Nanoemülsiyon hazırlama teknolojisiyle D vitamini ile zenginleştirilmiş keçiboynuzu özütü ve peynir altı suyu proteini içeren izotonik sporcu içeceği geliştirilmesi
Development of an isotonic sports drink containing carob extract and wheel protein enriched with vitamin D by nanoemulsion preparation technology
Yazar: NİLSU ŞEVİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA ŞAHMURAT
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada amaç, tüketicilerin D vitaminine kolay erişimini sağlayarak günlük tüketime uygun doğal ve işlevsel bir ürün geliştirmek için fonksiyonel bir içecek olan sporcu içeceğinin D vitamini ile zenginleştirilmesidir. Çalışma kapsamında D vitamininin hidrofobik yapısı nedeniyle, geleneksel su ile karıştırma yöntemlerinin etkisiz olması nedeniyle ultrasonikasyon kullanan nanoemülsiyon hazırlama teknolojisine başvurulmuştur. Bağımsız değişkenler olarak Tween 80 (%0-2), peynir altı suyu proteini (WPC-70, %0-2) ve sonikasyon süresi (120-300 s) seçilmiş ve nanoemülsiyonlar için temel parametreler olan partikül boyutu (nm) ve zeta potansiyeli (ζ, mV) üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Nanoemülsiyon için istenen partikül boyutunu elde etmek için 100 watt ve 30 kHz frekansında çalışan ve çok küçük numune hacmi gerektiren bir sonikatör kullanılmıştır. Ancak istatistiksel analiz, sonuçların yanıt yüzeyi yöntemindeki herhangi bir modelle uyumsuz olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, emülgatör ekleme prosedürlerinde yapılan değişikliklerle birlikte 20 kHz frekansında 200 watt'lık bir sonikatörün kullanıldığı müteakip bir deney planı geliştirilmiştir. Merkezi tümleşik deney tasarım kullanılarak, %1-2 oranında Tween 80 ve WPC-70 emülgatörleri bağımsız değişkenler olarak belirlenmiş ve 10 dakikalık sabit bir sonikasyon süresi belirlenmiştir. Bu planda 266 nm'lik bir maksimum partikül boyutu ve -8.423 ila -13.567 mV arasında değişen zeta potansiyeli değerleri elde edilmiştir. Sonraki zeta potansiyeli ve partikül boyutu analizleri +4 °C'de, 7 ve 14 gün saklanan numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta 71,980 nm olarak ölçülen partikül boyutu 7. günde 81,04 nm'ye ve 14. günde 89,56 nm'ye yükselirken nanoemülsiyon özelliklerini korumaya devam etmiştir.

Abstract:
In this study, the objective was to enhance the vitamin D content of a sports drink, a functional beverage, in order to develop a natural and functional product suitable for daily consumption, providing consumers with easy access to vitamin D. In the scope of the study, traditional water-mixing methods are ineffective due to the hydrophobic nature of vitamin D. Therefore, nanoemulsion preparation technology using ultrasonication was utilized. The independent variables Tween 80 (0-2%), whey protein (WPC-70, 0-2%), and sonication time (120-300 s) were chosen, and their impacts on particle size (nm) and zeta potential (ζ, mV), key parameters for nanoemulsions, were investigated. A sonicator operating at 100 watts and a frequency of 30 kHz, requiring minimal sample volumes, was employed to attain the desired particle size for nanoemulsion. However, statistical analysis revealed that the results were incongruent with any model within the response surface method. Consequently, a subsequent experimental plan was devised, implementing a 200-watt sonicator at a frequency of 20 kHz, along with modifications to the emulsifier addition procedures. Utilizing a centralized integrated experimental design, emulsifiers Tween 80 and whey protein (WPC-70) at 1-2% and a consistent sonication time of 10 minutes were determined. This yielded a maximum particle size of 266 nm and zeta potential values ranging from -8.423 to -13.567 mV. Subsequent zeta potential and particle size analyses were conducted on samples stored at +4oCand on days 7 and 14. The initial particle size measured at 71.980 nm increased to 81.04 nm on the 7th day and 89.56 nm on the 14th day, while still retaining its nanoemulsion properties.