Geri Dön

Use of chlorella vulgarıs ın development of a functıonal ıce cream

Fonksiyonel bir dondurmanın geliştirilmesinde chlorella vulgarıs kullanımı

PDF İndir

  1. Tez No: 972290
  2. Yazar: BÜŞRA YALÇIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Dondurma, içerisinde hava kabarcıkları, buz kristalleri, karbonhidratlar, şeker, proteinler, yağ kürecikleri ve minerallerin dağıldığı, sulu fazdan oluşan dondurulmuş kompleks kolloidal bir sistemdir. Süt ve süt türevlerine, stabilizör, emülgatör, renklendirici ve aroma vericilerin eklenmesiyle oluşturulan dondurma karışımı, ön ısıtma sonrası pastörizasyon ve homojenizasyon işlemlerinden geçirilerek soğutulma ve hava ile karıştırılarak dondurma işlemleri sonucunda elde edilir. Dondurma insan sağlığı açısından faydalı besinleri içeren ve keyifle tüketilen bir gıda ürünüdür. Ancak aynı zamanda yüksek oranda yağ ve şeker, tatlandırıcı ve renklendirici katkı maddeleri içeren bir gıda ürünüdür. Bu nedenle alternatif formülasyonlar geliştirilmekte ve doğal bileşenler kullanılarak besin değerinin, kalitesinin ve fonksiyonel özelliklerinin artırılması yönünde çalışmalar yapılmaktadır. Gıda ile sağlık arasındaki ilişkiyi gösteren araştırmaların artmasıyla tüketici talepleri doğrultusunda gıda endüstrisi, sağlığa faydalı ve fonksiyonel potansiyeli olan yeni ürünlerin geliştirilmesine yönelmiştir. Bu bağlamda, protein açısından zengin ve temiz etiketli gıdaların üretimi konusunda çalışmalar yapılmakta ve yeni ürünler geliştirilmektedir. Geleneksel protein kaynaklarının elde edilmesinde ortaya çıkan çevresel etkiler, kaynak kullanımının ve maliyetin yüksek olması sebebiyle sürdürülebilir alternatif protein kaynakları bulmak giderek daha önemli hale gelmiştir. Bu alanda araştırılan alternatif protein kaynaklarından birisi de mikroalglerdir. Mikroalgler antik çağlardan beri insan ve hayvan beslenmesinde kullanılan gıda kaynaklarıdır. Son yıllarda mikroalgler zengin besinsel içeriği ile farklı gıda ürünü formülasyonlarında kullanılmaya başlanmıştır. Dondurma üretiminde farklı bir renk vermek, stabilizör veya emülgatör yerine kullanmak amaçlarıyla mikroalglerin kullanımı araştırılmaktadır. Chlorella vulgaris hem tatlı suda hem de denizi suyunda bulunan tek hücreli yeşil bir mikroalg türüdür. Biyokütlesinde yüksek oranda protein, lipit, karbonhidrat, B grubu vitaminler ve mineral içermektedir. Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarafından“yeşil sağlıklı gıda”olarak tanımlanan C. vulgaris, FDA tarafından verilmiş GRAS statüsüne sahiptir. Ayrıca, besin içeriğinin zengin olmasının yanı sıra antioksidan aktivite ve bağışıklık sistemini destekleyici aktiviteleri bulunmaktadır. Bileşimi, rengi ve sağlık faydaları sebebiyle C. vulgaris biyokütlesinin içecek, atıştırmalıklar ve takviyeler gibi çeşitli ürünlerin geliştirilmesinde kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu çalışmada amaç, farklı oranlarda C. vulgaris biyokütlesinin dondurma