Doğal katkı maddeleri kullanılarak gıda özelliklerinin iyileştirilmesi ve parametre optimizasyonunun incelenmesi
Improvement of food properties using natural additives and investigation of parameter optimization
Yazar: BİLGE ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. NİL ACARALI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Gıda sektöründe yeni özelliklerde kaliteli ürün elde etmek amacıyla doğal katkı maddelere olan talep gün geçtikçe giderek yükselmektedir. Gıda endüstrisinin en önemli sınıflarından biri olan süt ve süt ürünleri grubunda özellikle ürün stabilitesini sağlamak ve raf ömrünü uzatmak başta olmak üzere ürünü daha doğal içeriklerle zenginleştirmek ve ürünün değerini arttırmak amacıyla farklı teknolojik yöntemler uygulanmaktadır. Gıdaya eklenen doğal katkı maddeleri üründe viskozite arttırma, nem tutma, mikrobiyal duyusal ve yapısal özelliklerinin geliştirilmesi ile ürün performansını arttırmak amacıyla kullanılmakta olup endüstride doğal katkılara olan eğilim artarak devam etmektedir. Endüstriyel çalışmalarda süt ürünlerinde gıda stabilitesini korumak, raf ömrünü uzatmak ve ürün performansını üst düzeye çıkarmak amacıyla enkapsülasyon uygulamalarına yer verilmektedir. Uygulama amacına göre farklı enkapsülasyon metodları tercih edilmektedir. Bu çalışmada ev yapımı yoğurt numunelerine doğal katkı maddeleri olarak yumurta kabuğu tozu ve ayva çekirdeği müsilajı ilave edilerek yoğurdun fiziksel ve duyusal olarak kabul edilebilirliği yüksek, kaliteli bir ürün geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Design Expert optimizasyon metodu oluşturularak ayva çekirdeği müsilajının yoğurt viskozitesine olan etkisi sıcaklık, karıştırma süresi ve karıştırma hızı parametreleri yönünden değerlendirilmiştir. Yoğurt numuneleri içerisine ayva çekirdeği müsilajı viskoziteyi arttırmak, yumurta kabuğu tozu nem tutucu olarak raf ömrünü arttırmak ve yüksek kalsiyum içeriği ile ürünü besin değeri açısından zenginleştirmek amacıyla eklenmiştir. Yumurta kabuğu tozunun nem adsorplama performansını incelemek amacıyla adsorpsiyon izotermleri oluşturulmuş ve SPSS istatistiksel analiz programı ile uygun model denklemi belirlenmiştir. Ayrıca, en uygun enkapsülasyon metodunun uygulanmasıyla yoğurt numunelerinde aroma enkapsülasyonu gerçekleştirilerek duyusal özelliği yüksek ürün geliştirmek hedeflenmiştir. Enkapsülasyon tekniği olarak iyonik jelasyon yöntemi kullanılmıştır. Enkapsülasyonda aktif materyal olarak doğal elma aroması, kaplama materyali olarak toz haline getirilen karides kabuğu tozu ve ayva çekirdeği müsilajı kullanılmıştır.  Yapılan çalışmada ürünün kalitesini geliştirmek ve en doğru sonuca ulaşabilmek için farklı seviyelerde optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Yoğurdun kimyasal yapısındaki değişimleri incelemek ve ürün karakterizasyonunu tespit etmek amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), X- Işını Difraktometresi (XRD) analizleri yapılmıştır. Yoğurt örneklerinin renk, tat, kıvam, koku ve görünüm özelliklerini değerlendirmek amacıyla duyusal testler gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalar değerlendirildiğinde yoğurda eklenen doğal katkı maddelerinin yoğurdun fiziksel özelliklerini ve kalitesini iyileştirdiği gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Yoğurt, enkapsülasyon, viskozite, ayva çekirdeği müsilajı, karides kabuğu

Abstract:
The demand for natural additives is increasing daily with the purpose of achieve quality products with new features in the food industry. In the milk and dairy products category, which is one of the foremost classes of the food industry, different technological methods are applied in order to enrich the product with more natural ingredients and increase the value of the product, especially to ensure product stability and extend the shelf life. Natural additives added to food can increase viscosity, moisture retention, microbial, textural and sensory properties in the product. It is used to improve product performance by improving properties, and the trend towards natural additives in the industry continues to increase. In industrial studies, encapsulation practices are used in order to preserve food stability, extend shelf life and maximize product performance in dairy products. Different encapsulation methods are preferred according to the application aim. In the present study, it is mean to improve a high quality product with physical and sensory acceptability of yogurt by adding powdered egshell and quince seed mucilage as natural additives to homemade yogurt samples. By using the Design Expert optimization method, the effect of quince seed mucilage on yogurt viscosity was evaluated in terms of temperature, mixing time and mixing speed parameters.
Quince seed mucilage was put into the yogurt samples to enhance the viscosity and eggshell powder was appended as a humectant agent to extend the shelf life and enhancing the product in terms of nutritional value with its high calcium content. In order to examine the moisture adsorption performance of eggshell powder, adsorption isotherms were created and the appropriate model equation was determined with the SPSS statistical analysis program. Incidentally, it is targeted to enhancing of products with high sensory properties by performing aroma encapsulation in yogurt samples by implementing the most appropriate encapsulation technique. The ionic gelation method was utilized as the encapsulation technique. In encapsulation, natural flavoring was prefered as active material, powdered shrimp shells and quince seed mucilage were preferred as coating material. In addition, flavor encapsulation was carried out in yogurt samples by applying the most appropriate encapsulation method. In the study, optimization studies were carried out at different levels as improve the quality of the product and to achieve the best and correct result. Scanning Electron Microscope (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-Ray Diffractometry (XRD) analyzes were performed to examine the changes in the chemical structure of yogurt and to determine the product characterization. Sensory tests were carried out to evaluate the color, taste, consistency, odor and appearance properties of yogurt samples. Consequentially of the studies, it has been examined that natural additives added to yogurt improve the properties and quality of yogurt.
Keywords: Yogurt, encapsulation, viscosity, quince seed mucilage, shrimp shell