Köpük kurutma yöntemi ile üretilen çilekli kefir tozunun fizikokimyasal ve biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi
Determination of physicochemical and bioactive properties of strawberry kefir powder produced by foam mat drying method
Yazar: SEDA KOZAKLI
Danışman: DOÇ. DR. BİLGE ERTEKİN FİLİZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Kefir = Kefir

Özet:
Fermente süt ürünlerinden birisi olan kefir, besleyici içeriği ve probiyotik özelliklerinden kaynaklanan sağlığa yararlı etkileri nedeniyle son yıllarda üzerinde yoğun araştırmalar yapılan ve sağlıklı beslenme bilincindeki tüketiciler tarafından talep gören bir üründür. Kefirin daha fazla sayıda tüketiciye ulaşmasını sağlamak için tüketim alternatifleri oluşturmak bu tüketicilerin taleplerine karşılık oluşturabilir. Alternatif ürünlerin yanı sıra gıdalar için soğuk depolama dışında muhafaza yöntemleri oluşturmak, depolama ve taşıma yönünden sağladığı avantajlar nedeni ile gıda üreticilerini arayışa yönlendirmektedir. En eski gıda muhafaza yöntemlerinden birisi olan kurutma, geleneksel yöntemlerle uygulandığında gıdaların besin değerinde ve fiziksel özelliklerinde kalite kayıpları ortaya çıkabilmektedir. Bu nedenle uygulanacak kurutma yöntemi, probiyotik içeriği nedeniyle kefir gibi bir gıdada hassasiyetle seçilmelidir. Kurutma yöntemi seçiminde dikkat edilecek ölçütlerden diğerleri de kolay uygulanabilir olması ile kurulum ve işletme maliyetlerinin düşük olmasıdır. Köpük kurutma yöntemi (FMD),  bu anlamda son yıllarda sıvı veya yarı sıvı gıdaların kurutulmasında sıklıkla gündeme gelen kurutma yöntemleri arasındadır. Köpük kurutma yönteminde köpük oluşturucu olarak protein yapılı ürünler kullanılmaktadır. Kefir, içerdiği proteinler ve protein türevleri sebebiyle köpük oluşturma özelliğindedir ve köpük kurutma için kullanımı uygun olabileceği düşünülmektedir. Bu tez çalışmasında, kefirin çilek pulpu ile belirli oranlarda karıştırılarak köpürtme özelliğinden faydalanılması ve köpük kurutma yöntemi ile kurutulması planlanmıştır. Böylelikle meyve ilavesi ile fonksiyonel özelliği arttırılmış instant toz formunda alternatif yeni bir ürün oluşturulması, aynı zamanda kefirin probiyotik özelliğini muhafaza eden farklı bir muhafaza yöntemiyle işlenmesi hedeflenmiştir. Köpük oluşturmada çilek püresi ve kefir karışımına, köpük stabilizatörü olarak karboksimetil selüloz (CMC) ve köpük ajanı olarak yumurta akı tozu (EWP) eklenmiştir. Çilek püresi ve kefir iki farklı oranda kullanılmıştır: C örneği % 66 Kefir- % 33 Çilek Püresi- % 0,50 CMC - % 0,50 EWP ve K örneği % 74 Kefir- % 25 Çilek Püresi- % 0,50 CMC - % 0,50 EWP içerecek şekilde karışımlar hazırlanmıştır. Köpüklü karışımlar kurutma tepsilerine yayılarak, 45 ˚C sıcaklıkta sıcak hava kurutucuda nem içeriği %3'ün altına düşene kadar kurutulmuş, öğütülerek toz haline getirilmiştir. Elde edilen toz ürünlerde fizikokimyasal, mikrobiyolojik, antioksidan, biyoaktif ve  duyusal özellikler değerlendirilmiştir. Örneklerin nem içerikleri C ve K örneği için sırasıyla % 2,71-2,89; su aktivitesi değerleri 0,228 ve 0,224; toplam çözünür kuru madde içerikleri % 2-2,3; pH değerleri 4,23-4,78 olarak bulunmuştur. Toz ürün özelliklerinden yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yoğunluk, akabilirlik, yapışkanlık, dağılabilirlik, kekleşme derecesi, rehidrasyon oranı, higroskopisite ve çözünürlük değerleri arasındaki farklılıklar istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Renk değerlerinden K örneğinin L* değeri yüksek bulunurken, C örneğinin a*, b*, Chroma ve Hue açısı değerleri daha yüksek bulunmuştur. Toplam fenolik madde miktarı (4274 mg GAE/kg) ve  TEAC değeri (21,69 mg mM TE/g)  C örneğinde daha yüksek bulunmuştur. En yüksek toplam monomerik antosiyanin C örneğinde (2545 mg/kg) olduğu gözlenmiştir. Duyusal değerlendirmelerde C ve K örneklerinin pembemsi renk, çilek kokusu, çilek tadı, çilek aroması, fermente süt aroması ve genel beğeni parametreleri arasındaki farklılıklar anlamlı bulunmuştur (p<0,05). Buzdolabı sıcaklığında alüminyum lamine ambalajda muhafaza edilen toz örneklerin 45 gün sonunda mikrobiyolojik içerik, renk değerleri, nem içeriği, aw, pH, higroskopisite değerleri incelenmiştir. Depolama başlangıcında C ve K örneği için sırasıyla 7,42 ve 7,65 log kob/g olarak belirlenen Lactobacillus spp. sayısında, 45. günde hafif bir artış tespit edilmiştir (p<0,05). Bu çalışmada köpük kurutma yöntemi ile üretilen çilekli kefir tozu, mevcut ürünlerden farklı, yeni fonksiyonel bir ürün olarak geliştirilmiştir. Köpük kurutma yöntemi kefirin kurutulmasında ilk kez kullanılmıştır.  Optimizasyon çalışmaları ve pilot çalışmalar sonrası uygulamanın sanayi boyutuna taşınması halinde depolama ve taşıma maliyetlerinin azaltılması yanında tüketiciler için pratik ve fonksiyonel bir ürün gıda pazarına kazandırılabilecektir.

