Mahonya (Mahonia aquifolium) meyvesi antosiyaninlerinin enkapsülasyonu ve depolama stabilitelerinin belirlenmesi
The encapsulation of mahonia (Mahonia aquifolium) fruit anthocyanins, And their stability during the storage
Yazar: ALİ YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. HACER ÇOKLAR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Antosiyaninler birçok meyve ve sebzenin pembeden mora kadar değişen renklerini veren doğal pigmentlerdir. Mahonya (Mahonia aquifolium) antosiyanince zengin bir meyvedir. Bu tez çalışması ile Mahonia aquifolium meyvesi antosiyaninlerinin çeşitli duvar materyalleri kullanılarak enkapsülasyonu ve enkapsülasyon sonrasında antosiyaninlerin ısı ve ışık faktörlerine karşı stabilitesinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Enkapsülasyon için duvar materyali olarak gum arabik (GA), maltodekstrin (MD) ve bunların eşit kombinasyonu (MD+GA, 1:1 w/w) kullanılmıştır. Çalışmada mahonya meyvesinden elde edilen meyve suyu örneklerine mekaniksel homojenizasyon (MH) (15000 rpm, 30 dak) ve ultrasonik destekli mekaniksel homojenizasyon (UMH) (35 kHz, %50 Güç'te 15 dak ve 15000 rpm'de30 dak) olmak üzere iki homojenizasyon yöntemi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre MH yönteminde GA, MD ve her ikisinin eşit karışımlarındaki enkapsülasyon etkinliği sırasıyla % 98.53, 93.89 ve 97.89; UMH yönteminde ise enkapsülasyon etkinliği sırasıyla % 98.47, 93.85 ve 97.40 olarak tespit edilmiştir. MH ve UMH yöntemiyle yapılan enkapsülasyonlar arasında etkinlik bakımından önemli bir farklılık görülmemiştir. Buna bağlı olarak çalışmaya MH yöntemiyle devam edilmiş olup, mahonya meyvesinin suyu elde edilerek ve uygun oranda duvar materyali ilavesi sonrasında MH yöntemiyle homojenize edilip dondurma-kurutma yöntemiyle kurutulmuştur. Enkapsüle edilmiş örnekler oda sıcaklığında iki farklı aydınlatma koşulunda (karanlık ve ışık altında)  90 gün ve 3 farklı sıcaklıkta (50, 65 ve 80 oC) 20 gün boyunca depolanmıştır. Depolanan örneklerde toplam monomerik antosiyanin içeriği, antosiyanin degradasyonu için kinetik parametreler ve reflektans renk değerleri (L*, a*, b*, h ve C*) belirlenmiştir. Enkapsüle edilmiş örneklerde antosiyanin degradasyonunun birinci dereceden reaksiyon kinetiğine uygun olarak gerçekleştiği belirlenmiştir. Aktivasyon enerjisi (Ea) değerleri MD, GA ve MD+GA için sırasıyla 75.4, 54.1 ve 58.9 kJ/mol  olarak bulunmuştur. Her üç duvar materyali arasında her üç sıcaklıkta da en uzun yarılanma ömürleri GA ile enkapsüle edilen örneklerde belirlenmiştir. GA ve MD+GA kombinasyonu ile enkaplsüle edilen ve iki farklı aydınlatma ortamında depolanan örneklerin yarı ömürleri arasında önemli bir fark belirlenmemiştir. Toplam renk farkı (∆E) verileri incelendiğinde renk değişimi açısından sıcaklığa karşı en yüksek stabilite sağlayan materyalin MD olduğu ve bunu sırası ile GA ve GA+MD karışım materyalinin takip ettiği görülmüştür.

Abstract:
Anthocyanins are natural pigments that give the color of many fruits and vegetables ranging from pink to purple. Mahonia (Mahonia aquifolium) fruit is rich in anthocyanins. The aims of this thesis were to encapsulate anthocyanins of Mahonia aquifolium fruits using various wall materials and also to determine the stability of anthocyanins against heat and light after encapsulation. Gum arabic (GA), maltodextrin (MD), and equal amounts of gum arabic and maltodextrin mixtures (MD+GA, 1:1 w/w) were used as wall materials. In the study, mahonia fruit juice was homogenized by two different methods namely mechanical homogenization (15000 rpm for 30 min)  and ultrasound-assisted mechanical homogenization (35 kHz 50 % Power at 15 min and 15000 rpm for 15 min). According to the results, encapsulation efficiencies of MD, GA, and their mixture were 98.53, 93.89, and 97.89% by the mechanical method and 98.47, 93.85, and 97.40% by the ultrasound-assisted mechanical method, respectively. However, there was no significant difference in terms of the encapsulation efficiency between the MH and UMH methods. In accordance, the study was continued with the MH method and the mahonia fruit juice was homogenized by the MH method after the addition of wall material in the appropriate ratios and freeze-dried. The encapsulated samples were kept under two different lighting (at the dark and light) for 90 days at room temperature and at 3 different temperatures (50, 65, and 80 °C) for 20 days. Total monomeric anthocyanin content, kinetic parameters for anthocyanin degradation and reflectance color values (L*, a*, b*, h, and C*) were determined in the stored samples. It was determined that anthocyanin degradation in encapsulated samples followed the first-order kinetic Activation energy (Ea) values for MD, GA and MD+GA were found to be 75.4, 54.1 and 58.9 kJ / mol, respectively. Among all three wall materials, the longest half-lives at all three temperatures were determined in the samples encapsulated with GA. There was no significant difference between the half-lives of the samples encapsulated with the combination of GA and MD+GA and stored in the lightening conditions. According to the total color difference (∆E) data, it was found that the highest stability against temperature in terms of color change occurred in the samples encapsulated with MD and it was followed by GA and GA+MD encapsulated samples, respectively.