Ultrason ön uygulamalı ve mikrodalga kurutma yöntemi ile şeker pancarı posasından diyet gıda lifi eldesi
Dietary fiber production from sugar beet pulp with ultrasound pretreatment and microwave drying
Yazar: AYLİN ÖZGÜR GÖKSU
Danışman: PROF. DR. MAHMUT DOĞAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Diyet gıda lifleri sağlık açısından olumlu etkileri ve gıdalara kazandırdıkları özellikler nedeniyle gıda sanayinde sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak ülkemizde diyet gıda lifi üretimi yapılmamakta ve gerekli lifler ithal edilmektedir. Bu çalışmada şeker pancarı posasından teknolojik olarak en iyi özelliklere sahip diyet gıda lifi üretimi amaçlanmıştır. Bu amaçla farklı üretim yöntemleri uygulanmış ve uygulanan yöntemler için optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Uygulanan üretim yöntemleri 1. haşlama ve kurutma işlemlerinden meydana gelen klasik yöntem ile diyet lif üretimi; 2. ultrason uygulamasının klasik üretim yönteminde ön uygulama olarak kullanılması şeklinde ultrason ön uygulama ile diyet lif üretimi; 3. klasik üretim yönteminde kurutma aşamasında mikrodalga ile kurutma yöntemi kullanılarak şeker pancarı posasından diyet lif üretimleri şeklindedir. Yanıt yüzey yöntemi ile bu üç yönteme ait optimum proses parametreleri belirlenmiştir. Klasik yöntem için optimum proses parametreleri haşlama sıcaklığı 75 ᵒC, haşlama süresi 45 dakika, kurutma sıcaklığı 92.66 ᵒC, kurutma süresi 6.78 saat olarak; ultrason ön uygulama için optimum proses parametreleri ultrason güç (% amplitude) %73.50, ultrason uygulama süresi 29.58 dakika olarak ve mikrodalga kurutma yöntemi için optimum proses parametreleri mikrodalga güç 450 W, mikrodalga süre 67.95 dakika olarak belirlenmiştir. Ayrıca ultrason ön uygulama ve mikrodalga kurutma yöntemleri birlikte kullanılarak şeker pancarı lifi üretilmiştir. Dört farklı yöntem ile üretilen şeker pancarı lifleri karşılaştırılmış ve ultrason ön uygulama ile mikrodalga kurutma yöntemleri birlikte kullanılarak üretilen şeker pancarı lifinin su bağlama kapasitesi, yağ bağlama kapasitesi ve renk değerlerinden L* (aydınlık) değerinin diğer yöntemlere göre daha yüksek olduğu bulunmuştur. Bu nedenle şeker pancarı posasından teknolojik olarak en iyi özelliklere sahip diyet gıda lifi üretim yöntemi olarak ultrason ön uygulama ile mikrodalga kurutma yöntemlerinin birlikte kullanıldığı yöntem seçilmiştir. Bu yöntemle üretilen şeker pancarı lifleri üç farklı partikül boyutunda (<100 µm, 100-200 µm ve 200-300 µm) öğütülerek elenmiştir. Partikül boyutu arttıkça şeker pancarı liflerinin su bağlama kapasitesinin önemli ölçüde arttığı, yapılan toz akış analizlerinde partikül boyutu arttıkça kekleşme ve kohezyon değerinin azaldığı bulunmuştur (p < 0.05). Şeker pancarı lifi model gıda olarak seçilen kek ve köfte üretiminde %3 ve %6 oranlarında kullanılmış, model gıdalar üzerine olan kalite etkisi incelenmiştir. Şeker pancarı lifinin model kek örneklerine ilave edilmesi keklerin tekstürel özelliklerinden sertlik değerini artırmış, esneklik değerini ise azaltmıştır (p < 0.05). Şeker pancarı lifi ilavesi keklerin renginde koyulaşma meydana getirmiş ve duyusal açıdan keklerin beğenisini azaltmıştır. Köfte örneklerinde tekstürel özelliklerinden sertlik, sakızımsılık ve çiğnene bilirlik değerlerini artırmıştır (p < 0.05). Köftelerin pişme ve çap kayıplarını azaltmış, renginde açılma meydana getirmiştir. Ayrıca köftelere şeker pancarı lifi ilavesi duyusal açıdan beğeniyi artırmıştır.

Abstract:
Dietary fibers are often used in food industry since they provide foods with some properties and their positive effects on health. However, dietary fibers are not produced in our country so required fibers are imported. In this study, it was aimed to produce dietary fiber from sugar beet pulp with the best technological properties. For this purpose, different production methods were applied and optimum process parameters were determined for these methods. These methods are 1. dietary fiber production by the classical method consisting of boiling and drying processes; 2. ultrasound pretreatment method in the form of using as a pretreatment in the classical method; 3. microwave drying method which was applied in the drying stage of classical method for the production of dietary fiber from sugar beet pulp. The process parameters of these three methods were optimized using the response surface methodology. The optimum process parameters determined as the optimum process parameters of the classical method are boiling temperature 75 ᵒC, boiling time 45 minutes, drying temperature 92.66 ᵒC, drying time 6.78 hours; the optimum process parameters of ultrasound pretreatment are ultrasound power (amplitude %) 73.50%, ultrasound time 29.58 minutes; the optimum process parameters of microwave drying are microwave power 450 W, microwave time 67.95 minutes. In addition, ultrasound pretreatment and microwave drying methods were used together to produce sugar beet fiber. Sugar beet fibers produced by four different methods were compared and it was determined that sugar beet fiber produced by using ultrasound pretreatment and microwave drying methods together have higher water holding capacity, oil holding capacity and L* (lightness) value than other methods. For this reason, the method where ultrasound pretreatment and microwave drying methods were used together was selected as the production method of dietary fiber from sugar beet pulp having the best technological properties. The sugar beet fibers produced by this method were sieved by grinding in three different particle sizes (<100 µm, 100-200 µm and 200-300 µm). It was observed that water holding capacity of sugar beet fibers increased with increasing particle size, the caking and cohesion decreased with increasing particle size significantly (p < 0.05). Sugar beet fiber is used in 3% and 6% of the production of cakes and meatballs selected as model foods; the performance of sugar beet fiber was examined in the model foods. The addition of sugar beet fiber to the cakes increased the hardness value and decreased the springiness value (p < 0.05). Addition of sugar beet fiber darkened the color of cakes and reduced the sensory appreciation of cakes. It increased the hardness, gumminess and chewiness values of meatballs (p < 0.05). It reduced cooking losses and diameter losses of meatballs, caused lighter color. Furthermore, the addition of sugar beet fiber to meatballs increased sensory appreciation.