Değirmencilik yan ürünlerinden bonkalite un ve ruşeymin ekstrüde çerez üretiminde kullanımı
Utilization of wheat milling by-products red dog flour and wheat germ in extruded snack production
Yazar: NAZLI ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. NERMİN BİLGİÇLİ ; DOÇ. DR. ABDULVAHİT SAYASLAN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, besleyici ve fonksiyonel bileşenler açısından zengin olan değirmencilik yan ürünlerinden bonkalite un ve ruşeyme yeni kullanım alanı açarak katma değer kazandırmaktır. Bu kapsamda, çalışmanın ilk aşamasında yenilikçi bir gıda üretim yöntemi olan ekstrüzyon teknolojisi kullanılmış olup, mısır çerezi üretiminde yaygın olarak kullanılan mısır irmiğine ayrı ayrı olmak üzere farklı oranlarda bonkalite un ve ruşeym ilave edilmiş ve iki farklı ürün için proses şartları optimize edilmiştir. Bonkalite un katkılı ekstrüde mısır çerezi (BUKEMÇ) üretimi için nem içeriği, bonkalite un oranı ve vida hızı değişkenleri Box-Behnken Yanıt Yüzey Metodu (Box-Behnken-YYM); ruşeym katkılı ekstrüde mısır çerezi (RKEMÇ) üretimi için ise nem içeriği, ruşeym oranı, vida hızı ve nişasta katkılama oranı değişkenleri Merkezi Kompozit Tasarımı Yanıt Yüzey Yöntemi (MKT-YYM) kullanılarak optimize edilmiştir. BUKEMÇ için YYM ile optimize edilen şartlarda (vida hızı 468 dev/dk, nem içeriği %13.5, bonkalite un oranı %20 ve kalıp sıcaklığı 110 °C) üretim denemesi yürütülmüş ve doğrulamaları yapılmıştır. RKEMÇ için YYM ile optimize edilen şartlarda (kalıp sıcaklığı 140 °C, nem içeriği %14.97, ruşeym oranı %16 ve mısır nişastası oranı %30) deneme yürütülmüş ve doğrulamaları yapılmıştır. BUKEMÇ ve RKEMÇ için YYM'de tahminlenen tekstür analizi sonuçları ve fiziksel analiz sonuçları doğrulama denemelerinin sonuçları ile uyumlu ve istatistiksel olarak farksız (p>0.05) çıkmıştır. Daha sonra çalışmanın ikinci aşamasında bonkalite un ve ruşeym katkı oranı kademeli olarak artırılarak ayrı ayrı 4 farklı ürün daha elde edilmiştir. Optimum şartlarda üretilen, bonkalite un ve ruşeym oranı kademeli olarak artırılarak üretilen bonkalite un için 5 ürün (%20, 25, 30, 35 ve 40) ve ruşeym için 5 ürün (%16, 18, 20, 22 ve 24) olmak üzere toplamda 10 ürünün kimyasal bileşimleri (nem, protein, yağ, kül, fitik asit, diyet lifi, toplam fenolik madde ve antioksidan kapasite) ve duyusal özellikleri belirlenmiştir. Optimize edilen oranlarda bonkalite un (%20) ve ruşeym ilavesi (%16) ekstrüde çerezlerin fiziksel özelliklerini olumlu etkilerken, oranların artırılması ürünlerin fiziksel özelliklerini kısmen zayıflatmıştır. Bonkalite un ve ruşeym oranı arttıkça ekstrüde mısır çerezlerinin besleyicilik ve fonksiyonel özellikleri ise önemli düzeyde artmıştır.

Abstract:
The aim of the study is to add value to red dog flour and wheat germ that are rich in nutritionally important components. In this context, extrusion technology, an innovative food production method, was utilized and the process conditions were optimized by incorporating different amounts of red dog flour and wheat germ to the corn grit mostly used in conventional snack production. Process conditions of the extruded corn snacks containing red dog flour (ECSRF) and wheat germ (ECSWG) were separately studied and optimized. Moisture content, ratio of red dog flour and extruder screw speed were optimized by utilizing Response Surface Methodology with Box-Behnken Design. Moisture content, ratio of wheat germ, starch addition rate and extruder die temperature were also optimized using RSM with Central Composite Design (CCD). In the RSM studies, the extrusion conditions were optimized based on the physical properties of the products (hardness, crispness, brittleness, expansion rate, apparent density and porosity). Upon optimization, the best ECSRF production conditions were determined (screw speed: 468 rpm, moisture content of the mixture: 13.5%, die temperature: 110 °C) and the results were verified via experimental studies. Similarly, the best ECSWG production conditions were determined (die temperature: 140 °C, moisture content: 14.97%, germ ratio: 16% and starch ratio: 30%) and the results were also verified via experimental studies. For ECSRF and ECSWG, the RSM-predicted values of the textural and physical properties of the products were found to be indifferent from the results of the verification trials (p> 0.05). In the second stage of the study, 4 different products were obtained by gradually increasing the ratio of red dog flour and wheat germ. In total, 5 products for red dog flour (20, 25, 30, 35 and 40%) and 5 products for wheat germ (16, 18, 20, 22 and 24%) were produced under optimized conditions. Chemical compositions (moisture, protein, fat, ash, phytic acid, dietary fiber, total phenolic content and antioxidant capacity) and sensory properties of the 10 products were determined. While the addition of red dog flour (20%) and wheat germ (16%) at the optimized ratios positively affected the physical properties of the extruded corn snacks, the increase in the ratios of both red dog flour and wheat germ partially weakened the physical properties of the products. However, as the red dog flour and wheat germ ratio increased, the nutritional and functional properties of extruded corn snacks improved significantly.