formülasyonunda stabilizörler yerine kullanım potansiyelinin araştırılmasıdır. Alg biyokütlesi tozu ilaveli ve ilavesiz dondurmalar sahleple üretilmiştir. Dondurma örneklerinin fiziksel, kimyasal ve duyusal analizleri yapılarak alg biyokütlesi ilavesinin etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmada 5 farklı dondurma formülasyonu geliştirilmiştir. Tüm formülasyonlarda kuru madde ve yağ oranının sabit tutulması hedeflenmiştir. Baz formülasyon az yağlı dondurma bileşimine göre oluşturulmuş ve %0,5 stabilizör karışımı içeren Kontrol numunesi olarak adlandırılmıştır. Baz formülasyondaki stabilizör ve yağsız süt tozunun bir kısmı yerine %1 ve %3 oranlarında C. vulgaris biyokütlesi eklenerek alg ilaveli Alg1 ve Alg3 numuneleri elde edilmiştir. Bu numunelere karşılık gelen Kontrol1 ve Kontrol3 numunelerinde ise ilave edilen alg miktarına göre yağsız süt tozu oranı artırılmıştır. Formülasyondaki bileşenler 65 ˚C'de karıştırılmış ve toz halinde alg biyokütlesi ilave edilmiştir. Karışım 85 ˚C'de pastörize edilerek 210 bar basınç ve 75˚C sıcaklıkta homojenizasyonu gerçekleştirilmiştir. Karışım 4 ˚C'ye soğutularak 24 saat olgunlaştırılmıştır. Daha sonra karışım dondurucuda çırpılarak dondurulmuştur. Elde edilen dondurma örnekleri -28 ˚C'de sertleştirilmiş ve depolanmıştır. Çalışmada olgunlaştırılan dondurma karışımında pH, bileşim, viskozite ve hacim artış oranı analizleri yapılmıştır. Dondurma örneklerinde ise, erime özellikleri, renk, doku ve duyusal analizler yapılmıştır. Dondurma karışımlarının kuru madde içeriği %37 ve yağ içeriği %5,4 olarak bulunmuştur. Örneklerin protein içeriği alg ilavesi ve yağsız süttozu oranına bağlı olarak değişmiştir. Baz Kontrol örneğine göre, protein içeriğinde Alg1 örneğinde %29 ve Alg3 örneğinde %70 oranında artış meydana gelmiştir. Dondurma karışımlarının pH değeri 6,32 ile 6,56 arasında değişmiş olup en yüksek pH Alg3 örneğinde ölçülmüştür. Alg biyokütlesinin pH değerinin 7,03 olması sebebiyle örneklerin pH'larında artış olsa da bu artış dondurma için kabul edilebilir düzeyde bulunmuştur. Dondurma karışımlarının hacim artış oranları %43 ile %49 arasında değişmiştir. En yüksek hacim artış oranı %49 ile kontrol ve Alg3 örneklerinde ölçülürken, en düşük hacim artışı %43 olarak Alg1 örneğinde ölçülmüştür. Alg ilavesi dondurma karışımlarındaki viskozite değerini düşürmüştür. Kontrol örneklerinde 1274-1278 mPa.s olarak ölçülen viskozite değeri, Alg1 örneğinde 864 m.Pa.s ve Alg3 örneğinde 993 m.Pa.s olarak ölçülmüştür. Dondurma örneklerine uygulanan erime analizlerinde alg ilave edilen örneklerde erime süresinin uzadığı ve erime oranının azaldığı belirlenmiştir. En yavaş erime ve en düşük erime oranı Alg3 örneğinde tespit edilmiş ve bunu Alg1 örneği takip etmiştir. En hızlı erime ve en yüksek erime oranı ise baz Kontrol örneğinde saptanmıştır. Dondurmada alg biyokütlesi kullanımı dokusal özellikleri etkilemiştir. En yüksek sertlik Alg1 örneğinde saptanmış, bunu Kontrol1 ve Kontrol3 