T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
ENDÜSTRĠYEL AROMALI BUZ ÜRETĠMĠNDE KULLANILAN
STABĠLĠZATÖRLERĠN MĠKTARLARININ TÜKETĠCĠ BEKLENTĠLERĠ VE OPTĠMUM
MALĠYETLERĠNĠN UYGUNLUĞUNUN ARAġTIRILMASI Ahmet GÜÇBĠLMEZ YÜKSEK LĠSANS Haziran-2019 KONYA Her Hakkı Saklıdır
TEZ KABUL VE ONAYI
Ahmet Güçbilmez tarafından hazırlanan ―Endüstriyel Aromalı Buz Üretiminde Kullanılan Stabilizatörlerin Miktarlarının Tüketici Beklentileri ve Optimum Maliyetlerinin Uygunluğunun AraĢtırılması‖ adlı tez çalıĢması 14/06/2019 tarihinde aĢağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda
Mühendisliği Anabilim Dalı‘nda YÜKSEK LĠSANS TEZĠ olarak kabul edilmiĢtir.
Jüri Üyeleri Ġmza
BaĢkan
Prof. Dr. Nihat AKIN ………..
DanıĢman
Unvanı Adı SOYADI ………..
Üye
Unvanı Adı SOYADI ………..
Üye
Unvanı Adı SOYADI ………..
Üye
Unvanı Adı SOYADI ………..
Yukarıdaki sonucu onaylarım.
Prof. Dr. Mustafa Yılmaz ……. ……..
FBE Müdürü
Bu tez çalıĢması ………. tarafından …………. nolu proje ile desteklenmiĢtir.
TEZ BĠLDĠRĠMĠ
Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranıĢ ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalıĢmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
DECLARATION PAGE
I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.
Ġmza
Ahmet GÜÇBĠLMEZ Tarih:08.05.2019
iv ÖZET
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
ENDÜSTRĠYEL AROMALI BUZ ÜRETĠMĠNDE KULLANILAN
STABĠLĠZATÖRLERĠN MĠKTARLARININ TÜKETĠCĠ BEKLENTĠLERĠ VE MALĠYETLERE UYGUNLUĞUNUN ARAġTIRILMASI
Ahmet GÜÇBĠLMEZ
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
DanıĢman: Prof. Dr. Nihat AKIN
2019,78 Sayfa Jüri Prof. Dr. Nihat AKIN
Dr. Öğr. Üyesi DurmuĢ SERT
Dr. Öğr. Üyesi Sultan ARSLAN TONTUL
Bu araĢtırmada farklı çeĢit ve oranlarda stabilizatörler içeren yenilebilir buz örneklerinin, fiziksel ve duyusal özellikleri en iyi kalitede ve optimum maliyette ürün elde edilmek üzere incelenmiĢtir. Son ürünü oluĢturan yenilebilir buzlu ürün; böğürtlen aromalı buz, limon aromalı buz ve vanilya aromalı sütlü buzdan oluĢmaktadır. AraĢtırmada böğürtlen miksinde farklı çeĢit ve oranlarda stabilizatörler kullanılmıĢtır. 8 farklı kombinasyon hazırlanmıĢ, erime testleri, tekstür analizleri ve tüketici panel testleri ile son ürün kalitesi üzerine etkileri incelenmiĢtir. Hazırlanan örneklerde duyusal testler, erime süresi, kuru madde, pH ve viskozite değerleri belirlenmiĢtir. Ġlave olarak son üründeki diğer bileĢenler olan vanilya ve limon mikslerinin de analizleri yapılmıĢtır. Böylece bu miksin tüketici beklentileri doğrultusunda dizayn edilmesi amaçlanmıĢtır. ÇalıĢmada ayrıca vanilya aromalı sütlü buzun erime davranıĢına en yakın davranan böğürtlen su buzunun reçetesi ortaya çıkartılmıĢtır. Kullanılan stabilizatörlerin ekonomik değerleri de yüksek olduğundan guar gam, karragenan ve keçi boynuzu gamının ekonomik değerleri dikkate alınarak, minimum kullanmanın böğürtlen karakteristiği ve tüketici beklentisi üzerindeki algılanması değerlendirilmiĢtir. Böylece tüketicinin en tercih ettiği ürün ile maliyeti arasında da bir denge ve optimizasyonun saptanması hedeflenmiĢtir. AraĢtırmada; deneme desenine göre elde edilen mikslerin 1000 kg için maliyet hesabı yapılmıĢ buna göre böğürtlen miksleri içerisinde; %0.1 LBG, %0.05 guar gam, %0.03 karragenen içeren formülasyon en düĢük maliyetli, %0.3 LBG, %0.05 guar gam, %0.02 karragenen içeren formülasyon en yüksek maliyetli olarak elde edilmiĢtir. Sonuç olarak; böğürtlen miksleri arasında duyusal değerlendirmede %0.1 LBG, %0.05 guar gam, %0.03 karragenen içeren formülasyon 25/27 puan alarak en çok beğenilen olmuĢ, aynı zamanda vanilyalı sütlü buza (29.5/30 puan almıĢtır) eĢdeğer duyusal özellikte olduğu belirlenmiĢtir.
Anahtar Kelimeler: Yenilebilir buz, dondurma, erime testi, stabilizatör, duyusal, LBG, kalite,
v ABSTRACT
MS THESIS
INVESTIGATION OF AMOUNT OF STABILIZERS USED IN INDUSTRIAL FLAVORED ICE PRODUCTION, CONSUMER EXPECTATIONS AND
OPTIMUM COSTS
Ahmet GÜÇBĠLMEZ
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY
THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN FOOD ENGINEERING
Advisor: Prof. Dr. Nihat AKIN
2019, 78 Pages
Jury Prof. Dr. Nihat AKIN
Assist. Prof. Dr. DurmuĢ SERT
Assist. Prof. Dr. Sultan ARSLAN TONTUL
In this research, edible ice samples with different ratios and types of stabilizers were examined to obtain product with best quality in terms of physical and sensory properties and optimum cost. The edible iced product that forms the final product consists of blackberry flavored ice, lemon flavored ice and vanilla flavored milky ice. In the study, different types and proportions of stabilizers were used in blackberry mix. 8 different combinations were prepared, melting tests, texture analysis, consumer panel tests and the effects on the final product quality were investigated. Sensory tests, melting time, dry matter, oil, pH and viscosity values were determined in the prepared samples. In addition, vanilla and lemon mixes which are the other components of the final product, were also analyzed. Thus, this mix is aimed to be designed in line with consumer expectations. Also in the study, the prescription of blackberry water ice, which is the closest to the melting behavior of vanilla flavored milky ice, has been demonstrated. Since the economic values of the stabilizers used were high, by taking into consideration the economic values of the guar gam, carrageenan and locust bean gam (LBG), the minimum use of these gams over the blackberry characteristics and consumer expectations were evaluated. Thus, it is aimed to determine a balance and optimization between the consumer's most preferred product and its cost. In the study; the cost of 1000 kg of the mixes obtained according to the experimental design was calculated. According to this, among the blackberry mixes, the formulation containing 0.1% LBG, 0.05 % guar gam, 0.03% carrageenan, was found as the most cost effective; the formulation containing 0.3% LBG, 0.05% guar gam, 0.02% carrageenan was determined as the highest cost value. As a result; in the sensory test among blackberry mixes, the formulation containing 0.1% LBG, 0.05% guar gam, 0.03% carrageenan was the most desirable, with a score of 25/27. At the same time, it was determined that it has equivalent sensory properties to vanilla flavored milky ice (score of 29.5/30).
vi ÖNSÖZ
AraĢtırmamın planlama, gerçekleĢtirme, değerlendirme ve yorumlama aĢamalarında bana bilgi ve desteğini göstererek kendisinden daha iyiyi yapmak için ilham aldığım saygıdeğer Hocam Prof. Dr. Nihat AKIN‘A
Ġstatiksel analizlerin yapılmasında bana öğretici olan ve yol gösteren Yüksek Gıda Mühendisi Hale Ġnci ÖZTÜRK‘E.
Bilgi ve tecrübelerini herzaman samimiyetle paylaĢan ArĢ. Gör. Talha DEMĠRCĠ‘YE,
Denemeler sırasında bana desteğini veren Ali KARAKAġ‘A
Benim yüksek lisansa baĢlamamda ve süreçte her zaman yanımda olan sevgili eĢim Dr. Çiğdem Mecitoğlu GÜÇBĠLMEZ ve oğlum Demir GÜÇBĠLMEZ‘e sonsuz teĢekkür ederim.
