Yakıcılık hissi baskılanmış kapsaisim mikrokapsüllerinin üretimi ve ürün stabilitesinin belirlenmesi

Abstract

Kapsaisin (8-metil-N-vanilil-6-nonenamid) acı kırmızıbiberin etken maddesi olup, bu bileşik yüksek biyoyararlılığa sahiptir. Kapsaisinin insan sağlığı üzerine pek çok olumlu etkisi olduğu bildirilmiştir. Ancak, kapsaisinin olumlu etkilerine rağmen, aşırı tüketime veya tüketici hassasiyetine göre değişen olumsuz etkileri de rapor edilmiştir. Özellikle ağızda başlayan yakıcılık hissinin sindirim sisteminin farklı kısımlarında tahriş oluşturması gibi olumsuzlukları da bilinmektedir. Bu çalışmada, insan sağlığına pek çok faydası bulunan kapsaisinin uygun bir enkapsülasyon yöntemiyle kapsüllenmesi ile ağızda ve midede yakıcılık hissini minimum düzeye düşüren ve tüketim esnasında sindirim sisteminde tahrişlere neden olmayan bir ürün elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında yağ bazlı bir mikroenkapsülasyon tekniği olan püskürterek soğutma yöntemi kullanılmış olup, kapsaisinin bu yöntem kapsamında erimiş lipit bir taşıyıcı (palm yağı) yardımıyla taşınması, atomizerden geçirilerek mikroenkapsüle edildikten sonra düşük sıcaklıkta dondurularak toz haline gelmesi sağlanmıştır. Elde edilen tozlarda bazı stabilite ve toz analizlerinin yanı sıra statik gastrointestinal model sistem kurularak ağız, mide ve bağırsakta salınım analizleri yürütülmüştür. Merkezi Tümleşik Tasarım (CCRD) deneme desenine göre püskürterek soğutma yöntemi ile yakıcılık hissi baskılanmış kapsaisin mikrokapsüllerinin üretiminde, homojenizasyon hızı, ayçiçek yağının palm yağı içerisindeki oranı, hava giriş sıcaklığı ve emülsiyondaki kapsaisin oranının etkileri araştırılmıştır. Optimizasyon çalışmasında, bu bağımsız değişkenlerin kapsaisin mikrokapsüllerinin statik gastrointestinal model sistem boyunca ağızda ve midede salınımı ile mikroenkapsülasyon etkinliği değerleri üzerine ne ölçüde etki ettiği belirlenmiştir. Kapsaisin mikrokapsüllerinin ağızda ve midede salınım miktarlarını minimize ve mikroenkapsülasyon etkinliğini maksimize eden optimum üretim koşulları, Design Expert paket programı kullanılarak belirlenmiş olup, homojenizasyon hızı 14550 d/dk, ayçiçek yağının palm yağı içerisindeki oranı %1, hava giriş sıcaklığı 12.93 °C ve emülsiyondaki kapsaisin oranı %0.27 olarak hesaplanmıştır. Optimizasyon çalışmasında yanıt olarak kullanılmayan ancak kapsaisin mikrokapsüllerinin kalite özellikleri açısından oldukça önemli olan nem, su aktivitesi, yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yoğunluk, partikül yoğunluğu, akabilirlik, partikülKapsaisin (8-metil-N-vanilil-6-nonenamid) acı kırmızıbiberin etken maddesi olup, bu bileşik yüksek biyoyararlılığa sahiptir. Kapsaisinin insan sağlığı üzerine pek çok olumlu etkisi olduğu bildirilmiştir. Ancak, kapsaisinin olumlu etkilerine rağmen, aşırı tüketime veya tüketici hassasiyetine göre değişen olumsuz etkileri de rapor edilmiştir. Özellikle ağızda başlayan yakıcılık hissinin sindirim sisteminin farklı kısımlarında tahriş oluşturması gibi olumsuzlukları da bilinmektedir. Bu çalışmada, insan sağlığına pek çok faydası bulunan kapsaisinin uygun bir enkapsülasyon yöntemiyle kapsüllenmesi ile ağızda ve midede yakıcılık hissini minimum düzeye düşüren ve tüketim esnasında sindirim sisteminde tahrişlere neden olmayan bir ürün elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında yağ bazlı bir mikroenkapsülasyon tekniği olan püskürterek soğutma yöntemi kullanılmış olup, kapsaisinin bu yöntem kapsamında erimiş lipit bir taşıyıcı (palm yağı) yardımıyla taşınması, atomizerden geçirilerek mikroenkapsüle edildikten sonra düşük sıcaklıkta dondurularak toz haline gelmesi sağlanmıştır. Elde edilen tozlarda bazı stabilite ve toz analizlerinin yanı sıra statik gastrointestinal model sistem kurularak ağız, mide ve bağırsakta salınım analizleri yürütülmüştür. Merkezi Tümleşik Tasarım (CCRD) deneme desenine göre püskürterek soğutma yöntemi ile yakıcılık hissi baskılanmış kapsaisin mikrokapsüllerinin üretiminde, homojenizasyon hızı, ayçiçek yağının palm yağı içerisindeki oranı, hava giriş sıcaklığı ve emülsiyondaki kapsaisin oranının etkileri araştırılmıştır. Optimizasyon çalışmasında, bu bağımsız değişkenlerin kapsaisin mikrokapsüllerinin statik gastrointestinal model sistem boyunca ağızda ve midede salınımı ile mikroenkapsülasyon etkinliği değerleri üzerine ne ölçüde etki ettiği belirlenmiştir. Kapsaisin mikrokapsüllerinin ağızda ve midede salınım miktarlarını minimize ve mikroenkapsülasyon etkinliğini maksimize eden optimum üretim koşulları, Design Expert paket programı kullanılarak belirlenmiş olup, homojenizasyon hızı 14550 d/dk, ayçiçek yağının palm yağı içerisindeki oranı %1, hava giriş sıcaklığı 12.93 °C ve emülsiyondaki kapsaisin oranı %0.27 olarak hesaplanmıştır. Optimizasyon çalışmasında yanıt olarak kullanılmayan ancak kapsaisin mikrokapsüllerinin kalite özellikleri açısından oldukça önemli olan nem, su aktivitesi, yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yoğunluk, partikül yoğunluğu, akabilirlik, partikül morfolojisi (SEM), partikül boyut dağılımı (LLD), toplam kapsaisin miktarı, serbest kapsaisin miktarı ve Scoville Yakıcılık İndeksi değerleri de belirlenmiştir. Kapsaisin mikrokapsüllerine uygulanan analizlerin yanı sıra, kapsaisin mikrokapsülü üretmek amacıyla hazırlanan tüm emülsiyonlara santrifüj stabilitesi, kinetik stabilite, emülsiyon yoğunluğu ve emülsiyon viskozitesi analizleri uygulanmıştır. CCRD deneme desenine göre belirlenen optimum koşullarda elde edilen kapsaisin mikrokapsülleri alüminyum kaplı polietilen ambalaj materyali içerisinde 4 °C'de ve vakum paketleme tekniği ile ambalajlanarak 25 °C'de 60 gün boyunca depolanmıştır. Depolama süresince 15 günlük periyotlarda kapsaisin mikrokapsüllerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiştir. Kapsaisin mikrokapsüllerinin model gıdalar içerisindeki davranışlarını gözlemleyebilmek amacıyla, püskürterek soğutma optimum işlem koşullarında (14550 d/dk homojenizasyon hızı, %1 ayçiçek yağı oranı, 12.93 °C hava giriş sıcaklığı ve %0.27 kapsaisin oranı) kapsaisin mikrokapsülü üretimi yapılmış ve üretilen kapsaisin mikrokapsülleri model gıdalar içerisine katkılanmıştır. Kapsaisin mikrokapsülleri model gıdalar içerisinde denenerek tüketici beğenisi ve mikroenkapsüle kapsaisin tozlarının gıda sistemlerinde katkılanabilme olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla günlük tüketilen gıdalar olarak UHT süt, ayran ve salata sosu, ısıl işlem görmüş şekerli gıda olarak sade kek, ısıl işlem görmüş tuzlu gıda olarak ekmek ve yağlı emülsiyonu temsilen mayonez model gıda olarak kullanılmıştır.