Kakao alkalizasyonu prosesinin optimizasyonu ve kalite üzerindeki etkisinin incelenmesi
Optimization of the cocoa alkalization process and investigation of its effect on quality
- Tez No: 936786
- Danışmanlar: PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Kakao tozu alkalizasyonunda, geleneksel olarak, sodyum hidroksit (NaOH), potasyum hidroksit (KOH) ve potasyum karbonat (K2CO3) gibi alkali maddeler kullanılmaktadır. Ancak, bu yöntemler sert kimyasallar ve enerji yoğun prosedürler içerdiğinden önemli çevresel endişelere yol açmaktadır. Alkalizasyon prosesi için, su (H2O), güvenliği, minimum zararlı yan ürünleri ve erişilebilirliği nedeniyle umut verici bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez kapsamında, H2O'nun alkalizasyon özellikleri incelenmiş ve sonuçlar NaOH ve KOH alkalizasyonları ile karşılaştırarak daha yeşil bir alkalizasyon süreci geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada, H2O, NaOH ve KOH ile işlenmiş kakao tozlarının partikül boyutu dağılımı (PSD), pH değişimi, renk değişimi, antioksidan kapasitesi, fenolik profili ve aroma profili araştırılmıştır. Alkalize kakao tozu numuneleri öğütüldükten sonra PSD analiz yapılmış ve partikül boyutunun D90 değerinin 0.05). NaOH ve KOH ile alkalizasyondan sonra daha belirgin bir azalma gözlemlenmiştir (p7.0 olması, toplam fenolik madde miktarındaki dramatik azalmanın oluşan sert koşullarla bağının olduğunu gösterdiği düşünülmektedir. Aroma profili için literatürde kakao aromasının gelişmesi için indikatör olarak kabul edilen trimetilpirazin/tetrametilpirazin (TrMP/TMP) oranları üzerinden bir araştırma yapılmıştır. Bu karşılaştırmaya ilave olarak toplam aroma bileşenleri hem distilat hem de alkalize toz kakaoda incelenmiştir. Alkalizasyon numunelerinin distilat ve alkalize toz kakao TrMP/TMP değerleri incelendiğinde distilatta elde edilen değerler H2O alkalizasyon distilat numunelerinde 1,66-2,17; NaOH alkalizasyon distilat numunelerinde 0,94-1,88; KOH alkalizasyon distilat numunelerinde 0,51-2,92 arasında değişirken alkalize toz kakaoda H2O alkalizasyon numunelerinde 0,78-1,29; NaOH alkalizasyon numunelerinde 0,25-1,18; KOH alkalizasyon numunelerinde 0,28-1,69 arasında değişiklik gösterdiği gözlemlenmiştir. Distilat ile alkalize toz kakaodaki toplam aroma bileşen miktarları incelendiğinde; distilattaki aroma bileşen miktarının H2O alkalizasyon numunelerinde 1,13 ppm ile 8,66 ppm; NaOH alkalizasyon numunelerinde 2,43 ppm ile 16,77 ppm; KOH alkalizasyon numunelerinde 2,74 ppm ile 5,89 ppm arasında değişiklik gösterdiği, alkalize toz kakaoda ise bu oranların H2O alkalizasyon numunelerinde 0,5 ppm ile 1,51 ppm; NaOH alkalizasyon numunelerinde 0,22 ppm ile 0,94 ppm; KOH alkalizasyon numunelerinde 0,18 ppm ile 0,36 ppm arasında değişiklik gösterdiği görülmüştür. Bu veriye dayanarak alkalizasyon sırasında oluşturulan aroma bileşenlerinin büyük bir çoğunluğunun aslında ortamdan nemin uzaklaştırılması ile kaybedildiği söylenebilmektedir. Alkalizasyon sonunda toplam aroma bileşen miktarları ile alkalize toz kakaodaki aroma bileşen miktarları oranlandığında alkalize toz kakaoda toplam aroma bileşenin maksimum H2O alkalizasyon numunelerinde %56,1'i, NaOH alkalizasyon numunelerinde %9,6'sı, KOH alkalizasyon numunelerinde %10,1'i kadarının tutulabildiği görülmüştür. Sonuç olarak H2O ile alkalizasyonun antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarı üzerine olumlu yönde önemli bir etkisinin olduğu görülmüştür. Görece yüksek antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarı elde edilebileceğini ve aynı zamanda renk gelişiminin de meydana geldiğini gösterilmiştir. Literatürle uyumlu olarak NaOH'in ve KOH'in renk iyileşmesinde önemli bir etkiye sahip olduğu ancak antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarında önemli bir azalmaya neden olduğu gösterilmiştir. TrMP/TMP'e dayalı aroma profili analizi, H2O alkalize numunelerin daha yanık, odunsu, fındıksı ve karamel aromalı olduğunu göstermiştir. Buna karşılık, NaOH ile alkalize edilmiş örneklerde daha fazla kakao, kahve, yeşil ve kızartma aromaları olduğu gösterilmiştir. Ancak ileri çalışmalar için nihai ürünün duyusal testleri ve alkalize kakao tozunun tüm aroma bileşiklerinin araştırılması, aroma profilinin daha iyi anlaşılması gerekmektedir. H2O ile alkalizasyon sayesinde düşük ve orta alkalize toz kakaoların üretiminde alkali ajan kullanımının yerine geçilebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In cocoa powder alkalization, alkaline substances such as sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) and potassium carbonate (K2CO3) have traditionally been used. However, these methods involve harsh chemicals and energy-intensive procedures, leading to significant environmental concerns. For the alkalization process, water (H2O) emerges as a