Antioksidan biyoaktifler ile zenginleştirilmiş toz içecek üretimi
Powdered beverage production enriched with antioxidant bioactives
Yazar: UĞURCAN AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ÇİĞDEM PALA
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Aronya meyvesi (Aronia melanocarpa) yüksek antosiyanin ve proantosiyanidin içeriğine sahip, toplumdaki ilgisi son zamanlarda artan bir meyvedir.  Bu özelliklerinden dolayı aronya biyoaktifleri ile antioksidanlarca zenginleştirilmiş içecek tozu üretilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada öncelikle, aronya biyoaktiflerinin su ekstraksiyonu üzerine homojenizasyon, enzim ve ultrases uygulamalarının etkisi incelenmiştir. Aronya su ektraktı (ASE)'nda bulunan biyoaktiflerin enkapsülasyonu, maltodekstrin (MD), gam arabik (GA), inülin (IN) ve ksantan gam (KG) taşıyıcı materyalleri kullanılarak oluşturulan dört farklı formülasyonun (F:ASE/MA, F:ASE/GA, F:ASE/GA+IN ve F:ASE/GA+KG+IN) dondurarak kurutma (liyofilizasyon/freeze drying) tekniği ile toz hale getirilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Enkapsüle formülasyonların fizikokimyasal, instant ve morfolojik özellikleri (pH, nem, sıkıştırılmış ve yığın yoğunluğu, porozite, ıslanabilirlik, suda çözünürlük, absorpsiyon indeksi, SEM görüntüleri ve renk değerleri), biyoaktif bileşenleri, antioksidan özellikleri ve duyusal beğenisi tespit edilmiştir. Enkapsüle ürünler, iki farklı sıcaklıkta (25°C ve 35°C), 6 ay boyunca depolanarak antosiyanin, proantosiyanidin ve toplam fenol içerikleri ile antioksidan özellikleri (DPPH ve CUPRAC)'nin depolama stabilitesi araştırılmıştır. Ultrases ve enzim uygulamalarının kombinasyonu, ekstrakte edilen biyoaktif miktarını önemli ölçüde artırmıştır (P<0.05). Enkapsüle tozların tümü, nem, sıkıştırılmış ve yığın yoğunluğu, porozite, ıslanabilirlik ve absorpsiyon indeksleri bakımından benzer özellikler sergilemişlerdir (P>0.05). Tüketici beğenisi yönünden rekonstitüe edilen enkapsüle tozlar, lezzet bakımından hedonik skalanın "beğendim" bölgesinde, görünüş bakımından ise "çok beğendim" bölgesinde yer alarak yüksek skorlar almışlardır. Tüketiciler tarafından en çok beğenilen formülasyon ise GA+KG+IN taşıyıcı materyallerinin kombinasyonunu içermektedir. Enkapsüle tozların depolama başlangıcında antosiyanin, proantosiyanidin ve toplam fenol içerikleri ile antioksidan özellikleri bakımından aralarında anlamlı bir fark gözlenmemiştir (P>0.05). Sıcaklığın antosiyaninlerin depolama stabilitesine olan etkisi incelendiğinde, 35°C depolamada önemli değişiklikler gözlenmiştir (P<0.05). Antosiyanin içeriğinde depolama sonunda 25°C'de %9-20, 35°C'de %42-60 arasında azalma olmuştur. Tek başına GA içeren formülasyon, antosiyaninlerin stabilitesi yönünden diğer formülasyonlara göre öne çıkmaktadır. Proantosiyanidin ve toplam fenol içeriklerinde ise depolama boyunca önemli bir değişim gözlenmemiştir (P>0.05). Diğer yandan, antioksidan özelliklerde depolama ilerledikçe azalışlar önemli düzeye varmıştır (P<0.05). Çalışma sonucunda, inülin ve ksantan gam ilavesi ile fonksiyonel olarak zenginleştirilmiş ve antosiyaninlerin stabilitesi açısından enkapsülasyon işlemlerinde yaygın olarak kullanılabilecek maltodekstrin kadar etkili toz içecek formülasyonları elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Aronya su ekstraktı, enkapsülasyon, içecek tozu, depolama, antioksidan özellikler

Abstract:
Aronia berry (Aronia melanocarpa) is a fruit with high anthocyanin and proanthocyanidin content that has recently gained increasing interest in society. These properties led to the production of beverage powder containing aronia bioactives and antioxidants. We first investigated the effects of homogenization, enzyme, and ultrasound applications on the water extraction of aronia bioactives. We carried out the encapsulation of bioactives in aronia water extract (AWE) using the freeze drying (lyophilization) technique, employing four different formulations (F:AWE/MA, F:AWE/GA, F:AWE/GA+IN, and F:AWE/GA+XG+IN) as wall materials. These formulations included maltodextrin (MD), gum arabic (GA), inulin (IN), and xanthan gum (XG). Physicochemical, instant and morphological properties (pH, moisture, compressed and bulk density, porosity, wettability, water solubility, absorption index, SEM images, and color values), bioactive components, antioxidant properties, and sensory appreciation of the encapsulated formulation were determined. Encapsulated products were stored at two different temperatures (25°C and 35°C) for 6 months, and their anthocyanin, proanthocyanidin, total phenol contents, and antioxidant properties (DPPH and CUPRAC) were investigated for storage stability. The combination of ultrasound and enzyme applications resulted in a significant increase in the amount of extracted bioactives. (P<0.05). All encapsulated powders exhibited similar properties in terms of moisture, compressed and bulk density, porosity, wettability, and absorption indices (P>0.05). In terms of consumer appreciation, reconstituted encapsulated powders received high scores in the "liked" region of the hedonic scale in terms of taste and in the "liked a lot" region in terms of appearance. The formulation most liked by consumers included the combination of GA+XG+IN carrier materials. No significant difference was observed between the anthocyanin, proanthocyanin, and total phenol contents and antioxidant properties of the encapsulated powders at the beginning of storage (P>0.05). When the effect of temperature on the storage stability of anthocyanins was examined, significant changes were observed at 35°C storage (P<0.05). By the end of storage, anthocyanin content decreased by 9-20% at 25°C and 42-60% at 35°C. In terms of anthocyanin stability, the formulation containing GA alone stands out compared to other formulations. No significant change was observed in proanthocyanidin and total phenol contents throughout storage (P>0.05). On the other hand, decreases in antioxidant properties reached a significant level as storage progressed (P<0.05). In conclusion, powdered beverage formulations that are functionally enriched with the addition of inulin and xanthan gum and are as effective as maltodextrin in terms of anthocyanin stability were obtained, which can be widely used in encapsulation processes.
Keywords: Aronia water extract, encapsulation, beverage powder, storage, antioxidant properties