Keten tohumu müsilajının püskürtmeli ve dondurarak kurutma işlemleriyle enkapsülasyonu
Encapsulation of flaxseed mucilage with spray drying and freeze drying
Yazar: HAVVA ÇİMEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA ÇAKMAK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ CANSU EKİN BONACINA
Hitit Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurarak kurutma = Freeze drying ; Enkapsülasyon = Encapsulation ; Keten tohumu = Linseed ; Maltodekstrin = Maltodextrin ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying

Özet:
Bu tez çalışmasında, saf su ile ekstrakte edilen keten tohumu müsilajının maltodekstrin ilave edilerek ve edilmeyerek (kontrol) püskürtmeli kurutucu ve dondurarak kurutucuda enkapsülasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, keten tohumu müsilajının ekstraksiyonu için yanıt yüzey yöntemi ile deneme deseni oluşturulmuştur. Tohum:su oranı (0,0333, 0,07915 ve 0,125), ekstraksiyon sıcaklığı (20, 55 ve 90°C) ve ekstraksiyon süresi (30, 75 ve 120 dak.) bağımsız değişken seçilip 3 farklı seviyede değerlendirilmiştir. Deneme deseninde oluşturulan ekstraksiyon koşullarının ekstrakte edilen keten tohumu müsilajına etkisini incelemek için yanıt olarak ortalama jel verimi (%), ortalama kuru madde (%) ve °Briks değerleri seçilmiştir. En yüksek ortalama kuru madde ve °Briks değerine 0,125 tohum:su oranı, 90°C sıcaklık ve 2 saat süreyle gerçekleştirilen ekstraksiyonda ulaşıldığı için müsilaj bu koşullarda ekstrakte edilmiştir. Tezin ikinci aşamasında keten tohumu müsilajı (kontrol), keten tohumu müsilajı ve dekstroz eşdeğeri (DE) 5-7 olan maltodekstrin ve keten tohumu müsilajı ve dekstroz eşdeğeri 18-20 olan maltodekstrin karışımları oluşturulmuştur. Karışımlar püskürtmeli kurutucu ve dondurarak kurutucuda toz ürün elde edilmiştir. Üretilen tozların nem içeriği, yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yoğunluk, akabilirlik ve yapışkanlık, çözünebilirlik, parçacık boyutu dağılımları, renk, viskozite, ısıl özellikler ve mikro yapıları incelenmiştir. 
Dondurarak kurutucuda üretilen kontrol örneğinin en düşük neme sahip olduğu belirlenmiştir (p<0,05). İki kurutma yönteminde de maltodekstrin kullanılması ile yığın yoğunluğunda önemli düzeyde artış görülürken (p<0,05), maltodekstinlere bağlı önemli bir farklılık bulunmamıştır (p>0,05). Tüm toz örneklerinin akış özellikleri değerlendirildiğinde, "akması oldukça zor olan ve yüksek yapışkanlık gösteren tozlar" olduğu bulunmuştur. Püskürtmeli kurutucuda üretilen tozların çözünmeleri için gereken süre dondurarak kurutucuda üretilen tozların çözünmesi için gereken süreden daha fazla bulunmuştur (p<0,05). Dondurarak kurutucuda üretilen tozların parçacık boyutu daha yüksek bulunmuştur (p<0,05). Püskürtmeli kurutucuda üretilen tozların L* değerleri dondurarak daha yüksek bulunurken (p<0,05), dondurarak kurutucuda üretilen tozlarda a* ve b* değerleri daha büyük bulunmuştur (p<0,05). Püskürtmeli kurutucuda üretilen tozlarda maltodekstrin kullanılması ile görünür viskozite önemli düzeyde azalmıştır (p<0,05). İki kurutma yönteminde de maltodekstrin kullanılması ile müsilaj tozlarının faz geçiş sıcaklıkları ötelenmiştir.

Abstract:
In this thesis, encapsulation of flaxseed mucilage extracted using distilled water with added maltodextrin and without maltodextrin (control) was carried out in spray dryer and freze dryer. In the first stage of the study, for the extraction of flaxseed mucilage, experimental design was created with response surface method. Seed: water ratio (0,0333, 0,079, and 0,125), extraction temperature (20, 55, and 90°C) and extraction time (30, 75, and 120 minutes) were selected as independent variables. In order to examine the effect of the extraction conditions on the extracted flaxseed mucilage, average gel yield (%), average dry matter (%) and °Brix values were chosen as the responses. Since the highest average dry matter and °Brix value were obtained at the extraction temperature of 90°C with 120 minute extraction time and the seed:water ratio of 0,125, the flaxseed mucilage extracted under these conditions were used in further drying experiments. In the second step, neat flaxseed mucilage (control), and the mucilage mixtures with maltodextrin having dextrose equivalent (DE) of 5-7 and maltodextrin with dextrose equivalent of 18-20 were prepared. Mucilage powders were obtained by spray dryer and freeze dryer. Samples were characterized using moisture content, bulk density, tapped density, flowability and stickiness, solubility, particle size distribution, color, viscosity, thermal properties and microstructure analysis.
The lowest moisture content was observed in the control powder sample produced with the freeze dryer (p<0,05). Using of maltodextrin significantly increased the bulk density (p<0,05), whereas no significant difference was observed between different DE maltodextrins (p>0,05). All mucilage powder samples were found to be as "very hard to flow and highly sticky". Compared to the freeze dried mucilage powders, longer time was required to dissolve the powders produced by spray dryer. The particle sizes of the powders produced by freeze dryer were found to be larger than spray dried samples (p<0,05). L* values of spray dried mucilage powders were found to be the highest, while a* and b* values of powders produced with freeze dryer were found to be higher than spray dried samples (p<0,05). The apparent viscosity was significantly reduced by using of maltodextrins in the production of powders by the spray dryer (p<0,05). In both drying methods, phase transition temperatures were shifted for mucilage powders including maltodextrin.