Fındık hammaddesinden püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri ile fındık sütü tozu eldesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hazelnut milk powder to using spray drying and lyophilization methods
Yazar: KÜBRA ÖZKAN GÜNER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERTAN ERMİŞ
İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurulmuş gıdalar = Frozen foods ; Hazır gıda tüketimi = Ready food consumption ; Kurutulmuş gıdalar = Dried foods

Özet:
Bu çalışma ile ülkemizde önemli miktarlarda üretilen fındık hammaddesi kullanılarak katma değeri yüksek, bitkisel kaynaklı süt tozu üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle kabuğu ayrılmış kavrulmamış fındıktan elde edilen fındık sütüne ultrases teknolojisi ile homojenizasyonu sağlandıktan sonra çeşitli kimyasal ve fizikokimyasal analizler yapılmıştır. Ultrason işleminin fındık sütünün homojen bir yapıya kavuşmasına ve bu yapının stabilitesine olumlu etki ettiği tespit edilmiştir. Bu şekilde homojenize edilmiş fındık sütünden püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma (liyofilizasyon) olmak üzere iki farklı teknik kullanılarak fındık sütü tozu elde edilmiştir. Her iki yöntemde de saf ve %5, %10,%15 maltodekstrin katkılı olacak şekilde fındık sütü tozları elde edilmiştir.
 Elde edilen toz ürüne çeşitli kimyasal, fizikokimyasal ve reolojik testler yapılmış ve sonuçlar her iki yönteme göre kıyaslanarak tartışılmıştır. Fındık sütü tozu örneklerinden elde edilen nem değerleri %0, %5, %10, %15 MD içeriğinde püskürtmeli kurutucu kullanıldığında sırasıyla 1,54; 1,13; 1,12; 1,08; liyofilizasyon yönteminde ise 2,14; 1,44; 1,19; 1,13 olarak elde edilmiştir. Fındık sütü tozu örneklerinden elde edilen kül değerleri %0, %5, %10, %15 MD içeriğinde püskürtmeli kurutucu kullanıldığında sırasıyla 3,14; 2,26; 1,97; 1.55; liyofilizasyon yönteminde ise 2,07; 1,46; 1,25; 1,15 şeklinde bulunmuştur. Püskürtmeli kurutma ve liyofilizasyon yöntemleri ile elde edilen fındık sütü tozlarının su aktivitesi değerleri MD oranlarına (%0, %5, %10, %15) göre sırası ile 0,348; 0,301; 0,267; 0,255 ve 0,153; 0,114; 0,199; 0,162 olarak bulunmuştur. Püskürtmeli kurutma ile elde edilen fındık sütü tozlarının serbest ve sıkıştırılmış yoğunlukları MD oranlarına göre sırası ile 0,361;0,301;0,362;0,334 ve 0,580; 0,644; 0,662; 0,625 olarak hesaplanmıştır. Liyofilizazyon yöntemi ile elde edilen fındık sütü tozlarının serbest ve sıkıştırılmış yoğunlukları MD oranlarına (%5, %10, %15)  göre sırası ile 0,154; 0,220; 0,336 ve 0,224; 0,335; 0,474 olarak hesaplanmıştır. Püskürtmeli kurutma ve liyofilizasyon yöntemleri ile elde edilen fındık sütü tozlarının kısmi çözünürlükleri MD oranlarına göre sırası ile 25,75; 40,88; 61,88; 64,84 ve 20,25; 36,37; 57,75; 63,62 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca duruş açısı yöntemine (angle of repose) göre fındık sütü tozlarının akışkanlık özellikleri belirlenmiştir. Püskürtmeli kurutmaya ile elde edilen fındık sütü tozlarının akışkanlığı daha yüksek bulunmuştur.
 Fındık sütü tozlarının moleküler yapılarını ve ısıya karşı fiziksel durumlarındaki değişiklikleri belirmek amacı ile FTIR, DSC ve zeta potansiyel analizleri yapılmıştır. Elde edilen FTIR analizi sonucuna göre her iki yöntemde de fındık sütü tozu kimyasal yapılarında herhangi bir farklılığa rastlanmamış benzer bir yapı gösterdikleri belirlenmiştir. DSC analizi sonuçlarına göre iki yöntemle de kurutulan fındık sütü tozlarının endotermik bir tepkime gösterdiği belirlenmiştir. Elde edilen piklere göre püskürtmeli kurutucu ile kurutulan numunelerin liyofilizasyon yöntemine göre daha düşük sıcaklıklarda erime fazına geçtiği gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, we aimed to produce and characterize high value added vegetable milk powder to using hazelnut raw materials which produced significantly in our country. For this purpose, various chemical and physicochemical analyzes were carried out on unbaked hazelnut isolated from shells after than homogenization with hazelnut-boiled ultrasound technology. The study evidenced that ultrasonication has a positive effect on the homogenous structure of hazelnut and its stability. With this homogenized hazelnut milk, hazelnut milk powders was obtained via two different techniques, spray dried dryer and lyophilizer. In both methods, hazelnut milk powders were obtained as pure and 5%, 10%, 15% maltodextrin added.
The obtained powder product made exposure various chemical, physicochemical and rheological tests and the results were compared by comparing with both methods. Hazelnut milk powders samples moisture values for 0%, 5%, 10%, 15% MD content is respectively 1,54; 1,13; 1,12; 1,08 for spray drying and 2,14; 1,44; 1,19; 1,13 for lyophilization. Hazelnut milk powders samples Ash values for 0%, 5%, 10%, 15% MD content is respectively 3,13; 2,25; 1,96; 1.54 for spray drying and 2,07; 1,46; 1,24; 1,14for lyophilization. The water activity values of hazelnut milk powders obtained by spray drying and lyophilization were 0,348 with respect to MD rates (0, 5%, 10%, 15%); 0,301; 0.267; 0.255 and 0.153; 0.114; 0.199; Respectively. According to MD ratios (0,%5, %10, %15), the free and compacted densities of hazelnut milk powder obtained by spray drying were calculated to be 0,361, 0,301, 0,362, 0,334, and 0,580; 0,644; 0,662; 0,625 respectively. Also according to MD ratios (%5, %10, %15), the free and compacted densities of hazelnut milk powder obtained by lyophilization were calculated to be 0,154; 0,220; 0,336 ve 0,224; 0,335; 0,474 respectively. The solubilities of hazelnut milk powders obtained by spray drying and lyophilization were 25,75; 40,88; 61,88; 64,84 and 20,25; 36,37; 57,75; 63,62 according to MD ratios (0,%5, %10, %15) respectively. In addition, the fluidity properties of hazelnut milk powders were determined according to the angle of repose. When compared to lyophilization, the fluidity of hazelnut milk powder obtained by spray drying was found to be higher.
FTIR, DSC and zeta potential analyzes were carried out with the aim of determining changes in molecular structures of hazelnut milk powders and physical states against heat. According to the result of FTIR analysis, it was determined that both methods showed a similar chemical structure of hazelnut milk. DSC analysis results, both hazelnut milk powders dried methods show an endothermic reaction. According to the results, it was observed that the samples dried with spray drier were changed to the melting phase at lower temperatures than the lyophilization method.