İnülin ile zenginleştirilmiş stevia ile tatlandırılmış kakaolu fındık kremasının fizikokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physicochemical properties of inulin enriched cocoa hazelnut cream sweetened with stevia
Yazar: SÜMEYYE COŞAR
Danışman: DOÇ. DR. BEKİR GÖKÇEN MAZI
Ordu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Diyet lifleri = Dietary fibers ; Diyetetik gıdalar = Dietetic foods ; Fonksiyonel besinler = Functional foods ; Hazır gıdalar = Prepared foods ; Kakao = Cocoa ; Stevia = Stevia ; İnülin = Inulin

Özet:
Formülasyonunda yüksek miktarda şeker (%45 sakaroz) içeren geleneksel kakaolu fındık ezmesi, sağlık açısından tartışmalı bir ürün olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışma ile geleneksel kakaolu fındık ezmesindeki (kontrol) şeker içeriğinin azaltılması hedeflenmiştir. Şeker içeriğinin azaltılması son üründe yapısal boşluğa ve tatlılık kaybına neden olacaktır. Oluşacak yapısal boşluğun diyet lifi (inülin) ile tatlılık kaybının ise doğal tatlandırıcı olan stevia ile kapatılması amaçlanmıştır. Bu amaca ulaşmak için, kontrol (K) örneğindeki şekerin %60'ı (IFB), %80'i (IFD) ve %100'ü (IFE) inülin-stevia (90/10, kütlece) karışımı ile yer değiştirilerek üç farklı formülasyonda kakaolu fındık ezmesi hazırlanmış ve 3 ay depolanmıştır. Formülasyonların karakterizasyonu için örneklerde fizikokimyasal analizler (su aktivitesi (aw), nükleer manyetik rezonans (NMR) relaksometri, parçacık boyutu, renk, erime profili, tekstür ve reoloji) gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, depolama süresince her ayın sonunda renk, erime profili, tekstürel ve reolojik analizler tekrarlanmıştır.
Artan inülin-stevia miktarı ile örneklerin aw değerlerinde azalış ve T2,2 relaksasyon zamanlarında artış tespit edilmiştir. Bu değişikliklerin yalnızca IFE örneğinde kontrolden önemli ölçüde farklı olduğu bulunmuştur. Azalan aw değeri bağlı su miktarındaki artışı, artan T2,2 değeri ise su moleküllerinin moleküler hareketliliğindeki azalışı işaret etmektedir. Tüm numunelerde bu tip ürünlere özgü çoklu partikül boyutu dağılımı (0.448 - 74.308 µm) gözlenmiştir. Parçacık boyutu özellikleri (tekdüzelik, özgül yüzey alanı, yüzeysel-, hacimsel- ağırlıklı ortalama parçacık boyutu ve polidispersite) tüm numunelerde benzer bulunmuştur. Kakaolu fındık kreması numunelerinin renk değeri (L*, a*, b*) üzerinde ürün formülasyonu, saklama süresi ve ürün formülasyonu x saklama süresi interaksiyonunun etkisinin önemli olduğu tespit edilmiştir. Örneklerin renk değerleri depolama süresince genel olarak artmıştır. Numunelerin depolama öncesi termogram analiz sonuçları incelendiğinde, 63°C' deki pikin (inüline bağlı suyun buharlaşması ile ilişkilendirilen) entalpisinde artan inülin miktarı ile önemli bir azalma (p<0.05) gözlenmiştir. İki ay boyunca depolanan tüm örneklerin 35°C' deki erime entalpilerinin (palmiye yağının tamamen erimesini temsil eden) kontrol grubuna kıyasla istatistiksel olarak bir farklılık göstermediği belirlenmiştir. Sıkılık, sürülebilirlik, yapışkanlık ve tutunabilirlik değerleri en yüksek IFB numunesinde ve en düşük IFE numunesinde ölçülmüş ve bu değerlerin depolama süresince tüm numunelerde azaldığı tespit edilmiştir. Reoloji analizi sonucunda, formülasyona eklenen inülin-stevia miktarı arttıkça kayma indeksi (K) ve akma gerilmesi (τ0) değerlerinin azaldığı gözlemlenmiştir (p<0.05). Depolama süresince örneklerin reolojik özelliklerinde önemli bir değişim gözlenmemiştir.

Abstract:
Conventional cocoa hazelnut paste, which contains high amount of sugar (45% sucrose) in its formulation, is considered a controversial product in terms of health. This study aimed to reduce the sugar content in traditional cocoa hazelnut paste (control). Reducing the sugar content will cause the loss of texture and sweetness in the final product. It was aimed to use dietary fiber (inulin) to compensate for the loss of texture and stevia, a natural sweetener, for the loss of sweetness. To achieve this aim, cocoa hazelnut pastes were prepared in three different formulations by replacing 60% (IFB), 80% (IFD), and 100% (IFE) of the sugar in the control (K) sample with an inulin-stevia (90/10, by mass) mixture and stored for 3 months. For the characterization of formulations, physicochemical analyses (water activity (aw), nuclear magnetic resonance (NMR) relaxometry, particle size, color, melting profile, texture, and rheology) were performed in samples. In addition, color, melting profile, textural, and rheological analyzes were repeated at the end of each month during storage.
A decrease in aw values and an increase in T2,2 relaxation times were detected with increasing inulin-stevia content of samples. These changes were found to be significantly different from control only in the IFE sample. Reduction of aw value indicates an increase in the amount of bound water, and an increase of T2,2 value indicates a decrease in the molecular mobility of water molecules. A multiple particle size distribution (0.448 - 74.308 µm) specific for these types of products was observed in all samples. Particle size properties (uniformity, specific surface area, surface-, volume-weighted average particle size, and polydispersity) were found to be similar in all samples. It was determined that the effect of the product formulation, storage time, and product formulation x storage time interaction on the color value (L*, a*, b*) of the cocoa hazelnut cream samples was significant. The color values of the samples generally increased during the storage period. When the pre-storage thermogram analysis results of the samples were examined, a significant decrease (p<0.05) was observed in the enthalpy of the peak at 63°C (associated with the evaporation of inulin-bound water) with the increasing amount of inulin. It was determined that the melting enthalpies at 35°C (representing the complete melting of palm oil) of all samples stored for two months were not statistically different compared to the control group. The highest and the lowest values of firmness, spreadability, stickiness, and work of adhesion were measured in the IFB and the IFE samples, respectively and it was determined that these values decreased in all samples during storage. As a result of the rheology analysis, it was observed that the consistency index (K) and yield stress (τ0) values decreased with increasing the amount of inulin-stevia added to the formulation (p<0.05). No significant variation was observed in the rheological properties of the samples during storage.