Proses koşullarının farklı oranlarda amiloz/amilopektin içeren nişastaların jelleşme davranışına etkisi
Effect of process conditions on the pasting behaviour of starch at different amylose/amylopectin ratios
Yazar: BURCU KARAKELLE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER SAİD TOKER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Mısır nişastası = Maize starch

Özet:
Nişasta, jelleşme özelliklerine bağlı olarak kıvam artırıcı, tekstür geliştirici ve stabilizör olarak birçok gıda ürününde kullanılan bir gıda katkı maddesidir. Nişastaların teknolojik özellikleri daha çok nişastanın moleküler bileşimine dayanmaktadır. Buna ek olarak karıştırma hızı ve ısıtma/soğutma hızı gibi proses koşulları da nişastanın jelleşme özellikleri ile birlikte son ürün kalitesini etkilemektedir. Bu yüzden, mevcut çalışmada farklı proses koşullarının %70 yüksek amiloz, mumsu ve normal mısır nişastalarının jelleşme davranışı üzerindeki etkisi reometre kullanılarak belirlenmiştir. Belirlenen jelleşme özellikleri pik viskozitesi, jelleşme sıcaklığı, tutma gücü, breakdown viskozitesi, setback viskozitesi ve final viskozite değerleridir. Nişasta çözeltilerinin (%14, w/w) 10 °C/dk, 5°C/dk ve 2,5 °C/dk sıcaklık artış hızında; 50 rpm, 160 rpm ve 250 rpm karıştırma hızında jelleşme süreci incelenmiştir. Sonuçlara göre ısıtma ve karıştırma hızlarının jelleşme özellikleri üzerinde istatistiksel olarak etkili olduğu tespit edilmiştir (p<0,05). Karıştırma hızı 50 rpm'den 250 rpm'e doğru artıkça, nişasta çözeltilerinin pik viskozitesi azalmaktadır. Mumsu ve yüksek amiloz nişastadan elde edilmiş mısır nişasta karışımlarının jelleşme özellikleri de araştırılmıştır. Çalışmanın bir diğer kısmında oda sıcaklığında amiloz içeriğinin mısır nişasta karışımları jellerinde retrogradasyon üzerindeki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Sonuçlara göre mumsu nişastada düşük sineresis değeri bulunmuştur. Amiloz içeriği %70'den %0'a azaldıkça sineresis değeri de azalmıştır. Buna ek olarak, uygun modeller nişasta jelleşme eğrisinin her aşamasını analiz etmek için kullanılmıştır. Eğri, analiz parametrelerine bağlı olarak dört kısma ayrılmıştır. İstenen sonuçlar modeller uygulanarak elde edilmiştir. Nişasta katsayıları bütün nişastalar için 1'den büyük bulunmuştur. Bu durum suyun nişasta granülüne girişinin granülün şişme hızını artıracağını gösterir. Ayrıca, AM/AP oranı ve proses koşulları optimize edilerek nişasta modifikasyonuna gerek kalmadan nişasta kaynaklı ürün kalite problemleri minimize edilip ve üründe kullanılacak nişasta miktarı azaltılarak kaloride azalma sağlanabilmektedir. Mevcut çalışmanın bulguları proses koşullarının ve amiloz/amilopektin oranının nişasta içeren gıda ürünlerinin üretiminde hedeflenen kalitede ürün eldesi için hesaba katılması gerektiğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Starch is a food additive used in many food products as a thickener, texture improver and stabilizer, which are achieved by pasting properties of the starches. Technological properties of starches are mainly depend on molecular composition of starch. In addition, process conditions such as stirring rate and heating/cooling rate also affected the quality of starch-included end product as well as pasting properties of the starch. Therefore, In the present study, the effect of different process conditions on the pasting behaviour of the 70% high amylose, waxy and normal corn starch was revealed by using a rheometer. These starch properties were the peak viscosity, pasting temperature, holding strength, breakdown viscosity, setback viscosity and final viscosity. The starch suspensions (14%, w/w) were heated at 10 °C/min, 5°C/min and 2.5 °C/min while being stirred at 50 rpm, 160 rpm and 250 rpm levels. According to results, both heating and stirring rate statistically affected the pasting properties (p<0.05). When stirring speed increased from 50 rpm to 250 rpm, peak viscosity of starch suspensions decreased. The pasting properties of maize starch blends made of waxy and high amylose corn starch were also investigated. The other part of the study was aimed to investigate the effect of amylose content on the retrogradation of maize starch blends gels under room storage temperature. According to the results, waxy corn starch had low syneresis. Syneresis values decreased as amylose content decreased from 70% to 0%. Moreover, appropriate models were used to analyze each stage of starch pasting curve. According to the analysis parameters of the curve, it was divided into four parts. Intended results were reached by applying models. Starch coefficients were found higher than 1 for all starches. This indicated that penetration of water into starch granules increased granule swelling rate. AM/AP ratios and process conditions can be optimized without the need of modification of starch. Quality problems of starch-based product can be also minimized at that point. Moreover, decreasing of quantity of starch can also decrease the calorie of the starch-based products. The findings of the present study highlighted that process conditions and amylose/amylopectin ratio should be considered during production of the food products including starch to obtain the products with desired quality.