İyonik jelasyon yönteminde enkapsülasyon verimi üzerine yüzey aktif bileşenlerinin etkisi
The effect of surface active components on the encapsulation efficiency in the ionic gelation method
Yazar: BAY BORA GÖKTÜRK
Danışman: PROF. DR. KEMAL SARIOĞLU ; DOÇ. DR. NALAN ÖZDEMİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Yapılan çalışmanın amacı; iyonik jelasyon yönteminin kullanılarak toz siyah havuç
antosiyaninlerinin aljjinat çapraz bağları ile kaplanarak yüksek verimde enkapsülasyonu
işlemidir. Siyah havuç antosiyaninlerinin aljinat-jelatin kaplı tanecikler ile enkapsüle
edildiği çalışmada optimum koşulların belirlenmesi amacıyla Tepki Yüzey Metodu
(RSM) kullanılmıştır. Yapılan ön denemelerde enkapsülasyon işleminde kapsüllerin
nitelikleri üzerine etkisi olduğu bilinen kaplama maddesi konsantrasyonları, çapraz
bağlayıcı konsantrasyonu ve reaksiyon süresi RSM için etkili değişken faktörler olarak
belirlenmiştir. Bu faktörlerin Enkapsülasyon Verimi (EV), Salım Hızı (SH) ve Partikül
Çapı (PÇ) değerleri üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla RSM bağlı olarak Yüz
Merkezli Merkezi Bileşen Deneme Desenine (FCCCD) göre hazırlanmış deneme deseni
kullanılmıştır. Yapılan ön denemelerde; sodyum aljinat, jelatin, CaCl2, sodyum stearat
konsantrasyonları ve bekletme süresi en etkili faktörler olarak belirlendiğinden, RSM
için bağımsız değişkenler olarak alınmışlardır.
Sonuç olarak incelenen bağımsız değişkenlerden Na-aljinat ve jelatin oranı
enkapsülasyon verimi için istatistiksel olarak önemli olduğunu göstermiştir. Na-Stearat,
CaCl2 ve süre değişkenlerinin ise enkapsülasyon verimi üzerine tek başına önemli bir
etkiye sahip olmadığı görülmüştür (p>0,05). Na-Alg ve jelatin oranı arttıkça
enkapsülasyon veriminde artış gözlenmiştir. Na-stearat, süre ve CaCl2 oranındaki artışla
birlikte her üç durumda da Na-Alg oranı arttıkça enkapsülasyon verimi artmıştır.
Programın önerdiği modele göre, diğer bağımsız değişkenlerden olan Na-Stearat, süre
ve jelatin yüzdesinin enkapsülasyon verimi üzerine etkisi önemli düzeyde olmadığı
görülmüştür.
Salım hızı üzerine istatistiksel olarak etkisi önemli olan Na-Alg ve CaCl2 oranı
kapsüllerin çapraz bağlanma reaksiyonuyla ilgili olduğu görülmüştür. Na-Alg ve CaCl2
oranı arttıkça kapsüller daha iyi çapraz bağlandığı ve daha sıkı bir jel oluşturduğu
görülmüştür. İkili interaksiyonlara bakıldığında ise Na-Alg oranı ve jelatin oranının
birlikte salım hızı üzerine düşürücü etkisi gözlenmiştir.
3 boyutlu grafikler ve ikili interaksiyonlar incelendiğinde en yüksek partikül çapına
jelatin yüzdesinin %10 olduğu değerlerde ulaşılmıştır. Jelatin oranı arttıkça partikül
çapı da artmıştır. Süre artıkça da partikül çapı azalmıştır. Jelatin-CaCl2 oranlarının ise
yüksek değerlerinde partikül çapı da yüksek değerlere ulaşmıştır. Ayrıca Na-stearat ve
CaCl2 oranı arttıkça partikül çapıda arttığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: İyonik jelasyon, Enkapsülasyon, Siyah havuç, Antosiyanin

Abstract:
The purpose of the study is; It is the process of encapsulation of powdered black carrot
anthocyanins with algginate cross-links using the ionic gelation method. In the study in
which black carrot anthocyanins were encapsulated in alginate-gelatin coated particles,
Reaction Surface Method (RSM) was used to determine the optimum conditions. In the
preliminary trials, the coating material concentrations, crosslinker concentration and
reaction time, which are known to have an effect on the properties of the capsules in the
encapsulation process, were determined as effective variables for RSM. In order to
determine the effects of these factors on Encapsulation Efficiency (EE), Emission Rate
(ER) and Particle Diameter (PD) values, a trial design prepared according to Face
Centered Central Composite Design (FCCCD) was used. In the preliminary trials; since
sodium alginate, gelatin, CaCl2, sodium stearate concentrations and holding time were
determined as the most effective factors, they were taken as independent variables for
RSM.
As a result, the ratio of Na-alginate and gelatin, among the examined independent
variables, showed that it was statistically significant for encapsulation efficiency. It was
observed that Na-Stearate, CaCl2 and time variables alone did not have a significant
effect on the encapsulation efficiency (p> 0,05). As the ratio of Na-Alg and gelatin
increased, an increase in encapsulation efficiency was observed. With the increase in
Na-stearate, time and CaCl2 ratio, the encapsulation efficiency increased as the Na-Alg
ratio increased in all three cases. According to the model proposed by the program, it
was observed that the effects of Na-Stearat, duration and gelatin percentage, which are
among the other independent variables, on encapsulation efficiency were not significant.
ix
The ratio of Na-Alg and CaCl2, which has a statistically significant effect on the release
rate, was found to be related to the cross-linking reaction of the capsules. It has been
observed that the higher the Na-Alg and CaCl2 ratio, the better the capsules crosslink
and form a tighter gel. When the binary interactions were examined, it was observed
that the Na-Algae ratio and the gelatin ratio together had a lowering effect on the release
rate.
When 3-dimensional graphics and binary interactions were examined, the highest
particle diameter was reached with 10% gelatin percentage. As the gelatin ratio
increased, the particle diameter increased. Particle diameter decreased as the time
increased. Particle diameter reached high values at high values of gelatin-CaCl2 ratios. It
also showed that the particle diameter increased as the Na-stearate and CaCl2 ratio
increased.
Keywords: Ionic gelation, Encapsulation, Black carrot, Anthocyanin