örnekleri takip etmiştir. Alg3 örneğinin sertliği, Kontrol3 örneğine göre daha düşükken Kontrol örneğinin sertliği ile benzer bulunmuştur. Dondurma örnekleri arasında renk analizlerinde de farklılıklar gözlenmiştir. Alg ilave oranının artırılmasıyla yeşil renk koyulaşmıştır. İki ay depolama sonrasında, kontrol örneklerinin renk değerlerinde, L*, a* ve b*, düşük oranda bir değişim meydana gelirken, alg ilaveli örneklerin renk değerlerinde daha fazla değişim olduğu gözlenmiştir. Tüm örneklerde depolama sonrasında L* değeri azalmış ve renk koyulaşması meydana gelmiştir. Bununla birlikte, örneklerin başlangıçta negatif olan a* değerinin negatifliği artmış ve yeşil tonlara doğru bir eğilim gözlenmiştir. Buna ilaveten, başlangıçta pozitif olan b* değeri depolama sonrasında kontrol örneklerinde artarken, alg ilaveli örneklerde azalmıştır. Bu durum kontrol örneklerinde sarı tonlara bir yönelim olduğunu ancak alg ilaveli örneklerde mavi tonlara yönelim olduğunu göstermiştir. Bu değişimlere rağmen alg ilaveli örneklerin yeşil renklerini gözle görülür düzeyde korudukları saptanmıştır. Dondurma örneklerine yapılan duyusal analizlerde, yapı ve tat ile ilgili özellikleri tanımlayıcı duyusal analiz metoduna göre saptanmıştır. Sertlik, çiğnenebilirlik, havalı yapı ve kayganlık puanları kontrol örneklerinde ve Alg3 örneğinde Alg1 örneğine göre daha yüksek bulunmuştur. Bununla birlikte ağızda erime hızı alg ilaveli örneklerde yüksek bulunmuştur. Yağlı yapı açısından tüm örnekler benzer bulunmuştur. Tüm örnekler tatlılık açısından benzer puanlar alırken, süt, kaymak ve vanilya tatları açısından alg ilaveli örnekler kontrol örneklerine göre düşük puanlar almışlardır. Tüm duyusal özelliklerin bir arada değerlendirildiği genel kabul edilebilirlik açısından, kontrol ve Alg1 örnekleri benzer bulunurken, Alg3 örneği daha düşük puan almıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre, C. vulgaris biyokütlesi eklenerek dondurmada protein içeriği yükseltilebilir ve dolayısıyla besin değeri artabilir. Alg eklenmesi dondurma karışımının viskozitesini ve hava ile hacim artışını azaltmıştır. Alg eklenen dondurma örneklerinde sertliğin arttığı ve erimenin azaldığı tespit edilmiştir. Ancak bu olumsuzlukların duyusal analizlerde panelistler tarafından algılanmadığı tespit edilmiştir. Alg ilavesinin tatlı tat dışındaki tat algısını biraz azalttığı saptanmıştır. Algi %1 oranında içeren dondurma örneği, bazı doku özellikleri açısından düşük puanlar alsa da panelistler tarafından %3 oranında alg içeren örneğe göre daha kabul edilebilir bulunmuştur. Bu durumun özellikle Alg3 örneğindeki koyu yeşil renkle ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır. Dondurmada stabilizör yerine alg kullanımının mümkün olduğu ancak kullanılan alg oranının önemli olduğu saptanmıştır. Kullanılan alg oranının dondurmanın fiziksel ve duyusal özellikleri gözönünde bulundurularak optimize edilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

