Geri Dön

Synergist effect of hydrocolloids on filling and filled-biscuit quality

Hidrokolloidlerin sinerjik etkilerinin dolgu ve dolgulu bisküvi kalitesi üzerine etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 517192
  2. Yazar: NESLİHAN ÇEKÜÇ KEMERKAYA
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DİLARA ERDİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 115

Özet

Gıda sektöründe son yıllarda kullanılan içerikler, özellikle tüketici açısından oldukça önemli olmaya başlamıştır. Koruyucu veya yapay bileşenler giderek yerini doğal ve tüketici tarafından anlaşılır doğal bileşenlere bırakmaktadır. Hemen hemen her sektörde, farklı amaçlar için kullanılan hidrokolloidler araştırılmaya ve yaygınlaşmaya devam etmektedir. Hidrokolloidler, fırıncılık ürünlerinde kıvamlılaştırma, süspansiyon halinde tutma, jelleşme ve emülsifiye etme özellikleri ile stabilizasyonu arttırırlar. Genelde gamlar hidrokolloid olarak tercih edilirler. Gıda yasalarında, gamların kullanımında sınırlama yoktur. Ayrıca hidrokolloidler, raf ömrü uzatma, yağ ikamesi olarak kullanılma, yağ migrasyonunu düşürme, pahalı girdi tüketimini düşürme, ekstrüde ürün bütünlüğü sağlamanın yanısıra, yapısal ve lezzet kaybı olmadan kalorisi düşürülmüş diyet ürünlerin üretiminde de sık kullanılan ürünlerdir. Markette olan ürün çeşitliliğine bakıldığında, her gıdanın kendine has farklı özellikleri mevcuttur. Akışkan ürünler, akışkan olmayan daha yoğun kıvamda olan meyve suları, kaşıklanabilen dondurmalar, içi dolgulu kurabiyeler, depozit haldeki marmelatlar, jöleler, vb. Bu gıdalara yapısal farklılık ve eğlenceli yeme deneyimi kazandıran majör girdilerin başında hidrokolloidler gelir. Tek başına gıdaya yapı verebilen hidrokolloidler yerlerini birden çok hidrokolloidlerin kullanılması ile gıdaya farklılık kazandırmaya bırakmıştır. Örneğin, jelleşme özelliği göstermeyen bazı polimerler ilgi çekici bir şekilde, karıştırma sırasında farklı bir hidrokolloid ile beraber jelleşme özelliği gösterecektir. Bu etki“sinerjik”olarak adlandırılır. Sinerji etki birçok farklı yolla olabilir. En doğrudan olan mekanizma, iki polimer arasında kovalent bağların oluşması ile gerçekleşir. Hidrokolloidlerin üründe istenen veya istenmeyen; tekstür, stabilite, renk, lezzet gibi sonuçlara katkısı oldukça yüksektir. Bu girdiler bu etkilerin bir veya en az iki tanesini sağlamak için ilave edilirler. İstenen yapı çok iyi tanımlanmalıdır ve bu tanıma göre kullanılacak hidrokolloid doğru seçilmelidir. Akışkan olan bir yapıdan, katı olan, kaşıklanabilir yapıya kadar geniş bir aralığa sahip gıda yapısı tanımlanabilir. Hidrokolloidler kullanılarak geliştirilecek ürün reçetesinde bazı noktalardan emin olmak gerekmektedir. İlk olarak, gamların tamamen çözünebilen özellikte olması yeterli sıcaklık, katyonların etkisi gibi parametreler maksimum fonksiyonelliği sağlamalıdır. Karıştırma, ısıtma veya soğutma, katyonlar dikkat edilmesi gereken üç ana faktördür. Gamların çözünebilirliğini homojen olarak sağlamak adına sıcaklık ve katyonların etkinliği bilinmelidir. Hidrokolloidler tek başına kullanıldığı ve kombinasyon olarak kullanıldığı zamanlarda farklı etki