Ejder meyvesi (Hylocereus polyrhizus)'nin fermantasyonu ile yüksek betasiyanin içerikli toz ürün eldesi ve fonksiyonel içecek geliştirilmesi
Production of powder product with high betacyanin content by fermentation of dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) and functional beverage development
Yazar: BÜŞRA YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. SEDA ERSUS
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tez çalışmasında ejder meyvesinde baskın olarak bulunan betalainlerin (betasiyanin ve betaksantin) olmak üzere renk maddelerinin yüksek verimlilikte ekstraksiyonun sağlanması ve pigment stabilitesinin arttırılması amacıyla fermantasyon işlemi uygulanmıştır. Ultrases destekli yüksek verimlilikte ekstrakte edilen renk maddeleri maltodekstrin, akasya zamkı ve guar zamkı kaplama maddeleri kullanılarak mikroenkapsüle edilmiştir. Pembe renkli doğal renk maddesinin sağlıklı içecek formülasyonlarında kullanım potansiyeli belirlenmiştir. Fermantasyon işleminde inokulum olarak Saccharomyces cerevisiae mayası kullanılmıştır. Maya üretimi ve ekstraksiyon parametreleri Design Expert programı ile Yanıt Yüzey Yöntemi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Maya üretiminde optimum süre, 54 sa; pH değeri, 4,5; glukoz miktarı, 20,35 g/L ve OD değeri 32,40 olarak belirlenmiştir. Renk maddelerinin ekstraksiyonunda ise ultrases süresi 20 dk, katı:çözücü oranı  1:7 (ağ:h) olarak tespit edilmiştir, ekstraksiyon sıcaklığı bu koşullarda 50 °C olarak ölçülmüştür. Optimum koşullarda ekstrakte edilen renk maddesinde bulunan betasiyanin miktarı 58,30 mg/L olarak belirlenmiştir. Mikroenkapsüle örneklerin 4 hafta süreyle 4 ve 25 °C'de depolanmasında en yüksek pigment stabilitesi guar zamlı örneklerde bulunmuştur. Guar zamkı ile mikroenkapsüle edilen fermente örneklerin üretim sonrası fenolik madde içeriği 161,69 mg/100g KM, betasiyanin 136,97±4,12 mg/100g KM, betaksantin 79,04±4,51 mg/100g KM, toplam betalain 216,01±6,32 mg/100g KM, L*değeri 27,04±0,02, a* değeri 37,53±0,03, b* değeri 2,53±0,01, kroma değeri 37,61±0,03, hue açısı 0,07±0,01 bulunmuştur. Depolama sonunda betasiyanin değeri 4 °C'de %3,59, 25 °C'de %18,97 azalmıştır Guar zamkı içeren içecek formülasyonu geliştirildiği çalışmada duyusal analiz sonuçlarına göre örneklerin rengi 5 puan üzerinden 4,58 puan ortalaması almıştır.

Abstract:
In the thesis study, fermentation process was applied in order to provide high efficiency extraction of color substances, mainly betalains (betacyanin and betaxanthin) found in dragon fruit, and to increase pigment stability. Ultrasound-assisted high efficiency extracted color substances were microencapsulated using maltodextrin, acacia gum and guar gum coating materials. The potential of pink natural color substance to be used in healthy beverage formulations was determined. Saccharomyces cerevisiae yeast was used as inoculum in the fermentation process. Yeast production and extraction parameters were optimized using Response Surface Methodology (RSM) with Design Expert program. The optimum time in yeast production was determined as 54 h; pH value as 4,5; glucose amount as 20,35 g/L and OD value as 32,40. In the extraction of colorants, the ultrasound duration was determined as 20 min, the solid:solvent ratio was determined as 1:7 (w:v), and the extraction temperature was measured as 50 °C under these conditions. The amount of betacyanin in the colorant extracted under optimum conditions was determined as 58,30 mg/L. The highest pigment stability was found in guar gum samples when microencapsulated samples were stored at 4 and 25 °C for 4 weeks. Post-production phenolic content of fermented samples microencapsulated with guar gum was found as 161,69 mg/100g DM, betacyanin 136,97±4,12 mg/100g DM, betaxanthin 79,04±4,51 mg/100g DM, total betalain 216,01±6,32 mg/100g DM, L* value 27,04±0,02, a* value 37,53±0,03, b* value 2,53±0,01, chroma value 37,61±0,03, hue angle 0,07±0,01. At the end of storage, betacyanin value decreased by 3,59% at 4 °C and 18,97% at 25 °C. According to the sensory analysis results in the study in which the beverage formulation containing guar gum was developed, the color of the samples received an average of 4.58 points out of 5 points.