Kayısı çekirdeği sütünden proteince zengin toz eldesi ile sporcu içeceği üretimi ve optimizasyonu
Production and optimization of sports drinks by obtaining protein-rich powder from apricot kernel milk
Yazar: TUĞBA GÜL DİKME
Danışman: PROF. DR. ALİ ADNAN HAYALOĞLU
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışma, zengin besin içeriğine sahip olan kayısı çekirdeği sütünün püskürtmeli kurutma yöntemiyle süt tozu haline dönüştürülmesini ve elde edilen tozların sporcu içeceğinde ingredient olarak kullanımını kapsamaktadır. Çalışmada öncelikle kayısı çekirdeğinden elde edilen pres kekinden kayısı çekirdeği sütü üretilmiş, sonrasında kayısı çekirdeği sütünden toz elde edilmiş, en son aşamada ise kayısı çekirdeği sütü tozundan sporcu içeceği üretilmiştir.  Bu aşamalarda pres keki, süt, süt tozu ve sporcu içeceğinde fizikokimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal analizler yapılarak kayısı çekirdeği sütü, tozu ve sporcu içeceğinde optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Kayısı çekirdeği sütü optimizasyonu için; mekanik parçalayıcı veya homojenizör ve ultrasonik parçalayıcı için proses şartları yüzey yanıt yöntemine göre optimize edilmiştir. Her iki yöntemde belirlenen sınır değerlere göre; en iyi mekanik parçalayıcı hızı 15,000 devir/dk ve 5 dakika, Sonikasyon için 50 A amplitude ve 5 dk sonikasyon süresi şeklinde belirlenmiştir. Kayısı çekirdeği sütü tozu optimizasyonunda sıcaklık 140-160 °C , aspirasyon  hızı  20-30 m3/saat ve maltodekstrin miktarı %6-10 aralıklarında seçilmiş ve en iyi koşullar 150 oC giriş sıcaklığı, %8 maltodekstrin ve 25 m3/h aspirasyon hızı olarak belirlenmiştir. Sporcu içeceği optimizasyonda ise kayısı çekirdeği sütü tozu miktarı %3-6, şeker miktarı %4-6 ve keçi boynuzu gamı miktarı %0.2-0.6 aralıklarında seçilmiş ve en iyi koşullar %4.5 kayısı çekirdeği sütü tozu, %5 şeker ve %0.4 gam olarak belirlenmiştir. Optimizasyonda uygulanan model ve tasarımda istatistiksel olarak önemli sonuçlar (P<0.05) elde edilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre kayısı çekirdeği sütünde 18 farklı aminoasit ve 12 uçucu bilrşik tespit edilmiştir. Kayısı çekirdeği sütü ve kayısı çekirdeği sütü tozunda en yüksek miktarda tespit edilen aminoasit Leu olup sırasıyla 31.73 µg/mL ve 238.09 mg/g olarak hesaplanmıştır. Diğer taraftan, kayısı çekirdeği sütünde ve kayısı çekirdeği sütü tozunda en fazla saptanan uçucu bileşen benzaldehit olup sırasıyla 79.15- 0.41 μg/100 ml olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sporcu içeceğinde toplam fenolik madde içeriği (4.66 mg GAE/mL) ve antioksidan aktivite değerleri (ABTS; 15.597 µmol Troloks/100 mL, DPPH; 18.994 µmol Troloks/100 mL) çıkmıştır. Üretilen sporcu içeceği, fizikokimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal analiz yönünden kabul edilebilir düzeyde bulunmuştur. Elde edilen bu ürün aynı zamanda günümüzde popüler olan vegan beslenme alışkanlıkları açısından bitki bazlı proteine alternatif bir kaynaktır.

Abstract:
This study covers the conversion of apricot kernel milk, which has a rich nutritional content, into powdered milk by spray drying method and the use of the obtained powders as an ingredient in sports drinks. In the study, first of all, apricot kernel milk was produced from the press cake obtained from apricot kernels, then powder was obtained from apricot kernel milk, and in the last step, sports drink was produced from apricot kernel milk powder. At these stages, physicochemical, microbiological and sensory analyzes were conducted in press cake, milk, milk powder and sports drink, and optimization process was carried out in apricot kernel milk, milk powder and sports drink. For apricot kernel milk optimization; the process conditions for the mechanical shredder or homogenizer and ultrasonic shredder are optimized according to the surface response method. According to the limit values determined in both methods; The best mechanical shredder speed was determined as 15.000 rpm and 5 minutes, 50 A amplitude for sonication and 5 minutes of sonication time. In the optimization of apricot kernel milk powder, the temperature was selected as 140-160 °C, the aspiration rate was 20-30 m3/h and the amount of maltodextrin was 6-10%, and the best conditions were determined as 150 °C inlet temperature, 8% maltodextrin and 25 m3/h aspiration rate. In sports drink optimization, the amount of apricot kernel milk powder was selected between 3-6%, sugar content 4-6% and carob gum content in the range of 0.2-0.6%, and the best conditions were determined as 4.5% apricot kernel milk powder, 5% sugar and 0.4% gum. Statistically significant results (P<0.05) were obtained in the model and design applied in the optimization. According to the results of the study, 18 different amino acids and 12 volatile compounds were detected in apricot kernel milk. The highest amount of amino acid detected in apricot kernel milk and apricot kernel milk powder was Leu, and it was calculated as 31.73-238.09 µg/mg. The most abundant volatile component in apricot kernel milk and apricot kernel milk powder was benzaldehyde, calculated as 79.15-0.41 μg/100 ml). High levels of phenolic content (4.66 mg GAE/mL) and antioxidant activity values (ABTS; 15,597 µmol Trolox/100 mL, DPPH; 18,994 µmol Trolox/100 mL) were determined in the obtained sports drink. The produced sports drink was found to be acceptable in terms of physicochemical, microbiological and sensory analysis. In this direction, it can meet the increasing demand for vegetable protein sources instead of animal protein due to world population growth, ethical and environmental concerns and the desire for a healthy life.