gösterebilirler. Sıcaklık parametresi bu iki durum için değişkenlik gösterebilir. Düşük sıcaklıkta jelleşme özelliğini hemen gösterebilen bir kombinasyonun sıcaklığını artırmak ve yapıyı takip etmek önemlidir. Bir gıda ürününde kullanılan tek bir hidrokolloid etkisini anlamak zor olsa da genelde hidrokolloid kombinasyonları tercih edilmektedir. Bu kombinasyon kullanımının birden çok nedeni vardır. En sık sebepler; maliyet, sinerji ve ürün kalitesidir. Ürün maliyetine katkısı incelendiğinde; yüksek maliyetli bir girdi olarak kullanılması gereken bir hidrokolloid aynı etkiyi verebilecek ve maliyet olarak daha avantajlı başka bir gam ile beraber daha yüksek oranda kullanılarak istenen viskozite ve yapı elde edilmiş olur. Çoğu hidrokolloid birbirleriyle sinerjik etkiye sahiptir. İlave edilen reçetede daha güçlü bir yapı ve viskoziteye ulaşılmasını sağlarlar. 2 gam beraber kullanıldığında verdiği etki tek başına kullanılan ve elde edilen etkiden daha güçlü bir yapıya sahiptir. Gam kombinasyonları suyu kullanarak daha etkili 3 boyutlu bir yapı oluştururlar. Örneğin, ksantan gum, guar gum ve keçi boynuzu gamı ile sinerjik etkiye sahiptir. Aynı şekilde, konjac gam karagenan, ksantan ve aljinat ile sinerjik etkiye sahip en yaygın örneklerdir. Birden çok gamın beraber kullanımının kalitesel katkıları ise hem çok yönlü hem de daha pratik bir uygulama alanı yaratmasıdır. Ürün geliştirilmesi sırasında en ideal sonuca ulaşmak için maliyet, sinerji, istenen yapı gibi etkiler ve stabilite düşünülmesi gereken önemli noktalardır. Bu çalışmanın amacı, farklı hidrokolloidlerin sinerjik etkilerinin incelenmesi, değerlendirilmesi ve hem dolgu hem de dolgulu bisküvi üzerine olan etkilerinin araştırılmasıdır. Bu çalışmada; gıda endüstrisinde sıklıkla kullanılan nişasta ve ksantan gam ile karragenan ve keçiboynuzu gamının farklı konsantrasyonlarda karıştırılması ile elde edilen karışımların bisküvi üzerine etkisini belirlemek için farklı periyotlarda analitik olarak incelenmiştir. İlk olarak seçilecek nişasta tipi üzerine çalışma yapılmıştır. Baz dolgu reçetesine buğday nişastası, mısır nişastası, tapyoka nişastası ve pirinç nişastası %5 oranda ilave edilip dolgular hazırlanmış ve bisküvi üzerine depozit edip, paketlendikten sonra oda sıcaklığında (24-25°C) bekletilmiştir. Nem, su aktivitesi, pH değerlerine bakılmıştır. Ardından 2 haftalık süreçte takip edilip, aynı değerler kontrol edilmiş ve su tutma kapasitesine göre en uygun sonucu veren nişastanın mısır nişastası olduğu belirlenmiştir. Daha sonrasında mısır nişastası-ksantan gum kombinasyonu ve karagenan-keçiboynuzu gamı kombinasyonu çalışılmıştır. İlk kombinasyonda %5 nişasta, %0.2 ve %0.8 ksantan gum kullanılarak dolgular hazırlanıp ürüne depozit edilmiş; ikinci kombinasyonda %0.5 karagenan, %0.1 ve %0.2 keçiboynuzu gamı kullanılarak dolgular h.zırlanmış ve ürüne depozit edilmiştir. Depoalamanın 1., 15., 30., 45., 60., 75. ve 90. günlerinde dolgudaki nem, su aktivitesi, pH değişimi ve bütün üründe sertlik ve kırılganlık testleri yapılmıştır. Ayrıca, DSC cihazı ile jelleşme değerleri test edilmiştir. Ksanthan gum ve keçiboynuzu ilavesi ile ürün nemi ve