Balın biyoaktif bileşenlerinin korunarak kurutulması ve üretilen bal tozlarından soğuk içecek karışımı hazırlama imkanlarının araştırılması
Drying of honey by protecting bioactive components and investigation of possibilities to preparate cold drink mixture from produced honey powder
Yazar: CEREN MUTLU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ERBAŞ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Kurutulmuş gıdalar = Dried foods ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying

Özet:
Bal, arılar tarafından üretilen, birçok besin bileşenini içerisinde bulunduran ve sağlık açısından önem taşıyan fonksiyonel ve doğal bir gıdadır. Şeker, su, organik asit, mineral, vitamin, çeşitli enzimler, fenolik bileşikler ve serbest amino asit gibi makro ve mikro bileşenler içeren bal, eski çağlardan beri yaraların tedavisinde kullanılmakta olup, balın antioksidan, antimikrobiyal, antikarsinojen ve antiinflamatuar etkilerinin olduğu çeşitli çalışmalarda bildirilmiştir. 

Bu araştırmada; balın biyoaktif özelliklerini en yüksek seviyede koruyacak kurutma yöntemleri, taşıyıcı materyal türleri ve oranlarının araştırılması ve elde edilen bal tozu örneklerinin soğuk içecek hazırlamak için bal tozu karışımına dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Bu yolla şeker şurubu ve yapay renk ve aroma maddeleri içeren benzer ürünlere sağlıklı bir alternatif soğuk içeceğin tüketicilere sunulabilecektir.

Araştırmada; 2 farklı kurutma yöntemi (vakum ve püskürterek kurutma), 3 farklı taşıyıcı materyal (maltodekstrin, arap zamkı ve peynir altı suyu proteinleri) ve 3 farklı taşıyıcı materyal kullanım oranının (bal miktarının %50, %75 ve %100'ü) bal tozu üretimi üzerine etkileri 2x3x3 faktöriyel deneme desenine göre araştırılmıştır. Ayrıca üretilen bal tozu örneklerinin farklı renk ve aromada üretime uygunluklarını belirlemek için de, çözünürlüğü en az %90 ve diastaz sayısı ise 8 değerinin üzerinde olan bal tozu örneklerinden hazırlanan soğuk içeceklere duyusal analiz uygulanarak en çok beğenilen bal tozu örneği belirlenmiş ve bu örnek su yerine farklı meyvelerden (karadut, çilek ve portakal) elde edilen doğal meyve suları kullanılarak yeniden üretilmiştir.  

Üretilen tüm bal tozu örneklerine; fiziksel (renk, partikül boyutu, yığın yoğunluğu, çözünürlük, bulanıklık ve partikül mikroyapısı), kimyasal (nem içeriği, su aktivitesi, pH ve titrasyon asitliği, diastaz sayısı, hidroksimetilfurfural (HMF) içeriği, toplam fenolik madde ve antioksidan aktivite) ve duyusal analizler yapılmıştır.

Yapılan analizler ve değerlendirmeler neticesinde bal tozu örneklerinin üretimine ait verim değerinin kurutma yöntemleri arasında, vakum kurutma yöntemi uygulamasında %90.95 ve taşıyıcı türleri arasında ise, peynir altı suyu proteinleri içeren örneklerde %82.08 olarak tespit edildiği ve bu değerlerin diğer bal tozu örneklerine göre yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bal tozu örneklerinin fiziksel nitelikleri incelendiğinde, sade bal tozu örneklerinin hacim ve yüzey ağırlıklı ortalama partikül boyutu değerlerinin peynir altı suyu proteinleri içeren örneklerde sırası ile 66.46 µm ve 8.01 µm olduğu ve bu örneklerin diğer bal tozu örneklerine göre daha düşük partikül boyutlarına sahip oldukları belirlenmiş olup, meyve suyu ilavesinin örneklerinin partikül boyutu değerlerini arttırdığı tespit edilmiştir. Bal tozu örneklerin çözünürlük değerlerinin tüm örneklerde %90 değerinin üzerinde olduğu belirlenmiştir. Arap zamkı içeren sade bal tozu örneklerinin bulanıklık değeri 137.79 NTU olarak belirlenmiş olup bu değerin diğer taşıyıcı materyal içeren örneklere göre daha düşük olduğu tespit edilmiştir. 