Ahmet GÜÇBĠLMEZ KONYA-2019
vii ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi ĠÇĠNDEKĠLER ... vii SĠMGELER VE KISALTMALAR ... ix 1. GĠRĠġ ... 1
2.GENEL BĠLGĠLER VE KAYNAK ARAġTIRMASI ... 2
2.1. Dondurma, Yenilebilir Aromalı Buz ve Sütlü Buz ... 2
2.2. Yenilebilir Aromalı Buzda ve Dondurmada Stabilizatör Kullanımı ... 3
2.3. Yenilebilir Aromalı Buzda ve Dondurmada Kullanılan Stabilizatör ÇeĢitleri ... 5
2.3.1. Sodyum alginat ... 5
2.3.2. Karragenan ... 6
2.3.3. Keçi Boynuzu Gamı (Locust Bean Gam) ... 8
2.3.4. Guar Gam ... 9 2.3.5. Jelatin ... 9 2.3.6. Ksantan Gam ... 10 2.3.7. Karboksimetil selüloz ... 10 2.3.8. Mikrokristalin Selüloz (MCC) ... 11 2.3.9. Salep ... 11
2.3.10. Diğer Yerel Gamlar ... 12
2.4. Stabilizatörlerin Aromalı Buz ve Dondurma Ġçindeki Fonksiyonları ... 13
2.4.1. Stabilizatörlerin Dondurma Miksinin Reolojik Özellikleri Üzerine Etkisi .. 13
2.4.2. Stabilizatörlerin Faz Ayrımı Üzerine Etkisi ... 16
2.4.3. Stabilizatörlerin Hacim ArtıĢı (Overrun) Üzerine Etkisi ... 17
2.4.4. Stabilizatörlerin Termodinamik Özellikler Üzerine Etkileri ... 19
2.4.5. Stabilizatörlerin Erime Hızı Üzerindeki Etkileri ... 19
2.4.6. Stabilizatörlerin Dondurmanın Duyusal Özellikler Üzerindeki Etkileri ... 20
2.4.7. Depolama Süresince Laktoz Kristalizasyonu ve Buz GeliĢiminin Önlenmesi ... 21
2.5. Stabilizatörlerin Aromalı Buz ve Dondurmada OluĢturdukları Hatalar ... 22
3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 23
3.1. Materyal ... 23
3.2. Yöntem ... 25
3.2.1. Aromalı Buz ve Aromalı Sütlü Buz Üretimi AkıĢ ġeması ... 26
3.2.2. pH Ölçümleri ... 27
3.2.3. Toplam Kuru Madde Tayini ... 27
3.2.4.Viskozite Ölçümleri ... 27
3.2.5. Renk Ölçümleri ... 28
viii
3.2.7. Erime Testi ... 28
3.2.8. Duyusal Analizler ... 29
3.2.9.Miks Örnekleri Maliyet Analizi ... 30
3.2.10.Ġstatistiksel Analizler ... 31
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA ... 32
4.1.1. Aromalı buz ve sütlü buz örneklerinin pH içeriği ... 32
4.1.2. Toplam Kuru Madde Tayini ... 34
4.1.3. Viskozite ölçümleri ... 36
4.1.4. Renk Tayinleri ... 39
4.1.5. Erime Testi ... 45
4.1.6. Tekstür (Yapı ve Doku) Analizleri ... 51
4.1.7.Duyusal Özellikler ... 54
4.1.8. Miks Örnekleri Maliyet Analizi ... 63
5.SONUÇLAR VE ÖNERĠLER ... 64
5.1. Sonuçlar ... 64
5.2. Öneriler ... 66
KAYNAKLAR ... 67
ix SĠMGELER VE KISALTMALAR Simgeler κ : Kappa λ : Lambda cP : Centipoise i : Iota kg : Kilogram g : Gram mm : Milimetre ml : Mililitre Kısaltmalar
ATP : Adenozin Tri Fosfat
CIE : Uluslararası Aydınlatma Komisyonu
CIP : Yerinde Temizlik
CMC : Karboksimetil Selüloz
DSC : Diferansiyel taramalı kalorimetre
KM : Kuru Madde
LBG : Locust bean gam
MSNF : Yağsız süt kuru maddesi HTST : Yüksek Sıcaklık Kısa Zaman
1. GĠRĠġ
Dondurma ve benzer ürünler donuk tatlı olarak sınıflandırılırlar. Bunlar dondurma, donmuĢ muhallebi, donuk Ģekerlemeler, sütlü buz, yenilebilir buz, Ģerbet gibi tatlılar olup tüm dünyada farklı yaĢ grupları tarafından popüler olarak tüketilirler (Marshall ve ark., 2003).
Dondurma ve yenilebilir buzlu ürünlerde istenilen yapıyı elde etmek, iyileĢtirmek ve bu yapıyı korumak için stabilizatörler kullanılmaktadır. Dondurma ve yenilebilir buzlarda kullanımın temel amacı pürüzsüz bir yüzey elde etmek, yapıyı ve viskoziteyi iyileĢtirmek, depolama süresince yeniden kristalizasyonu ve ısıl Ģoklardan kalitesel olarak negatif etkilenmeyi önlemekte ve erimeye karĢı dayanıklılık kazandırmaktadır (Muhr ve Blanshard, 1983).
Bir stabilizatörün donuk tatlılarda temel rolü, serbest suyun ürün içerisindeki miktarını, hidrasyon suyu ile bağlayarak ya da bir jel yapısı içerisinde immobilize ederek azaltmaktır. Ayrıca çok az sayıdaki bazı stabilizatörler bağlı suyu absorbe etme ve büyük miktarlardaki suyu tutma yeteneğine sahiptir. Buda iyi bir yapı, pürüzsüz bir tekstür, yavaĢ erime ve ısıl Ģoklara dayanım sağlar (Marshall ve ark., 2003).
Stabilize edilmiĢ bir donuk tatlı, dinamik bir çevrede yapısal değiĢikliklere karĢı dayanıklı olma ve bunları geciktirme özelliklerine sahiptir (Goff ve Hartel, 2013).
Dondurma üretiminde, sadece tek bir stabilizatör kullanarak istenilen bütün özellikleri elde etmek zordur. Birçok stabilizatör polisakkarit özelliklerine bağlı olarak sürekli fazın reolojik özelliklerini etkisi altına alır. Bazıları ise kompleks bir form oluĢturarak, karragenan gibi, karıĢım sırasında faz ayrımını önler. Beraber kullanımları da avantajlar sağlarlar. Örneğin LBG ve karragenanın birlikte kullanımı, kullanmama durumuna göre önemli derecede daha küçük buz kristallerinin oluĢumunu sağlar (Naresh ve Shailaja, 2006). Bu nedenlerden dolayı, bu çalıĢmanın amacı farklı oranlarda ve çeĢitlerde stabilizatörler içeren yenilebilir buz örneklerinin, fiziksel, kimyasal özelliklerinin incelenmesidir. ÇalıĢmada stabilizatör tip ve oranlarındaki değiĢimlerin, nihai üründeki etkileri araĢtırılacaktır. Ayrıca tüketici beklentisi için, ürünlerin duyusal özellikleri, en iyi kalite ve optimum maliyet özellikleride belirlenecektir.
2.GENEL BĠLGĠLER VE KAYNAK ARAġTIRMASI
2.1. Dondurma, Yenilebilir Aromalı Buz ve Sütlü Buz
Yenilebilir Buzlu Ürünler Tebliğine (2005/43) göre bu tür ürünler yenilebilir buzlu ürünler, buz karıĢımları ve sütlü buz ürünleri olmak üzere 3‘e ayrılmaktadır. Buz karıĢımları; Ġçme suyu, Ģeker ve gerektiğinde izin verilen katkı maddeleri, kazein, bitkisel yağ veya süt yağı, aroma ve çeĢni maddelerinin kullanılmasıyla hazırlanan ürünü, sütlü buz ürünleri; süt ve/veya süt ürünleri, içme suyu, Ģeker, süt proteinleri, süt yağı ve/veya bitkisel yağ ve/veya yumurta yağı ile gerektiğinde izin verilen katkı maddeleri, aroma ve çeĢni maddeleri gibi bileĢenleri içeren ürünü ifade eder (Anonim, 2005).Dondurma; hava, su, süt yağı ve süt dıĢı yağ, süt yağsız kuru maddeleri, tatlandırıcı, stabilizatör, emülgatör ve aroma vericileri ihtiva eden bir karıĢımdır (Goff ve Hartel, 2013). Dondurma miksi hazırlandıktan sonra sırasıyla pastörizasyon, homojenizasyon ve olgunlaĢtırma iĢlemlerinden geçirilir. Çizelge 2.1. ve Çizelge 2.2. tipik bir dondurma ve su buzu reçetelerini göstermektedir (Clarke, 2005).
Çizelge 2.1. Tipik dondurma reçetesi (Clarke, 2005)
Ġngrediyent Miktar (Ağırlıkça %)
Süt Yağı 7-15
Süt Proteini Laktoz Diğer Ģekerler
Stabilizatörler, emülgatörler ve aromalar Toplam katılar Su 4-5 5-7 12-16 0.5 28-40 60-72
Çizelge 2.2. Tipik yenilebilir buz reçetesi (Clarke, 2005)
Ġngrediyent Miktar (Ağırlıkça %)
ġekerler 14-24 Sitrik asit Stabilizatörler, emülgatörler renklendiriciler ve aromalar Toplam katılar Su 4-5 0.5 28-40 60-72
2.2. Yenilebilir Aromalı Buzda ve Dondurmada Stabilizatör Kullanımı
Stabilizatörler, gıdaların fiziko-kimyasal durumlarını korumalarını sağlayıp, gıdada bulunan iki veya daha fazla birbiri ile karıĢmayan fazın homojen dağılımının sürekliliğini oluĢturur. Stabiliztörler, gıdaların var olan renklerini koruyan veya kuvvetlendiren, proteinler arası çapraz bağ oluĢturarak gıda parçacıklarının bağlanmasını sağlayan, gıdaların bağlanma kapasitelerini artıran maddelerdir.
Dondurma stabilizatörleri genellikle polisakkarit yapıya sahiptir. Dondurma üretiminde;
Miks viskozitesini arttırmak,
Miksi stabil tutarak, parçalanıp dağılmasını önlemek (karragenan gibi), Aroma partiküllerinin süspansiyonlarına yardım etmek,
Paketlemede sabit bir süngerimsi yapı ile kolayca kesilmesini sağlamak ve dondurucu ekipmanda sertlik elde etmek,
Depolama sürecinde dondurma laktoz ve buz kristallerinin büyüme ve geliĢimini azaltmak ve geciktirmek,
Nem göçünün (yer değiĢtirme) üründen pakete ya da havaya olmasını yavaĢlatmak,
Depolama boyunca ürün hacim büzülmesinin önlenmesine yardım etmek,
Erime hızını düĢürmek (hız; erime esnasında dondurmada kaybedilen kütlenin oranı) ve ürünün erimeye karĢı dirençli ve tekdüze olmasını sağlamak,
Tüketim sırasında tekstürde (doku, yapı) pürüzsüzlük sağlamak,
Tüketim esnasında ağızda buz kirstallerinin gözlenebilmesini maskelemek, Üretim sırasında, daha kolay pompalanmalarını ve daha doğru dolum iĢleminin
proses sırasında gerçekleĢmesine imkan vermek,
Üretim prosesinde, fabrika içindeki dondurcularda (freezerlar) kontrollü hava birleĢmesinin kolaylaĢtırmak ve kararlı bir köpük oluĢumuna yardımcı olmak amaçlarıyla kullanılmaktadırlar.
Bu fonksiyonların birçoğu dondurma içindeki donmamıĢ olan fazın viskozitesinin geliĢimini sağlamaktadır. Stabilizatörler ayrıca temiz, nötür aromalı, dondurma aromalarını bağlamayan, dondurmanın erimesini kabul edilebilir seviyede destekleyen, tüketimde istenen yapıda olmasını sağlayan özellikleri içermelidirler. Kullanımlarında sınırlamalar; aĢırı miks viskozitesi, ağır ve yumuĢak bir kütle,
istenmeyen erime karakterstiklerinin oluĢumlarını içermektedir. Stabilizatörler miks viskozitelerini arttırmalarına karĢın, donma noktasının düĢmesinde çok az etkili olmakta ya da hiçbir etkileri olmamaktadırlar (Goff ve Sahagian, 1996).
