eArşiv@Adu

Püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak susam işleme atığından bitkisel protein tozu üretimi ve toz ürün karakterizasyonu

Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisor Yılmaz, Fatih Mehmet
dc.contributor.author Özdemir, Elif Ezgi
dc.date.accessioned 2021-11-26T07:39:29Z
dc.date.available 2021-11-26T07:39:29Z
dc.date.issued 2021-11-05
dc.date.submitted 2021-08-12
dc.identifier.citation Özdemir, E.E. (2021) Püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak susam işleme atığından bitkisel protein tozu üretimi ve toz ürün karakterizasyonu (yayınlanmamış yüksek lisans tezi) Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın tr_TR
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11607/4505
dc.description.abstract Amacı: Bu tez çalışması, endüstriyel gıda işleme atığı olan susam kepeğinden püskürtmeli ve dondurarak kurutma (liyofilizasyon) yöntemleriyle bitkisel protein tozu üretilmesi ve ardından, ayrıntılı fizikokimyasal ve toz ürün özelliklerinin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Materyal ve Yöntem: Püskürtmeli kurutma işlem parametlerinin etkileri yanıt yüzey yöntemi ile merkezi tümleşik tasarım (CCRD) kullanılarak incelenmiştir. En uygun püskürtmeli kurutma işlem koşullarının belirlenmesinde bağımlı değişkenlerin (toz ürün verimi, protein verimi, su aktivitesi, işlem süresi) etkileri, bağımsız değişkenler (hava giriş sıcaklığı ve hava çıkış sıcaklığı) ele alınarak tespit edilmiştir. Optimum koşullarda püskürtmeli ve dondurarak kurutma işlemleri ile üretilen bitkisel protein tozlarının fizikokimyasal analizleri yapılmış ve toz ürün özellikleri belirlenmiştir. Bulgular: Püskürtmeli kurutma işlemi için optimum işlem koşulları 165 °C hava giriş sıcaklığı ve 74 °C hava çıkış sıcaklığı olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda toz üründe %69,0 toz ürün verimi, %68,2 protein verimi, 70 dk. işlem süresi ve 0,215 su aktivitesi değeri elde edilmiştir. Dondurarak kurutma işlemi susam kepeği protein tozlarında daha yüksek köpürme kapasitesi (%35) ile önemli ölçüde geliştirilmiş ıslanabilirlik (2,3 s) ve dağılabilirlik (%98,6) değerleri sağlamıştır. Liyofilize protein tozları, işleme ve nakliye için önemli parametreler kabul edilen, önemli ölçüde daha düşük yığın ve sıkıştırılmış yığın yoğunluğu göstermiştir. Diğer yandan, püskürtmeli kurutma ile üretilmiş örnekler daha yüksek su tutma kapasitesi (0,94 g su/g protein) ve daha gelişmiş renk özellikleri (L*: 71,4) sağlamıştır. Sonuç: Püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak susam kepeğinden bitki bazlı protein tozu üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Kurutma yöntemleri protein tozlarının protein miktarı, mineral madde ve lignan içerikleri, amino asit bileşimi, yığın özellikleri, köpürme kapasitesi, renk ve yüzey morfolojisi gibi fizikokimyasal özellikleri xiv üzerinde farklı etkiler göstermiştir. Susam kepeğinden elde edilen protein tozları kükürt içeren esansiyel bir amino asit olan metiyonin bakımından zengin içeriğe sahiptir. Fonksiyonel bir bileşen olarak yeni geliştirilen protein tozunun, gıda endüstrisine sürdürülebilir seçenekler sunacağı ve çeşitli formülasyonlarda kullanılmak üzere yeni fırsatlar açabileceği düşünülmektedir. tr_TR
dc.description.abstract Objective: The purpose of this thesis was to produce plant based protein powder from an agro-industrial waste source (sesame bran) using spray and freeze drying methods, to perform detailed physicochemical analyses, and to determine powder product properties. Material and Methods: The effect of spray drying process parameters was investigated using response surface methodology by central composite rotatable design (CCRD). For the optimum spray drying process conditions, the effects of dependent variables (powder product yield, protein yield, water activity, process time) were determined by considering independent variables (inlet air temperature and outlet air temperature). Physicochemical analyses and powder product characterization of plant based protein powders produced using spray and freeze drying at optimum conditions were carried out. Results: The optimum process conditions were determined as 165 °C inlet air temperature and 74 °C outlet air temperature. Under this condition, 69.0% powder product yield, 68.2% protein yield, 70 min. process time and 0.215 water activity values were obtained in the powder product. Freeze dried protein powders revealed significantly improved wettability (2.3 s) and dispersibility (98.6%) values with higher foaming capacity (35%). Protein powders produced by freeze drying had considerably lower bulk and tapped densities which are important parameters for processing and transportation. On the other hand, spray drying provided higher water holding capacity (0.94 g water/g protein) and better color properties (L*: 71.4). Conclusion: The production of plant based protein powder from sesame bran has been successfully carried out using spray drying and freeze drying methods. Drying methods showed different effects on the physicochemical properties of protein powders such as the protein content, mineral and amino acid composition, bulk properties, foaming capacity, color xvi and surface morphology. Protein powders derived from sesame bran were found to be high in methionine, which is a sulfur containing essential amino acid. The newly developed protein powder as a functional ingredient could offer sustainable options to food industry and could open up new opportunities to be used in various formulations tr_TR
dc.description.tableofcontents İÇİNDEKİLER KABUL VE ONAY......................................................................................................i TEŞEKKÜR ................................................................................................................ii SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ................................................................vii ŞEKİLLER DİZİNİ ....................................................................................................ix RESİMLER DİZİNİ..................................................................................................... x ÖZET .......................................................................................................................xiii ABSTRACT .............................................................................................................. xv 1. GİRİŞ ...................................................................................................................... 1 2. KAYNAK ÖZETLERİ ............................................................................................ 4 2.1. Gıda Atıkları ve Atıklarda Bulunan Biyoaktif Maddeler........................................ 4 2.1.1. Bitkisel Proteinler............................................................................................... 7 2.1.1.1. Potansiyel Bitkisel Protein Kaynağı Olarak Susam Bitkisi ve Yan Ürünleri / Atıkları....................................................................................................................... 11 2.2. Gıda Kaynaklarından Proteinlerin Geri Kazanımı (Özütlenmesi ve Çöktürülmesi)15 2.2.1. Bitki Kaynaklarından Enzimatik ve Alkali Protein Özütlenmesi ....................... 17 2.3. Biyoaktif Bileşiklerin Kurutulması ve Toz Ürün Üretim Avantajları ................... 19 2.3.1. Püskürtmeli Kurutma ....................................................................................... 22 2.3.1.1. Atomizasyon ................................................................................................. 24 2.3.1.2. Damlacık-Sıcak Hava Teması........................................................................ 25 2.3.1.3. Atomize Damlacıkların Kurutulması/Buharlaştırılması.................................. 25 2.3.1.4. Püskürtmeli Kurutma Parametrelerinin Toz Ürün Özelliklerine Etkisi ........... 26 2.3.1.4.1. Hava Giriş/Kurutma Sıcaklığı..................................................................... 27 2.3.1.4.2. Hava Çıkış Sıcaklığı ................................................................................... 28 2.3.1.4.3. Besleme Akış Hızı...................................................................................... 28 2.3.1.4.4. Hava Akış Hızı........................................................................................... 29 2.3.1.5. Toz Ürün Verimi........................................................................................... 30 2.3.1.6. Püskürtmeli Kurutma İşleminde Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar.............. 30 2.3.2. Dondurarak Kurutma (Liyofilizasyon).............................................................. 31 2.3.2.1. Dondurma (Katılaştırma) Adımı .................................................................... 32 iv 2.3.2.2. Birincil Kurutma (Buz Süblimasyonu) ve İkincil Kurutma ............................ 34 2.3.2.3. Dondurarak Kurutma İşleminin Avantajları, Dezavantajları ve Diğer Kurutma Yöntemleriyle Karşılaştırılması.................................................................................. 