Püskürtmeli kurutucuda beyaz peynir tozu üretim optimizasyonu ve peynir suyu ile maltodekstrin kullanımının ürün kalitesi ve depolama stabilitesi üzerine etkisi
Optimization of spray drying process during white cheese powder production and the effect of whey and maltodextrin utilization on product quality and storage stability
Yazar: ZAFER ERBAY
Danışman: DOÇ. DR. NURCAN KOCA
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Peynir tozu; patates cipslerinde, çerez kaplamalarda, pizzalarda, bisküvilerde, soslarda, tuzlu çeşnilerde, çorbalarda, makarna, sufle-kek türü ürünlerde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ülkemizde yaygın olarak tüketilen bir peynir çeşidi olan beyaz peynirden püskürtmeli kurutma ile toz ürün elde edilmiş, püskürtmeli kurutma işleminin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Formülasyona peynir suyu ve maltodekstrin ilavesi ile ürün kalite özellikleri geliştirilmeye ve maliyeti düşürülmeye çalışılmış, farklı formülasyonlarla üretilmiş olan tozların 12 aylık depolama süresince kalite özelliklerindeki değişimler belirlenmiştir. Püskürtmeli kurutma işleminin ve kurutucu sistemin ekserji ve eksergoekonomi analizleri ile performansları değerlendirilmiş, verimliliğin arttırılması için öneriler getirilmiştir.
Üretimlerde pilot çaplı püskürtmeli kurutucu kullanılmış ve işlem koşulları olarak giriş hava sıcaklığı (160-230 °C), atomizasyon basıncı (294.2-588.4 kPa) ile çıkış hava sıcaklığı (60-100 °C) işlem koşulları olarak belirlenmiş, optimizasyonda yanıt yüzey yöntemi kullanılmıştır. Optimizasyonda minimum esmerleşme indeksi ve serbest yağ yüzdesi ile maksimum çözünürlük indeksi, yığın yoğunluğu ve ekserji verimliliği hedeflenmiştir. Beyaz peynir tozu üretiminde optimum üretim koşulu 174.2 °C giriş sıcaklığı, 353.8 kPa atomizasyon basıncı ve 68.1 °C çıkış sıcaklığı olarak saptanmıştır.
Peynir, su ve eritme tuzu kullanılarak üretilen beyaz peynir tozunun yanı sıra, formülasyona su yerine peynir suyu ilavesi ile ve kurumaddede %30 olacak şekilde maltodekstrin ilavesi ile beyaz peynir tozları da üretilmiş, peynir suyu ve maltodekstrinin ürün üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonrasında, bu 3 farklı tozun 20 °C?de, PET/Al/LDPE ambalajda,12 aylık depolama süresince ürün kalite özelliklerindeki değişimler saptanmıştır. Buna göre maltodekstrin ilavesi ile üretilen tozların fiziksel ve fonksiyonel özellikleri önemli ölçüde gelişmiş, ancak direkt peynirden üretilen tozun duyusal beğenisi diğerlerinden daha yüksek çıkmıştır. Depolama süresince ürün özelliklerinde kimi değişiklikler olmakla beraber, bu değişiklikler duyusal olarak tespit edilebilecek düzeye gelmemiştir.
Bu çalışma ile beyaz peynirden toz üretiminde işlem koşulları, bileşime katılabilecek maddeler, sistem verimliliği konularında önemli bilgiler açığa çıkarılmıştır. Bu bilgiler ışığında beyaz peynir tozunun büyük ölçekli üretimleri ve başka peynir tozlarının geliştirilmesi çok daha kolay olacaktır.

Abstract:
Cheese powders are used in potato chips, snack coatings, extruded snacks, pizza, biscuits, sauces, soups, pasta, and other bakery products. In this study, cheese powder was produced by spray drying of white cheese (a cheese that has widespread consumption in Turkey) and optimum process conditions were determined for the production of white cheese powder. The quality features were improved and production costs were reduced by addition of whey and maltodextrin in product formulation. Cheese powders produced by using different formulations were stored for 12 months and the variation of quality characteristics of white cheese powder were investigated during storage. The performance assessment of spray drying process and drier system were carried out by exergy and exergoeconomy analyses.
White cheese powder was produced by using a pilot-scale spray drier. Drying experiments were carried out with an inlet drying air temperature range of 160-230 °C, an outlet drying air temperature range of 60-100 °C and an atomization pressure range of 294.2-588.4 kPa. Response surface methodology was used to optimize the operating conditions of spray drying process. The optimization criteria used were: minimum browning index, free fat content, maximum solubility index, bulk density and exergy efficiency. Optimum operating conditions were found to be an inlet drying temperature of 174.2 °C, atomization pressure of 353.8 kPa, and an outlet drying temperature of 68.1°C.
Besides white cheese powder produced with white cheese, water and emulsifying salts, two different formulations were used. In one formulation, whey was used instead of water and in the other formulation, maltodextrin was added to the formulation (30% of total dry matter). The effects of addition of whey and maltodextrin were analyzed. Then, these three different white cheese powders were stored at 20 °C, in PET/Al/LDPE packaging and variations of quality characteristics of white cheese powder were investigated during 12 months of storage. The addition of maltodextrin to the product formulation improved physical and functional properties of white cheese powder, but the sensory acceptance of cheese powder made directly from white cheese was higher than the others. While the main product properties varied slowly during storage, it did not cause a significant change on the sensory characteristics.
The production of white cheese powder becomes possible with this study. Much information about process parameters, materials that can be added to the formulation and system efficiency was found out.This study offers an insight into the industrial production of white cheese powder.