Birçok dondurma üreticisi, birincil tedarikçiden aldıkları ticari olarak formülüze edilmiĢ stabilizatör paçallarını kullanmaktadırlar. Bunlar genellikle birkaç stabilizatörün kombinasyonudur. En çok kullanılanlar; keçiboynuzu sakızı (lokust bean gam, LBG), selüloz gam (birincil hidrokolloidler), karragenan (ikincil kolloid), mono/digliseritlerdir. Dondurma endüstrisinde dondurmanın stabilizasyonu konusunda birçok geliĢme yaĢanmıĢtır. Böylece polisakkarit yapıdaki gamlar 1950‘lerden itibaren kullanılmaya baĢlanmıĢ ve hem fonksiyonel hem de ekonomik nedenler ile jelatin kullanımı büyük oranda diğer stabilizatörler ile yer değiĢtirmiĢtir. Paçallar, spesifik formülasyon karakteristikleri ve üretim talepleri ile mikste istenen fonksiyonelliğinin sağlanması, kolayca dağılması, seçilen sıcaklıkta çözünmesi, toz oluĢumunun minimize edilmesi, memnun edici düzeyde fiyatlanması gibi özellikler düĢünülerek formülize edilmiĢtir. Gıda bilimi, tüketici talepleri doğrultusunda yüksek kalitede, donmuĢ ürünlerde baĢarılı bir Ģekilde bunu desteklemeyi sürdürerek, bu önemli ingrediyentlerin birincil ve ikincil kaynakları üzerine çalıĢmalara devam etmektedir. Kullanılan stabilizatör paçallarının çeĢit ve miktarları; dondurmanın miks kompozisyonuna, kullanılan ingrediyentlere, proses zamanlarına, sıcaklığına ve basıncına, depolama sıcaklığına, depolama zamanına ve birçok diğer faktöre göre çeĢitlilik göstermektedir. Genellikle %0.2–0.5 oranında stabilizatörler dondurmada kullanılmaktadır.
Stabilizatörler, üretim, depolama ve tüketim sırasında birçok yararlı etkiye sahiptirler. Bunların bazıları spesifik olmayan matriks fazının viskozitesinin artıĢı ile baĢarılan, kullanılan stabilizatörün tipinden bağımsızdır. Ayrıca bazı stabilizatörlerin belirli özelliklerinden dolayı spesifik etkileri vardır. Örneğin bazı stabilizatörler buz kristallerinin depolama sırasında büyüme ve geliĢimini geciktirirler. Ġki stabilizatörün kombinasyonundan ortaya çıkan sinerjik (karĢılıklı biribirini etkileyen) etkileri de vardır. Örneğin; tek bir bileĢenden beklenenin çok üzerinde viskozite artıĢı ya da ayrı bileĢenlerin yapamadığı jelleĢme özellikleri gibi. Dondurmaya ilave edilen stabilizatör tiplerinin kaynakları genel olarak 2 tanedir.
1.Hayvan kaynağı: Kemiklerden elde edilen jelatin,
2.Bitki ya da sebze kaynağı: Gamlar (agar-agar, karboksimetilselüloz, sodyum alginat, karragenan),
Stabilizatörlerin su bağlama kapasiteleri oldukça yüksektir. Küçük bir miktarda ilave edilirler böylece tat ve ürün değerleri üzerine etkileri önemsizdir. Toplam katı madde, makine prosesi, stabilizatörlerin özellikleri ve diğer baĢka faktörleri stabilizatör kullanımını etkiler.
2.3. Yenilebilir Aromalı Buzda ve Dondurmada Kullanılan Stabilizatör ÇeĢitleri
Dondurma üretiminde ticari olarak dünyada çok kullanılan stabilizatör çeĢitlerinin (keçi boynuzu sakızı, guar gam vb.) yanında ülkelere özel yerel (salep gibi) stabilizatörlerde kullanılmaktadır.
2.3.1. Sodyum alginat
Dondurmada en çok kullanılan sodyum alginat (E401), mannuronik asit ve guluronik asitin polisakkaritidir. Kahverengi denizyosunlarından, Macrocytis pyrifera (Amerika, Avusturalya ve Yeni Zellanda‘nın pasifik kıyılarından), Laminaria digiata
(Ġrlanda, Norveç, Fransa ve Ġskoçya kıyılarından) elde edilir. Ġçerisinde negatif
yüklenmiĢ polimer zinciri ile iyonik bağları olan pozitif yüklü sodyum iyonları içerir (Na+). Sulu çözeltide, sodyum iyonları polimerden ayrıĢarak yüklü kalsiyum iyonlarını (Ca++) oluĢturular (bu tip polimerler polielekrolit olarak isimlendirilir) ya da diğer çifterli katyonlar negatif yükleri, farklı iki polimer moleküllerini de bağlarlar. Bu moleküller arası etkileĢim bir jel oluĢumuna yol açar. Dondurmada alginatlar fosfat, sitrat ve tartarat iyonları ile paçallanarak süt kuru maddelerinden gelen kalsiyumdan dolayı jel oluĢumunu engellerler. Alginatların en büyük avantajı, asit ortamlara özellikle ısıtıldıklarında dirençli olmalarıdır, buna karĢılık diğer stabilizatörler, fonksiyonlarını bu tür ortamlarda kaybederler (Clarke, 2005).
Dondurma üretimi sırasında sodyum alginatın hazırlama Ģekli, oluĢturulan jelin farklı davranıĢı nedeni ile dondurmanın özelliklerini etkilemektedir. Sodyum alginatın dondurmadaki diğer katılar gibi ana karıĢıma kuru olarak ilave edilmesi, suda çözülerek ilave edilmesi ve sütte çözülerek ilave edilmesi durumlarında, elde edilen numuneler duyusal olarak karĢılaĢtırıldığında, alginatın sütte önden çözülerek ilave edilmesinin en iyi seçenek olduğu belirlenmiĢtir. Kalsiyum divalent iyonlarının varlığında, güçlü jel yapısı oluĢturan sodyum alginat, hava moleküllerinin iyi bir Ģekilde dondurma içerisinde dağılmasıyla, dondurmanın erimeye karĢı direncini arttırır.
2.3.2. Karragenan
Karragenan (E407) galaktoz ve alfa-3,6 anhidrogalaktozun esterlerinin kompleks polisakkaritleridir. Chondrus crispus (Ġrlanda Yosunu), Kappaphycus alverezii ve
Eucheuma denticulatum gibi kırmızı denizyosunlarında (Rhodophcae) bulunur.
Karragenan birçok farklı yapıya sahip olmakla birlikte, yaygın olarak farklı özelliklere sahip olan 3 türe göre sınıflandırılır: kappa (κ), iota (i) ve lambda (λ). Karragenanlar sulu çözeltilerde polielektrolit göstermekte olup ısıtma ve soğutma sonrası, K+
veya Ca+ katyonları varlığında jel oluĢtururlar. Karragenanlar ayrıca süt proteinleri ve keçiboynuzu sakızı (locust bean gam) ile birlikte jel oluĢtururlar. κ-karragenan dondurma içerisinde spesifik bir fonksiyona sahiptir. %0.02 oranlarında ilave edildiğinde, faz ayrımı olarak bilinen süt proteinleri ve polisakkaritlerin faz seperasyonunu azaltır (Goff ve Hartel, 2013).
Sınıflandırmada moleküllerdeki sülfat miktarları dikktate alınmıĢtır. Lambda (λ) karragenan %35 ester sülfatına sahip olup soğukta çözünür, iota (i) karragenan %32 ester sülfatına sahip olup suda daha az çözünmekte ve kappa (κ) karragenan ise %25 ester sülfatına sahip olup katı form oluĢturmaktadır. Kappa ayrıca ısıltersinir özelliği ile güçlü jeller oluĢturur. Karragenanlar negatif yüklüdürler bu yüzden potasyum, sodyum ve kalsiyum iyonları ile nötralize olabilirler. Kappa (κ)-2 karragenan kappa ve iota karragenanların bir blok kopolimeridir (Goff ve Hartel, 2013). Kappa (κ)- 2 karragenan ‗kappa/iota hibritleri‘ ya da zayıf jelleĢme kappaları olarakda isimlendirilmektedirler (Bixler ve ark., 2001). Kırmızı denizyosununun ekstratları olan karragenanlar saf bir Ģekilde bulunmazlar. Ġçeriklerinde hangi tip baskın olarak varsa o isimle adlandırılırlar. Örneğin Kappaphycus alvarezii, %90 κ yanında, %10 iota, E. Denticulatum ise %85 iota yanında %15 kappa içerir (Bixler ve ark., 2001).
Dondurmada κ-karragenanlar birincil stabilizatör olarak kullanılmazlar ancak ikincil stabilizatör olarak miksten serum ayrılmasını önlerler. Süt proteinleri ile çözelti uyumsuzluklarından dolayı diğer stabilizatörler tarafından onlar için uygun bir ortam oluĢturulur. Bu yüzden birçok paçal stabilizatör reçetesinde %0.01 – 0.015 arasında kullanılırlar. Daha yüksek konsantrasyonlarda karragenan jel olmaya baĢlayarak görevini yerine getiremez. Tipik seviyelerde kullanımında karragenan sıcak mikslerde, viskoziteyi çok az etkiler. Buna rağmen miks 40 °C‘ye soğutulduğunda karragenan bobin formundan heliks formuna dönüĢür. Helikal form, potasyum iyonları ile geliĢen, viskoziteyi arttıran yapılar ve kesme kuvveti ile kolayca kırılan zayıf bir jel oluĢturur.
Durgun durumda bu jel süspansiyon içinde dağılmıĢ partükülleri tutacak yetenektedir. Miksin soğutulması ve homojenizasyonu sonrası, kazein miselleri bu çözelti içinde polisakkaritlerden ayrılmaya baĢlar, bu kappa karragenanın helezonlarının zayıf jelleri, kazein misellerinin görsel seviyedeki daha ileri faz ayrımını önlemek için stabilize ederler (Schorsch ve ark., 2000).