34 2.3.3. Püskürtmeli Kurutma ve Dondurarak Kurutma Yöntemleri ile Gıda Atıklarından Özütlenen Biyoaktif Maddelerin Toz Formda Üretilmesi............................................ 36 Üzüm kabuğu............................................................................................................. 42 3. MATERYAL VE YÖNTEM.................................................................................. 49 3.1. Hammadde ve Kimyasallar ................................................................................. 49 3.2. Yöntem............................................................................................................... 49 3.2.1. Susam Kepeğine Uygulanan Ön İşlemler.......................................................... 49 3.2.2. Susam Kepeğinden Bitkisel Protein Özütleme ve Saflaştırma ........................... 50 3.2.3. Susam Kepeği Özütlerinin Püskürtmeli Kurutma Yöntemi ile Kurutulması ...... 51 3.2.4. Susam Kepeği Özütlerinin Dondurarak Kurutma Yöntemi ile Kurutulması ...... 53 3.2.5. Bitkisel Protein Tozlarına Uygulanan Analizler................................................ 54 3.2.5.1. Toz Ürün Verimi........................................................................................... 54 3.2.5.2. Toplam Kuru Madde Miktarı......................................................................... 54 3.2.5.3. Toplam Mineral Madde Miktarı..................................................................... 54 3.2.5.4. Toplam Protein Miktarı ................................................................................. 55 3.2.5.5. Su Aktivitesi.................................................................................................. 56 3.2.5.6. Renk Analizleri ............................................................................................. 56 3.2.5.7. Protein Çözünürlüğü...................................................................................... 56 3.2.5.8. Yığın Yoğunluğu ve Sıkıştırılmış Yoğunluk Analizleri.................................. 57 3.2.5.9. Akabilirlik Analizi......................................................................................... 57 3.2.5.10. Islanabilirlik Analizi.................................................................................... 57 3.2.5.11. Dağılabilirlik Analizi................................................................................... 58 3.2.5.12. Partikül Yoğunluğunun Belirlenmes............................................................ 59 3.2.5.13. Su Tutma Kapasitesi Analizi ....................................................................... 59 3.2.5.14. Yağ Bağlama Kapasitesi Analizi.................................................................. 59 3.2.5.15. Köpük Özelliklerinin Belirlenmesi ............................................................. 60 3.2.5.16. Emülsiyon Özelliklerinin Belirlenmesi ........................................................ 60 3.2.5.17. Mineral madde kompozisyonunun belirlenmesi ........................................... 61 3.2.5.18. Amino asit kompozisyonunun belirlenmesi.................................................. 61 v 3.2.5.19. Lignan kompozisyonunun belirlenmesi........................................................ 61 3.2.5.20. Proteinin Termal Denatürasyon Özelliklerinin Belirlenmesi ........................ 62 3.2.5.21. Mikroyapının belirlenmesi........................................................................... 62 3.2.6.22. İstatistiki Değerlendirme ............................................................................. 62 4. BULGULAR VE TARTIŞMA............................................................................... 64 4. 1. Susam Kepeği Özütlerinin Saflaştırılması........................................................... 64 4.2. Püskürtmeli Kurutma İşleminin Optimizasyonu .................................................. 66 4.2.1. Hava Giriş ve Çıkış Sıcaklıklarının Protein Verimine Etkisi ............................. 69 4.2.2. Hava Giriş ve Çıkış Sıcaklıklarının Toz Ürün Verimine Etkisi ......................... 70 4.2.3. Hava Giriş ve Çıkış Sıcaklıklarının Su Aktivitesine Etkisi................................ 72 4.2.4. Hava Giriş ve Çıkış Sıcaklıklarının İşlem Süresine Etkisi................................. 73 4.3. Susam Kepeği ve Susam Kepeğinden Elde Edilen Protein Tozlarının Temel Bileşen Karakterizasyonu ....................................................................................................... 