Baklagil haşlama sularının fiziksel yöntemlerle modifiye edilmesi ve bazı gıda uygulamalarında kullanım olanaklarının incelenmesi
Modification of cooking water of pulses and investigation of usage possibilities in some food applications
Yazar: MAHMUT KILIÇLI
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER SAİD TOKER ; PROF. DR. MUSTAFA BAYRAM
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Baklagiller = Leguminosae ; Kurutma yöntemleri = Drying methods ; Ultrases dalgaları = Ultrasound waves

Özet:
Bu çalışmada, konserve üretimi sürecinde elde edilen baklagil haşlama sularının (aquafaba) teknolojik özelliklerinin belirlenmesi, haşlama suyunun fiziksel yöntemlerle modifiye edilmesi ve bazı gıda uygulamalarında değerlendirme potansiyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada nohut, fasulye, barbunya, bakla, yeşil bezelye ve mercimek kullanılmış ve hem geleneksel ıslatma hem de ıslatma sürecini hızlandırmak amacıyla ultrases destekli ıslatma yapılmıştır. Ultrases ile ıslatma, bütün baklagillerin ıslatma süresini kısaltmış ve aynı zamanda Deff (etkin nem difüzyon katsayısı) değerlerini artırmıştır. Aquafabaların kuru bazda protein içeriği %20 ile %35 arasında değişirken, köpürme özellikleri ile de pozitif korelasyon olduğu gözlemlenmiştir (r=0.846). Aquafabaların köpürme kapasiteleri %133 ile %567 arasında değişmiştir. Nohut aquafaba en düşük köpürme kapasitesine ve stabiliteye sahipken, yeşil bezelye aquafaba en yüksek köpürme kapasitesine ve stabiliteye sahip olmuştur. Tüm aquafabalarda emülsiyon aktivite indeksi (EAI) değerleri %80'in üzerinde hesaplanmıştır. GPA'ya (yeşil bezelye aquafaba) yanıt yüzey metodu kullanılarak belirlenen farklı düzey ve sürelerde (%50~ 200 W; %75 ~310 W ve %100~430 W 10, 20 ve 30 dakika) ultrases (20 kHz) (US) uygulanmıştır. GPA'nın köpürme kapasitesi, ultrases ile (%100-20 dak) % 575'ten % 725'e çıkmıştır. Emülsiyon aktivite indeksinde ultrasesin bütün örneklerde olumsuz bir etkisi olmuştur. SDS-PAGE sonucu elektroforez ile görüntülemede % 100 genlik 10 dak. kadar herhangi bir değişiklik göstermezken sonraki işlemlerde parçalanmalar gözlenmiştir. Çırpılmış krema formülasyonunda yumurta ikamesi olarak GPA kullanılmıştır. Ultrases ile işlem görmüş GPA ile elde edilen krem şantinin viskozitesi ve G' değeri artmıştır. Yüksek basınç homojenizatörün, GPA'nın köpürme ve emülsifiye edici özellikleri üzerinde herhangi bir etkisi görülmemiştir. Domates tozunun köpük kurutmayla elde edilmesinde köpürtücü ajan olarak GPA kullanılmıştır. Bu amaçla köpük mikslerinin (domates+GPA) yoğunluğu GPA konsantrasyonuna bağlı olarak 0,45 ile 1,06 g/ml arasında değişmiştir. 5 mm kalınlığındaki miksler 50, 60 ve 70 ˚C'de (1.3 m/s kurutucu hava hızı) kurutulmuştur. Sonuç olarak düşük yoğunluklu köpüklerin gözenekli yapısı sayesinde, daha yüksek kuruma hızları ve etkin nem difüzyon katsayıları elde edilmiştir. Elde edilen domates tozlarının toplam fenolik içerikleri (TPC) ve antioksidan aktiviteleri (AC) belirlenmiştir. Ayrıca, in vitro sindirim sonrası fenolik ve antioksidan biyoerişebilirlikleri hesaplanmıştır. Ayrıca Trabzon hurması bazlı sorbe üretiminde de GPA kullanılmış olup, duyusal açıdan kabul edilebilir sonuçların yanısıra %50'ye varan hacim artışı elde edilmiştir. Domates tozunda olduğu gibi sorbe içinde gerçekleştirilen in vitro sindirim ve biyoaktif bileşen analizleri (TPC ve AC) ile %31 - %40 arasında biyoerişilebilirlik indeks değerleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında, aquafabaların tekno-fonksyiyonel özellikleri sayesinde bitkisel bazlı bir bileşen olarak çeşitli gıda formülasyonlarında kullanılabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In the present study, it was aimed to determine technological properties of cooking water (aquafabas) obtained from canned production. For this aim, chickpea, bean, kidney bean, broad bean, green pea and lentil were used in this study, and conventional soaking and ultrasound soaking was both performed. Soaking with ultrasound has shortened the soaking time of all pules as well as increased the Deff (effective diffusion constant) values. The protein content of aquafaba on a dry basis changed between 20 and 35% and it has been observed that there are also positive correlation with their foaming properties. Foaming capacities of aquafabas varied between 133 and 567%. Chickpea aquafaba showed the lowest foaming capacity and stability, while green pea had the highest foaming capacity and stability. Emulsion activity index (EAI) values were more 80% in all aquafabas. The foam of pea and lentil aquafabas showed higher resistant against to gravity. Ultrasound (20 kHz) (US) was applied to GPA (green pea aquafaba) at different levels and durations (50%, 200 W; 75%, 310 W and 100%, 430 W for 10, 20 and 30 mins). It was found that foaming capacity of green pea aquafaba increased from 575 to 725 % by increasing ultrasound level from control to 100% for 20 min. A negative effect was observed in the emulsion activity index. No significant change (p>0.05) was obtained from the electrophoresis profiles from the control sample at 100% US for 10 min except 100% US level for 15.46, 20- and 30-min. GPA was used as an egg substitute in whipped cream formulation. Ultrasound increased the viscosity and G' value compared to untreated sample. High pressure homogenization had no effect on foaming and emulsifying properties of GPA. GPA was used as a foaming agent in foam-mat drying of tomato powder. For this aim density of foam-mats changed between 1.06 and 0.45 g/ml depending on the aquafaba concentration. Foam-mats with 5 mm thickness were dried at 50, 60 and 70 ˚C at 1.3 m/s air velocity. The results showed that the porous structure of foams with lower densities resulted in higher drying rates and moisture diffusivities. Total phenolic content (TPC) and antioxidant activity (AC) of the resulting tomato powders were also determined. Moreover, bioaccessibility of phenolics and antioxidant activities were also determined using in vitro digestion. In addition, GPA was also used in persimmon based sorbe production. Up to 50% overrun increasing was achieved and sensory results were acceptable. In vitro digestion and bioactive component analyzes (TPC and AC) carried out in sorbe, and bioaccessibility index values between 31% and 40% were obtained.  As a results, it has been determined that aquafabas can be used as a plant-based ingredient in various food formulations thanks to their techno-functional properties.