Kappa karragenanın kazein miselleri ile olan etkileĢimini açıklayan 2 tane teori vardır. Birinci teori; negatif yüklü κ-karragenanlar, κ-kazeinin pozitif yüklü bölgeleri ile etkileĢime girerler, yani kazein misellerinin yüzeyine adsorbe olurlar. Bunun yanında κ-kazeinin misellerin yüzeyleri κ-κ-kazeinin glikomakropeptid parçası ile negatif yüklü ve sterik olarak stabilize olmuĢtur, buda ipliksi tabaka olarak adlandırılır. Böylece sterik ve elektrostatik sebeplerden, faz seperasyonunun misellerin yüzeyinde κ-karragenanın absorbsiyonu ile engellenmesi sıradıĢı görülür. Bu yüzden ikinci teori; ayrılmanın zayıf κ-karragenan jel formasyonu oluĢumu ile engellendiğini öne sürer. Bu teoride, stabilite için gerekli konsantrasyonun, kritik jelleĢme konsantrasyonu altında olduğu durumlarda dahi kazein miselleri askıda tutulur (Spagnuolo ve ark., 2005).
Genellikle karragenanlar tek baĢlarına kullanılmayıp diğer stabilizatörler ile beraber kullanılmaktadır. Farklı karıĢımlar değiĢik karakteristikleri olumlu etkilemektedirler. Ġota karragenan CMC (Karboksi metil selüloz) – LBG (Locust bean gam, keçi boynuzu gamı) karıĢımının dondurmada kullanımının belki de üretimi boyunca daha iyi iĢlenmesini sağlayan düĢük viskoziteye sahip olduğu bulunmuĢtur. Ayrıca daha yüksek hacim artıĢına (overruna) ve daha yumuĢak bir yapıya sahiptir; bu da havanın dondurmaya nüfuz etmesini (penetrasyonunu), düĢük direnç sayesinde arttırır. JelleĢme yapmayan hidrokolloidlerin dondurmada kullanımı, dondurmanın özelliklerini iyileĢtirir, bununda ötesinde iota karragenanın daha düĢük negatif yükleri olan sülfat gurupları ile kullanımı bunu daha da arttırır (Pintor ve Totosaus, 2012).
Keçiboynuzu sakızı, guar gam, karboksimetil selüloz ve ksantan ile birlikte, dondurma karıĢımındaki süt proteinleri ile uyumsuzdur ve bu nedenle ‗su sızıntısı‘ olarak bilinen istenmeyen bir faz ayrılmasına neden olur. PıhtılaĢma, istenmeyen bir görünüme sahip olan dondurmanın erimesi sırasında berrak bir sulu serum tabakasının sızmasını ifade eder (Goff ve Hartel, 2013). Stabilizatörler arasında, ksantan gamı süt proteinleri ile en uyumsuz olanıdır, bunu guar gam ve keçiboynuzu sakızı izler (Thaiudom ve Goff, 2003). Karragenan, bu faz ayrılmasını geciktirmek veya önlemek için genellikle keçiboynuzu sakızı ile beraber %0.01-0.015 oranlarında kullanılır (Goff
ve Hartel, 2013). Daha yüksek konsantrasyonlarda (%0.05), karragenan jelleĢmeye baĢlar ve iyi iĢlev görmez (Thaiudom ve Goff, 2003).
2.3.3. Keçi Boynuzu Gamı (Locust Bean Gam)
LBG (E410) keçiboynuzu sakızı olarak bilinir ve Orta Doğu‘da Ceratonia siliqua ağacının çekirdeklerinden ekstrakte edilir. LBG, mannoz iskeletinden oluĢan bir polisakkarit olup, yan dallarında galaktoz birimleri omurganın dörtte biri kadar yer kaplarlar. Blok halinde bulunan yan dallar ve serbest mannoz omurga bölgeleri LBG‘ye ‗pürüzsüzlük‘ verir. Galaktozlu bölgeler ise ipliksi bir yapı oluĢturur. LBG soğuk suda kısmen çözünür ve tamamen hidratlaĢtırmak için 85 °C‘nin üzerine ısıtılmalıdır. Çözeltide güçlü hidrojen bağları, büyük pürüzsüz omurga bölgeleri arasında oluĢabilir. Bu, belirli koĢullar altında jel oluĢumuna yol açar. LBG, birçok dondurma uygulaması için en iyi stabilizatördür. JelleĢme özelliği, dondurmanın kalitesinin bazı yönleri için çok önemlidir. Ancak, aynı zamanda pahalı olması ve bulunabilirliğinin düĢük olması kullanımını sınırlandırmaktadır (Clarke, 2005).
LBG çözeltileri düĢük konsantrasyonlarda oldukça yüksek viskoziteye sahiptir. Ayrıca, guar gamın aynı durumda, yapamadığı pürüzsüz bölgeler arasında çapraz bağlanmalar ile donma ve çözme gibi bazı durumlarda jeller oluĢturabilir (Patmore ve ark., 2003).
DüĢük ikame seviyesinde de LBG kullanılabilir ancak guar'dan daha az çözünürdür ve bu nedenle tam olarak dağılmasını, çözünmesini elde etmek için pastörizasyon sıcaklığına ihtiyaç duyar. Bu da bazı karıĢtırma iĢlemlerinde kullanımını daha zor hale getirir ama iyi bir dondurma stabilizatörü olarak kabul edilir (Goff ve Hartel, 2013).
Keçiboynuzu gamı, guar gamdan daha az viskoz olmasına rağmen, nispeten düĢük konsantrasyonlarda çok daha viskoz bir çözelti oluĢturabilir (Barak ve Mudgil, 2014).
Keçiboynuzu sakızının, dondurmadaki kullanım oranı %0.1–0.2‘dir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Tek baĢına kullanıldığı gibi, guar gam ile de kullanılabilir. Ancak, stabilizatörlerin tekil kullanımları nadiren istenen iĢlevleri yerine getirir; her birinin, vücutta, dokuda, erimede ve depolamadaki kararlılık üzerinde belirli bir etkisi
vardır. Bu nedenle, iĢlevde sinerjizm kazanmak için, tek tek maddeler genellikle dengeleyici ve emülsiyonlaĢtırıcıların karıĢımı olarak birleĢtirilir (Goff ve Hartel, 2013).
2.3.4. Guar Gam
Guar gam (E412), Hint Yarımadası'nda olan tek yıllık bitki olan Cyamposis
tetragonolobus tohumlarından elde edilir. Yapı olarak LBG ile benzerlik göstermekte
olup farklı olarak; bir mannoz birimi omurgasına sahiptir. YaklaĢık yarısı galaktoz yan dallarına sahiptir. Moleküler ağırlık olarak guar gam, LBG‘den daha yüksek moleküler ağırlığa sahip olup, yan gurupları daha eĢit aralıklıdır. Galaktoz ünitelerinin büyük oranda olması, guara soğukta çözünür özellik katmaktadır. Yan zincirlerden bağımsız omurga bölgeleri LBG'den daha küçüktür. Bu nedenli aralarındaki hidrojen bağı kalıcı çapraz bağlantılar oluĢturmak için yeterince güçlü değildir, ama sonuçta bu ‗hiper-dolaĢıklıklar‘ içinde olmasına neden olur. Bunlar topolojik dolaĢıklıklardan tamamen daha güçlüdür ve düĢük konsantrasyonlarda guar gamın yüksek viskozitesi için iĢlev görürler. Guar gam LBG‘den büyük ölçüde daha ucuzdur (Clarke, 2005).
Guar gam soğuk suda (10 – 30°C) kolayca çözünür. Bu özellik onu HTST (High Temperature Short Time, Yüksek Sıcaklık Kısa Zaman) uygulanan prosesler için aranan bir stabilizatör yapmaktaır. Bu uygulamalarda, polisakkaritin hidrasyonu için, stabilizatörün mikse soğuk ve çok kısa zamanda ilave edilmesi istenmektedir. DüĢük konsantrasyonlarda 2 saatlik bir zaman diliminde oldukça yüksek viskoz ve kesme kuvveti zamanı ile incelen (incelen akıĢ) mikslerinin üretilmesini sağlar (Goff ve Hartel, 2013).
Stabilizatörün özellikle seçimi miks viskozitesinde güçlü bir etkiye sahiptir. Örneğin yüksek guar gam ile elde edilmiĢ mikslerde viskozite yüksek olup, donma için daha fazla zaman ve enerjiye ihtiyaç duyacaktır (Smith ve ark., 1985).
2.3.5. Jelatin
Jelatin, hayvansal kökenli kollajenlerden elde edilen bir proteindir. Ağızda hiçbir sakızımsılık izlenimi bırakmadan kolayca eriyebilmekte ve dondurmada zayıf bir jel oluĢturmaktadır. Son yıllarda buz rekristalizasyonunu önleyici ajan olarak bazı yeni araĢtırmalar için dikkat çekmektedir (Goff ve Hartel, 2013). Vejeteryanlar için uygun
Hayvansal kökenli kollajenden elde edilen peptidler, diğer doğal donmayıcı önleyici proteinlere göre, termal iĢlemler ile zarar görmemeleri ile avantaj sağlarlar (Wang ve Damodaran, 1991).
