Süperkritik CO2 ile trüf mantarı (tuber aestivum) ekstraksiyonunun optimizasyonu ve mikroenkapsülasyonu
Optimization and microencapsulation of truffle aestivum extraction with supercritical CO2
Yazar: AKİF ÇİÇEK
Danışman: DOÇ. DR. EYYÜP KARAOĞUL
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antiaromatik = Antiaromatic ; Karbon dioksit = Carbon dioxide ; Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation

Özet:
Yapılan bu çalışma sürecinde trüf mantarı (Tuber aestivum) aromasının mikroenkapsülasyonu planlanmıştır. Bu amaçla, trüf mantarından süperkritik CO2 ekstraksiyon cihazı kullanılarak aroma elde edilmiştir. Elde edilen bu aromanın, püskürtmeli kurutma ile liyofilizasyon tekniğinden yararlanılarak mikroenkapsülasyon yapılmıştır. Enkapsülasyon işleminin duvar malzemesi olarak maltodekstrin ve gam arabik kullanılmıştır. Enkapsülasyon işlemi öncesi ve sonrasında trüf mantarı aromasının fizikokimyasal analizleri yapılmıştır. Ek olarak, trüf mantarı aromasına Design expert programı ile model istatistiği ve bu modellere ait model katsayıları ve ANOVA çıktıları elde edilmiştir. Aynı zamanda aroma ve aroma enkapsüllerinin; su aktivitesi, toplam verim, kitle ve sıkıştırılmış kitle yoğunluğu, Carr indeks, Hausner oranı, ıslanabilirlik, toplam antioksidan, fenolik, flavanoid, antosiyanin, kondanse tanen ve brix gibi kimyasal özellikleri incelenmiştir. Trüf mantarı aromasında en yüksek antioksidan aktivite 200 bar basınç ve 60 ºC sıcaklıkta %27.13 olarak belirlenmiştir. En yüksek toplam fenolik madde miktarı ise 200 bar basınç ve 60 ºC sıcaklıkta 11,06 mg GAE/kg olarak tespit edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda; toplam antosiyanin, toplam flavanoid ve kondanse tanen miktarlarının trüf mantarı aromasında bulunmadığı görülmüştür. Trüf mantarı aromasının Design expert sonucunda; verim ve fenolik madde miktarı değerinde 2FI modeli önerilmiştir. DPPH 75 mg/100 ml ve DPPH trolox 75 mg/100 ml  değerlerinde kübik, DPPH IC50 değerinde ise kuadratik model önerilmiştir. Önerilen bu model türleri için p<0.05 olması modellerin anlamlı olduğunu göstermektedir. Aynı zamanda, sıcaklık parametresinin antioksidan aktivite sonuçlarında p<0.05 ile önemli bulunurken, fenolik madde miktarı sonuçlarında ise p>0.05 ile önemli bulunmadığı tespit edilmiştir. Püskürtmeli ve dondurarak kurutma yöntemi sonucu elde edilen trüf mantarı ekstre ve aroma enkapsüllerinin yüksek miktarda antioksidan aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Mantar enkapsüllerinde TFMM değerleri 53.05 mg GAE/kg püskürtmeli kurutma yöntemiyle elde edilen mantar tozlarında ve 43.75 mg GAE/kg dondurarak kurutma yöntemiyle elde edilen mantar tozlarında belirlenmiştir. Kapsülasyon teknikleri karşılaştırıldığında; spray dryer ile gerçekleştirilen enkapsülasyon işleminin lyofilizasyon ile yapılan kurutma işleminden daha fazla toplam fenolik madde miktarı bulundurduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca dondurarak kurutma (liyofilizasyon) ile elde edilen enkapsüllerin daha iyi su aktivitesi (0.060) ve enkapsülasyon verimine sahip olduğu saptanmıştır. Fakat püskürtmeli kurutma (spray dryer) metoduyla elde edilen tozlarda ise Carr indeks, Hausner oranı, ıslanabilirlik gibi özelliklerin daha kabul edilebilir seviyede olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda; Püskürtmeli kurutma (spray dryer) ile elde edilen mantar tozlarının daha kabul edilebilir özellikte olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak Trüf mantarı enkapsülasyonu ile  kullanıma hazır yeni bir ürün elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, microencapsulation of truffle (Tuber aestivum) aroma was planned. For this purpose, aroma was obtained from truffles by using a supercritical CO2 extraction device. Microencapsulation of this aroma obtained was carried out by using spray drying and lyophilization technique. Maltodextrin and gum arabic were used as the wall material of the encapsulation process. Physicochemical analyzes of truffle aroma were made before and after the encapsulation process. In addition, model statistics, model coefficients and ANOVA outputs of the models were obtained with the Design expert program for truffle aroma. At the same time, aroma and aroma encapsulations; Chemical properties such as water activity, total yield, bulk and compacted bulk density, Carr index, Hausner ratio, wettability, total antioxidant, phenolic, flavonoid, anthocyanin, condensed tannin and brix were investigated. The highest antioxidant activity in truffle aroma was determined as 27.13% at 200 bar pressure and 60 ºC temperature. The highest total phenolic substance content was determined as 11.06 mg GAE/kg at 200 bar pressure and 60 ºC temperature. As a result of the Design expert of the truffle aroma; 2FI model was proposed for yield and phenolic content value. A cubic model is proposed for DPPH 75 mg/100 ml and DPPH trolox 75 mg/100 ml values, and a quadratic model for DPPH IC50 values. For these proposed model types, p<0.05 indicates that the models are significant. At the same time, while the temperature parameter was found to be significant in the antioxidant activity results with p<0.05, it was not found to be significant in the phenolic substance content results with p>0.05. As a result of the analyzes made; It was observed that total anthocyanin, total flavonoid and condensed tannin amounts were not found in truffle aroma. It was determined that truffle extract and aroma encapsules obtained as a result of spray and freeze drying method showed high antioxidant activity. TFMM values in mushroom encapsules were determined in 53.05 mg GAE/kg mushroom powders obtained by spray drying method and 43.75 mg GAE/kg mushroom powders obtained by freeze drying method. When encapsulation techniques are compared; It has been observed that the encapsulation process with a spray dryer contains more total phenolic substance than the drying with lyophilization. In addition, it was determined that the encapsules obtained by freeze drying (lyophilization) had better water activity (0.060) and encapsulation efficiency. However, it was determined that the properties such as Carr index, Hausner ratio and wettability were more acceptable in the powders obtained by the spray dryer method. As a result of these studies; It has been determined that the mushroom powders obtained by spray dryer are more acceptable. As a result, a new ready-to-use product was obtained with truffle encapsulation.