Search

Starch-based foods supply 60–70% of the total energy provided in nutrition worldwide. The selection of prebiotics suitable for functional foods developed to lower the amount of starch consumed during nutrition is important since it influences the sensory qualities of the products. For this reason, optimizing the product formulation with inulin, polydextrose, and maltodextrin, which are preferred instead of hydrocolloids such as starch in the traditional powdered chocolate drink composition, is important in increasing the color and sensory quality of the product. For this purpose, three-variable regression models were created using a simple mixture design in optimization. In the optimization study, inulin (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64, and 23.00 g), polydextrose (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64, and 23.00 g), maltodextrin ratio (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64, and 23.00 g) were determined as independent variables, and color analysis parameters L a* b* and sensory properties in beverages were used as responses. The b*, pH, and water activity values of the prebiotic powdered cocoa drinks in the study were determined in the range of 10.33±0.29-12.84±0.20, 7.21±0.08–7.26±0.01 and 0.293±0.00-0.319±0.00, respectively. In the sensory assessments as a result of the study, the production of drinks containing inulin, polydextrose, and maltodextrin statistically increased the product's odor, sweetness, and general taste but did not affect the product's color. It was observed that the sensory characteristics of powdered chocolate beverages improved when the ratios of inulin, polydextrose, and maltodextrin were increased. The optimal powdered chocolate drink formulation variables were determined to be 6.76 g inulin, 12.35 g polydextrose, and 3.89 g maltodextrin, and other functional drinks with acceptable sensory qualities were generated using these component ratios., Dünyadaki çoğu insan tarafından tüketilen toplam enerjinin %60-70'i nişasta bazlı besinlerden sağlanmaktadır. Beslenme sırasında nişasta miktarını azaltmak için geliştirilen fonksiyonel gıdalarda uygun prebiyotik seçimi ürünlerin duyusal özelliklerini etkilediği için hayati önem taşımaktadır. Bu nedenle geleneksel toz çikolatalı içecek bileşiminde bulunan nişasta gibi hidrokolloidlerin yerine tercih edilen inülin, polidekstroz ve maltodekstrin ile ürün formülasyonunu optimum hale getirmek ürünün renk ve duyusal kalitesinin arttırılabilmesinde önem teşkil etmektedir. Bu amaçla optimizasyonda basit karışım tasarımı kullanılarak üç değişkenli regresyon modelleri oluşturulmuştur. Gerçekleştirilen optimizasyon çalışmasında inülin (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64 ve 23.00 g), polidektroz (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64 ve 23.00 g) ve maltodekstrin oranları (0.00, 3.68, 7.66, 11.50, 15.64 ve 23.00 g) bağımsız değişkenler olarak belirlenmiş olup renk parametreleri (L*, a*, b*) ve duyusal özellikler ise yanıt değerleri olarak seçilmiştir. Çalışmadaki prebiyotik toz çikolatalı içeceklerin b*, pH ve su aktivitesi değerleri sırasıyla 10.33±0.29-12.84±0.20, 7.21±0.08–7.26±0.01 ve 0.293±0.00-0.319±0.00 aralığında tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda yapılan duyusal değerlendirmelerde içeceklerin inülin, polidekstroz ve maltodekstrin ile üretilmesi ürünün koku, tatlılık ve genel beğeni değerlerini istatistiksel olarak attırırken renk özelliklerini değiştirmemiştir. Toz çikolatalı içecek formülasyonunda inülin, polidekstroz ve maltodekstrin oranı arttıkça içeceklerin duyusal özelliklerinde iyileşmelerin olduğu görülmüştür. Optimum toz çikolatalı içecek formülasyonunda değişkenler 6.76 g inulin, 12.35g polidekstroz ve 3.89 g maltodekstrin olarak belirlenmiş ve bu bileşen oranları ile kabul edilebilir duyusal özellikleri sağlayan alternatif fonksiyonel içecek üretimi gerçekleştirilmiştir.

