ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ NOHUT UNU İLAVESİNİN KEKİN DİELEKTRİK ÖZELİKLERİ VE KALİTE PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ NOHUT UNU İLAVESİNİN KEKİN DİELEKTRİK ÖZELİKLERİ VE KALİTE PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ Yaşar Özlem ALİFAKI GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2013 Her hakkı saklıdır

2 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... iv ŞEKİLLER DİZİNİ... vi ÇİZELGELER DİZİNİ... viii 1.GİRİŞ KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ Mikrodalga İle İlgili Genel Bilgiler Mikrodalga Isıtmanın Genel Prensipleri Mikrodalga Isıtmayı Etkileyen Faktörler Dielektrik Özellikler Gıda Materyallerinin Dielektrik Özelliklerini Etkileyen Faktörler Frekans Mikrodalga gücü ve ısıtma hızı Sıcaklık Gıdanın kütlesi Su içeriği Yoğunluk Fiziksel geometri Termal özellikler Pişirme İşlemi Konvansiyonel Pişirme İşlemi Mikrodalga ile Pişirme İşlemi Kek Kek Hamurundaki Bileşenlerin Etkisi Un Nohut unu Emülgatör Yağ... 29

3 2.8.5 Şeker Yumurta ve yumurta tozu Kabartma tozu Tuz Süt tozu Su İstatistiksel Analiz Çalışmanın Amacı MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Yöntem Kek hamurunun hazırlanması Pişirme Deney tasarımı Hamurda yapılan analizler Yoğunluk tayini Dielektrik özelliklerin ölçülmesi Kekte yapılan analizler Ağırlık kaybının hesaplanması Renk ölçümü Gözeneklilik değerinin belirlenmesi Tekstür analizi Özgül hacmin belirlenmesi Dielektrik özelliklerin ölçülmesi İstatistiksel analiz BULGULAR VE TARTIŞMA Kek Yapımında Kullanılan Malzemelerin Dielektrik Özellikleri Kek Hamurunda Yapılan Analizler Yoğunluk Dielektrik özellikler Kek Örneklerinde Yapılan Analizler Ağırlık kaybı... 56

4 4.3.2 Renk Gözeneklilik Özgül hacim Tekstür profil analizi Dielektrik sabiti Dielektrik kayıp faktörü Nüfuz derinliği Pişirme Koşulları ve Formülasyonun Optimizasyonu SONUÇ KAYNAKLAR EKLER Ek 1. Sonuç Çizelgeleri Ek 2. İstatiksel Analiz Tabloları Ek 3. Optimum Koşullar İçin Tablolar Ek 4.Örnek Fotografları.114 ÖZGEÇMİŞ

5 ÖZET Yüksek Lisans Tezi NOHUT UNU İLAVESİNİN KEKİN DİELEKTRİK ÖZELİKLERİ VE KALİTE PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ Yaşar Özlem ALİFAKI Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Özge ŞAKIYAN DEMİRKOL Bu çalışmanın amacı mikrodalga ile pişirilen değişik formülasyonlardaki keklerin ve kek hamurlarının dielektrik özelliklerinin son ürün kalitesi üzerine etkilerinin incelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda; farklı kek formülasyonları mikrodalga fırında farklı koşullarda (üç farklı güçte (300W,350W,400W) ve üç farklı sürede (2,5dk,3dk,3,5dk) pişirilerek fiziksel özellikleri incelenmiştir. Farklı formülasyonlarda hazırlanan ve farklı koşullarda pişirilen kek örneklerine ait kalite parametreleri dielektrik özellikler ile ilişkilendirilerek mikrodalga ve hammadde arasındaki etkileşim ve bunun son ürün kalitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmalar sırasında katkı olarak kullanılan DATEM (monogliseridlerin diasetil tartarik esterleri) ve nohut unu ilavesinin son ürün kalitesi üzerine etkisi incelenmiş ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda kek yapımında buğday unu ile birlikte nohut ununun kullanılabilirliği test edilmiştir. Bu tez çalışmasında pişirme koşullarının ve kek formülasyonunun optimizasyonu hedeflenmiştir. Bunun için yanıt yüzey yöntemi (RSM) kullanılmıştır. Optimum nokta mikrodalga gücü için 400W, pişirme süresi için 2,75 dakika, DATEM konsantrasyonu için %1,2 ve nohut unu konsantrasyonu için %30 olarak bulunmuştur. Kontrol örnekleri ile optimum koşullarda ve optimum formülasyonla mikrodalgada pişirilen kekler karşılaştırıldığında renk farkı, özgül hacim ve dielektrik değerlerinin daha düşük, gözeneklilik değerlerinin daha yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. 2013, 116 sayfa Anahtar Kelimeler: özellikler Mikrodalga, kek, dielektrik kayıp faktörü, dielektrik sabiti, fiziksel i

6 ABSTRACT Master Thesis EFFECT OF CHICKPEA FLOUR ADDITION ON DIELECTRIC PROPERTIES AND QUALITY CHARACTERISTICS OF CAKE Yaşar Özlem ALİFAKI Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering Supervisor: Assist.Prof.Dr. Özge ŞAKIYAN DEMİRKOL In this study it was aimed to determine the effect of dielectric properties of cake batter and microwave baked cakes with different fomulations on the quality of final product. For this purpose, the physical properties of different cake formulations which were baked in microwave oven at different microwave powers (300W, 350W, 400W) and during different baking times (2,5min, 3min, 3,5min) were investigated. The quality parameters of these cake samples were correlated with dielectric properties in order to understand the interaction between microwave and sample, and to investigate the effect of this interaction on final product quality. Moreover, the effect of DATEM (diacetyltartaric esters of monoglycerides) and chickpea flour addition interms of cake quality was also examined and the posibility of combining chickpea flour with wheat flour was evaluated. In this study, it was also aimed to optimize the cake formulation and baking conditions by using Response Surface Methodology (RSM). The optimum point was determined as 400 W for microwave power, 2.75 min for baking time, 30 % for chickpea flour concentration and 1.2 % for DATEM concentration. When the quality values of control and optimum point were compared, it can be concluded that the color difference, specific volume and dielectric values of control samples were lower, while the porosity values were higher. 2013, 116 pages Key Words: Microwave, cake, dielectric loss factor, dielectric constant, physical properties ii

7 TEŞEKKÜR Tez çalışmam süresince her konuda danışmanım olan ve bana çalışmamın her aşamasında büyük hoşgörü gösteren değerli danışmanım Yrd. Doç. Dr. Özge ŞAKIYAN DEMİRKOL a; manevi desteklerini benden esirgemeyen Prof. Dr. Burhan OLCAY a, Prof. Dr. Nuray KOLSARICI ya ve tüm okul yaşantım boyunca maddi ve manevi desteğini benden hiçbir zaman esirgemeyen ve her şeyimi onlara borçlu olduğum sevgili aileme en içten teşekkürlerimi sunarım. Bu çalışma MİKRODALGA İLE PİŞİRİLEN FARKLI FORMÜLASYONLARDAKİ KEKLERİN VE KEK HAMURLARININ DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİNİN SON ÜRÜN KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ başlıklı ve 12B proje numaralı Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Müdürlüğü nce desteklenen proje kapsamında yürütülmüştür. Yaşar Özlem ALİFAKI Ankara, Ağustos 2013 iii

8 SİMGELER DİZİNİ Cp dk Dp : Özgül Isı Kapasitesi (J/kg.K) : Dakika : Nüfuz derinliği E f H GHz g J K kw M m ml mm : Elektrik Alan Yoğunluğu : Frekans : İndüksiyon Vektörü : Gigaherz : Gram : Jül : Kelvin : Kilovat : Nem Miktarı : Metre : Mililitre : Milimetre m² : Metrekare m³ : Metreküp M MHz P : Kütle : Megaherz : Basınç iv

9 s T t Q W V : Saniye : Sıcaklık : Zaman (s) : Isı : Ağırlık : Hacim % : Yüzde α : Isıl Yayınırlık (m²/s) : Yoğunluk (kg/m³), ε 0 : Serbest Boşluğun Dielektrik Sabiti ε : Dielektrik Kayıp Faktörü m : Nem Yayınırlığı p : Basınç Değişkenlik Sabiti : Açısal Frekans 0 C : Santigrat Derece v

10 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Elektromanyetik dalga boyu...3 Şekil 2.2 Elektromanyetik spektrum.4 Şekil 2.3 Magnetronun şematik gösterimi 5 Şekil 2.4 Alternatif mikrodalga alanında (a) iyonik polarizasyon ve (b) dipolar rotasyonun şematik gösterimi...8 Şekil 2.5 Kek hamuru yağ su emülsiyonu...26 Şekil 3.1 Renk ölçüm cihazı 44 Şekil 3.2 Gözeneklilik değerinin hesaplanmasında kullanılan bir resim.45 Şekil 3.3 Gözeneklilik değerinin ölçüm aşamaları (A ve B 350W mikrodalga gücü ile 3,5 dk pişirilen %1,2 DATEM ve %40 nohut unu içeren örneğin gözenek miktarlarını gösteren program çıktıları) 45 Şekil 3.4 Tekstür analiz cihazı.46 Şekil 3.5 Dielektrik ölçüm cihazı Şekil 4.1 Ağırlık kaybı değerinin mikrodalga gücü ve pişirme süresi ile değişimi.55 Şekil 4.2 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün renk farkı üzerine etkisi.. 57 Şekil 4.3 Nohut unu konsantrasyonu ve pişirme süresinin renk farkı üzerine etkisi...58 Şekil 4.4 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi..59 Şekil 4.5 Emülgatör konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi...59 Şekil 4.6 Image J programı görüntü analizi basamaklarına ait görseller (A-350W mikrodalga gücünde 3,5dk süreyle pişirilen %0,4 emülgatör ve %40 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı; B- 350W mikrodalga gücünde 3,5dk süreyle pişirilen %1,2 emülgatör ve %40 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı)...60 Şekil 4.7 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi...61 Şekil 4.8 Image J programı görüntü analizi basamaklarına ait görseller (A-350W mikrodalga gücünde 2,5dk süreyle pişirilen %0,8 emülgatör ve %30 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı; B- 350W mikrodalga gücünde 2,5dk süreyle pişirilen %0,8 emülgatör ve %50 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı)...62 Şekil 4.9 Özgül hacmin mikrodalga ve pişirme süresi ile değişimi...63 Şekil 4.10 Özgül hacmin emülgatör konsantrasyonu ve mikrodalga gücü ile değişimi..64 Şekil 4.11 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün sertlik (kgf) üzerine etkisi..66 Şekil 4.12 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün sertlik (kgf) üzerine etkisi.. 67 Şekil 4.13 Pişirme süresi mikrodalga gücünün dielektrik sabiti üzerine etkisi...69 Şekil 4.14 Nohut unu konsantrasyonu ve pişirme süresinin dielektrik sabiti üzerine vi

11 etkisi..70 Şekil 4.15 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün dielektrik kayıp faktörü üzerine etkisi...72 Şekil 4.16 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün dielektrik kayıp faktörü üzerine etkisi...73 Şekil 4.17 Mikrodalga gücü ve pişirme süresinin nüfuz derinliğine etkisi...74 Şekil 4.18 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün nüfuz derinliğine etkisi...75 Şekil 7.1 Optimizasyon eğrisi vii

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1 Gıda endüstrisinde mikrodalganın kullanım alanları...6 Çizelge 3.1 Un örneklerinin analizi için kullanılan deney metotları...37 Çizelge 3.2 Kodlanmış ve kodlanmamış bağımsız değişkenleri gösteren deney matriksi Çizelge 4.1 Buğday unu örneği için analiz sonuçları..48 Çizelge 4.2 Nohut unu örneği için analiz sonuçları. 48 Çizelge 4.3 Farklı mikrodalga güçleri ile farklı sürelerde pişirilen keklere ait modeler Çizelge 4.4 Kek hamuru bileşenlerinin dielektrik özellikleri Çizelge 4.5 Farklı kek hamuru formülasyonlarının yoğunluk değerleri 53 Çizelge 4.6 Farklı kek hamuru formülasyonlarının dielektrik özellikleri..55 Çizelge 4.7 Tekstür profil analizi sonucu elde edilen özelliklere ait veriler...68 Çizelge 7.1 Kalite parametrelerine ait sonuç tablosu..94 Çizelge 7.2 Dielektrik özellikler ve nüfuz derinliğine ait sonuç tablosu.95 Çizelge 7.3.a Ağırlık kaybı regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.3.b Ağırlık kaybı varyans analizi tablosu Çizelge 7.4.a Renk farkı regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.4.b Renk farkı varyans analizi tablosu Çizelge 7.5.a Gözeneklilik regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.5.b Gözeneklilik varyans analizi tablosu Çizelge 7.6.a Özgül hacim regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.6.b Özgül hacim varyans analizi tablosu Çizelge 7.7.a Sertlik regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.7.b Sertlik varyans analizi tablosu Çizelge 7.8.a Dielektrik sabiti regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.8.b Dielektrik sabiti varyans analizi tablosu Çizelge 7.9.a Dielektrik kayıp faktörü regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.9.b Dielektrik kayıp faktörü varyans analizi tablosu Çizelge 7.10.a Nüfuz derinliği regresyon katsayıları tablosu Çizelge 7.10.b Nüfuz derinliği varyans analizi tablosu Çizelge 7.11 Optimum nokta ve kontrol için kalite kriterleri Çizelge 7.12 Kalite kriterleri için en düşük, en yüksek ve hedef değerler 112 viii

13 1.GİRİŞ Elektromanyetik radyasyondan yararlanan ve dielektrik ısıtma olarak da tanımlanan mikrodalga (MW) ve radyo frekansı (RF) gıda işlemede son zamanlarda popülerlik kazanmıştır. Bu iki radyasyonun içinde konvansiyonel ısıtmaya alternatif olarak mikrodalganın kullanımı yüksek bir potansiyel göstermektedir (Chan ve Reader 2000). Mikrodalgalar 1940 lardan beri ısı kaynağı olarak kullanılmaktadırlar (Mermelstein 1997). Mikrodalga teknolojisinin gelişimi II. Dünya Savaşı sırasında radar cihazlarının sabit frekansta mikrodalga üretmesi için magnetron tasarımı çalışmaları ile başlamıştır. Raytheon şirketinden Percy LeBaron Spencer mikrodalga enerjisinin yiyecekleri ısıtabildiğini radar dalgaları ile deney yaparken cebindeki çikolatanın erimesi ile kazara keşfetmiştir. Daha sonraki çalışmalar mikrodalga fırınların, geleneksel fırınlara göre yiyeceklerin iç sıcaklığını daha çabuk arttırdığını göstermiştir. Bu gelişmelerden sonra, 1954 yılında ilk ticari mikrodalga fırın evlerde kullanılmaya başlanmıştır (Neas 1988, Mingos 1997). Mikrodalga işleme teknolojisi özellikle gıda ve kimya sanayinde kullanılmaktadır. Uygulama alanları polimer ve seramik sanayi, ilaç ve gıda üretimidir. Gıda sanayi bunların arasında mikrodalga enerjisini en çok kullanan endüstri olup pişirme, çözdürme, tavlama, kurutma, dondurarak kurutma, pastörizasyon, sterilizasyon, ısıtma gibi proseslerde kullanılmaktadır (Özdemir ve Akdeste 2011). Mikrodalga teknolojisi ısıtmanın volumetrik formu olup ısı gıdanın içerisinde oluşur. Materyallerin volumetrik formda ısıtılması yüksek ısı ve kütle transferine neden olmaktadır. Bu durum homojen bir ürün kalitesi ve işlem zamanının kısalmasıyla sonuçlanmaktadır ( Hebbar ve Rastogi 2012). Kek; %8-9 proteinli yumuşak buğday unundan şeker, yağ ve yumurta ilavesiyle hazırlanan hamurun fırınlanmasıyla elde edilen hazır gıda maddesidir (Elgün ve Ertugay 1995). 1

14 Ekmek, kek, bisküvi gibi hububat ürünlerinin pişirme işlemi sırasında, birçok tekstürel, fizikokimyasal ve organoleptik değişiklikler gözlenebilir. Bütün bu pişirme kaynaklı değişiklikler ürünün sindirebilirliği ve tüketiciler açısından kabul edilebilirliği bakımından önemlidir (Sablani vd 1998). Bütün bu değişimler nedeniyle oluşan bileşenlerin kompleks bir karışım oluşturması ve tanımlanmasının oldukça zor olmasına rağmen Maillard reaksiyonu, karamelizasyon ve lipid peroksidasyonu bu değişimlerin büyük kısmını açıklayabilmektedir (Sumnu 2001). Mikrodalgada pişirilen keklerle ilgili pek çok şikayet onların düşük hacme ve sert tekstüre sahip olmaları ile ilgilidir. Son yıllarda mikrodalgada pişirilen keklerle ilgili çalışmalar genellikle keklerin kalite özelliklerini iyileştirmek üzerinedir (Sumnu 2001). Mikrodalgada pişirilen kekler renk eksikliği, yüksek ağırlık kaybı ve düşük hacim gibi kalite kusurlarına sahiptirler. Dielektrik özellikler mikrodalga işleme sırasında materyalin davranışını anlayabilmek için kullanılabilir. Bu özellikler gıda ve elektromanyetik enerjinin arasındaki interaksiyon derecesini etkiler. Dielektrik özellikler bu nedenle, mikrodalga işleminin tasarlanmasında önemlidir ( Şakıyan Demirkol 2007a). 2

15 2.KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ 2.1 Mikrodalga İle İlgili Genel Bilgiler Konvansiyonel ısıtma işleminde, enerji materyalin yüzeyinden başlayarak iletim, taşınım ve radyasyon ile transfer olur. Mikrodalga ısıtmadaysa materyale enerji direk olarak elektromanyetik alandan moleküler interaksiyon ile transfer olur. Bu farklılık mikrodalgaların gıda işlemede pek çok potansiyel avantajı olduğunu gösterir. Çünkü mikrodalgalar materyale nüfuz edebilir ve enerji depolar, ısı materyalin hacimsel olarak içinde oluşur. Isı aktarımı kondüksiyon ve konveksiyon ile olmadığı için ısınma kalın materyallerde bile hem çabuk hem de homojen olur (Thostenson ve Chou 1999). Radyasyon boşlukta ışık hızında akan bir enerji akımı olarak tanımlanır. Elektomanyetik radyasyon alternatif elektrik ve manyetik dalgadan oluşur, bu ikisi biri diğerine dik olacak şekilde akarlar. Elektromanyetik radyasyon manyetik indüksiyon vektörü (H) ve elektrik alan vektörü (E) olarak adlandırılan iki alternatif vektör kullanılarak karakterize edilir (Şekil 2.1). Şekil 2.1 Elektromanyetik dalga boyu 3

16 Mikrodalgalar elektromanyetik spektrumda kızılötesi ışınlar ile radyo dalgaları arasında yer almaktadır (Giese 1992). Mikrodalgalar, 1 mm - 1 m dalga boyu ve 300 MHz-300 GHz frekans aralığında bulunan, elektromanyetik spektrumun belirli bir kısmını kapsayan iyonize edici olmayan elektromanyetik dalgalardır (Banik vd 2003, Şekil 2.2). Federal Komünikasyon Komitesi tarafından Kuzey Amerika da sadece 915, 2450, 5800 ve MHz frekanslarının kullanımına izin verilmiştir (Venkatesh ve Raghavan 2004). Genel olarak ev tipi mikrodalga fırınlarda 2,45 GHz frekansı, endüstriyel proseslerde 2,45 GHz ya da 915 MHz frekansları ve son iki frekans değeri ise sadece laboratuvarda ve araştırma projelerinde kullanılmaktadır (Lambert 1980; Dibben 2001). Bu aralıkta sudaki moleküler dağılma ve dielektrik gevşeme gibi reaksiyonları örnek olarak verebileceğimiz atomik ve moleküler geçiş olayları dizi halinde gerçekleşir. Suyun dielektrik gevşemesi bağlı su için 100 MHz ve saf su için 18 GHz arasında değişkenlik gösterebilir (Miura vd 2003). Vakum tüpleri, yüksek mikrodalgaların elde edilmesi için kullanılırlar. Mikrodalga ile ısıtma için kullanılan vakum tüpleri; magnetron, yürüyen dalga tüpleri (TWT) ve klystrondur (Thostenson ve Chou 1999). Magnetron tüpü endüstride ve evde en yaygın kullanılan mikrodalga kaynağıdır. Magnetronun merkezinde anot tarafından çevrilmiş, elektron yayan bir katot bulunmaktadır (Regier ve Schubert 2005). Şekil 2.2 Elektromanyetik spektrum 4

17 Mikrodalga teknolojisi gıda işlemede 1980 lerden beri kullanılır. Mikrodalga fırın kullanımı dünya genelinde incelenecek olursa ilk sırada %90 la ABD, ikinci sırada %60 ile İngiltere bulunmaktadır. Bu yaygın kullanımın nedeni olarak magnetronların düşük güç maliyetleri gösterilebilir (Orsat vd 2005). Buna rağmen endüstride mikrodalga üretim harcamaları daha fazladır. Bu durum üreticilerin maliyeti düşürmek için çalışmalar yapmasına neden olmaktadır (Fito vd 2005). Schiffmann (2001) a göre Amerika da yaklaşık 1000 tane endüstriyel mikrodalga fırın vardır. Mikrodalga aplikatörleri yakın alan, tek modlu ve çoklu modlu aplikatörler olarak sınıflandırılırlar. Konveyör bantlı tünel aplikatörler ve ev tipi fırınlar çoklu modlu mikrodalga aplikatörlerine örnektir. Mikrodalga sistemleri üç temel kısımdan oluşur: Mikrodalga jenaratörleri, dalga ayarlayıcı ve uygulayıcı kısım. Magnetron tüpü genellikle mikrodalga kaynağı ya da jenaratör olarak kullanılır. Magnetron ortasında elektron oluşturan yüksek negatif potansiyelde bir katotdan oluşan vakum tübünü içerir (Şekil 2.3). Bu katot oyuklardan oluşan bir anotla çevrelenmiştir ve mikrodalga titreşim frekansını oluşturur. (Regier ve Schubert 2005). Şekil 2.3 Magnetronun şematik gösterimi 5

18 Yüksek elektrik gücü uygulandığında yayılan elektronlar radyal olarak hızlanır ve spiral bir hareketle manyetik alan tarafından döndürülürler. Elektromanyetik enerji dalga ayarlayıcının içindeki oyuklardan birinde bulunan spiral anten tarafından eşleştirilir. Dalga düzenleyici içi boş bir iletici olup dikdörtgen ya da çember şeklinde olabilir. Laboratuvar koşullarında yapılan birçok araştırmada mikrodalgaların gıda proseslerinde kullanımı araştırılmış ve bu proseslerden birkaçı endüstriyel ölçekte başarılı olarak uygulanmıştır (Venkatesh ve Raghavan 2004). Gıda sanayisinde mikrodalganın uygulandığı prosesler Çizelge 2.1 de belirtilmiştir (Giese 1992; Konak vd 2009). Çizelge 2.1 Gıda endüstrisinde mikrodalganın kullanım alanları Uygulama Frekans (MHz) GÜÇ (kw) Ürün Temperleme Kesikli Sürekli Kırmızı et, balık eti, kümes hayvanları eti Kurutma Vakumlu Dondurarak 915/ Makarna, soğan, çerez gıdalar, meyve suları Ön ısıtma Domuz pastırması, köfte, kümes hayvanları eti, sucuk, sosis, sardalye Pastörizasyon Sterilizasyon Taze makarna, hazır yemekler, poşet ambalajlı gıdalar, yarı katı gıdalar, süt Ekmek, donat (donut) Fırında pişirme fermantasyonu 6

19 Günümüzde mikrodalga ısıtma, yüksek ısıtma hızı, pişirme zamanını önemli ölçüde kısaltması, daha homojen ısıtma sağlaması, güvenli ve kolay kullanım avantajı ve düşük bakım ihtiyacı gibi özellikleri sayesinde popülerlik kazanmıştır (Zhang vd 2006). Ek olarak, pişirme ve tekrar ısıtma sırasında mikrodalga ısıtma gıdanın besleyici değerini ve aromasını konvansiyonel ısıtmaya göre daha az etkilemektedir (Vadivambal ve Jayas 2007). Mikrodalga ısıtmanın hızlı ısıtmanın yanı sıra alandan tasarruf, enerji verimliliği, kolay proses kontrol, seçilebilen ısıtma ve gıdanın yüksek besleyici kalitesi gibi başka avantajları da mevcuttur (Decareau ve Peterson 1986 ). 2.2 Mikrodalga Isıtmanın Genel Prensipleri Mikrodalga materyale uygulandığı zaman enerjinin bir kısmı iletilir, bir kısmı yansır ve geriye kalan kısmı materyal tarafından ısıya dönüşmek üzere emilir. Isıtma etkisi materyalin partikülleri ile dalganın elektrik alan bileşeni arasındaki interaksiyon tarafından oluşur. Bu interaksiyonun oluşmasında iki temel etki sorumludur. Eğer sorumlu partiküller materyal içerisinde serbest hareket edebiliyorsa iyonik polarizasyon ya da iyonik iletim gerçekleşir. Öte yandan eğer sorumlu partiküller materyalin belli bölgelerine bağlı ise elektrik alan bileşeni elektrik kuvvetinin ters istikametinde eşitlenene kadar bu partiküllerin hareket etmesine neden olur. Bu durum materyalin dipolar rotasyonu ile sonuçlanır. Moleküler hareket yüksek alan frekanslarında daha hızlıdır, örneğin 2450 MHz frekansta polarite değişimi 2,45 milyar devir/saniyedir (Lew vd 2002). Çözünmüş iyonların iletimsel göçünden ve polar çözeltilerin dipolar rotasyonu sonucu oluşan moleküler sürtünmeden kaynaklanan mikrodalga enerjisi, gıda maddesinin içerisine nüfuz eder ve hacimsel olarak yayılan bir ısı kaynağı üretir. Bu mekanizmalar ürünün etrafında alternatif elektrik alanı yaratır (Alton 1998). 7

