Mikroenkapsülasyon tekniğiyle üretilen farklı propolis ekstraktlarının ve bal tozunun kek üretiminde kullanılması
Using of different propolis extracts and honey powder produced by microencapsulation technique in cake production
Yazar: SULTAN ACUN
Danışman: PROF. DR. HÜLYA GÜL
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada çam, çiçek ve kestane gibi farklı kaynaklardan elde edilen propolisler uygun koşullarda ekstrakte edildikten sonra iki farklı kaplama materyali kompleksi (maltodekstrin/gam arabik ve β-siklodekstrin/gam arabik) ile mikroenkapsüle edilmiştir. Mikroenkapsülasyon işlemi için kullanılan maltodekstrin/gam arabik ve β-siklodekstrin/gam arabik kombinasyonunun en uygun oranı belirlenmiş ve özellikleri incelenmiştir. Elde edilen mikroenkapsüller ve bal tozu un ile yer değiştirme prensibine göre 4 farklı oranda (%2.5, 5, 7.5 ve 10) hamur formülüne ilave edilerek top kek üretimi gerçekleştirilmiştir.
Üretilen kekler oda sıcaklığında 7 gün boyunca depolanmıştır. Mikroenkapsüle edilen propolislerin ve bal tozunun kek üretiminde kullanılabilme olanakları ile depolama sırasında keklerde meydana gelen fiziksel ve fizikokimyasal değişimler belirlenmiştir. Bu özelliklerin belirlenebilmesi için ekstraktlar, mikroenkapsüller ve keklerin toplam fenolik madde ve antioksidan aktivite miktarı; mikroenkapsüllerin akışkanlık ve sıkıştırılabilirlik değerleri, keklerin protein, yağ ve kül içerikleri, tekstür parametreleri, hacim indeksi, pişme kaybı, simetri indeksi gibi yapısal özellikleri ve duyusal özellikleri tespit edilmiştir. Depolama süresince keklerin su aktiviteleri, ağırlıkları, hacim değerleri, tekstürel özellikleri, toplam fenolik madde ve antioksidan aktivite değerleri, biyoyararlılık oranları belirlenmiştir.  
Çalışma sonucunda farklı kaynaklardan elde edilen propolislerden çam propolisinin daha yüksek toplam fenolik madde ve antioksidan kapasiteye sahip olduğu belirlenmiştir(p<0.05). Maltodekstrin/gam arabik kullanılarak üretilen mikroenkapsüllerin daha yüksek fenolik madde, antioksidan aktivite ve mineral madde içeriğe sahip oluğu ancak β-siklodekstrin/gam arabik kullanılan mikroenkapsüllerin biyoyararlılık bakımından daha üstün olduğu belirlenmiştir. Mikroenkapsül ve bal tozunun ilave edilme oranının artmasına koşut olarak daha yüksek toplam fenolik madde, antioksidan aktivite ve mineral içeriğine sahip keklerin üretildiği ancak tüketicilerin mikroenkapsül ilavesinin genel olarak %5'in üzerinde olan kekleri tercih etmediği belirlenmiştir. Özellikle %10 oranında mikroenkapsül ilave edilen kekler duyusal analizlerde en düşük puanı almış, depolama ile mikroenkapsülasyonun maskelediği propolisin kendine has koku ve aromasının artmasıyla kabul edilebilirliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Bal tozunda ise bunun ilave edilme oranı arttıkça tüketicilerin beğenisi artmış ve %10 oranında eklenen bal tozu panelistler tarafından tercih edilmiştir. Mikroenkapsül ve bal tozu ilave edilerek üretilen kekler ilave edilme oranının artmasıyla daha yumuşak bir tekstüre sahip olduğu ve depolama süresince kontrol grubundan daha yumuşak özellik gösterdiği belirlenmiştir.
Sonuç olarak üretilen keklere mikroenkapsül ilave edilmesiyle, keklerin fenolik madde ve antioksidan aktivite değerleri artmış ve kekler daha fonksiyonel gıda haline gelmiştir. Artan ilave oranı keklerin yararlılığını arttırmış olsa da propolisin keskin tat ve kokusu tüketici tercihini sınırlandırmıştır. Mikroenkapsül ve bal tozu ilavesi keklerin tekstürel özelliklerini olumsuz etkilemiş, %2.5 oranında yapılan ilavelerin kontrol grubuna en yakın değerleri verdiği belirlenmiştir. Keklerin kimyasal, fiziksel, tekstürel ve duyusal özellikleri genel olarak incelendiğinde %5 oranında maltodekstrin/gam arabik kombinasyonu ile mikroenkapsüle edilen çam propolisi ilave edilmesinin, keklerin biyoyararlılığını arttırdığı belirlenmiştir. Önemli arı ürünlerinden biri olan propolisin mikroenkapsüle edilerek fonksiyonel top kek üretiminde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Arıcılığın ve arı ürünlerinin öneminin anlaşıldığı son günlerde, propolisin insanların günlük diyetinin önemli bir parçasını oluşturan tahıl ürünlerinde kullanılması ürünlerin değerinin artmasına katkı sağlayacaktır.