2.3.6. Ksantan Gam
Ksantan (E4 15), Xanthomonas campestris bakterisi tarafından üretilir. Yüklü trisakkarit yan gurupları ile bir glikoz kalıntısı zincirinden oluĢan bir polisakkarittir. Ksantan mükemmel çözünürlüğe sahip olup, asit koĢulları altında kullanım için uygundur. Ksantan çubuk benzeri bir polimerdir. Çözelti içinde, bu yapılar farklı yönlere yönlendirilir ve zayıf bir ağ oluĢturmak için etkileĢime girer. Az miktarda kayma gerilimi için kesme kuvveti uygulandığında, çubuklar sıralanır ve ağ bozulur. Ne zaman bu kayma gerilimi kuvveti kaldırılırsa, ağ eski halini alır. Sonuç olarak, ksantan çözeltileri viskoziteleri kesme kuvvetli ile dramatik bir Ģekilde azalır, ancak hızlı bir Ģekilde iyileĢir. Bu özellik dondurma için kullanılan soslarda yararlıdır. Dağılım sırasında viskozite düĢüktür, ancak kesme kuvveti durduğunda, viskozite önemli ölçüde yükselir. Ksantan pahalı olması nedenli dondurmada yaygın olarak kullanılmaz (Clarke, 2005). Ksantan çözeltilere; düĢük konsantrasyonlarda, yüksek viskozite özelliği, yüksek pseudoplastik özelliği (kesme kuvvetine bağlı viskozite) sağlamakta olup 10-30 °C sıcaklık aralığında iyi bir çözünürlüğe sahiptir. Salata soslarında çok yaygın kullanılmasına rağmen, dondurmada sıklıkla kullanılmamaktadır (Goff ve Hartel, 2013). Ksantanın guar gam ve / veya keçi boynuzu gamı (LBG) ile paçalı dondurma, donmuĢ süt, Ģerbet ve su buzları için etkili bir stabilizatördür. Sodyum alginat ile olan kombinasyonu milk shake (donmuĢ aromalı süt) için kullanılmaktadır (Glicksman, 1986). Farklı stabilizatörler, faz ayrımında farklı etkilere sahiptirler. Örneğin; üzerinde çalıĢılan stabilizatörlerin arasında ksantan gamın süt proteinleri ile en uyumsuz olanı ve ardından guar gam ve keçiboynuzu gamının (LBG) izlediği saptanmıĢtır (Thaiudom ve Goff, 2003).
2.3.7. Karboksimetil selüloz
CMC; Karboksimetil selüloz (E466) pamuk ve odun hamurundan saflaĢtırılarak elde edilir. Bir sodyum tuzu polimerinin anhidroglikoz kalıntılarıdır. Dondurmada
kullanım için, her bir glikoz ünitesindeki 3 hidroksil grubunun ortalama 0.7 karĢılığı bir sodyum karboksimetil grubu ile ikame edilir. Uzun, negatif yüklü moleküllerden olüĢür, kazein çökeltisini de azaltabilen stabil bir kıvam arttırıcıdır. Buna rağmen bir kimyasal olarak adlandırılması çok yaygın bir kullanım değildir (Clarke, 2005). Gıdada CMC kullanımı için seçim parametreleri sırasıyla; karboksimetil guruplarınn ikame dereceleri (daha fazla ikame eden, daha fazla çözünür olur), ikamenin tekdüzeliği (ikamede çeĢitlilik; ikame olmamıĢ bölgelerin biribiri ile etkileĢime girmesi ile suda oluĢan thixotropic (kesme kuvveti ile incelme;incelen akıĢ davranıĢa neden olur) ve polimerizasyonun derecesidir (daha uzun polimer, daha viskoz çözelti oluĢturur). CMC miks içerisinde kolayca çözünür ve yüksek su tutma kapasitesi nedeniyle oldukça iyi bir dondurma stabilizatörüdür (Goff ve Hartel, 2013). CMC tek baĢına zayıf bağlar oluĢturur fakat karragenan, LBG ya da guar gam ile iyi bir jel oluĢturur (Marshall ve
ark., 2003). Güçlü bir stabilizatör olup misklerde %0.1-0.2 oranında kullanılarak,
dondurmaya kütle ve çiğnenebilirlik kazandırır (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
2.3.8. Mikrokristalin Selüloz (MCC)
Selüloz jel olarak da bilinmektedir. MCC yağ içeriği düĢük tatlılarda doku iyileĢtirici olarak kullanılır. Kolloidal MCC, uygun bir Ģekilde dağılması ve fonksiyonları için yüksek kesme kuvveti ve homojenizasyona ihtiyaç duyar. DüĢük yağlı mikslerde %0.2-%0.8 oranında kullanılırlar (Goff ve Hartel, 2013). Köpük stabilizasyonu ve hacim artıĢı kontrolünde etkin bir uygulamaya sahiptir. %0.4 oranında ve yüksek seviyelerinde ilavesi dondurmada jelleĢmeye neden olur. Bu olayda; donmuĢ tatlıların orijinal yapısının, dağıtım ve depolama sırasında maruz kaldığı sıcaklık Ģokların negatif etkilerinden, ürünler içindeki hava-yağ-suyun üç faz sisteminin düzenlenmesini gerçekleĢtirerek korur.
2.3.9. Salep
Yaygın stabilizatörlerin dıĢında daha yerel olarak kullanılan hidrokolloidler dondurma stabilizatörü olarak kullanılmaktadır (Uzomah ve Ahiligwo, 1999). Salep vahĢi orkidelerin kurutulmuĢ yumrularının öğütülmesi ile elde edilir (Kaya ve Tekin, 2001). Türkiye ve Ġran‘da geleneksel olarak üretilen dondurma üretiminde ana ingrediyentlerden bir tanesidir (Amin, 2005). Bu tür dondurmalar Türkiye‘de MaraĢ ya
da KahramanmaraĢ dondurması olarak adlandırılır. Bu tip dondurma, yüksek Ģeker oranı ve doğal aroma, yapıĢkan kıvamlı kütlesi ile yaygın dondurmalardan salep ilavesi ile farklılaĢır (Guven ve ark., 2003). MaraĢ dondurması tekdüze yapısal özelliklerinden dolayı sert olarak servis edilir ve tüketim sırasında bıçak kullanılır (Karaca ve ark., 2009). Salep dondurma reçetelerinde diğer stabilizatörlere göre, daha yüksek oranda kullanılır, (genellikle %0.78-1) (Guven ve ark., 2003). Salep stabilizatör özellikleri yanında sağlık açısından çeĢitli faydalara da sahiptir (Amin, 2005). Salep %11-44 arasında yüksek glukomannan içermektedir. Glukomannan bir hidrokolloid olarak sınıflandırılmakta ve 200 katı kadar suyu absorbe edebilmektedir (Amin, 2005). Ġki farklı tipte salep bulunur; Bir tanesi dallı ya da perde ayaklı yumru diğeri ise yuvarlak ve dallanmamıĢ yumrudur. Perde ayaklı yumru salep, yuvarlak yumru tipi ile benzer konsantrasyon hazırlandığında incelen akıĢı (pseudoplasitisitesi) daha fazla ve yüksek kıvam gösterir. Bu yüzden perde ayaklı yumrular, yuvarlak yumrulara göre daha iyi bir dondurma stabilizatörüdür. Bu salepler, Ġran‘ın yerel gamı (Lallemantia royleana çekirdeği gamı) ve CMC kullanılarak yapılan bir çalıĢmada; sadece salep kullanılarak yapılan dondurma ile CMC içeren dondurma karĢılaĢtırıldığında büyük farklılıklar göstermiĢtir (Bahramparvar ve ark., 2009).
2.3.10. Diğer Yerel Gamlar
Diğer yerel gamlarda yapılan çalıĢmalarda; achi (Brachystegea eurycoma) ve Ogbono (Irvingia gabonesis; yaygın olarak Nijerya‘da bulunur); bu gamların ticari gamlar ile kalite karakteristikleri karĢılaĢtırılmıĢ ve sadece achi çekirdeği gamının özelliklerinin ticari olanların özellikleri ile benzer olduğu tespit edilmiĢtir (Uzomah ve Ahiligwo, 1999). Ayrıca Venezuela‘da yetiĢen bitkilerden (Acacia glomerosa,
Enterolobium crclocarpum ve Hymenaea caubaril) elde edilen paçal stabilizatörlerin
ticari stabilzatörlere göre uygun viskoziteyi sağlayarak, hacim artıĢı ve yapı gibi özellikleri, ticarilerden daha iyi karĢıladığı belirlenmiĢtir. Aroma, kremsilik, toplam kabul edilebilirlik ve buzluluk açısından dondurma için oldukça uygun stabilizatörlerdir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
Türkiyede ise salep yumrulu orkidelerden elde edilmesine karĢın bütün çeĢit yumrulu cinsler bu amaç için uygun değildir. Daha çok Orchis türlerinden salep elde edildiğine dair bilgiler vardır (Sezik, 1984). Türkiyede bulunan 9 cinse ait 25 orkide türünden salep elde edilmektedir (Kasparek ve Grimm, 1999).
Herbir stabilizatör kendine has karakteristiklere sahiptir. Stabilizatörlerin sinerjik özelliklerinden etkin bir Ģekilde yararlanmak için, reçetelerde genellikle tek baĢına değil karıĢım halinde kullanılırlar (Kilara ve Chandan, 2008). Guar gam soğukta LBG ile karĢılaĢtırıldığında daha yüksek çözünürlük için, yüksek sıcaklık olan HTST (Yüksek Sıcaklık Kısa Zaman) pastörizasyon uygulamaları için daha uygundur. Karragenan ikincil bir hidrokolloid olup, mikste faz seperasyonunu engellemek için kullanılır. Ayrıca genellikle, negatif etkilerin varlığı altında (kesme kuvveti, düĢük pH, tuz dengesindeki değiĢim vb.) protein stabilitesini iyileĢtirir (Syrbe ve ark., 1998). Bu yüzden dondurmada stabilizatörler karıĢım olarak kullanılır. Çoklu stabilizatör kullanımı ayrıca toplam maliyeti azaltmada da kullanılır (Marshall ve ark., 2003). Örneğin 4 farklı stabilizatörün kullanıldığı (LBG, CMC, guar gam ve sodyum alginat) kombinasyon çalıĢmasında, tek bir stabilizatörün kullanımına göre uygun kombinasyonları kullanımının daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiĢtir (Guven ve ark., 2003).
Dondurma miksleri pseudoplastik akıĢ özellikleri gösterirler. Pseudoplastik akıĢ; artan kayma hızı ile birlikte viskozitede azalma eğiliminin gösterilmesi, baĢka bir adlandırma ile incelen akıĢtır. Bu davranıĢ sistem moleküllerinin dizilimleri ile iliĢkilidir. En çok rastalanan Newtoniyen olmayan akıĢ çeĢididir.
2.4. Stabilizatörlerin Aromalı Buz ve Dondurma Ġçindeki Fonksiyonları
2.4.1. Stabilizatörlerin Dondurma Miksinin Reolojik Özellikleri Üzerine Etkisi
Reoloji bir fizik dalı olup, akan ve deforme olabilen materyallerin içerik ve yapısı ile ilgilenir (Marshall ve ark., 2003). Gıda maddelerinin kalite kontrolünde; reolojik özelliklerinin bilinmesi kontrol ve iĢleme için uygun ekipmanın uygulanacak iĢlemler ve yapı özellikleri için önemlidir. Dondurma tüketimi sırasında en çok istenen karakteristik özelliği olan pürüzsüz yapı ve soğukluk hissi, reolojik özellikleri optimum olan dondurma miksi ile sağlanabilir (KuĢ ve ark., 2005).
