Pişirme parametrelerinin çilekli keklerin kalite özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of baking parameters on the quality properties of strawberry muffins
Yazar: SEDA YAYLALI
Danışman: PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Muffin tipi kekler günlük yaşamda sıklıkla tüketilen atıştırmalıklardan biridir. Farklı sıcaklıklarda ve pişirme fonksiyonlarında pişirilen muffinlerin kalite özellikleri de farklılık göstermektedir. Kabuk rengi, çatlak oluşumu, hacim, yükseklik ve sertlik özellikleri gibi pek çok faktör üzerinde sıcaklık ve pişirme fonksiyonunun önemi büyüktür. Yüksek sıcaklıkta ya da fanlı pişirme fonksiyonunda pişirilen muffinlerin pişmesi için daha kısa süre gerekmekte ve pişirme süresi de kalite özellikleri üzerinde ayrıca önem taşımaktadır. Bununla birlikte meyveler ya da meyve tozları da kek üretiminde sıklıkla kullanılmaktadır. Böylelikle atıştırmalık ürünlerin sağlık üzerinde olumlu etkileri bulunan çeşitli biyoaktif bileşenlerce zenginleştirilmesi mümkün olmaktadır.
Bu çalışma kapsamında farklı sıcaklık ve pişirme fonksiyonlarında pişirilen ve iki farklı formülasyonda hazırlanan muffinlerin kalite özellikleri incelenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılacak muffin formülasyonu belirlenirken fırın performans testlerinde belirtilen tarif referans alınmış olup; bu tarifin çilek tozu ile zenginleştirildiği yeni bir formülasyon oluşturulmuştur. Bununla birlikte 145 °C ve 175 °C olmak üzere iki farklı sıcaklıkta testler yürütülmüştür. Pişirme fonksiyonlarından statik ve turbo modlar tercih edilmiş olup; turbo modun düşük fan devrinde, yüksek fan devrinde ve kademeli fan devrinde çalıştığı durumlar test edilmiştir. Belirtilen şartlarda hazırlanan muffinlerin nem içeriği, hacim, yükseklik, tekstür, renk özellikleri gibi fiziksel özellikleri ve toplam fenolik madde, antioksidan kapasitesi gibi kimyasal analizleri gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak duyusal özellikleri de değerlendirilmiştir.
Yapılan çalışmalar aynı şartlarda pişirilen farklı formülasyondaki muffinlerden sade muffinlerin ortalama ağırlık kaybının çilekli muffinlerin ortalama ağırlık kaybına göre daha fazla olduğu görülmüştür. Farklı sıcaklıkların etkisi incelendiğinde düşük sıcaklıkta pişirilen muffinlerin ortalama ağırlık kaybının, yüksek sıcaklıkta pişirilen muffinlere kıyasla daha çok olduğu tespit edilmiştir. Farklı pişirme fonksiyonlarının etkisi incelendiğinde ise statik fonksiyonda pişirilen muffinlerin ortalama ağırlık kaybı turbo modda pişirilen muffinlere göre daha fazladır. Sıcaklık, pişirme fonksiyonu ve gıda tipi ağırlık kaybını istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde etkilemektedir (p<0.05).
Muffin bileşiminin yükseklik üzerine etkisi olduğu görülmüş olup, bileşimdeki un miktarı azaltılıp meyve tozu miktarı arttırıldıkça yüksekliğin de azaldığı tespit edilmiştir. Un miktarı fazla olan muffin hamurundaki gluten miktarı da fazladır ve glutenin gaz tutma kapasitesi sayesinde yükseklik de artmaktadır. Benzer bir şekilde muffinlerin yapısındaki un miktarının fazlalığı sayesinde sade muffinlerin hacminin de daha yüksek olduğu görülmüştür. Bununla birlikte 175 °C'de pişirilen muffinlerin yükseklik ve hacim değerlerinin, 145 °C'de pişirilen muffinlerin sahip olduğu değerlerden daha fazla olduğu görülmektedir. Yüksek sıcaklıkta hızlı pişirme uygulanan muffinlerin kabuk bölgesinde çatlaklı bir yapı görülmektedir, bu da yükseklik  ve hacim değerlerini etkilemektedir. Turbo fonksiyonda pişirilen muffinlerin yüksekliğinin statik fonksiyonda pişirilenlerden fazla olduğu tespit edilmiştir. Muffinlerin sahip olduğu hacimler sıcaklık, pişirme fonksiyonu ve muffin çeşidinden istatistiksel olarak önemli ölçüde etkilenmektedir (p<0.05).
