Farklı nişasta kaynaklarından çapraz bağlı nişasta üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of cross-linked starch from different starch sources
Yazar: KEVSER KAHRAMAN
Danışman: PROF. DR. HAMİT KÖKSEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Bisküvi = Biscuit ; Kraker = Cracker ; Nişasta = Starch ; Çapraz bağlama = Cross linking ; Çözünürlük = Solubility ; Şişme = Swelling

Özet:
Bu çalışmada sodyum trimetafosfat:sodyum tripolifosfat (99:1) karışımı kullanılarak çapraz bağlı (ÇB) mısır ve buğday nişastaları üretilmiştir. Reaksiyon koşullarının belirlenmesi için yanıt yüzey yöntemi uygulanmış ve 2 faktörlü (reaksiyon sıcaklığı ve pH) ve 5 seviyeli (pH 10-12, 38-70°C) merkezi kompozit desen kullanılmıştır. Aynı sıcaklıkta, reaksiyon pH'sı 11 ve üzerinde ise ÇB mısır ve buğday örneklerinin enzime dirençli nişasta (EDN) ve fosfor (P) içerikleri artmıştır. Örnekler 70 ? C ve pH 12'de çapraz bağlandığında en yüksek EDN ve P içerikleri elde edilmiştir. Bu reaksiyon koşullarında, ÇB mısır ve buğday nişastalarının EDN içerikleri sırasıyla %78.4 ve %95.8'dir. Çapraz bağlama genellikle DSC başlangıç ve pik sıcaklıklarında artışa, entalpi değerlerinde azalmaya neden olmuştur. ÇB nişastaların çözünürlük ve şişme derecesi değerleri doğal nişastalara göre düşüktür. ÇB örneklerinin çoğunun RVA eğrileri sıfır çizgisinin üzerine çıkamamıştır. Bu durum düşük şişme yetenekleri ile de uyumludur. Çok yüksek EDN içeren ve P ? %0.4 olan iki ÇB nişasta fazla miktarda üretilmiştir. Seçilen bu ÇB nişastalar bisküvi üretimi için %25, 50 ve 75 oranlarında, kraker üretimi için %15, 30 ve 45 oranlarında un ile yer değiştirilmiştir. Kepek ve değişik tipte ticari EDN kaynakları da karşılaştırma amacıyla kullanılmıştır. EDN kaynaklarının çoğu bisküvi örneklerinin kalınlık değerlerinde artışa, yayılma oranı değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Bisküvi örneklerinin fiziksel özelliklerindeki en olumsuz etkiye Hylon VII ve kepek ilavesi neden olmuştur. Doğal mısır nişastası, Novelose 330 ve kepek bisküvi örneklerinin sertliğini arttırırken, diğer EDN kaynakları azaltmıştır. ÇB buğday nişastası bisküvi örneklerinin fiziksel özellikleri üzerine olumsuz etki yaratmamış ve bu örnekten %75 oranında ilave edilerek üretilen bisküvi en yüksek EDN içeriğine (%32.4) sahip olmuştur. Seçilmiş ÇB mısır ve buğday nişastaları ile değişik EDN kaynakları kraker örneklerinin uzunluk, genişlik ve kalınlık değerlerini azaltmıştır ancak bu etki bisküvi örneklerinde gözlendiği kadar belirgin olmamıştır. Kepek ve EDN ilavesi ile kraker örneklerinin sertlik değerleri azalmıştır. En yüksek EDN içeriğine (%23.7) %45 oranında ÇB buğday nişastası ilave edilen kraker sahip olmuştur. ÇB nişastalar, özellikle de buğday nişastasından üretilen ÇB nişasta bisküvi ve kraker kalitesi üzerinde olumsuz bir etkiye neden olmamıştır ve bu örneğin fırıncılık ürünlerinde geleneksel lifler yerine alternatif bir EDN kaynağı olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this study, cross-linked (CL) corn and wheat starches were produced by using sodium trimetaphosphate:sodium tripolyphosphate (99:1) mixture. Response surface methodology was performed to determine the reaction conditions and central composite design with two factors (reaction temperature and pH) and five levels (pH 10-12, 38-70°C) was used. At the same temperature, if the reaction pH is 11 or above, resistant starch (RS) and phosphorus (P) contents of the CL corn and wheat starches increased. The highest RS and P contents were determined when the samples cross-linked at 70 ? C and pH 12. At this reaction conditions, RS contents of CL corn and wheat starches were 78.4% and 95.8%, respectively. Cross-linking generally caused increases in DSC onset and peak temperatures and decreases in enthalpy values. The solubility and swelling power values of the CL starches were lower than those of respective native starches. RVA pasting curves of most of the CL samples did not rise above the baseline, in accordance with their low swelling ability. Two CL starches with high RS and P ? 0.4% contents were produced in large amounts. These selected CL starches were replaced by flour at 25, 50 and 75% levels for cookie and 15, 30 and 45% levels for cracker production. Bran and different types of commercial RS sources were also used for comparison. Most of the RS sources increased the thickness and decreased the spread ratio of cookie samples. The most deteriorative affect on the physical properties of cookie samples was caused by Hylon VII and bran addition. Native corn starch, Novelose 330 and bran increased, whereas the other RS sources decreased the hardness of the cookie samples. The CL wheat starch sample did not have any deteriorative affect on the physical properties of cookie samples and the cookie supplemented with this sample at a level of 75% had highest RS content (32.4%). The selected CL corn and wheat starches and different types of RS sources decreased the length, width and thickness of the cracker samples; however this affect was not obvious as observed on cookie samples. The hardness of the cracker samples were decreased with the addition of bran and RS sources. The cracker supplemented with CL wheat starch at a level of 45% had the highest RS content (23.7%). The CL starches, especially the one prepared from wheat starch did not have a deteriorative effect on cookie and cracker quality and it can be concluded that these samples can be used as an alternative RS source in bakery products instead of traditional fibers.