İkili Emülsiyon Yöntemi ile Mayonezdeki Yağ Miktarının Azaltılması Merve Yıldırım, Prof. Dr. Gülüm Şumnu, Prof. Dr. Serpil Şahin
Yağ Tüketimi ve Obezite Obezite; diyabet, yüksek kolesterol seviyesi, kısırlık, cilt rahatsızlıkları, ülser, kanser ve kalp rahatsızlıklarıyla bağlantılı olan kronik metabolik bir rahatsızlıktır (Poirier, Eckel, 2002; Calle, Thun, 2004; Grundy,Barnett, 1990).
Yağ Tüketimi ve Obezite Yağ tüketiminin azaltılması, alınan toplam enerji ve enerji harcamaları arasındaki farkı azalttığı için gıdalardaki yağ miktarının azaltılması epidemik obeziteyi azaltmak için etkin bir yöntemdir (Bray & Popkin, 1998).
Mayonez Mayonez, bitkisel yağın yumurta sarısının içindeki emülsiyon halidir, %-70-80 oranında yağ içermektedir. Sirke, sarımsak, şeker, tuz, limon suyu konsantresi, koruyucu, asit düzenleyici, antioksidan gibi içeriklerle tatlandırma, saklama ve tekstür özelliklerinin düzenlenmesi amaçlanmaktadır.
İkili Emülsiyon Emülsiyonun emülsiyonu İkili emülsiyon, yağ-su (Y/S) ve su-yağ (S/Y) emülsiyonlarının bir arada bulunduğu çoklu bölümlere ayrılmış sistemdir. Bu sistemlerde oluşturulan damlacıklar içinde daha küçük parçacık boyutlu faz oluşumları kapsüllenmiştir (Garti, 1997). Su-yağ-su (S/Y/S) Yağ-su-yağ (Y/S/Y)
İkili Emülsiyon Besinsel ve biyoaktif birleşenler, ikili emülsiyonların iç fazına kapsüllenebildiği için ikili emülsiyonlar ; - oksidasyon, ışık ve bozulmalara karşı koruma sağlama, - bileşenlerin kontrollü salınımlarını sağlama, - gıdaların duyusal özelliklerini geliştirme, - işlem sırasında birleşenleri bozulmalara karşı koruma, - yeni fonksiyonel gıda formülasyon üretimlerine, - az kalorili gıdalarının üretilmesine olanak sağlamaktadır (Garti et al, 1998; Jiménez- Colmenero, 2013).
Kısıtlamalar Termodinamik dayanıksızlık Birleşme Küçük iç damlacıklar Büyük parçacıklar Damlacık ve parçacıklar Geçişim basınç farkı Parçalanmaksızın taşınma (Mezzenga et al., 2003)
Çalışmanın Amacı İkili emülsiyon karakterizasyonu Uygun S/Y/S (S/Y) oranını tespit edilmesi İkili emülsiyonda kullanılan hidrofilik emülgatör türünün belirlenmesi Bağımsız Değişkenler S/Y/S (S/Y)Oranı 2:8 4:6 Hidrofilik emülgatör türü Sodyum Kazeinat (SC) Ksantan Gam (XG) Lesitin-peynir altı suyu proteini konsantresi (L-WPC)
Materyal ve Yöntem
İkili Emülsiyon Yöntemiyle Üretilmiş Mayonez
Birincil Emülsiyon Oluşturma (S/Y) 3% PGPR (Poligliserol polirisinolat) S/Y Oranı 2:8 4:6 Yüksek Hızlı Homojenizasyon (UltraTurrax, 16000 rpm, 10 dk)
İkincil Emülsiyon Oluşturma(S1/Y/S2) S2 -Sodyum Kazeinat SK (5%) S2 -Ksantan Gam XG (1%) S2- Lesitin-peynir altı suyu proteini konsantresi (1%+4%) Arçelik Robolio (10 dk 10. seviye)
Karakterizasyon Parçacık boyutu ve dağılımı Reolojik özellikler Stabilite Optik görüntüleme
Parçacık Boyutu ve Dağılımı Parçacık Boyutu Cihazı Mastersizer 3000 (Malvern Instruments, İngiltere) (Sauter Ortalama Çap) (Aralık)
Reolojik Özellikler Koni ve Plakalı Vizkozimetre (Kinexus, Malvern Instruments, İngiltere) 25ºC
Stabilite Santrifüj Hettich Mikro 200/200R (Sigma, Almanya)
Optik Görüntüleme Çevrik Işık Mikroskopu PrimoVert (Zeiss, Almanya) C-Mount Mikroskop Kamera (Sony, Japonya)
Sonuç & Tartışma
Ağırlık(%) Parçacık Boyutu ve Dağılımı 14 12 10 8 SC ( ) - Tek Modlu Dağılım XG ( ) - Çift Modlu Dağılım L-WPC( ) - Çift Modlu Dağılım 6 4 2 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Partikül Boyutu (µm)
Sauter Ortalama Çap D(3,2)(µm) Sauter Ortalama Çap D(3,2) 250 200 b a 150 100 50 0 c d d d d d d SC-SE SC-2.8 SC-4.6 XG-SE XG-2.8 XG-4.6 LWPC-SE LWPC -2.8 LWPC -4.6 Mayonez Türü
Aralık Mayonez Türü Sauter Ortalama Çap D(3,2) Aralık SC-SE 5.29 1.120 SC-2.8 3.49 1.033 SC-4.6 3.76 1.110 XG-SE 73.84 1.933 XG-2.8 205.42 1.850 XG-4.6 226.96 1.920 LWPC-SE 12.58 1.884 LWPC-2.8 13.29 1.753 LWPC-4.6 13.72 1.733
Görünür Viskozite (Pa.s) Reolojik Özellikler 1200 1000 800 600 400 SC Newtonsal olmayan akışkan Görünür viskozite, kayma gerilimi altında azalmaktadır. Üstel Yasası Model 200 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Kayma Gerilimi (Pa)