Yapılan analizler sonucunda muffinlerin 175 °C'de pişirildiği durumda elde edilen ortalama nem içeriği 145 °C'de pişirilen muffinlerin nem içeriğinden yüksek bulunmuştur. Yüksek sıcaklıkta pişirme işleminde pişme süresi daha kısa olduğu için yüksek sıcaklıkta pişirilen muffinlerin nem içeriği daha yüksektir. Turbo modda pişirilen muffinlerin ortalama nem içeriği statik fonksiyonda pişirilen muffinlere göre daha yüksektir. Düşük fan devrinde pişirilen muffinlerin nem içeriği turbo modda pişirilen diğer muffinlerden istatistiksel olarak farklıdır (p<0.05). Buna ek olarak çilekli muffinlerin nem içeriğinin sade muffinlerden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir, bu durum da çilek tozunun nem içeriğinin unun nem içeriğinden yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Çalışmada kullanılan parametrelerden sıcaklık ve gıda tipinin muffinlerin nem içeriği üzerine etkisi incelendiğinde istatistiksel olarak bir farklılık olmadığı tespit edilmiştir (p>0.05). 
Çilek tozu ilavesi muffinin yoğunluğunu ve dolayısıyla sertlik değerlerini artırmış, bu nedenle çilekli muffinlerin kabuk bölgesi daha sert bulunmuştur. Düşük sıcaklıkta yani 145 °C'de ve  uzun sürede pişirilen muffinlerin kabuk bölgesi 175 °C'de pişirilen muffinlerin kabuğuna göre daha sert bulunmuştur. Turbo fonksiyonun düşük fan devrinde pişirilen muffinlerin kabuk bölgesinin en sert olduğu, yüksek fan devrinde pişirilen muffinlerin kabuk bölgesinin ise en yumuşak kabuk yapısına sahip olduğu görülmüştür. Muffinlerin kabuk sertliği sıcaklıktan, pişirme fonksiyonundan ve muffin çeşidinden istatistiksel olarak etkilenmektedir (p<0.05).
Muffinlerin kabuk bölgesinin ve iç kısmının L* (parlaklık) ve b* (sarılık) değerlerinin 145 °C sıcaklıkta pişirildiği durumda 175 °C'de pişirmeye kıyasla daha düşük olduğu; kırmızılığı ifade eden ortalama a* (kırmızılık) değerinin ise benzer olduğu görülmüştür. Muffin formülasyonuna çilek tozu ilave edilmesi sonucunda da muffinlerin kabuk bölgesinin ve iç kısmının L* (parlaklık) ve b* (sarılık) değerinin azaldığı; ortalama a* (kırmızılık) değerinin ise daha yüksek olduğu sonucu elde edilmiştir. 
Muffinlerin toplam fenolik madde içeriğinin 175 °C'de pişirildiği durumda daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Pişirme sıcaklığının yanı sıra pişirme süresi de toplam fenolik madde içeriği üzerinde etkili bulunmuş ve uzun süreli pişirmelerin toplam fenolik madde içeriğinde kayıplara yol görülmüştür. Çilekli muffinlerin de  formülasyona eklenen çilek tozunun kompozisyonu gereği toplam fenolik madde içeriğinin sade muffine göre önemli ölçüde yüksek olduğu görülmüştür. Statik pişirme fonksiyonunda pişirilen muffinlerin ortalama toplam fenolik madde içeriği turbo fonksiyonda pişirilen muffinlere göre daha yüksek bulunmuştur. Toplam fenolik madde miktarı sıcaklık, pişirme fonksiyonu ve muffin çeşidinden istatistiksel olarak etkilenmektedir (p<0.05).
