Farklı yöntemler ve taşıyıcı maddeler kullanılarak elde edilen safran (Crocus sativus L.) emülsiyonlarının depolama stabilitesinin araştırılması

Abstract

Safran, pahalı ve az bulunan bir baharat olmasına rağmen özgün rengi ve aroması nedeniyle tercih edilir. Tüketicilerin kullanıma hazır gıdalara yönelik artan talebi de göz önünde bulundurularak safran ekstraktının kolay bulunabilir ve kullanılabilir, stabil bir formda tüketiciye sunulmasının önemli olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada, İran'dan temin edilen, Kategori-I sınıfında tanımlanan ve ISO standardına göre 1.sınıf kalitede olan safran örnekleri kullanılmıştır. Örneklere 3 farklı safran:su oranı (0.5:1, 1:1 ve 2:1, w/v), 3 farklı sıcaklık (60, 70 ve 80˚C) ve 10 farklı sürede (5, 10, 20, 30, 60, 120, 180, 240, 300 ve 360 dk) işlemler uygulanarak ekstraksiyon optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimum şartlarda elde edilen ekstrakt ile ISO'da belirtilen standart yöntemle hazırlanan ekstrakt, renklendirme gücü açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda bu ekstraksiyon yöntemlerinin renklendirme gücü üzerine etkisi istatistiki olarak önemli (P>0.05) düzeyde bulunmamıştır. Ayrıca yaptığımız ekstraksiyon çalışmasında ISO yöntemine eşdeğer sonuçların daha kısa sürede elde edilebileceği görülmüştür. Ancak, yüksek sıcaklıktan kaçınmak amacıyla uygulanan ekstraksiyon işleminin oda sıcaklığında gerçekleştirilmesi, uluslararası geçerliliği olan bir yöntem olması ve ayrıca enerji tasarrufu sağlaması bakımından da çalışmanın diğer basamaklarında ekstraksiyon metodu olarak ISO yöntemi tercih edilmiştir. ISO 3632–2 yöntemi kullanılarak elde edilen ekstraktı konsantre etmek amacıyla ultrafiltrasyon işlemi uygulanmıştır. Bu işlemde filtre materyali (PESU ve Hydrosart), ayırma sınırı (1, 5 ve 10 kDa), permeat:retentat oranı (60:40, 70:30 ve 80:20), basınç (2 ve 3 bar) ve sıcaklık (4 ve 25°C) parametreleri optimize edilmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda 1 kDa ayırma sınırına sahip polietersülfon (PESU) filtre ile 4°C sıcaklık, 2 bar basınç ve permeat:retentat oranının 80:20 olduğu koşullarda elde edilen retentat safran örneklerinde renk bileşenleri (h° değeri düşük ve C* değerinin yüksek) en iyi şekilde konsantre edilmiştir. Ultrafiltrasyon işlemi sonucunda elde edilen konsantre ekstrakt (retentat), tek katmanlı (su/yağ) emülsiyon haline getirilmiştir. Tek katmanlı emülsiyonun formülü (yağ, sürfektan ve ekstrakt oranı), D-optimal birleşik dizayn kullanılarak optimize edilmiş ve buna göre optimum oranlar; %67 ayçiçek yağı, %6 poligliserol polirisinolat (PGPR) ve %27 safran konsantresi olarak tespit edilmiştir. Optimum formül ile hazırlanan tek katmanlı emülsiyon, ayrıca çok katmanlı emülsiyon sistemi elde etmek için de kullanılmıştır. Ancak UF işlemi çok katmanlı emülsiyon için gerekli konsantrasyonda ekstrakt elde edilmesi için yeterli olmamıştır. Bu sebeple ve çalışmanın amacı göz önünde bulundurularak safran oranı daha yüksek bir ekstrakt hazırlanmış ve çok katmanlı emülsiyonun üretiminde kullanılmıştır. Çok katmanlı emülsiyon formülü optimizasyonunda farklı taşıyıcılar (maltodekstrin, peyniraltı suyu proteini izolatı (WPI) ve β-siklodekstrin (BSD)) ve bunların farklı oranları bağımsız değişken olarak seçilmiştir. Renk değerleri ve parçacık boyutu değerleri göz önünde bulundurularak; iç fazı optimum koşullarda hazırlanan S/Y emülsiyonunun; dış fazı ise WPI-BSD kompleksinin ve tek başına β-siklodekstrinin oluşturduğu 2 farklı S/Y/S çoklu emülsiyon sistemi hazırlanmış ve bunlarda da depolama analizleri gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon verileri doğrultusunda, toplamda 7 farklı formül 2 tekerrür halinde üretilmiş ve 35 gün boyunca 3 farklı sıcaklıkta depolama (5, 25 ve 45°C) gerçekleştirilmiştir. Depolama süresince örneklerde her 5 günde bir; parçacık boyutu (D43 ve açıklık), model gıdada renk (L*, h° ve C*), stabilite (ESİ), krosin salınımı (%FR), enkapsülasyon etkinliği (%EE), mikroskop ile parçacık boyutu görüntüleme (0. gün ve 35. gün), krosin içeriği (0. gün ve 35. gün) ve duyusal analiz (0. gün ve 35. gün, 25°C'de depolanan örneklerde) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda emülsiyon formunda olmayan örneklerde depolama sıcaklığına ve süresine bağlı olarak renk bileşenleri ciddi oranda zarar görmüş ve bu örnekler model gıda olarak kullanılan pilavları renklendirmede başarılı olamamıştır. Ancak emülsiyon formunda olan örneklerin yüksek sıcaklıklarda uygun süre depolama koşullarında dahi model gıdada renklendirme yetenekleri devam etmiştir. Bu emülsiyonların stabilitesi üzerinde; emülsiyonda kullanılan hidrokolloidlerin ve mekanik karıştırıcıların da etkisinin olduğu tespit edilmiştir.