su tutma kapasitesinin yükseldiği gözlemlenmiş, pH değişiminde su ile orantılı olarak bir azalma kaydedilmiş ancak, önemli ölçüde değişiklik olmamıştır. Bisküvi sertliğinde de artış ve kırılma test sonuçlarınde ürünün tekstürünün sertleştiği görülmüştür. DSC analizleri için numuneler %25 konsantrasyonda hazırlanmıştır. Aynı oranların karşılaştırması yapılması adına karagenan bazlı numuneler de nişasta bazlı dolgu ile aynı oranda çalışılmıştır. Nişasta %5, nişasta %5 + ksantan %0,2, nişasta %5 + ksantan %0,8 ve karagenan 5%, karagenan %5 + keçiboynuzu gamı %0,2, karagenan %5 + keçiboynuzu gamı %0,8 değerlerine göre hazırlanmıştır. İlk gün analiz sonrasında 14. gün tekrar analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, xanthan gum ilavesi nişastanın jelleşme sıcaklığında azalmaya neden olmuş ve retrogradasyon derecesini düşürme etkisi gözlemlenmiştir. Buna ek olarak da, suyu uzaklaştırma sıcaklığı da artış göstermiştir. Başka bir deyişle suyu tutma özelliği geliştirilmiştir. Karagenan tek başına daha yüksek sıcaklarda jelleşirken, keçiboynuzu gamı ilavesi ile jelleşme sıcaklığı düşmüş ve su tutma kapasitesi arttığından dolayı, suyu uzaklaştırma sıcaklığı artmıştır. Özetle bu çalışmada; nişasta-ksantan gam ve karagenan-keçiboynuzu gamı kombinasyonlarının su tutma kapasiteleri ve dolgu yapısı ve bisküvi kalitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Nişastalar, kalınlaştırıcı veya jelleşme özellikleri için dolgularda kullanılır. Ancak, dolguya ksantan gamı ilavesi dolgunun su tutma kapasitesini de etkiler. Bu özellik dolgulu bisküvilerde, nemin dolgudan bisküviye geçişi ile ortaya çıkan problemlerden dolayı önemlidir. Raf ömrünün sonunda, sonuçlar, ksantan sakızının eklenmesiyle dolgunun su aktivitesinin azaldığını göstermiştir. Nişasta ve ksantan gamı kombinasyonu birlikte dolguya güç ve viskozite kazandırmıştır. Suyun migrasyonu ile değişime uğrayan bisküviler için 30 gün sonundaki sertlik ve kırılganlık sonuçlarına göre sertlik azalmış ve daha sonra bisküviler sertleşmeye başlamıştır. Aynı durum, karagenan bazlı dolgu için de geçerlidir. Karagenan ve keçiboynuzu gamı, dolguda bir jel oluşturmuş ve su aktivitesine bağlı olarak ksantan gamı nişastası kombinasyonundan daha etkili olmuştur. Karagenan ve keçiboynuzu gamının, kombinasyon halinde veya tek başına su tutma özelliğine sahip olduğu görülmüştür. Bu çalışmanın sonucunda; hidrokolloidlerin sinerjik etkilerinin, maliyet, raf ömrünü uzatmaları ve arzu edilen dokuyu sağlamaları gibi avantajları ile dolguya üstünlük sağladıkları görülmüştür. Karagenan ve keçiboynuzu gamı kombinasyonunun, nişasta ve ksantan gamı kombinasyonundan daha fazla su tutmayı arttırdığı bulunmuştur. Ayrıca nişasta-ksantan gamı kombinasyonu, dolduruldukları bisküviler için daha yumuşak bir yapıya neden olmuşlardır. Bu nedenle, bu çalışma, hem bisküvi dolguları hem de diğer gıda ürünleri için hidrokolloid kombinasyonlarının problemleri çözebileceğini veya kaliteyi artırabileceğini göstermiştir. Birçok hidrokolloid mevcut olduğundan, sinerjik etkilerini anlamak için iki veya daha fazla kombinasyonlarını incelemek için yeni çalışmalar gereklidir.