Muffinlerin toplam antioksidan kapasitesi ABTS ve CUPRAC yöntemleri ile ölçülmüştür. ABTS yöntemine göre ölçülen toplam antioksidan kapasitesi için yüksek sıcaklıkta pişirmede daha yüksek sonuç elde edilmiştir. Pişirme fonksiyonlarından statik fonksiyonda pişirildiği durumda turbo fonksiyona göre daha yüksek antioksidan kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Farklı formülasyonlara sahip muffinlerden çilekli muffinin toplam antioksidan içeriğinin sade muffine göre daha yüksek olduğu görülmüştür. CUPRAC yöntemiyle ölçülen antioksidan kapasitesi üzerine sıcaklığın etkisi incelendiğinde yüksek sıcaklıkta pişirilen muffinlerdeki toplam antioksidan kapasitesinin daha yüksek olduğu görülmüştür. CUPRAC yöntemi ile antioksidan kapasitesinin ölçüldüğü durumda kademeli fan devrinde pişirilen muffinlerin en yüksek kapasiteye sahip olduğu tespit edilmiştir, ancak pişirme fonksiyonlarının muffinlerin antioksidan kapasitesi üzerinde istatistiksel olarak anlamlı bir etkisinin olmadığı görülmüştür (p>0.05). Muffin formülasyonunun toplam antioksidan kapasitesi üzerindeki etkisi incelendiğinde ise ABTS yöntemiyle benzer bir şekilde çilekli muffinde sade muffine göre önemli ölçüde yüksek bulunmuştur. Farklı iki yöntem ile ölçülen toplam antioksidan kapasitesi değerlerinin farklı olmasının sebebi bu yöntemlerin farklı prensipleri esas almasından kaynaklandığı söylenebilir.
Duyusal analiz değerlendirmeleri sonucunda sade muffinlerin çilekli muffinlere göre genel beğenisinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Farklı pişirme koşulları uygulanan muffinler arasında 145 °C'de ve turbo pişirme fonksiyonunun düşük fan devrinde pişirilen sade muffin en çok beğenilmiştir. Çalışma kapsamında incelenen parametrelerin muffin kalitesi üzerinde oldukça önemli olduğu görülmüştür.

Abstract:
Muffins are among the most frequently consumed snacks. The quality characteristics of muffins baked at different temperatures and different baking functions may also differ. Temperature and baking function are of great importance on many factors such as crust color, crack formation, volume, height and hardness properties of the muffin. Muffins baked at high temperature or with the fan baking function require a shorter baking time. Baking duration is also important for quality characteristics. Moreover, fruits or fruit powders are frequently used in bakery product formulations. Thus, the benefits of snacks are enhanced by enriching them with health-beneficial components such as antioxidants.
Within the scope of this study, the quality characteristics of muffins prepared with two different formulations baked at different temperatures and different baking functions were examined. While determining the muffin formulation to be used in the tests, the recipe specified in the oven performance tests was taken as reference; A new formulation has been created in which this recipe was enriched with strawberry powder. In addition, tests were carried out at two different temperatures, 145 °C and 175 °C. Static and turbo modes were preferred among the baking functions; Conditions in which turbo mode operates at low fan speed, high fan speed and gradual fan speed were tested. The physical properties such as moisture loss, volume, height, texture, color properties and chemical analysis such as total phenolic content and antioxidant capacity of the muffins prepared under the specified conditions were determined. In addition, sensory properties were also evaluated.
