Model jellerde tekstürel özelliklere bağlı olarak şeker salınımının belirlenmesi ve nümerik olarak modellenmesi
Determination and numerical modeling of sugar release based on textural properties in model gels
Yazar: SERPİL PEKDOĞAN GÖZTOK
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM PALABIYIK
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Jelatin = Gelatin ; Nişasta = Starch ; Pektin = Pectin ; Sayısal modelleme = Numerical modelling

Özet:
Bu tez çalışmasında, model jeller hazırlanarak stabilizatör olarak da tanımlanan jelatin (160, 200 ve 250 bloom), düşük metoksilli (DM) pektin ve modifiye mısır (MM) nişasta olmak üzere üç farklı 'hidrokolloid' bileşen kullanılmıştır. %30(g/g) sakkaroz içeren jellerin hidrokolloid oranları; farklı bloom değerine sahip jelatin %6, 8, 10 ve 12; DM pektin %1, 1.7, 2.4 ve 3.1, MM nişasta %2.5, 5, 7.5 ve 10 (g/g) oranlarında kullanılmıştır. Model jellerin içerdiği şekerin 25 °C'de %90'ının salınımının belirlenmesi için ortam1 (sadece karıştırma) ve ortam2 (karıştırma işlemiyle birlikte parçalama) olmak üzere iki farklı koşulda çalışılmıştır. Ortam1 ve 2'de hidrokolloidlerin salınım süreleri sırasıyla 45.00±0.00-517.00±0.00, 8.50±0.07-92.00±5.66 dk aralığındadır. Ortam1'de gerçekleşen şeker salınımında DM pektin örnekleri hariç en düşük hidrokolloid konsantrasyonlu ürün en kısa salınım süresine, en yüksek hidrokolloid konsantrasyonlu ürün ise en uzun salınım süresine sahip olmuştur (p<0.05). Ortam2'de gerçekleşen salınım ortam1'den daha kısa sürdüğü ve parçalama işleminin salınım üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Model jel örneklerine tekstür profil analizi gerçekleştirilmiştir. Hidrokolloid konsantrasyon artışının, sertlik üzerinde etkili olduğu tespit edilmiş ve yüksek konsantrasyona sahip jellerin daha sert oldukları tespit edilmiştir. MM nişastalı örnekler diğer örneklere göre daha düşük sertliğe sahiptirler. Sertlik, K, Young's modül değerleri ile salınım süreleri arasındaki ilişki tespit edilmiştir. Salınım işleminin efektif diffüzivite değerleri (Deff) Ortam1'de 0.22x10-8 ile 5.07x10-8 m2/s, Ortam2'de 18.47x10-8 ile 1.37x10-8 m2/s arasında olup parçalama işlemi Deff değerlerini arttırmıştır. Salınım işlemi iki farklı ortam için nümerik olarak modellenmiştir. İki farklı yöntemde de deneysel verilerle iyi uyum gösteren model geliştirilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: şeker salınımı, nümerik modelleme, pektin, nişasta, jelatin

Abstract:
ABSTRACT
DETERMİNATİON AND NUMERİCAL MODELİNG OF SUGAR RELEASE BASED ON TEXTURAL PROPERTİES İN MODEL GELS 
Serpil PEKDOĞAN GÖZTOK
Department of Food Engineering
 PhD Thesis
Supervisor: Assoc. Doc. Dr. İbrahim PALABIYIK
In this thesis, model gels were prepared and three different 'hydrocolloid' components were used as stabilizers, which are gelatin (160, 200 and 250 bloom), low methoxyl (LM) pectin and modified corn (MC) starch. Hydrocolloid ratio of gels containing 30% (g/g) sucrose; different bloom gelatin 6, 8, 10 and 12%; LM pectin 1, 1.7, 2.4 and 3.1, MC starch 2.5, 5, 7.5 and 10% (g/g) were used. In order to determine the release of 90% of the sugar contained in the model gels at 25 °C, two different conditions, treatment1 (mixing only) and treatment2 (shredding with mixing process) were studied. The release times of hydrocolloids in treatment1 and 2 ranged from 45.00±0.00-517.00±0.00, 8.50±0.07-92.00±5.66 minutes, respectively. Except for the LM pectin samples, the lowest hydrocolloid concentration product had the shortest release time and the highest hydrocolloid concentration product had the longest release time in the sugar release in Environment 1 (p <0.05). It has been determined that the release in ambient2 takes less time than ambient1 and that the fracture process has an effect on the release. Texture profile analysis was performed on the model gel samples. It has been determined that the hydrocolloid concentration increase has an effect on the hardness, the products with the highest rate have the hardest value. MC starch samples had lower hardness than other samples. The relationship between hardness, K, Young's modulus values and release times was determined. The effective diffusivity values (Deff) of the release process are between 0.22x10-8 and 5.07x10-8 m2/s in treatment1, 18.47x10-8 and 1.37x10-8 m2/s in treatment2, and the mixing process has increased the Deff values. The sugar release process is modeled numerically for two different environments. A model that fits well with experimental data was developed for both different methods.

Keywords: sugar release, numerical modeling, pectin, starch, gelatin