Vakum pişirmenin sert şeker kalite karakteristikleri üzerine etkisinin belirlenmesi ve işlem parametrelerinin optimizasyonu
Determination of the effect of vacuum cooking on hard candy quality characteristics and optimization of process parameters
Yazar: YAKUP ŞEN
Danışman: PROF. DR. NERİMAN BAĞDATLIOĞLU
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Sert şeker, sakarozun glukoz şurubu ve su ile 145°C'lere kadar pişirilerek 105°C'ye kadar soğutulup, içerisine asitlik düzenleyici, aroma verici ve gıda renklendiricisi katılıp karıştırılarak, şekillendirilen ve karbonhidrat açısından yüksek değere sahip bir üründür. Sert şekerin raf ömrü 28-32°C'de %41-55 bağıl nemli ortamda 18 ay, 22-28°C'de %30-40 nemli ortamda 30 aydır. Sert şekerin raf ömrünün uzunluğu ticari anlamda sert şeker endüstrisinin en önemli avantajıdır. Bu çalışma ile sert şekerde pişirme sıcaklığı minimize edilerek HMF oluşumunun artması önlenecektir. 

Bu çalışmada vakumlu pişiricide sert şeker üretimi için öncelikle etkili proses parametreleri Placket Burman dizaynı, optimum pişirme koşulları ise yanıt yüzey yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Optimizasyon çalışmasında sakaroz /glukoz şurubu oranı (%10-90), pişirme sıcaklığı (125-165°C), vakum şiddeti ((0)-(-760) mm-Hg) ve vakum süresi (120–600 saniye) bağımsız değişkenler olarak; suda çözünür kuru madde miktarı, renk, tad, sertlik, çözünme direnci, higroskopite, raf ömrü ve HMF miktarı ise bağımlı değişkenler olarak seçilmiştir.

Pişirme işlemi 4 faktörlü "Central Composite Rotatable" dizayn deneme planı izlenerek gerçekleştirilmiştir. Her bir bağımsız değişken için, uygulanacak deneysel tasarıma göre belirlenmiş merkez ve eksenel noktaları da içeren 8 farklı seviyede çalışılmıştır. 

Optimum işlem koşulları; desirability fonksiyonu yaklaşımı uygulanarak, sakaroz/glukoz şurubu oranı (%50.00), pişirme sıcaklığı 139.50°C, vakum şiddeti -760.00 mmHg ve vakum süresi 466.46 saniye olarak belirlenmiştir. Optimum noktada sert şekerde suda çözünür kuru madde miktarı %96.50, raf ömrü 12 ay, HMF miktarı 73.00 mg/kg, toplam duyusal özellikler; renk 53, çözünürlük %70.27, higroskopite %13.04, sertlik %43.93 ve tad %70.27 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
Hard sugar is cooked with sucrose glucose syrup and water to 145°C, cooling to 105°C, mixed with acidity regulator, flavor and food coloring agent, shaped and high value in terms of carbohydrate. Hard sugar shelf life is 29 months at 28-32°C, 18 months at 41-55% humidity and 30-40% at 22-28°C. The length of the hard sugar shelf life is the most important advantage of the hard sugar industry in the commercial sense. This study will prevent the increase of HMF formation by minimizing the hard sugar cooking temperature.

In this study, the effective process parameters for the production of hard sugar in the vacuum cooker were determined by Placket Burman design and optimum cooking conditions using the Response Surface Method. In the optimization study sucrose / glucose syrup ratio (10-90%), cooking temperature (125-165°C), vacuum intensity 0-760 mm-Hg and vacuum time (120-600 seconds) hardness, dissolution resistance, hygroscopicity, shelf life and HMF amount were chosen as independent variables.

The cooking process was carried out by following the 4-factor "Central Composite Rotatable" design trial plan. For each argument, it was studied at 8 different levels, including center and axial points determined according to the experimental design to be applied. 

Optimum processing conditions; sucrose / glucose syrup ratio (50.00 %), cooking temperature of 139.50°C, vacuum intensity of -760.00 mm-Hg and duration of vacuum of 466.46 seconds by applying the desarability function approach. The amount of water-soluble dry substance at the optimum point was 96.50%, the shelf life was 12 months, the amount of HMF was 73.00 mg/kg, total sensory characteristics; Color 53.16, solubility 70.27, hygroscopicity 13.04, hardness 43.93 and taste 70.27.