Ice cream is a frozen, complex colloidal system composed of a continuous aqueous phase in which air bubbles, ice crystals, carbohydrates, sugars, proteins, fat globules, and minerals are dispersed. The ice cream mix, prepared from milk and milk derived ingredients along with stabilizer, emulsifier, colorant, and flavoring agents, undergoes preheating, pasteurization, and homogenization, followed by cooling and freezing during which air is incorporated. With the growing number of studies demonstrating the link between food and health, consumer demand has increasingly shifted toward the development of health-promoting and functional products. Health-conscious consumers have fueled a global rise in demand for protein-rich, clean-label foods, and the decline of conventional protein sources due to environmental concerns has underscored the importance of sustainable alternatives. Although ice cream is a widely enjoyed food that provides beneficial nutrients, its high fat and sugar contents as well as the use of food additives are perceived negatively by consumers. This has made ice cream an attractive product for exploring alternative formulations. Microalgae, used in human and animal nutrition since ancient times, are promising candidates for this purpose due to their rich nutritional profiles. Chlorella vulgaris, a unicellular green microalga found in both fresh and marine waters, is especially valued for its high content of proteins, lipids, carbohydrates, B vitamins and minerals. Defined as a“green healthy food”by the Food and Agriculture Organization (FAO) and granted GRAS status by the FDA, C. vulgaris is increasingly being used in smoothies, snacks, and supplements due to its nutritional value as well as its antioxidant activity and immune-boosting properties. The aim of this study was to investigate usage potential of C. vulgaris biomass as a stabilizer substitute in ice cream formulations. Algal biomass powder was used at two different levels. Ice cream samples were produced with and without the addition of algal powder. Physical, chemical, and sensory analyses of the ice cream samples were conducted to evaluate the effects of algal biomass addition. Ice creams were produced with and without algal biomass powder. Physical, chemical, and sensory analyses of ice cream samples were conducted to evaluate the effects of biomass addition. Five different ice cream formulations were developed in the study. The aim was to maintain constant dry matter and fat content in all formulations. The base formulation was developed according to the composition of low-fat ice cream and was designated as the Control sample which contained 0.5% stabilizer. Algae-added samples were obtained by adding 1% (Algae1) and 3% (Algae3) C. vulgaris biomass powder instead of the stabilizer and some of the skim milk powder in the base formulation. In the corresponding Control1 and Control3 samples, the skim milk powder ratio was increased according to the level of algal biomass. The ingredients in the formulation were mixed at 65 ˚C, and algal biomass was added. The mixture was pasteurized at 85 ˚C and homogenized at 210 bar pressure and 75 ˚C temperature. The mixture was cooled to 4 ˚C and aged for 24 hours. The mixture was then frozen in the freezer by whipping. The resulting ice cream samples were hardened and stored at -28 ˚C. Ice cream mixtures were analysed for pH, composition, viscosity, and overrun analyses. Ice cream samples were analysed for melting, color, texture, and sensory properties. The dry matter content of the ice cream mixtures was found to be 37% and their fat content was 5.4%. The protein content of the samples varied depending on the algae addition and the proportion of skim milk powder. Compared to the base Control sample, the protein content increased by 29% in the Algae1 sample and 70% in the Algae3 sample. The pH values of the ice cream mixtures ranged from 6.32 to 6.56, with the highest pH measured in the Algae3 sample. Although there was an increase in the pH of the samples due to the pH value of the algal biomass being 7.03, this increase was found to be acceptable for ice cream. The overrun of the ice cream mixtures ranged from 43% to 49%. The highest overrun of, 49%, was measured in the control and Algae3 samples, while the lowest volume increase, 43%, was measured in the Algae1 sample. The addition of algae reduced the viscosity of the ice cream mixtures. The viscosity values measured were 1274-1278 mPa.s in the control samples, 864 mPa.s in the Algae1 sample, and 993 mPa.s in the Algae3 sample. Melting analyses performed on ice cream samples revealed that the melting time was prolonged and the melting ratio decreased in samples containing algae. The slowest melting and the lowest melting ratio were found in sample Algae3, followed by sample Algae1. The fastest melting and the highest melting rate were found in the base Control sample. The use of algal biomass in ice cream affected textural properties. The highest hardness was found in sample Algae1, followed by Control1 and Control3 samples. While the hardness of sample Algae3 was lower than that of sample Control3, it was similar to that of the Control sample. Differences were also observed in the color analyses of the ice cream samples. Increasing the algae addition resulted in a darker green color. After two month of storage, control samples showed a slight change in color values of L*, a*, and b*, while samples with added algae showed a greater change in color values. All samples showed a decrease in L* showing darkening in color after storage. However, the initially negative a* values of the samples became more negative, and a trend toward green tones was observed. Additionally, the initially positive b* value increased in control samples after storage, while it decreased in algae-added samples. This indicated a trend toward yellow tones in the control samples, while algae-added samples tended toward blue tones. Despite these changes, the algae-added samples visibly retained their green color. In sensory analyses of ice cream samples, texture and flavor characteristics were determined using a descriptive sensory analysis method. Hardness, chewiness, airiness, and slipperiness scores were found to be higher in the control samples and the Algae3 sample compared to that of the Algae1 sample. However, melting speed was found to be higher in the algae-added samples. All samples were found to be similar in terms of fatty mouthfeel. All samples received similar sweetness scores, while the algae-added samples received lower scores for milk, cream, and sahlep flavors than the control samples. In terms of overall acceptability, where all sensory properties were evaluated together, the control and Algae1 samples were found to be similar, while the Algae3 sample received lower scores. According to the results obtained in this study, the protein content of ice cream can be increased with the addition of C. vulgaris biomass, thus enhancing nutritional value. The addition of algae reduced the viscosity and the overrun of the ice cream mixture. Increased hardness and decreased melting were observed in ice cream samples with algae. However, these negative effects were not perceived by the panelists in sensory analysis. The addition of algae was found to slightly reduce taste perception, except for sweetness. Although the ice cream sample containing 1% algae received lower scores for some textural properties, the panelists found it more acceptable than the sample containing 3% algae. This was particularly related to the dark green color in the Algae3 sample. It was determined that using algae instead of stabilizers in ice cream is possible, but the substitution level is important. It was concluded that the algae level used should be optimized in the formulation by considering the physical and sensory properties of the ice cream.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    766518