Dondurma miksleri, kayma hızı ve kayma gerilimi arasında lineer olmayan bir iliĢkisi olan non-Newtonian pseudoplastik akıĢ, baĢka bir adlandırma ile incelen akıĢ davranıĢı sergilerler. Artan kayma hızına karĢılık bariz viskozite azalması gerçekleĢir. Pseudoplastisite ya da incelen akıĢ davranıĢı, sistemin moleküler bileĢenlerinin sıralanmasının arttırılımı ile gerçekleĢir (Farhoosh ve Riazi, 2007). Genel olarak güç
yasası modeli dondurma miksinin reolojik özelliklerinin uygunluğu için kullanılır (Kaya ve Tekin, 2001).
τ = K γn
(2.1)
Bu eĢitlikte k, akıĢkanın kıvamlılığının ölçüsünü (PA.sn), τ kayma gerilimini
(Pa), n akıĢ indeksini, y ise kayma hızını (s-1
), ifade eder. Burada K ve n parametreleri akıĢkan gıdaların reolojik özellikleri için önemlidirler. N değerinin küçük olması demek pesudoplastisitenin artması anlamına gelir. K değeri dondurmanın viskozitenin bir ölçüsüdür ve stabilizatör konsantrasyonu ile artar (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Nötral gamların, anyonik gamlara göre non-Newtoniyen davranıĢlarında oldukça büyük bir davranıĢ sergiledikleri belirlenmiĢtir (Kaya ve Tekin, 2001).
Dondurma miksinin en önemli reolojik özelliklerinden biri olan viskozite, miksin kompozisyonundan (özellikle stabilizatör ve protein), ingrediyentlerin tipi ve kalitesinden, geçtiği iĢlemlerden ve miksin kullanımından, toplam katı maddenin konsantrasyonundan ve sıcaklıktan etkilenir (Marshall ve ark., 2003). Viskozite stabilizatör, protein, mısır Ģurubu katıları, yağ ve toplam katıların konsantrasyonunun artması ile artar. Herbirinin buna katkısı değiĢiklik gösterebilir (Stabilizatörler, yağlardan daha fazla katkı sağlarlar). Ayrıca sıcaklık ve tuzlar (kalsiyum, sitrat, fosfat) kazein ve peynir altı suyu proteinleri üzerindeki etkilerinden dolayı viskoziteyi etkileyebilir. Geçtiği iĢlemler ve kullanımında; yüksek pastörizasyon sıcaklığı, homojenizasyon basıncının arttırılması ve olgunlaĢma süresinin 4 saat kadar olması gibi herbir etken miks viskozitesini arttırır. Viskozite sıcaklığa bağlı olduğundan depolama sıcaklığının düĢürülmesi miks viskozitesinin artmasına sebep olacaktır (Goff ve Hartel, 2013). Genel olarak miks viskozitesi istenilen kalite karakteristiklerini göstersede, dodurmanın spesifik reolojik karakteristikleri iyi anlaĢılmamaktadır. Genel olarak viskozite artarken, erimeye karĢı olan direnci ve dokunun pürüzsüzlüğü artar ve çıpma oranı azalır (Marshall ve ark., 2003).
Çizelge 2.4.1 Farklı tip hidrokolloid stabilizatör içeren farklı dondurma tipleri için Power law model (Güç
yasası modeli) parametreleri (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011)
N K (Pa.Sn) Açıklama
0.68-0.98 - %0.05-0.04 guar gam içeren dondurma miksi
0.48-0.88 0.48-0.55 0.37-0.66 0.77-0,95 0.58-0,91 0.73-0,93 0.48-0,53 0.37-0.76 0.55-0.69 0.47-0.75 0.34-0,36 0.47±0.02 0.36-0.50 0.45-0.90 0.79±0.04 0.45-1.15 - 4.8-6.7 0.07-1.26 0.03-2.42 0.72-2.87 0.36-1.19a 14.5±0.13- 21.1±0.51 0.20-21.17 0.58-2.16 0.80-7.45 3.72-4.33 6.47±0.86 2.6-12 0.07-1.95 0.16±0.04 0.05-6.82
%0.05-0.04 guar gam içeren dondurma miksi
%0.3 paçal stabilizatör (karragenan, CMC, LBG) dondurma miksi %0.3 ticari stabilizatör-emülgatör karıĢımı (Party Pride®
) Az yağlı, düĢük yağlı, yağsız dondurma
Salep, Ģeker ve süt karıĢımı (%0.4-1)
% 0,0.3 ve 0.5 ticari stabilizatör (C-196; %12 karragenan, %33 guar gam, % 55 karboksimetil selüloz) karıĢımı içeren dondurma ÇeĢitli stabilizatörlerin optimum seviyedeb
kullanıldığı (%0.45 jelatin, %0.4 sodyum alginate, %0.75 akasya, %0.25 karaya, % 0.075 guar gam, %0.25 ghatti gam içeren bufalo süt içeren dondurma karıĢımı
%0.15 ticari stabilizatör içeren (C-196; %12 karragenan, %33 guar gam, %55 karboksimetil selüloz) karıĢımı içeren dondurma karıĢımı
%0.5-1.5 salep içeren 5 °C yağsız dondurma karıĢımı %10 yağ ve stabilizatörc
karıĢımı (LB, karragenan, guar gam) içeren ticari dondurma miksi
MaraĢ tipi dondurmad
karıĢımı (stabilizatör olarak guar gam, CMC ve salep karıĢımı)c
Her 1 lt süt için 1 gram jelatin 4 gram salep içeren dondurma karıĢımı
%10 yağ içeren, %0.65 stabilizatör-emülgatör karıĢımı; Cremodan SE 30 içeren dondurma miksi
Farklı yağ seviyelerinde stabilizatör (%1 stabilizatör paçalı içeren salep, guar gam ve jelatin içeren dondurma karıĢımı
%0.1 ve 0.2 stabilizatör içeren dondurma karıĢımı (ksantan, CMC, sodyum alginat veya guar gamın birincil stabilizatör olduğu κ karragenanın ikincil stabilizatör olduğu oranı 1:9 olan karıĢım) %0.2 stabilizatör (guar gam ve mikrokristalin selüloz oranı 1:1) içeren dondurma
%0.3, 0.4 ve 0.5 Balangu çekirdekleri gamı, CMC ve perde ayaklı salep içeren dondurma miks karıĢımı
aK stabilizatörsüz dondurma miksi 0.29
bÖn çalıĢmalar ile elde edilen herbir gam için belirlenmiĢ optimum seviye cMakalelerde ingrediyentlerin formulasyonlarda miktarlarından bahsedilmemiĢ dGeleneksel Türk dondurması stabilizatör olarak salep içerir
AkıĢ davranıĢ indeksinin dondurma mikslerinde 0.37‘den 0.98‘e kadar aralıkta olduğu tespit edilmiĢtir, (Çizelge 2.4.1) (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Daha önceki
çalıĢmalar konsantrasyondaki artıĢ ve sıcaklıktaki azalmanın, pseudoplasitisiteyi arttırdığını göstermiĢtir (n sayısı azalır) ((Farhoosh ve Riazi, 2007), (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Salep konsantrasyonunun viskozite üzerindeki etkisi sıcaklıktan daha fazladır (Kaya ve Tekin, 2001). Hidrokolloidlerin kullanılması kremsiliği iyileĢtirerek sulanmayı azaltır (Soukoulis ve ark., 2008).
Stabilizatörlerin, dondurma ve Ģeker çözeltileri üzerindeki mekanik ve gerilim özellikleri incelendiğinde, termal deformasyon etkisinin oranını azalttıkları, viskoziteyi arttırdıkları ve uyumsuzluğu (-26 °C % 20 donmuĢ sukroz çözeltisi içinde) azalttıkları görülmüĢtür. Stabilizatörler, stabilize edilmemiĢ aynı içeriğe sahip mikslere göre; moleküler gevĢeme özelliklerini azaltıp, depolanma özelliklerini arttırırlar (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Ticari stabilizatör içeren mikslerin olgunlaĢma süresinin 4 saat kadar yeterli olduğu gösterilmiĢtir (Clarke, 2005).
2.4.2. Stabilizatörlerin Faz Ayrımı Üzerine Etkisi
Ticari olarak kullanılan birçok polisakkaritin çözeltilerde süt proteinleri ile uyumsuzluğu nedeni ile faz seperasyonu gerçekleĢir (Syrbe ve ark., 1998). Faz ayrımında, açıkça görülen bir serum ayrımı gerçekleĢir. Bunun nedeni, protein ve polisakkaritlerin fonksiyonel davranıĢının bir değiĢime uğraması olup üründe memnuniyet kalite kaybına neden olur (Thaiudom ve Goff, 2003). Bu problem özellikle yumuĢak servis edilen dondurma misklerinin 3 hafta boyunca 5 °C‘de stoklanması sonucu görülen bir kalite problemidir (Bourriot ve ark., 1999). Guar gam, LBG ve ksantam gam ile yapılan çalıĢmalarda, süt proteinleri ile en uyumsuz olanın ksantam gam olduğu, bunuda guar gam ve LBG‘nin izlediği belirlenmiĢtir (Thaiudom ve Goff, 2003).
Kullanılan diğer ingrediyentler dondurmada faz ayrımını farklı etkileyebilir. Sukroz ilavesi, LBG fazının seyrelmesi ve protein fazının konsantrasyonu üzerinde etkilidir (Schorsch ve ark., 1999). Daha düĢük viskozite ya da polisakkaritlerin hidrodinamik moleküler hacimlerinin düĢüklüğü daha az hacimde yer kaplamalarına neden olur, buda karıĢımlarda polisakkaritlerin ayrıĢmasını daha fazla yarıĢmacı olarak destekler. Böylece süt proteinlerinin kümelenmesi azalır ve faz ayrımı indirgenir (Bourriot ve ark., 1999).
