Kastamonu çekme helvasının depolamaya bağlı bozulma karakteristiklerinin ve kinetiğinin incelenmesi
Investigation of degradation characteristics and kinetics of Kastamonu halvah depending storage
Yazar: BÜŞRA AKYOL
Danışman: DOÇ. DR. MÜGE HENDEK ERTOP
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Ambalajlama = Packaging ; Helva = Halva ; Raf ömrü = Shelf life

Özet:
Kastamonu Çekme Helvası beyaz şeker, buğday unu, tereyağı, sitrik asit ve su, gerektiğinde çeşni maddeleri de ilave edilerek tekniğine uygun şekilde hazırlanan geleneksel bir üründür. 2018 yılı itibariyle coğrafi işaret alan, Kastamonu Çekme Helvası ayırt edici niteliklerinden en önemlisi tereyağı ile üretilmesidir. Ancak tereyağı maliyetinin yüksek olması ve raf ömrü süresince tekstürel ve duyusal nitelik kayıplarının ortaya çıktığının belirtilmesi nedeniyle çekme helva imalatçıları tereyağı kullanımını bırakarak hidrojenize nebati yağ kullanımına yönelmiş durumdadırlar. Coğrafi işaret başvurusu da "tereyağı ve/veya bitkisel margarin" olarak yapılmıştır. Günümüzde çekme helva üretiminde farklı işletmelerde farklı gramaj ve paketleme teknikleri de kullanılmaktadır. Ancak bunların depolama süresince çekme helvanın kalitesi üzerine etkilerinin araştırıldığı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu tezin amacı 3 bağımsız değişkenin (yağ çeşidi, ambalaj ve gramaj) depolamaya bağlı bozulma karakteristiklerinin incelenmesi ve kinetik parametrelerinin belirlenmesidir. Bu amaçla 8 çeşit (2 çeşit yağ x 2 paketleme tekniğix 2 farklı ağırlık) üretilen çekme helvaların 12 ay boyunca kalite paremetrelerindeki değişim incelenmiştir. Rutubet değerlerinin kendi içerisinde değişken olduğu ve bu değişimde daha çok ambalajlama tekniğinin etkili (p<0,05) olduğu, yağ ve paket ağırlıklarının ise daha az etkisi olduğu tespit edilmiştir. Vakum ambalajlı numunelerin 12 aylık depolama süresince TSE'de belirtilen max. %6 düzeyini aşmadığı belirlenmiştir. Peroksit sayısı değişimi üzerinde yağ ve gramaj farklılığından çok ambalajlama tekniğinin istatistiki olarak (p<0,05) etkili olduğu tespit edilmiştir. TSE 13028 Çekme Helva Standardı'nda belirlenen en yüksek peroksit sayısı 10 meq O2/kg olup, 9. ay itibariyle tüm ürünlerin standartta belirtilen limit değeri aştığı görülmüştür. Depolama süresince renk niteliklerinin yağ ve gramaj farklılığından etkilenmediği, vakum ambalajlama tekniğinin renk niteliklerinin korunmasında shrink ambalajlamaya göre daha etkili olduğu tespit edilmiştir. DSC termogramlarında iki pik oluşumu gözlenmiştir. Bu durum çekme helvadaki değişimlerin karbonhidrat ve şeker varlığına dayandığını gösterirken, aynı zamanda raf ömrü niteliklerinin de şeker ve şeker dışı karbonhidratlara bağlı olduğunu göstermiştir. Bitkisel margarin kullanımının termogravimetrik nitelikleri üzerinde etkili olduğu, retrogradasyonu geciktirdiği, rutubet kaybını yavaşlattığı belirlenmiştir. Şekerleme ürünlerinin rutubet artışının camsı geçiş sıcaklığı üzerinde etkili olduğu hususu bu çalışmadaki çekme helva örneklerinde de gözlenmiş, daha az rutubet almanın camsı geçiş sıcaklığını daha az etkilediği belirlenmiştir. İkinci bölge endotermik pik alanlarında özellikle vakum ambalajlı numunelerin camsı geçiş sıcaklıklarında daha az düşme olduğu tespit edilmiştir. Bu değişim tekstür profil analizi sonuçlarında da gözlenmiş, shrink ambalajlı numunelerin 6. aydan sonra özellikle sertlik ve çiğneme kabiliyeti değerlerinde istatistiki olarak (p<0,05) vakum ambalajlı numunelere göre değişim olduğu tespit edilmiştir. Tereyağlı vakum ambalajlı ve 280 gram bitkisel margarinli vakum ambalajlı numunelerin tekstürel niteliklerini korunması açısından en iyi kombinasyona sahip oldukları belirlenmiştir. Tüm bu değişimlerin duyusal değerlendirmede panelistler tarafından da algılandığı gözlenmiştir. Aynı zamanda başlangıçta kavrulmuş meyane tadı baskınken zamanla şeker tadının ön plana çıktığı tespit edilmiştir. Panelistlerin değerlendirmeleri ile depolama süresi sonunda en beğenilen kombinasyon 280 gram tereyağlı vakum ambalajlı numune olmuştur. Bu çalışma ile tereyağlı çekme helvanın vakum paketleme tekniği ile kabul edilebilirliğinin depolama süresince devam ettiği belirlenmiştir. Çekme helva numunelerinin depolama süresince geçirdiği kalite paremetrelerindeki değişimler üzerinde nem ve oksijenin etkili olduğu ortaya konulmuştur. Nem ve neme dayalı tekstürel nitelikler üzerinde reaksiyon kinetiği hesaplanamamıştır. Yalnızca BS2 numunesinin sertlik değerinin 2. derece reaksiyon kinetiğine uygun olduğu bulunmuştur. L* parlaklık değeri TS2 ve BS2 numunelerinde 0. derece, vakum paketlenen TV1 ve BV1 ürünlerinde ise 2. derece reaksiyon kinetiğine uygun bulunmuştur. BS1 numunesinin b* değeri, 2. derece reaksiyon kinetiğine uygun bulunmuştur. Depolama süresince artış gösteren peroksit sayısının, paketleme tekniğinin oksijen geçirgenliğine bağlı olarak TV2 numunesinde 1. derece, diğer örneklerde ise 2. derece reaksiyon kinetiğine uyduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada çekme helvanın %30 bağıl nem ve 20 ºC depo koşullarında muhafaza edilmesi durumunda peroksit artışına bağlı olarak önerilen maximum raf ömrü süresinin, vakum ve shrink ambalajlı numuneler için 8 ay olduğu sonucuna varılmıştır. Ancak tekstürel ve duyusal kayıplara bağlı olarak shrink ambajlı ürünlerin raf ömrü süresinin 6 aya düştüğü belirlenmiştir.