    Chlorella vulgaris'in mısır ekmeğine ilavesinin ekmek kalite kriterleri ve hamur reolojisi üzerine etkisi

    The effect of adding Chlorella vulgaris to corn bread on bread quality criteria and dough rheology

    FATMA DEMİRCİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gıda MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE NESLİHAN DÜNDAR

  2. Tez No

    782115

    Elektrokoagülasyonlu biyodizel atık suyu ile biyofilm tabakasında Chlorella Vulgaris üretimi ve atık suyun arıtımı

    Production of Chlorella Vulgaris in biofilm layer with electrocoagulation biodisel wastewater and treatment of wastewater

    BÜŞRA ÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Çevre MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL AYHAN ŞENGİL

  3. Tez No

    1018740

    Chlorella vulgaris ve spirulina platensis mikroalg türlerinin domateslerde bitki gelişimi ve bakteriyel benek hastalığı (pseudomonas syringae pv. tomato) üzerine etkileri

    Effects of chlorella vulgaris and spirulina platensis microalgal species on plant growth and bacterial spot disease (pseudomanas syringae pv. tomato) in tomatoes

    HAYDAR KURT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    ZiraatSelçuk Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KUBİLAY KURTULUŞ BAŞTAŞ

  4. Tez No

    432090

    Tam ölçekli çöp sızıntı suyu arıtma tesisi çıkış suyunda mikroalg kültürlerinin geliştirilmesi ve enerji üretim potansiyellerinin belirlenmesi

    Algal grown on effluent of a full-scale landfill leachate treatment plant and energy production potential

    TUBA GENÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Çevre MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BESTAMİ ÖZKAYA

  5. Tez No

    608779

    Chlorella Vulgaris'de biyodizel hammaddesi üretimi üzerine borlu bileşiklerin etkilerinin değerlendirilmesi

    Evaluation of the impact of boron compounds on biodiesel feedstock production from Chlorella Vulgaris

    FEYZULLAH YİLMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Biyoteknolojiİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGAY ÇAKMAK

Geri Dön