Analyses indicated that the average weight loss of plain muffins from different types of muffins baked under the same conditions was higher than that of strawberry muffins. When the effects of different temperatures were examined, it was found that the average weight loss of muffins baked at low temperatures was higher than that of muffins baked at higher temperature. Furthermore, the average weight loss of muffins baked in static function was found to be higher than that of muffins baked in turbo mode. It was observed that temperature, baking function and food type affect weight loss in a statistically meaningful difference (p<0.05).
Muffin formulation was found to have a significant effect on muffin height, and it was determined that the height decreased as the amount of fruit powder was increased by decreasing the amount of flour in the formulation. The amount of gluten in the muffin dough with a higher amount of flour was also high and the muffin height increased due to the gas holding capacity of gluten. Similarly, it was observed that the volume of plain muffins was higher due to the excess amount of flour in the structure of the muffins. However, the height and volume of muffins baked at 175 °C were found to be higher than those of muffins baked at 145 °C. Muffins baked with the fast baking function at high temperature had a cracked structure in the shell region, which affected the height and volume of muffins. It was determined that the height of muffins baked in turbo function was higher than those baked in static function. It was observed that temperature and muffin type affect volume in a statistically meaningful difference (p<0.05).
The average moisture content of muffins baked at 175 °C was found to be higher than that of muffins baked at 145 °C, becasue of the shorter baking duration at the higher temperature.. The average moisture content of muffins baked in turbo mode was higher than muffins baked in static function. In addition, the moisture content of strawberry muffins was higher than that of plain ones due to the higher moisture content of the strawberry powder compared to wheat flour. It was determined that temperature and muffin type did not statistically difference in moisture content of muffins (p>0.05).
The addition of strawberry powder increased the density and hence the hardness values of the muffins, therefore the crust region of strawberry muffins was harder. The crust region of muffins baked at low temperature, ie 145 °C and for a longer duration was harder than the crust of muffins baked at 175 °C. It was observed that the shell region of muffins baked at low fan speed of the turbo function was the hardest, while the crust region of muffins baked at high fan speed had the softest crust structure. The crust hardness of muffin is statistically affected by temperature, baking function and muffin type (p<0.05).
The L* and b* values of the crust region and inner part of muffins were lower for the muffins baked at 145 °C compared to 175 °C. It was observed that the average a* value expressing redness was similar. As a result of adding strawberry powder to the muffin formulation, the L* and b* values of the crust and crumb parts of the muffins decreased.
It was determined that the total phenolic content of muffins was higher when they were baked at 175 °C. Moreover, longer baking durations caused losses in the total phenolic content. It was observed that the total phenolic content of strawberry muffins was significantly higher than that of plain muffins due to the composition of strawberry powder. The average total phenolic content of muffins baked in static baking function was higher than muffins baked in turbo function. The total amount of phenolic substance is statistically affected by temperature, baking function and muffin type (p<0.05).
The total antioxidant capacity of muffins was measured using two different methods: ABTS and CUPRAC. With the ABTS method, greater capacity values were obtained using higher baking temperatures. Moreover, the turbo baking function yielded greater capacity values compared to the static function. It was observed that the total antioxidant capacity of strawberry muffins was higher than that of plain muffins. Using the CUPRAC method, higher baking temperatures resulted in higher antioxidant capacities. While muffins baked using time-varying fan speeds were observed to have the highest antioxidant capacity, those baked using different baking functions did not show a statistically meaningful difference (p>0.05). Finally, as with the ABTS method, the CUPRAC method also resulted in a greater antioxidant capacity for strawberry muffins compared to plain muffins. The differences observed in antioxidant capacity of muffins measured by different methods can be attributed to the different principles involved in analysis methods.
According to the sensory analysis, plain muffins were preferred over strawberry muffins. Moreover, plain muffins baked at 145 °C using the turbo baking function at low speeds were liked the most. Parameters evaluated in this study were observed to have a significant effect on muffin quality.