Özet (Çeviri)

In recent years, food contents has become more important for consumers of food industry. Preservatives, artificial ingredients or additives are replaced by more natural ones in those days and the consumes prefer more natural foods. Food industry uses hydrocolloids very commonly for different purposes so that research in this area is still in concern and widespread. Hydrocolloids improve the stability of food by means of different properties; thickening, suspending, gelling and emulsifying. Often gums are preferred as hydrocolloids. In food legislations there is no limitation for gums. Hydrocolloids are also used for; extending shelf-life, as a fat substitute, for reducing fat migration, reducing the expensive input consumption, providing structural integrity of extruded product or utilizing calorie-reduced diet products without resulting in loss of flavor. Considering the variety of products in the market, each food has its own different characteristics: Liquid products, juices, spoonable ice creams, garnished cookies, jam on the state deposit, jellies, etc. Hydrocolloids are major ingredients that give different structure and fun experience to food. Food hydrocolloids when replaced with the use of multiple hydrocolloids can result in totally different structures. For example, some polymers has not gelling property but, if these polymers react with another hydrocolloid, they can show gelling property while mixing. This effect is known as“synergism”. Synergism can take place by formation of covalent bonds between the two polymers. Hydrocolloids have contribution to the texture, stability, color, taste etc. These colloids are added to provide at least one or two of these effects. The desired structure must be well defined and the hydrocolloid that is to be used must be selected properly. Generally, combinations of hydrocolloids are preferred although it is hard to understand the effect of each hydrocolloid in the food system. There are several reasons to use combination of hydrocolloids in food recipes. Most of hydrocolloids have synergistic effect with each other. They give more strong texture and viscosity to the product which it is added. The gum combinations creates more effective three-dimensional network for water structure. The purpose of this study is to analyse, evaluate and determine the synergistic effect of different hydrocolloids on filled biscuit quality. Different ratios of starch and xanthan gum, carrageenan and locust bean gum mixtures are analyzed on biscuit quality periodically. In the first step of this study, starch that is to be used was decided. Four different types of starches were added to base filling recipe; wheat, corn, tapioca and rice. starch was at 5% level and filling is prepared and then deposited on biscuit. Moisture value, water activity and pH was measured for the first day, after one week and two weeks later. Corn starch was selected because of its water retention quality. After selecting starch type, two different base type fillings were prepared. Starch- xanthan gum, carrageenan -locust bean gum combinations were applied. For the first combination; 5% corn starch, 0,2% and 0,8% xantan gum were prepared. As the second combination; 0,5% carragenan, 0,1% and 0,2% locust bean gum fillings were deposited on biscuits. In the fillings at 1., 15., 30., 45., 60., 75. ve 90. days of storage; moisture, water activity (aw), pH values were measured, and the whole products were analyzed for their hardness and brittles parameters. In addition, DSC was used for determining the gelling behaviour of them. Xanthan and locust bean gum was found to increase water retention properties besides hardness and brittleness of biscuits. While evaluating DSC parameters samples were prepared at 25% concentrations. At the first day and 14th day of storage samples were analyzed. According to results; addition of xanthan gum decreased starch gelatinization temperature and retrogradation values. Locust bean gum also decreased gelling point of carrageenan. Both of the combinations increased dehydradation temperature of samples. In this study, evaluation of starch-xanthan and carrageenan-locust bean gum combinations according to water retention capacity and their effects on filling structures and filled biscuit quality was performed. Starches are used in fillings for their thickening or gelling property. But, by the addition of xanthan gum to the filling it effects water retention capability of the filling. Especially this property is important in filled biscuits as problems arise by the migration of moisture from filling to the biscuit. At the end of shelf life, results showed that water activity of fillings were decreased by the addition of xanthan gum. Starch and xanthan gum combination together give strength and viscosity to the filling. Hardness and brittleness results for biscuits changed by migration of water, after 30 days hardness decreased and then biscuit started to get firmer. The same situation is applicable to carrageenan based filling. Carrageenan and locust bean gum forms a gel in the filling and is more effective than xanthan gum-starch combination according to water activity retaining. Carrageenan and locust bean gum has water retention capability either in combination or alone. As a result of this study, synergism of hydrocolloids provides advantages to filling such as cost, shelf life extention and desired texture. Carrageenan and locust bean gum combination is found to increase water retention more than the starch and xanthan gum combination. Besides, starch-xanthan gum combination have softer texture for the biscuits they are filled. Thus, this study showed that for both biscuit fillings and other food products hydrocolloid combinations can solve the problems or improve the quality. As there are many hydrocolloids available, new studies are necessary to study their two or even more combinations to understand their synergistic effects.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    335419

    Organik asit ve şeker model ortamında farklı gamların sinerjik etkilerinin reolojik yönden incelenmesi

    Investigation of rheological aspects of synergistic effect of different hydrocolloids in organic acid and sugar model system

    AYLİN ÖZGÜR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Gıda MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MAHMUT DOĞAN

  2. Tez No

    664522

    Şekerli ve köpük yapılı modelde süt proteinlerinin köpük özelliklerine etkisi

    Effect of milk proteins on properties of foam in model with sugar and foam

    MEHMET GÜLDANE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gıda MühendisliğiTokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT DOĞAN

    PROF. DR. ÖZLEM AKPINAR

  3. Tez No

    887844

    Narenciye lifi ve bazı hidrokolloid gamların etkileşimiyle az yağlı mayonez üretimi

    Production of low-fat mayonnaise with the interaction between citrus fiber and hydrocolloid gums

    BÜŞRA AKALIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SALİH KARASU

  4. Tez No

    909009

    Crafting wooden-framed bioplastic composite panels through a diy materials design approach

    Kendin-yap malzeme tasarımı yaklaşımıyla ahşap çerçeveli biyoplastik kompozit panellerin üretimi

    DENİZ TÜMERDEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL

  5. Tez No

    634751

    Sinerjist etki gösteren salep glukomannan-ksantan gam jellerinin tekstürel ve reolojik açıdan incelenmesi

    Textural and rheological observation of the synergistically interacted salep glucomannan- xanthan gum gels

    HACER AÇAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Gıda MühendisliğiBitlis Eren Üniversitesi

    Gıda Güvenliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH KURT

Geri Dön