20 Şekil 2.4 Alternatif mikrodalga alanında (a) iyonik polarizasyon ve (b) dipolar rotasyonun şematik gösterimi. İyonik iletim ve dipolar rotasyon mekanizmalarının mikrodalga ısıtması Şekil 2.4 te gösterilmektedir. Dipolar doğası gereği mikrodalga interaksiyonlarının temel kaynağı olan su, gıda ürünlerinin temel bileşenidir. Konvansiyonel ısıtma ile karşılaştırıldığında daha hızlı ısıtma oranı ve daha kısa üretim zamanına sahip olan ısı materyalin içinde oluşur ve genellikle yüzeyden iç kısımlara doğru transfer olur. Dielektrik ısıtmanın bir parçası olan mikrodalga ısıtmanın etkinliğini özgül ısı kapasitesi, iletkenlik katsayısı ve gıdanın yapısı gibi pek çok faktör etkiler (Schiffmann 1986). Özgül ısı kapasitesi mikrodalga uygulanan bir gıdanın ısısal davranışı için çok önemli bir özelliktir. Bu yüzden yağ gibi düşük özgül ısı kapasiteli ürünler aynı ağırlıktaki sudan bile daha hızlı ısınır. 8

21 Mikrodalga ısıtma için ısı transferi eşitliği olarak kullanılan enerji birikim terimini de içeren enerji Eşitliği (2.1) aşağıda gösterilmiştir. Mikrodalga ısıtma hızı ısıtma sistemi (akım ve ekipman dizaynı) ile gıdanın karakteristik özelliklerine (şekil, boyut, dielektrik özellikler vb.) bağlı bir fonksiyondur. Bu özelliklerde herhangi bir değişim gıdanın mikrodalga ısıtmasında değişime neden olacaktır (Peyre vd 1997). (2.1) Eşitlik 2.1 de T sıcaklık (K), t zaman (s), α ısıl yayınırlık (m²/s), yoğunluk ( kg/ m³), Cp materyalin özgül ısı kapasitesi (J/kg.K) ve Q materyalin hacmi başına birim zamanda oluşan ısı miktarıdır (J/s.m³). Materyalin hacmi başına birim zamanda oluşan ısı (Q) elektromanyetik enerjinin dönüşümünü simgelemektedir. Bunun bu bölgede bulunan elektrik alan yoğunluğuyla (E) ilişkisi Maxwell in elektromanyetik dalga eşitliğinden Metaxas ve Meredith (1983) tarafından türetilmiştir. (2.2) Eşitlik 2.2 de gıda materyalinin manyetik kayıpları ihmal edilmiştir. ε 0 serbest boşluğun dielektrik sabiti (dielektric constant), ε gıdanın dielektrik kayıp faktörü (dielectric loss factor), f fırının frekansı ve E elektrik alan yoğunluğudur. Eğer gıda mikrodalga tarafından ısıtılırsa ısının sürükleyici kuvvetleri ve kütle transferi konvansiyonel metottan farklı olur. Mikrodalga alanından elektrik enerjisinin absorbsiyonu sayesinde oluşan iç ısısal oluşum ve buharlaşma, yayılma ve iletim tarafından oluşan ısı transferi mikrodalga tarafından ısıtılan ürünün sıcaklık zaman profilinin temel sebepleridir (Mudgett 1982). Ortam ısısının ve buharlaşmanın serinletme etkisinin eksikliği yüzünden gıdanın iç sıcaklığı yüzey sıcaklığından daha 9

22 fazladır (Decareau ve Peterson 1986). Bunun yanı sıra, Wei vd. (1985a, 1985b), mikrodalga ısıtma kullanıldığı zaman iç bölgede ve konvansiyonel ısıtma kullanıldığında yüzeyde sıcak gözenekli bir bölge bulmuşlardır. Konvansiyonel ısıtma ile karşılaştırıldığında konsantrasyon ve basınç değişkeni sayesinde olan nem akışı mikrodalga ısıtmada benzersiz ve önemli bir ölçüde meydana gelmektedir. İç ısıtmanın nispeten büyük miktarda olması nedeniyle katı gıdanın içinde oluşan buhar birikiminde bir artış olur ve bu durum önemli ölçüde bir iç basınç ve konsantrasyon değişkeni yaratır (Datta 1990a). Bu pozitif basınç artışı gıdanın içinden kenarlara doğru buhar ve sıvı akışına neden olur. Mikrodalga ısıtmanın kütle transferi eşitliği aşağıda verilmiştir; (2.3) Bu eşitlikte M toplam nem miktarı (sıvı ve buhar fazlarda), basınç değişkenlik sabiti ve P basınçtır (Datta 1990a). m nem yayınırlığı, p 2.3 Mikrodalga Isıtmayı Etkileyen Faktörler Mikrodalga gıda işlemeyi etkileyen faktörler aşağıdaki gibi listelenebilir. dielektrik özellikler (dielektrik sabiti, dielektrik kayıp faktörü) ve nüfuz derinliği mikrodalga fırın dizaynı (fırının hacim ve geometrisi) mikrodalga frekansı gıda materyalinin fırının içindeki yerleşimi materyalin nem miktarı yoğunluğu bileşimi kullanılan katkı maddeleri şekli hacmidir (Icier ve Baysal 2004). 10

23 Genel olarak iyi bir mikrodalga tutucusu olan su gıdanın dielektrik özelliklerini belirlemekte çok önemli bir rol oynar (Chandrasekaran vd 2013). Nüfuz derinliği ve örnek hacminin bağıl miktarı ısının homojenliğini belirler. Eğer nüfuz derinliği örnek hacminden daha büyükse gıdanın yüzeyinden içine doğru olan ısı oranı arasındaki değişim daha az olacaktır, bu da ısı daha homojen dağılacak demektir (Datta 1990a). Nüfuz derinliği örnek hacminden daha küçük olduğunda ise ısıtma yüzeye yakın kısımla sınırlı kalacaktır ve ısıtma homojen olmayacaktır. 2.4 Dielektrik Özellikler Bir materyalin mikrodalgayı ısıya çevirebilme yeteneği onun dielektrik özellikleri bilinerek anlaşılabilir. Dielektrik özelliğin gerçek kısmı elektrik enerjisinin depolanma özelliğini simgeleyen dielektrik sabiti olarak adlandırılır, dielektrik özelliğin sanal kısmı ise elektrik enerjisinin ısıya dönüşebilme yeteneğini belirten dielektrik kayıp faktörüdür. Mikrodalga enerjisinin bir materyali aşarken uğradığı enerji kaybına, o materyalin kayıp faktörü denilmektedir (Cemeroğlu 2005). Nispi kompleks elektriksel iletkenliğin (εr) eşitliği aşağıda gösterilmiştir. (2.4) Eşitlik 2.4 te ε ' ve ε " sırasıyla dielektrik katsayısı ve dielektrik kayıp faktörüdür ve bu eşitlikte j değeri -1 dir. Dielektrik sabiti ve kayıp faktörünün oranı kayıp tanjantını verir ve bu ilişki eşitlik (2.5) te gösterilmektedir, (2.5) Bu eşitlikte κ ' ve κ " sırasıyla nispi dielektrik katsayısı ve dielektrik kayıp faktörüdür. 11

24 κ ' =ε '/ε 0 ve κ " =ε "/ε 0. Burada ε 0 boşluğun elektriksel iletkenliğidir ( ε 0 =8.854 x F/m). Dielektrik özellikler temel olarak kullanılan mikrodalga frekansından ve operasyon sıcaklığından etkilenirler. Mikrodalga absorpsiyonuna göre materyaller (mikrodalgayı güçlü absorbe eden materyaller) tutucular (absorber) ya da yüksek dielektrik kayıp materyalleri, (mikrodalganın çok azının emilip büyük kısmının içinden geçtiği materyaller) transparan ya da düşük dielektrik kayıp materyalleri, (mikrodalgaların yansıdığı materyaller) opak ya da iletkenler olarak sınıflandırılırlar. Bu şekilde sınıflandırabilmek için materyalin dielektrik özellikleri bilinmelidir (Chandrasekaran vd 2013). Kayıp faktörü yüksek olan gıdalar mikrodalga etkisiyle daha çabuk ısınmaktadır (Giese 1992). Kayıp faktör değeri; elektromanyetik dalgaların frekansına, materyalin sıcaklığına, fiziksel durumuna ve bileşimine bağlı olarak değişmektedir (Galema 1997). Nüfuz derinliği (Dp) güç yoğunluğu yüzey değerinden 1/ e değeri kadar düşen uzaklık olarak tanımlanır ve aşağıdaki eşitlikle ifade edilir (Metaxas ve Meredith 1983), (2.6) Elektrik alanının karesine bağlı olan güç Eşitlik (2.7) de verildiği şekilde tanımlanır, (2.7) burada açısal frekans ve E elektriksel alan yoğunluğudur. 12

25 2.5 Gıda Materyallerinin Dielektrik Özelliklerini Etkileyen Faktörler Mikrodalgalar materyaller tarafından elektronik ya da atomik polarizasyonları yüzünden absorbe edilmezler, materyallerin dipolar veya iyonik polarizasyonları sayesinde absorbe edilebilirler. 1 GHz in altındaki frekanslarda iyonik kayıplar baskın iken 1 GHz in üzerinde dipolar polarizasyon etkilidir (Ryynanen 1995). Saf suyun dielektrik sabiti frekansla birlikte bir parça azalır. Benzer şekilde nemli gıdalarda dielektrik kayıp faktörü frekansla beraber artar. Gıda materyallerinin dielektrik özellikleri temel olarak kimyasal bileşiminden ve bir parça da fiziksel yapısından etkilenir. Genellikle gıda materyali organik materyaller, su ve tuzun bir karışımı olarak bulunur. Dielektrik kayıp faktörü belirli bir frekansta tuz eklenmesi durumunda artar. Tuz çözeltileri elektromanyetik alanda iletken görevi görürler ve İçier ve Baysal (2004) tarafından yapılan bir çalışmada tuz çözeltilerinin permitivitisinde bir azalma ve kayıp faktöründe bir atış gözlemlenmiştir. Elektrik alanda suyun polar molekülleri olan serbest formu bağlı formuna göre daha serbest hareket edebilir. Yüksek su miktarı olan donmuş gıdalarda erime noktasının artışı ile dielektrik özelliklerde artabilir Frekans Elektromanyetik alanların gıdaya penetrasyon miktarı ~1/f ile orantılı olduğundan, kullanılan mikrodalga kaynağının frekansı muamele süresini etkilemektedir. Kullanılan kaynağın frekansı arttıkça, gıdaya penetrasyon miktarı azalmaktadır. Bu yüzden ısıtılacak gıdanın büyüklüğüne göre frekans seçimi önemlidir (Schiffmann 1986) Mikrodalga gücü ve ısıtma hızı Endüstride kullanılan birçok mikrodalga sistemi kw arasında değişen mikrodalga gücünde çalışmaktadır. Sistemin gücü arttıkça, aynı miktardaki kütleyi ısıtma hızı da artmaktadır (Schiffmann 1986). Bu duruma bağlı olarak gıdanın ısıtılma süresi azalmaktadır (George ve Burnett 1991.) 13

26 2.5.3 Sıcaklık Sıcaklık, gıdaların dielektrik özelliklerine etki etmektedir. Dielektrik kaybı materyale bağlı olarak sıcaklık ile birlikte artabilmekte veya azalabilmektedir (Giesse 1992). Mikrodalga ile ısıtılan gıda maddelerinin başlangıç sıcaklığı kontrol edilmeli veya bilinmelidir. Böylece mikrodalganın gücü homojen bir son sıcaklık elde etmek için ayarlanabilmektedir (Schiffmann 1986). Gıdaların başlangıç sıcaklığı ne kadar yüksek ise mikrodalga ile ısıtılmaları o kadar hızlıdır (Harrison 1980) Gıdanın kütlesi Gıdanın kütlesi ile istenilen ısıtmanın gerçekleşmesi için gerekli olan mikrodalga gücü arasında direkt bir ilişki vardır (Schiffmann 1986). Büyük cisimler genellikle küçük cisimlere göre daha fazla mikrodalga gücü absorbe edebilmektedir. Ancak büyük cisimlerin mikrodalga fırın içerisinde ısıtılması daha uzun sürede gerçekleşmektedir (Heddleson ve Doores 1993). Eğer toplam kütle az ise kesikli bir sistem işlem için daha uygundur. Kütle arttıkça, bantlı sistemlerin kullanımı daha elverişli olmaktadır (Schiffmann 1986) Su içeriği Su, mikrodalga enerjisinin gıdalar tarafından absorbe edilmesinde önemli bir etkendir. Gıda içerisinde bulunan su moleküllerinin fazla olması, polarize olacak içerik miktarının artması anlamına gelmekte; diğer bir ifade ile o gıdanın dielektrik kayıp faktörünün büyümesi olarak sonuçlanmaktadır. Dolayısıyla gıda daha iyi ısınacaktır (Schiffmann 1986.) Yoğunluk Gıdanın yoğunluğu gıdanın dielektrik sabitini etkilemektedir. Havanın dielektrik değeri birdir ve endüstride ısıtma için kullanılan frekanslarda tamamen geçirgendir. Bu yüzden gıdanın yapısında bulunan hava miktarı arttıkça, o gıdanın dielektrik sabiti düşmektedir. Bununla birlikte; materyalin yoğunluğu arttıkça, dielektrik sabiti de genellikle doğrusal olarak artmaktadır (Schiffmann 1986). 14

27 2.5.7 Fiziksel geometri Mikrodalga ile ısıtılacak gıdanın boyutu, uygulanan elektromanyetik dalga boyuna veya penetrasyon derinliğine göre fazla ise homojen bir ısıtma yapılamamaktadır. Ayrıca gıdanın şekli ne kadar düzgün olursa gıda o derece homojen ısınacaktır. Keskin köşe ve kenarlar daha fazla ısınacağı için bunların aşırı ısınmasından kaçınmak gerekmektedir (Schiffmann 1986). Mikrodalgalar gıdaya her taraftan nüfuz ettikleri için gıdanın şekli mikrodalga ile ısıtmada önemli bir etkiye sahiptir. Mikrodalga ile ısıtma için ideal şekil küredir. Küreden sonra en iyi şekil silindirdir (Giese 1992) Termal özellikler Isıtma işlemlerinde materyallerin özgül ısı kapasitesi ve ısıl iletkenlik katsayısı önemli parametrelerdir (George ve Burnett 1991). Özgül ısı kapasitesi, ısıtma işlemini gerçekleştirmek için gerekli olan enerji miktarının hesaplanmasında kullanılmaktadır. Özgül ısı kapasitesi değeri gıdanın nem içeriği ile yakından ilişkili olduğu için, bu değerin gıdaların mikrodalga ile ısıtma işlemi üzerine önemli etkileri vardır (Giese 1992). Isıl iletkenlik katsayısı, kütlesi fazla olan gıdaların ısıtılması sırasında penetrasyon derinliğinin ürünün homojen bir şekilde merkeze kadar ısınmasını sağlayacak kadar fazla olmadığı veya mikrodalga ile ısıtma süresinin uzun olduğu durumlarda önemli bir etkendir (Schiffmann 1986). Her bir gıda bileşeninin ısıl iletkenlik katsayısı değerinin bilinmesi o gıdanın en uygun şekilde ısıtılmasını sağlamaktadır (George ve Burnett 1991). Gıda maddelerinin dielektrik özellikleri ile ilgili pek çok çalışma yapılmıştır. Ndife (1998a) da yaptığı çalışmasında 2450 MHz de tapyoka, mısır, buğday, pirinç, mumsu mısır ve amilomısır granüler nişasta örneklerinin (nem miktarı %1 ve 13) ve ( nişasta su oranları ağırlıkça 1:1, 1:1.5, 1:2 olan) C de nişasta çözeltilerinin dielektrik özelliklerini ölçmüştür. Dielektrik özellikler nişasta tipi, nem miktarı ve sıcaklık derecesine bağımlı bulunmuştur. Nem miktarındaki artış dielektrik sabitini ve dielektrik kayıp faktörünü bütün nişasta çeşitlerinde arttırmıştır. Sıcaklık artışı yüksek nem miktarına sahip nişasta çözeltilerinin dielektrik değerlerini azaltmış ancak düşük nem miktarına sahip nişasta granüllerinin dielektrik değerlerini arttırmıştır. Dielektrik özelliklerin nişasta türlerinin sıcaklıklarıyla değişimini gösteren ikinci dereceden 15

28 denklemler geliştirilmiştir. Farklı tipte nişastaların dielektrik özelliklerinde belirgin farklılıklar bulunmuştur. Yapılan başka bir çalışmada iki buğday proteini isolatı (Pirolit 100 ve Pirolit 200) içeren hamurda (nem miktarı %8) 500 ve 3000 MHz ve C sıcaklık aralığında dielektrik ölçümler yapılmıştır. Prolit 200 içeren hamurun Prolit 100 içerene göre dieletrik sabiti ve kayıp faktörü daha büyük bulunmuştur. Isolatlar 50 0 C nin üzerinde protein denatürasyonuna bağlı olarak dielektrik özelliklerin değişiklik gösterdiği bulunmuştur (Ahmed vd 2008). Açık uçlu eşeksenli-çizgisel prop ve özdirenç analizatörü kullanılarak 10 ile 1800 MHz freakans aralığında C de, nem miktarı %7,9 ile 20,9 arasında değişen sıkıştırılmış nohut unu örneklerinin dielektrik özellikleri ölçüldüğünde ise dielektrik sabiti ve kayıp faktörü nohut unu örneklerinde bütün nem ve sıcaklık seviyelerinde frekans artışıyla azalma göstermiştir. Dielektrik sabiti ve kayıp faktörü sıcaklık ve nem miktarı artışıyla artmıştır. Artış oranı yüksek nem ve sıcaklık değerlerinde düşük olanlara göre daha büyüktür. Örnek yoğunluğuyla dielektrik sabiti ve kayıp faktörü arasında lineer bir ilişki olduğu bulunmuştur (Guo vd 2008). Guo vd. (2011) a göre dört farklı baklagil ununda (nohut, yeşil bezelye, mercimek ve soya fasulyesi) dört farklı nem değerinde MHz frekans aralığı ve C de dielektrik özellikleri ölçüldüğünde baklagil örneklerinin dielektrik sabiti ve kayıp faktörü frekans artışıyla azalmıştır ancak sıcaklık ve nem miktarı artışıyla artmıştır. Farklı gum çeşitleri ( ksantan, guar, keçiboynuzu, HPMC ve kapa-karregenan) eklenen pirinç keki formulasyonlarının C de ve 2450 MHz de dielektrik özelliklerini ölçülmüştür. Buna ek olarak aynı formülasyonların ısısal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanılarak ölçülmüştür. Keklerin dielektrik özellikleri formülasyona bağlı bulunmuştur. Ksantan ve guar gum ilaveli kek hamurları 25 0 C de en yüksek dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörüne sahip bulunmuştur. Dielektrik özelliklerin sıcaklığa bağımlılığı 85 0 C e kadar önemli bulunmamıştır (Turabi vd 2010). 16

29 Zhu (2012) de yaptığı çalışmasında %11,6-48 nem içeren sıkıştırılmış kestane unu örneklerinin MHz frekans aralığında C de ağ analizatörü ve açık uçlu eşeksenli çizgisel prop kullanarak dielektrik özelliklerini ölmüştür. Hem dielektrik sabiti hem de dielektrik kayıp faktörü frekans artışıyla azalmış, ancak nem miktarı ve sıcaklık artışıyla artmıştır. Permitiviti ve nem miktarı ve sıcaklık arasındaki ilişki farklı frekanslarda modellenmiştir. Varyans analizi, nem miktarı ve sıcaklığın permitiviti üzerine etkili olduğunu göstermiştir. 2.6 Pişirme İşlemi Fırın ürünlerinin pişirilmesi işlemi nişasta jelatinizasyonu, protein denatürasyonu, kabartma ajanlarından karbondioksit oluşması, hacim genişlemesi, suyun buharlaşması, kabuk oluşumu ve esmerleşme reaksiyonları gibi bir dizi fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal değişikliği içeren karmaşık bir işlemdir. Isı ve kütle transferi ürün ve fırının içerisindeki çevre arasında olacak şekilde tanımlanabilir. Konvansiyonel pişirme işlemi sırasında ısı temel olarak konveksiyon tarafından ısınan ortamdan ve radyasyon yoluyla fırın duvarlarından ürün yüzeyine transfer olur, bu olayı kondüksiyon tarafından merkeze transfer takip eder (Sablani vd 1998). Ayrıca ürüne ürün kabından kondüksiyon ve sıcaklık artışı yüzünden oluşan su buharının hareketi sonucu meydana gelen konveksiyon yoluyla da ısı transferi vardır Konvansiyonel Pişirme İşlemi Konvansiyonel pişirme sırasında ısı temelde ısıtma bölgesinden konveksiyonla, fırın duvarlarından ürün yüzeyine radyasyonla ve ürünün dışından merkezine de kondüksiyonla transfer olur (Sablani vd 1998). Kek yapılırken ortaya çıkan önemli mekanizmalar şu şekilde özetlenebilir. Kek hamurunun sıcaklığının artmasıyla nişasta granülleri şişmeye başlarlar. Jelatinizasyon sıcaklığına ulaştığı zaman amiloz sükroz çözeltisinden süzülmeye başlar ve hamurun vizkozitesi artar. Sıcaklık jelatinizasyon sıcaklığına ulaşması sükroz çözeltisinin konsantrasyonuna bağlıdır ve sükroz çözeltisinin 17

30 konsantrasyonu arttıkça jelatinizasyon sıcaklığı artar. Genellikle jelatinizasyon 80 C civarında meydana gelir. Hamurdaki proteinler koagüle olur. Bu olay genellikle C de gerçekleşir, sükroz miktarı artarsa bu değer bir iki derece artabilir. Bu yüzden protein koagülasyon derecesi tüm kek hamurları için benzer değerlerdedir. Karbondioksit gazı kabartma tozu bileşenlerinin sürekli reaksiyonu sonucu hamurun içinde çözülür. Karbondioksit çözülmesinin miktarı asitlik derecesine ve kabartma tozundaki gaz kalitesine göre değişir. Gaz hamurda ısının etkisiyle tutulur. Nem kaybı yaşanır. Mailard reaksiyonları kabuk rengi oluşumunu sağlar (Cauvain ve Young 2006) Mikrodalga ile Pişirme İşlemi Mikrodalga fırınlarda ısı mikrodalgaların görevli partiküller ve polar moleküller ile interaksiyonu sonucu oluşur. Isının oluşumundan sonra kondüksiyon olur. Mikrodalga fırında ısıtma çok hızlı olduğu için nişasta jelatinizasyonuna, enzimler tarafından nişastanın dönüştürülmesine ya da yeterli derecede hamur genişlemesine ve sonuç olarak hamurun sert bir kabuk yapısına dönüşmesine yetecek kadar süre olmayabilir. Elde edilen sonuç düşük kalitede mikrodalga fırın ürünleridir. Nemli katı gıda materyallerinin mikrodalgada ısıtılması sırasındaki nem hareketi basınç ve konsantrasyon değişkeni sonucudur. Gıda materyalinin içerisinde oluşan positif basınç gıdadan yüzeye buhar ve sıvı akışını arttırır. Mikrodalga ısıtmada yüzeydeki buharlaşma 18

31 konvensiyonel ısıtmadan daha önemlidir çünkü iç kısımdan daha fazla nem hareket eder (Datta 1990a). Pei (1982) konvansiyonel pişirmeyi dört pişirme aşamasında sınıflandırmıştır: (a) Beyaz kabuk oluşumu (b) Kabuktan iç yüzeye ısı taşınması (c) Jelatinizasyon ya da pişme işlemi (d) Esmerleşme Genellikle mikrodalga fırın pişirme uygulamalarında 2450 MHz de kullanılır. Mikrodalga ısıtma yukarıda verilen ilk aşamayı bertaraf eder. Konvansiyonel pişirmede hamur iyi yalıtıcı olan hava kabarcığı içerir ve ısı transferi bu gözeneklere çok yavaş ve zor olur. Ancak, özellikle yukarıdaki (b) aşamasında mikrodalgaların hamurun iç yüzüne nüfuz edebilmesi sonucu mikrodalga ısıtmanın farklı bir ısı transfer mekanizması olduğu için yalıtım problemi azalır. Mikrodalgada pişen ürünlerde sıcaklık artışı konvansiyonel pişirmeye göre çok hızlıdır. Bu yüzden toplam pişirme süresi kısalır. Pei (1982) mikrodalga fırınlar konvansiyonel fırınların yerine kullanıldığında sadece pişirme zamanının üçte birine ihtiyaç duyulacağını rapor etmiştir. İlk aşama mikrodalga fırında bertaraf edildiğinden kabuk oluşmayacaktır. Maillard esmerleşme reaksiyonları ve karemelizasyon için gereken sıcaklığa ulaşılamadığı için mikrodalgada pişirilen fırın ürünlerinde yüzey esmerleşmesi olmaz. Özel tat bileşenleri, mikrodalgada pişirilen ürünlerin geliştirilebilmesi için son ürün tadını artıracak şekilde kullanılabilir. Eklenecek tat bileşenleri sadece limon, margarin ya da vanilya gibi karakteristik tatları verecek maddeler değil aynı zamanda maillard reaksiyonlarıyla oluşan esmerleşme ve şekerlerin karemelizasyonu tarafından sağlanan tipik pişmiş fırın ürünü tadını da sağlayacak şekilde olmalıdır (Steinke vd 1989). Nişasta fırın ürünlerinde temel bileşen olduğu için mikrodalgada pişirilen fırın ürünlerinin geliştirilmesinde mikrodalgaların nişastaya etkilerini anlamak önemli bir rol oynar. Bu amaçla mikrodalga ve konvansiyonel ısıtmanın nişasta jelatinizasyonunun mikroyapısal karakteristiklerine etkilerini anlayabilmek için ışık mikroskobu ve 19

