Santrifüj destekli dondurarak konsantrasyon yöntemi ile farklı yağ içeriğindeki sütlerin konsantre edilmesi
The concentration of milk with different fat contents by freeze concentration assisted by centrifugation
Yazar: HALE BAYKAL
Danışman: DOÇ. DR. SAFİYE NUR DİRİM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Dondurarak konsantrasyon tekniği, konsantre edilecek sıvı bir çözeltinin sıcaklığının donma noktasının altındaki sıcaklıklara düşürülüp, ortamdaki suyun buz kristalleri formunda sıvıdan uzaklaştırılmasını işlemine dayanmaktadır. Bu tez çalışmasında, farklı yağ içeriğindeki sütlere (yağlı,  yarım yağlı ve az yağlı süt) santrifüj destekli blok dondurarak konsantrasyon tekniğinin uygulanması amaçlanarak, bu tekniğin konsantre süt eldesinde uygulanabilirliği incelenmiştir.
Bu hedef doğrultusunda, farklı yağ içeriğindeki sütler santrifüj tüplerine doldurulmuş ve statik dondurucuya konulduktan sonra -24°C'de 12 saat süreyle dondurulmuştur. Donmuş süt örnekleri santrifüj işlemine (4500 rpm, 35 dak, 25°C) tabi tutulmuştur. Santrifüj işlemi sonrasında konsantre ve buz kısım birbirinden ayrılmış ve konsantre kısım tartılarak tekrar santrifüj tüplerine doldurulup, aynı işlemler bir kez daha tekrar edilmiştir (döngü). Her iki döngü içinde konsantre sütlerde nem içeriği (%), suda çözünür kuru madde içeriği (˚Briks), renk değerleri, protein ve yağ içerikleri (%) belirlenmiş ve ayrılan fazların ağırlıkları kullanılarak erime fraksiyonu (f), konsantrasyon yüzdesi (KY), konsantrasyon verimi (ƞ), ve geri kazanılan sıvı miktarı (Y) hesaplanmıştır. Ayrıca süt ve konsantre süt örneklerinin donma ve erime davranışları ürün sıcaklığının zamana karşı ölçülmesi ile belirlenmiştir. Santrifüj destekli dondurarak konsantre edilmiş sütlerin gıdalarda kullanılabilirliğini belirlemek amacıyla duyusal analize tabi tutularak, panelistler tarafından kabul edilebilirliği de değerlendirilmiştir. 
Gerçekleştirilen konsantrasyon işlemi sonucunda elde edilen sütlerin birinci ve ikinci döngü sonunda nem değerlerinde azalış gözlenmektedir. İkinci döngü sonunda konsantre süt örneklerinin SÇKM içerikleri yağlı, yarım yağlı ve az yağlı süt için sırasıyla 25.43ºBriks, 18.56ºBriks ve 17.40ºBrikse ulaştığı gözlenmiştir. Dondurarak konsantrasyon işlemi ile sütün en değerli bileşenlerinden olan süt proteini ve yağının tamamına yakın kısmı konsantre kısımda tutulduğu görülmektedir. Konsantre süt örneklerinin konsantrasyon verimi değeri %83-63 ve geri kazanılan sıvı miktarı değeri ise 0.85-0.61 arasında değişim gözlendiği belirlenmiştir. Sütlerin farklı yağ içeriğine sahip olmasının donma süresindeki etkisinin önemsiz olduğu görülmüştür (p>0.05). İstatistiksel analiz sonuçlarına göre farklı yağ içeriğine sahip sütlerden elde edilen konsantre örneklerin renk ve görünüş özellikleri üzerine etkisinin önemli olduğu belirlenmiştir (p<0.05).

Abstract:
Freeze concentration technique involves the removal of water as ice crystals by cooling the fluid to be concentrated at temperatures below the freezing point. The aim of this study was to provide concentrated milk by applying the freeze concentration assisted by centrifugation technique for milk samples with different fat contents (whole milk (3.3%), semi-skimmed milk (1.5%) and skimmed milk (0.1%)) and to detect the applicability of this technique in the production of concentrated milk.
According to this purpose, whole milk (11.75ºBrix), semi-skimmed milk (10.57ºBx) and skimmed milk (9.10ºBx) were filled in centrifuge tubes, frozen in a static freezer (24ºC, 12 h) and the frozen samples were centrifuged (4500 rpm, 35 min, 25ºC). The concentrated solution which was obtained after the removal of formed ice by filtration was frozen again at the same conditions and the same processes were repeated (cycle). The moisture content (%), total soluble dry matter contents (ºBx), color,  protein and fat contents (%), the thawing fraction (f), percentage of concentrate (KY), efficiency of concentration (ɳ) and recovered solute values (Y) were calculated for each cycle by using the weight of the seperated phases. In addition, freezing and thawing behaviors of concentrated milk samples were determined by following the sample temperature with respect to time. In order to determine the usability of freeze concentration assisted by centrifugation technique for concentrated milk productions, sensory evaluation was also applied.
As a result of the first and second cycles of the milk concentration process, moisture values decreased. At the end of the second cycle, it was observed that the concentrated milk samples reached 25.43ºBx, 18.56ºBx and 17.40ºBx for whole, semi-skimmed and skimmed milk, respectively. By the freeze concentration process, it was determined that the milk protein and fat, which are the most valuable components of the milk, were kept in the concentrated part. The efficiency of concentration and recovered solute values of concentrated milks ranged between 83-63% and 0.85-0.61, respectively. The effect of the milk with different fat contents on freezing time was found to be insignificant (p>0.05). According to the results of sensory analysis, it was determined that the effect of concentrated samples obtained from milk with different fat content at color and appearance properties were significant (p <0.05).