Etap 1

Soki

W ramach zadania dostarczone przez sadownika jabłka 6 odmian zostały poddane procesowi tłoczenia z zastosowaniem prasy hydraulicznej. Otrzymane w procesie tłoczenia soki zanalizowano w zakresie, zawartości polifenoli i aktywności polifenolooksydazy, przeprowadzona została również instrumentalna ocena barwy soków z uwzględnieniem dynamiki zmiany barwy po procesie tłoczenia.

W efekcie wytypowane zostały 3 odmiany jabłek o najwyższej przydatności do produkcji soków (Champion, Gala Alva). Przy czym najwyższą zawartość polifenoli ogółem (810mg/l), najwyższą aktywność antyoksydacyjną (61,4% wymiatania wolnych rodników) wykazywały soki z jabłek odmiany Champion. Soki z tej odmiany jabłek najwolniej zmieniały barwę DE po trzech godzinach wynosiła w tym przypadku 3,27, podczas gdy dla innych odmian mieściła się w zakresie 26,5-46,6. Aktywność polifenolooksydazy wynosiła w tym przypadku17,3U podczas gdy w przypadku dwóch pozostałych wytypowanych do badań odmian jabłek równała się odpowiednio 9,5 i 98,7U.

Następnie przeprowadzono próby pasteryzacji soków uzyskanych z 3 wybranych odmian jabłek jak również soków z dodatkiem miodu i inuliny (zmienny czas i temperatura – 4 warianty). Po procesie obróbki termicznej przeprowadzona została analiza czystości mikrobiologicznej oraz ocena zawartości polifenoli i aktywności antyoksydacyjnej. Na tej podstawie wybrano jeden wariant obróbki termicznej (pasteryzacja w temperaturze 100^oC przez 1 min) zapewniającej czystość mikrobiologiczną przy jednoczesnym jak najmniejszym ubytku związków biologicznie czynnych

 

Kubeczki biodegradowalne

Badania wykonane dotychczas pozwoliły na wskazanie najlepszych odmian jabłek oraz metod przetwarzania wytłoków do wytwarzania jadalnych kubeczków.

Każdy rodzaj wytłoków rozdrobniono dwiema metodami: w przepływie i stacjonarnie. Umożliwienie homogenizacji wymagało w obu przypadkach dodania wody do wytłoków. Zanalizowano zawartości oraz aktywności wody w wytłokach. W wytłokach zbadano zawartość białka, polifenoli, błonnika, magnezu, fosforu, potasu i wapnia, na podstawie których obliczono wskaźnik równowagi kwasowo-zasadowej,  oraz aktywność antyoksydacyjną. Przeprowadzone analizy pozwoliły wybrać wytłoki jabłek o najlepszych właściwościach odżywczych, którymi były wytłoki z odmiany Champion. Jako bardziej korzystną metodę rozdrabniania wybrano metodę stacjonarną w szarżach, z powodu możliwości uzyskania bardziej jednolitego rozdrobnienia oraz zachowania bardziej korzystnych właściwości odżywczych.

Wybrane wytłoki w 3 odmianach łączono z trzema różnymi rodzajami mączek z warzyw dyniowatych w różnym stosunku do masy wytłoków. Z masy formowano wstępnie kubeczki i wypiekano w waflownicy. W wypieczonych prototypach wykonano analizę tekstury, barwy oraz ocenę organoleptyczną. Badania wskazały, że najlepsze cechy organoleptyczne, najbardziej gładką powierzchnię, najkorzystniejszą żujność i twardość posiadały prototypy kubeczków z dodatkiem mączek warzywnych ponad 50% w stosunku do masy wytłoków. Konieczny będzie w dalszych etapach badań dodatek substancji hydrofobowych i wzmacniających mechanicznie.

Etap 2

Soki

W ramach zadania dostarczone przez sadownika 3 odmiany jabłka pochodzące z drzew o zróżnicowanym sposobie nawożenia azotowego zostały poddane procesowi tłoczenia z zastosowaniem prasy hydraulicznej. Otrzymane w procesie tłoczenia soki zanalizowano w zakresie, zawartości polifenoli i aktywności antyoksydacyjnej w celu określenia wpływu sposobu nawożenia na zawartość związków bioaktywnych w sokach. Stwierdzono, że niezależnie od odmiany jabłek największą aktywność biologiczna, powiązaną z zawartością polifenoli  wykazują soki uzyskane z owoców pozyskanych z drzew nawożonych najniższą dawką azotu.