74 4.3.1. Toplam Kuru Madde Miktarı............................................................................ 75 4.3.2. Su Aktivitesi .................................................................................................... 75 4.3.3. Toplam Mineral Madde .................................................................................... 76 4.3.4. Toplam Protein................................................................................................. 77 4.4. Susam Kepeği ile Püskürtmeli Kurutma ve Dondurarak Kurutma Yöntemleriyle Elde Edilen Toz Örneklerin Mineral Madde ve Amino Asit Kompozisyonu ............... 78 4.4.1. Mineral Madde Kompozisyonu ........................................................................ 78 4.4.2. Amino Asit Kompozisyonu .............................................................................. 80 4.5. Püskürtmeli Kurutma ve Dondurarak Kurutma Yöntemleriyle Elde Edilen Toz Örneklerin Renk Özellikleri ....................................................................................... 83 4.6. Püskürtmeli Kurutma ve Dondurarak Kurutma Yöntemleriyle Elde Edilen Örneklerin Toz Ürün Özellikleri................................................................................. 85 4.6.1. Yığın Yoğunluğu (ρb) ve Sıkıştırılmış Yığın Yoğunluğu (ρt) ............................ 86 4.6.2. Akabilirlik........................................................................................................ 88 4.6.3. Islanabilirlik ve Dağılabilirlik........................................................................... 89 4.6.4. Partikül Yoğunluğu .......................................................................................... 91 4.7. Püskürtmeli Kurutma ve Dondurarak Kurutma Yöntemleriyle Elde Edilen Toz Örneklerin Bazı Kimyasal Özellikleri......................................................................... 91 4.7.1. Protein Çözünürlüğü ........................................................................................ 92 vi 4.7.2. Su Tutma Kapasitesi......................................................................................... 94 4.7.3. Yağ Bağlama Kapasitesi................................................................................... 95 4.7.4. Emülsiyon Aktivitesi ve Stabilitesi................................................................... 95 4.7.5. Köpük Kapasitesi ve Stabilitesi ........................................................................ 97 4.8. Lignan Kompozisyonu ........................................................................................ 98 4.9. Susam Kepeği Protein Tozlarının Moleküler Termal ve Mikroyapısal Özellikleri ................................................................................................................................. 100 4.9.1 Protein Tozlarının Termal Özellikleri .............................................................. 100 4.9.2 SEM ile Hücresel Yapının Görüntülenmesi ..................................................... 102 5. SONUÇ VE ÖNERİLER .................................................................................... 104 KAYNAKÇA .......................................................................................................... 106 BİLİMSEL ETİK BEYANI ..................................................................................... 138 ÖZGEÇMİŞ............................................................................................................. 139 tr_TR
dc.language.iso tur tr_TR
dc.publisher Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tr_TR
dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess tr_TR
dc.subject Alternatif Protein Kaynağı, Esansiyet Amino Asitler, Gıda Yan Ürünü, Protein Geri Kazanımı, Yanıt Yüzey Yöntemi tr_TR
dc.subject Alternative Protein Source, Essential Amino Acids, Food By-product, Protein Recovery, Response Surface Methodology tr_TR
dc.title Püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma yöntemleri kullanılarak susam işleme atığından bitkisel protein tozu üretimi ve toz ürün karakterizasyonu tr_TR
dc.title.alternative Plant based protein powder production from sesame processing waste using spray drying and freeze drying techniques and characterization of powders tr_TR
dc.type masterThesis tr_TR
dc.contributor.department Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı tr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Icon
Ad: 3123.pdf
Boyut: 2.118Mb
Biçim: PDF
Açıklama: Elif Ezgi Özdemir ...
Göster/Aç

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster