Glutenli ve glutensiz makarnanın pişme davranışının modellenmesi
Modeling of cooking behavior of gluteneous and gluten-free pasta
Yazar: HALİSE AVCİL
Danışman: PROF. DR. MAHİR TURHAN
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Pişirme işlemi gıdaların tüketilebilir olması açısından oldukça önemlidir.  Makarnanın pişmemiş ya da fazla pişmiş olması istenmeyen bir durum olup, optimum pişme süresinin ve pişme davranışının anlaşılması önem taşımaktadır.  Bu konuda yapılan matematiksel modelleme çalışmaları glutenli (G+) makarnalar için sınırlı iken glutensiz (G-) makarnalar için henüz gerçekleştirilmemiştir.  Bu çalışmanın amacı G+ ve G- makarnanın pişme davranışının daralan çekirdek yöntemi ile modellenmesidir.  Makarnada pişme sırasında eş zamanlı su penetrasyonu, protein denatürasyonu, nişasta jelatinizasyonu, ısı ve kütle transferi gerçekleşmektedir.  
G+ makarna 60, 70, 80, 90 ve 100˚C' de, G- makarna ise 90˚ ve 100˚C' de saf su içerisinde pişirilmiş ve tüm sıcaklıklar için optimum pişme süresi (τ) belirlenmiştir.  τ, göz ile makro seviyede iki cam plaka arasına uzunlamasına sıkıştırılarak ve stereo mikroskopta mikro seviyede kesit yüzeyinde iç bölgenin gözlenmesiyle belirlenmiştir.  Makro ve mikro seviyede belirlenen τ aynı olup G+ makarnada sırasıyla 50, 40, 35, 27, 18, 12 dakika, G- makarnada sırasıyla 20, 14 dakika bulunmuştur.  
Stereo mikroskopta enine kesitlerde koyu renkli iç ve açık renkli dış olmak üzere 2 bölge gözlenmiştir.  Dış bölgede jelatinizasyon kısmen gerçekleşirken iç bölgede henüz gerçekleşmemiştir.  Makarna pişirme sırasında iç ve dış bölgede jelatinizasyon malta hacı ile takip edilmiştir.  Pişme süresinin (t) artmasıyla koyu renkli iç bölgenin giderek daraldığı ve malta hacının kaybolduğu gözlemlenmiştir.  Her iki bölge için yarıçap ölçümü alınarak boyutsuz zamana bağlı (t/τ) boyutsuz yarıçap değişimi (rc /R) incelenmiş ve daralan çekirdek modelinin uygunluğuna bakılmıştır.  Model uyumuna göre tüm sıcaklıklarda her iki makarna örneği için pişmenin difüzyon kontrollü olduğu tespit edilmiştir.  G+ ve G- makarnanın pişme davranışının difüzyon kontrollü daralan çekirdek modeli ile açıklanabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
Cooking process is very important for foods to be consumable.  It is undesirable to have uncooked or overcooked pasta.  Therefore, it is important to understand the behavior of pasta cooking.  While the mathematical modeling studies on this subject are limited for gluten (G+) pasta, it has not yet been performed for gluten-free (G-) pasta.  The aim of this study is to model the cooking behavior of G+ and G- pasta using the shrinking core method.  Simultaneous water penetration, protein denaturation, starch gelatinization, heat, and mass transfer occur during pasta cooking.  
G+ pasta was cooked at 60, 70, 80, 90, 100˚C, and G- pasta was cooked in pure water at 90, 100˚C.  Cooking time (τ) was determined for all temperatures by observing the sample axially with naked eye and radially with a stereomicroscope.  τ was determined to be 50, 40, 35, 27, 18, 12 minutes in G+ pasta and 20, 14 minutes in G- pasta by both methods.
Two regions were observed under a stereomicroscope, i.e. ungelatinized dark-colored inner region and gelatinized light-colored outer region in both methods.  The tracking of the gelatinization was carried out by monitoring the Maltese cross in the inner and outer regions.  The change of dimensionless radius (rc/R) versus dimensionless time (t/τ) was examined and the diffusion-controlled shrinking core model fitted well the experimental data.  The cooking behavior of G+ and G- pasta can be explained by this model.