Tavuk derisinden ohmik sistem yardımıyla jelatin eldesi ve geleneksel yöntemle karşılaştırılması
Obtaining gelatin from chicken skin with the help of ohmic system and comparison with the traditional method
Yazar: ÇİĞDEM IŞIK
Danışman: DOÇ. DR. FURKAN TÜRKER SARICAOĞLU
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda teknolojisi = Food technology ; Gıda ürünleri = Food products ; Gıdalar = Foods ; Jelatin = Gelatin ; Jelleşme = Gelation ; Ohmik ısıtma = Ohmic heating

Özet:
Hayvansal dokularda bulunan kolajen, kısmi hidrolizasyon ile jelatine dönüştürülmektedir. Isıtma ve soğutma işlemleri ile çözelti ve jel formlarına dönüşebilen jelatin, bu özelliği sayesinde gıda, kozmetik, ilaç, boya ve fotoğrafçılık gibi sektörlerde kullanılmaktadır. Jelatin üretiminde en yaygın kullanılan hayvansal kaynaklar domuz derisi, sığır derisi ve kemikleri ve balık derisidir. Kolajen yönünden zengin hayvansal kaynaklar safsızlıklarından arındırıldıktan sonra kolajen harici proteinlerin uzaklaştırılması için alkali ortamda bekletilmektedir. Kullanılan hammaddeye (deri veya kemik) göre asit veya alkali ortamda yıkama işlemi yapılarak kolajenin şişmesi sağlanmaktadır. Daha sonra kolajen 60-85 °C arasında değişen sıcaklıklardaki su ortamında bekletilmekte ve böylelikle jelatin ekstrakte edilmektedir. Ekstraksiyon ortam sıcaklığına erişebilmek için buhar ile ısıtma gerçekleştirilmekte ve bu süreç üretim miktarına bağlı olarak 3-10 saat arasında değişim göstermektedir. Gelişen teknoloji ile birlikte farklı tekniklerin jelatin üretiminde kullanılabileceği ve böylelikle jelatin üretim sürecinin hızlanmasının yanı sıra, üretilecek jelatinlerin fonksiyonel özelliklerinin de geliştirilebileceği düşünülmektedir. Bu amaçla yüksek hidrostatik basınç ve ultrason gibi tekniklerin jelatin ekstraksiyonunda kullanımını inceleyen bilimsel çalışmalar bulunmaktadır. Ancak, jelatin ekstraksiyonunda ohmik ısıtma destekli sisteminin kullanımı ile ilgili her hangi bir bilimsel çalışma bulunmamaktadır. Jelatin üretiminde ekstraksiyon ortamının ısıtılmasında buharlı sistemler kullanılmakta, ısınma ve ekstraksiyon oldukça uzun sürmektedir. Proje kapsamında sığır derisi ve tavuk kesimhane yan ürünlerinden jelatin üretiminde ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon sisteminin kullanımı incelenecektir. Bu amaçla ohmik sistem, jelatinin sıcak su ortamında ekstraksiyonu esnasında uygulanacak ve böylelikle hızlı ve etkin bir ısınma sağlanarak jelatin ekstraksiyon süresi kısaltılabilecektir. Aynı zamanda elektriksel alan uygulama işlemi ile ekstraksiyon veriminde de önemli artış sağlanabilecektir. Kullanılacak sığır derileri ön işlemlerden geçirilmiş ve ekstraksiyona hazır halde olacak şekilde Bursa Jelatin A.Ş firmasından temin edilecektir. Tavuk kesimhane yan ürünlerinden jelatin üretimine uygun olanları
hidroksiprolin miktarlarına göre tespit edilecek ve yan ürünler Hastavuk A.Ş firmasından temin edilecektir. Hayvansal kaynaklardan jelatin ekstraksiyonu hem geleneksel yöntemle hem de ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon sistemi ile gerçekleştirilecektir. Ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon sistem kullanılarak üretilecek jelatinler fiziksel, kimyasal ve termal özellikler açısından geleneksel yöntemle üretilen ve ticari olarak satılan (sığır, domuz ve balık; yaklaşık 200 bloom değerinde) jelatinler ile kıyaslanacaktır. Proje fikri ile alakalı vakum ohmik sistem yardımıyla tavuk ve sığır derilerinden jelatin üretimi ile ilgili ön denemeler gerçekleştirilmiştir. Ekstraksiyon ortamı 70 °C'de sabit tutulmuş ve 15 V/cm şiddetinde 1 saat süreyle elektrik alan
uygulanmıştır. Geleneksel yönteme kıyasla jelatin verimi %20 oranında artmış ve ekstraksiyon işlemi daha kısa sürede gerçekleşmiştir. Bu yönleriyle projenin hem endüstriyel ölçekte, hem de ticari olarak son derece önemli katkılar sunacağı açıktır. Jelatin üretiminde ohmik ısıtma destekli sistemin kullanımı ile alakalı bilimsel bir çalışmanın bulunmaması ve jelatin üretiminin daha kısa sürede ve daha etkin bir teknikle gerçekleştirilecek olması projenin özgün yönünü ortaya koymaktadır. Ayrıca, tavuk kesimhane yan ürünlerinin katma değeri daha yüksek bir ürüne işlenmesinin daha hızlı ve daha verimli gerçekleştirilecek olması, projenin özgünlüğünü arttırmaktadır