Anahtar kelimeler: Propolis, mikroenkapsül, bal tozu, top kek, antioksidan, tekstür

Abstract:
In this study, propolis obtained from different sources such as pine, flower and chestnut were extracted under suitable conditions and then microencapsulated with two different coating material complexes (maltodextrin/gum arabic and-cyclodextrin/gum arabic). The optimum ratio of maltodextrin/gum arabic and β-cyclodextrin/gum arabic combination used for microencapsulation process was determined and their properties were investigated. According to the principle of replacing with flour, microencapsules obtained in 4 different proportions (2.5, 5, 7.5 and 10%) and honey powder were added to produce cupcakes.The cakes produced were stored at room temperature for 7 days. The possibilities of using microencapsulated propolis and honey powder in cake production and physical and physicochemical changes in the cakes during storage were determined. To determine these properties, the total phenolic substance and antioxidant activity amount of extracts, microencapsules and cakes; The fluidity and compressibility values of microencapsules; protein, lipid and ash contents of the cakes, texture parameters and sensory properties of cakes were determined. During storage, water activities, cake weights, volume values, textural properties, total phenolic substance and antioxidant activity values, bioavailability rates of the cakes were determined.
As a result of the study, it was determined that pine propolis has higher total phenolic substance and antioxidant capacity (p<0.05) than the other propolis samples. It has been determined that microencapsules produced using maltodextrin/gum arabic have higher phenolic substance, antioxidant activity and mineral substance content, but microencapsules using β-cyclodextrin/gum arabic are superior in terms of bioavailability. It has been determined that the microencapsule and honey powder used have higher total phenolic substance, antioxidant activity and mineral content with the increase in the rate of addition, but consumers generally do not prefer cakes with more than 5% in microencapsule addition. Especially the cakes with 10% microencapsule added got the lowest score in sensory analysis, it was determined that the acceptability of propolis, which was masked by microencapsulation with storage, decreased with the increase of its unique smell and aroma. As the rate of addition of honey powder increased, the like of the consumers increased and the honey powder added at the rate of 10% was preferred by the panelists. It was determined that the cakes produced by adding microencapsule and honey powder had a softer texture with the increase in the rate of addition and showed a softer feature than the control group during storage.
As a result, by adding microencapsules to the produced cakes, the phenolic substance and antioxidant activity values of the cakes increased and the cakes became more functional food. Although the increased addition rate has increased the benefit of cakes, the pungent taste and smell of propolis has limited consumer preference. Addition of microencapsule and honey powder negatively affected the textural properties of the cakes, it was determined that the additions made at the rate of 2.5% gave the closest values to the control group. When the chemical, physical, textural and sensory properties of cakes were examined in general, it was determined that the production of pine propolis, which was microencapsulated with 5% maltodextrin / gum arabic combination, increased the bioavailability of cakes. It was concluded that propolis, one of the important bee products, can be microencapsulated and used in the production of functional cakes. Nowadays, the importance of beekeeping and bee products is understood and the use of propolis in cereal products, which is an important part of the daily diet, will contribute to the increase of the value of the products.

Keywords: Propolis, microencapsule, honey powder, cupcake, antioxidant, texture