Szczepy

W kolejnym zadaniu dokonano izolacji 30 szczepów bakterii fermentacji mlekowej (LAB) z owoców, pyłków kwiatowych oraz miodów. Wśród wyizolowanych szczepów dominowały gatunki Lactiplantibacillusplantarum,  Lactiplantibacilluspentosus, LevilactobacillusbrevisorazLimosilactobacillusfermentum. W oparciu o szybkość wzrostu, wzrost w pH 3,0, odporność na pasażowanie, zdolność zakwaszania środowiska oraz brak zdolności tworzenia egzopolisacharydów do dalszych badań wybrano pięć szczepów. Dla wybranych szczepów określono przeżywalność w warunkach przewodu pokarmowego człowieka jak również zdolność adhezji do nabłonka jelita i aktywność antagonistyczną w stosunku do Listeriamonocytogenes, Salmonella Enteritidis i Salmonella Typhimurium. Badania te pozwoliły na wybór trzech szczepów LAB o wysokiej przydatności technologicznej i jednocześnie potencjale probiotycznym. Należały one do gatunków L. plantarum i L. brevis.

Kubeczki

Trzy odmiany jabłek nawożone i nienawożone krzemem posłużyły do przygotowania wytłoków jabłkowych. Wysuszone wytłoki jabłkowe wzbogacone w pulpę warzywną i dodatki mączno-otrębowe (54 warianty) a następnie formowano z nich kubeczki. Kubeczki analizowano w zakresie cech sensorycznych obejmujących barwę, kruchość i żujność oraz zbadano nasiąkliwość i wytrzymałość na zgniatanie metodą instrumentalną. Na podstawie badań przeprowadzonych w zadaniu 2 wybrano trzy receptury:

1. wytłoki, mączka warzywna, mąka zbożowa 1 (1:1)
2. wytłoki, mączka warzywna, otręby zbożowe (7:1)
3. wytłoki, mączka warzywna, mąka zbożowa 1 (1:3)

We wszystkich przypadkach korzystniejsze właściwości wykazywały kubeczki uzyskane z wytłoków z jabłek bez nawożenia krzemem. 

Zakup urządzeń do przetwarzania jabłek:

W ramach realizowanego projektu zostały zakupione urządzenia, które pozwolą na efektywniejsze i bardziej ekologiczne przetwarzanie owoców. Zakupione urządzenia, w tym myjnia z młynkiem do jabłek, prasa taśmowa, wywrotnica skrzyniopalet, myjka ciśnieniowa oraz pasteryzator rurowy, umożliwią optymalizację procesu produkcji oraz podniesienie jakości finalnych produktów. Dążymy do zwiększenia wydajności, minimalizacji strat surowca oraz zachowania najwyższych standardów higieny i bezpieczeństwa.

Modernizacja hali produkcyjnej:

Modernizacja hali rozpoczęła się 26 lutego 2024 roku i zakończyła protokołem odbioru 30 lipca 2024 roku. Projekt zakładał pełne przekształcenie funkcjonalne przestrzeni, aby dostosować ją do wymagań projektowych. Zakres prac objął:

– skucie istniejącej nawierzchni i wykonanie nowej posadzki,

– wykonanie warstw izolacyjnych: przeciwwilgociowej, cieplnej i akustycznej,

– położenie płytek kamieni sztucznych odpornych na działanie środków czyszczących,

– montaż nowych drzwi i bramy segmentowej,

– wymianę oświetlenia na panele LED zapewniające równomierne doświetlenie robocze,

– prace wodno-kanalizacyjne

Wszystkie prace przeprowadzono zgodnie z uwzględnieniem przyszłych potrzeb związanych z liniami rozlewu i produkcji opakowań. Inwestycja znacząco poprawiła funkcjonalność i bezpieczeństwo zakładu.