Görünür Viskozite (Pa.s) 60 50 XG 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 Kayma Gerilimi (Pa)
Görünür Viskozite (Pa.s) 35 30 L-WPC 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Kayma Gerilimi (Pa)
Ustel Yasasi Modeli Katsayıları Mayonez Türü K n R 2 SC-SE 31.72 0.3747 0.9995 SC-2.8 321.2 0.3545 0.999 SC-4.6 295.3 0.3290 0.9972 XG-SE 9.472 0.1759 0.9758 XG-2.8 2.892 0.6153 0.998 XG-4.6 1.525 0.4869 0.9922 LWPC-SE 9.940 0.4051 0.995 LWPC-2.8 9.526 0. 4341 0.9971 LWPC-4.6 8.155 0.3699 0.9638
Stabilite (%) Stabilite 120 100 b a a c c bc 80 60 d e f 40 20 0 SC-SE SC-2.8 SC-4.6 XG-SE XG-2.8 XG-4.6 LWPC-SE LWPC -2.8 LWPC-4.6 Mayonez Türü
Optik Görüntüleme (40X Büyütme Oranı) SC XG L-WPC
Mayonez Türü Konvensiyonel Birincil emulsiyon orani 2:8 Birincil emulsiyon orani 4:6 Olarak Mayonezin Miktarı (%) Üretilen Yağ Olan Mayonez Örneklerinin Yağ Miktarı (%) Olan Mayonez Örneklerinin Yağ Miktarı (%) SC 61 48.8 36.6 XG 64 51.2 38.4 LWPC 76 60.8 45.6
Sonuçlar Sodyum kazeinatla ve S1/Y oranları 2:8 ve 4:6 olan birincil emülsiyonlar kullanılarak hazırlanan mayonez örneklerinin en yüksek stabilite, en yüksek vizkozite ve en küçük parçacık boyutuna sahip olduğu gözlenmiştir. Sodyum kazeinatlı örneklerin stabilite sonuçlari incelendiğinde, konvensiyonel olarak hazırlanan mayonez örneklerinden istatistiksel olarak farklı olmadığı (p<0.05) bulunmuştur. Yüksek vizkozite ve küçük parçacık boyutu daha stabil mayonez örneklerinin oluşmasını sağlamıştır. İkili emülsiyon yardımıyla mayonezin yağ oranının % 36,6 ya azaltılması mümkün olmuştur.
Teşekkürler
Yararlanılan Kaynaklar Abismaïl, B., Canselier, J. P., Wilhelm, A. M., Delmas, H., & Gourdon, C. (1999). Emulsification by ultrasound: drop size distribution and stability. Ultrasonics Sonochemistry, 6(1 2), 75-83. Bary, G.A., Popkin,B.M.(1998). Dietary fat intake does affect obesity.the American Journal of Clinical Nutrition, 68(6), 1157-73. Calle, E., Thun M.J. (2004) Obesity and cancer.oncogene, 23(38),6365-78. Dickinson, E. (2010). Double Emulsions Stabilized by Food Biopolymers. Food Biophysics, 6(1), 1-11. doi: 10.1007/s11483-010-9188-6 Garti, N. (1997). Double emulsions scope, limitations and new achievements. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 123 124(0), 233-246. Garti, N., & Bisperink, C. (1998). Double emulsions: Progress and applications. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 3(6), 657-667. Grundy, S. M., Barnett,J. P.(1990). Metabolic and health complications of obesity. Geankoplis, C. (2003). Transport processes and separation process principles (includes unit operations) fourth edition: Prentice Hall Press Hernández-Marín, N. Y., Lobato-Calleros, C., & Vernon-Carter, E. J. (2013). Stability and rheology of water-in-oil-in-water multiple emulsions made with protein-polysaccharide soluble complexes. Journal of Food Engineering, 119(2), 181-187. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.05.039 Jiménez-Colmenero, F. (2013). Potential applications of multiple emulsions in the development of healthy and functional foods. Food Research International, 52(1), 64-74. Lobato-Calleros, C., Sosa-Pérez, A., Rodríguez-Tafoya, J., Sandoval-Castilla, O., Pérez-Alonso, C., & Vernon-Carter, E. J. (2008). Structural and textural characteristics of reduced-fat cheese-like products made from W1/O/W2 emulsions and skim milk. LWT - Food Science and Technology, 41(10), 1847-1856. doi: 10.1016/j.lwt.2008.01.006 McClements, D. J. (2004). Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques, Second Edition: CRC Press. Poirier,P.,Eckel, R.H. (2002). Obesity and cardiovascular disease. Curr Atheroscler Rep, 4(6), 448-53. Saeidy, S., Keramat, J., & Nasirpour, A. (2014). Microencapsulation of Calcium Using Water-in-Oil-in-Water Double Emulsion Method. Journal of Dispersion Science and Technology, 35(3), 370-379. doi: 10.1080/01932691.2013.788453