32 elektron mikroskobu taraması kullanılmıştır (Goebel vd 1984, Huang vd 1990, Prakash 1991). Buğday nişastasının yapısı mikrodalga ile ısıtılmasıyla karşılaştırıldığı zaman konvansiyonel ısıtmada daha homojen bir dağılım gözlenir (Goebel vd 1984). Nişastanın sulu çözeltilerinin her oranında ısıtma sonucunda oluşan jelleşmiş ve jelleşmemiş bölgeler görülebilir. Patateslerin mikrodalga ısıtma ve kondüksiyon tarafından ısıtılmasında nişasta moleküllerinin şişme şekilleri farklılık gösterir (Huang vd 1990). Bunun aksine diğer araştırmacılara göre mikrodalga ısıtmayla konvansiyonel ısıtma karşılaştırıldığında jelatinizasyon şekilleri ya da jel yapılarıyla ilgili bir fark bulunmamıştır (Zylema vd 1985, Prakash 1991). Mikrodalga fırında jelatinizasyon oranını etkileyen temel faktör nişasta tipi olarak bulunmuştur (Ndife vd 1998b). Mısır nişastasının jelatinizasyonu diferensiyel tarama kalorimetresinde belirlendiği üzere buğday ve pirinç nişastasına göre daha yavaş ve daha ağır olmaktadır. Buğday ve pirinç nişastası ile kıyaslandığında mısır nişastasında daha yavaş bir jelatinizasyon derecesi ve daha düşük dielektrik kayıp faktörü ve yüksek ısısal özellikleri (özgül ısı ve jelatinizasyon entalpisi) bulunmuştur. Buğday ve pirinç nişastası mikrodalgada pişirilen fırın ürünlerinde zayıf bir jelatinizasyon göstermeyebilir. Mikrodalga ve konvansiyonel ısıtmadaki nişasta ve gluten arasındaki su hareketi ve karışımı nükleer manyetik rezonans kullanılarak tespit edilebilir (Umbach vd 1992). Mikrodalgada pişirilen sponge kek hamurlarında yapılan bir çalışmada Lostie vd (2002) örneklerin sürekli genişlediğini ve sonra yapı oluşumu ve sertleşme yüzünde gözle görülür şekilde küçüldüğünü bulmuşlardır. Martin ve Tsen (1981) %100 güçle (650 W) mikrodalgada pişirilen keklerin %70 güçle (455 W) pişirlenlere göre daha yüksek hacme sahip olduğunu bulmuşlardır. Bilgen vd 2004 te yaptıkları çalışmada mikrodalga ve konvansiyonel fırında pişirilen keklerde kek karakteristiklerini belirlemeye çalışmışlardır. İki tipte ticari olarak öğütülmüş un kullanılmıştır, buğday (A), buğday (B). Modifiye edilmiş kek yapım metotları kek pişirme denemelerinde kullanılmıştır. Konvansiyonel pişirme zamanı (8-11 dakika), mikrodalga gücü ( W) ve mikrodalga pişirme zamanı (30, 40, 50 saniye) pişirme parametreleri olarak belirlenmiştir. Konvansiyonel pişirmenin 20

33 mikrodalga pişirmeden önce kullanılması kabuk oluşumu ve kekin kızarmasını sağlamak içindir. Hacim kaybı, iç faktörler ve kabuk rengi kalite karakteristikleri olarak belirlenmiştir. Uzun pişirme zamanı ve düşük mikrodalga gücü keklerin spesifik hacimlerini artırmıştır. A ve B buğdayından öğütülen unlardan yapılan kekler benzer iç özellikler göstermişlerdir. Pişirme zamanı kabuk rengini önemli ölçüde etkilemiştir. Mikrodalga ve konvansiyonel fırında pişirilen ekmeklerin renk ve sertlik değerlerini karşılaştırıldığı bir çalışmada mikrodalga fırın %30 ve 40 güçte yarım dakika arayla 3,5-5,5 dakika aralığında çalıştırılmıştır. Ekmekler konvansiyonel fırında C de ve C de dakika ve C de iki dakika arayla 4-12 dakika aralığında pişirilmiştir (İçöz vd 2004). Mikrodalgada pişirilen ekmeklerde istenilen ölçüde kahverengi renk elde etmek imkansızdır. Susceptor kullanılması kahverengi yüzeylerin elde edilmesine yardımcı olmuştur. Pişirme ile sertlik mikrodalga ve konvansiyonel pişirme de artmıştır. Mikrodalgada pişirilen ekmeklerdeki sertlik değişimi konvansiyonel fırın kullanılarak pişirilenlere göre daha yüksektir. Meganey vd (2005) te Madeira keklerde pişirme karakteristikleri (yüzey ve iç sıcaklık, yükseklik ve nem miktarı) çalışmışlardır. Kek hamuru W aralığında mikrodalga fırın kullanılarak pişirilmiştir. Kontrol olarak örnek konvansiyonel fırında C de pişirilmiştir. Mikrodalga pişirme pişme zamanını %93 oranında azalmıştır. Kekteki sıcaklık profili yüzey sıcaklığının merkez sıcaklığından az olmasıyla ilişkilidir. Kek yüksekliği artmış ve pişirme işleminin sonuna doğru aniden azalmıştır. Yükseklik profili enine kesitli bir örnekte örnek merkezinden elde edilen maksimum yüksekliktir. Maksimum yükseklik 900W da pişirilen kekten elde edilmiştir. Nem verileri kurutma sabiti ve nem difüzivitesiyle ilişkilidir ve her ikisi de güç attıkça artmaktadır. Yapılan başka bir araştırmada farklı tipte nişastalar (mısır, patates, mumsu mısır, amilomısır ve prejelatinize nişastalar) mikrodalgada pişirilen kek formülasyonlarına eklenmiştir. Kontrol olarak kek hiç nişasta eklenmemiş haliyle pişirilmiştir. Ağırlık kaybı, sertlik, hacim indeksi, özgül ağırlık, çözülebilir nişasta ve amiloz miktarı kalite karaktersitikleri olarak tespit edilmiştir. Depolama sırasındaki değişiklikler tespit edilmiştir. Kekler mikrodalga fırında 1,5 dakika ve %100 güçte pişirilmiştir. Kontrol kekler C de 25 dakika pişirilmiştir. Prejealtinize nişasta pişirme ve depolama sırasında nem kaybının azaltılmasına yardım etmiştir. Amiloz nişastası içeren kekler 21

34 daha sert olmuştur. Amilomısır nişastası hariç nişasta eklenmesi depolama sırasında sertliğin azaltılmasına yardımcı olmuştur. En etkili nişasta tipi prejelatinize nişasta olarak belirlenmiştir ( Seyhun vd 2005). Seyhun vd (2003) tarafından yapılan başka bir araştırmada mikrodalgada pişirilen keklerin farklı tipte emülgatör, gum ve yağ miktarı ilavesiyle bayatlamalarını geciktirmeye çalışılmıştır. İlk önce üç farklı tipte (DATEM, Lecigran, Puruwave) katılan formülasyona üç farklı miktarda yağ eklenmiştir ( %50, %25, %0). Sonra üç farklı tipte gum (guar gum, ksantan gum ve metilselüloz) eklenerek optimum formülasyonlar seçilmiştir. Kontrol olarak keklere emülgatör ve gum katılmaksızın konvansiyonel fırında C de 25 dakika pişirilmiştir. Keklerin ağırlık kaybı, sertlik, çözülebilen nişasta ve amiloz miktarı bayatlama kriterleri olarak belirlenmişlerdir. Kekler mikrodalga fırında 1,5 dakika süreyle %100 güçte pişirilmişlerdir. Emülgatörlerin ve gumların kullanılması bayatlamayı geciktirmiştir. Yağ miktarının sertlik ve ağırlık kaybı üzerine etkisi önemli bulunmuştur. DATEM ve Puruwave en etkili emülgatör tipleridir. Emülgatör ve gumların birlikte kullanıulması gumların tek başına ilave edilmesine göre daha yumuşak kek üretimi için daha etkilidir. Mikrodalga ısıtma sırasında jelatinizasyon işlemi, granül şişmesi ve polimer erimesi incelendiğinde polimer erimesi ısı miktarının, son sıcaklığın ve nişasta konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak bulunmuştur. Farklı ısıtma oranları nişasta kütlesinin mikrodalga fırında ısınma değişimiyle ve farklı sonuç sıcaklığına ulaşan aynı ağırlıktaki örneklerin çalışılan sıcaklıklarıyla ilişkilidir. Supernatantın toplam çözülebilen karbonhidrat ve amiloz miktarı ölçülmüştür. Supernatantaki çözülebilen karbonhidrat ve amiloz mikrarı sıcaklıkla artmış ve amiloz erimesi ısı miktarı arttıkça azalmıştır (Palav ve Seetharaman 2006). Sanchez-Pardo vd (2008) de yaptıkları araştırmada mikrodalgada ve konvansiyonel olarak pişirilen pound keklerin kabuk mikro yapılarını görüntü analizi, ışık mikroskobu ve taramalı elektron mikroskobu kullanarak analiz etmişlerdir. Keklerin mikrodalgada pişme koşulları eski çalışmalar incelenerek 240 W da 5 dakika, konvansiyonel fırında ise C de 40 dakika olarak tespit edilmiştir. Mikrodalgada pişirilen keklerin konvansiyonel olarak pişirilenlere göre kabuk hücreleri %20 daha büyüktür. Işık 22

35 mikroskobunda her iki pişirme için benzer sonuçlara varılmıştır. Öte yandan taramalı elektron mikroskobunda kabuktaki matriks yapısı karşılaştırıldığında konvansiyonel olarak pişirilen kekler daha fazla miktarda protein matriksi içermektedirler. Sonuç olarak pound kek hamuru yüksek yağ, şeker ve nem içeriğiyle mikrodalgada pişirilmeye uygundur. Mikrodalgada pişirilen ürünlerle ilgili büyük bir pazar bulunmaktadır. Belirli bir nem miktarında, belirli bir aralıktaki sıcaklıkta MHz frekans aralığında Medeira kek hamurlarının dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörü araştırılmıştır. Genel olarak frekans arttıkça örneklerin dielektrik özellikleri artmıştır MHz de hamurun ve un örneklerinin kayıp faktörü sıcaklığın sınırlı bir miktar artması sonucu düşmekte ancak 915 MHz de sıcaklıktan etkilenmemektedir. Şeker örnekleri sıcaklık arttıkça kayıp faktöründe önemli ölçüde azalmaya neden olmaktadır. Mikrodalga pişirme sırasında Medeira kek hamurunun dielektrik özellikleri başlangıçta keskin bir şekilde artmış ve sonra pişirme işlemi sonuna kadar kararlı bir şekilde azalmıştır (Al-Muhtaseb vd 2010a). Al-Muhtaseb vd (2010b) da yaptıkları çalışmalarında mikrodalga kullanılarak pişirdikleri Mediera keklerinin un ve şeker miktarlarına bağlı olarak standart gravimetrik metotla 0,04-0,96 bağıl nem ve C aralığında adsorpsiyon isotermlerini belirlemişlerdir. Şeker içeren örneklerin denge rutubet miktarları sıcaklık ve su aktivitesiyle artarak 0,88 değerinden yüksek bulunmuştur. Adsorpsiyon ısısı nem miktarı sabit bir değere ulaşana kadar azalmış ve sonra sabitlenmiştir. Konvansiyonel ve iki basamaklı toster-mikrodalga kullanılarak pişirilen pound keklerdeki pişirme koşullarının ve görüntü analizi yapılarak pound kek yapısının en iyi potansiyel göstereni belirlenmeye çalışılmıştır. Ağırlık kaybı, yoğunluk, su aktivitesi, nem, parlaklık ve görüntü analizinin yedi parametresi pişirme kalite parametreleri olarak ölçülmüştür. İki basamaklı toster- mikrodalga fırında optimum pişirme şartları yüzey analizleri ile belirlenmiştir. En iyi pişirme koşulu birinci basamakta düşük güç olarak 204 W ve 120 s, yüksek güçte ikinci basamakta 937 W ve 70 s ve toster zamanı 200 o C de 5.30 dakika olarak belirlenmiştir. Görüntü analizi kabuk gözenek miktarının 23

36 konvansiyonel olarak pişirilene göre %7 azaldığını göstermiştir. İki basamaklı toster- mikrodalga fırın konvansiyonel fırınla karşılaştırıldığında daha yüksek hacim (%11) ve daha yüksek parlaklık (%2) sağlamaktadır (Sánchez-Pardo vd 2012). Al-Muhtaseb (2013) te yaptığı araştırmasında mikrodalgada (250W, 900W) ve 200 C de konvansiyonel fırında pişirilen Medeira keklerinde tekstürel özelliklerin (sertlik, esneklik, iç yapışkanlık, sakızımsılık ve çiğnenebilirlik) değişimini incelemiştir. İç yapışkanlık ve esneklikte en iyi değerleri 250W güçte mikrodalgada pişirilerek elde etmiştir. Bunun aksine 900W güçte sertlik, sakızımsılık ve çiğnenebilirlik özellikleri yüksek bulunmuştur. Hamur formülasyonunun modifiye edilmesi sırasında margarin eklenmesi keklerin tekstürel karakteristiklerini geliştirmiş, esneklik değerini artırarak sertlik değerini düşürmüştür. 2.7 Kek Kekler hava içeren fırın ürünleridir. Sünger kek ve katmanlı kek olmak üzere iki çeşit kek bulunur. Sünger kekler hava içeren hamurları ile oldukça açık yapıda keklere dönüşürler. Öte yandan katmanlı keklerde kararlı akış özelliklerine sahip hava içeren hamurdaki şekerle katı yağ kremaya dönüşür ve nispeten küçük hava hücreleri içererek kek iyi bir hamur haline getirilir (Mc Williams 1989). Katmanlı ya da sünger kekler üretilirken üç aşama bulunmaktadır. İlk aşama sıvı hamurun havalanarak köpürmesidir. İkinci aşama pişirme sırasında köpükteki hava gözeneklerinin genişlemesidir. Son aşama ise nişasta granüllerinin jelatinize olması ve şişmesi sonucunda artan viskozite nedeniyle köpüğün sünger yapısına dönüşmesidir (Guy ve Sahi 2006). Kek hamuru yağ ve su emülsiyonu olarak düşünülebilir (Şekil 2.5). Şeker, un, tuz, kabartma tozu gibi katı ingredientler sıvı fazın içerisinde dağılırlar, ancak öbekler içinde sıvı ya da sürekli fazda dağılan yağ fazı sıvı faz olarak adlandırılmaz (Painter 1981). Sonuç olarak kekin tekstürünü oluşturan bütün hava gözenekleri hamurun hazırlanması sırasında hamurun içerisinde dağılır. Şeker yağ ile çırpılarak hava içeren krema oluştuğunda yağ fazın içerisinde hava gözenekleri kararlı olur ve dağılırlar. Nihai hamurun (un, yumurta ve yağ içeren) içinde pek çok hava gözeneği oda sıcaklığında yağ 24

37 fazında bulunur. Isıtma sırasında, yağ fazın içersindeki hava gözeneklerinin hareketi su içeren faz içinde görünür, gözenekler kısmen yumurta proteinleri tarafından kararlı hale getirilir. Kek piştiği için sulu fazda hareket eden gözenekler yağın bir katmanı olarak birbirini etkiler, yüzeydeki hava gözenekleri yağ tarafından kaplanır (Brooker 1993). Kek hamuru buğday unu, şeker, yumurta, yağ, maya, tuz, yağsız süt tozu, su gibi pek çok bileşen içerir. Pişirme sırasında oluşan mekanizmayı sınıflandırmak oldukça zordur (Mizukoshi vd 1979). Kekin ısısal oluşumu hamurun nişasta jelatinizasyonu ile birlikte protein denatürasyonu sayesinde bir emülsiyondan gözenekli bir yapıya dönüştüğü zaman olarak tanımlanır (Mizukoshi vd 1979, Ngo ve Taranto 1986). Pişirme sırasında, suyun buhar basıncı sıcaklıkla arttığında ve oluşan karbondioksit gaz miktarı yükseldiğinde hava gözeneklerinin kek hamuru içinde dağılması genişlemeye neden olur (Mizukoshi vd 1980, Mizukoshi 1983). Ayrıca sıcaklık artışı nişasta jelatinizasyonuna ve protein denatürasyonuna neden olur. Şekil 2.5 Kek hamuru yağ su emülsiyonu (Wilderjans 2013) 25

38 2.8 Kek Hamurundaki Bileşenlerin Etkisi Un Un kekin kendine özgü tekstür ve görünüm karakteristiği oluşturur. Kek unları genellikle düşük protein içeren buğday kullanılarak üretilir. Proteinden başka temel olarak nişasta, yağ, bazı mineral ve vitaminler içerir. Buğday nişastası su ile ısıtıldığı zaman granüller su emmeye ve orjinal haline göre genişlemeye başlar. Kristal yapısı erir, amiloz granüllerin dışına çıkar ve granüller deforme olur. Bu jelatinizasyon geniş bir sıcaklık aralığında meydana gelir ve sukroz ve diğer emülsiye edici ajanların varlığından etkilenir (Bennion ve Bamford 1997). Kullanılacak unun belirlenmesi için önemli olan pek çok parametre vardır. Bunların ilki nem miktarıdır. Unun nem miktarı genellikle %14 dir. Diğer önemli bir faktör protein miktarıdır. Son ürüne göre, hangi unun kullanılacağını protein miktarı belirler. Kül miktarının tayini unun fırın ürünleri için uygun olup olmadığının belirlenmesinde başka bir kalite kriteridir. Toplam alfa amilaz ve düşme sayısı un spesifikasyonu için diğer önemli parametrelerdir. Su absorpsiyonu ve reolojik özellikler de spesifikasyon için önemlidir. Sonuç olarak optimum bir sonuca ulaşmak için unun deneysel verilerinin bilinmesi gereklidir (Bennion ve Bamford 1997) Nohut unu Nohut unu ilavesi ile fonksiyonel kek üretimi hedeflenmektedir. Nohut içerisinde bulunan fitokimyasalların uzun vadede sağlık üzerinde çok büyük faydaları bulunmaktadır. Bu bileşiklerde polifenoller son derece zengin antioksidan kaynaklarıdır. En bilinen faydaları antihipertansif ve antibakteriyel etkileri ve antikarsinojenik özellikleridir. Baklagiller değerli protein kaynaklarıdır (kuru maddede % 18-25). Karbonhidrat içeriği (kuru maddede %50-60) nişasta (kuru maddede %22-45) 26

39 ve nişasta harici polsakkaritler (diyet lifleri) ve küçük ama önemli bir miktarda oligosakkarit olmak üzere üçe ayrılır (Hemeda ve Mohamed 2010), bunların yanı sıra vitamin ve mineraller ( B-vitaminleri- folat ve demir) içerirler (Han vd 2010). Baklagillerin sodyum miktarı azdır ve kolestrol içermezler. Baklagiller düşük glisemik indeksli gıdalar olarak tanımlanmaktadır (Bornet vd 1997). Düşük glisemik indeksli gıdaların diyette seçilmesi diyabet hastlarının tedavisinde, tokluk artışı, gıda alımının kontrolünde fayda sağlaması, yemek sonrası glukoz ve lipid metabolizması için sağlıklı yararlar sağlaması açılarından önemlidir (Rizkalla vd 2002). Ayrıca düzenli tüketimde bu gibi gıdaların ilavesi kardiyovasküler hastalıklara karşı koruyucu etkilere sahiptir (Anderson ve Major 2002). Bakliyatta bulunan zengin bileşenler yeterli miktarda tüketildiğinde tümör riskini de azaltmaktadır (Mathers 2002). Aslında pek çok sağlık örgütü bu ürünlerin tüketimini özendirmektedir (Leterme 2002). Baklagillerin bu yararlı özellikleri baklagil nişastalarının az sindirilebilmesi ve diyet lifi miktarının kabuk fraksiyonlarına bağlı olarak fazla olması nedenleriyledir. Baklagillerdeki nişastanın düşük sinidirilebilirliliği amiloz yapısının dallanmış ve yüksek moleküler ağırlıkta olmasına bağlıdır (Tharanathan ve Mahadevamma 2003). Hububat içeren gıdalara baklagillerin eklenmesi baklagil tüketiminin attırılması için iyi bir alternatiftir. Baklagil proteinleri lisin miktarı fazla ancak sülfür içeren aminoasit miktarı azdır, hububat proteinleri de bunun tam aksine lisin miktarı az ancak sülfür içeren aminoasit miktarı fazladır (Eggum ve Beame 1983). Böylece bu ikisinin karıştılması esansiyel aminoasit dengesinin sağlanmasında protein miktarı yönünden yetersiz beslenme ile savaşılmasında yardımcı olur (Livingstone vd 1993). Son otuz yıldır baklagil unlarının ekmek hamuruna eklenmesiyle ilgili fonksiyonel özellikler üzerine pek çok çalışma yapılmıştır. Pek çok baklagilin analiz edilmesi sonucunda söz edilebilecek değerde ek yapılabilecek unun nohut unu olduğu belirlenmiştir (Singh vd 1991, Dodok vd 1993, Iyer ve Singh 1997). 27

40 Nohut yüksek protein içeriği ile ülkemizde yaygın tüketime sahip bir baklagildir. Nohutun bileşimi yaklaşık olarak; % karbonhidrat, % protein, % 2-9 selüloz, % 2-7 g yağ ve % 2-11 kül den oluşur (Encan vd 2005). Dünya üzerinde nohut geleneklere ve tat tercihlerine dayalı olarak çeşitli metotlarla işlenip pişirilmektedir (Attia vd 1994). Nohut (Cicer arientum L.) dünya genelindeki ekonomik sıralamada 5. değerli baklagildir (Ionescu vd 2009). Nohut unlarının buğday unu ile karıştırılarak kullanıldığı ekmek harici çalışmalar keklerde (Gomez vd 2008), bisküvilerde (Faheid ve Hegazi 1991), makarnada (Goñi ve Valentín-Gamazo 2003; Wood 2009), krakerde (Kohajdová vd 2011) yapılmıştır Emülgatör Emülsiye edici ajanların fırın ürünleri endüstrisinde kullanımı oldukça yaygındır. Emügatör yağ ve su tabakasının ara yüzeyindeki gerilimi azaltır böylece homojenizasyon boyunca emülsiyon damlalarının dağılımını sağlar. Emülgatör emülsiyon damlalarının yüzeylerine birbirleriyle yığılıp toplanmamaları için koruyucu bir tabaka halinde tutunur (McClements ve Demetriades 1998). Emülgatör iki şekilde işlem yapar. Havanın iç kısma katılması ve yağı kullanılabilen hava hücreleri miktarına küçük pariküller halinde dağıtır. Emülgatör hidrofilik ve lipofilik kısım içerir. Genellikle eşit ve dengeli bir oranda değildir. Hidrofilik kısım su ile etkileşime girerken lipolifik kısım yağ ile etkileşime girer. Hidrofilik emülgatörler hava hücrelerini yakalayan yağ dispersiyonunu homojen bir şekilde geliştirir, böylece kimyasal kabartma ajanları tarafından oluşan karbondioksit ve su buharı genişlemesi gerçekleşir. Emülgatörün hidrofilik kısmı hamurun sulu fazını genişletir ve yağ su sınırları arasında bir membran yaratır. Bu membran hamurun içersinde dağılmış olan yağ damlalarını kaplar ve kapsül gibi sarar. Bu durum sulu sıvı kısma hava hücrelerini göç etmesinden yağ hücrelerini korur. Böylece emülgatör hamurun mayalanmasına yardımcı olmuş olur (Painter 1981). 28

41 Emülgatörün jelatinizasyona etkisi emülsiye edici ajan tipine bağlıdır (Richardson vd 2003). Bu amiloz lipid kompleksinin davranışına bağlı olabilir. Kompleks miktarının formu nişasta ve lipid kaynakları tarafından etkilenir (Kim ve Walker 1992a). Kek yapımında kullanılan emülsiye ajan tipi protein ve yağ olmak üzere iki şekilde sınıflandırılır, ikisi de kabarma için gereklidir ve hamurun yoğunluğunu azaltır (Sahi ve Alava 2003). Bu iki molekül türlerinin köpüğü stabilize etme mekanizması farklıdır: proteinler mekanik olarak güçlü viskoelestik film formu yaparlar, lipid filmler ise daha güçsüzdür ve moleküllerin difüzyouyla arayüz gerilimine etkisiz değişiklikler yaparak arayüzeyi bozarlar (Coke vd 1990). DATEM anyonik yağ su emülgatörü olup dünyada ekmek yapımında gelişme sağlamak için kullanılmaktadır. Bu tip sentetik emülgatörlerin ekmek tekstürünü geliştirmekte, hacmini arttırmakta ( Lorenz 1983, Rogers ve Hoseney 1983, Mettler ve Seibel 1993) ekmek bayatlamasını geciktirmekte (Birnbaum 1955, Kulp ve Ponte 1981), hamur toleransını arttırmakta (Kohler ve Grosch 1999) testler sırasında daha iyi hamur özelliklerini geliştirmekte pek çok yararları vardır. DATEM mono- ve diasetiltartarik asit anhidritlerinin monoasilgliseroller ya da monove diasilgliserollerin karışımıyla birlikte reaksiyonuyla üretilir. Mono- ve diasetiltartarik asit anhidritleri tartarik asit ve asetik asit anhidritlerinin sentezinden oluşmuştur ve da mono- ve diasilgliseroller ise yenilebilir yağların gliserinoloziz ve distilasyonuyla elde edilir (Kohler ve Grosch 1999). DATEM in bunlardan üretilmesi ticari olarak ulaşılabilir ve çok karmaşık bileşenlere sahip olduğunu gösterir. DATEM in etkisi kompozisyona ve unun pişirme performansına bağlıdır Yağ Pek çok katı ve sıvı yağlar kek üretiminde görünüm, tekstür, ağızdaki dağılma ve lezzet gibi kek kalite özelliklerini geliştirmek için kullanılmaktadır. Katı yağlar kayma modüllerini artırarak yapısal gelişmeye neden olurlar. Katı yağlar krema işlemi sırasında havayı bağlamaya ve bu sayede kabarmaya yardımcı olurlar. Ayrıca arzu edilen lezzete ulaşılmasında ve daha yumuşak tekstür eldesinde de etkilidirler. Pek çok 29

