Fındık zarı ekstraktının enkapsülasyonu ve elde edilen mikrokapsüllerin mayonezde antioksidan olarak kullanımı
Encapsulation of hazelnut skin extract and use of obtained microcapsules as antioxidant in mayonnaise
Yazar: MERVE ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TORUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Enkapsülasyon = Encapsulation ; Fındık = Hazelnut ; Mayonez = Mayonnaise ; Oksidasyon = Oxidation ; Özütleme = Extraction

Özet:
Bu tezde fındık kavurma prosesi sırasında yan ürün olarak oluşan fındık zarından elde edilen ekstraktın enkapsüle edilerek mayonezde antioksidan olarak kullanımının araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Ordu'da faaliyet gösteren bir fındık kavurma tesisinden temin edilen fındık zarlarının su ile geleneksel ve ultrases destekli ekstraksiyon şartlarının optimizasyonu ekstraktların toplam fenolik bileşen miktarı ve antioksidan kapasitesine göre yapılmıştır. Optimum şartlarda elde edilen ekstraktın püskürterek kurutma yöntemiyle enkapsülasyonu için püskürterek kurutma şartlarının kullanılan kaplama materyali oranı ve kurutma sıcaklığına göre optimizasyonu mikroenkapsülasyon etkinliği cevap olarak kullanılarak gerçekleştirilmiş, optimum koşullarda üretilen mikrokapsüllerde yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yığın yoğunluğu, akabilirlik, parçacık boyutu ve parçacık görüntüleme analizleri yapılmıştır. Elde edilen mikroenkapsüller, dondurarak kurutulmuş fındık zarı ekstraktı ve sentetik antioksidanlar (EDTA ve TBHQ) eklenerek üretilen mayonezler 3 farklı sıcaklıkta (4, 25 ve 45°C) 30 gün süre ile depolanarak örneklerde depolama süresince peroksit ve p-anisidin değerleri analiz edilmiştir. Ayrıca mayonezlerde ransimat ile 140°C'de hızlandırılmış oksidasyon testi yapılarak elde edilen mikrokapsüllerin yüksek sıcaklık ve oksidasyona stabiliteleri de belirlenmeye çalışılmıştır. Fındık zarı ilave edilen mayonezlerin tüketiciler tarafından kabul edilebilirliği de yapılan duyusal analiz sonucunda belirlenmiştir. 
Fındık zarının geleneksel yöntemle ekstraksiyonunda optimum koşullar; ekstraksiyon sıcaklığı 90°C, ekstraksiyon süresi 46.5 dk ve besleme oranı %15 olarak;  ultrases destekli ekstraksiyonunda optimum koşullar ise ekstraksiyon sıcaklığı 50°C, ekstraksiyon süresi 27 dk, besleme oranı %5 ve genlik %50 olarak bulunmuştur. Mikroenkapsülasyon etkinliğinin elde edilmesini sağlayan optimum püskürterek kurutma koşulları bezelye proteini, maltodekstrin ve arap zamkı için sırasıyla; %20 kaplama materyali oranı-140°C giriş sıcaklığı, %50 kaplama materyali oranı-154°C giriş sıcaklığı, %50 kaplama materyali oranı-180°C giriş sıcaklığı olarak belirlenmiştir. En iyi (%97) mikroenkapsülasyon etkinliğinin kaplama materyali olarak arap zamkı kullanılması ile elde edildiği, maltodekstrin ve bezelye proteini kullanılarak elde edilen mikrokapsüllerin enkapsülasyon etkinliği ise %90 ve %72 olarak bulunmuştur. Dondurarak kurutma yöntemiyle elde edilen fındık zarı tozlarının ortalama partikül çapları (45.36 µm) püskürterek kurutma yöntemiyle elde edilen mikrokapsüllere göre oldukça yüksek bulunmuştur. Maltodekstrin, bezelye proteini ve arap zamkı kullanılarak elde edilen mikrokapsüllerin ortalama boyutları (d50) sırasıyla 9.95 µm, 9.33 µm ve 11.61 µm olarak ölçülmüştür. Ayrıca dondurarak kurutma yöntemiyle elde edilen tozların şekillerinin püskürterek kurutma yöntemiyle üretilen mikrokapsüllere göre düzensiz, gözenekli, süngerimsi ve kırık katmanlı bir yapıda olduğu görülmüştür. Mayonezlerin depolandığı 3 farklı depolama sıcaklığı için de mikroenkapsüle tozların kullanıldığı mayonezlerde birincil oksidasyon ürünlerinin genel olarak hem dondurarak kurutulmuş fındık zarının kullanıldığı, hem de kontrol mayonezlerine göre daha yavaş oluştuğu belirlenmiştir. Mayonezlerin p-anisidin değerleri 4 ve 25°C'deki depolama sıcaklıklarında hemen hemen değişmezken, 45°C'de ise 30. gün sonunda arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Mayonezlerde yapılan hızlandırılmış oksidasyon testi sonuçlarına göre sentetik antioksidanlardan sonra en iyi sonucun arap zamkı kullanılarak elde edilen mikrokapsüller ile elde edildiği görülmüş, maltodekstrin  kullanılarak elde edilen mikrokapsüllerin eklendiği mayonezlerde emülsifiye yapının hızlı bir şekilde bozulduğu gözlemlenmiştir. Dondurarak kurutulmuş fındık zarı eklenen ve arabik gam kullanılarak üretilen mikrokapsül eklenen mayonezler 7 üzerinde puan alarak tüketiciler tarafından kabul görmüştür.