Çift katlı emülsiyon/püskürtmeli kurutma tekniği ile biyoaktif gıda katkı maddesi olarak mikroenkapsüle kazein hidrolizatı üretimi
Production of microencapsulated casein hydrolysate as a bioactive food additive using the double emulsion/spray drying technique
Yazar: PELİN SALUM ERBAY
Danışman: DOÇ. DR. LEVENT YURDAER AYDEMİR
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation

Özet:
Biyoaktif peptitler proteinlerin hidrolizi ile üretilebilmektedirler. Fakat hidrolizatın gıda katkısı olarak kullanılmasında bir dizi zorluk mevcuttur. Kazein, biyoaktif peptitlerin önemli bir öncülüdür. Peptitlerin sahip oldukları yüksek biyoaktiviteyi gıdanın işlenmesi, depolanması ve sindirimi süreçlerinde korumak gerekmektedir. Bu anlamda enkapsülasyon teknolojisi etkili bir çözümdür. Bu tez çalışmasında, kazein hidrolizatı, çift katlı emülsiyon/püskürtmeli kurutma tekniği ile enkapsüle edilmiş bir gıda katkı maddesi üretilmiştir. Bunun için, öncelikle çift katlı emülsiyon üretiminde kullanılabilecek emülsiyon formülasyonu belirlenmiş ve emülsifikasyon yöntem koşulları optimize edilmiştir. Sonrasında ise mikroenkapsülasyon amacıyla kullanılacak duvar materyalleri ile kullanım oranları belirlenmiş ve üretilen tozların in vitro sindirim sonrasındaki potansiyel biyoaktif özellikleri incelenmişir. Bu kapsamda en uygun birincil emülsiyonlar (%70 ayçiçek yağı, %5 poligliserol polirisinolat, %25 hidrolizat) rotor-statör tipi homojenizatör ile üretilmiştir. Çift katlı emülsiyon üretiminde en uygun formülasyon %80 a/a dış su (% 1 polisorbat 20, % 30,8 sodyum kazeinat:maltodekstirin ve %68,2 saf su) fazında birincil emülsiyonun ulturases homojenizatörü ile dağıtılması sonucu oluşturulmuştur. Bu çift katlı emülsiyonun püskürtmeli kurutucu ile kurutulması ile elde edilen tozlar in-vitro sindirim sonrası serbest radikal süpürme aktivitesi (214,1±1,4 umol Troloks/g örnek) ve anjiyotensin dönüştürücü enzim inhibitörü etkisi (%34,7±0,1) göstermiştir.

Abstract:
Casein is an important precursor of bioactive peptides, which can be produced through the hydrolysis of casein. However, there are several challenges associated with using hydrolyzate as a food additive. It is crucial to maintain the high bioactivity of peptides during food processing, storage, and digestion. Moreover, the peptides formed after hydrolysis can have an unpleasant taste and exhibit high hygroscopicity. Encapsulation technology offers an effective solution to overcome these limitations.
In this thesis, a food additive encapsulated with casein hydrolyzate using the double- emulsion/spray drying technique was developed. Initially, an emulsion formulation suitable for producing a two-layer emulsion was determined, and the conditions for emulsification were optimized. Subsequently, the wall materials for microencapsulation and their usage rates were identified, and the potential bioactive properties of the resulting powders were examined after in vitro digestion. Within the scope of this thesis, the most suitable primary emulsions were produced using a rotor-stator type homogenizer. The optimal formulation for creating a double emulsion involved dispersing the primary emulsion in an 80% outer water phase using an ultrasound homogenizer. The powders obtained from the spray dryer drying process of this double-layered emulsion exhibited free radical scavenging activity (214.1±1.4 umol Trolox/g sample) and angiotensin-converting enzyme inhibitory effects (34.7±0.1%) after in-vitro digestion.