Tam buğday unlu ekmeğin raf ömrü üzerine farklı ambalaj uygulamalarının etkisinin belirlenmesi
Determination of the effects of different packaging applications on shelf-life of whole-wheat flour bread
Yazar: FARNAZ NASERIFAR
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM ESMER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Buğday unu = Wheat flour ; Modifiye atmosfer ambalajlama = Modified atmosphere packaging ; Raf ömrü = Shelf life

Özet:
Bu çalışmada modifiye atmosfer ambalajlama (MAA) ve aktif ambalajlama teknolojileri kullanılarak %60 tam buğday unlu ekmeğin raf ömrünün uzatılması amaçlanmıştır. 2 aşamada gerçekleştirilen çalışmanın 1. aşamasında; tam buğday unlu ekmeğin modifiye atmosferde ambalajlamasında en uygun gaz kombinasyonunu belirlemek için, ekmekler polipropilen (BOPP) ve PA/EVOH/AYPE ambalaj malzemesi ile ambalajlanmıştır. Çalışmada 6 farklı grup oluşturulmuştur. Bunlar: katkı maddeli ve katkı maddesiz kontrol grubu olarak normal atmosferik ortamda (sırayla AP, AP+) ve 4 farklı gaz konsantrasyonunda (MAA30: %30 CO2+%70 N2, MAA50: %50 CO2+%50 N2, MAA70: %70 CO2+%30 N2, MAA100: %100 CO2) modifiye atmosferde ambalajlanmıştır. Oda sıcaklığında (25±2°C'de) 13 gün boyunca depolanmış örneklerde, 0, 3, 4, 5, 7, 10 ve 13. günlerde tepe boşluğu gaz analizi, pH, %nem, su aktivitesi analizi, STK, mavilik değeri, sertlik analizi, toplam küf-maya sayımı ve duyusal değerlendirme analizleri gerçekleştirilmiştir. 2. aşamada ise aktif ambalajlama uygulamalarından demir tozu bazlı oksijen tutucu (OT) şasetler kullanılarak, OT kullanımın ekmeğin kalite özellikleri ve raf ömrü üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, ekmek örnekleri polipropilen (BOPP) esaslı ambalaj malzemesi ile normal atmosferik ortamda, ambalajların içine OT eklenerek ambalajlanmıştır (AP+OTM1). Kontrol örneği olarak OT kullanılmadan ambalajlama yapılmıştır (AP). Bunun yanı sıra, ekmekler PA/EVOH/AYPE ambalaj malzemesi ile normal atmosferik şartlarda veya 1. aşama sonuçlarıyla belirlenen en uygun MAA gaz kombinasyonunda ambalajlanarak içerisine OT eklenmiştir (sırayla AP+OTM2 ve MAA+OTM2). MAA'nın OT kullanımına etkisini belirlemek amacıyla kontrol olarak OT kullanılmadan MAA uygulaması yapılmıştır. Oda sıcaklığında (25±2°C'de) 63 gün boyunca depolanmış örneklerde, 0, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 18, 26, 32 ve 63 günlerinde tepe boşluğu gaz analizi, pH, % nem, su aktivitesi analizi, STK, mavilik değeri, sertlik analizi, toplam küf-maya sayımı ve duyusal değerlendirme analizleri gerçekleştirilmiştir. 
1. aşama sonucunda tam buğday ekmeğinin raf ömrünü uzatmada en etkili gaz kombinasyonu %100 CO2 olarak belirlenmiştir. AP uygulamasında, MAA uygulamalarına göre, kullanılan ambalajın su buharı geçirgenliğinın farklı olmasından kaynaklı olarak % nem ve su aktivitesi değerlerinde daha fazla düşüş olmuştur. Ayrıca AP uygulamasında, STK ve mavilik değerindeki azalma MAA uygulamalarına göre daha fazla olmuştur. Farklı MAA uygulamaları ekmeklerin % nem, su aktivitesi değerlerinde bir farklılık yaratmamış, ancak STK ve mavilik değerindeki düşüş, CO2 gaz konsantrasyonundaki artışla hafif de olsa azalmıştır.  Sertlik değerlerine ise, yapılan ambalajlama uygulamalarının bir etkisi olmamıştır. Küf-maya sayımı sonuçlarında ise MAA uygulaması oldukça önemli farklılıklar yarattığı gözlemlenmiştir ve MAA100 en etkili gaz kombinasyonu olmuştur. AP örneklerinin mikrobiyal raf ömrü 3 gün iken, MAA100 örneklerinin mikrobiyal raf ömrü 13 güne kadar uzatılmıştır. Duyusal analiz sonuçlarında da MAA uygulamalarının etkisi önemli olmuş ve AP uygulamalarında 4 gün olan duyusal raf ömrü MAA100 uygulaması ile 13 güne kadar uzatılmıştır.
