Bazı sükroz ikamelerinin çikolatanın reolojik özelliklerine etkileri
Influence of some sucrose substitues on rheolojical properties of chocolate
Yazar: AHMET SÖKMEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Kalorisi azaltılmış çikolatalar tüketiciler tarafından büyük ilgi görmektedir. Kalorisi azaltılmış çikolata üretiminde sükroz, daha az kalorisi olan bazı şeker alkolleri ile ikame edilebilmektedir. Ancak bu değişiklik çikolatanın reolojik özelliklerinde değişikliğe neden olabilir ve dolayısıyla proses şartlarım ve duyusal özellikleri de etkileyebilir. Bu çalışmada değişik partikül dağılımlarına sahip değişik şeker alkollerinin erimiş çikolatanın reolojik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda çikolata formülünde üç ayrı partikül boyut aralığında (106-53 um, 53- 38um ve 38-20um) sükroz, maltitol, isomalt ve ksilitol kullanılmıştır. Bu partikül boyut aralıkları sükroz ve şeker alkollerinin öğütülüp farklı gözeneklerdeki eleklerde elenmesi sonucu elde edilmiştir. Çikolata örnekleri laboratuar ortamında sükroz veya sükroz ikameleri (%43.40), kakao yağı (%32.83), kakao tozu (%23.47) ve lesitin (%0.3) katkı maddelerinin ağırlık/ağırlık oranlan baz alınarak hazırlanmıştır. Farklı tatlandırıcılarla hazırlanan çikolata örneklerinin kayma gerilmeleri 5 - 60 s-1 aralığında kayma hızı arasında artan ve azalan yönlerde 40oC sıcaklıkta reometre ile ölçülmüştür. Kayma gerilmesi ve kayma hızı verileri literatürdeki reolojik modellere (Casson, Bingham ve Herschel-Bulkley modelleri) uygulanmıştır. Test edilen modellerden en iyi sonucu Herschel-Bulkey modeli sağlamıştır. Bu modele göre çikolata örneklerinin akış indeksleri (m) 0.991 ile 1.05 arasında değişmiştir. İsomalt ile hazırlanan örneklerin viskozitelerinin (1.83 Pa. sm) belirgin olarak diğer sükroz ikamelerine göre yüksek olduğu gözlenmiştir. Bu sonuca isomaltın düşük yoğunluğa sahip olmasının yol açtığı düşünülmektedir. Akma gerilmesi değerleri incelendiğinde maltitolün akma gerilmesi üzerine etkisinin diğer sükroz ikamelerine oranla daha yüksek olduğu gözlenmiştir (5.51 Pa). Bu durum maltitolün partikül boyut dağılımında diğer ikamelere göre daha fazla oranda küçük partiküller içermesinin sebep olduğu düşünülmektedir. Sükroz ikamelerinin partikül boyutunun azalması plastik viskozite ve akma gerilmesi değerlerinin artmasına neden olmuştur. Çikolataların reolojik özellikleri kullanılan şeker ikamesine ve partikül boyutuna bağlı olarak değişmektedir. Sükroz ikamelerinin kullanılmasından dolayı ürünün proses ve kalitesi etkilenebilmektedir, bu nedenle proses ve kalitenin optimizasyonu üzerine çalışılması önerilmektedir Bütün faktörlerin dikkate alınması sonucunda, çikolatada sükroz ikamesi olarak maltitolün kullanılması önerilmektedir. Partikül boyutu için ise ürün kalitesini bozmayacak en yüksek partikül boyutunun kullanılması reolojik özellikler açısından önerilmektedir. x

Abstract:
Chocolates with reduced calories (light chocolates) have become popular among consumers and manufacturers. Light chocolates can be produced by replacing sucrose with substitutes such as sugar alcohols. Replacement of sucrose with sugar alcohols would affect rheological properties, which in turn affects the processing and quality. The objective of this study was to investigate effects of different sugar alcohols (maltitol, isomalt, and xylitol) and different particle size distributions on rheological properties of molten chocolate. Three different particle size intervals (106-53um, 53-38um ve 38-20um) were obtained by grinding and sieving the sugar powders to different size and measured by a particle size analyzer. Chocolate samples were made in our laboratory with the following ingredients mixed on weight to weight basis: sucrose or sugar alcohols (43.40%), cocoa butter (32.83%), cocoa powder (23.47%) and lecithin (0.3%). Shear stress values of chocolate samples were measured at 40 oC in the shear rate range of 5 to 60 s-1 using a rheometer. The data were applied to some of the known rheological models (Casson, Bingham and Herschel-Bulkley models) that have been proposed for chocolate. The best results were obtained with the Herschel-Bulkey model. Flow behavior index (m) of all chocolate samples were within the range 0.991 to 1.05. Chocolate with isomalt showed significantly higher plastic viscosity (1.83 Pa.sm ) compared to other samples. This was associated with isomalt's lower density. Chocolate with maltitol had higher yield stress (5.51 Pa), which was associated with its smaller particles size distributions. Both the plastics viscosity and the yield stress for all chocolate samples increased as the particle size decreased. Sucrose substitutes used in chocolate can change rheological properties of chocolate depending on their physical and chemical nature. The processing and quality may be affected by sucrose substitutes and should be further studied for optimization of process and quality. In conclusion, when all factors were taken into consideration, Maltitol were recomended to substitute sucrose in chocolate. For particle size, the coarser particle size value which doesn't effect product quality, should be used. XI