42 kek tipinde kullanılan yağ miktarı karakteristik kabuk oluşumu için yüksek miktarda olmaktadır. Bir kek üretiminde yağ üç temel fonksiyona sahitir: 1. Krema prosesi sırasında havanın bağlanması 2. Fiziksel olarak nişasta ve protein partikülleri arasında bir ilişki kurulmasını sağlamak 3. Formülasyonun sıvı bir emülsiyona dönüşmesi. Böylece yağ kekin yumuşaklığı ve nemi üzerinde etkili olmaktadır (Freeland-Graves ve Peckham 1987). Ayrıca yağlar pişirme süresince lipid ve amiloz arasında bir kompleks oluşturarak nişasta granülleri içersinde suyun taşınmasını ve bu şekilde jelatinizasyon oluşmasını sağlar (Larsson 1980, Elliasson 1985, Ghiasi vd 1982) Şeker Şeker sadece tat özelliklerini etkilemekle kakmaz aynı zamanda pişmiş kekin tekstür ve görünümü üzerine de etkilidir. Şeker hamur viskozitesinin kontrolünde, nişastanın jelatinizasyon derecesi üzerinde ve proteinlerin denatürasyonunda önemli roller oynar. Şeker ayrıca karıştırma sırasında gluten gelişimi ile alı konarak bir yumuşatma ajanı görevi görür. Şeker yumurta ve süt bileşenlerinden gelen proteinlerin sıcaklıkla koagülasyonunu artırarak kek hamurunun genişlemesini sağlar (Mc Williams 1989). Yaklaşık olarak ticari şekerde %99.8 sukroz, %0,05 den fazla olmayacak şekilde nem, %0,05 invert şeker ve diğer karbonhidratlar ile iz miktarda kül içermektedir (Matz 1972). Şeker oranı yüksek kek formülasyonlarında havanın daha iyi dağılması sonucunda daha viskoz ve kararlı köpük yapısı oluşmaktadır (Paton vd 1981). Ek olarak şeker nişasta jelatinizasyonunu düzenleyerek pişirilen fırın ürünlerinin fiziksel yapısını etkiler. Sukroz granüllerin jelatinizyonunu erteler. Pişirme sırasında nişasta jelatinizyonunun ertelenmesi sonucunda hava gözeneklerinin genişlemesini sağlar (Kim ve Setser 1992, Kim ve Walker 1992b). Şeker, kek yapısını etkileyen önemli bileşenler arasında olup nişastanın jelatinizasyon sıcaklığını artırır (Hoseney 1986). Jelatinizasyonun gecikmesi ile hamurdaki hava gözenekleri karbondioksit ve su buharının yardımıyla kek hamuru tamamen 30

43 genişlemekte ve daha hacimli simetrik kekler elde edilmektedir (Frye ve Setser 1991, Kim ve Walker 1992b). Şeker hamurun karıştırılması esnasında glüten gelişimini yavaşlatır, pişirme sırasında proteinlerin denaturasyon sıcaklığını artırır ve böylece içyapıdaki gözenek duvarlarının gergin duruma geçmesi için gerekli olan süreyi uzatır (Frye ve Setser 1991) Yumurta ve yumurta tozu Yumurta içerdiği %75 su ile pişirilen fırın ürününün su miktarını artırmada önemli bir etkiye sahiptir. Ayrıca lezzet ve renk üzerine olumlu etkileri bulunur. Yumurta proteinlerinden olan albumin kek hamurunun havalanmasını ve yapının oluşmasını sağlar. Yumurta proteinleri kek hamurunun kabarmasıyla direk ilişkili olmasalar bile, pişmiş kek kabuğu yapısının oluşmasıyla böylece lezzet karakteristikleriyle direk ilişkilidirler. Yumurta yağ ve lesitin (bir emülsüye edici ajan) miktarı açısından zengindir. Sıvı yumurta mikrobiyal problemlerin önlenebilmesi için dondurularak ya da soğukta muhafaza edilmelidir. Sıvı formunun içine şeker katılarak da mikrobiyal aktivite azaltılabilir. Sıvı albumin (yumurta beyazı) pek çok fırın ürününde kullanılırken, yumurta sarısı pek önerilmez, örneğin beyaz tabakalı keklerde yumurta beyazı kullanılır. Sıvı yumurta albumini su (%80) ve globüler proteinlerin (albumin) bir karışımıdır. Yumurta albumin proteini fiziksel dayanıklılığını artırarak kekin kalite karakteristiklerini geliştirir. Genelde sıklıkla kullanılan kurutulmuş yumurta ise şekerlenerek püskürtmeli kurutucu da kurutulmuştur. Yumurta tozu sıvı yumurtayla aynı fonksiyonel özelliklere sahiptir. Kullanmadan önce tekrar sulandırılabilir. En yaygın formu yumurta beyazı tozudur (Cauvain ve Young 2006). Yumurta, köpük tipi kek (pandispanya ve "Angel Food") hamurlarının başlıca bileşeni olması nedeniyle bu tip keklerin kabarması ve ürünün hafifliği üzerinde etkin bir işleve sahiptir. Bu tip keklerde, yumurta; hamur bileşenlerinin bir araya gelmesini kolaylaştırır, hamurda hava gözenekleri oluşumunu ve bu gözeneklerin bir araya gelerek tutunmasını sağlar, ayrıca, hamura stabil bir yapı kazandırarak kek üretiminin her 31

44 aşamasında (bileşenlerin karıştırılması, hamurun bekletilmesi, pişirme ve pişirme sonrası) hamurdan ve kekten gaz kaçışına engel olur ve böylece hamura hafiflik kazandırır (Pyler 1988, Lawson 1995 ) Kabartma tozu Kimyasal kabartıcılar; kraker, bisküvi, çörek, kek v.s. tipi ürünlerin karakteristik iç yapılarının oluşması için kullanılır. Kullanılmadan önce öncül reaksiyonları önlemek için kabartma tozlarını oluşturan bütün unsurların düşük rutubet içeriğinde olması gerekir. Kabartma tozları genellikle % 12'den fazla CO 2 gazı verecek şekilde ayarlanır (Çelik ve Kotancılar 1995). Kabartma tozlan kısaca: 1. Tartarik asit veya tuzları 2. Fosforik asit veya tuzları 3. Aliminyum bileşenleri 4. Bunların değişik oranlarda ki kombinasyonları şeklinde sınıflandırmaktadır (Matz 1972). Temel olarak sodyum bikarbonat reaksiyonunun iki mekanizması vardır. Birincisi ısısal dekompozisyon ve ikincisi asit aktivasyonuyla dekomposizyon. Isısal dekompozisyon bikorbonat 90 o C ve üzerindeki sıcaklıklara geldiğinde meydana gelir ve kek pişirilmesinde özel bir yararı bulunmaz. Kimyasal reaksiyonun basit bir formu aşağıda gösterilmektedir: 2NaHCO 3 + ısı Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Asit aktivasyonuyla oluşan dekompozisyon sulu çözeltilerde bulunan hidrojen iyonu içerir ve aşağıda gösterilen genel kimyasal reaksiyonla ifade edilir: 32

45 NaHCO 3 + H + Na + + CO 2 + H 2 O (Bennion ve Bamford 1997). Kabartma tozlarındaki asitle reaksiyona giren materyal tartarik asit ya da asit tuzları, fosforik asit tuzları veya aliminyum bileşikleridir (Matz 1972). Kimyasal kabartıcıların su ile reaksiyona girmesi sonucu oluşan karbondioksit, kullanıldığı ürünün kabarmasını sağlar. Ürün hamur aşamasında iken oluşan gaz gözenekleri pişirme sırasında genleşerek, ürün içinde gözenekli bir yapı oluşturur. Kabartma ajanları, ince granüler yapıda bileşikler olup bisküvi, kek ve undan yapılan diğer pişirme ürünlerinin hızlı kabartılması için kullanılır (Elgün ve Ertugay 1992). Modern kabartma ajanları sodyum bikarbonat, bir veya birden fazla asit bileşeni ve nişasta içeren karışımlardır. Nişasta, reaktif bileşenleri hamurla kanşıncaya kadar ayrı ve inaktif tutmaya yarar. İnert bir madde olan nişasta, CO 2 oluşturan reaksiyonlarda harhangi bir görevi olmamakla birlikte kompozisyonu ayarlamada ve standardize etmede bir araç olarak da görev yapar. (Pyler 1979). Sodyum bikarbonat ve asit bileşeninin hamurla karışması esnasında suyla teması sonrası kimyasal reaksiyon meydana gelerek, CO 2 gazı oluşumu başlamaktadır Tuz Tuzun fırın ürünlerinde kullanım amaçları çeşitlilik göstermektedir. Birincisi hepsinden önemlisi tuz lezzetin temel bileşenlerindendir. Ürünün su aktivitesini ayarlayabilmek ve küf ve mayalara karşı raf ömrünü artırmak için iyonik yapısı açısında da önemlidir. (Cauvain ve Young 2006). Mayalanmış ürünlerin üretiminde hamurda mayanın aktivitesini sınırlandırabilmek için bir denge kurulabilmesi açısından kullanılan bir bileşendir. Düşük miktarda tuz katılması hamurdaki maya aktivitesinin ayarlanmasını ve ürünün dayanıklılık süresinin artırılmasını sağlar (Williams ve Pullen 1998). Tuzun hamur yapım aşamasında gluten yapısı üzerinde herhangi bir etkisi yoktur. 33

46 2.8.9 Süt tozu Süt ya da peynir altı suyu tozu sütün kurutulmuş halinin iki farklı formudur. Ve renk ve lezzet için kullanılabilir (Cauvain ve Young 2006). Kek üretiminde yağsız süttozu, bileşimindeki şeker ve protein nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Yağsız süttozu hamur absorbsiyonunu arttırmaktadır. Hamur hazırlama aşamasında tuz kullanımı yağsız süttozunun absorbsiyon özelliğini arttırmaktadır (Pyler 1988, Roach vd 1992, Mercan 1998). Bileşimi nedeniyle kekin besleyici değerini arttırmakta, tat ve kokunun oluşmasında rol oynamaktadır. Yağsız süttozu pişme sırasında su kaybını düşürerek nemi muhafaza etmektedir. Ayrıca kabuk renginin oluşumunda aktif rolü vardır (Anon. 1966, Pyler 1988, Mercan 1998). Pearce vd (1984) yaptıkları çalışmada kekte farklı miktarlarda yağsız süt tozunun kullanılmasıyla su kaybı oranlarının azaldığını belirtmişlerdir. Yağsız süt tozunun artan oranlarında ise kekin kabuk renginin daha koyu olduğunu, nişasta granüllerinin daha az şiştiğini ve lipit içeren matriks içinde daha ince yayıldığını da bildirmişlerdir (Alp 2006) Su Kimyasal olarak su fırın ürünleri üretiminde kullanılan en basit maddedir (iki atom hidrojen ve bir atom oksijen) ancak özel özellikleri nedeniyle pişirilmede, ürün kalitesinde ve ürünün raf ömrü üzerinde önemli bir rol oynar. Su kek yapımında kullanılan sıvı yumurta gibi pek çok bileşenlerin yapısında bulunmaktadır. Karıştırma işleminde bileşenlerin çözünmesi ve dağılması, ekmekteki gluten kompleksinin oluşması ve hamurun kabarması gibi aşamalarda su anahtar görevi görür. Son üründeki su (nem) miktarı ürün kalitesi ve raf ömrü üzerinde en temel etmenlerden biridir. Tarife katılan suyun optimize edilmesi gereklidir, aksi halde hem diğer hamur aşamalarında hem de son ürün kalitesinde istenmeyen sonuçlar oluşur (Cauvain ve Young 2006). 2.9 İstatistiksel Analiz Gıda mühendisliğinde optimizasyon, proseslerde işlem verimi ve ürün kabulünün yüksek olması için kullanılan önemli bir araçtır. Yanıt yüzey yöntemi, optimizasyonu da içeren istatistiksel bir tekniktir. Prosesi etkileyen parametreler bağımsız değişkenler, yanıtlar ise bağımlı değişkenler olarak adlandırılmaktadır. Optimum bölge, yanıtların 34

47 izohips eğrilerinin çizilerek üst üste yerleştirilmesi (superimposing) veya desirability (istenilen hedefe ulaşma) fonksiyonu veya lineer olmayan programlama yaklaşımları kullanılarak belirlenir. Yanıt yüzey yöntemi gıda işlemede; çeşitli ürünlerin osmotik dehidrasyon koşullarının optimizasyonu, optimum püskürtmeli kurutma ve akışkan yatak kurutma koşullarının belirlenmesi, çeşitli enzimlerin üretim koşullarının optimizasyonu, pastörizasyon, ekstrüzyon, fırında pişirme gibi proseslerin optimizasyonunda 2000 yılından itibaren yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır (Koç ve Kaymak Ertekin 2009). Yanıt yüzey yöntemi, Denemelerin Optimum Koşullara Ulaşması ismi ile 1951 yılında Box and Wilson tarafından geliştirilmiş ve tanımlanmıştır. İlk olarak kimya endüstrisine uygulanmıştır. Myers ve Montgomery (1995) yanıt yüzey yöntemini, proseslerin geliştirilmesi ve optimizasyonu için gerekli istatistiksel ve matematiksel tekniklerin birlikte kullanıldığı bir yöntem olarak tanımlamıştır. Yanıt yüzey yöntemi, proses değişkenlerinin deneysel uzayını araştırmak için deneysel stratejileri, sistemin yanıtı ve üzerinde etkili olan bağımsız değişkenler arasındaki ilişkiyi belirlemek için kullanılan empirik modelleme tekniklerini ve proses değişkenlerinin sistemin yanıtında arzu edilen etkiyi gösterdiği seviyelerinin bulunması için kullanılan optimizasyon tekniklerini içermektedir (Eren 2004). Genel olarak yanıt yüzey yöntemi 3 aşamadan (eleme denemeleri, bölge araştırması ve işlemin veya ürünün optimizasyonu) oluşmaktadır. Eleme denemeleri, daha az sayıda ve daha verimli esas deneme yapılmasına olanak sağlamaktadır. İkinci aşama olan bölge araştırmasında amaç, eleme denemeleri ile belirlenen bağımsız değişkenlerin sistemin yanıtında oluşturdukları değerlerin, optimum noktaya yakın sonuçlar verip vermediğini belirlemektir. Yanıt yüzey yönteminin üçüncü aşaması, işlem optimum noktaya yaklaşıldığında başlar. Gerçek yanıt fonksiyonu optimum nokta etrafında önemli bir eğrilik göstermektedir. Bu eğriliğin tahminlenmesinde lineer olmayan modeller, genellikle ikinci dereceden polinomiyal modeller, üssel modeller veya eksponensiyel modeller kullanılır. Uygun bir model elde edildikten sonra, bu model optimum noktanın araştırılmasında kullanılır (Koç ve Kaymak Ertekin, 2009). 35

48 2.10 Çalışmanın Amacı Literatürde yapılan çalışmalardan da anlaşılabildiği gibi nohut unu ile yapılan keklerde bazı kalite problemleri vardır. Kek örneklerinin kalite parametreleri üzerinde birincil etkenlerden biri olan formulasyonun optimize edilmesi bu sorunların çözümlenmesini sağlayabilir. Yanıt yüzey yöntemi fırın ürünlerinin formülasyonlarının optimize edilebilmesi için etkili bir araçtır. Pek çok değişkenin optimal seviyelerinin tüm olası kombinasyonları denemeden tespit edilebilmesine olanak sağlar. Deneysel değişkenler ile yanıt değişkenlerinin ilişkileri RSM tarafından analiz edilir. Bu yöntem mikrodalga pişirme, kombinasyon yöntemler kullanarak pişirme ve formülasyon optimizasyonunda daha önceki araştırmalarda da kullanılmıştır (Sevimli vd 2005, Turabi vd 2008, Demirkesen vd 2011). Çalışmalar incelendiğinde keklerin formülasyon optimizasyonunda RSM kullanılmış ve rapor edilmiş olsa da literatürde nohut unu ile yapılan keklerde böyle bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmanın amaçları genel olarak aşağıdaki gibi özetlenebilir; Mikrodalga ile pişirilen keklerde gözlemlenen kalite sorunlarının formülasyona farklı oranlarda emülgatör eklenerek çözülmesi Nohut unu ilavesi ile fonksiyonel kek üretimi Pişirilen örneklerde kalite parametrelerinin incelenmesi sonucu optimum kek formülasyonunun ve pişirme koşullarının belirlenmesi Mikrodalga pişirme için büyük önem taşıyan dielektrik özelliklerin belirlenmesi ve bu özelliklerin kekin kalite parametreleri ile ilişkilendirilmesidir. 36

49 3.MATERYAL VE YÖNTEM 3.1 Materyal Araştırmada kullanılan buğday unu Ülker Bisküvi Fabrikası ndan, süt tozu, katı yağ, şeker, nohut unu, tuz ve kabartma tozu ise yerel bir marketten alınmıştır. Çalışmada kulanılan emülgatör (DATEM) Pakmaya dan temin edilmiştir. Un ve nohut unu örneklerinin rutubet miktarı, kül miktarı, protein miktarı; un örneğinin yaş gluten miktarı, kuru gluten miktarı, sedimentasyon değeri, buğday ununun reolojik özellikleri aşağıdaki Çizelge 3.1 de gösterilen metotlar kullanılarak tayin edilmiştir. Çizelge 3.1 Un örneklerinin analizi için kullanılan deney metotları Deneyin Adı Kullanılan Metot Rutubet Tayini AACC standard method no:44-01 (AACC,1990) Kül Tayini AACC standard method no: (AACC,1990) Protein Tayini Sedimentasyon Endeksi Tayini Reolojik Özellikler Yaş Gluten Tayini AACC standard method no:46-12 (AACC,1990) AACC standard method no:56-61 (AACC,1990) AACC standard method no:54-21 ve (AACC,1990) AACC standard method no:38-10 (AACC,1990) Kuru Gluten Tayini Özkaya ve Özkaya (2005) 37

50 3.2 Yöntem Kek hamurunun hazırlanması Kek hamurunun hazırlanmasında buğday unu ve nohut unu karışımları (%70 buğday unu, %30 nohut unu; %60 buğday unu, %40 nohut unu; %50 buğday unu, %50 nohut unu olmak üzere) kullanılmıştır. Bu karışımlara %100 şeker, %25 yağ, %12 yağsız süt tozu, %9 yumurta beyazı tozu, %3 tuz, %5 kabartma tozu içeren formülasyon uygulanmıştır. Formülasyona DATEM katkı olarak eklenmiştir. DATEM ekleme oranları % 0,4, %0,8 ve %1,2 olarak belirlenmiştir. Yüzdeler un bazındadır. Kek hamuru hazırlanırken önce 100 g un için 25 g katı yağ 900 W mikrodalga enerjisi kullanılarak 40 saniye süreyle eritilmiş ve karışıma ilave edilmeden önce oda sıcaklığına kadar soğuması için bekletilmiştir. Bir kapta yağ ve şeker karıştırılmış, içerisine 9 g yumurta beyazı tozu ilave edilerek 1 dakika süreyle mikserin (Arçelik, K 1433, Türkiye) 1. kademesinde karıştırılmıştır. Başka bir kapta una 12 g yağsız süttozu, 3 gram tuz, 5 g kabartma tozu ve formülasyona göre farklı miktarlarda (0,4, 0,8 veya 1,2 g olmak üzere) emülgatör karıştırılmış, elde edilen karışım yağlı karışıma eklenmiş ve 90 ml su katılarak bir dakika mikserin 1. kademesinde, bir dakika mikserin 2. kademesinde ve iki dakika mikserin 1. kademesinde olmak üzere çırpılmıştır. Hazırlanan kek hamurları 100 g olarak tartılmıştır Pişirme Hazırlanan kek hamurları mikrodalga fırında (Bosch, Almanya) 3 farklı güçte (300 W, 350 W, 400 W) 3 farklı süre ile (2,5dk, 3 dk ve 3,5 dk) pişirilmiştir. Fırın gücünün hesaplanmasında IMPI 2-litre testi kullanılmıştır. Fırın en yüksek derecede g su içeren iki adet beherle çalıştırılmıştır. Başlangıç su sıcaklığı 20±2 C olmalıdır. Beherler fırın boşluğunda yan yana olacak şekilde fırının merkezine yerleştirilmiştir. Fırın 2 dakika ve 2 saniye çalıştırıldıktan sonra son sıcaklıklar fırın kapatılır kapatılmaz ölçülmüştür. Güç ölçümü üç kere tekrarlanmıştır. Güç Eşitlik 3.1 kullanılarak hesaplanmıştır; 38

51 ( 3.1) Eşitlikte T 1 ve T 2 beherdeki suların son sıcaklığı ve ilk sıcaklığı kullanılarak bulunan sıcaklık değişimleridir (Buffer 1993). Bu şekilde fırının gücü 805 W olarak tespit edilmiştir. Kontrol olarak %100 buğday unu ile emülgatör ve nohut unu ilave edilmeden hazırlanarak mikrodalga fırında pişirilen kekler kullanılmıştır Deney tasarımı Bu çalışmada Box-Benkhen tasarımı tercih edilmiştir. Diğer yanıt yüzey yöntemleri merkezi karma tasarım (central composite design), Doethlert matrix ve üçlü seviye faktöriyel tasarım (three-level full factorial design) arasından Box Benkhen tasarımının tercih edilmesinin nedeni daha az sayıda denemeyle daha kısa sürede sonuç elde edilebilmesidir (Gong vd 2007, Lahlali vd 2008). Ferreira vd. (2007) Box Benkhen tasarımın ve Doehlert matrixin merkezi karma tasarımla kıyaslandığında daha verimli olduğunu rapor etmiştir. Dış faktörlerin etkilerini azaltmak amaçlı deney sıralaması rast gele hazırlanmıştır. Programın kullanılabilmesi için gerçek değerler kodlanmış değerlere çevrilmiştir. Aşağıdaki tablo kodlanmış ve kodlanmamış bağımsız değişkenleri içeren deney tasarımını göstermektedir. 39

52 Çizelge 3.2 Kodlanmış ve kodlanmamış bağımsız değişkenleri gösteren deney matriksi X 1 (W) X 2 (dk) X 3 (%) X 4 (%) Kodlanmış Gerçek Kodlanmış Gerçek Kodlanmış Gerçek Kodlanmış Gerçek ,0-1 0, ,5 0 0, ,5-1 0, ,5-1 0, ,0 0 0, ,0 0 0, ,5 0 0, ,5 1 1, ,5 1 1, ,5 0 0, ,5 0 0, ,0 0 0, ,0-1 0, ,5 0 0, ,5 0 0, ,5 1 1, ,5 0 0, ,0 0 0, ,0-1 0, ,0 1 1, ,0 1 1, ,0 0 0, ,0 0 0, ,0 0 0, ,0-1 0, ,5 0 0, ,0 0 0, ,0 1 1, (X 1, mikrodalga gücü; X 2, pişirme süresi; X 3, DATEM miktarı; X 4, nohut unu miktarı) 40

53 3.2.4 Hamurda yapılan analizler Yoğunluk tayini Tüm hamur formülasyonları için yoğunluk tayini yapılmıştır. Hamur örnekleri hacmi bilinen bir kaba konulup tartılarak kütleleri belirlenmiştir. Eşitlik 3.2 kullanılarak hamur yoğunlukları bulunmuştur. Eşitlikte M kütle (g), V hacim (cm 3 ), ρ yoğunluk (g/cm 3 ) tür (Tan vd 2012). (3.2) Dielektrik özelliklerin ölçülmesi Dielektrik özelliklerin (dielektrik sabiti ve kayıp faktörü) ölçümü için dielektrik probu ve ağ analizörü (Agient Tecnologies ES061B ENA Series Network Analyzer, ABD) kullanılmıştır. Kek hamurlarının dielektrik özellikleri 500MHz-3GHz frekans aralığında ve oda sıcaklığında ölçülmüştür. Prob su ve hava ölçümleri ile kalibre edilmiştir (Al Muhtesab vd 2010). Ölçülen dielektrik özellikler Eşitlik 2.6 da yerine konularak nüfuz derinliği hesaplanmıştır Kekte yapılan analizler Keklerde gerçekleştirilen başlıca analizler ağırlık kaybı, renk (L, a, b değerlerinin), gözeneklilik, özgül hacim ve sertlik değerlerinin ve dielektrik özelliklerin belirlenmesi şeklinde listelenebilir. 41