Abstract:
Kastamonu Halva is a traditional food produced in accordance with its technique by adding white sugar, wheat flour, butter, citric acid, and water, and seasonings if necessary. The most significant distinguishing characteristic of Kastamonu Halva, which received the geographical indication as of 2018, is the use of butter in the production of halva. However, producers of halva have abandoned the use of butter and started using hydrogenated vegetable fat because of the high cost of butter and the loss of textural and sensory qualities during its shelf life. Geographical indication application has been made as "butter and/or vegetable margarine". Recently, different basis weights and packaging techniques have been applied by manufacturers in the process of halva production. However, there is no study investigating their effects of them on the quality of Kastamonu halva during storage. The aim of the thesis was to examine the deterioration characteristics and to determine the kinetic parameters of Kastamonu halva produced with 3 independent variables (fat, packaging, and weight types). For this purpose, the change in quality parameters of Kastamonu halvah produced as 8 types (2 types of fat x 2 packaging techniques x 2 different weights) were examined for 12 months. It has been determined that the humidity values were variable within themselves, the packaging technique was more effective in this change (p<0.05), and the types of fats and package weights have less effect. It was determined that the vacuum packaged samples did not exceed the maximum 6% level specified in TSE (Turkish Standards Institution) 13028 Pulled Halva Standard during 12 months of storage. It was determined that the packaging technique was more effective (p<0.05) than the types of fat and weight on the change in peroxide number. The highest peroxide number determined in TSE 13028 Pulled Halva Standard is 10 meq O2/kg, and as of the 9th month, it has been observed that all products exceed the limit value specified in the standard. It has been determined that the color qualities was not affected by the difference in fat and weight during the storage, and the vacuum packaging technique is more effective than shrink packaging in preserving the color qualities. Two peak formations were observed in the DSC thermograms. This showed that the changes in halvah were based on the presence of carbohydrates and sugar, while at the same time its shelf-life qualities depended on sugar and non-sugar carbohydrates. It has been determined that the use of vegetable margarine was effective in its thermogravimetric qualities, delays retrogradation and slows down moisture loss. It was observed that the increase in humidity of confectionery products was effective on the glass transition temperature, as well in the shrink halva samples in this study, and it was determined that less moisture intake affected the glass transition temperature less. It has been determined that there was less decrease in the glass transition temperatures of the vacuum-packed samples, especially in the second endothermic peak area. This change was also observed in the results of the texture profile analysis, and it was determined that there was a statistically significant (p<0,05) change in the values of hardness and chewing ability of the shrink-wrapped samples compared to the vacuum-packed samples after the 6th month. It was determined that the vacuum-packaged samples with butter and vacuum packed samples with 280 grams of vegetable margarine had the best combination in terms of preserving their textural qualities. It was determined that all the changes were also perceived by the panelists in the sensory evaluation. At the same time, it was determined that while the flavor of roasted flavour was dominant in the beginning, the taste of sugar came to the fore over time. According to the evaluations of the panelists, 280 grams of buttered vacuum packaged sample was the most popular during the storage period. According to the evaluations of the panelists, the most popular combination at the end of the storage period was the 280 gram buttered vacuum packaged sample. In this study, it was determined that the acceptability of buttered halva with vacuum packaging technique continued during the storage period.It has been determined that humidity and oxygen are effective on the changes in the quality parameters of the halva samples during storage. Reaction kinetics on moisture and moisture-based textural properties could not be calculated. It was determined that only the hardness value of the BS2 sample matched the 2nd order reaction kinetics. L* value was found to be suitable for 0th order in TS2 and BS2 samples, and 2nd order reaction kinetics in vacuum packed TV1 and BV1 products. The b* value of the BS1 sample was found to be suitable for the 2nd order reaction kinetics. It was determined that the peroxide number, which increased during storage, conformed to the 1st order reaction kinetics in the TV2 sample and the 2nd order reaction kinetics in the other samples, depending on the oxygen permeability of the packaging technique. İn this study, it was concluded that the recommended maximum shelf life is 8 months for vacuum and shrink-wrapped samples, depending on the increase in peroxide, when stored at 30% relative humidity and 20 ºC storage conditions. However, it was determined that the shelf life of shrink-wrapped products decreased to 6 months due to textural and sensory losses.