Bazı hidrokolloidlerin ve homojenizasyon basıncının kakaolu sütlerde stabilite davranışları üzerindeki etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of some hydrocolloids and homogenization pressure on stability behaviors in milk based cocoa beverage
- Tez No: 943227
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖMER SAİD TOKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzdeki hayat tarzı, ekonomik sistem, teknolojik ve sosyal yapı düşünüldüğünde işlenmiş gıda ürünleri sıklıkla tüketilmektedir. Bu durum çeşitliliği zorunlu kılmaktadır. Tüketim tercihleri fonksiyonelliğe kaydığından dolayı süt ürünleri endüstrisinin de bu çeşitliliğe ayak uydurması gerekmektedir. Süt ürünleri endüstrisi stabil formda çikolatalı, kakaolu, proteini ve vitamini arttırılmış, lif içeriği eklenmiş gibi çeşitli sütleri hedeflenen raf ömründe üretebilmelidir. Süt endüstrisinde hedeflenen raf ömründe çikolatalı ve kakaolu süt üretiminin gerçekleştirilmesinde stabilite sıkıntıları yaşanmaktadır. Süt üreticileri, stabilizör kullanmasına rağmen raf ömründe ikinci aydan sonra jelleşme sıkıntısı yaşadıklarını bildirmektedir. Üreticiler raf ömründe jelleşme oluşumu görülmeyen, sütün akışkanlığını arttırmayan ve tüketicinin arzuladığı viskoziteye sahip nitelikte süt üretimini hedeflemektedir. Ancak mevcut şartlarda kullanılan stabilizörler ve proses koşulları ile bu sorunlar çözülememektedir. UHT teknolojisiyle üretilen sütlere normal koşullarda 6-9 ay arası raf ömrü verilirken, kakaolu, proteini arttırılmış gibi çeşitli sütlerde daha kısa raf ömrü verilmektedir. Bu da ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Ayrıca jelleşme sıkıntısıyla birlikte sedimantasyon problemi de süt ürünleri endüstrisinde farklılaşmada engel teşkil etmektedir. Çalışma kapsamında süt bazlı kakaolu içeceklerde jelleşme sorunlarının azaltılması, sedimantasyonun önlenmesi ve ürün çeşitliliğinin artırılması amacıyla gellan gam, karragenan, pektin ve narenciye lifi gibi farklı yapısal özelliklere sahip hidrokolloidlerin etkileri araştırılmıştır. Bağımsız değişkenler olarak hidrokolloid konsantrasyonu (gellan gam ve karragenan: 0.0038 g/g – 0.046 g/g; pektin ve narenciye lifi: 0.038 g/g – 0.462 g/g) ve homojenizasyon basıncı (58.58 bar – 341.42 bar) dikkate alınarak merkezi bileşik tasarım (CCRD) doğrultusunda optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Optimum koşullar; maksimum su tutma kapasitesi (STK), minimum sedimantasyon ve kremleşme indeksi hedeflenerek belirlenmiştir. Optimum nokta değerleri gellan gam için 0.04 g/g konsantrasyon ve 220 bar; karragenan için 0.0377 g/g konsantrasyon ve 200 bar; pektin için 0.40 g/g konsantrasyon ve 100 bar; narenciye lifi için ise 0.40 g/g konsantrasyon ve 270 bar olarak bulunmuştur. Her bir hidrokolloid için bu optimum koşullarda hazırlanan kakaolu süt numunelerinde sedimantasyon ve kremleşme indeksi değerleri %0 olarak belirlenmiş ve bu durum fiziksel stabilitenin yüksekliğini ortaya koymuştur. Parçacık boyutu analizlerinde, en düşük değer 309.90±7.61 d.nm ile gellan gam numunesinde tespit edilmiştir. Zeta potansiyeli açısından en yüksek mutlak değerler gellan gam (-38.73 mV) ve karragenan (-37.80 mV) içeren sistemlerde gözlemlenmiş olup, bu durum daha güçlü elektrostatik itmeler aracılığıyla daha kararlı emülsiyon sistemlerinin oluştuğuna işaret etmektedir. Mikroskop görüntülerinde en homojen yapı karragenan numunesinde görülürken; SEM görüntüleri ise karragenan, gellan gam ve narenciye lifi içeren sistemlerin daha kompakt, bütüncül ve hava boşluklarından arındırılmış yapılar oluşturduğunu göstermiştir. Ayrıca, başlıca süt proteinleri (α-kazein, β-kazein, α-laktalbumin ve β-laktoglobulin) ile her bir hidrokolloid arasındaki etkileşimler moleküler kenetleme analizleriyle incelenmiş; bu analizler sonucunda hidrojen bağları, tuz köprüleri ve hidrofobik etkileşimlerin sistem stabilitesine katkıda bulunduğu gösterilmiştir. Gellan gam α-laktalbumin ile -7.8 kcal/mol'lük serbest bağlanma enerjisi ile en büyük afiniteye sahip olmuştur. FTIR, SDS-PAGE, SEM-EDS, renk ölçümleri (L, a, b*), partikül boyutu, zeta potansiyeli ve mikroyapı analizleri ile sistemlerin fizikokimyasal ve yapısal özellikleri detaylı olarak değerlendirilmiştir. Optimum koşullarda üretilen örnekler, ticari olarak temin edilen iki farklı marka ile karşılaştırılmış; laboratuvar ortamında geliştirilen ürünlerin daha homojen, stabil ve duyusal açıdan daha tercih edilebilir olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, söz konusu ürünler 9 ay boyunca raf ömrü takibine alınmış ve bu süre zarfında fiziksel stabilitenin korunduğu belirlenmiştir. Depolama sonucunda gellan gam ve karragenan 9 ay, narenciye lifi ortalama 7 ay, pektin ortalama 4 ay boyunca stabilitelerini korurken, ticari ürünler ortalama 3 ay stabilitelerini koruyabilmiştir.
