Puf kurutma yöntemi ile protein içeriği yüksek atıştırmalık et (dana nuarı) üretimi: Uygun ön işlem koşullarının belirlenmesi, puf kurutma işlem koşullarının optimizasyonu
Production of meat snack (round beef) having high protein content by explosion-puff drying: Determination of optimum pretreatment conditions, optimization of puff drying process conditions
Yazar: ANIL BODRUK
Danışman: PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında çoğu kırmızı ete göre daha düşük yağ içeriğine sahip olan dana nuarı, dokusunun gevşetilmesi, kurutma işleminin kolaylaştırılması ve izoelektrik pH' dan (5.4) mikrobiyal anlamda daha güvenli pH değerlerine indirilmesi amacıyla marine edilmiştir. Marine dana nuar etlerine dondurarak kurutma, mikrodalga ile kurutma ve sıcak hava ile kurutma (tepsili kurutucuda) yöntemleri kullanılarak ön kurutma işlemi gerçekleştirilmiş ve örnekler puf kurutma öncesi sahip olması gereken nem içeriklerine indirilmiştir. Sonrasında puf kurutma yöntemi ile dana nuar etlerinin yüksek proteinli atıştırmalık ürün formuna dönüştürülmesi işlemleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca puf kurutma işlem koşulları olan şişirme sıcaklığı, şişirme süresi ve vakum sıcaklığı bağımsız değişkenlerinin Box-Behnken deneme desenine göre optimizasyonu Design Expert paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Puf kurutma işlem koşullarının optimizasyonu öncesinde sabit puf kurutma koşullarında üretilen dana nuar eti örnekleri için en uygun ön kurutma yöntemi, işlem koşulları ve ön kurutulmuş ürün nem içeriği belirlenmiştir. Optimizasyon çalışması öncesinde sabit puf kurutma koşulunda üretilen et atıştırmalıkları içerisinden en uygun yöntem ve uygun nem içeriği koşulunun belirlenmesi için örneklerde protein içeriği, yağ, nem ve tuz içeriği ile yağ oksidasyonu derecesi (TBARS değeri), pH değeri, aw değeri, renk değerleri (L*, a* ve b*), % rehidrasyon oranı, % genişleme oranı, % ağırlık kaybı, yığın yoğunluğu, makro (tarama yöntemi) ve mikro yapıları (mikro-CT) ile duyusal özellikleri belirlenmiş ve dokusal özellikleri (sertlik, gevreklik) ölçülmüştür.
Ön kurutma denemeleri sonucunda dondurarak kurutma yönteminin örneğin dokusu, sertliği, mikro yapısı, düşük su aktivitesi değeri ve duyusal kriterlere göre en uygun yöntem olduğu belirlenmiştir. Dondurarak kurutma yöntemi ile 0.1 mbar basınçta % 30.0 ± 2.0 (yağ temel) nem içeriğine kadar ön kurutma uygulanan örneğin en uygun nem içeriği ve kurutma yöntemi koşuluna sahip olduğu belirlenmiş ve optimizasyon çalışmaları için bu ön kurutma koşulu kullanılmıştır.
Uygun ön kurutma yöntemi, nem içeriği ve koşulları belirlendikten sonra Box-Behnken deneme dizaynına göre bağımsız puf kurutma işlem koşulları olan şişirme sıcaklığı 100-125°C, şişirme süresi 10-20 dakika ve vakum sıcaklığı 70-90°C aralığındaki değerlerde optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Puf kurutma bağımsız işlem koşulları, atıştırmalık dana nuar etlerinin minimum su aktivitesi (aw) değeri (hedef 0.2), maksimum genişleme oranı, ve maksimum duyusal gevreklik değerleri hedef alınarak optimize edilmiştir. Box Behnken deneme dizaynına göre gerçekleştirilen 17 deneme sonucunda optimum puf kurutma işlem koşullarının; şişirme sıcaklığı 117.68°C, şişirme süresi 13.6 dakika ve vakum sıcaklığı 90°C olduğu belirlenmiştir. Belirlenen optimum işlem koşullarında 5 farklı doğrulama denemesi gerçekleştirilmiş ve modelden elde edilen koşullar deneysel olarak doğrulanmıştır.
Anahtar Sözcükler: Dana Nuarı, Dondurarak Kurutma, Sıcak Hava ile Kurutma, Mikrodalga ile Kurutma, Puf Kurutma, Et Atıştırmalığı

Abstract:
Inscope of this thesis, round beef meat which has a lower fat content than most red raw meat, was marinated in order to unloose its texture, to facilitate drying process and to reduce pH for safe limits of its microbial issue. Marinated round beef meats were pre-dried using freeze drying, microwave drying and hot air drying (in tray dryer) methods and the moisture content of samples was reduced to thedesired levels before puffing drying. Then, puff drying method was applied to convert the sample into the high protein snack food product. In addition, optimization of the puff-drying process conditions as puffing temperature, puffing time and vacuum temperature was carried out according to Box-Behnken design using the Design Expert package program. Optimum pre-drying method, process conditions and pre-dried product moisture content were determined for round beef samples produced under constant puffing drying conditions before the optimization of the puff drying process conditions. To determine the proper pre-drying method and suitable moisture content condition among the meat snacks produced under constant puffing drying conditions before the optimization study, protein content, fat, moisture and salt content and fat oxidation degree (TBARS value), pH value, water activity value, color values ( L *, a * and b *), rehydration rate %, expansion rate % , weight loss %, bulk density, macro (scanning method) and microstructures (micro-CT) and sensory properties were determined and textural properties (hardness, crispness) were measured.

As a result of pre-drying experiments, freeze drying method was found to be the most suitable method according to the texture, hardness and microstructure values lower water activity value and good sensory criterias. The sample having the most suitable moisture content and the drying method and the drying conditionswere determined as freeze-drying method with 0.1 mbar vacuum pressure condition and 30.0 ± 2.0 (wb) % moisture content and this pre-drying method and conditions were used during the optimization experiments. After determining the appropriate pre-drying method, moisture content and conditions, optimization studies were carried out according to Box-Behnken design in the range of independent puff drying process parameters; puffing temperature of 100-125°C, puffing time of 10-20 minutes and vacuum temperature of 70-90°C. The puff drying process conditions were optimizedtargeting the lowest water activity value (targetted was 0.2), maximum expansion rate and maximum sensorial crisppness of the round beef snacks. As results of 17 experiments which were carried out with Box behnken design, optimum puffing drying process conditions; the puffing temperature of117.68° C, the puffing time of 13.6 minutes and the vacuum temperature of 90°C were determined. 5 different validation experiments were performed under the determined optimum processing conditions and the results obtained from the model were experimentally verified.
Keywords: Round-beef meat, freeze drying, hot-air drying, microwave drying, puffing drying, meat snack