promising alternative due to its safety, minimum harmful by-products and accessibility. In this thesis, the alkalization properties of H2O were investigated, and the results were compared with NaOH and KOH alkalizations, aiming to develop a greener alkalization process. In the study, particle size distribution, pH change, color change, antioxidant capacity, phenolic profile and aroma profile of cocoa powders processed with H2O, NaOH and KOH were investigated. After grinding the alkalized cocoa powder samples, PSD analysis was performed, and the particle size was measured as 0.05). A more significant decrease was observed after alkalization with NaOH and KOH (p7.0 with the use of NaOH and KOH shows that the dramatic decrease in the total phenolic content is related to the harsh conditions. For the aroma profile, a study was conducted on trimethylpyrazine/tetramethylpyrazine (TrMP/TMP) ratios, which are accepted as indicators for the development of cocoa aroma in the literature. In addition to this comparison, total aroma components were examined in both distillate and alkalized cocoa powder. When the TrMP/TMP values of the alkalization samples were examined, the values obtained in distillate varied between 1.66-2.17 in H2O alkalization samples; 0.94-1.88 in NaOH alkalization samples; 0.51-2.92 in KOH alkalization samples, while it was observed that in alkalized cocoa powder, they varied between 0.78-1.29 in H2O alkalization samples; 0.25-1.18 in NaOH alkalization samples; and 0.28-1.69 in KOH alkalization samples. When the total aroma component amounts in distillate and alkalized cocoa powder were examined; It was observed that the amount of aroma components in the distillate varied between 1.13 ppm and 8.66 ppm in H2O alkalization samples; 2.43 ppm and 16.77 ppm in NaOH alkalization samples; 2.74 ppm and 5.89 ppm in KOH alkalization samples, while in alkalized cocoa powder these rates varied between 0.5 ppm and 1.51 ppm in H2O alkalization samples; 0.22 ppm and 0.94 ppm in NaOH alkalization samples; and 0.18 ppm and 0.36 ppm in KOH alkalization samples. Based on this data, it can be said that most of the aroma components formed during alkalization are actually lost by removing moisture from the environment. When the total aroma component amounts in both distillate and alkalized cocoa powder were compared to the aroma component amounts in alkalized cocoa powder at the end of alkalization, it was seen that a maximum of 56.1% of the total aroma component in alkalized cocoa powder was retained in H2O alkalization samples, 9.6% in NaOH alkalization samples, and 10.1% in KOH alkalization samples. As a result, it was observed that alkalization with H2O had a significant positive effect on antioxidant capacity and phenolic content. It was shown that relatively high antioxidant capacity and phenolic content could be obtained, and color development also occurred. In accordance with the literature, it was shown that NaOH and KOH had a significant effect on color improvement but caused a significant decrease in antioxidant capacity and phenolic content. Aroma profile analysis based on TrMP/TMP showed that H2O alkalized samples had more burnt, woody, nutty and caramel aromas. In contrast, NaOH alkalized samples were shown to have more cocoa, coffee, green and roast aromas. However, for further studies, sensory tests of the final product and investigation of all aroma compounds of alkalized cocoa powder are required to better understand the aroma profile. It was shown that alkalization with H2O could prevent the use of alkalizing agents in the production of low and medium alkalized cocoa powders.
Benzer Tezler
- Kakao alkalizasyon prosesinin optimizasyonu ve model gıda olarak sütlü çikolatada kullanılması
Optimization of cocoa alkalization process and its use in chocolate as a model food
SULTAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT KONAR
- Development of heat resistant compound chocolate
Isıya dayanıklı kokolin geliştirilmesi
EVİNDAR DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMA EBRU FIRATLIGİL DURMUŞ
- Farklı kakao alkalizasyon koşullarının kakaolu içme sütünün kalite özellikleri üzerine etkisi
Effect of different cocoa alkalization conditions on quality characteristics of chocolate milk
AYŞE APAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLYAS ATALAR
PROF. DR. NEVZAT KONAR
- Functional chocolate development: Enrichment of dark chocolate with nano-liposome encapsulated antioxidants, and/or pro- and pre-biotics, bioavailability studies
Fonksiyonel çikolata geliştirilmesi: Bitter çikolatanın nano-lipozomla enkapsüle edilen antioksidanlarla, ve/veya pro- ve pre-biyotiklerle zenginleştirilmesi, biyoyararlılık çalışmaları
MİNE ÖZGÜVEN
Doktora
İngilizce
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK