Mikrodalga, mikrodalga destekli sıcak hava ve yalnız sıcak hava kullanılan kavurma işlemlerinin keçiboynuzu tozunun fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi
Effects of roasting with microwave oven, hot air oven and their combination on physical and chemical properties of carob powder
Yazar: ZEHRA KASIMOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HİLAL ŞAHİN NADEEM
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Keçiboynuzu meyvesinin pulp kısmının çekirdeklerden ayrıldıktan sonra kavrulup, öğütülmesi ile üretilen keçiboynuzu tozu, kafein ve teobromin içermemesi ve tat açısından kakaoya olan benzerliğinden dolayı kek, bisküvi, çikolata gibi birçok üründe kakao aternatifi veya tatlandırıcı olarak kullanılmaktadır. Keçiboynuzu tozu ayrıca Türk kahvesi gibi hazırlanarak veya süte karıştırılarak doğrudan içecek olarak da tüketilmektedir.
Mevcut projede keçiboynuzu tozu üretiminde mikrodalga, mikrodalga destekli sıcak hava ve yalnız sıcak hava kullanılarak farklı kavurma işlemleri uygulanmış ve bu işlemlerin son ürünün fizikokimyasal kalite özellikleri üzerine etkisi belirlenmiştir.  Bu kapsamda 3 farklı güç seviyesi (180W, 360W ve 600W) ve 4 farklı sürede mikrodalga, 3 farklı sürede (1, 2 ve 3 dakika mikrodalga + 3, 4 ve 5 dakika sıcak hava) mikrodalga+sıcak hava kombinasyonu ve 3 farklı sürede yalnız sıcak hava uygulamasıyla kavurma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu işlemler sonunda elde edilen keçiboynuzu tozunda nem, su aktivitesi, renk, pH, şeker kompozisyonu ve D-pinitol, toplam fenolik, antioksidan aktivite, esmerleşme indeksi, UV-absorbans ve uçucu bileşikler incelenmiştir. Ayrıca toz örneklerde tanımlayıcı duyusal özellikler test ile belirlenmiştir. 
Keçiboynuzu tozlarının nem, su aktivitesi ve pH değerleri kavurmada kullanılan sıcaklık, süre ve güç değerleri arttıkça azalmıştır. Kavrulmamış örnekte %7-8 olarak ölçülen nem değeri kavurma sonrası %3-5'e, 0.65-0.70 olarak ölçülen su aktivitesi değeri ise 0.25-0.30 değerlerine düşmüştür. Benzer şekilde pH değerleri de 5.14-5.20'den kavurma sonunda 4.99-5.08 değerlerine azalmıştır. Örneklerin toplam fenolik madde, toplam antioksidan aktivite, esmerleşme indeksi ve UV absorbans değerleri sıcaklık, süre ve mikrodalga gücüne bağlı olarak artmıştır. Kavrulmamış örnekte ortalama olarak sırasıyla 10.80 mg/g km, 1.56 g/mg DPPH, 18.5 ve 375.5 olarak ölçülen bu parametreler kavurma işlemleri sonunda 14.09 mg/g km, 0.58 g/mg DPPH, 28.85 ve 561.4 olarak belirlenmiştir. Keçiboynuzu tozunun Hunter L ve b renk değerleri kavurma süresince sırasıyla % 28 ve % 26 oranında azalmış, buna karşılık a renk değeri % 40 oranında artış göstermiştir. Kavurma işlemleri sonunda örneklerin L, a, b renk değerleri ortalama olarak 41.50, 12.40 ve 16.45 şeklinde belirlenmiştir.	
Keçiboynuzu tozunun kromatografik olarak belirlenen şeker bileşimi ve D-pinitol içeriği de kavurma işlemleriyle belirgin şekilde değişmiştir. Kavurma işlemiyle şeker içeriği azalmış buna karşılık D-pinitol içeriği artmıştır. Kavurma işlemi öncesi sırasıyla; ortalama 350, 63,  90 ve 65 g/kg olarak belirlenen sakkaroz, glukoz, fruktoz ve D-pinitol içerikleri kavurma işlemleri sonunda; ortalama 330, 44, 76 ve 78 g/kg olarak hesaplanmıştır. 
