Ekstrüzyon pişirme ile enzime dirençli nişasta üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of enzyme resistant starch by extrusion cooking
Yazar: ZEYNEP SÜMER
Danışman: PROF. DR. HAMİT KÖKSEL ; YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA TUĞRUL MASATCIOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ekstrüzyon pişirme ile yüksek amilozlu mısır nişastalarından (Hylon V ve Hylon VII)  enzime dirençli nişasta (Tip 3) oluşumu ve elde edilen nişastaların fonksiyonel özellikleri ve jelatinizasyon-çirişlenme özelliklerini incelemektir. Hylon V ve Hylon VII 135 °C' de 30 dk otoklavlanmış, pullulanaz enzimi ile 48 saat 60°C' de dallanma noktaları kırılmıştır. Enzime dirençli nişasta (EDN) oluşturmak için, otoklav ve enzim uygulanmış nişasta örneklerine farklı besleme nem içeriklerinde (%50, %60 ve %70), vida hızı (100 rpm) ve namlu sıcaklık profili (60, 90, 120 ve 140°C) sabit tutularak ekstrüzyon uygulanmış ve 50°C' de kurutulmuştur. En yüksek EDN içeriği %60 besleme neminde ekstrüde edilen örnekte belirlenmiştir. Bu sebeple, 2. ve 3. Ekstrüzyon döngülerindeki besleme nemi %60 olarak ayarlanmıştır. Hem Hylon V hem de Hylon VII örneklerinde 2. Ekstrüzyon döngüsünden sonra Tip 3 EDN içeriği önemli miktarda artmıştır (p<0.05). 3. ekstrüzyon döngüsünden sonra elde edilen örneklerde de Tip 3 EDN içeriğinde artış gözlenmiş, değerler Hylon V ve Hylon VII için sırasıyla %45,8 ve %51,7 olarak belirlenmiştir. 2. ve 3. ekstrüzyon döngüleri arasındaki artış önemli bulunmamıştır. Bu nedenle ekstrüzyon döngü sayısı daha fazla arttırılmamıştır. Otoklav ve pullulanaz uygulanan örnekler ile ekstrüzyon döngüsü uygulanarak elde edilen tüm örneklerin çözünürlük ve su bağlama değerleri doğal nişastalara göre önemli düzeyde yüksektir (p<0.05). Doğal Hylon V ve Hylon VII nişastaları ile otoklav ve pullulanaz uygulanmış örnekler albümin çözeltisinin emülsiyon kapasitesini olumsuz yönde etkilememiştir. Ancak Hylon VII' den farklı sayıda ekstrüzyon döngüleri sonucu elde edilen örneklerin emülsiyon stabilitesi değerleri albumin çözeltisinin emülsiyon stabilitesi değerini değiştirmemiş veya olumlu yönde etkilemiştir. Otoklav ve pullulanaz uygulanmış Hylon V ve Hylon VII nişastaları ile ekstrüzyon döngüsü uygulanarak elde edilen tüm örneklerin L* değerlerindeki azalma ve b* değerlerindeki artış doğal Hylon V ve Hylon VII ile karşılaştırıldığında nispeten düşüktür. Bu nedenle bu çalışmada üretilen EDN örneklerinin, renk özellikleri üzerinde olumsuz bir etki yaratmadan ekmek vb fırıncılık ürünlerinin formülasyonunda kullanılabileceği düşünülmektedir. Örneklerin RVA viskozite özellikleri de incelenmiş ve tüm ekstrüde örneklerin viskozite değerlerinin oldukça düşük olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The objectives of this study were to investigate the effects of extrusion cooking  on enzyme resistant starch (RS3) formation in high amylose corn starches (Hylon V and VII), and to determine the functional and gelatinization- pasting properties of the enzyme resistant starch (RS3) preparations. Hylon V and Hylon VII were autoclaved at 135°C for 30 min and debranched with pullulanase at 60°C for 48 hr. For resistant starch (RS) formation, autoclaved and debranched starch samples were extruded under various feed moistures (50%, 60, and 70) at constant screw speed (100 rpm) and constant barrel temperature profile (60, 90, 120, and 140°C) followed by dried at 50°C. The highest RS3 content was observed in the sample extruded at 60% feed moisture. Therefore, feed moisture in the second and the third of the extrusion cycles was set at 60%. There were significant increases in the RS3 contents of both Hylon V and Hylon VII samples after the second extrusion (p<0.05). There were increases in the RS3 contents after the third extrusion and the RS3 contents reached to %45.8 and %51.7 for Hylon V and Hylon VII, respectively. However, the increases were not significant. Therefore, the numbers of extrusion cycles were not increased beyond three. 
Water solubility and water binding values of all of the autoclaved-pullanase treated Hylon V and Hylon VII samples and all of the extruded samples were higher than those of respective native starches. Native Hylon V and Hylon VII starches and autoclaved-pullulanase treated Hylon V and Hylon VII samples did not have deteriorative effect on the emulsion capacity of albumin solution. However the samples produced from Hylon VII at various extrusion cycles did not change or had improving effect on the emulsion stability of albumin solution. The decreases in L*  values and the increases in b* values of autoclaved-pullanase treated  and all of the extruded Hylon V and Hylon VII samples as compared to native Hylon V and Hylon VII were relatively low. Therefore, it was concluded that the RS samples obtained in the present study could be used in formulation of bread and other bakery products without much deterioration in their colour properties. RVA viscosity values of the samples were also investigated and the RVA viscosity values of  all extruded samples were found to be quite low.