Abstract:
Collagen in animal tissues is transformed into gelatin by partial hydrolysis. Gelatin, which can be transformed into solution and gel forms with heating and cooling processes, is used in sectors such as food, cosmetics, medicine, paint and photography. The most common animal sources used in gelatin production are pork skin, cowhide and bones, and fish skin. Animal sources rich in collagen are kept in an alkaline medium to remove non-collagen proteins after they are purified from impurities. According to the raw material (skin or bone) used, the collagen is swollen by washing in an acid
or alkaline medium. Then, the collagen is kept in a water bath at temperatures varying between 60-85 °C and thus gelatin is extracted. Steam heating is carried out to reach the extraction ambient temperature and this process varies between 3-10 hours depending on the production amount. With the advancing technology, it is thought that different technologies can be used in the production of gelatin, thus accelerating the gelatin production process and improving the functional properties of the gelatins to be produced. For this purpose, there are scientific studies examining the use of novel technologies such as high hydrostatic pressure and ultrasound in gelatin extraction. However, there is no scientific study about the use of ohmic heating assisted system in gelatin extraction.
Steam systems are used to heat the extraction medium in gelatine production, heating and extraction take quite a long time. Within the scope of the project, the use of an ohmic heating assisted extraction system in the production of gelatin from cowhide and chicken slaughterhouse by-products will be investigated. For this purpose, the ohmic system will be applied during the extraction of gelatin in hot water medium, and thus, the gelatin extraction time can be shortened by providing a fast and effective heating. At the same time, a significant increase in extraction efficiency can be achieved with the application of electrical field. The cowhides to be used will be supplied from Bursa Gelatin A.Ş., which is pre-processed and ready for extraction. Among the by-products of the chicken slaughterhouse, those suitable for gelatin production will be determined according to hydroxyproline content and the by-products will be supplied from Hastavuk A.Ş. Gelatin extraction from animal sources will be carried out both by the traditional method and by the ohmic heating assisted extraction system. The gelatins to be produced using the ohmic heating assisted extraction
system will be compared in terms of physical, chemical and thermal properties with the conventionally produced and commercially sold (cowhide, pork and fish; approximately 200 blooms) gelatins. Preliminary trials on the production of gelatin from chicken and cowhides were carried out with the help of the vacuum ohmic system related to the project idea. The extraction medium was kept constant at 75 °C and an electric field of 15 V/cm intensity was applied for 1 hour. Compared to the traditional method, the gelatin yield increased by 20% and the extraction process took place in a shorter time. With these aspects, it is clear that the project will make significant contributions both on an industrial scale and commercially. The fact that there is no scientific study about the
use of ohmic heating supported system in gelatin production and that gelatin production will be carried out in a shorter time and with a more effective technique reveals the original aspect of the project. In addition, the faster and more efficient processing of chicken slaughterhouse by-products into a product with higher added value increases the originality of the project