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to encapsulate the extract obtained from the hazelnut skin, which is formed as a by-product during the hazelnut roasting process, and to investigate its use as an antioxidant in mayonnaise. For this purpose, traditional and ultrasound assisted extraction conditions were optimized according to total phenolic compound amount and antioxidant capacity of the hazelnut skin, obtained from a hazelnut roasting firm in Ordu, water extracts. For the encapsulation of the extract obtained under optimum conditions by spray drying method, the optimization of spray drying conditions according to the coating material ratio and drying temperature was performed by using the microencapsulation efficiency as a response, also bulk density, tapped bulk density, flowability, particle size and particle imaging analyzes were performed in microcapsules produced under optimum conditions. The obtained microencapsules, freeze-dried hazelnut skin extract and mayonnaises produced by adding synthetic antioxidants (EDTA and TBHQ) were stored at 3 different temperatures (4, 25 and 45°C) for 30 days and the peroxide and p-anisidine values of the samples were analyzed during storage period. In addition, the stability of the microcapsules were determined by performing the accelerated oxidation test at 140°C with ransimat. The acceptability of the hazelnut skin added mayonnaise by the consumers was also determined as a result of the sensory analysis. 
Optimum conditions for the extraction of hazelnut skin with the traditional method; extraction temperature was 90°C, extraction time was 46.5 min and feeding rate was 15%; Optimum conditions in ultrasound assisted extraction were found to be 50°C, extraction time, 27 minutes, 5% feeding rate and 50% amplitude. Optimum spray-drying conditions to achieve microencapsulation efficiency were for pea protein, maltodextrin and arabic gum; 20% coating material ratio-140°C inlet temperature, 50% coating material ratio-154°C inlet temperature, 50% coating material ratio-180°C inlet temperature, respectively. It was found that the best (97%) microencapsulation efficiency was obtained by using arabic gum as the coating material, and the encapsulation efficiency of the microcapsules obtained by using maltodextrin and pea protein was 90% and 72%. Average particle diameters (45.36 µm) of hazelnut membrane powders obtained by freeze-drying method were found to be considerably higher than microcapsules obtained by spray-drying method. In addition, it was observed that the shapes of the powders obtained by the freeze drying method were irregular, porous, spongy and broken layered compared to the microcapsules produced by the spray drying method. It has been determined that the primary oxidation products in mayonnaises added microencapsulated powders are generally formed more slowly than both freeze-dried hazelnut skin extract and control mayonnaises for 3 storage temperature. It was concluded that the p-anisidine values of mayonnaises did not change at 4 and 25°C storage temperatures, but increased at 45°C at the end of the 30th day. According to the results of the accelerated oxidation test performed in mayonnaises, it was observed that the best result after synthetic antioxidants was obtained with microcapsules obtained by using arabic gum, and it was observed that the emulsified structure rapidly deteriorated in mayonnaises to which microcapsules obtained using maltodextrin were added. Mayonnaises with freeze-dried hazelnut skin added and microcapsules produced using arabic gum were accepted by consumers with a score above 7.