Keçiboynuzu tozunda kavurma işlemiyle toplam uçucu bileşen sayısında artış gözlenmiştir. İşlem görmemiş üründe ve kavrulmuş tüm örneklerde "izobütirik asit" ana uçucu bileşen olarak saptanmış olup, kavurma işleminde süre arttıkça miktarca azalmıştır.    Kavrulmamış keçiboynuzu tozu örneğinde izobütirik asit (propanoik asit, 2-metil), butanoik asit, metil bütirik asit, asetik asit ve hekzanoik asit gibi asidik bileşikler başlıca uçucu bileşenleri oluşturmuş ve kavrulma işlemiyle bu bileşikler göreceli olarak azalmıştır. Kavrulmuş örneklerde de asidik bileşikler uçucu bileşenlerin büyük bir kısmını oluşturmuştur, ancak bu örneklerde kavurma şekli ve derecesine bağlı olarak değişen oranlarda furan, pirol ve pirazin bileşikleri oluşmuştur. Sadece sıcak hava ve mikrodalga+sıcak hava kombinasyonu ile kavrulan örneklerin uçucu bileşenlerine ait gaz kromatogramları benzer bir profil sergilerken, sadece mikrodalga kullanılarak kavrulan örneklerde bazı uçucu bileşenlerin daha düşük seviyelerde kaldığı gözlenmiştir.  
Toz örneklere ait duyusal analiz sonuçlarına göre; kavrulmamış keçiboynuzu örneğinin tatlılık puanı ve keçiboynuzuna özgü koku/tat puanı en yüksek seviyede bulunmuştur. Kavurma işlemiyle bu parametrelerin puanları azalmış, ancak test edilen diğer duyusal parametrelerin iyileştiği, dolayısıyla da puanlarının arttığı gözlenmiştir. Satınalma eğiliminde mikrodalga+sıcak hava kombinasyonuyla kavrulan örnekler en yüksek puanı almıştır.

Abstract:
Carob powder is produced by roasting and milling of the kibbled carob and mainly used in food industry in cakes, biscuits and chocolates as a substitute or extender for cocoa and a sweetener. It is particularly suitable for the manufacture of caffeine-free and theobromine-free chocolate substitutes. The carob powder is also consumed as a hot drink directly after preparation in a similar way to the Turkish coffee or mixed with milk.
In the present thesis, microwave, microwave + hot air and only hot air roasting applied for the production of carob powder and the effects of these processes on physicochemical properties of carob powder and energy consumption were determined. For this purpose, roasting of kibbled carob was performed by using microwave at different powers and times (3x4), combined microwave+hot air at different times (3x3) and only hot air at different periods and the effects of these treatments on moisture content, water activity, color change, sugar composition, D-pinitol content, total phenolics, antioxidant activity, browning properties (browning index, UV-A), sensory properties and aroma compounds of the carob powder were investigated.
Moisture content, water activity and the pH values of the carob powders decreased with increase in microwave power and roasting time.  Unroasted sample had 7-8% moisture content and 0.65-0.70 water activity of which decreased to 3-5% and 0.25-0.30, respectively, after roasting.  At the end of the roasting pH values were 4.99-5.08, less than their initial values of 5.14-5.20. Total phenolics, total antioxidant activity, browning index and UV absorbance values of the sample were increased by an increase in microwave power and time. In roasted samples average values of total phenolics, total antioxidant activity, browning index and UV absorbance were 10.80 mg / g dm, 1.56 g / mg DPPH, 18.5 and 375.5 respectively. Hunter L and b values of carob powders were decreased by 28% and 26%, respectively, during roasting, whereas color value a has increased by 40%. 
Sugar composition and D-pinitol content of the samples were determined chromatographically and they changed significantly with the roasting process. By roasting sugar content decreased while D-pinitol content of the samples increased. Before roasting, averages for sucrose, glucose, fructose and D-pinitol were 350, 63, 90 and 65 g / kg, respectively, which were determined 330, 44, 76 and 78 g / kg, respectively, after roasting. 
The total number of volatile components of the carob powders were increased by roasting process. In all samples, "isobutyric acid" was the main volatile of which was decreased with by roasting degree. Roasted carob powders, on the other hand, had neo-formed compounds like furan, pyrrole and pyrazine compounds. Samples, roasted by only hot air and microwave + hot air combination showed similar volatile profile on gas chromatograms.
According to the results of sensory analysis, roasting improved the sensory characteristics of the raw carob. Combined microwave + hot air roasted samples had the highest score in terms of purchasing trend.