Proteini azaltılmış kakao tozu üretimi
Production of reduced protein cocoa powder
Yazar: KÖNÜL MEHDİZADE
Danışman: DOÇ. DR. OMCA DEMİRKOL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidan aktivite = Antioxidant activity ; Fenilketonüri = Phenylketonuria ; Kakao = Cocoa ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying

Özet:
Bu çalışmada, yüksek protein içeriğine sahip popüler bir gıda olan kakao tozunun yağ ve protein oranı  azaltılmış, PKU hastalarının tüketebileceği ürünlerden biri olan düşük proteinli çikolata haline getirilmesi amaçlanmıştır. Kakao proteinleri,  ilk önce  500C'de Amilazla, ardından  55-600C'de Viskozim ve Alkalaz ile enzimatik yöntemle hidrolize edilmiştir. Daha sonra, izoelektrik çöktürme ile  farklı pH'larda (3.0, 3.5, 4.0,4.5, 5.0) protein seviyeleri düşürülmüştür ve protein oranı  düşürülen  kakao konsantre sıvısı püskürtülerek kurutulmuştur. Böylelikle kakao tozunun % protein, çözünürlük ve şeker (glukoz, fruktoz) oranı belirlenmiştir. Kontrol kakao tozu ve düşük proteinli kakao tozu şeklinde iki farklı çikolata üretilmiştir.  Her iki çikolata örneklerine renk, antioksidan aktivite, toplam fenolik madde içeriği, DPPH (1,1-Difenil-2-pikrilhidrazil) serbest radikalini giderme aktivitesi, demir iyonu indirgeme potansiyeli analizleri uygulanmıştır. Ayrıca çikolata örneklerinin amino asit (AA)  içerikleri belirlenmiştir.
Yapılan analiz sonuçları değerlendirildiğinde, kakao tozunun çözünürlüğü  %28.61'den %50.69'a kadar yükselmiş olduğu tespit edilmiştir. Kakao tozunun izolektrik çöktürme ile protein içeriğindeki azalma en iyi pH:3.5 belirlenmiştir. pH:3.5'de protein oranında %38.61 azalma tespit edilmiştir. Toplam fenolik madde, DPPH ve FRAP değerleri kontrol grup çikolataya nazaran düşük protein içeriğine sahip çikolata örneklerinde daha yüksek olduğu gözlenmiştir (P<0,05). Protein oranını azaltmak için yapılan işlemlerin çikolatanın renk değerleri  L*, a* ve b* üzerine istatiksel olarak önemli bir etkisi olduğu belirlenmiştir. (P<0.05). Kontrol numunesinde  HPLC-RID dedektörü ile çözünür şeker tespit edilmemesine rağmen, glukoz ve fruktoz miktarı 100 g düşük proteinli kakao tozunda 23.33 g glukoz ve 3.55 g fruktoz olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada esansiyel (EAA) ve esansiyel olmayan (NEAA) toplam 19 adet amino asit tespit edilmiştir. Fenilalanin içeriği mg/100 g kontrol numunede 162.80±0.95, düşük proteinli çikolata örneklerinde ise 138.19±2.11 belirlenmiş ve çalışma sonunda fenilalanin oranının % 15.12 oranında azaldığı tespit edilmiştir. Özet olarak, bu çalışma PKU hastalarının tüketimine yönelik sürdürülebilir gıda üretiminin amacını oluşturan düşük protein içerikli ürün eldesi açısından değerlendirildiğinde; normal bitter çikolata örneklerinden %38 oranında daha düşük protein içeriğine sahip bitter çikolata üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to transform cocoa powder, which is a popular food with high protein content, into low-protein chocolate, which is one of the products that PKU patients can consume with reduced fat and protein. Cocoa proteins were hydrolyzed first with Amylase at 500C, then with Viscozyme and Alkalase at 55-600C by enzymatic method. Then, protein levels were reduced at different pHs (3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0) by isoelectric precipitation, and the protein-reduced cocoa concentrate liquid was spray-dried. Thus, the % protein, solubility and sugar (glucose, fructose) ratio of cocoa powder were determined. Two different types of chocolate were produced, control cocoa powder and low protein cocoa powder. Color, antioxidant activity, total phenolic content, DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazil) free radical scavenging activity, iron ion reduction potential analyzes were applied to both chocolate samples. In addition, amino acid (AA) contents of chocolate samples were determined.
When the results of the analysis were evaluated, it was determined that the solubility of cocoa powder increased from 28.61% to 50.69%. The decrease in protein content of cocoa powder by isolic precipitation was determined best at pH:3.5. A 38.61% decrease in protein was detected at pH:3.5. It was observed that total phenolic substance, DPPH and FRAP values were higher in chocolate samples with low protein content compared to the control group chocolate (P<0.05). It was determined that the processes performed to reduce the protein ratio had a statistically significant effect on the color values of chocolate L*, a* and b*. (P<0.05). Although soluble sugar was not detected with the HPLC-RID detector in the control sample, the amount of glucose and fructose was determined to be 23.33 g glucose and 3.55 g fructose in 100 g low protein cocoa powder. In the study, a total of 19 essential (EAA) and non-essential (NEAA) amino acids were identified. Phenylalanine content was determined as 162.80±0.95 in mg/100 g control sample and 138.19±2.11 in low protein chocolate samples, and it was determined that phenylalanine ratio decreased by 15.12% at the end of the study. In summary, evaluating the purpose of comprehensive food material for the consumption of these PKU patients to obtain products with limited protein content;   new dark chocolate containing 38% more protein than standard dark chocolate samples was produced.