pasteryzacji do 30 min, zastosowane do dwóch najbardziej opornych szczepów, umożliwiło redukcję przetrwalników o 2,06 i 2,64 log jtk/ml. Dalsze zwiększenie ciśnienia do 500 MPa nie spowodowało istotnego zwiększenia skuteczności procesu pasteryzacji. Efektywniejsze okazało się zastosowanie ciśnieniowania pulsacyjnego. Stosowano sześć 5-minutowych cykli ciśnienia 100 MPa, 300 MPa i 500 MPa w temperaturze 50 ºC. Największą redukcję liczby przetrwalników dwóch szczepów AAT, wynoszącą 2,40 i 3,11 log jtk/ml, uzyskano przy zastosowaniu ciśnienia 300 MPa. Ciśnieniowanie pulsacyjne (100 MPa, 50°C) połączone z godzinną inkubacją w temperaturze 50 ºC i kolejnym etapem ciśnieniowania w 500 MPa spowodowało redukcję liczby przetrwalników o ponad 4 log jkt/ml. Przetrwalniki AAT wykazywały oporność na działanie wysokiego ciśnienia hydrostatycznego przy parametrach stosowanych w niniejszej pracy.Alicyclobacillus acidoterrestris (AAT), thermoacidophilic, and spore-forming bacteria cause fruits and vegetable juices to spoil. A pasteurization process does not completely destroy the spores of those bacteria, but it activates their germination and further growth. The objective of this study was to assess the usefulness of high pressure pasteurization applied to inactivate AAT spores in apple juice. There was described the effect of a 300 MPa and 500 MPa pressure at 50° C on the survival of spores of eight AAT strains in the apple juice. When a 300 MPa pressure was applied for 10 min, the number of living spores was reduced to 1.27 - 3.46 log cfu/ml of juice depending on the strain. When the pasteurization process was prolonged by 30 min. and applied to the two most resistant strains, it was possible to reduce the number of living spores to 2.06 and 2.64 log cfu/ml. The increasing of the pressure to 500 Mpa did not cause the pasteurization process to become significantly more efficient. It was confirmed that the application of a pulsed high pressure was the most effective. There were applied six five-minute pressure cycles of 100 MPa, 300 MPa, and 500 MPa, at 50° C. The highest reduction in the number of spores of the two AAT strains amounting to 2.40 and 3.11 log cfu/ml was achieved when a 300 MPa pressure was applied. The application of a pulsed high pressure (100 MPa at 50° C), followed by one hour incubation at 50° C, and the subsequent application of high pressure (500 MPa) resulted in the reduction in the number of the spores by more than 4 log cfu/ml. The AAT spores were resistant to the high hydrostatic pressure under the conditions as described in this study

Changes in the antioxidant capacity of edible mushrooms during lactic acid fermentation

Celem pracy było określenie zmian pojemności przeciwutleniającej oraz zawartości związków fenolowych w procesie kiszenia grzybów hodowlanych metodą fermentacji mlekowej, prowadzonej za pomocą kultury starterowej bakterii kwaszących (LAB). Materiał do badań stanowiły: pieczarka dwuzarodnikowa (Agaricus bisporus) i boczniak ostrygowaty (Pleurotus ostreatus). Blanszowane grzyby z dodatkiem soli, sacharozy i przypraw poddawano fermentacji, stosując kulturę starterową Lactobacillus plantarum KKP 384 w ilości 7 log jtk/g. W ciągu pierwszego tygodnia fermentacji prowadzonej w temperaturze pokojowej, w przypadku grzybów obu gatunków uzyskiwano produkt o pH poniżej 4,1 i liczebności LAB na poziomie 9 log jtk/g. Kiszone grzyby umieszczano w chłodni w temperaturze 4 - 6 °C i przechowywano przez 7 tygodni lub pasteryzowano. Zawartość fenoli ogółem, oznaczana metodą Folina-Ciocateu'a, wynosiła w pieczarkach 12,3 g/kg s.m., a w boczniakach 5, 8 g/kg s.m. (w przeliczeniu na kwas galusowy). Pojemność przeciwutleniająca, oznaczana z wykorzystaniem rodników ABTS*, wynosiła 60,5 i 35,9 μM Troloxu/g s.m., odpowiednio w pieczarkach i boczniakach. W wyniku blanszowania grzybów zawartość fenoli ogółem zmniejszyła się o 60 - 67 %, a pojemność przeciwutleniajaca o 54 – 79 %. W trakcie fermentacji następowało dalsze obniżenie wartości tych parametrów, natomiast po 3 tygodniach przechowywania chłodniczego obserwowano tendencję wzrostową. Pojemność przeciwutleniająca kiszonych grzybów na koniec okresu przechowywania chłodniczego wynosiła 22,1 i 2,8 μM Troloxu/g s.m., odpowiednio w pieczarkach i boczniakach. Liczebność LAB w produktach wynosiła ok. 8 log jtk/g. Pasteryzowanie kiszonych grzybów nie obniżało pojemności przeciwutleniajacej i zawartości fenoli w produktach. Pojemność przeciwutleniająca była silnie skorelowana z zawartością związków fenolowych ogółem (R = 0,97, p ≥ 0,01).The objective of the study was to determine changes in the antioxidant capacity and polyphenol content occurring during the processing of cultivated mushrooms by lactic acid fermentation carried out using a starter culture of lactic acid bacteria (LAB). The investigation material consisted of mushrooms: Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus. The mushrooms blanched with the addition of salt, sucrose and spices were fermented using Lactobacillus plantarum KKP 384 as a starter culture applied in the dose of 7 log cfu/g. As for the two mushroom species investigated, a product was obtained during the first week of fermentation at a room temperature, which had a pH value below 4.1, and a LAB count at a level of 9 cfu/g. The fermented mushrooms were placed in a cold room at 4 - 6 °C, there, they were stored for 7 weeks or they were pasteurized. The total polyphenol content, determined using a Folin-Ciocateu method, was 12.3 g/kg d.m. as for Agaricus bisporus, and 5.8 g/kg d.m. as for Pleurotus ostreatus (expressed as gallic acid). The antioxidant capacity values determined using ABTS* radicals were: 60.5 and 35.9 μM of Trolox/g d.m. as for Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus, respectively. The process of blanching the mushrooms caused the total polyhenols to decrease by 60 - 67 %, and the antioxidant capacity to decrease by 54 - 79 % . Those parameters continued to decrease during the ongoing fermentation process, however, after three weeks of cold storage, an increasing tendency was found. The antioxidant capacity values of fermented mushrooms at the end of cold storage were 22.1 and 2.8 μM of Trolox/g d.m. as for Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus, respectively. The LAB count in the products was ca. 8 log cfu/g. The pasteurization process of the fermented mushrooms did not decrease the antioxidant capacity level nor the polyphenol content in the samples. The antioxidant capacity was strongly correlated with the total polyphenol content (R = 0.97, p ≥ 0.01)