54 Ağırlık kaybının hesaplanması Ağırlık kaybının hesaplanabilmesi için örnekler pişirme işlemi öncesi ve sonrasında tartılmış ve elde edilen değerler Eşitlik 3.3 de yerine konarak ağırlık kaybı hesaplanmıştır; (3.3) W İ örnegin fırına konmadan önceki ağırlığını W S ise pişirme sonrasındaki ağırlığını temsil etmektedir (Turabi vd 2010) Renk ölçümü Renk ölçümü için renk okuyucusu (Minolta CR-300, Japonya ) kullanılmıştır (Şekil 3.1). Hunter L, a, b renk değerleri not edilmiş ve Eşitlik 3.4 kullanılarak renk değişimi (ΔE değeri) hesaplanmıştır; [( L ) ( ) ( ) ] 1/ 2 0 L + a0 a + b0 b E = (3.4) Eşitlikteki L, a, b değerleri örneğe, L o, a o ve b o değerleri ise referans olarak alınan baryum sülfata (beyaz renk) aittir (Keskin 2003). 42

55 Şekil 3.1 Renk ölçüm cihazı Gözeneklilik değerinin belirlenmesi Gözeneklilik değerlerinin belirlenmesinde görüntü analizi metodu kullanılmıştır. Pişirilen kekler dikey olarak iki parçaya ayrılmıştır. Sabit ışıkta sabit mesafeden bir fotograf makinesi (Nikon Coolpix S2600, Japonya) kullanılarak fotoğrafları çekilmiştir. Image J (Image Processing and Analysis in Java) programı yardımı ile işlenerek gözeneklilik hesaplanmıştır. Gözeneklilik hesaplaması sırasında yaklaşık 2 cm 2 lik kesit alanı kullanılmıştır. Bu programda iki faz arasındaki (gözeneklerin ve katı kısmın arasındaki) kontrastan yararlanılmaktadır (Datta vd 2007). Şekil 3.2 ve 3.3 de keklerde gözenekliliğin ölçüm aşamaları gösterilmiştir. 43

56 Şekil 3.2 Gözeneklilik değerinin hesaplanmasında kullanılan bir resim Şekil 3.3 Gözeneklilik değerinin ölçüm aşamaları (A ve B 350W mikrodalga gücü ile 3,5 dk pişirlen %1,2 DATEM ve %40 nohut unu içeren örneğin gözenek miktarlarını gösteren program çıktıları) 44

57 Tekstür analizi Tekstür analizi için tekstür analizörü (TAPlus, Lloyd Instruments LR 30K, İngiltere) kullanılmıştır (AACC 1990). Örnekler en, boy ve yüksekliği sırasıyla 30 mm, 30 mm ve 20 mm olacak şekilde kesilerek 50 N luk bir kuvvetle %25 oranında sıkıştırılarak incelenmiştir. Ölçümler sırasında çapı 1.27 cm olan bir silindir uç kullanılmıştır (Demirekler 2004). Şekil 3.4 Tekstür analiz cihazı Özgül hacmin belirlenmesi Örneklerin özgül hacmi kolza tohumu kullanılarak uygulanan yer değiştirme methodu (AACC 1990) ile belirlenmiştir. Kek hacminin hesaplanması için aşağıdaki eşitlikler kullanılmıştır. W tohum = W toplam - W kek - W kap ( 3.5) 45

58 V tohum = W tohum / tohum (3.6) V kek = V kap V tohum (3.7) Keklerin özgül hacmi ise aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır. SV kek = V kek / W kek (3.8) W (kg) ağırlık, V (m 3 ) hacim, (kg/m 3 ) yoğunluk and SV (m 3 /kg) özgül hacimdir Dielektrik özelliklerin ölçülmesi Dielektrik özelliklerin (dielektrik sabiti ve kayıp faktörü) ölçümü için dielektrik probu ve ağ analizörü (Agient Tecnologies ES061B ENA Series Network Analyzer, ABD) kullanılmıştır. Ölçümler 500MHz-3GHz frekans aralığında oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Prob su ve hava ölçümleri ile kalibre edilmiştir (Sakiyan Deimirkol 2007a). Şekil 3.5 Dielektrik ölçüm cihazı 46

59 Nüfuz derinliği dielektrik sabiti ve kayıp faktörü belirlendikten sonra aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesaplanmıştır (3.9) Eşitlik 3.9 da c ışık hızı olup m/s olarak ifade edilir İstatistiksel analiz Verilerin daha anlamlı hale gelebilmesi için istatiksel analizler yapılmıştır. Bunun için MINITAB 16 programı (Minitab Inc., State College PA, ABD) ile yanıt yüzey yöntemi kullanılmıştır. Bütün bağımlı değişkenler için ikinci dereceden denklem kullanılarak elde edilen verilerin çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Varyans analizi bağımsız değişkenlerin istatistiki olarak önemli ölçüde birbirlerinden farklılıklarını belirler ((p 0.05). Değişken ortalamaları Duncan çoklu karşılaştırma testi ile karşılaştırılır. Her bir deney koşulu için üç paralel yapılır ve bunların ortalamaları bulunarak kaydedilir. 47

60 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Kullanılan un örneklerinin analizleri referans metotlar kullanılarak yapılmıştır. Çizelge 4.1 Buğday unu örneği için analiz sonuçları ANALİZ SONUÇ Rutubet (%) 11,83 Kül (% kmd) 0,60 Yaş Gluten (%) 20,1 Kuru Gluten (%) 6,8 Sedimantasyon (ml) 24 Protein (% kmd) (f:5,7) 9,52 Farinograf (% su kal.) 53,2 Ekstensograf (enerji)(cm 2 ) Not: Ekstensograf değerleri 45, 90 ve 135 dakika sonraki enerji değerleridir. Çizelge 4.2 Nohut unu örneği için analiz sonuçları ANALİZ SONUÇ Rutubet (%) 9,37 Kül (% kmd) 3,02 Protein (% kmd) (f:6,25) 21,77 Örneklerin analizleri incelenerek kek yapımı için uygun un seçimi yapılmaya çalışılmıştır. Kek ununun seçiminde dikkat edilecek kül içeriğinin düşük (%0,3-0,7) olması, protein içeriğinin düşük (%7-10) olması ve su kaldırma miktarının düşük (%48-55) olması gibi kriterler dikkate alınmıştır. Analizlere başlanmadan önce keklerin pişirileceği güç değerleri ve pişirme sürelerinin belirlenebilmesi için keklerin pişme durumları incelenmiştir. Uygun pişirme süresi ve mikrodalga gücü aralıklarının belirlenmesi için ön çalışma yapılmıştır. Ön çalışma sonuçlarına göre deney tasarımında kullanılacak mikrodalga gücü ve pişirme süresi değerleri sırasıyla 300W-350W-400W ve 2,5 dk-3 dk-3,5 dk olarak belirlenmiştir. 48

61 Birçok yanıt yüzey yöntemi probleminde, yanıt ve bağımsız değişken arasındaki fonksiyonun matematiksel formu genellikle bilinmediğinden tahminlenmesi gerekmektedir. Sistemin yanıtı, bağımsız değişkenin bir lineer fonksiyonu olarak iyi bir uyum veriyorsa, birinci dereceden polinomiyal denklem, model olarak kullanılabilir. Eğer sistemin yanıt yüzeyinde bir eğrilik varsa, ikinci dereceden polinomiyal denklemler gibi daha yüksek dereceli polinomiyal denklemler kullanılmalıdır. Birinci dereceden polinomiyal modeller gerçek yanıt yüzeyindeki eğriliği tahminlemede yetersiz kalmaktadır. İkinci dereceden polinomiyal modellerin yanıt yüzey yönteminde yaygın olarak kullanımının pek çok nedeni vardır: Esnekliği nedeni ile çok çeşitli fonksiyonel formlar alabildiğinden gerçek yanıt fonksiyonun tahminlenmesinde kolaylık sağlamakta, katsayı değerleri karmaşık hesaplamalar olmadan en küçük kareler yöntemi kullanılarak tahminlenebilmekte ve optimum nokta matematiksel olarak kolayca belirlenebilmektedir (Koç ve Kaymak Ertekin 2009). Çalışmada bağımlı ve bağımsız değişkenleri birbirleri ile ilişkilendiren ikinci mertebeden bir model oluşturulmuştur (4.1). (4.1) Bu eşitlikte, X i ler bağımsız değişkenleri (X 1 mikrodalga gücü, X 2 pişirme süresi, X 3 DATEM miktarı ve X 4 nohut unu miktarı), b i ler model sabitlerini, ve Y ler bağımlı değişkenleri (toplam renk değişimi, sertlik, dielektrik özellikler, gözeneklilik, özgül hacim ve ağırlık kaybı) göstermektedir. Çizelge 4.3 de verilen modeller yanıt yüzey yöntemi kullanılarak hesaplanan katsayıların Eşitlik 4.1 de yerlerine konulması ile oluşturulmuştur. Kek formülasyonu ve pişirme koşulları yanıt yüzey yöntemi kullanılarak optimize edilmiştir. Nohut unu ve DATEM miktarı ile pişirme süresi ve mikrodalga gücüne ait optimum değerler belirlenmiştir. 49

62 Çizelge 4.3 Farklı mikrodalga güçleri ile farklı sürelerde pişirilen keklere ait modeler Kalite parametresi Eşitlik r 2 Uyum Eksikliği Ağırlık Kaybı Y 5 =9,0036 * +0,0583X 1 +3,3823 * X 2 +0,0632X 3 +0,1777X 4-0,7089X ,8944 * X 2 2-0,7946X ,3718 * X ,0494X 1 X 2-0,6981X 1 X 3 +0,0857X 1 X 4-0,0995X 2 X 3-2,8252 * X 2 X 4 + 0,0269X 3 X 4 91,03 7,97** Toplam Renk Farkı Y 2 = 58,7210 * -0,8761 * X 1-0,1981X 2 +0,5482X 3-1,5821 * X 4-0,3913X 2 1-1,0461X ,4338 * X ,4371 * X ,2765X 1 X 2 + 0,2557X 1 X 3-0,5526X 1 X 4 +2,2745 * X 2 X 3-0,5794X 2 X 4-2,7823 * X 3 X 4 85,25 0,86** Gözeneklilik Y 3 = 26,2175 * +0,5325X 1 +1,3925 * X 2 +1,2879 * X 3-1,9520 * X 4-0,3429X ,3709 * X 2 2-0,5671X 2 3-1,7270 * X 2 4-1,0385X 1 X 2 + 0,5264X 1 X 3 +0,2094X 1 X 4 +1,2386X 2 X 3 +0,9700X 2 X ,14 0,65** 0,2439X 3 X 4 Özgül Hacim Y 4 =1,9001 * -0,0061X 1 +0,1219 * X 2-0,1796 * X 3-0,0345X 4 + 0,0092X 2 1-0,0225X 2 2-0,0892 * X 2 3-0,1087 * X ,0243X 1 X 2 +0,0677X 1 X 3-0,0605X 1 X 4-0,0438X 2 X 3-0,0010X 2 X 4-0,2095 * X 3 X 4 89,19 3,48** 50

63 Sertlik Y 1 =0,5093 * +0,0367X 1 +0,2572 * X 2 +0,0196X 3 +0,0741 * X 4 + 0,0181X 1 +0,2776 * X 2 2-0,1062X ,0128X 2 4-0,1197 * X 1 X 2-0,0477X 1 X 3 + 0,0278X 1 X 4-0,0578X 2 X 3-0,0135X 2 X 4-92,74 0,93** 0,0074X 3 X 4 Dielektrik Sabiti Y 6 =10,3965 * +0,6747X 1-1,2189 * X 2 +0,8627 * X 3 +1,1913 * X 4 + 0,7176X 2 1-1,5489 * X ,2410X ,5648X ,4369 * X 1 X 2 +2,1053 * X 1 X 3 +1,2967 * X 1 X 4-0,0249X 2 X 3-0,2968X 2 X 4-1,2399 * X 3 X 4 87,31 6,45** Dielektrik Y 7 =2,9105 * +0,2952X 1-0,4004 * X 2 +0,2580X 3 +0,5951 * X ,21 1,00** Kayıp Faktör 0,4322X 1 2-0,2401X ,6360 * X ,5317 * X ,1000 * X 1 X 2 +0,8901 * X 1 X 3 +0,7330 * X 1 X 4-0,5485X 2 X 3-0,0805X 2 X 4-0,4868X 3 X 4 Nüfuz Y 8 =0,0218 * -0,0019 * X 1 +0,0010X 2-0,0007X 3-0,0034 * X ,00 159,34 Derinliği 0,00005X ,0001X 2 2-0,0039 * X 3 2-0,0017X 4 2-0,0078 * X 1 X 2-0,0028 * X 1 X 3 +0,0004X 1 X 4 +0,0024 * X 2 X 3-0,0016X 2 X 4 + 0,0016X 3 X 4 * p 0.05 seviyesinde fark önemlidir. ** uyum eksikliğinin p 0.05 seviyesinde önemli olmadığını göstermektedir. (X1, mikrodalga gücü; X2, pişirme süresi; X3, DATEM miktarı; X4, nohut unu miktarı) 51

64 4.1 Kek Yapımında Kullanılan Malzemelerin Dielektrik Özellikleri Her bir bileşenin dielektrik özellikleri 2450 MHz ve 25 0 C de ölçülmüş ve Çizelge 4.4 de verilmiştir. Çizelge 4.4 Kek hamuru bileşenlerinin dielektrik özellikleri Bileşen Dielektrik Sabiti Dielektrik Kayıp Faktörü Nüfuz Derinliği (cm) DATEM 1,4259±0,0720 0,0168±0,0020 1,9794±0,2100 Kabartma tozu 1,7144±0,3070 0,0355±0,0100 1,0746±0,2000 Nohut unu 2,2590±0,1000 0,1129±0,0100 0,3695±0,0270 Şeker 1,5942±0,1200 0,0024±0,0007 9,4064±0,0120 Su 70,4842±2,2400 9,2665±0,1800 0,0250±0,0008 Süt tozu 1,6816±0,2100 0,0365±0,0120 1,0620±0,2520 Tuz 1,9540±0,0040 0,0410±0,0030 0,9395±0,0098 Un 2,0722±0,1900 0,1396±0,032 0,2996±0,0670 Yumurta akı 1,6656±0,2200 0,0257±0,0045 1,4057±0,1460 Yağ 4,4570±0,0290 0,6330±0,0055 0,0920±0, Kek Hamurunda Yapılan Analizler Yoğunluk Hamurun yoğunluk gibi fiziksel özellikleri kek kalitesinin belirlenmesinde önemli etkiye sahiptir. Yoğunluk mekanik karıştırma işlemi sırasında hamurun içine nüfuz eden havanın miktarıyla ilişkilidir (Allais vd 2006). Hamur yoğunluğu değişimi karıştırma zamanının bir fonksiyonudur ve kek hacmi de hamurun içerisine nüfuz edilen hava miktarı ile ilgilidir (Salazar vd 2004). 52

65 Çizelge 4.5 Farklı kek hamuru formülasyonlarının yoğunluk değerleri Örnek Yoğunluk (g/ cm 3 ) 0 nohut unu-0 DATEM 1,2693±0, nohut unu-0,4 DATEM 1,2484±0, nohut unu-0,8 DATEM 1,2150±0, nohut unu-1,2 DATEM 1,1816±0, nohut unu-0 DATEM 1,2917±0, nohut unu-0 DATEM 1,3062±0, nohut unu- 0 DATEM 1,3338±0, nohut unu-0,4 DATEM 1,2202±0, nohut unu-0,8 DATEM 1,1984±0, nohut unu-1,2 DATEM 1,1916±0, nohut unu-0,4 DATEM 1,2677±0, nohut unu-0,8 DATEM 1,2342±0, nohut unu-1,2 DATEM 1,2154±0, nohut unu-0,4 DATEM 1,3028±0, nohut unu-0,8 DATEM 1,2798±0, nohut unu-1,2 DATEM 1,2401±0,0075 Nohut ununun buğday ununa ilave edilerek kullanılması hamur yoğunluklarını artırmıştır (Çizelge 4.5). Bu durum Gomez vd. (2008) de de rapor edilmiştir. Bu 53

66 çalışmada hamur yoğunluğu silindir bir kabın kullanılarak aynı hacimdeki suyun ağırlığı ile hamur ağırlıklarının ilişkilendirilmesi sonucunda hesaplanmıştır. Bu çalışmaya göre yüksek hamur yoğunluğunun düşük kek hacmine sebep olduğu bilindiğinden bu beklenen bir durumdur. Nohut unu miktarı arttıkça daha az sayıda hava molekülü hamurun içerisine nüfuz edebilmiştir. Handleman, Conn, ve Lyons (1961) hamur yoğunluğu, hamur viskozitesi ve yüzey gerilimi ile kekin son ürün karakteristikleri arasında bir ilişki bulmuşlardır. Bununla birlikte gaz tutma miktarının ve kabartma tozunun çeşidinin kalite özellikleri üzerinde önemli etkisi olduğu da gözlemlenmiştir. Oluşan son ürün hacmi bütün bu özelliklerin interaksiyonları sonucunda belirlenmektedir Dielektrik özellikler Formulasyona göre kek hamurlarının dielektrik özellikleri 2450 MHz ve 25 0 C de ölçülmüş ve Çizelge 4.6 te verilmiştir. Formülasyona göre kek hamurlarının dielektrik özellikleri incelendiğinde Çizelge 4.6 ten anlaşıldığı üzere en yüksek dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörü %50 nohut unu ve %0,8 emülgatör kullanılan formülasyonda bulunmuştur. %0 nohut unu ve %0 DATEM kullanıldğında ise en düşük değerler elde edilmiştir. Nohut unu miktarı arttıkça daha az sayıda hava molekülü hamurun içerisine nüfuz edebilmiştir. Havanın dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörü düşük olduğu için bu durum hamurun dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörünün nohut unu miktarı arttıkça artmasını sağlamaktadır. Turabi vd (2010) a göre ksantan gum ve guar gum eklenen formülasyonlara ait hamurların 25 0 C de ölçülen dielektrik özellikleri karşılaştırıldığında en yüksek değerler ksantan gum ve guar gumın en fazla ilave edildiği değerlerdir. Öyleyse formülasyona buğday unu haricinde bir bileşen ilavesi dielektrik özellikleri arttırmaktadır denilebilir. 54

67 Çizelge 4.6 Farklı kek hamuru formülasyonlarının dielektrik özellikleri Örnek Dielektrik Sabiti DielektrikKayıp Faktörü Nüfuz Derinliği (cm) 0 nohut unu-0 DATEM 11,2900±3,3300 4,4000±2,1300 0,0200±0, nohut unu-0,4 DATEM 12,6446±0,6004 5,7263±0,3390 0,0175±0, nohut unu-0,8 DATEM 11,38617±0,4945 5,7732±0,2569 0,0166±0, nohut unu-1,2 DATEM 11,9610±0,8856 6,0192±0,5022 0,0163±0, nohut unu-0 DATEM 11,6638±1,4379 5,8105±0,7896 0,0168±0, nohut unu-0 DATEM 10,2163±1,0462 4,9949±0,5783 0,0182±0, nohut unu-0 DATEM 11,6012±0,7928 5,7467±0,3086 0,0168±0, nohut unu-0,4 DATEM 13,8500±1,8800 6,0000±1,6200 0,0100±0, nohut unu-0,8 DATEM 16,7000±0,9900 7,9100±0,4600 0,0100±0, nohut unu-1,2 DATEM 16,8500±2,0500 7,7600±0,9000 0,0150±0, nohut unu-0,4 DATEM 16,3800±2,0700 7,5400±0,8500 0,0150±0, nohut unu-0,8 DATEM 14,7800±0,6700 6,8200±0,3800 0,0150±0, nohut unu-1,2 DATEM 15,0060±0,7800 6,9600±0,4500 0,0150±0, nohut unu-0,4 DATEM 16,6800±2,1400 7,8200±0,9800 0,0140±0, nohut unu-0,8 DATEM 18,0600±1,4000 8,5300±0,6100 0,0140±0, nohut unu-1,2 DATEM 15,5300±0,4600 7,2400±0,2600 0,0150±0,

68 4.3 Kek Örneklerinde Yapılan Analizler Ağırlık kaybı Ağırlık kaybı, nem kaybına ait bir belirteç olduğu için son derece önemlidir. Bağımsız değişkenlerden sadece pişirme süresinin ağırlık kaybı üzerinde önemli etkiye sahip olduğu bulunmuştur (Çizelge 4.3). Pişirme süresindeki artış ağırlık kaybı değerlerini pozitif yönde etkilemiştir (Şekil 4.1). Benzer bir sonuç literatürde başka çalışmalarda da rapor edilmiştir (Demirekler vd. 2004; Turabi vd. 2008). Bu durum pişirme süresinin uzamasının ürünün daha fazla mikrodalgaya maruz kalmasına ve bu nedenle daha fazla nem kaybı oluşmasına bağlanabilir. Bir gıdamateryali mikrodalga ile pişirildiğinde konvansiyonel fırında pişirilenlere göre daha fazla oluşan iç ısı gıdanın içerisinde daha çok buhar oluşmasına neden olmaktadır. Gıdanın içerisinde oluşan pozitif basınç sonucunda daha fazla buhar gıda materyalinden ayrılmaktadır (Datta 1990b, Cauvain 1998). Şekil 4.1 Ağırlık kaybı (%) değerinin mikrodalga gücü ve pişirme süresi ile değişimi(x 3 =0, X 4 =0) 56

69 4.3.2 Renk Toplam renk değişimi açısından formülasyon ve pişirme koşulları değerlendirildiğinde mikrodalga gücü ve nohut unu konsantrasyonunun etkisinin istatiksel olarak önemli olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 4.3). Mikrodalga gücü ve toplam renk farkı arasında negatif bir ilişki bulunmuştur (Şekil 4.2). Mikrodalga pişirmenin mekanizması gereği yüzeyde esmerleşme reaksiyonları gerçekleşmez. Bu durum renk oluşumunu engellemektedir. Mikrodalga ile renk arasındaki negatif ilişki tamamen kekin birleşenleri ve bu bileşenlerin mikrodalga ile interaksiyonu ile açıklanabilir. İçöz vd. (2004) yaptıkları çalışmada bu sonucu destekleyen verilere ulaşmışlardır. Renk değişimi üzerine negatif etkisi olduğu bulunan diğer bir bağımsız değişken nohut unu konsantrasyonudur (Çizelge 4.3 ve Şekil 4.3). Bu duruma örneğin azalan L değerlerinin neden olduğu düşünülmektedir. Nohut unu konsantrasyonunun artması örneğin koyulaşmasına neden olmaktadır. Şekil 4.2 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün renk farkı üzerine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) 57

70 Benzer bir sonuç Gomez vd. (2007) tarafından da rapor edilmiştir. Gomez vd. (2007) farklı buğday nohut unu konsantrasyonu ile hazırlanan kek örneklerinin pişme sonrası L, a, b değerlerini incelediklerinde L değerlerinin artan nohut unu konsantrasyonuyla azaldığını bulunmuşlardır. Renk için oluşturulan model incelendiğinde diğer bağımsız değişkenler olan pişirme süresi ve emülgatör konsantrasyonunun etkisi istatistiki olarak önemsiz bulunmuştur. Şekil 4.3 Nohut unu konsantrasyonu ve pişirme süresinin renk farkı üzerine etkisi (X 1 =0, X 3 =0) Gözeneklilik Gözeneklilik değerleri incelendiğinde pişirme süresi, emülgatör konsantrasyonu ve nohut unu konsantrasyonunun önemli etkileri olduğu bulunmuştur (Çizelge 4.3). Pişirme süresi ve emülgatör konsantrasyonu gözeneklilik üzerine pozitif etkiye sahipken nohut unu konsantrasyonu negatif etkiye sahiptir. 58

71 Şekil 4.4 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) Şekil 4.5 Emülgatör konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi (X 2 =0, X 4 =0) 59

72 Pişirme süresindeki artışın gözeneklilik değerlerinde artışa neden olması ısınmakta olan hamurun kabarması ile açıklanabilir (Şekil 4.4). Isıtma sırasında gazların çözünürlüğünde bir azalma gözlenir ve sıcaklık artışı ile karbondioksit gazı serbest kalır. Böylece gözeneklilikte bir artış gözlemlenir. Bu durum başka çalışmalarda da gözlemlenmiştir (Şakıyan Demirkol 2007b). Gözeneklilik üzerine DATEM mikrarının pozitif etkisi ise literatürde değişik araştırmalarda tespit edilen bir sonuçtur (Şekil 4.5). Şakıyan Demirkol vd. (2007b) yaptığı çalışmada emülgatörlerin hamurun hava tutma kapasitesini artırdığını ve bu nedenle daha gözenekli bir yapıya sahip ürün elde edildiğini belirtmiştir. Şekil 4.6 Image J programı görüntü analizi basamaklarına ait görseller (A-350W mikrodalga gücünde 3,5dk süreyle pişirilen %0,4 emülgatör ve %40 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı; B- 350W mikrodalga gücünde 3,5dk süreyle pişirilen %1,2 emülgatör ve %40 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı). 60

73 Eşit miktarda nohut unu eklenmesiyle elde edilen keklerin aynı mikrodalga gücünde ve aynı süreyle pişirilmesi sonucunda emülgatör konsantrasyonu artışıyla gözenek sayısının arttığı ve gözenek dağılımının daha homojen bir dağılım gösterdiği tespit edilmiştir (Şekil 4.6). Benzeri bir sonuç Sahi ve Alava (2003) tarafından da rapor edilmiştir. Yaptıkları çalışmada kek hamuruna yüksek konsantrasyonda emülgatör eklenmesinin düzgün bir gözenek dağılımına neden olduğunu tespit etmişlerdir. Kullanılan emülgatörün türünün ve miktarının gözenek yapısı ve dağılımı üzerine etkili olduğunu ve bu durumun da son ürün kalitesini değiştirdiğini rapor etmişlerdir. Gözeneklilik üzerine etkili olduğu bulunan son bağımsız değişken nohut unu konsantrasyonudur (Çizelge 4.3). Daha önce de belirtildiği gibi nohut ununun gözeneklilik üzerine negatif bir etkisi olduğu bulunmuştur (Şekil 4.7). Şekil 4.7 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün gözeneklilik (%) üzerine etkisi (X 2 =0, X 3 =0) 61