2. aşama sonuçlarında ise, OT kullanımı, örneklerin nem miktarlarını azaltıcı yönde bir etki göstermiştir. Su aktivitesi, STK, mavilik ve sertlik değerlerindeki değişme 1. aşamadaki durumla benzer şekilde gözlenmiştir. Küf-maya gelişiminde ise OT kullanımı oldukça etkili olmuş, MAA uygulamasında ya da PA/EVOH/AYPE malzemesi kullanılarak hava ile paketleme yapılmış örneklerde OT kullanılmasıyla 63. güne kadar küf-maya gelişimi gözlenmemiştir. Duyusal özellikler açısından, OT kullanımının hava ile paketlenen örneklerde, PA/EVOH/AYPE malzemesi kullanılması durumunda BOPP malzemesine göre etkisi önemli düzeyde olmuş ve duyusal raf ömrü <7 günden <13 güne kadar uzatılabilmiştir. Ancak MAA yapılmış örneklerde OT kullanımı duyusal raf ömrünü etkilememiş ve hem MAA hem de MAA+OT örneğinde duyusal raf ömrü 13 güne kadar kabul edilebilir bulunmuştur.

Abstract:
This study, it was aimed to extend the shelf life of 60% whole wheat flour bread by using modified atmosphere packaging (MAP) and active packaging technologies. The study was carried out in 2 stages: in phase 1; in order to determine the most suitable gas combination in modified atmosphere packaging of whole wheat flour bread, the bread was packaged with polypropylene (BOPP) and PA/EVOH/LDPE packaging material. Six different groups were prepared as follows: the control group with and without additives, in the normal atmospheric environment (AP, AP+ respectively) and at 4 different gas concentrations (MAA30: 30% CO2+70% N2, MAA50:50% CO2+50% N2: MAA70: 70% CO2:30% N2, MAA100: 100% CO2) packed in modified atmosphere.
In samples stored at room temperature (25±2°C) for 13 days, headspace gas analysis, pH, moisture content, water activity analysis, WHC, blue value, hardness analysis, total mold-yeast count, and sensory evaluation analyzes were performed on the days 0, 3, 4, 5, 7, 10 and 13. In the 2nd stage, the effect of oxygen scavenger (OS) using iron powder-based sachet which is one of the active packaging was investigated on the quality and shelf life of bread. In this context, the bread samples were packaged with polypropylene (BOPP) based packaging material, in a normal atmospheric environment, by putting OS into the packages (AP+OSM1). The control samples were packed without OS (AP). In addition, the bread was packaged with PA/EVOH/LDPE packaging material under normal atmospheric conditions or in the most suitable MAA gas combination determined by the results of 1st stage, with OS placed inside (AP+OSM2 and MAP+OS, respectively). To determine the effect of MAP on the usage of OS, MAP was applied without OS as a control. Headspace gas, pH, moisture content, water activity, WHC, blue value, hardness analysis, total mold-yeast count, and sensory evaluation were performed at 0, 3, 5, 7, 10, 13, 15, 18, 26, 32, and 63 days in samples stored at room temperature (25±2°C).
As a result of the 1st stage, the most effective gas combination in extending the shelf life of whole wheat bread was determined as 100% CO2. In comparison with the MAP applications, a greater decrease in moisture content and water activity values than in AP application is due to the different water vapor permeability of the packaging. In addition, the decrease in water holding capacity and blue value in AP application was higher than in MAP applications. Different MAP treatments did not make a difference in the moisture content and water activity values of bread, while WHC and blue values decreased slightly with the increase in CO2 gas concentration. The packaging applications did not affect the hardness values. In the mold-yeast count results, the MAP application created significant differences and MAP100 was the most effective gas combination. While the microbial shelf life of AP samples was 3 days, the microbial shelf life of MAP100 samples was extended up to 13 days. The effect of MAP applications on the results of the sensory analysis was also significant and the sensory shelf life of 4 days in AP applications was extended up to 13 days with MAP100 application.
In the results of the 2nd stage, the use of OT showed a decreasing effect on the moisture content of the samples. The changing of water activity, WHC, blue value, and hardness values have been observed similar to 1st stage. The usage of OS was very effective in the development of mold-yeast, and no mold-yeast growth was observed until the 63rd day in the case of using OS in the samples that were packaged with MAP or in the air packaged samples by using PA/EVOH/LDPE packaging material. In terms of sensory properties, the effect of OS usage in the air-packed samples, when PA/EVOH/LDPE packaging material has been used, compared to BOPP packaging material, has been significant and the sensory shelf life could be extended from <7 days to <13 days. However, the usage of OS in the MAP samples hasn't affected the sensory shelf life and the sensory shelf life has been acceptable for up to 13 days in both MAP and MAP+OS samples.