Original title: Study of qualitative parameters of fruit juices and possibilities of their modification via technological modifications
Translated title: Study of qualitative parameters of fruit juices and possibilities of their modification via technological modifications
Authors: Fajtl, Zdeněk ; Omelka, Ladislav (referee) ; Polovka, Martin (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2015
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [eng] [cze]
Ovocné šťávy jsou celosvětově nejoblíbenějšími nealkoholickými nápoji. Kromě vitamínů a minerálů jsou také bohatým zdrojem polyfenolů, které jsou považovány za látky přispívající k celkové antioxidační aktivitě. Zvyšující se požadavky konzumentů na kvalitu a bezpečnost potravin nutí výrobce k zvyšování výrobních a kvalitativních standardů potravin. Nedávné inovace ve výrobě ovocných šťáv vedly k modifikacím výrobních podmínek, které zahrnují změny ve složení šťávy (např. přídavek ovocné dužiny nebo malých ovocných kousků), vylepšování vlastností obalových materiálů a modifikace produkční atmosféry. Cílem diplomové práce bylo pomocí metod EPR a UV-VIS spektroskopie posoudit vliv různých výrobních postupů na vybrané kvalitativní znaky (antioxidační aktivita, změna barvy a koncentrace vybraných fytochemikálií) pomerančových šťáv s dužinou a ananasových šťáv, a charakterizovat jejich změny v průběhu dlouhodobého skladování. Získané výsledky byly zpracovány metodami multivariační statistické analýzy s cílem posoudit vliv původu suroviny, roku produkce a použitých výrobních podmínek na sledované parametry a celkovou kvalitu ovocných džusů. Výsledky jasně prokázaly, že pasterizace ovlivňuje kvalitu výrobku; ačkoli byla použita „šetrná“ pasterizace, byl u těchto vzorků pozorován mírný pokles prakticky všech monitorovaných parametrů v porovnání s čerstvými – nepasterizovanými šťávami. Avšak pokud jde o po-pasterizační změny, byl prokázán významný vliv produkční atmosféry na monitorované kvalitativní parametry šťáv, prokazující, že náhrada kyslíku inertními plyny může výrazně prodloužit trvanlivost šťáv. Kinetické studie změn sledovaných parametrů na době skladování ukazují, že ve většině případů dochází k postupnému zhoršování všech monitorovaných parametrů, a to bez ohledu na technologii zpracování šťávy. Ve vzorcích vyrobených použitím modifikované atmosféry bylo, v závislosti na typu inertního plynu, pozorováno zpomalení poklesu jednotlivých kvalitativních parametrů šťáv jako výsledek aplikace inertní atmosféry. Tento trend byl zřejmý především pro delší skladovací období, zatímco na začátku skladování (6 - 7 týdnů po výrobě dané šťávy) byly pozorované trendy nejednoznačné. Lze proto předpokládat že tento „ochranný“ efekt inertní atmosféry je ovlivňován fyzikálně-chemickými vlastnostmi jednotlivých plynů, zejména jejich rozpustností v kapalném médiu. Výsledky také prokázaly že vlastnosti šťáv jsou ,bez ohledu na druh ovoce, výrazně ovlivňovány také sezónními vlivy a původem surové šťávy. Z výsledků statistické analýzy vyplývá, že rok výroby je silným diskriminačním faktorem. Na základě všech monitorovaných charakteristik, bylo dosaženo absolutní diskriminace vzorků pomocí kanonické diskriminační analýzy. Pokud jde o původ surovin, byla dosažena pouze částečná diferenciace, i když s poměrně vysokým klasifikačním skóre. Pokud jde o technologii výroby, byla dosažena pouze částečná diferenciace vzorků podle typu použitého inertního plynu. Získané poznatky pomohou výrobcům ovocných šťáv s optimalizací výrobních podmínek s cílem získat výrobek s maximem prospěšných vlastností, které by si udržel po celou dobu expirace, jejíž délka může být také optimalizovány na základě prezentovaných výsledků. Fruit juices belong to the most popular drinks worldwide. Besides vitamins and minerals they represent rich source of phenolic compounds recognized for their antioxidant activity. Increasing consumer’s demands towards high quality and safe food products push their producers to increase the production and qualitative standards of the products. Recent innovations in juices production resulted in modification of production conditions, comprising the modification of composition (e.g., addition of fruit pulp and/or small fruit pieces) innovations in packaging materials and the production atmosphere modification. In the diploma thesis, the effects of production conditions of fresh orange juices with pulp and pineapple juices and their modification, as well as the effect of conditions of their long-term storage on selected qualitative characteristics (antioxidant activity, color changes and concentration of selected phytochemicals) are assessed and evaluated dominantly by EPR and UV-VIS spectroscopy. Results obtained were processed by multivariate statistics in order to evaluate the effects of sample origin and season or production technology on the monitored characteristics and overall quality of fruit juices. Results obtained indicated that pasteurization influence the quality of the product, although the slight pasteurization was applied, as in comparison to the fresh – non-pasteurized samples, slight decrease of values of the monitored parameters was observed. However, as regards the post-pasteurization changes, significant influence of the production atmosphere on the monitored qualitative parameters of juices was noticed, proving that replacement of oxygen by inert gases prolongs significantly the juices shelf live. Kinetic study of the changes of the monitored parameters upon the storage period indicate that in majority of cases, gradual worsening of all the monitored parameters was observed, without respect on technology of juice processing. In the samples processed under the modified atmosphere, generally the retardation of the decrease as a result of inert atmosphere application in dependence on type of production gas was noticed. This trend was particularly obvious for longer storage periods, whereas in the beginning of storage (6 - 7 weeks after production), the observed trends were unambiguous. Thus, it can be supposed that this “protecting” effect of inert atmosphere is influenced by the physico-chemical properties of gases, mostly by their solubility in the liquid juice medium. It was also proved, that the properties of juices, are significantly affected by the effects of season and raw juice origin. As follows from the results of statistical analysis, the year of production is strong discriminant factor as on the basis of all the monitored characteristics, absolute discrimination of the samples by canonical discrimination analysis was achieved. As regards raw material origin, only partial differentiation, although with high classification score was obtained. As regards the effect of production technology, the partially successful differentiation of samples according to the inert gas applied was obtained. The obtained results will help the juice producer in optimization of the juice production conditions in order to obtain the product with maximum beneficial properties kept during the whole expiration period. Its length can also be optimized on the basis of the presented results.
Keywords: antioxidační aktivita; barevná změna; modifikovaná atmosféra; Ovocné šťávy; sezónní vlivy; stabilita; statistika; antioxidant activity; color changes; Fruit juices; modified atmosphere; seasoning effect; stability; statistics

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/38272

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-217155


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses