Balık (Engraulis encrasicolus L.) yağının mikroenkapsülasyonunda hemiselülozun kaplayıcı madde olarak kullanımı
The use of hemicellulose as a wall material in fish (Engraulis encrasicolus L.) oil microencapsulation
Yazar: FEYZA TATAR
Danışman: DOÇ. DR. TALİP KAHYAOĞLU
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Balık yağı = Fish oil ; Hemiselüloz = Hemicellulose ; Kurutma yöntemleri = Drying methods ; Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying

Özet:
Bitkisel atıklardan elde edilen hemiselüloz, balık (Engraulis encrasicolus L.) yağının mikroenkapsülasyon işleminde kaplayıcı madde olarak kullanılmıştır. Çalışmanın ilk kısmında, kontrol olarak seçilen gam arabik ile püskürtmeli kurutucu şartlarının optimizasyonu yanıt yüzey metodu kullanılarak yapılmıştır. Kurutucu havanın giriş sıcaklığı (160-190°C), besleme pompa hızı (%20-40) ve kaplayıcı/yağ oranı (2/1-4/1 g/g) bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Bağımlı değişkenlerden mikroenkapsülasyon verimliliği (MV), hava giriş sıcaklığının ve pompa hızının azalması, kaplayıcı/yağ oranının artması ile artmıştır. İstenilirlik fonksiyonuna göre optimum nokta, 164°C hava giriş sıcaklığı, %25 pompa hızı ve 4/1 oranında kaplayıcı/yağ oranı (g/g) bulunmuştur. Çalışmanın ikinci kısmında ise, optimizasyon çalışması sonucunda elde edilen şartlarda hemiselülozun etkinliğini belirlemek için gam arabik (GA), gam arabik-hemiselüloz (GA-HS) ve hemiselülozdan (HS) oluşan emülsiyonlar hazırlanmıştır. HS ile oluşturulan emülsiyonlar, GA ile olanlara göre daha düşük stabilitiye, daha yüksek viskoziteye ve daha yüksek yağ partikül boyutuna sahip olmuşlardır. Emülsiyonlar püskürtmeli kurutucuda kurutulduktan sonra mikrokapsüllerin; başta yağ partikül boyutu, MV ve peroksit değeri olmak üzere birçok fonksiyonel özellikleri belirlenmiştir. GA, GA-HS ve HS mikrokapsüllerinin yağ partikül boyutları ve peroksit değerleri (0. gün) istatistiksel açıdan farklı bulunmamıştır (p>0.05). MV en düşük HS mikrokapsülünde (%80.92) bulunmuştur. Ayrıca GA ve GA-HS mikrokapsüllerinin nem sorpsiyon özellikleri karşılaştırılmıştır. GA ve GA-HS düşük su aktivitelerinde (aw<0.52) benzer özellikler göstermiş ve BET modelinin 0.22-0.53 aw aralığında mikrokapsüllerin sorpsiyon davranışlarını yeterince tanımladığı bulunmuştur. Yapılan bu çalışma sonucunda, püskürtmeli kurutucuda yapılan mikroenkapsülasyon işleminde kaplayıcı madde maliyetini düşürebilmek için hemiselülozun, gam arabik ile birlikte kullanılabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
Evaluating the hemicellulose extract from plant residues as wall material in the microencapsulation of fish (Engraulis encrasicolus L.) oil was evaluated. In the first part of the study, gum arabic was selected as a control and used as wall material in the spray dried microencapsulation of fish oil. The process conditions of spray dryer were optimized by response surface methodology (RSM). The air inlet temperature (160-190°C), pump rate (20-40%) and ratio of coating to oil (2/1-4/1 w/w) were selected as the independent factors. One of the dependent factors of microencapsulation efficiency was increased with decreasing inlet temperature and pump rate, rising ratio of coating to oil. According to the function of desirability, optimum spray drying process conditions were 164°C of air inlet temperature, 25% of pump rate of and 4/1 (w/w) of coating to oil ratio. In the second part of the study, gum arabic (GA), gam arabic-hemicellulose (GA-HS) and hemicellulose (HS) emulsions were prepared to determine the hemicellulose (HS) efficiency in optimum spray drying conditions. HS emulsions were found less stable, high viscous and had higher particle size than GA emulsions. Emulsions were dried at spray dryer and the functional properties of microcapsules especially particle size of oil, microencapsulation efficiency and peroxide value were determined. Particle size of oil and peroxide values (0. day) were significiantly different (p>0.05), the lowest microencapsulation efficieny was found HS microcapsule (80.92%). In addition, water sorption behaviors of microcapsules were compared. At the low aw (<0.52), GA and GA-HS had similar sorption isotherms and BET was found to adequately describe the sorption characteristics in the range of water activity 0.22-0.53. The results indicated that hemicellulose could be used with gum arabic in the spray drying microencapsulation to lower cost of the wall material.