Farklı enkapsülasyon yöntemleri kullanılarak elde edilen aroma kapsüllerinin depolama stabilitesinin ve gıda katkı maddesi olarak kullanımının araştırılması

Abstract

Gıdaların lezzetini oluşturan unsurlardan biri olan aromalar tüketicilerin gıdaya olan ilgisini belirlemede oldukça önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle birçok aroma maddesi farklı gıdalara katkılanarak gıdaların albenisi arttırılmaktadır. Ancak aroma maddelerinin oksijen, ısı, ışık gibi çevre koşullarına karşı oldukça hassas olmaları kullanıldıkları ürünlerde işlenmeleri ya da depolanmaları sırasında aktivitelerini yitirmelerine neden olmaktadır. Kullanımları sırasındaki bu kısıtlamaları minimize etmek için tez kapsamında aroma maddelerinin enkapsüle edilmesi yoluyla stabilitesinin arttılması amaçlanmıştır. Çalışmada çilek, muz ve karpuz aromaları püskürterek kurutma, dondurarak kurutma, koaservasyon ve aljinat kürecikleri yöntemleri ile enkapsüle edilmiştir. Farklı yöntemlerle aroma kapsüllerinin üretim şartları her bir yöntem için aroma değişiminin yanında yönteme özgü bazı parametreler açısından optimize edilmiş; optimum şartlarda elde edilen aroma kapsülleri 2 farklı sıcaklıkta (4 ve 25˚C) 60 gün süreyle depolanmıştır. Depolamanın başlangıcı ile birlikte 15., 30. ve 60. günlerinde kapsüllerde aroma analizleri ile partikül boyutu, yığın yoğunluğu, nem miktarı ve su aktivitesi analizleri yapılmıştır. Ayrıca optimum şartlarda üretilen aroma kapsüllerinin camsı geçiş sıcaklıkları analiz edilmiş, taramalı elektron mikroskobuyla yapısal analizleri yapılmış ve model gıdalara (çikolata ve kek) işlenmesi sonrasında duyusal beğeni durumları belirlenmiştir. Çilek aroması kullanılarak yapılan çalışmada salınımının en az, aroma kazanımı ile kurutma verimi ve çözünürlüğün ise en fazla olduğu değerleri sağlayan püskürtek kurutma şartlarının optimum noktaları olarak hava giriş sıcaklığı 190°C; kullanılan maltodekstrin (MD) oranı %15.30; modifiye nişasta (MN) oranı %1.83 ve arabik gam (AG) oranı %12.87 olarak belirlenmiş, ayrıca %1 oranında β-siklodekstrin (β-SD) varlığının da optimum koşullar içerisinde olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Aljinat kürecikleri yöntemi ile muz aromasının enkapsülasyonunda cevap olarak mikrokapsüllerin şekil faktörü (SF) ve küresellik değerleri (KD) ile aroma kazanımı değerleri kullanılmıştır. SF değerinin maksimum, KD'nin minimum ve aroma kazanımının maksimum olduğu sonuçlara göre aljinat konsantrasyonu %1.32; kalsiyum konsantrasyonu %1.0; damlama hızı 100 mL/dk; damlama yüksekliği 4.4 cm, kalsiyum çözeltisinin karıştırma hızı 650 d/dk ve damlama yönü yatay, optimum işlem şartları olarak belirlenmiştir. Aroma kazanımının maksimum, salınımının ise minumum olduğu cevaplara göre polimer konsantrasyonu %5, enzim miktarı 20 UA ve işlem süresi 24 saat, koaservasyon yöntemiyle karpuz aromasının enkapsülasyonunda optimum şartlar olarak bulunmuştur. Her bir enkapsülasyon yönteminin optimum şartlarında üretilen aroma kapsüllerinin Tg değerleri DCS yöntemi ile hesaplanmış olup, püskürterek kurutma yöntemiyle elde edilen mikrokapsüllerin Tg değerleri 132.53-163.69 °C arasında, aljinat kürecikleri yöntemiyle elde edilen kapsüllerin 64.66-80.16 °C arasında, koaservasyon yöntemiyle elde edilen mikrokapsüllerin 115.81-123.11 °C arasında ve dondurarak kurutma yöntemi ile elde edilen mikrokapsüllerin ise 172.04-180.21 °C arasında olduğu belirlenmiştir. Yapılan duyusal değerlendirme sonucunda, çilek, muz ve karpuz aroması kapsülleriyle üretilen çikolata ve kek örneklerinde aromaların ticari formdaki sıvı aromalarla üretilen ürünlere göre daha fazla hissedildiği görülmüştür. Çikolata örneklerinde en fazla beğenilen püskürterek kurutma ve aljinat kürecikleri yöntemleriyle elde edilen aromalardan üretilen ürünler olurken, kek örneklerinde ise genel olarak püskürterek ve dondurarak kurutma yöntemleriyle elde edilen aroma kapsüllerinden üretilen ürünler olmuştur. Depolama stabilitesi çalışmaları, ticari fomdaki çilek, muz ve karpuz aromalarının depolama süresinin ilk 30 günü içerisinde aroma bileşenlerinin toplam alanının en az %80 oranında azaldığını, 60 gün sonunda ise bu azalmanın >95 oranında gerçekleştiğini göstermiştir. Enkapsülasyon işleminin aroma salınımını önemli düzeyde azalttığı görülmüş olup, her bir aromanın depolama stabilitesi karakteristiğinin birbirinden farklı olduğu görülmüştür. Ayrıca tüm enkapsülasyon yöntemleriyle elde edilen kapsüllerden aroma kaybı oda sıcaklığında daha fazla meydana gelmiştir. Püskürterek kurutma, dondurarak kurutma ve koaservasyon yöntemlerinin optimum şartlarında elde edilen çilek, muz ve karpuz mikrokapsüllerinin parçacık boyutunun depolama süresinin artmasıyla nem absorbsiyonuna bağlı olarak arttığı, bu artışın yüksek sıcaklıktaki depolama koşullarında daha fazla olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca parçacık boyutunun artmasıyla birlikte mikrokapsüllerin depolama süresine bağlı olarak yığın yoğunluğu değerlerinin azaldığı görülmüştür. Araştırma sonuçları, uygulanan yöntemlerin aroma kayıplarını önemli düzeyde azalttığını göstermiştir.