74 Bu durumun nedeni artan nohut ununu konsantrasyonunun yüksek yoğunluklu kek hamuruna neden olması (Çizelge 4.5) ve nohut unu konsantrasyonu arttıkça ürün formülasyonundaki gluten miktarının azalması olabilir. Bilindiği gibi hava taneciklerinin yoğunluğu düşüktür. Bu yüzden hamurun daha az hava taneciği içermesi hamur yoğunluğunu arttırmaktadır. Ayrıca nohut unu buğday unu ile kıyaslandığında gluten içermediği için nohut unu miktarının formülasyonda artması hava taneciklerini bağlayacak gluten protein matriksinin formülasyonda seyrelmesine ve sonuçta az sayıda gözenek oluşumuna neden olur (Şekil 4.7 ve 4.8). Şekil 4.8 Image J programı görüntü analizi basamaklarına ait görseller (A-350W mikrodalga gücünde 2,5dk süreyle pişirilen %0,8 emülgatör ve %30 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı; B- 350W mikrodalga gücünde 2,5dk süreyle pişirilen %0,8 emülgatör ve %50 nohut unu kullanılarak hazırlanmış örneğe ait program çıktısı). 62

75 Kohajdova vd. (2011) yaptığı araştırmada kraker pişirilirken nohut unu ilave edilmesinin, gözeneklilik miktarını azalttığını tespit etmiştir. Gözeneklilik miktarının azalması bu çalışmada gluten miktarının seyrelmesiyle birlikte gluten protein matriksinin daha az gaz tutabilmesi ve bu nedenle daha az gözenekli bir ürün elde edilmesiyle açıklanmıştır.gomez vd. (2008) de bu durumun nedenini nohut ununun düşük pik viskozite değerine sahip olmasının gaz tutma miktarını ve hacmen genişleme oranını düşürmesine neden olduğunu savunmuşlardır.keklerin gözenek boyutları incelendiğinde formülasyona bağlı olmaksızın tüm keklerde büyük çukurlar gözlemlenmiştir (Şekil 4.8). Bu çukurların nedeni mikrodalga ile pişirme sırasında gerçekleşen düzgün olmayan ısınma sonucu oluşan lokal sıcak noktalardır. Mikrodalga ile pişirilen kek içinde oluşan yüksek basınç nedeniyle gevşek ve gözenekli yapıya sahip olmuş olabilir. Bu sonuçlar başka araştırmalarda da bulunmuştur (Şakıyan Demirkol, 2007b) Özgül hacim Kekin kalitesinin değerlendirilebilmesi için önemli parametrelerden biri de özgül hacimdir. X 4 =0) Şekil 4.9 Özgül hacmin mikrodalga ve pişirme süresi ile değişimi (g/cm 3 ) (X 3 =0, 63

76 Çalışmada elde edilen özgül hacim değerleri incelendiğinde istatistiksel olarak önemli etkisi bulunduğu tespit edilen değişkenler pişirme süresi ve emülgatör (DATEM) konsantrasyonudur. Özgül hacim değerleri ile pişirme süresi arasında pozitif bir ilişki bulunmuştur (Çizelge 4.3). Hamur içerisinde bulunan hava gözeneklerinin genleşip yapı içerisindeki gözenekleri oluşturabilmesi ve kek yapısının oluşabilmesi için belli bir süre geçmesi gereklidir. Bu durum pişirme süresi ile özgül hacim arasındaki pozitif ilişkiyi açıklamaktadır (Şekil 4.9). Başka çalışmalarda da keklerin özgül hacminin pişirme zamanı artışıyla arttığı rapor edilmiştir. Demirekler (2004) yaptığı çalışmada ekmek örneklerinde pişirme süresi artışının özgül hacmi arttırdığını rapor etmiştir. Şekil 4.10 Özgül hacmin emülgatör konsantrasyonu ve mikrodalga gücü ile değişimi (g/cm 3 ) (X 2 =0, X 4 =0) 64

77 Özgül hacim üzerine etkili olan diğer bir bağımsız değişken emülgatör konsantrasyonudur. DATEM miktarı ile özgül hacim arasında elde edilen negatif korelasyon DATEM in mikrodalgada pişirilen kek örnekleri için uygun bir emülgatör olmadığı düşüncesini oluşturmuştur (Şekil 4.10). Çalışmada incelenen diğer bağımsız değişkenler olan mikrodalga gücü ve nohut unu konsantrasyonunun özgül hacim üzerine etkisi önemli değildir (Çizelge 4.3). Nohut unu konsantrasyonunun nispi etkisi değerlendirildiğinde negatif olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sonuç nohut unu kullanılarak üretilen diğer ürünlerde de bulunmuştur. Nohut unu kullanılarak üretilen krakerlerin kullanılmayanlara göre %30 daha düşük hacimde olduğu bulunmuştur (Kahaajdova 2011). Bu durum Gomez vd (2008) ve Hemeda ve Mohamed (2010) tarafından keklerde de %20-30 hacim azalışı olarak gözlemlenmiştir. Gomez vd. (2008) buğday ununa göre nohut ununun protein miktarının fazla ve aminoasit yapısının değişik olmasının düşük hacimli kek elde edilmesinde etkili olabileceğini söylemişlerdir. Nohut unu ayrıca buğday ununa göre daha düşük pik viskoziteye sahip olduğu için daha düşük gaz bağlanmasına ve daha düşük genişlemeye neden olmaktadır. Kohajdova 2011 de yaptığı çalışmasında nohut ununun yüksek su tutma ve emülsüyon oluşturma kapasitesine sahip olduğunu ancak çok düşük su alıkoyma, şişme ve emülsiyon satabilitesi oluşturma yeteneğine sahip olduğunu belirtmiştir. Bu durum nedeniyle emülgatör ile nohut unu arasında oluşan interaksiyon sonucunda emülgatör hacim azalışına neden olmuş olabilir Tekstür profil analizi Tekstür özelliklerinden biri olan sertlik üzerine önemli etkisi bulunan bağımsız değişkenler pişirme süresi ve nohut unu miktarı olarak bulunmuştur. Etkisi istatistiksel olarak önemli olmayan değişkenler ise mikrodalga gücü ve emülgatör konsantrasyonu olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 4.3). 65

78 Artan pişirme süresinin örneklerin sertlik değerlerinde artışa neden olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 4.3). Pişirme süresindeki artış kek örneklerinin daha fazla mikrodalga radyasyonuna maruz kalmasına neden olmuş ve bu durum nem kaybının artışı ile sonuçlanmıştır. Örneklerin düşük nem içeriği daha sert bir yapıya sahip olmasına neden olmaktadır (Şekil 4.11). Sertlik değişimi pişirme işlemi süresince nem miktarı değişimi ile ilişkilidir (Mondal ve Datta 2008). Benzeri sonuçlar diğer araştırmacılar tarafından da rapor edilmiştir. Demirkesen vd (2011) kestane unu ve pirinç unu karışımı ile mikrodalgada pişirilen ekmek örneklerinde pişirme zamanı arttıkça sertliğin arttığını rapor etmiş bu durumun pişirme süresi boyunca artan nem kaybı ile ilişkili olduğunu söylemiştir. Benzer bir sonuç Demirekler vd. (2004) de buğday unu ile yapılan ekmeklerde de gözlemlenmiştir. Sevimli vd. (2005) e göre mikrodalga ile pişirilen fırın ürünleri yüksek nem kaybına uğradıkları için sert tekstüre sahiptirler. Bu durum mikrodalganın hızlı ısıtma prensibinden kaynaklanan yüksek buharlaşma miktarı ile açıklanmaktadır. Şekil 4.11 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün sertlik (kgf) üzerine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) 66

79 Nohut unu miktarı arttıkça örneklerin sertlik miktarı artmaktadır (Şekil 4.12). Bu sonuç Gomez vd. (2008) tarafından da bulunmuştur. Gomez vd. nohut unu konsantrasyonu artışının kek örneklerinde sertlik değerini arttırdığını gözlemlemiştir. Daha önceden de belirtildiği gibi nohut konsantrasyonunun artışı gözeneklilik miktarının düşmesine neden olmuştur. Nohut unu buğday unu ile kıyaslandığında gluten içermediği için nohut unu miktarının formülasyonda artması hava taneciklerini bağlayacak gluten protein matriksinin formülasyonda seyrelmesine ve sonuçta az sayıda gözenek oluşumuna neden olur. Bu durum da daha sert ürün elde edilmesine neden olmaktadır. Tekstür profil analizi sonucu elde edilen diğer özelliklere ait veriler düzenlenmiştir (Çizelge 4.7). Bu özellikler esneklik, iç yapışkanlık, sakızımsılık, çiğnenebilirlik ve elastikiyettir. Şekil 4.12 Nohut Unu Konsantrasyonu ve Mikrodalga Gücünün Sertlik (kgf) Üzerine Etkisi (X 2 =0, X 3 =0) 67

80 Çizelge 4.7 Tekstür profil analizi sonucu elde edilen özelliklere ait veriler X 1 X 2 X 3 X 4 Esneklik(cm) İç Yapışkanlık Sakızımsılık (kgf) Çiğnenebilirlik (kgf) Elastikiyet ,903±0,004 2,077±0,279 6,655±1,936 6,010±1,740 0,129±0, ,909±0,005 1,743±0,202 3,759±0,459 3,419±0,417 0,126±0, ,906±0,003 1,725±0,219 2,466±0,531 2,235±0,480 0,135±0, ,901±0,004 1,852±0,049 5,176±0,858 4,664±0,768 0,123±0, ,908±0,003 2,020±0,465 4,785±0,875 4,334±0,783 0,133±0, ,912±0,004 1,381±0,237 2,568±0,930 2,344±0,848 0,132±0, ,908±0,004 1,839±0,253 3,165±0,623 2,876±0,568 0,142±0, ,915±0,005 1,854±0,397 3,315±1,774 3,028±1,609 0,166±0, ,919±0,004 1,540±0,223 3,283±1,735 3,018±1,587 0,163±0, ,915±0,032 1,682±0,716 8,609±3,976 7,779±3,471 0,122±0, ,909±0,018 1,836±0,464 7,353±2,461 6,654±2,152 0,129±0, ,908±0,004 1,638±0,211 3,351±0,959 3,040±0,862 0,135±0, ,908±0,005 1,763±0,184 5,494±2,759 4,994±2,525 0,131±0, ,911±0,004 1,709±0,292 2,948±1,105 2,686±1,011 0,143±0, ,912±0,008 1,689±0,100 3,377±0,289 3,081±0,267 0,142±0, ,904 ±0,005 1,965±0,162 4,295±0,671 3,883±0,606 0,125±0, ,919±0,011 1,629±0,354 2,147±0,389 1,974±0,357 0,165±0, ,920±0,002 1,595±0,139 2,506±0,970 2,307±0,987 0,168±0, ,909±0,010 2,145±0,459 5,283±1,345 4,798±1,180 0,149±0, ,853±0,092 1,338±0,594 2,781±1,253 2,467±1,197 0,123±0, ,913±0,004 1,606±0,162 3,175±0,294 2,898±0,262 0,145±0, ,906±0,003 2,075±0,284 5,446±1,459 4,932±1,307 0,145±0, ,905±0,002 1,542±0,180 3,620±0,398 3,276±0,353 0,120±0, , 908±0,002 1,820±0,389 4,012±1,822 3,642±1,652 0,133±0, ,915±0,001 1,662±0,265 4,408±1,662 4,035±0,517 0,151±0,0,10 (X 1, mikrodalga gücü; X 2, pişirme süresi; X 3, DATEM miktarı; X 4, nohut unu miktarı) 68

81 4.3.6 Dielektrik sabiti Dielektrik özellikler mikrodalga enerjisinin gıdalar ile interaksiyonlarını anlayabilmek için gerekli özelliklerdir. Bir materyalin mikrodalgayı ısıya çevirebilme yeteneği onun dielektrik özellikleri bilinerek anlaşılabilir. Dielektrik özelliğin gerçek kısmı elektrik enerjisinin depolanma özelliğini simgeleyen dielektrik sabiti olarak adlandırılır (Cemeroğlu 2005). Pişirme süresi ve emülgatör konsantrasyonu dielektrik sabiti üzerine etkili parametrelerdir (Çizelge 4.3). Pişirme süresi ile dielektrik sabiti arasında negatif bir ilişki vardır (Şekil 4.13). Bu durum nem kaybı ve gözeneklilik artışı ile açıklanabilir. Zuercher vd (1990) yaptıkları çalışmada nem miktarının dielektrik sabiti için en baskın değişken olduğunu söylemişlerdir. Yapılan çalışmada dielektrik sabiti 12,2 den (toplam pişirme süresinin üçte birinde) 4,5 e düşerken buna bağlı olarak dielektrik kayıp faktörü de 4,5 tan 1,2 e düşmüştür. Şekil 4.13 Pişirme süresi mikrodalga gücünün dielektrik sabiti üzerine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) 69

82 Mikrodalga ısıtmanın bir mekanizması olan dipolar rotasyon yüzünden nem miktarı önemlidir. Eğer sistemde daha çok bağımsız su molekülü var ise elektrik alanda örneğin birim başına düşen polarize olmuş dipol kuvvet sayısı daha fazla görülür (Şakıyan 2007a). Yine benzer bir şekilde pişirme süresi boyunca gözeneklilik değerlerinde artış gözlemlenmektedir. Bu bilgi yapı içerisindeki hava miktarının arttığını gösterir. Artan hava miktarının düşük dielektrik sabiti örneğin de dielektrik sabitinin azalmasına neden olmuştur. Benzeri bir sonuç literatürde başka çalışmalarda da rapor edilmiştir (Şakıyan vd 2007a). Dielektrik sabiti ile DATEM konsantrasyonu arasında pozitif bir korelasyon bulunmaktadır. Emülgatör miktarı artması dielektrik sabitini arttırmıştır (Şekil 4.14). Çizelge 4.6 incelendiğinde hamur örneklerine DATEM eklenmesinin formülasyonun dielektrik sabitini arttırdığı görülmektedir. Bu durum DATEM in dielektrik özellikler üzerine olumlu bir etkisi olduğunu göstermektedir. Dielektrik sabiti ile nohut unu konsantrasyonu arasında da pozitif bir ilişki bulunmaktadır (Çizelge 4.3). Daha önce de belirtildiği gibi nohut unu miktarı arttıkça gözeneklilik miktarı azalmaktadır (Şekil 4.7, 4.8). Şekil 4.14 Nohut unu konsantrasyonu ve emülgatör konsantrasyonunun dielektrik sabiti üzerine etkisi(x 1 =0, X 2 =0) 70

83 Gözeneklilik miktarındaki azalma daha az sayıda hava molekülünün kek yapısına katılması anlamına gelmektedir. Havanın dielektrik sabiti düşük olduğu için bu durum daha yüksek dielektrik sabiti değerinin oluşmasıyla sonuçlanmaktadır. Dielektrik sabiti ile sertlik değeri arasında negatif korelasyon bulunmaktadır. (korelasyon katsayısı -0,753, p değeri 0,000). Dielektrik sabiti ve gözeneklilik değeri arasında da negatif korelasyon bulunmuştur (korelasyon katsayısı -0,405, p değeri 0,033). Dielektrik sabiti ve ağırlık kaybı arasında negatif korelasyon bulunmaktadır (korelasyon katsayısı -0,732, p değeri 0,000). Dielektrik sabiti ile renk farkı ve özgül hacim değerleri arasında korelasyon bulunmamıştır Dielektrik kayıp faktörü Dielektrik özelliğin sanal kısmı elektrik enerjisinin ısıya dönüşebilme yeteneğini belirten dielektrik kayıp faktörüdür. Gıdanın mikrodalga içerisinde ısınabilirliliğinin bir göstergesidir. Mikrodalga enerjisinin bir materyali aşarken uğradığı enerji kaybına, o materyalin kayıp faktörü denilmektedir (Cemeroğlu 2005). Çalışma bulguları incelendiğinde pişirme süresi ve nohut unu konsantrasyonunun etkisinin önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Pişirme süresi azaldıkça dielektrik kayıp faktörünün arttığı ve bu değişimin önemli olduğu bulunmuştur (Çizelge 4.1, Şekil 4.15). Bu durum nem kaybı ile ilişkilidir. Dielektrik özellikler gıdanın nem miktarı ve sıcaklığına bağlıdır (Calay vd 1995). Dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktöründeki artış nem miktarı ile ilişkilidir (Roebuck vd 1972, Nelson vd 1991). Nelson vd (1991) dielektrik sabiti ve kayıp faktörünün sıcaklık artışına bağlı olarak gıdadaki bağlı ve serbest su miktarıyla ilişkili olduğunu göstermiştir. 71

84 Şekil 4.15 Pişirme süresi ve mikrodalga gücünün dielektrik kayıp faktörü üzerine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) İstatistiki analiz incelendiğinde nohut unu miktarının dielektrik kayıp faktörü ile pozitif bir ilişkisi olduğu görülebilir (Şekil 4. 16). Dielektrik sabiti açıklanırken de değinildiği üzere nohut unu miktarı arttıkça gözeneklilik miktarı azalmaktadır (Şekil 4.7, 4.8). Gözeneklilik miktarındaki azalma daha az sayıda hava molekülünün kek yapısına katılması anlamına gelmektedir. Havanın dielektrik kayıp faktörü düşük olduğu için bu durum daha yüksek kayıp faktörü değerinin oluşmasıyla sonuçlanmaktadır. Dielektrik kayıp faktörünün gözeneklilik değeri ile arasında negatif bir korelasyon bulunmuştur (korelasyon katsayısı -0,464, p değeri 0,013). Dielektrik kayıp faktörünün sertlik, özgül hacim, renk farkı ve ağırlık kaybı ile arasında korelasyon yoktur. 72

85 Şekil 4.16 Nohut unu konsantrasyonu ve pişirme süresinin dielektrik kayıp faktörü üzerine etkisi (X 1 =0, X 3 =0) Nem miktarının fazla olmasına bağlı olarak dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörü hamur örneklerinde kek örneklerine göre daha yüksek bulunmuştur. Bu durum başka çalışmalarda da gözlemlenmiştir (Şakıyan Demirkol 2007a) Nüfuz derinliği İstatistiki analiz incelendiğinde nüfuz derinliğinin mikrodalga gücü ile ve nohut konsantrasyonu artışı ile azaldığı pişirme süresi artışı ile arttığı görülmektedir. Nufuz derinliği üzerine mikrodalga gücünün ve nohut unu konsantrasyonunun etkisi istatistiki olarak önemli bulunmuştur (Çizelge 4.3). Dielektrik özellikler ve nüfuz derinliği pişirme süresine bağlı olarak değişmektedir. Nüfuz derinliği dielektrik özellikler ile negatif bir şekilde değişir (Şekil 4.17). Bütün formülasyonlar incelendiğinde pişme süresi artışının dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp 73

86 Şekil 4.17 Mikrodalga gücü ve pişirme süresinin nüfuz derinliğine etkisi (X 3 =0, X 4 =0) faktörünü azalttığı ve nüfuz derinliğini arttırdığı görülmektedir. Bu durum örneklerin gözeneklilik miktarının pişirme süresi ile artmasına bağlanabilir. Daha fazla hava molekülünün bağlanması dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörünü düşürür, bu da nüfuz derinliğinin artmasına neden olur. Ayrıca daha önce de belirtildiği gibi pişirme süresinin artışı ağırlık kaybının artmasına yani nem miktarının azalmasına neden olur ki bu durum da dielektrik sabitini ve dielektrik kayıp faktörünün düşmesiyle sonuçlanarak nüfuz derinliğini arttırmaktadır. Bu sonuç Şakıyan Demirkol (2007a) de de rapor edilmiştir. Nem miktarı oldukça önemli bir parametredir. Eğer sistemde daha çok bağımsız su molekülü var ise elektrik alanda örneğin birim başına düşen polarize olmuş dipol kuvvet sayısı daha fazla görülür. Formülasyon da dielektrik özellikler üzerine etkilidir. Nohut unu eklenmesi dielektrik özelliklerin artmasına ve nüfuz derinliğinin azalmasına neden olur (Şekil 4.18). Nohut unu eklenmesi gözeneklilik miktarını azaltmaktadır, bu nedenle daha az hava molekülü içeren kek örnekleri daha yüksek nüfuz derinliğine sahip olacaktır. 74

87 Şekil 4.18 Nohut unu konsantrasyonu ve mikrodalga gücünün nüfuz derinliğine etkisi (X 2 =0, X 3 =0) 4.4 Pişirme Koşulları ve Formülasyonun Optimizasyonu Optimum mikrodalga gücünü, pişirme zamanını, nohut unu miktarını ve emülgatör miktarını bulmak için MINITAB 16 programı içerisindeki yanıt optimizasyonu aracından yararlanılmıştır. Optimum noktalar minimum ağırlık kaybı, minimum sertlik, maksimum renk farkı, maksimum gözeneklilik, maksimum özgül hacim, maksimum dielektrik sabiti ve maksimum dielektrik kayıp faktörü incelenerek belirlenmiştir. Program optimum noktaları kodlanmış olarak X 1 için 1, X 2 için -0,515152, X 3 için 1 ve X 4 için -1 olarak bulmuştur. Bu kodlanmış değerlerden kodlanmamış değerler hesaplandığında optimum nokta mikrodalga gücü için 400 W, pişirme süresi için 2,75 dakika (210 saniye), DATEM konsantrasyonu için %1,2 ve nohut unu konsantrasyonu için %30 olarak bulunmaktadır. Bu kodlanmamış değerlerin deneysel olarak bulunan değerleri renk farkı için 57,8072, dielektrik sabiti için 7,2120, dielektrik kayıp faktörü 75

88 için 2,0464, ağırlık kaybı için %7,9683, sertlik için 1,791 kgf, özgül hacim için 1,822 g/cm 3 ve gözeneklilik için % 18,946 olarak listelenebilir. Ayrıca kontrol olarak optimum koşullarda mikrodalga fırında %100 buğday ununu ve %0 emülgatör kullanılarak pişirilen kekler kullanılmıştır. Kontrol değerleri yaklaşık olarak renk farkı için 63,1027, dielektrik sabiti için 7,8504, dielektrik kayıp faktörü için 2,4371, ağırlık kaybı için %7,9230, sertlik için 1,035 kgf, özgül hacim için 1,8647g/cm 3 ve gözeneklilik için %18,28 olarak bulunmuştur. Kontrol olarak pişirilen keklerle optimum koşullarda ve optimum formülasyonla mikrodalgada pişirilen kekler karşılaştırıldığında renk farkı, özgül hacim ve dielektrik değerlerinin daha düşük, gözeneklilik değerlerinin daha yüksek olduğu görülmektedir. 76

89 5. SONUÇ Bu çalışmada mikrodalga pişirme için büyük önem taşıyan dielektrik özelliklerin belirlenmesi ve bu özelliklerin kekin kalite parametreleri ile ilişkilendirilmesi amaçlanmıştır. Dielektrik özellikler ve nüfuz derinliği mikrodalga enerijinin gıdalar ile interaksiyonlarını anlayabilmek için yararlı olabilecek özelliklerdir. Bu bağlamda bu çalışmadan elde edilen veriler mikrodalgada pişirilen fırın ürünlerinin geliştirilmesinde faydalı olabilecektir. Yanıt yüzey yöntemi başarı ile nohut unu ilave edilerek mikrodalgada pişirilen kekler için uygulanabilmiştir. Mikrodalga gücü renk farkı ve nüfuz derinliği üzerine; pişirme süresi ağırlık kaybı, gözeneklilik, sertlik, özgül hacim, dielektrik sabiti ve dielektrik kayıp faktörü üzerine; emülgatör konsantrasyonu gözeneklilik, özgül hacim ve dielektrik sabiti üzerine; nohut unu konsantrasyonu ise gözeneklilik, sertlik, renk farkı, dielektrik sabiti, dielektrik kayıp faktörü ve nüfuz derinliği üzerine etkisi önemli bulunan bağımsız değişkenlerdir. Dielektrik sabiti ile sertlik, gözeneklilik ve ağırlık kaybı arasında; dielektrik kayıp faktörü ile ise gözeneklilik arasında negatif korelasyon tespit edilmiştir. Keklerde aranan kalite kriterleri yüksek gözeneklilik değerine, düşük ağırlık kaybına, yüksek dielektrik sabitine, yüksek dielektrik kayıp faktörüne, yüksek hacme ve yumuşak tekstüre sahip bir yapıda olmasıdır. Ayrıca arzu edilen kahverengi kabuk rengine ulaşmak da önemli bir kriterdir. Tüm bunlar göz önüne alınarak optimize edilen kek formülasyonu belirlenmiştir. Optimum nokta mikrodalga gücü için 400W, pişirme süresi için 2,75 dakika, DATEM konsantrasyonu için %1,2 ve nohut unu konsantrasyonu için %30 olarak bulunmuştur. Eklenen emülgatör (DATEM) keklerin dielektrik özellikleri üzerine olumlu etkiler göstermesine karşın seçilen işlem koşullarında yeterli ölçüde sertlik ve özgül hacim gibi kriterler üzerine etki gösterememiştir. Bu durumun nedeni DATEM gibi emülgatörlerin kısa işlem süresinde kalite parametreleri üzerine etkili olamaması olabilir. DATEM in 77