Özet (Çeviri)
Considering today's lifestyle, economic system, technological and social structure, processed food products are consumed frequently. This situation necessitates diversity. Since consumption preferences are shifting towards functionality, the dairy industry must also keep up with this diversity. The dairy industry must be able to produce various milks such as chocolate, cocoa, protein and vitamin fortified, and fiber content added in stable form within the targeted shelf life. In the dairy industry, stability problems are experienced in the production of chocolate and cocoa milk within the targeted shelf-life. Milk producers report that they experience gelation problems after the second month of shelf life despite using stabilizers. Producers aim to produce milk that does not gelatinize during shelf-life, does not increase the fluidity of milk, and has the viscosity desired by the consumer. However, these problems cannot be solved with the stabilizers and process conditions used in current conditions. While milk produced with UHT technology is given a shelf-life of 6-9 months under normal conditions, various milks such as cocoa and protein increased have a shorter shelf-life. This leads to economic losses. In addition, the sedimentation problem along with the gelation problem constitutes an obstacle to differentiation in the dairy industry. Within the scope of the study, the effects of hydrocolloids with different structural properties such as gellan gum, carrageenan, pectin and citrus fiber were investigated in order to reduce gelation problems in milk-based cocoa beverages, prevent sedimentation and increase product diversity. Optimization studies were carried out in line with the central composite design (CCRD) by considering the hydrocolloid concentration (gellan gum and carrageenan: 0.0038 g/g – 0.046 g/g; pectin and citrus fiber: 0.038 g/g – 0.462 g/g) and homogenization pressure (58.58 bar – 341.42 bar) as independent variables. Optimum conditions were determined by targeting maximum water retention capacity (STK), minimum sedimentation and creaming index. The optimum point values were found as 0.04 g/g concentration and 220 bar for gellan gum; 0.0377 g/g concentration and 200 bar for carrageenan; 0.40 g/g concentration and 100 bar for pectin; and 0.40 g/g concentration and 270 bar for citrus fiber. Sedimentation and creaming index values were determined as 0% in cocoa milk samples prepared under these optimum conditions for each hydrocolloid, and this revealed high physical stability. In particle size analyses, the lowest value was determined in the gellan gum sample with 309.90±7.61 d.nm. The highest absolute values in terms of zeta potential were observed in systems containing gellan gum (-38.73 mV) and carrageenan (-37.80 mV), indicating that more stable emulsion systems were formed through stronger electrostatic repulsions. While the most homogeneous texture was seen in the carrageenan sample in microscope images; SEM images showed that systems containing carrageenan, gellan gum and citrus fiber formed more compact, holistic and devoid of air gap textures. In addition, the interactions between the main milk proteins (α-casein, β-casein, α-lactalbumin and β-lactoglobulin) and each hydrocolloid were investigated by molecular docking analyses; as a result of these analyses, it was shown that hydrogen bonds, salt bridges and hydrophobic interactions contribute to the stability of the system. Gellan gum had the greatest affinity with α-lactalbumin with a free binding energy of -7.8 kcal/mol. The physicochemical and textural properties of the systems were evaluated in detail by FTIR, SDS-PAGE, SEM-EDS, color measurements (L, a, b*), particle size, zeta potential and microstructure analyses. The samples produced under optimum conditions were compared with two different commercially available brands; it was shown that the products developed in the laboratory environment were more homogeneous, stable and preferable in terms of sensory. In addition, the products in question were followed up for 9 months of shelf-life and it was determined that the physical stability was maintained during this period. As a result of storage, gellan gum and carrageenan maintained their stability for 9 months, citrus fiber for an average of 7 months, pectin for an average of 4 months, while commercial products maintained their stability for an average of 3 months.
Benzer Tezler
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Bazı yer ve sırık fasulye çeşitlerinde optimal melezleme şartlarının tespiti üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
TÜRKAN KOÇLU