Kakao yağı enkapsülasyonunun çikolatada yağ kusmasına etkisininin incelenmesi
Investigation of the effect of cocoa butter encapsulation on fat blooming in chocolate
Yazar: EKİN DİNÇEL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DUYGU ALTIOK
İstanbul Aydın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying ; Çikolata = Chocolate

Özet:
Yağ kusması endüstriyel çikolata üretiminde en önemli kalite kusurlarından biridir. Bu çalışmada yağ kusması problemini önlemek amacıyla, kakao yağının peynir altı suyu tozu ve maltodekstrin ile püskürtmeli kurutma işlemiyle enkapsülasyonu ve kakao yağı içeren mikrokürelerin çikolata üretiminde kullanılmasıyla elde edilen çikolatanın duyusal özelliklerinin belirlenmesi ve yağ kusmasının değerlendirilmesi üzerine çalışılmıştır. Püskürtmeli kurutma işlemi optimizasyonunda mikroküre üretiminde farklı konsantrasyonlarda peyniraltı suyu, kakao yağı, maltodekstrin ve lesitin kullanılarak farklı emülsiyonlar oluşturulmuştur. Oluşturulan emülsiyonlar 160 ˚C-190 ˚C arasında değişen sıcaklıklarda ve 16,66 ml/dak-25 ml/dak arasında değişen besleme hızıyla sisteme verilerek kurutulmuştur. Püskürtmeli kurutma verimi her kurutma işlemi için hesaplanmış ve elde edilen mikrokürelerin karakterizasyonu yapılmıştır. Elde edilen mikrokürelerin yüzey morfolojisi ve aglomerasyonu taramalı elektron mikroskobuyla incelenmiş ve mikrokürelerin nem analizi yapılmıştır. Verimin yüksek olduğu ve mikrokürelerin morfolojisi özelliklerinin en iyi olduğu kurutma koşulu ve emülsiyon kompozisyonu seçilmiştir ve bu şartlarda elde edilen kakao yağı içeren mikroküreler çikolata üretiminde kullanılmıştır. Çikolata üretimi için kakao yağı içeren en uygun mikroküreler %10 peyniraltı suyu ve % 40 maltodekstrin içeren emülsiyonun, 25 ml/dak besleme hızıyla püskürtmeli kurutucuya verilerek 190 ˚C'de kurutulduğu koşulda yüksek verimlilikle elde edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda kakao yağı içeren mikrokürelerin nem miktarının %2,12-4,52 arasında değiştiği ve parçacık boyutlarının ise yaklaşık olarak 3,14 µm olduğu belirlenmiştir. Geleneksel çikolata üretim prosedürü izlenerek serbest kakao yağı ile ve buna alternatif olarak kakao yağı içeren mikroküreler kullanılarak iki farklı çikolata üretilmiştir. Üretilen bu çikolata numunelerinde renk analizi, duyusal analiz ve tekstür analizi yapılmıştır. Ayrıca lesitinsiz olarak üretilen diğer bir çikolatayla birlikte bu üç çikolata numunesinde gözlemsel yağ kusması ve hızlandırılmış yağ kusması analizleri yapılmış, lesitinin ve mikroenkapsülasyonun yağ kusmasına etkisi incelenmiştir. Çikolatalarda yapılan gözleme dayalı yağ kusması ve hızlandırılmış yağ kusması analizi sonucunda kakao yağı içeren mikrokürelerle (N-1) elde edilen çikolata numunelerinin yağ kusması değerlerinin kakao yağı ilaveli çikolata (N-2) görüntüsüne çok yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Lesitinsiz üretilen çikolatanın ise yağ kusması değerinin diğer iki numuneye (N-1 ve N-2) göre daha düşük olduğu belirlenmiştir. Renk analizi sonucunda ise N-2'in beyazlık indeksinin N-1'e göre daha fazla olduğu görülmüştür. Kakao yağı içeren mikroküre ile üretilen çikolatanın duyusal özelliklerinin, kakao yağı ilavesi ile üretilen çikolataya göre çok fazla değişmediği halde kakao yağı mikroenkapsülasyonunun yağ kusmasının engellenmesinde etkili bir yöntem olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Fat blooming is one of the most important quality defects in industrial chocolate manufacturing. In this study, it was aimed to prevent fat blooming by cacao butter encapsulation with whey powder and maltodextrin by spray drying and use of cacao butter incorporated microspheres in chocolate production.  The sensory properties of chocolate produced with microspheres were determined and fat blooming was tested. In the optimization of spray drying, different emulsions were obtained by changing the concentrations of whey, cacao butter maltodextrin and lecithin. Emulsions were spray dried at 160°C-190°C by feeding in the range of 16.66 -25 mL / min. For each spray drying run, drying rate was calculated and resulting microspheres were characterized. The surface morphology and agglomeration of microspheres were analyzed by scanning electron microscopy and moisture analysis of the microspheres were made. The drying condition and emulsion composition which were resulted by the highest yield and best microsphere morphology were selected and the microsperes obtained in this condition were used in the chocolate production. Optimal microspheres were obtained by feeding emulsion containing 10% whey and 40% maltodextrin at 25 mL/min feed rate and drying at 190°C. The moisture of microspheres were in the range of 2.12-4.52% and the average particle size was approximately 3.14μm. According to traditional chocolate manufacturing procedure, two different chocolate were produced as one with free cacao butter wheres the other one includes cacao butter microspheres. These chocolates were evaluated in therms of color, sensory quality and texture. In addition, observational and accelerated fat bloom analysis were made in three different chocolate with lecithin, microsphere containing and lecithin free samples. The results showed that chocolate samples with microspheres (N- 1) have similar observational values to cocoa butter added chocolate (N-2). Free lecithin chocolate has lower fat bloom value than the other two samples. The whiteness index of N-2 was found higher than N-1. Although there is no significant differences between N-1 and N-2 in terms of sensory properties, microencapsulation of cocoa butter can be an effective method for preventing fat bloom problem. It was revealed that the chocolate production by using cacao butter incorporated microspheres could be an effective method in the prevention of fat blooming in chocolate.