κ-karragenan dondurma karıĢımlarına ikincil stabilizatör olarak, %0.05 oranından daha az seviyede, faz seperasyonunu kontrol altında tutmak için ilave
edilmektedir (Spagnuolo ve ark., 2005). Buradaki mekanizma; (a) κ karragenanın kazein miselleri üzerine absorbsiyonu ve bir jel ağı oluĢturması buda eğer κ kazein heliks formuda ise kazein misellerinin çökelmesi ile gerçekleĢir. (b) polisakkaritler ve kazein arasında faz seperasyonunun gerçekleĢtiği sıcaklıkların üzerinde bobin-heliks dönüĢümü ve helikel κ karragenanın kazeinler ile bağlar kurma özelliğinden dolayı hızlı bir Ģekilde faz seperasyonunun engellenmesi Ģeklindedir (Schorsch ve ark., 2000). Buna ragmen κ karragenan sadece makroskobik faz ayrımını engeller, benzer stabil sistemde mikroskobik olarak ayrılmıĢ faz geride kalır izler (Thaiudom ve Goff, 2003).
2.4.3. Stabilizatörlerin Hacim ArtıĢı (Overrun) Üzerine Etkisi
Dondurma ve benzeri ürünlere genellikle hava ilave edilir ve bunlar donmuĢ köpükler olarak karakterize edilir (Adapa ve ark., 2000). Artan dondurma hacmi, artan viskozite ve hava kabarcıklarının muhafaza edilmesiyle ortaya çıkan stabilizatörlerin bir rolüdür. Dondurmadaki hava miktarı önemlidir çünkü kaliteyi etkilemektedir. Aynı zamanda yasal standartlar ile sınırlandırılmıĢtır (Marshall ve ark., 2003). Ayrıca, hava hücreleri yapılarının, erime sırasında ve erimiĢ haldeki, kremsilik ile iliĢkili olan reolojik özelliklerini, erime hızını, Ģekil korunmasını etkileyen ana faktörlerden biri olduğu kanıtlanmıĢtır. Daha küçük hava hücreleri bu üç göstergeye göre ürün kalitesini arttırır (Eisner ve ark., 2005).
ÇalıĢma koĢullarının (donma, donmama ve kısmi donma) ve formülasyonun (yağ, emülgatör ve stabilizatör içeriği) hava hücrelerinin geliĢmesi üzerindeki etkileri incelendiğinde; stabilizatör seviyesindeki değiĢim (%12'lik karragenan, %33'lük guar gam ve %55'lik CMC içeren 0, 0.3 ve %0.5 C-196 stabilizatör), büzülme sıcaklığı ve hacim artıĢı üzerinde hiçbir etki yaratmamıĢtır. Bununla birlikte, stabilizatörün eklenmesi, stabilizatör olmadan yapılan benzer bir dondurma karıĢımına kıyasla, azaltılmıĢ hava hücresi boyutuna sahiptir. Hava hücresi boyutundaki değiĢiklikler, dondurma sırasında dondurmanın reolojik özelliklerinde meydana gelen değiĢikliklerle doğrudan iliĢkilendirilebilir. Donma baĢladığında, görünür hava viskozitesi artar, bu da hava hücrelerini bozmak için uygulanan artırılmıĢ kesme gerilmesinden dolayı, maksimum hava hücresi boyutunda bir azalmaya neden olur (Chang ve Hartel, 2002).
Dondurma depolaması sırasında hava hücrelerindeki değiĢiklikler; üç ana mekanizma nedeniyle meydana gelir: orantısızlık (Ostwald OlgunlaĢması), kaynaĢma ve drenaj. Bu mekanizmalara dayanan hava hücrelerindeki değiĢim hızlarının, hem iĢlem
koĢullarına (depolama sıcaklığı) hem de formülasyona (emülgatör ve stabilizatör) bağlı olduğu bulunmuĢtur. Depolama sıcaklığındaki bir azalma, esas olarak drenaj mekanizmasını engellendiği için, aynı zamanda orantısızlık ve kaynaĢma oranlarının azaltılmasından dolayı hava hücresi kalınlaĢmasında, bir azalmaya yol açmıĢtır. Stabilizatörün eklenmesi, akıĢkan fazın, artan viskozitesine bağlı olarak hava hücresi kalınlaĢmasını inhibe etmiĢtir (Chang ve Hartel, 2002).
Hava hücreleri arasındaki Laplace basıncındaki farklılıklar nedeniyle geliĢen orantısızlık, serum fazının viskozitesinin arttırılması ve hava hücrelerinin yüzeyinde kalın bir filmin oluĢturulmasıyla da kontrol edilebilir. Stabilizatör ilavesiyle hava hücrelerinin orantısızlığı önlenebilir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
Drenaj, hava hücrelerinin yükselmesini ve daha sonra yerçekimi nedeniyle serum fazının aĢağı doğru akıĢını içerir. Hava hücresi ne kadar büyükse, o kadar hızlı yükselir. Drenaj tek baĢına hava hücresi dağılımını değiĢtirmez, aksine hava hücreleri arasındaki film kalınlığını değiĢtirir ve birleĢmeyi destekler. Stabilizatör ilavesiyle veya depolama sıcaklığının düĢürülmesiyle elde edilebilen serum fazının viskozitesinin arttırılması, drenajı geciktirmenin bir yoludur (Sofjan ve Hartel, 2004).
Dondurmadaki hava fazının önemine rağmen, etkileri genellikle göz ardı edilir, ancak hava ara yüzünün bileĢenleri kompozisyon ve aralarındaki etkileĢim ile ilgili daha fazla araĢtırma yapılması gerekli gibi görünmektedir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
Büzülme ve geniĢleme, dondurmadaki iki önemli kusur, stabilizatörlerin ilavesi ile de iliĢkili olabilir. Büzülme ürünün herhangi bir bölümü ambalajından çıkarılmadan ve herhangi bir doku kusurundan önce dondurmada hacim kaybı olarak tanımlanır. GeniĢleme ise ürünün sertleĢmesi sırasında geniĢlemesi ya da sevkedilmesi sonrası kapakların atması olarak görülür. Her iki problem de farklı protein kaynaklarının kullanımı, düĢük yağlı ürünler, çok yüksek seviyede overrun (hacim artıĢı) uygulanması ve irtifa değiĢikliklerini de içeren veya hava taĢımacılığı yoluyla ürünün geniĢ coğrafi dağılımı ile ilgilidir. Küçük hava hücreleri, ısıl Ģoklar, aĢırı overrun (hacim artıĢı) uygulaması, küçük buz kristalleri, bileĢenlerin uygun olmayan Ģekilde harmanlanması, zayıf kütle, aĢırı yağ kümelenmesi, çok fazla emülgatör veya yetersiz stabilizatör, dondurmada büzülme nedenlerinden bazılarıdır (Dubey ve White, 1997).
2.4.4. Stabilizatörlerin Termodinamik Özellikler Üzerine Etkileri
Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), cam geçiĢ sıcaklıklarının belirlenmesi ve termal geçiĢlerde yer alan ısının ölçülmesi için uygulanan avantajlı bir tekniktir. Toplam entalpi değiĢimi ile belirli bir süreçte oluĢan buz miktarını belirlemek mümkündür (Herrera ve ark., 2007). DSC ile erime endotermi tarafından belirlenen cam geçiĢi, ısı kapasitesi ve buz içeriği gibi termodinamik özelliklerin, dondurma miksinin stabilizatörlü ve stablizatörsüz olduğunda benzer özelliklere sahip olduğu belirlenmiĢtir (Goff ve Caldwell, 1991). Bununla birlikte, stabilizatörler, mikslerde ısıl deformasyona dayanıklılık sağlamıĢ ve termal iletkenlik değerlerini önemli ölçüde etkilemiĢtir. En yüksek keçiboynuzu gamı-guar oranına sahip dondurma karıĢımlarının, en yüksek termal iletkenliğe sahip olduğu gösterilmiĢtir (Goff ve ark., 1993). Daha fazla keçiboynuzu gamı içeren dondurma karıĢımları da daha hızlı donar, çünkü nispeten düĢük miktarlarda bağlanmıĢ su, guar gam içeren dondurmalara kıyasla onları daha az yapıĢkan hale getirmiĢtir (Adapa ve ark., 2000). Hidrokoloidler içeren fruktoz veya sukroz donmuĢ çözeltileri, erime baĢlangıçının hidrokolloidlerin ilavesinden etkilenmezler (Herrera ve ark., 2007). Bununla birlikte yapılan diğer çalıĢmalarda, bir hidrokolloidin konsantrasyonunun arttırılmasının, hidrokoloid-su çözeltilerindeki suyun füzyon ısısını düĢürdüğü gösterilmiĢtir, bu da hidrokolloid konsantrasyonu arttıkça daha az suyun donabildiğini göstermektedir. Füzyon ısısında azalmanın hidrokolloitlerin su bağlama kabiliyetine bağlı olduğu sonucuna varılmıĢtır (Buyong ve Fennema, 1988).
2.4.5. Stabilizatörlerin Erime Hızı Üzerindeki Etkileri
Dondurma külahlı veya çubuk Ģeklinde olduğunda, erime hızı oranı tüketici açısında büyük öneme sahiptir. YavaĢ erime, yavaĢ serum ayrımı, iyi Ģekil tutma ve daha yavaĢ köpük çökmesi, dondurma için istenen önemli kalite parametrelerinden bazılarıdır (Wildmoser ve ark., 2005). Eğer ürün çok hızlı erirse, dağınık bir durum meydana gelebilir. Hızlı eriyen bir ürün de ısıl Ģoklara kolayca maruz kalma eğilimi gösterdiği için istenmeyen bir üründür. Bununla birlikte, çok yavaĢ bir erime oranı da kusurlu dondurmaların göstergesi olabilir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
Dondurma eridikçe, ısı transferi, ürünü çevreleyen ılık havadan, dondurmadaki buz kristallerini eritmek için dondurmaya doğru gerçekleĢir. BaĢlangıçta buz, dondurmanın dıĢ kısmında erir ve bölgesel bir soğutma etkisi vardır. Eriyen buzdan
gelen su, viskoz donmamıĢ serum fazına yayılmalı ve bu seyreltilmiĢ çözelti, damlayan yapısal elemanlar (destabilize yağ globülleri, hava hücreleri ve kalan buz kristalleri) boyunca aĢağı doğru akar (yer çekimi nedeniyle). Yağın destabil olmasının (dengesizliği), buz kristali boyutu ve dondurma karıĢımının kıvam katsayısının, dondurmadaki erime oranını etkilediği bulunmuĢtur. Yağ globüllerinin dengesizleĢmesini ve kısmi kaynaĢmasını destekleyen emülsiyon yapıcılar, dondurma erime oranını büyük ölçüde azaltır ve Ģekil tutulmasını destekler (Muse ve Hartel, 2004).