Etap 3

POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Etap 3

SOKI

Pasteryzowane wybraną metodą soki z wybranych 3 odmian jabłek o najkorzystniejszym sposobie nawożenia, jak również każdy z nich z dodatkiem 5% miodu lub 5% inuliny (poddane były ukierunkowanej fermentacji z wykorzystaniem 3 potencjalnie probiotycznych szczepów LAB  z gatunku Lactiplantibacillus plantarum. Przeprowadzono następujące badania: ocena organoleptyczna, instrumentalna ocena barwy soku fermentowanego, profil związków lotnych metodą GC, profil produktów fermentacji metodą HPLC, ilościowa i jakościowa analiza związków polifenolowych, aktywność antyoksydacyjna, namnożenie LAB (min. 10⁸ jtk/ml). W celu określenia potencjalnej aktywności przeciwcukrzycowej otrzymanych soków poddano je badaniu wpływu na aktywność dipeptydylopeptydazy-IV. Najbardziej atrakcyjne sensorycznie dla konsumentów są soki z jabłek odmiany Champion, zwłaszcza te wzbogacone o inulinę i poddane fermentacji z udziałem szczepu 3. Największe zmiany barwy podczas fermentacji dotyczyły soków z dodatkiem miodu fermentowanych z udziałem szczepu 3, w szczególności w odmianie Gala. Sok
z odmiany Champion wykazał najwyższą stabilność barwną, co czyni go szczególnie atrakcyjnym surowcem w przypadku produktów, w których istotna jest trwałość barwy. Dodatek inuliny może być preferowany w technologiach wymagających wysokiej stabilności wizualnej, natomiast miód, mimo że zwiększa zmienność barwy, poprawia jej nasycenie i atrakcyjność wizualną. Odmiana Alva wykazuje największy potencjał aromatyczny pod względem intensywności i ilości związków lotnych, szczególnie estrów i alkoholi. Fermentacja prowadzona przez szczep 3 z dodatkiem inuliny przez 3 dni generuje najbardziej wyrazisty, świeży i owocowy profil aromatyczny spośród wszystkich trzech odmian jabłek. Jednak należy podkreślić, że wysoka intensywność aromatu nie zawsze oznacza lepsze walory sensoryczne – Gala oferuje bardziej zbalansowany i elegancki profil, podczas gdy Champion – pełniejszy i cieplejszy, dzięki obecności nut kremowych i maślanych. Ostateczny wybór najlepszego wariantu może zależeć od charakteru produktu końcowego i oczekiwań konsumentów (świeżość vs głębia vs delikatność).  Wszystkie trzy odmiany jabłek dobrze poddają się fermentacji mlekowej, jednak profil produktów fermentacji różni się w zależności od użytego szczepu. Najbardziej efektywny i sensorycznie korzystny przebieg fermentacji wykazuje kombinacja odmiany Gala ze szczepem L. plantarum 3. Wariant ten łączy wysoką produkcję kwasu mlekowego z niską obecnością niepożądanych metabolitów i skutecznym wykorzystaniem substratu, co czyni go optymalnym do wdrożeń w produkcji fermentowanych napojów owocowych. Dodatek miodu i inuliny może stanowić korzystny czynnik technologiczny w fermentacji soków owocowych, wpływając na efektywność i kierunek przemian związków fenolowych. Ich obecność sprzyja szybszemu powstawaniu związków o wyższej biodostępności i potencjale antyoksydacyjnym, co może podnosić wartość prozdrowotną produktów fermentowanych. Największy potencjał transformacyjny w kontekście przekształcania fenoli mają fermentacje soku odmiany Champion. Wariantem o najlepszej przydatności technologicznej jest sok z odmiany Champion z dodatkiem miodu fermentowany szczepem L. plantarum 3. Sok ten łączy w sobie wysoką akceptację konsumencką, stabilność barwy, korzystny profil fenolowy o potencjale prozdrowotnym, bogaty i przyjemny profil aromatyczny, aktywność inhibitora  dipeptydylopeptydazy-IV i jednocześnie najdłuższą stabilność liczebności LAB. Prognozowany okres przydatności do spożycia tego produktu to 5 miesięcy przy założeniu końcowej liczebności LAB 10⁶ jtk/ml (zgodnie z wytycznymi FAO/WHO) lub 2 miesiące przy założeniu końcowej liczebności LAB 10⁸ jtk/ml .

KUBECZKI

Wybrane 3 mieszanki rozdrobnionych wytłoków jabłkowych nienawożonych krzemem wzbogaconych w pulpy warzywne zostały przed formowaniem wzbogacone w mąki warzywne i/lub otręby zbożowe w celu poprawy cech sensorycznych i prozdrowotnych. Zastosowano 1 mąkę warzywną i 1 rodzaj otrębów zbożowych oraz 1 mąkę zbożową, łącznie 11 mieszanek dodatków warzywno-mączno-otrębowych, które dodano do rozdrobnionych wytłoków jabłkowych z 3 odmian, łącznie 33 próby, które zostały wstępnie formowane i suszone. Kubeczki z wytłoków jabłkowych wzbogacone w pulpę warzywną i dodatki mączno-otrębowe zanalizowano w zakresie cech sensorycznych obejmujących barwę, kruchość i żujność oraz zbadano nasiąkliwości i wytrzymałości na zgniatanie metodą instrumentalną. Efektem realizacji podzadania było przygotowanie rankingu rozdrobnionych wytłoków jabłkowych nienawożonych krzemem pod względem rodzaju i ilości dodawanej pulpy warzywnej oraz dodatków mączno-otrębowych, umożliwiających uzyskanie kubeczków o najkorzystniejszych cechach sensorycznych i wytrzymałościowych (nasiąkliwości i wytrzymałości na zgniatanie) i wybór 9 spośród 33 prób. Zanalizowano je pod względem zawartości białka, magnezu, wapnia, potasu, fosforu, błonnika, polifenoli, aktywności antyoksydacyjnej, równowagi kwasowo-zasadowej (wskaźnik PRAL).  Wszystkie warianty kubków miały charakter zasadowy, o czym świadczy ujemna wartość wskaźnika PRAL. Kubki z wytłoków z jabłka odmiany Champion wykazywały najwyższą zasadowość, i wysoką zawartość polifenoli oraz wysoką aktywność antyoksydacyjną. Kubeczki z wytłoków z jabłek odmiany Alva wykazały właściwości prozdrowotne nie tak atrakcyjne jak 2 pozostałe odmiany. Wybrane 3 rodzaje wytłoków jabłkowych z dodatkiem pulpy warzywnej oraz dodatków mączno-otrębowych, o korzystnych cechach sensorycznych, wytrzymałościowych oraz prozdrowotnych  zostały formowane z zastosowanie różnych metod. Uformowane i wypieczone masy na kubeczki zostały zanalizowano pod względem właściwości sensorycznych (barwa, kruchość żujność) i wytrzymałościowych (odporność na zgniatanie). Najbardziej korzystne 3 rodzaje formowanych wytłoków jabłkowych z dodatkiem pulpy warzywnej oraz dodatków mączno-otrębowych i substancji spieniających zostały utrwalone z zastosowanie 9 różnych metod. Utrwalone kubeczki zostały zanalizowane pod względem właściwości sensorycznych i wytrzymałościowych. Następnie recepturę kubeczków uzupełniono o 3 różne substancje ograniczające nasiąkliwość. Utrwalone i zaimpregnowane wytłoki również zbadano pod względem właściwości sensorycznych i wytrzymałościowych. Efektem realizacji podzadania było przygotowanie rankingu zaimpregnowanych uformowanych wytłoków jabłkowych z dodatkiem pulpy warzywnej oraz dodatków mączno-otrębowych i substancji pianotwórczych pod względem rodzaju i ilości dodawanej pulpy warzywnej, dodatków mączno-otrębowych i substancji spieniających, korzystnych cech sensorycznych, wytrzymałościowych oraz prozdrowotnych, metody formowania i utrwalania kubeczków oraz rodzaju, ilości i sposobu dodawanego impregnatu i wybór 3 spośród 48 prób. Na podstawie przygotowanego rankingu spośród utrwalonych po formowaniu, zaimpregnowanych kubeczków z wytłoków jabłkowych z dodatkiem pulpy warzywnej oraz dodatków mączno-otrębowych

i substancji pianotwórczych, a także impregnujących, przygotowano 3 najkorzystniejsze pod względem właściwości sensorycznych i nasiąkliwości gorącej wody mierzonej w min bez przesiąkania i zanalizowano je pod względem właściwości przechowalniczych po początkowej analizie mikrobiologicznej, zapakowaniu próżniowym, przechowywaniu 3 miesiące i ponownej analizie mikrobiologicznej oraz sensorycznej  i wytrzymałościowej, wykonywanej co 1 miesiąc. Ponadto zanalizowano finalny skład gotowych kubeczków pod względem substancji prozdrowotnych istotnych z punktu widzenia osiągnięcia celów projektu oraz pod względem strawności w symulowanym układzie pokarmowym, a także wykonano analizę biodegradowalności/kompostowalności kubeczków.  Na podstawie przeprowadzonych analiz wybrano najbardziej korzystną recepturę.

GRUPA BUENA