90 hacim artışı sağlayabilmesi için daha uzun pişirme süresine ihtiyaç vardır. Bu yüzden katılan emülgatör (DATEM) ün mikrodalgada pişirilen ve nohut unu içeren kek örnekleri için uygun olmadığı ve farklı emülgatör çeşitlerinin denenmesinin yararlı olabileceği söylenebilir. Bu çalışmada nohut unu ilavesiyle fonksiyonel kek üretimi hedeflenmiştir. Ancak yüksek oranlarda nohut unu ilavesinin sert tekstürlü, düşük hacimli keklere neden olduğu görülmüştür. Bu nedenle nohut unu ilavesinin sınırlı miktarda tutulması gerekmektedir. Ayrıca üretilen kekler için duyusal analizler yapılması, tüketici gruplarının isteklerine göre aroma ve katkı maddeleri ilave edilmesi suretiyle lezzet ve görünüm açılarından daha uygun kek üretimi yapılması düşünülebilir. 78

91 6. KAYNAKLAR Ahmed, J., Ramaswamy H. S. and Raghavan V.G.S., Dynamic viscoelastic, calorimetric and dielectric characteristics of wheat protein isolates. Journal of Cereal Science. 47, Al- Muhtaseb, A. H., Hararah, M.A., Megahey, E.K., McMinn, W.A.M. and Magee, T.R.A., 2010a. Dielectric properties of microwave baked cake and its constituent over a frequency range of 0,915-2,450 GHz. Journal of Food Engineering. 98, Al- Muhtaseb, A. H., Hararah, M.A., Megahey, E.K., McMinn, W.A.M. and Magee, T.R.A., 2010b. Moisture adsorption isotherms of microwave baked madeira cake. LWT. Food Science and Technology. 43, Al- Muhtaseb, A. H., Megahey, E.K., McMinn, W.A.M., Magee, T.R.A., Neill, G. and Rashid, U., Textural characteristics of microwave baked madeira cake. LWT. Food Science and Technology. 4: 209, 2-8. Allais, I., Edoura-Gaena, R. B., and Dufour, E., Characterisation of lady finger batters and biscuits by fluorescence spectroscopy relation with density, color and texture. Journal of Food Engineering, 77, Alp, H., Yağsız süttozu ve soya ürünleri ile zenginleştrilmiş kek özelliklerine transglutaminaz enziminin etkisi üzerine bir araştırma. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi. Konya. Alton, W. J., Microwave pasteurization of liquids. Society of Manufacturing Engineers American Association of Cereal Chemists, Approved Methods of the AACC, 8 th edn. St. Paul, MN, USA. Anderson, J. W. ve Major, A. W., Pulses and lipaemia, short- and longterm effect: potential in the prevention of cardiovascular disease. British Journal of Nutrition, 3 (Suppl. 88), Anonymous, Pastry Baking Dept. of The Army Technical Manual and Dept.of The Air Force Manuel (10) : US. Army. A.B.D. Attia, R.S., El-Tabeyi M.A., Aman, M.E. and Hamza, M.A., Effects of cooking and decortication on the physical properties, the chemical composition and nutritive value of chickpea ( Cicer arietinum I.). Food Chemistry. 50,

92 Banik, S., Bandyopadhyay, S. and Ganguly, S Bioeffects of microwave-a brief review. Bio Resource Technology, 87, Bennion, E. B. and Bamford, G. S. T., The technology of cake making, edited by Bent, A. J. Sixth Edition. Blackie Academic and Professional. London. Bilgen, S., Coskuner, Y. and Karababa E., Effects of baking parameters on the white layer cake quality by combined use of conventional and microwave ovens. Journal of Food Processing Preservation. 28, Birnbaum, H., Emulsifiers as regulators of labile water distribution beween protein and starch. Bakers Dig., 29, Bornet, F. R., Billaux, M. S. and Messing, B., Glycaemic index concept and metabolic diseases. International Journal of Biology Macromolecules, 21, Brooker, B. E., The stabilization of air in cake batters- the role of fat. Food Structure. 12, Calay, R. K., Newborough, M., Probert, D. and Calay, P. S., Predictive equations for dielectric properties of foods. International Journal of Food Science and Technology. 29, Cauvain, S.P., Improving the control of staling in frozen bakery products. Trends Food Sci. Technol. 9, Cauvain S.P. and Young L.S., Baked products science, technology and Practice. Blackwell Publishing. BakeTran, High Wycombe, Bucks, UK. 113,114. Chan, T.V.C.T. and Reader, H.C., Understanding microwave heating cavities. Artech House Publishers. Chandrasekaran, S., Ramanathan, S.ve Basak, T., Microwave food processing a review, Food Research International. Cemeroğlu, B., Dondurulmuş ürünlerin çözülmesi. Gıda mühendisliğinde temel işlemler, Başkent Klişe Matbaacılık, , Türkiye. Coke, M., Wilde, P. J., Russell, E. J., and Clark, D. C., The influence of surface composition and molecular diffusion on the stability of foams formed from protein/surfactant mixtures. Journal of Colloid and Interfacial Science, 138,

93 Çelik, İ. ve Kotancılar H. G., Kimyasal kabartıcılar ve fırın ürünlerindeki fonksiyonları. Atatürk Üni.Zir.Fak.Der. 26 (3), Datta, A. K., 1990a. Heat and mass transfer in the microwave processing of food. Chemical Engineering Progress, 86, Datta, A. K., 1990b, Heat and mass transfer in the microwave processing of food. Chem. Eng. Progr Datta, A. K., Sahin, S., Sumnu, G. S., and Keskin, O., Porous media characterization of breads baked using novel heating modes. Journal of Food Engineering, 79(1), Decareau, R. V., and Peterson, R., Microwave processing and engineering. Chichester. Ellis Horwood. Demir B.,2008. Nohut ununun geleneksel erişte ve kuskus üretiminde kullanım imkanları üzerine bir araştırma. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi. Konya. Demirekler P., Optimization of microwave -halogen lamp baking of bread. M.Sc., Department of Food Engineering, METU. Ankara. Demirkesen I., Sumnu G., Sahin S. and Uysal N., Optimisation of formulations and infrared microwave combination baking conditions of chestnut rice breads. International Journal of Food Science and Technology. 46, Dibben, D Electromagnetics: fundamental aspects and numerical modeling. ın: handbook of microwave technology for food applications. A.K. Data and R.C. Anantheswaran (Editors), Marcel Dekker, 1-30, New York. Dodok, L., Ali, M. A., Hozova, B., Halasova, G., Polacek, I., Importance and utilization of chickpea in cereal technology. Acta Alimentaria, 22, Eggum, B. O. and Beame, R. M., The nutritive value of seed proteins. In W. Gottschalk, P. H. Muller (Eds.), Seed protein biochemistry, genetics and nutritive value ( ). The Hague: Junk. Elgün A. ve Ertugay Z Tahıl işleme teknolojisi. II. Baskı, Atatürk Üniversitesi Yayınları, Erzurum, Türkiye, 718. Elliasson, A. C., Starch gelatinization in the presence of emulsifiers: A morphological study of wheat starch. Starch, 37(12),

94 Encan, G., Kaya, M. ve Çifçi, C.Y., Nohutun dünya ve türkiye ekonomisindeki yeri. Süleyman Demirel Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 9 (1), Eren İ Patateslerin osmotik dehidrasyonunun response surface metodu kullanılarak optimizasyonu. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, İzmir, Türkiye. Faheid, S.M.M. and Hegazi, N.A, Effect of adding some legume flours on the nutritive value of cookies. Egyptian Journal of Food Science. 19, Ferreira, S. L. C., Bruns, R. E., Ferreira, H. S., Matos, G. D., David, J.M. and Brandão, G. C., Box-Behnken design: an alternative for the optimization of analytical methods. AnalyticaChimica Acta, 597, Fito, P., Chiralt, A. and Martin, M.E., Current state of microwave applications to food processing. In: Barbosa-Canovas, G.V., Tapia, S.M., Cano, M.P. (Eds.), Novel Food Processing Technologies. CRC press/marcel Dekker, NY, USA, Freeland-Graves, J. H., and Peckham, G. C., Foundations of food preparation. New York. Macmillian Publishing Company. Frye, A. M., and Setser, C. S., Bulking agents and fat substitutes. Low- Calorie Foods Handbook. New York. Marcel Dekker. Galema, S.A Microwave chemistry. Chem Soc Rev, 26, George, R.M. and Burnett, S.A General guidelines for microwaveable products. Food Control,2 (1), Ghiasi, K., Hoseney, R. C., and Varriano-Marston, E., Effects of flour components and dough ingredients on starch gelatinization. Cereal Chemistry, 60, Giese, J Advances in microwave food processing. Food Technol, 46 (9), Goebel, N.K., Grider, J. and Davis, E.A.,1984.The effects of microwave energy and conventional heating on wheat starch granule transformations. Food Microstructure. 3, Goni, I. and Valentin-Gamazo, C., Chickpea flour ingredient slows glycemic response to pasta in healthy volunteers. Food Chemistry 81,

95 Go mez M., Oliete B., Rosell C. M., Pando V. and Ferna ndez E., Studies on cake quality made of wheat chickpea flour blends. Food Science and Technology 41, Gong, W. J., Zhang, Y. P., Xu, G. R., Wei, X. J., and Lee, K. P. (2007). Optimization strategies for separation of sulfadiazines using Box-Behnken design by liquid chromatography and capillary electrophoresis. Journal of Central South University Technology, 14(2), Guo W., Wang S., Tiwari G., Johnson J.A. and Tang J., Temperature and moisture dependent dielectric properties of legume flour associated with dielectric heating. Food Science and Technology. 43, Guo W., Wu X., Zhu X. and Wang S., Temperature-dependent dielectric properties of chestnut and chestnut weevil from 10 to 4500 MHz. Biosystems Engineering. 110, Guy, C. E. R., and Sahi, S. S., Application of lipase in cake manufacture. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86, Han J., Janz J.A.M. and Gerlat M., Development of gluten-free cracker snacks using pulse flours and fractions. Food Res. Inter., 43, Handleman, A. R., Conn, J. F., and Lyons, J. W., Bubble mechanics in thick foams and their effects on cake quality. Cereal Chemistry, 38, Harrison, D.L., Microwave versus conventional cooking methods: Effects on food qualite attributes. J Food Protect, 43 (8), Hebbar, U.H. and Rastogi N.K., Microwave heating of fluid foods. Novel Thermal and Non-Thermal Technologies for Fluid Foods, Food Science and Technology International Series, Heddleson, R. A. and Doores, S Factors affecting microwave heating of foods and microwave ınduced destruction of foodborne pathogens. J Food Protect, 57 (11), Hemeda, H.M. and Mohamed E.F., Functional attribute of chickpea and defatted soybean flour blends on quality characteristics of shortening cake. Eur. J. Appl. Sci., 2, Hoseney, R.C., Principles of cereal science and technology. American Association of Cereal Chemists. USA. 83

96 Huang, J., Hess, W.M. and Weber, D.J.,1990. Scanning electron microscopy: Tissue characteristics and starch granule variations of potatoes after microwave and conductive heating. Food Structure, 9, Icier, F., and Baysal, T., Dielectrical properties of food materials 1: Factors affecting and industrial uses. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 44, Icoz, D., Sumnu, G. and Sahin S., Color and texture development during microwave and conventional baking of breads. International Journal of Food Properties. Vol. 7, No: 2, Ionescu A, Aprodu I, Daraba A, Gurau, Baciu C, Nichita A Chemical and functional characterization of chickpea protein derivatives. The annals univer. Dunarea de Jos Galati, 33: Iyer, L. and Singh, U., Functional properties of wheat and chickpea composite flours. Food Australia, 49, Kaur, A., Singh, G. and Kaur, H., Studies on use of emulsifiers and hydrocolloids as fat replacers in baked products. Journal of Food Science and Technology, 37(3), Keskin, S. Ö., Effects of different ovens and enzymes on quality parameters of bread. M.Sc., Department of Food Engineering. METU. Ankara. Kim, S. S., and Setser, C. S., Wheat starch gelatinization in the presence of polydextrose or hydrolyzed barley b-glucan. Cereal Chemistry, 69(4), Kim, C. S., and Walker, C. E., 1992a. Interactions between starches, sugars and emulsifiers in high ratio cake model systems. Cereal Chemistry, 69(2), Kim, C. S., and Walker, C. E., 1992b. Effects of sugars and emulsifiers on starch gelatinization evaluated by differential scanning calorimetry. Cereal Chemistry, 69(2), Koç. B. ve Kaymak Ertekin F., 2009.Yanıt yüzey yöntemi ve gıda işleme uygulamaları. Gıda, GD08060, 1-8. Kohajdová, Z., Karovičová, J. and Magala M., Utilisation of chickpea flour for crackers production. Acta Chimica Slovaca, Vol.4, No.2, Kohler P. and Grosch W.,1999. Study of the effect of DATEM. 1. Influence of fatty acid chain length on rheology and baking. J. Agric. Food Chem., 47,

97 Konak, Ü.İ., Certel, M. and Helhel, S., Gıda sanayisinde mikrodalga uygulamaları. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi. Kulp, K. and Ponte, J. G Staling of white pan bread: Fundamental causes. Crit. Rev. Food. Sci. Nutr.,15, Lahlali, R., Massart, S., Serrhini, M. N., & Jijakli, M. H A Box-Behnken design for predicting the combined effects of relative humidity and temperature on antagonistic yeast population density at the surface of apples. International Journal of Food Microbiology, 122, Lambert, J.P., Biological hazards of microwave radiation. J Food Protect, 43(8), Larsson, K., Inhibition of starch gelatinization by amylase-lipid complex formation. Starch, 32, 125. Lawson H Food oils and fats technology, utilization, and nutrition. Chapman and Hall an International Thomson Publishing Company, U.S.A., 339. Leterme, P., Recommendations by health organizations for pulse consumption. British Journal of Nutrition, 3 (Suppl. 88), Lew, A., Krutzik, P.O., Hart, M.E. and Chamberlin, A.R., Increasing rate of reaction: microwave assisted organic synthesis for combinatorial chemistry. J. Comb. Chem. 4(2), Livingstone, A. S., Feng, J. J. and Malleshi, N. G.,1993. Development and nutritional quality evaluation of weaning foods based on malted, popped and dried wheat and chickpea. International Journal of Food Science and Technology, 28, Lorenz, K., Diacetyl tartaric esters of monoglycerides (DATEM) as emulsifiers in breads and buns. Bakers Dig. 57, 6-9. Lostie, M., Peczalski, R., Andrieu, J. and Laurent, M., Study of sponge cake batter baking process: Part I. Experimental data. Journal of Food Engineering Martin, D. J. and Tsen, C. C., Baking high ratio white layer cakes with microwave energy. Journal of Food Science. 46, Mathers, J. C., Pulses and cancinogenesis: potential for the prevention of colon, breast and other cancers. British Journal of Nutrition, 3 (Suppl. 88),

98 Matz, S. A., Bakery technology and engineering. Westport, Connecticut. The AVI Publishing Company, Inc. McClements, D., and Demetriades, K., An integrated approach to the development of reduced-fat food emulsions. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 38, Mc Williams, M., Food experimental perspectives. New York. Macmillian Publishing Company. Megahey, E. K., McMinn, W.A.M. and Magee, T.R.A., Experimental study of microwave baking madeira cake batter. Food and Bioproducts Processing. 83, Mercan, N Kek kalitesi üzerine bazı emülgatörlerin etkilerinin araştırılması. İstanbul Teknik Üniversitesi.Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Mermelstein, N. H., How food technology covered microwaves over the years. Food Technology, 51(5), Metaxas, A. C., and Meredith, R. J., Industrial microwave heating. Peter Peregrimus. London. Mettler, E. and Seibel, W.,1993. Effects of emulsifiers and hydrocolloids on whole wheat bread qualitiy: a response surface methodology study. Cereal Chem.70, Myers RH, Montgomery DC Response surface methodology, process and product optimization using designed experiments. 2nd ed. John Wiley and Sons, New York, NY. Mingos D.M.P. and Baghurst D.R., Microwave-enhanced chemistry fundamentals, sample preparation, and applications. American Chemical Society, ch. 1, Miura, N., Yagihara, S. and Mashimo, S., Microwave dielectric properties of solid and liquid foods investigated by time-domain reflectormetry. J. Food Sci. 68, Mizukoshi, M., Kawada, T., and Matsui, N., Model studies of cake baking I. Continuous observations of starch gelatinization and protein coagulation during baking. Cereal Chemistry, 56(4),

99 Mizukoshi, M., Maeda, H. and Amano, H., Model studies of cake baking II. Expansion and heat set of cake batter during baking. Cereal Chemistry, 57(5), Mizukoshi, M., Model studies of cake baking IV. Foam drainage in cake batter. Cereal Chemistry, 60(5), Mudgett, R. E., Electrical properties of foods in microwave processing. Food Technology, 36, Nelson, S., Prakash, A. and Lawrence, K., Moisture and temperature dependence of the permitivities of some hydrocolloids at 2.45 GHz. The Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. 26, Neas E.D. and Collins M.J., Introduction to microwave sample preparation theory and practice. J. American Chem. Soc., 2, Ndife, M. K., Sumnu, G. and Bayındırlı L., 1998a. Dielectric properties of six diferent species of starch at 2450 MHz. Food Research International. Vol. 31, No. 1, Ndife, M.K., Sumnu, G. and Bayındırlı, L. 1998b. Differential scanning calorimetry determination of gelatinization rates in different starches due to microwave heating. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie, 31, Ngo, W. H. and Taranto, M. V., Effect of sucrose level on the rheological properties of cake batters. Cereal Foods World, 31(4), Orsat, V., Raghavan, V. and Meda, V., Microwave technology for food processing: an overview. In: Schubert, S., Regier, M. (Eds.), The Microwave Processing of Foods. CRC Press/Woodhead Publishing Limited, Cambridge, UK. Özdemir Z.Ö. and Akdeste Z., 2011.Development of polyelectrolyte based bioconjugaes using with synthetic viral peptides. Sigma 29, Özkaya, H. ve Özkaya, B Tahıl ve ürünleri analiz yöntemleri. 2. Baskı. Gıda teknolojisi derneği yayınları No:31, 157, Ankara. Painter, K. A., Functions and requirements of fats and emulsifiers in prepared cake mixes. Journal of the American Society of Oil Chemists, 58,

100 Palav, T. and Seetharaman, K., Mechanism of starch geletinization and polymer leaching during microwave heating. Corbonhydrate Polymers. 65, Paton, D., Larocque, G. M. and Holme, J., Development of cake structure: influence of ingredients on the measurement of cohesive force during baking. Cereal Chemistry, 58(6), Prakash, A.,1991. The effect of microwave energy on the structure and function of food hydrocolloids. MS Thesis. Columbus, OH: The Ohio State University. Pearce, L.E., Davis, E.A., Gordon, J. and Miller W.G., Stearic acid-starch interactions as measured by electron spin resonance. Cereal Chem. 61 : 549 Pei, D. C., Microwave baking: New developments. Bakers Digest, 56, Peyre, F., Datta, A., Seyler, C., Influence of the dielectric property on microwave heating patterns: application to food materials. J. Microw. Power Electromagn. Energy 32 (1), Pyler, E.J., Baking science and technology. Vol. II, Siebel Publ. Co., Chicago, USA. Pyler, E.J. and Gorton L.A., Baking science and technology. Vol I, Fundamentals and Ingredients. Sosland Publishing Company. 4th.Edt. USA Regier, M. and Schubert, H., Introducing microwave processing of food: principles and technologies. In: microwave processing of foods, H. Schubert (Editor), Woodhead Publishing, 12-20, Cambridge. Richardson, G., Langton, M., Bark, A. and Hermansson, A., Wheat starch gelatinization- the effects of sucrose, emulsifier and the physical state of the emulsifier. Starch, 55, Rizkalla, S. W., Bellisle, F., ve Slama, G. (2002). Health benefits of low glycaemic index foods, such as pulses, in diabetic patients and healthy individuals. British Journal of Nutrition, 3 (Suppl. 88), Roach, R.R., Lai, C.S. and Hoseney, R.C Effect of certain salts on bread loaf volume and on soluble nitrogen of wheat flour and non-fat dry milk slurries. Cereal Chem. 69 (5) : Roebuck, B. D., Goldblith, S. A. and Westphal, W. B.,1972. Dielectric properties of carbohydrate-water mixtures at microwave frequencies. Journal of Food Science 37,

101 Rogers, D. E. and Hoseney, R. C., 1983 Bread making properties of DATEM. Bakers Dig., 57, Ryynanen, S.,1995. The electromagnetic properties of food materials: a review of the, basic principles. Journal of Food Engineering, 26, Sablani S.S., Marcotte, Baik O.D. and Castaigne F., Modelling of simultaneous heat and water transport in baking process. Lebensmittel-Wissenschaft und Technol., 31: Sahi, S. S., and Alava, J. M., Functionality of emulsifiers in sponge cake production. Journal of Food Science and Agriculture, 83, Salazar, J., Turo, A., Chavez, J. A., and Garcia, M. J., Ultrasonic inspection of batters for on-line process monitoring. Ultrasonics, 42, Sanchez-Pardo, M.E., Ortiz-Moreno, A., Mora-Escobedo, R., Chamona-Perez, J.J. and Necoechea-Mondragon, H., Comparison of crumb microstructure from pound cakes baked in a microwave or conventional oven. LWT. Food Science and Tecnology. 41, Sanchez-Pardo, M.E., Ortiz-Moreno, A., Garcia-Zaragaza, F.J., Chamona-Perez, J.J. and Necoechea-Mondragon, H., Comparison of pound cake baked in a two cycle microwave-toaster oven and in conventional oven. LWT. Food Science and Tecnology. 46, Sevimli, K.M., Sumnu, G. and Sahin, S., Optimization of halogen lamp microwave combination baking of cakes: a response surface methodology study. European Food Research Technology. 221, Seyhun, N., Sumnu, G. and Sahin S., Effects of different emulsifier types, fat contents and gum types on retardation of stalling of microwave baked cakes. Nahrung/ Food. 47. No: 4, Seyhun, N., Sumnu, G. and Sahin, S., Effects of different starch types on retardation of stalling of microwave baked cakes. Food and Bioproducts Processing. 83, 1-5. Sakıyan, Demirkol, Ö., Sumnu G., Sahin S. and Meda V.,2007a. Investigation of dielectric properties of different cake formulations during microwave and ınfrared microwave combination baking. Institute of Food Technologists Journal Of Food Science. Vol. 72, Nr. 4,

102 Sakıyan Demirkol, Ö, Sumnu, G. ve Sahin, S., 2007b. Farklı fırınlarda pişirilen ve farklı formülasyonlara sahip keklerin gözeneklilik ve gözenek boyutu dağılımlarının görüntü analiz yöntemi ile incelenmesi. Gıda, 33, (5), Schiffmann, R.F., Food product development for microwave processing. Food Technol, 40 (6), Schifmann, R.F., Microwave processes for the food industry. In: Datta, A.K., Anantheswaran, R.C. (Eds.), Handbook of Microwave Technology for Food Applications. Marcel Dekker, New York, Singh, N., Harinder, K., Sekhon, K. S. and Kaur, B., Studies on the improvement of functional and baking properties of wheat-chickpea flour blends. Journal of Food Processing and Preservation. 15, Steinke, J.A., Frick, C., Strassburger, K. and Gallagher, J., Interaction of flavor systems in the microwave environment. Cereal FoodsWorld, 34, Sevimli M.K., Sumnu G. ve Sahin S., Optimization of halogen lamp microwave combination baking of cakes: a response surface methodology study. Eur Food Res Technology. 221, Sumnu, G., Ndife, M.K. and Bayindirli, L., Temperature and weight loss profiles of model cakes baked in the microwave oven. Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy, 34, Sumnu, G., A review on microwave baking of foods. International Journal of Food Science and Technology. 36, Tan, M.C., Chin, N.L., and Yusuf, Y.A., A Box-Behnken design for determining the optimum experimental condition of cake batter mixing. Food Bioprocess Technollogy. 5, Tharanathan, R. N., and Mahadevamma, S., Grain legumes a boon to human nutrition. Trends in Food Science and Technology, 14, Thostenson, E.T. and Chou, T.W Microwave processing: Fundamentals and applications. Composites A, 30, Turabi E., Sumnu G. and Sahin S., Optimization of baking of rice cakes in infrared microwave combination oven by response surface methodology. Food Bioprocess Technology. 1,

103 Turabi E., Sumnu G. and Sahin S., Quantitative analysis of macro and microstructure of gluten-free rice cakes containing different types of gums baked in different ovens, Food Hydrocolloids24, Umbach, S.L., Davis, E.A. and Gordon, J., 1992.Water self-diffusion coefficients and dielectric properties determined for starch-gluten-water mixtures heated by microwave and conventional methods. Cereal Chemistry, 69, Vadivambal, R. and Jayas, D.S., Changes in quality of microwave-treated agricultural products. Biosyst Eng, 98, Venkatesh, M.S. and Raghavan, G.S.V., An overview of microwave processing and dielectric properties of agri-food materials. Biosyst Eng, 88 (1), Wei, C. K., Davis, H. R. and Davis, E. A., 1985a. Heat and mass transfer waterladen sand stone: microwave heating. American Institute of Chemical Engineers Journal, 31, Wei, C. K., Davis, H. R. and Davis, E. A., 1985b. Heat and mass transfer waterladen sand stone: convective heating. American Institute of Chemical Engineers Journal, 31, Williams, T. and Pullen, G Functional ingredients. In: technology of bread making (eds S.P. Cauvain and L.S. Young), pp Blackie Academic & Professional, London. Wilderjans E., Luyts A, Brijs K. And Delcour J.A Ingredient functionality in batter type cake making. Trends in Food Science & Technology Wood, J.A., Texture, processing and organoleptic properties of chickpea-fortified spaghetti with insights to the underlying mechanisms of traditional durum pasta quality. Journal of Cereal Science.Vol. 49, Issue 1, Zhang, M., Tang, J., Mujumdar A.S. and Wang S., Trends in mivrowave-related drying of fruids and vegetables. Trends Food Sci. Technol., 17: Zhu, X., Guo, W., Wu, X. and Wang, S., Dielectric properties of chestnut flour relevant to drying with radio-frequency and microwave energy. Journal of Food Engineering. 113, Zylema, B.J., Grider, J.A. and Gordon, J., Model wheat starch systems heated by microwave irradiation and conduction with equalized heating times. Cereal Chemistry, 62,