Maltodekstrin, Arap zamkı ve peynir altı suyu proteinleri içeren bal tozu örneklerinin diastaz sayısı değerleri sırası ile 2.61, 10.48 ve 13.76 olarak belirlenmiştir. Üretimde kullanılan balın 11.2 olan diastaz aktivitesinin her iki kurutma yönteminde de Arap zamkı ve peynir altı suyu proteinleri içeren sade bal tozu örneklerinde yüksek oranda korunduğu, ancak meyveli bal tozu örneklerinde ise Türk Gıda Kodeksi Bal Tebliği'nde alt limit olarak belirtilen 8 değerinin altına düştüğü tespit edilmiştir. Vakum kurutma yöntemi kullanılarak üretilen bal tozu örneklerinin HMF miktarı, püskürterek kurutma yöntemine göre daha yüksek olarak belirlenmiştir. Buna ek olarak ise çilek suyu kullanılarak üretilen meyveli bal tozu örneklerinin HMF miktarı 15.21 mg/kg olarak belirlenmiş olup, bu değerin diğer meyveli bal tozu örneklerine göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Maltodekstrin, Arap zamkı ve peynir altı suyu içeren bal tozu örneklerinin antioksidan aktivite değerleri sırası ile 2.51, 7.87 ve 30.17 µmol TE/g bal tozu olarak tespit edilmiştir. Meyveli bal tozu örneklerinin ise sade örneklere göre daha yüksek antioksidan aktiviteye sahip olduğu ve 196.91 µmol TE/g bal tozu olarak belirlenen en yüksek antioksidan aktivite değerinin karadut suyu içeren bal tozu örneğine ait olduğu belirlenmiştir. 

Yapılan duyusal analiz sonucunda ise, panelistlerin %50'sinden fazlası sade ve meyveli bal tozu örneklerini tüketebileceklerini belirtmişlerdir. 5 puanlık hedonik skala üzerinden genel beğeni kriterine göre % 50 oranında Arap zamkı içeren sade bal tozu örnekleri ve çilek suyu içeren meyveli bal tozu örneklerinin sırası ile 3.88 ve 4.30 değerlerini alarak diğer bal tozu örneklerine göre daha çok beğenildikleri tespit edilmiştir.

Abstract:
Honey, produced by bees, is a functional and natural food product with rich nutritional content and significant health aspects. It contains macro and micro nutrients such as sugars, water, organic acids, minerals, vitamins, variable enzymes, phenolic compounds and free amino acids. Honey has been used for treating of wounds since ancient times and its antioxidant, antimicrobial, anticarcinogenic and anti-inflammatory effects have been noted in several studies.

In this study; investigation of drying methods, carrier material types and their ratios to preserve bioactive properties of honey at the highest level in honey powder production, and turning the obtained honey powders into honey powder mixture for preparation of cold honey beverage were aimed. Thus, a healthy cold drink could be offered to consumers as an alternative to similar products, which contain sugar syrup and artificial colorants and aroma compounds

In the research; the effects of two different drying methods (vacuum and spray drying), three different carrier materials (maltodextrin, gum Arabic, and whey proteins) and three different carrier material ratios (50%, 75% and 100% of honey amount) on production of honey powder was investigated in a 2x3x3 factorial experimental design. Also, cold drinks were prepared from produced honey powder samples which have solubility and diastase number values higher than 90% and 8, respectively, and sensory analyses were conducted to determine the most preferred honey powder sample, then the production conditions of determined sample was re-produced with addition of different fruit juice types (black mulberry, strawberry and orange) as water replacers.

Physical analyses (color, particle size, bulk density, solubility, turbidity and particle microstructure), chemical analyses (moisture content, water activity, pH, titratable acidity, diastase number, hydroxymethylfurfural (HMF) content and antioxidant activity) and sensorial analysis were performed on all produced honey powder samples.

As a result of analyses and evaluation, honey powder samples with the highest yields were obtained in vacuum drying as 90.95% among drying methods and with whey protein as 82.08% among carrier materials types. When the physical properties of honey samples were analyzed, it was determined that volume and surface mean diameters of honey powder samples produced with whey protein were 66.46 and 8.01 µm, respectively and these samples had smaller particle size when compared to other powders produced with gum Arabic and maltodextrin. The addition of fruit juice in powder production resulted with increased particle size of powders. Solubility values of honey powders were determined more than 90% in all samples. Turbidity values of honey powder samples containing gum Arabic were highest among honey powder samples and determined as 137.79 NTU. 

Diastase activity of honey powder samples produced with maltodextrin, gum Arabic and whey protein were measured as 2.61, 10.48 and 13.76, respectively. Additionally, diastase activity of honey, used in the study, was determined as 10.51, and this value was mainly conserved in samples produced with gum Arabic and whey proteins in both drying methods. However, diastase activity values of honey powder samples with fruits were lower than the accepted limit value (8) according to Turkish Food Codex. HMF content of samples were higher in vacuum drying compared to the contents of samples obtained by spray drying method. In addition, the highest HMF content among the fruited honey powder samples was observed from addition of strawberry juice and it was determined as 15.21 mg/kg. Antioxidant activity of samples, dried with maltodextrin, gum Arabic and whey proteins, were detected as 2.51, 7.87 and 30.17µmol TE/g honey powder, respectively.  Antioxidant activity values of fruited honey powder samples were higher than the non-fruited sample and the highest antioxidant activity (196. 91 µmol TE/g honey powder) was belong to the black mulberry juice added samples.  

As a result of sensory analysis, more than 50% of panelists accepted consuming non-fruited and fruited honey powder samples. According to 5 point hedonic scale test, 50% gum Arabic non-fruited powder samples and strawberry juice added samples were more preferred than other samples and got 3.88 and 4.30 overall points.