Amonyum fosfatidlerin ve lesitinlerin çikolata reolojisi üzerine etkilerinin incelenmesi
Research of the effects of ammonium phosphatides and lecithins on chocolate rheology
Yazar: ŞEYMA ÖZONUK MUTLU
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER SAİD TOKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Çikolata reolojisinin doğru anlaşılması çikolata üretiminde karşılaşılan günlük birçok problemin önlenmesini sağlayabilmektedir. Çikolata reolojisini, üretimde, çikolata konçtan çıkmadan ayarlayıp böylece üretim hattında oluşabilecek birçok problemi önlemek mümkün olacaktır. Çikolata reolojisini ayarlamak için kullanılabilecek ana emülgatörler son derece sınırlıdır. Bu ana emülgatörlerden lesitin üzerinde birçok akademik çalışma bulunurken 1960'larda patentlenmiş Amonyum Fosfatidler hakkında yeterli bir akademik çalışmaya rastlanılmamıştır. Bu çalışmanın amacı Amonyum Fosfatidlerin çikolata reolojisi üzerindeki etkilerini lesitinler ile karşılaştırmalı olarak incelemek ve böylece çikolata endüstrisine ve daha sonra yapılacak çalışmalara kaynak oluşturmaktır.
Bu çalışmada, çikolatada emülgatör olarak kullanılan Lesitin ve Amonyum Fosfatid emülgatörlerinin farklı dozajlarda, farklı yağ oranlarında üretilen sütlü çikolataya ilave edilerek, reoloji üzerindeki etkilerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında ikincil çikolata emülgatörü olan PGPR her reçetede sabit dozajda kullanılmıştır. Çalışmada kullanılmak üzere soya lesitini, Ayçiçek lesitini, Kanola Amonyum Fosfatidi ve Ayçiçek Amonyum Fosfatidi seçilmiştir. Bu emülgatörlerin reoloji üzerindeki etkileri, toplam yağ miktarı %29,5 ve %32,5 olan sütlü çikolata reçetelerinde karşılaştırılmıştır.  Kullanılan emülgatörler %0,2 dozajdan başlayıp sırası ile %0,4, %0,6 ve %0,8 dozajlarda planlanmış ve çikolata reolojisinde en önemli iki parametre olan 'Plastik Viskozite ve Akma Noktası' değerleri ölçülerek ana odak olarak plastik viskozite sonuçları değerlendirilmiştir. Elde edilen verilere göre; her iki sütlü çikolatada %0,8 miktarında ilave edilen her iki lesitin ile ulaştığımız Plastik Viskozite değerine %0,3-%0,4 Ayçiçek AMP'si ve %0,6 Kanola AMP'si ile ulaşılmıştır. Bu sonuçlar bize Ayçiçek AMP'sinin lesitinin yarı dozajında kullanıldığında çikolatada aynı reolojiye ulaşıldığını göstermiştir. Bunun yanında Kanola AMP'si ile %0,6 dozajında ulaşılan reolojik değerlere Ayçiçek AMP'si ile %0,4 dozajında ulaşıldığı gözlemlenmiştir. 
Ayrıca Ayçiçek AMP'sinin %0,4 dozajı ile ulaşılan plastik viskozite değerine inebilmek için %0,4 lesitin kullanılan çikolataya %2 kakao yağı ilave edilmesi gerektiği görülmüştür. Bir başka deyişle çikolata reçetesinden lesitin çıkarılıp aynı miktarda Ayçiçek AMP'si katıldığında %2 kakao yağı azaltılarak aynı reolojik değerlere ulaşılabilmektedir. 
Analiz sonuçlarından elde edilen verilere göre lesitin çeşitleri, %0,4 olan optimum dozajların üzerindeki miktarlarda çikolataya ilave edildiğinde Plastik Viskoziteyi bir miktar düşürmeye devam ederken Akma Noktasını tersi yönde artırmaktadır ve çikolatanın kullanımını zorlaştırmaktadır. Ayçiçek AMP'sinde ise optimum kullanım dozajı olarak gözüken %0,8 oranına çıkıldığında en düşük plastik viskoziteye ulaşılırken Akma Noktası artışı çikolata kullanımını zorlaştırmayacak bir seviyede kalmıştır. Sonuç olarak Ayçiçek AMP'sinin optimum kullanım dozajında (%0,8) elde edilen plastik viskoziteye ulaşabilmek için optimum lesitin dozajı (%0,4) kullanılan çikolata reçetesine göre %3 ile %4, hatta daha fazla kakao yağı ilave etmek gerekmiştir.

Abstract:
Understanding correct way of chocolate rheology will prevent most of the daily chocolate production problems. It will be possible to adjust the chocolate rheology before the chocolate leaves the conch and this way prevent most of the daily chocolate production problems. The main emulsifiers to be used to adjust the chocolate rheology are very limited. When there are a lot of academic studies on one of the main emulsifiers of chocolate lecithin, not enough academic work was found on Ammonium phosphatide, which was patented in the 1960's. The goal of this work is to investigate the effect of ammonium phosphatides on chocolate rheology in comparison with lecithin and this way create a source for cholate industry and further studies in the future. 
In this study it is aimed to compare the to add lecithin and Ammonium phosphatides emulsifiers at different dosages to milk chocolate with various total fat content and to compare their effects on the rheology of the chocolate. During this study the secondary chocolate emulsifier PGPR is used at a fix dosage in all recipes. For the scope of this study soy lecithin, sunflower lecithin, rapeseed Ammonium phosphatide and sunflower Ammonium phosphatide are chosen to be compared. The effects of these emulsifiers on the chocolate rheology are compared on two different milk chocolate recipes with total fat content 29.5% and 32.5%. The emulsifiers are used at 0.2%, 0.4%, 0.6% and 0.8% dosage and the most two important parameter of chocolate rheology namely Plastic Viscosity and Yield Stress values are measured, and focus has been given to the evaluation of plastic viscosity results. According to the results in both milk chocolate the plastic viscosity value reached by using 0.8% of both lecithin can be reached with the use of 0.3-0.4% sunflower AMP and 0.6% rapeseed AMP. These results showed us that when sunflower AMP as used at half dosage of lecithin same rheology of the chocolate could be reached. Besides this it's seen that the rheological values reached with use of 0.6% rapeseed AMP could be reached with the use of only 0.4% sunflower AMP. 
It's also seen that to go down to the plastic viscosity value reached by 0.4% sunflower AMP it is needed to add extra 2% cocoa butter to the chocolate with 0.4% lecithin. In other words when lecithin is taken out from a chocolate recipe and replaced with the same amount of sunflower AMP the same rheologic values could be reached by decreasing 2% cocoa butter.
The analytical results showed that when lecithins are used above their optimum level of 0.4%, they continue to decrease the plastic viscosity but at the same time increase the yield stress strongly and make it very difficult to use of the chocolate. On the other hand, when the optimum dosage of 0.8% is used for sunflower AMP the minimum plastic viscosity is reached and the increase in yield stress stay at a low level not making it difficult to use the chocolate. As a result in order to reach the plastic viscosity value achieved by using optimum dosage(0.8%) of sunflower AMP it is needed to add 3% 4% even more cocoa butter to the chocolate recipe with optimum lecithin dosage(0.4%).