Развој екструдираног снек производа унапређеног нутритивног квалитета, формулисаног уз додатак сировина анималног порекла и пивског тропа

Abstract

Циљ ове докторске дисертације био је развој и карактеризација екструдираног снек производа унапређеног нутритивног квалитета на бази кукуруза са додатком механички сепарисаног меса, пивског тропа и пилеће јетре, високо допадљивог за потрошаче. У овој студији први пут је произведен снек производ у чију формулацију су укључене и анималне сировине и пивски троп. У циљу реализације наведеног задатка, истраживања у оквиру ове докторске дисертације су подељена на два основна дела. Први део је обухватио експерименте изведене ради оптимизације процеса екструдирања, односно одређивања оптималне брзине обртања пужа и састава напојне смеше. Снек производи су произведени према дефинисаном експерименталном плану, при чему су удели механички сепарисаног меса (4/8/12%), пивског тропа (10/20/30%), те брзина обртања пужа (500/700/900 о/мин) посматрани као улазне променљиве. Између улазних и испитаних излазних промељивих (специфична механичка енергија, садржај протеина, садржај влакана, латерална експанзија, дужина екструдата, насипна маса, параметри текстуре и боје) дефинисани су модели одзива и значајности појединачних фактора, као и њихових интеракција на посматране одзиве, уз коришћење поступка одзивне површине (енгл. Response Surface Methodology) и анализе варијансе, као одговарајућих статистичких алата. Применом оптималних услова производње (4% механички сепарисаног меса, 14,8% пивског тропа, 900 о/мин), дефинисаних преко функције пожељности, успешно је произведен флипс производ предвиђених карактеристика, чиме је опимизација потврђена. У другом делу истраживања, део механички сепарисаног меса је замењен пилећом јетром (0/25/50%) и на површину снек производа су нанете мешавине зачина са укусом пице, сира и песта. Испитана је микробиолошка исправност производа, а затим је спроведена сензорска оцена производа применом десктиптивне анализе. Производи са највишом оценом укупне допадљивости су представљали узорке код којих је 25% механички сепарисаног меса било замењено јетром, а који су имали укус пице или сира. Изабрани производи су затим окарактерисани са нутритивног аспекта и на потрошачком тесту упоређени са сличним комерцијалним снек производима, те оцењени као допадљиви потрошачима, при чему је производ са укусом пице оцењен највишим оценама. На основу добијених резултата може се закључити да иновативни функционални снек производи развијени током истраживања могу да помогну развоју тржишта функционалне хране у Србији. Такође, замена комерцијалних чипс и флипс производа, развијеним иновативним производима, у исхрани, може имати повољно дејство на здравље људи. Поред тога, инкорпорација пивског тропа у развијени флипс производ омогућава нови начин валоризације ове отпадне сировине и потенцијално добро утиче на очување животне средине, у складу са концептом циркуларне економије.