High pressure processing of spices in atmosphere of helium for decrease of microbiological contamination

Celem pracy było zbadanie możliwości zastosowania technologii wysokociśnieniowej (HPP) oraz podwyższonej temperatury w atmosferze gazu szlachetnego - helu - do redukcji zanieczyszczenia mikrobiologicznego w przyprawach ziołowych: owocach kolendry i nasionach kminku. Badane produkty poddawano działaniu ciśnienia 800 MPa i 1 000 MPa przez 30 minut w zakresie temperatur od 60 do 121°C. Stwierdzono redukcję mikroflory tlenowej o 2 cykle logarytmiczne, przy całkowitej inaktywacji bakterii z grupy coli oraz drożdży i pleśni. Zaobserwowano, że skuteczność procesu w atmosferze helu zależy od wilgotności środowiska i zabieg pozwala na redukcję zanieczyszczenia mikrobiologicznego przynajmniej przy 20% zawartości wody. Zastosowanie procesu HPP w atmosferze helu może być wykorzystanie do poprawy jakości mikrobiologicznej przypraw ziołowych.The aim of the study was to investigate the microbiological decontamination of coriander and caraway when HPP technology was applied in elevated temperature in helium atmosphere. The HPP and heat treatment was conducted for 30 minutes at 800 and 1 000 MPa and temperature range was 60 - 121°C. Contamination with aerobic mesophilic bacteria was decreased by about 2 logarithmic cycles. Total elimination of coliform and yeast and moulds was observed. The efficacy of HPP treatment under helium atmosphere depended on the content of the water in tested samples. It can be concluded that high pressure treatment under atmosphere of helium, combination of proper high pressure and time improved the microbiological quality of spices

Microbiological, physico-chemical, nutritional and sensory characterization of traditional Matsoni: selection and use of autochthonous multiple strain cultures to extend its shelf-life.

Matsoni, a traditional Georgian fermented milk, has variable quality and stability besides a short shelf-life (72–120 h at 6 °C) due to inadequate production and storage conditions. To individuate its typical traits as well as select and exploit autochthonous starter cultures to standardize its overall quality without altering its typicality, we carried out a thorough physico-chemical, sensorial and microbial characterization of traditional Matsoni. A polyphasic approach, including a culture-independent (PCR-DGGE) and two PCR culture-dependent methods, was employed to study the ecology of Matsoni. Overall, the microbial ecosystem of Matsoni resulted largely dominated by Streptococcus (S.) thermophilus and Lactobacillus (Lb.) delbrueckii subsp. bulgaricus. High loads of other lactic acid bacteria species, including Lb. helveticus, Lb. paracasei and Leuconostoc (Leuc.) lactis were found to occur as well. A selected autochthonous multiple strain culture (AMSC) composed of one Lb. bulgaricus, one Lb. paracasei and one S. thermophilus strain, applied for the pilot-scale production of traditional Matsoni, resulted the best in terms of enhanced shelf-life (one month), sensorial and nutritional quality without altering its overall typical quality. This AMSC is at disposal of SMEs who need to exploit and standardize the overall quality of this traditional fermented milk, preserving its typicality