Kabak çekirdeği yağının mikroenkapsülasyonunun optimizasyonu
Optimization of microencapsulation of pumpkin seed oil
Yazar: ZEYNEP AKSOYLU
Danışman: DOÇ. DR. PELİN GÜNÇ ERGÖNÜL
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada soğuk pres kabak çekirdeği yağı, farklı oranlarda peyniraltı suyu proteini, maltodekstrin ve gam arabikten meydana gelen 18 duvar materyali kombinasyonu ile dondurarak kurutma yöntemi kullanılarak enkapsüle edilmiş ve mikrokapsüllerin oksidatif stabiliteleri 20°C sıcaklıkta 12 hafta boyunca incelenmiştir. Enkapsülasyon veriminin, çözünürlüğün ve toplam çoklu doymamış yağ asitleri miktarının maksimize edilmesi amacıyla D–optimal karışım tasarım deseni kullanılarak optimum duvar materyali kombinasyonu ortaya çıkarılmıştır. Oluşturulan tüm emülsiyonların stabilitesinin oldukça yüksek olduğu, ilk 24 saat boyunca herhangi bir faz ayrımının meydana gelmediği, 48 saat sonunda ise emülsiyondan ayrılan krema yüksekliğinin %13.65–35.28 arasında değişim gösterdiği belirlenmiştir. Emülsiyonların tümünün, Newton tipi olmayan akış özelliklerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Emülsiyonlardaki yağ damlacıklarının büyüklükleri 1.11–1.84.00 μm arasında değişmiş ve bimodal dağılım göstermiştir. Mikrokapsüllerin düzensiz şekillere ve son derece gözenekli, pürüzlü yüzey yapılarına sahip oldukları, rekonstitüe mikrokapsüllerin büyüklüklerinin 25.65–70.50 μm arasında değiştiği ve emülsiyonlara benzer şekilde, parçacık büyüklüklerinin bimodal dağılım gösterdikleri tespit edilmiştir. Ayrıca, mikrokapsüllerin akabilirlik özelliklerinin oldukça kötü olduğu anlaşılmıştır. Mikrokapsüllerin suda çözünürlükleri %25.44–36.09 arasında değişim göstermiştir. Mikroenkapsülasyon işlemi, soğuk pres kabak çekirdeği yağının tekli ve çoklu doymamış yağ asitleri, α– ve γ–tokoferol ve toplam fenolik madde miktarlarında azalmaya sebep olmuştur. Depolamanın başında mikrokapsüllerin nem içerikleri %2.65–3.72 arasında iken, depolamanın sonunda %3.22–4.66 aralığına yükselmiştir. Su aktivitesi değerleri de aynı şekilde artmıştır. Deneme–6, Deneme–10 ve Deneme–17 gibi enkapsülasyon veriminin yüksek olduğu denemelerden ekstrakte edilen yüzey yağları ve enkapsüle yağlarda oksidasyon daha yavaş meydana gelmiştir. Optimum duvar materyali kombinasyonunun %13.5757 peyniraltı suyu proteini, %4.24381 maltodekstrin ve %2.18044 gam arabikten oluştuğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, cold–pressed pumpkin seed oil was encapsulated with wall material combination consisting of different ratios of whey protein, maltodextrin and gum arabic by freeze–drying. The oxidative stability of microcapsules was investigated at 20°C during 12 weeks. By using D–optimal mixture design to maximize encapsulation efficiency, solubility and total content of polyunsaturated
fatty acids, optimum wall material combination was found. The stabilities of all emulsions were quite high. In the first 24 hours, no phase separation was detected. After 48 hours, the heights of cream separated from emulsions ranged between 13.65–35.28%. All of the emulsions were characterized by non–Newtonian type (pseudoplastic, shear–thinning) flow characteristics. The droplet sizes
of oil globules ranged between 1.11–1.84 μm and showed bimodal distribution. Microcapsules had irregular shapes and extremely porous and rough surfaces. The size of reconstituted microcapsules ranged between 25.65–70.50 μm and showed bimodal distribution. Moreover, the flowability properties of microcapsules were considerably poor. The solubilities in water of microcapsules ranged between 25.44–36.09%. Microencapsulation led to decrease in monounsaturated, polyunsaturated fatty acids, α– and γ–tocopherols and total phenolic contents of cold–pressed pumpkin seed oil. The moisture contents of microcapsules increased from 2.65–3.72% to 3.22–4.66% throughout the storage. The water activity values also increased similarly. Oxidation of surface and encapsulated oils extracted from trials with higher encapsulation efficiency such as Run–6, Run–10 and Run–17 progressed
slowly. The optimum combination of wall material consisted of 13.5757% whey protein, 4.24381% maltodextrin and 2.18044% gum arabic.