104 Zuercher, J.L., Hoppie, R., Lade, S., Srinivasan, M.D., Measurement of the complex permittivity of bread dough by open-ended coaxial line method at ultrahigh frequency. J. Microwave Power Electromagnet. Energy 25 (3),

105 7.EKLER Ek 1. Sonuç Çizelgeleri Ek 2. İstatistiksel Analiz Tabloları Ek 3. Optimum Koşullar İçin Tablolar Ek 4. Örnek Fotografları 93

106 Ek 1. Sonuç Çizelgeleri Çizelge 7.1 Kalite parametrelerine ait sonuç tablosu X 1 X 2 X 3 X 4 Sertlik (kgf) Özgül hacim (g/cm 3 ) Renk farkı Gözeneklilik (%) Ağırlık kaybı (%) ,463±0,160 2,057±0,090 63,184±1,083 19,308±0,729 9,273±0, ,457±0,171 1,775±0,147 59,353±1,989 23,475±2,517 6,094±0, ,245±0,128 1,699±0,171 61,288±1,851 25,450±0,779 5,623±1, ,950±0,202 2,092±0,033 61,176±1,055 26,418±1,523 12,879±0, ,566±0,200 1,927±0,032 57,818±1,450 24,330±1,703 9,307±0, ,604±0,232 1,609±0,133 59,005±0,964 22,275±2,343 9,350±0, ,441±0,161 1,768±0,053 62,189±0,096 26,727±0,929 6,548±0, ,461±0,192 1,687±0,014 60,014±0,672 27,597±0,598 6,789±0, ,861±0,354 1,645±0,013 61,540±2,083 31,813±1,404 13,741±0, ,988±0,382 2,131±0,064 55,707±3,147 27,855±3,572 13,485±0, ,179±0,334 2,025±0,150 58,055±2,911 27,863±4,592 13,131±0, ,593±0,193 1,921±0,003 58,998±2,638 27,503±0,271 8,944±0, ,516±0,214 1,979±0,011 58,551±0,298 24,561±1,950 9,185±0, ,941±0,291 1,897±0,063 63,555±2,429 27,386±2,090 12,878±0, ,750±0,252 1,702±0,079 57,824±1,639 22,737±3,176 13,430±0, ,388±0,099 1,426±0,003 57,642±2,482 25,890±3,087 6,146±0, ,746±0,421 1,784±0,003 55,899±1,855 27,621±0,904 6,249±0, ,514±0,117 1,931±0,033 57,539±1,336 26,127±3,237 8,387±0, ,393±0,181 1,721±0,009 60,506±2,348 24,629±1,287 8,671±0, ,458±0,135 1,851±0,016 63,000±2,124 26,967±1,403 8,936±0, ,486±0,125 1,584±0,033 60,461±0,142 25,342±4,042 8,750±0, ,446±0,151 1,791±0,051 61,507±2,890 21,933±1,334 8,519±0, ,439±0,115 1,785±0,022 61,193±2,078 26,686±0,454 10,000±0, ,364±0,205 1,819±0,057 60,528±0,934 26,909±1,645 9,375±0, ,351±0,135 2,148±0,073 60,020±3,300 24,411±1,967 8,354±0, ,195±0,305 1,827±0,047 56,873±2,890 27,276±2,058 13,881±0, , 393±0,210 1,726±0,003 61,485±2,066 27,181±0,135 9,511±0, ,499±0,232 1,348±0,109 59,053±0,566 22,622±0,129 9,646±0,232 (X 1, mikrodalga gücü; X 2, pişirme süresi; X 3, DATEM miktarı; X 4, nohut unu miktarı) 94

107 Çizelge 7.2 Dielektrik özelliklere ve nüfuz derinliğine ait sonuç tablosu X 1 X 2 X 3 X 4 kayıp faktörü Dielektrik Dielektrik sabiti Nüfuz derinliği (m) ,248±1,224 13,641±2,165 0,012±1, ,292±1,092 11,779±1,938 0,016±1, ,061±0,621 9,803±1,135 0,020±0, ,618±1,590 6,101±1,876 0,014±1, ,660±2,197 11,008±4,121 0,021±3, ,190±0,645 14,097±1,250 0,016±0, ,523±0,677 7,926±1,200 0,022±0, ,990±0,587 12,789±1,107 0,014±0, ,779±0,806 8,073±1,227 0,019±1, ,506±0,807 11,422±1,355 0,012±1, ,213±1,300 6,581±1,901 0,035±1, ,601±1,394 10,002±2,255 0,022±1, ,567±0,922 7,797±1,631 0,021±1, ,694±0,452 6,352±0,826 0,029±0, ,160±0,785 10,450±1,125 0,015±0, ,417±1,131 10,944±1,851 0,015±1, ,172±1,489 10,873±2,714 0,025±2, ,662±0,415 10,006±0,705 0,021±0, ,644±0,749 8,865±1,443 0,022±1, ,269±1,582 12,440±3,613 0,016±2, ,898±1,666 9,754±1,274 0,021±1, ,348±0,954 10,358±1,636 0,018±1, ,257±0,568 10,155±1,136 0,019±0, ,717±2,071 10,585±4,528 0,021±3, ,036±1,375 10,975±2,896 0,016±2, ,008±0,938 9,358±1,537 0,015±1, ,350±1,256 11,700±1,937 0,023±1, ,925±0,829 12,257±1,264 0,013±1,046 (X 1, mikrodalga gücü; X 2, pişirme süresi; X 3, DATEM miktarı; X 4, nohut unu miktarı) 95

108 Ek 2. İstatiksel Analiz Tabloları Çizelge 7.3.a Ağırlık kaybı regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 9, , ,158 0,000 Mikrodalga gücü 0, ,3217 0,181 0,859 Pişirme süresi 3, ,3866 8,748 0,000 Emülgatör konsantrasyonu 0, ,3527 0,179 0,861 Nohut unu konsantrasyonu 0, ,3527 0,504 0,624 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü -0, ,4652-1,524 0,156 Pişirme süresi*pişirme süresi 1, ,4946 3,830 0,003 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1, ,4850-1,638 0,130 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1, ,4850 2,829 0,016 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1, ,4850 2,829 0,016 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 0, ,5572 0,089 0,931 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu -0, ,5572-1,253 0,236 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 0, ,5572 0,154 0,881 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -2, ,7062-4,001 0,002 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0, ,5572 0,048 0,962 S = 1,11442 R 2 = %91,03 R 2 (tahmini) = %23,16 R 2 (düzenlenmiş) = 79,60 P 0,05 düzeyinde önemli 96

109 Çizelge 7.3.b Ağırlık kaybı varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon , ,554 9,8967 7,97 0,001 Lineer 4 91, ,692 25, ,87 0,000 Mikrodalga gücü 1 0,0410 0,041 0,0408 0,03 0,859 Pişirme süresi 1 85, ,042 95, ,53 0,000 Emülgatör konsantrasyonu 1 0,0230 0,040 0,0400 0,03 0,861 Nohut unu konsantrasyonu 1 5,8590 0,315 0,3153 0,25 0,624 Kare 4 25, ,747 9,4367 7,60 0,003 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 3,5210 2,884 2,8845 2,32 0,156 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 12, ,220 18, ,67 0,003 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 3,4610 3,334 3,3341 2,68 0,130 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 5,6910 9,937 9,9369 8,00 0,016 İnteraksiyon 6 21, ,978 3,6630 2,95 0,057 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 0,0100 0,010 0,0098 0,01 0,931 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 1,9500 1,950 1,9496 1,57 0,236 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 0,0290 0,029 0,0294 0,02 0,881 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 0,1060 0,025 0,0247 0,02 0,890 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 19, ,880 19, ,01 0,002 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0,0030 0,003 0,0029 0,00 0,962 Kalıntı hata 11 13, ,661 1,2419 Uyum eksikliği 8 16, ,047 1,6309 7,97 0,058 Saf hata 3 0,6140 0,614 0,2047 Toplam ,2150 P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 97

110 Çizelge 7.4.a Renk farkı regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 58, , ,933 0,000 Mikrodalga gücü -0, ,3728-2,350 0,038 Pişirme süresi -0, ,4088-0,485 0,637 Emülgatör konsantrasyonu 0, ,4481 1,224 0,247 Nohut unu konsantrasyonu -1, ,4088-3,870 0,003 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü -0, ,5391-0,726 0,483 Pişirme süresi*pişirme süresi -1, ,5621-0,726 0,483 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1, ,5732 2,501 0,029 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 2, ,5621 4,336 0,001 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 0, ,6458 0,428 0,677 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 0, ,6458 0,396 0,700 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu -0, ,6458-0,856 0,410 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 2, ,8184 2,779 0,018 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0, ,6458-0,897 0,389 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -2, ,8184-3,400 0,006 S = 1,29152 R 2 = %85,25 R 2 (tahmini) = %7,95 R 2 (düzenlenmiş) = %61,94 P 0,05 düzeyinde önemli. 98

111 Çizelge 7.4.b Renk farkı varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 91, ,2218 6,5158 3,91 0,014 Lineer 4 22, ,9358 8,7340 5,24 0,013 Mikrodalga gücü 1 9,2110 9,2112 9,2112 5,52 0,038 Pişirme süresi 1 0,1190 0,3917 0,3917 0,23 0,637 Emülgatör konsantrasyonu 1 2,4650 2,4970 2,4970 1,50 0,247 Nohut unu konsantrasyonu 1 10, , , ,98 0,003 Kare 4 34, , ,7686 7,65 0,003 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 3,2260 0,8786 0,8786 0,53 0,483 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 6,9160 5,7779 5,7779 3,46 0,090 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 4, , ,4375 6,26 0,029 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 20, , , ,80 0,001 İnteraksiyon 6 34, ,1517 5,6919 3,41 0,037 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 0,3060 0,3059 0,3059 0,18 0,677 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 0,2620 0,2616 0,2616 0,16 0,700 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 1,2210 1,2213 1,2213 0,73 0,410 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 11, , ,8850 7,72 0,018 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 1,3430 1,3427 1,3427 0,80 0,389 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 19, , , ,56 0,006 Kalıntı hata 11 18, ,3483 1,6680 Uyum eksikliği 8 12, ,7920 1,5990 0,86 0,616 Saf hata 3 5,5560 5,5564 1,8521 Toplam ,5700 P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 99

112 Çizelge 7.5.a Gözeneklilik regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 26, , ,438 0,000 Mikrodalga gücü 0, ,3406 1,563 0,142 Pişirme süresi 1, ,3406 4,088 0,001 Emülgatör konsantrasyonu 1, ,3406 3,781 0,002 Nohut unu konsantrasyonu -1, ,3406-5,731 0,000 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü -0, ,4817-0,712 0,489 Pişirme süresi*pişirme süresi 1, ,4817 2,846 0,014 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu -0, ,4817-1,177 0,260 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -1, ,4817-3,585 0,003 Mikrodalga gücü*pişirme süresi -1, ,5900-1,760 0,102 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 0, ,5900 0,892 0,389 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 0, ,5900 0,355 0,728 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1, ,5590 2,099 0,056 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 0, ,5900 1,644 0,124 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0, ,5900 0,413 0,686 S = 1,17996 R 2 = %89,14 R 2 (tahmini) = %51,09 R 2 (düzenlenmiş) = %77,45 P 0,05 düzeyinde önemli. 100

113 Çizelge 7.5.b Gözeneklilik varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon , , ,6152 7,62 0,000 Lineer 4 92, , , ,57 0,000 Mikrodalga gücü 1 3,4030 3,4030 3,4027 2,44 0,142 Pişirme süresi 1 23, , , ,71 0,001 Emülgatör konsantrasyonu 1 19, , , ,30 0,002 Nohut unu konsantrasyonu 1 45, , , ,84 0,000 Kare 4 40, , ,1443 7,29 0,003 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 0,2450 0,7050 0,7054 0,51 0,489 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 22, , ,2768 8,10 0,014 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 0,1170 1,9290 1,9294 1,39 0,260 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 17, , , ,85 0,003 İnteraksiyon 6 15, ,7360 2,6226 1,88 0,159 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 4,3140 4,3140 4,3139 3,10 0,102 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 1,1080 1,1080 1,1083 0,80 0,389 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 0,1750 0,1750 0,1754 0,13 0,728 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 6,1370 6,1370 6,1368 4,41 0,056 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 3,7640 3,7640 3,7636 2,70 0,124 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0,2380 0,2380 0,2379 0,17 0,686 Kalıntı hata 13 18, ,1000 1,3923 Uyum eksikliği 10 12, ,3970 1,2397 0,65 0,734 Saf hata 3 5,7040 5,7040 1,9012 Toplam ,7130 P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 101

114 Çizelge 7.6.a Özgül hacim regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 1, , ,233 0,000 Mikrodalga gücü -0, , ,231 0,821 Pişirme süresi 0, , ,585 0,001 Emülgatör konsantrasyonu -0, , ,751 0,000 Nohut unu konsantrasyonu -0, , ,298 0,217 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 0, , ,247 0,809 Pişirme süresi*pişirme süresi -0, ,0376-0,600 0,559 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,372 0,034 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,891 0,013 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 0, , ,529 0,606 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 0, , ,471 0,165 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,315 0,211 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,951 0,359 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,022 0,982 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -0, ,0461-4,547 0,001 S = 0, R 2 = %89,19 R 2 (tahmini) = %41,17 R 2 (düzenlenmiş) = %77,55 P 0,05 düzeyinde önemli. 102

115 Çizelge 7.6.b Özgül hacim varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 0, , , ,66 0,000 Lineer 4 0, , , ,08 0,000 Mikrodalga gücü 1 0, , , ,05 0,821 Pişirme süresi 1 0, , , ,02 0,001 Emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,58 0,000 Nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,69 0,217 Kare 4 0, , , ,30 0,045 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 0, , , ,06 0,809 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 0, , , ,36 0,559 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,62 0,034 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,36 0,013 İnteraksiyon 6 0, , , ,29 0,013 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 0, , , ,28 0,606 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,16 0,165 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,73 0,211 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,90 0,359 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,00 0,982 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,67 0,001 Kalıntı hata 13 0, , , Uyum eksikliği 10 0, , , ,48 0,167 Saf hata 3 0, , , Toplam 27 1,02181 P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 103

116 Çizelge 7.7.a Sertlik regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 0, , ,282 0,000 Mikrodalga gücü 0, , ,286 0,221 Pişirme süresi 0, , ,996 0,000 Emülgatör konsantrasyonu 0, , ,687 0,504 Nohut unu konsantrasyonu 0, , ,594 0,022 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 0, , ,450 0,660 Pişirme süresi*pişirme süresi 0, , ,450 0,660 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,628 0,021 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0, , ,317 0,757 Mikrodalga gücü*pişirme süresi -0, , ,418 0,031 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,963 0,353 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 0, , ,561 0,584 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,168 0,264 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,274 0,788 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,150 0,883 S = 0, R 2 = %92,74 R 2 (tahmini) = %65,25 R 2 (düzenlenmiş) = %84,92 P 0,05 düzeyinde önemli. 104

117 Çizelge 7.7.b Sertlik için varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 1, , , ,86 0,000 Lineer 4 0, , , ,45 0,000 Mikrodalga gücü 1 0, , , ,65 0,221 Pişirme süresi 1 0, , , ,93 0,000 Emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,47 0,504 Nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,73 0,022 Kare 4 0, , , ,92 0,000 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 0, , , ,20 0,660 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 0, , , ,13 0,000 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,91 0,021 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,10 0,757 İnteraksiyon 6 0, , , ,43 0,277 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 0, , , ,85 0,031 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,93 0,353 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,32 0,584 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,37 0,264 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,08 0,788 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,02 0,883 Kalıntı hata 13 0, , , Uyum eksikliği 10 0, , , ,93 0,599 Saf hata 3 0, , , Toplam 27 1,75731 P 0,05 düzeyinde önemli. P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 105

118 Çizelge 7.8.a Dielektrik sabiti regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 10,3965 0, ,4130 0,000 Mikrodalga gücü 0,6747 0,3401 1,9840 0,075 Pişirme süresi -1,2189 0,3719-3,2770 0,008 Emülgatör konsantrasyonu 0,8627 0,3719 2,3190 0,043 Nohut unu konsantrasyonu 1,1913 0,3401 3,5030 0,006 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 0,7176 0,4752 1,5100 0,162 Pişirme süresi*pişirme süresi -1,5489 0,4878-3,1750 0,010 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 0,2410 0,4878 0,4940 0,632 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0,5648 0,4752 1,1890 0,262 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1,4369 0,5356 2,6830 0,023 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 2,1053 0,6836 3,0800 0,012 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1,2967 0,5356 2,4210 0,036 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu -0,0249 0,6796-0,0370 0,971 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0,2968 0,6836-0,4340 0,673 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -1,2399 0,5356-2,3150 0,043 S = 1,07111 R 2 = %87,31 R 2 (tahmini) = %0,00 R 2 (düzenlenmiş)=%69,54 P 0,05 düzeyinde önemli. 106

119 Çizelge 7.8.b Dielektrik sabiti varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 78, ,9128 5,6366 4,91 0,008 Lineer 4 28, ,9787 7,7447 6,75 0,007 Mikrodalga gücü 1 1,0327 4,5151 4,5151 3,94 0,075 Pişirme süresi 1 9, , , ,74 0,008 Emülgatör konsantrasyonu 1 1,3565 6,1723 6,1723 5,38 0,043 Nohut unu konsantrasyonu 1 16, , , ,27 0,006 Kare 4 18, ,9721 4,9930 4,35 0,027 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 1,0482 2,6161 2,6161 2,28 0,162 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 14, , , ,08 0,010 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 0,0487 0,2800 0,2800 0,24 0,632 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 2,5458 1,6211 1,6211 1,41 0,262 İnteraksiyon 6 32, ,5496 5,4249 4,73 0,016 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 8,2587 8,2587 8,2587 7,20 0,023 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 11, , ,8817 9,48 0,012 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 6,7254 6,7254 6,7254 5,86 0,036 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 0,0029 0,0015 0,0015 0,00 0,971 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 0,2163 0,2163 0,2163 0,19 0,673 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 6,1497 6,1497 6,1497 5,36 0,043 Kalıntı hata 10 11, ,4727 1,1473 Uyum eksikliği 7 10, ,7582 1,5369 6,45 0,077 Saf hata 3 0,7145 0,7145 0,2382 Toplam 24 90,3855 P 0,05 düzeyinde önemli. P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 107

120 Çizelge 7.9.a Dielektrik kayıp faktörü regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 2, , ,805 0,000 Mikrodalga gücü 0, ,1555 1,899 0,080 Pişirme süresi -0, ,1555-2,575 0,023 Emülgatör konsantrasyonu 0, ,1555 1,663 0,120 Nohut unu konsantrasyonu 0, ,1555 3,827 0,002 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 0, ,2199 1,965 0,071 Pişirme süresi*pişirme süresi -0, ,2199-1,092 0,295 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 0, ,2199 2,893 0,013 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0, ,2199 2,418 0,031 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1, ,2694 4,096 0,001 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 0, ,2694 4,304 0,006 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 0, ,2694 2,723 0,017 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu -0, ,2694-2,036 0,063 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0, ,2694-0,299 0,770 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -0, ,2694-1,807 0,094 S = 0, R 2 = %87,21 R 2 (tahmini) = %38,10 R 2 (düzenlenmiş) = %73,44 P 0,05 düzeyinde önemli. 108

121 Çizelge 7.9.b Dielektrik kayıp faktörü varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 25, ,7312 1, ,33 0,001 Lineer 4 8,0236 8,0236 2, ,91 0,003 Mikrodalga gücü 1 1,0463 1,0463 0, ,61 0,080 Pişirme süresi 1 1,9243 1,9243 1, ,63 0,016 Emülgatör konsantrasyonu 1 0,8026 0,8026 0, ,77 0,120 Nohut unu konsantrasyonu 1 4,2505 4,2505 4, ,65 0,002 Kare 4 5,3414 5,3414 1, ,60 0,016 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 0,5280 1,1204 1, ,86 0,071 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 1,4959 0,3459 0, ,19 0,295 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 1,6208 2,4294 2, ,37 0,013 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 1,6966 1,6966 0, ,85 0,031 İnteraksiyon 6 12, ,3662 2, ,10 0,002 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 4,8686 4,8686 4, ,78 0,001 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 3,1686 3,1686 3, ,92 0,006 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 2,1517 2,1517 2, ,41 0,017 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 1,2035 1,2035 1, ,15 0,063 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 0,0260 0,0260 0, ,09 0,770 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0,9479 0,9479 0, ,27 0,094 Kalıntı hata 13 2,7728 2,7728 0,29022 Uyum eksikliği 10 2,9020 2,9020 0, ,00 0,568 Saf hata 3 0,8708 0,8708 0,29028 Toplam 27 29,5041 P 0,05 düzeyinde önemli. P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 109

122 Çizelge 7.10.a Nüfuz derinliği regresyon katsayıları tablosu Katsayı SE Katsayı T P Sabit 0, , ,042 0,000 Mikrodalga gücü -0, , ,191 0,007 Pişirme süresi 0, , ,326 0,208 Emülgatör konsantrasyonu -0, , ,326 0,208 Nohut unu konsantrasyonu -0, , ,698 0,000 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 0, , ,066 0,949 Pişirme süresi*pişirme süresi 0, , ,146 0,886 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,614 0,000 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,049 0,061 Mikrodalga gücü*pişirme süresi -0, , ,589 0,000 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu -0, , ,779 0,016 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 0, , ,433 0,672 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 0, , ,367 0,034 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu -0, , ,571 0,140 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 0, , ,635 0,126 S = 0, R 2 = %92 R 2 (tahmini) = %54 R 2 (düzenlenmiş) =%83,39 P 0,05 düzeyinde önemli. 110

123 Çizelge 7.10.b Nüfuz derinliği varyans analizi tablosu Kaynak DF Seq SS Adj SS Adj MS F P Regresyon 14 0, , , ,68 0,000 Lineer 4 0, , , ,81 0,000 Mikrodalga gücü 1 0, , , ,18 0,007 Pişirme süresi 1 0, , , ,82 0,117 Emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,76 0,208 Nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,46 0,000 Kare 4 0, , , ,52 0,004 Mikrodalga gücü*mikrodalga gücü 1 0, , , ,00 0,949 Pişirme süresi*pişirme süresi 1 0, , , ,02 0,886 Emülgatör konsantrasyonu*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,29 0,000 Nohut unu konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,20 0,061 İnteraksiyon 6 0, , , ,71 0,000 Mikrodalga gücü*pişirme süresi 1 0, , , ,60 0,000 Mikrodalga gücü*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,72 0,016 Mikrodalga gücü*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,19 0,672 Pişirme süresi*emülgatör konsantrasyonu 1 0, , , ,60 0,034 Pişirme süresi*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,47 0,140 Emülgatör konsantrasyonu*nohut unu konsantrasyonu 1 0, , , ,67 0,126 Kalıntı hata 13 0, , , Uyum eksikliği 10 0, , , ,34 0,001 Saf hata 3 0, , , Toplam 27 0, P 0,05 düzeyinde önemli. P 0,05 düzeyinde önemli. DF: Serbestlik Derecesi, SS: Katsayılar Toplamı, MS: Katsayılar Toplamı 111

124 Ek 3. Optimum Koşullar İçin Tablolar Çizelge 7.11 Optimum nokta ve kontrol için kalite kriterleri Kalite Kriteri Kontrol Optimum Renk Farkı 63,102 2,43 57,8072 1,94 Dielektrik Sabiti 7,8504 7,2120 1,13 Dielektrik Kayıp Faktörü 2,4371 2,0464 0,59 Ağırlık Kaybı(%) %7,9230 %7,9683 Sertlik (Hardness)(kgf) 2,464 1,791 Esneklik (Springiness)(cm) 0,923 0,010 0,925 0,010 İç yapışkanlık (Cohesiveness) 1,462 0,032 1,142 Sakızımsılık (Gumminess)(kgf) 1,035 1,616 Çiğnenebilirlik (Chewiness) 2,292 1,754 Elastikiyet (Resilience) 0,162 0,163 Özgül hacim (g/cm 3 ) 1,8647 1,822 0,04 Gözeneklilik (%) 18,280 18,946 Çizelge 7.12 Kalite kriterleri için en düşük, en yüksek ve hedef değerler Kalite kriterleri Amaç En düşük Hedef En yüksek değer değer Sertlik Minimum 0,25 0,25 1,2 Renk farkı Maksimum Ağırlık kaybı Minimum 5,60 5,60 13,8 Özgül hacim Maksimum 1,30 2,10 2,1 Gözeneklilik Maksimum Dielektrik sabiti Maksimum 6,00 12,00 12,0 Dielektrik kayıp faktörü Maksimum 1,20 4,90 4,9 112

125 Şekil 7.1 Optimizasyon eğrisi 113

126 Ek 4. Örnek Fotografları 114