Vakum fırınlama tekniği ile bisküvilerin akrilamid içeriğinin azaltılması
Reducing acrylamide content in biscuits with vacuum baking technique
Yazar: HURİYE GÖZDE YILDIZ
Danışman: PROF. DR. TUNÇ KORAY PALAZOĞLU
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Akrilamitler = Acrylamides ; Bisküvi = Biscuit ; Bisküvi endüstrisi = Biscuit industry ; Fırınlama = Firing

Özet:
Bu çalışmada fırınlanma işlemi sırasında bisküvi hamurunun maruz kaldığı ısıl yükü azaltmak amacı ile geleneksel fırınlama işlemi ile vakum fırınlama tekniği kombine edilmiştir. Kombine yöntemle elde edilen örnekler, geleneksel fırınlama yöntemi ile elde edilen örnekler ile akrilamid içeriği ve kalite özellikleri açısından karşılaştırılmıştır.
Çalışmada bisküvi hamurları 3 mm kalınlık ve 50 mm çap olacak şekilde hazırlanmış ve fırınlama işlemleri 180⁰C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Geleneksel fırınlama işlemi tamamen atmosfer basıncı altında, kombine yöntem ise geleneksel yöntem ile kısmen fırınlanmış bisküvilerin pişirme işleminin vakum altında tamamlanması sureti ile gerçekleştirilmiştir. Fırınlama süreleri bisküvilerin son nem içeriği %3-3,5 olacak şekilde belirlenmiştir. Geleneksel ve kombine yöntem ile hazırlanan örnekler sırası ile 12 ve 11 (8 dakika geleneksel + 3 dakika 61 kPa, 8 dakika geleneksel + 3 dakika 41 kPa) dakika fırınlanmıştır. Geleneksel ve kombine yöntem ile fırınlama sırasında bisküvi iç sıcaklığı ısıl çift, yüzey sıcaklığı ise termal kamera yardımı ile ölçülmüştür. Elde edilen örneklerde kimyasal (LC-MS ile akrilamid analizi), fiziksel (yayılma oranı, renk, tekstür) ve duyusal analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ayrıca lumped kapasitans yöntemi kullanılarak geleneksel ve vakum fırınlama sırasında ısı transfer katsayısı belirlenmiştir.
Kombine yöntem ile elde edilen bisküvilerin akrilamid içeriğinde kontrol örneğine kıyasla yaklaşık %30 oranında bir azalma meydana geldiği görülmüştür. Bisküvilerde gerçekleştirilen fiziksel analiz sonuçlarından kombine yöntem ile hazırlanan bisküvilerin kontrol grubuna oranla daha fazla yayıldığı ve rengin daha açık olduğu anlaşılmaktadır. Örnekler arasında tekstür açısından önemli bir fark görülmemiştir. Duyusal analiz sonuçları da fiziksel analiz sonuçlarını destekler niteliktedir. Ayrıca, fırınlama basıncının azalmasıyla ısı transfer katsayısında bir azalma olduğu belirlenmiştir.
Bu çalışma ile literatürde ilk kez bisküvi yüzey sıcaklığı fırınlama işlemi boyunca termal kamera ile ölçülerek kaydedilmiş ve elde edilen yüzey sıcaklık profili son üründeki akrilamid miktarı ile ilişkilendirilmiştir. Çalışmanın sonuçları değerlendirildiğinde kombine yöntemin bisküvi benzeri fırıncılık ürünlerinde akrilamid içeriğini kalite özelliklerini değiştirmeksizin azaltmada umut verici bir teknoloji olduğu söylenebilir.

Abstract:
In this study, conventional baking was combined with vacuum baking tecnique in order to reduce the thermal load experienced by cookie dough during the baking process. The samples prepared by the combined method were compared to conventionally-baked cookies in terms of acrylamide content and quality characteristics.
Baking of cookie dough samples (3 mm thickness and 50 mm diameter) was performed at 180°C. Conventional baking process was conducted completely under atmospheric pressure, whereas combined method was performed by partially baking cookies conventionally then completing the baking process under a reduced pressure. Baking times were adjusted to yield cookies with a final moisture content of 3-3.5%. Samples prepared by conventional and combined methods were baked for 12 and 11 (8 minutes conventional + 3 minutes 61 kPa, 8 minutes conventional + 3 minutes 41 kPa) minutes, respectively. Surface temperature was recorded by using a thermal camera and internal temperature was measured by using a thermocouple. Chemical (acrylamide analysis by LC-MS), pyhsical (spread ratio, color, texture) and sensory analyses were conducted on the final products. In addition, heat transfer coefficient during conventional and combined baking was determined by using the lumped capacitance method.
Acrylamide content of cookies prepared by the combined method was about %30 lower than that of the conventionally baked sample. Biscuits prepared by the combined method also showed a greater spread and had a lighter color. No significant difference, however, was observed between samples in terms of texture. Sensory analysis results were found to support the intstrumental analysis results. Also, a slight decrease in convective heat transfer coefficient was also observed upon pressure reduction.   
With thist study for the first time in the literature, cookie surface temperature was recorded with a thermal camera throughout the baking process and was related to the amount of acrylamide level in the final product. Based on the results, it is concluded that vacuum-combined baking method is a promising technology to reduce the acrylamide content of bakery products without changing the quality characteristics.