Abstract:
Kefir, one of the fermented milk products, is a product that has been intensively researched in recent years due to its beneficial effects on health resulting from its nutritious content and probiotic properties and is in demand by consumers who are conscious of healthy nutrition. Creating consumption alternatives to ensure that kefir reaches more consumers can meet the demands of these consumers. In addition to alternative products, creating storage methods other than cold storage for foods directs food producers to search for the advantages it provides in terms of storage and transportation. Drying, one of the oldest food preservation methods, can cause quality losses in the nutritional value and physical properties of foods when applied with traditional methods. Therefore, the drying method to be applied should be selected meticulously in a food such as kefir due to its probiotic content. Other criteria to be considered in the selection of the drying method are that it is easy to apply and has low installation and operating costs. Foam mat drying method (FMD) is among the drying methods that have frequently come to the fore in recent years in the drying of liquid or semi-liquid foods. In the foam mat drying method, protein-based products are used as foam generators. Kefir has the feature of creating foam due to the proteins and protein derivatives it contains and it is thought that it can be used for foam mat drying. In this thesis study, it was planned to benefit from the foaming feature of kefir by mixing it with strawberry pulp in certain proportions and to dry it with the foam mat drying method. Thus, it was aimed to create an alternative new product in the form of instant powder with increased functional properties by adding fruit and to process kefir with a different preservation method that preserves its probiotic properties. Carboxymethyl cellulose (CMC) was added as a foam stabilizer and egg white powder (EWP) as a foam agent to the strawberry puree and kefir mixture in creating foam. Strawberry puree and kefir were used in two different ratios: C sample 66% Kefir-33% Strawberry Puree-0.50% CMC-0.50% EWP and K sample 74% Kefir-25% Strawberry Puree-0.50% CMC-0.50% EWP mixtures were prepared. Foamed mixtures were spread on drying trays, dried in a hot air dryer at 45 ˚C until the moisture content decreased below 3%, and ground to powder form. Physicochemical, microbiological, antioxidant, bioactive and sensory properties of the obtained powder products were evaluated. Moisture contents of the samples were found to be 2.71-2.89% for C and K samples, respectively; water activity values were 0.228 and 0.224; total soluble dry matter contents were 2-2.3%; pH values were 4.23-4.78. The differences between the bulk density, tapped density, flowability, adhesiveness, dispersibility, degree of caking, rehydration rate, hygroscopicity and solubility values of the powder product properties were not found to be statistically significant. From the color values, the L* value of the K sample was found to be high, while the a*, b*, Chroma and Hue angle values of the C sample were found to be higher. Total phenolic substance amount (4274 mg GAE/kg) and TEAC value (21.69 mg mM TE/g) were found higher in sample C. The highest total monomeric anthocyanin was observed in sample C (2545 mg/kg). In sensory evaluations, the differences between the pinkish color, strawberry odor, strawberry taste, strawberry aroma, fermented milk aroma and general liking parameters of samples C and K were found to be significant (p<0.05). Microbiological content, color values, moisture content, aw, pH, hygroscopicity values of powder samples stored in aluminum laminated packages at refrigerator temperature were examined at the end of 45 days. A slight increase was detected in the number of Lactobacillus spp., which was determined as 7.42 and 7.65 log cfu/g for samples C and K, respectively, at the beginning of storage, on the 45th day (p<0.05). In this study, strawberry kefir powder produced by foam mat drying method was developed as a new functional product different from existing products. The foam mat drying method was used for the first time in kefir drying.  If applied on an industrial scale after optimisation studies and pilot studies, a practical and functional product for consumers can be brought to the food market and storage and transport costs can be reduced.