Dondurmada stabilizatörlerin bir iĢlevi, sayısız çalıĢmada bildirildiği gibi, erime direncini arttırmaktır (Muse ve Hartel, 2004). Su tutma ve viskozite geliĢtirme yetenekleri nedeniyle hidrokolloidler, dondurmaların erime kalitesini önemli ölçüde etkiler (Marshall ve ark., 2003). Ayrıca, stabilizatörlerin, termal iletkenlik, erime baĢlangıcı ve erime ısısı gibi dondurmanın termal özellikleri üzerindeki etkisinin erime hızını etkileyebileceği görülmektedir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
2.4.6. Stabilizatörlerin Dondurmanın Duyusal Özellikler Üzerindeki Etkileri
Diğer iĢlevlere ek olarak, hidrokoloidler dondurmaların duyusal özelliklerini de etkilemektedir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Hidrokolloidlerin sütlü emülsiyonların doku algısı ve lezzeti ortaya çıkarması üzerindeki etkisi ile ilgili birçok rapor olmasına rağmen, dondurma dokusunun ve aromasının, dondurmanın spesifik duyusal bileĢenlerinin üzerindeki özel etkileri hakkında yeterli deneysel veri yoktur (Cook ve ark., 2005).
Serum fazının viskozitesi, dondurmanın ağızda bıraktığı hissi (kütle ve doku vb.) etkiler. Daha iyi kütle ve doku, ürünün genel kabul edilebilirliğini daha da artırır. Stabilizatörlerin konsantrasyonunun, viskosite, kütle, doku ve dondurma genel kabul edilebilirliği üzerine yapılan çalıĢmada, stabilizatör konsantrasyonunun, dondurma karıĢımlarının viskozitesi ve çoğu durumda kütle ve doku ile yüksek oranda korelasyon gösterdiği bildirilmiĢtir (Minhas ve ark., 2002). Guar, jelatin ve akasya içeren dondurma formülasyonlarında konsantrasyon artıĢı viskoziteyi arttırmıĢ, ancak karaya ve sodyum alginat ile yapılan çalıĢmalarda bu etki görülmemiĢtir. Bir dondurma karıĢımının viskozitesi, guar, jelatin, akasya ve sodyum alginat içeren dondurmaların genel kabul edilebilirliği ile de yüksek oranda iliĢkilidir. Ghatti sakızı (Hindistan‘da yetiĢen
doku, genel kabul edilebilirlik arasında negatif bir korelasyon olduğu belirlenmiĢtir. En iyi uyum için regresyon denklemleri, dondurma viskozitesinden ve stabilizatörlerin konsantrasyonundan yararlanılarak, dondurmaların duyusal niteliklerini tahmin etmek için oluĢturulmuĢtur. Karaya ve ghatti ile ilgili genel kabul edilebilirlik skorları için mevcut deneysel verilerden anlamlı tahmin edici denklemler oluĢturmak mümkün olmasa da guar, jelatin, akasya ve sodyum alginat için genel kabul edilebilirlik için baĢarılı modeller oluĢturulmuĢtur. Bu muhtemelen, bu stabilizatörler için genel kabul edilebilirlik ile konsantrasyon ve viskozitenin zayıf korelasyonunun bir fonksiyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkmıĢtır (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
Hidrokolloid içeriğinde bir artıĢ, kremsiliği arttır ve sulanmayı düĢürür. %0.2 sodyum alginat veya ksantan gam içeren numunelerin en yüksek viskozite ve en belirgin kesme incelme davranıĢına sahip özelliği ile en iyi dokuya sahip oldukları belirlenmiĢtir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Stabilizatörler buz kristallerinin tekrar kristalleĢmesini etki altına alarak ve duyusal algı üzerindeki etkileriyle buzluluk duyumu da azaltırlar (Moore ve Shoemaker, 1981).
Bunların dıĢında dondurmalarda kullanılan hidrokolloid tipi ve içeriği, vanilya aromasının reçetede dağılımını etkileyerek, vanilyanın algılanmasını, hidrokolloid konsantrasyonu arttıkça destekler (Soukoulis ve ark., 2008).
2.4.7. Depolama Süresince Laktoz Kristalizasyonu ve Buz GeliĢiminin Önlenmesi
Depolama sırasında, buz ve laktoz kristalleri büyür ve yeniden kristalizasyona uğrar. Yeniden kristallendirme; depolama sırasında kristallerin sayısında, büyüklüğünde ve biçiminde herhangi bir değiĢiklik olarak tanımlanır ve temelde küçük kristallerin yok olmasını, büyük kristallerin büyümesini ve kristallerin birbirine kaynaĢmasını ifade eder. Buz ve laktoz kristalinin büyümesi ve depolanma sırasındaki rekristalizasyon sonunda kaba ve buzlu bir doku ortaya çıkar. Stabilizatörler, esas olarak depolamada (kristal büyümesinin etkilerini maskeleyen) buz ve laktoz kristal büyümesini geciktirerek veya yeniden kristalize ederek raf ömrünü uzatmak için dondurmaya eklenir. Bu amaçla en yaygın kullanılan stabilizatörler guar ve keçiboynuzu sakızıdır (Adapa ve ark., 2000); (Marshall ve ark., 2003); (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011). Keçiboynuzu gamı, yeniden kristalleĢme oranını guar gama kıyasla daha iyi azaltmaktadır (Wittinger ve Smith, 1986).
Keçiboynuzu ve guar gamın birlite kullanımı yeniden kristalizasyonu inhibe eder ve depolama ve raf ömrü boyunca buzun yeniden kristalleĢmesini sınırlandırır. Bu etkinin %0.3 seviyesine kadar ilave edildiğinde konsantrasyona bağlı olduğunu ve daha fazla ilavenin inhibisyona yol açmadığı belirlenmiĢtir. Stabilizatörler olmadan, serbest suyun göç etmesi ve mevcut buz kristallerinin büyümesi nedeniyle, buz kristalleri dondurmada çok hızlı ve iri bir hale gelir (Sutton ve Wilcox, 1998)
2.5. Stabilizatörlerin Aromalı Buz ve Dondurmada OluĢturdukları Hatalar
Stabilizatörlerin dondurma üretiminde kullanımında yararlı fonksiyonlarının olmasının yanısıra, aĢırı fazla kullanımları bazı problemler oluĢturabilir. Stabilizatör bileĢenleri eğer kuru ve soğuk ortamlarda tutulmazlarsa oksidayona açıktırlar, bu yüzden kötü koku verebilirler (Baer ve ark., 1999). Hidoksil propil metil selüloz ve inulin gamları içeren dondurmaların diğerlerine göre daha yapıĢkan ve sakızımsı yapı ortaya çıkardıkları belirlenmiĢtir (Schaller‐ Povolny ve Smith, 1999).
Stabilizatörlerin aĢırı kullanımı dondurmalarda sakızımsılık olarak bilinen kalite hatasına neden olur. Bu durumda dondurma ağızda yeteri kadar hızlı erimez ve aĢırı çiğneme gerektirir. Bazı stabilizatörler sakızımsı yapıĢkanlığa diğerlerine göre daha düĢük konsantrasyonlarda sebep olurlar, bu yüzden ürün geliĢtirme sırasında, fiziksel fonksiyonalite için stabiliztörlerin optimize edilmesi ayrıca önem arzetmektedir.
Çok sayıda çalıĢmaya rağmen, dondurmada stabilizatör etkisinin kesin mekanizması net değildir. Bununla birlikte, donmuĢ tatlılarda hidrokolloidlerin etkilerinin belirli bir faktöre değil, çeĢitli etkileĢim etkilerine atfedilebileceği görülmektedir. Bireysel stabilizatörlerin belirli rolleri olduğundan ve nadiren istenen iĢlevleri yerine getirdiğinden, sinerjik karıĢımlar sıklıkla kullanılır. Çoğu zaman, belirli bir formül, pazar ve niĢ ürün için istenen iĢlevleri yerine getirmek için mevcut hidrokolloitlerin doğru kombinasyonunu ve konsantrasyonlarını belirlemek için deneme ve yanılma çalıĢmaları gereklidir (Bahram-Parvar ve Tehrani, 2011).
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Materyal
Materyal olarak Çizelge 3.1., Çizelge 3.2. ve Çizelge 3.3. te yer alan reçetelere göre orman meyveli, limon ve vanilya aromalı sütlü buz miksleri kullanılmıĢtır. Limon aromalı ve vanilya aromalı sütlü buz miksleri sabit tutulmuĢ, bunun yanında böğürtlen miksinde farklı çeĢit ve oranlarda stabilizatörler kullanılarak 8 farklı kombinasyon hazırlanmıĢtır.
Reçetelerin malzemeleri, Çizelge 3.1., Çizelge 3.2. Çizelge 3.3.‘de belirtilen tedarikçilerden temin edilmiĢtir. ġekil 3.1.‘de belirtilen üretim akıĢ Ģemalarına göre miksler hazırlanmıĢ 750 ml‘lik kaplara numuneler alınmıĢtır.
Mikslerin üretiminde kullanılan malzemeler yurtiçi ve yurtdıĢında bulunan farklı tedarikçilerden temin edilmiĢtir. Her bir reçetede kullanılan malzeme ve tedarikçileri sırasıyla Çizelge 3.1., 3.2., 3.3.‘te verilmiĢtir.
Çizelge 3.1. Limon Aromalı Buz Reçetesi Malzemeleri ve Tedarikçileri
Malzeme Adı Tedarikçi Adı
Gliserin YILMAZ
KĠMYA
Dekstroz SĠNERJĠ
Mısır ġurubu AMYLUM
Tutti Frutti Flavour SYRĠMSE Pancarsuyu Konsantresi ENDEMĠX Limon Lime Flavour BRENTAG Sitik Asit monohidrat YĠĞĠTOĞLU
Kristal ġeker KONELĠ
Locust bean Gam INCOM
Guar Gam BĠOKĠM
Fruktoz-Toz AMYLUM
Monodigliserid CARGILL