Cilj ove doktorske disertacije bio je razvoj i karakterizacija ekstrudiranog snek proizvoda unapređenog nutritivnog kvaliteta na bazi kukuruza sa dodatkom mehanički separisanog mesa, pivskog tropa i pileće jetre, visoko dopadljivog za potrošače. U ovoj studiji prvi put je proizveden snek proizvod u čiju formulaciju su uključene i animalne sirovine i pivski trop. U cilju realizacije navedenog zadatka, istraživanja u okviru ove doktorske disertacije su podeljena na dva osnovna dela. Prvi deo je obuhvatio eksperimente izvedene radi optimizacije procesa ekstrudiranja, odnosno određivanja optimalne brzine obrtanja puža i sastava napojne smeše. Snek proizvodi su proizvedeni prema definisanom eksperimentalnom planu, pri čemu su udeli mehanički separisanog mesa (4/8/12%), pivskog tropa (10/20/30%), te brzina obrtanja puža (500/700/900 o/min) posmatrani kao ulazne promenljive. Između ulaznih i ispitanih izlaznih promeljivih (specifična mehanička energija, sadržaj proteina, sadržaj vlakana, lateralna ekspanzija, dužina ekstrudata, nasipna masa, parametri teksture i boje) definisani su modeli odziva i značajnosti pojedinačnih faktora, kao i njihovih interakcija na posmatrane odzive, uz korišćenje postupka odzivne površine (engl. Response Surface Methodology) i analize varijanse, kao odgovarajućih statističkih alata. Primenom optimalnih uslova proizvodnje (4% mehanički separisanog mesa, 14,8% pivskog tropa, 900 o/min), definisanih preko funkcije poželjnosti, uspešno je proizveden flips proizvod predviđenih karakteristika, čime je opimizacija potvrđena. U drugom delu istraživanja, deo mehanički separisanog mesa je zamenjen pilećom jetrom (0/25/50%) i na površinu snek proizvoda su nanete mešavine začina sa ukusom pice, sira i pesta. Ispitana je mikrobiološka ispravnost proizvoda, a zatim je sprovedena senzorska ocena proizvoda primenom desktiptivne analize. Proizvodi sa najvišom ocenom ukupne dopadljivosti su predstavljali uzorke kod kojih je 25% mehanički separisanog mesa bilo zamenjeno jetrom, a koji su imali ukus pice ili sira. Izabrani proizvodi su zatim okarakterisani sa nutritivnog aspekta i na potrošačkom testu upoređeni sa sličnim komercijalnim snek proizvodima, te ocenjeni kao dopadljivi potrošačima, pri čemu je proizvod sa ukusom pice ocenjen najvišim ocenama. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da inovativni funkcionalni snek proizvodi razvijeni tokom istraživanja mogu da pomognu razvoju tržišta funkcionalne hrane u Srbiji. Takođe, zamena komercijalnih čips i flips proizvoda, razvijenim inovativnim proizvodima, u ishrani, može imati povoljno dejstvo na zdravlje ljudi. Pored toga, inkorporacija pivskog tropa u razvijeni flips proizvod omogućava novi način valorizacije ove otpadne sirovine i potencijalno dobro utiče na očuvanje životne sredine, u skladu sa konceptom cirkularne ekonomije.

The aim of this doctoral dissertation was the development and characterization of extruded snack products with improved nutritional quality based on corn meal, supplemented with mechanically deboned poultry meat, brewer's spent grain, and chicken liver, appealing to consumers. In this study, a snack product incorporating together animal-derived ingredients and brewer's spent grain was produced for the first time. In order to accomplish the stated objectives, the research within this doctoral dissertation was divided into two main parts. The first part encompassed experiments conducted to optimize the extrusion process, determining the optimal screw speed and feed composition. Snack products were manufactured according to previously established experimental plan, with mechanically deboned poultry meat share (4/8/12%), brewer's spent grain share (10/20/30%), and screw speed (500/700/900 rpm) considered as input variables. Response models and the significance of individual factors and their interactions on the observed responses were defined between input and tested output variables (specific mechanical energy, protein content, fiber content, lateral expansion, extrudate length, bulk density, texture parameters, and color) using the Response Surface Methodology and Analysis of variance as appropriate statistical tools. By applying the optimal production conditions (4% mechanically separated meat, 14.8% brewer's spent grain, 900 rpm), defined through a desirability function, a snack product with the wanted characteristics was successfully produced, confirming the optimization. In the second part of the research, a portion of the mechanically deboned poultry meat was replaced with chicken liver (0/25/50%), and spices with pizza, cheese, and pesto flavors were applied to the surface of the snack products. The microbiological safety of the product was evaluated, followed by a sensory assessment using descriptive analysis. Products with the highest overall liking scores were those where 25% of mechanically deboned poultry meat was replaced with a chicken liver, having pizza or cheese flavors. Further, the selected products were characterized from a nutritional perspective and compared to similar commercial snack products in a consumer test, where the pizza-flavored product received the highest ratings. Based on the obtained results, it can be concluded that the innovative functional snack products developed during this research can contribute to development of the functional food market in Serbia. Furthermore, replacing commercial snack products with these innovative products in the diet may have a favorable impact on human health. Additionally, the incorporation of brewer's spent grain into the developed snack product provides a new way to valorize this waste material and potentially benefits environmental preservation, respecting the circular economy concept.