Optik sinir görme olayının algılama ve beyne iletme işlemiyle özelleşmiş bir beyinsel uzantıdır. Optik sinire toksik etkisi bilinen etanolden optik sinirin etkilenmesi ve bu işlevini yerine getirememesi sonucu çok ciddi komplikasyonlar ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada; Kronik alkol modeli oluşturulan ve maltodekstrin şekeri verilen ratlarda sıçan optik sinirine etkilerini stereolojik metodlarla araştırmayı amaçladık. Çalışmada 2 aylık, erişkin, ortalama 190-220g ağırlığında 20 adet erkek sıçan kullanıldı. Kontrol grubu 6 adet, Maltodekstrin grubu 7 adet ve Etanol grubu 7 adet olmak üzere toplam 3 grup oluşturuldu. Deneyden önce, her hafta ve deney sonrası olmak üzere grupların ağırlıkları tartıldı. 18. günlük deney süresinin sonunda tüm sıçanlar, ketalar 50 mg/kg anestezisi altında perfüze edilerek optik sinir disseke edildi. Alınan dokular formaldehite konuldu. Elektron mikroskopik doku takip prosedürü uygulandı. Borakslı Toluidin Mavisi ile boyanan kesitler, ışık mikroskobunda incelendi. Stereolojik ölçümde optik sinir dokusunun total akson alanı, epinöryum alanı, akson alanı nokta sayısı, epinöryum alanı nokta sayısı ve Akson sayılarını hesaplanamasında Cavalieri prensibinin modifiye metodu kullanıldı. Total optik sinir doku alan oranları, Shetereom 1.5 version paket programında noktalı alan cetveliyle ölçüldü. İstatistik olarak grupları karşılaştırmada Kruskal Wallis testi kullanıldı. Hesaplamalarda istatistik anlamlılık düzeyi %5 olarak alındı ve hesaplamalar için SPSS istatistik paket programı kullanıldı. Gruplar arasında epinöryum alanında, epinöryum alanı nokta sayısında ve total akson sayısında anlamlı değişiklik gözlendi (P0.05). Optical nerve is a brain extension which is specialized in perception of vision and conduction to brain. Ethanol is known for its toxic effects on optical nerve. Serious complications arise after ethanol affects optical nerve and inhibits its functions. In this study; it was aimed to investigate effects on rat optical nerve with stereological methods in chronic alcohol model and maltodextrin sugar administered rats. In the study 2 months old, adult, 20 male rats weighing 190-200g were used. 3 groups were formed as control group with 6 rats, Maltodekstrin group with 7 rats and ethanol group with 7 rats. Weights of groups were measured before the experiment, every week and after the experiment. Following 18 days of experimental period all rats were perfused under 50 mg/kg ketalar anesthesia and optical nerve was dissected. Obtained tissues were placed in formaldehyde. Electron microscope tissue monitoring procedure was administered. Sections stained with Borax Toluidin Blue were investigated under light microscope.For stereological measurement of total axon area of optical nerve tissue, epineurium area, axon area point number and axon numbers modified method of Cavalieri principle was used. Total optical nerve tissue area ratios were measured with Shetereom 1.5 version pocket software dotted area ruler. For statistical comparison of groups Kruskal Wallis test was used.Statistical significance level was set as 5% and SPSS statistical pocket software was used for assessment.Significant difference between groups in epineurium area, epineurium area point number and total axon number was observed (P0.05). 61

Kefir tarihi yüzyıllar öncesine dayanan Kafkas dağları, Tibet ve Moğolistan kökenli fermente bir süt ürünüdür. Bazı bakteriler gelişim ve metabolizmalarının sonucu olarak süt ürünlerinde fermantasyon boyunca farklı yağ asidi profilleri ve fonksiyonel yağ asitleri oluşturabilirler. Çalışmada inek sütüne %1, %2 ve %3 oranlarında üç değişik lif (maltodekstrin, inülin ve elma lifi) eklendikten sonra kefir üretimleri gerçekleştirilmiştir. Kontrol olarak lif eklenmemiş sütten kefir üretilmiştir. Kefir üretiminden önce çiğ sütte genel kimyasal bileşim (kurumadde analizi, yağ tayini, protein tayini ve kül tayini) ve konjüge linoleik asit (KLA) analizi gerçekleştirilmiştir. Kefirlerde depolamanın 0, 2, 7, 14 ve 21. günlerinde KLA analizleri yapılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları fermantasyon ile KLA miktarının arttığını fakat lif ilavesinin depolama boyunca KLA miktarı üzerine bir etkisinin olmadığını göstermiştir., Kefir is a fermented dairy product which has origin in Caucasus Mountains, Tibet and Mongolia for many centuries. Some of the bacteria may produce different fatty acid profiles and functional fatty acids during the fermentation in dairy products by virtue of their metabolism. Productions of kefir are performed after additional 3 different fibres (maltodextrin, inulin and apple fibre) which have 1-2-3% rates in this study. Kefir is produced from milk which has not additional fibre as control. General chemical compound (dry matter analysis, determination of fatty acid, protein and ash) and conjugated linoleic acid (CLA) analysis are performed in raw milk before kefir production. CLA analysis are performed in 0, 2, 7, 14 and 21 days of the storage in kefirs. This study by fermentation showed that CLA increased but fibre addition didn't affect CLA amount during the storage.

Peynir tozu, peynirden elde edilen gıda endüstrisinde genellikle peynir algısı kazandırmak amaçlı kullanılan uzun raf ömrüne sahip bir süt ürünüdür. Üretiminde temel olarak peynir, su ve eritme tuzu kullanılmaktadır. Bununla birlikte, aroma maddeleri, lezzet geliştiriciler, antioksidanlar ve dolgu maddelerinden de yararlanılmaktadır. Topaklanma ve yapışma gibi fiziksel özelliklerde karşılaşılan sorunlar, peynir tozu gibi toz gıdaların üretimi ve depolanmasında oldukça önemli sorunlar arasındadır. Maltodekstrin, bu tür kalite sorunlarının çözümünde kullanılmaktadır. Peyniraltı suyu ise, önemli bir sütçülük artığıdır. Kullanımı ise maliyeti düşürecektir. Buna karşın, peynir tozu üretiminde bu bileşenlerin kullanılmasının peynir tozu lezzeti üzerine etkisinin bilinmesi de oldukça önemlidir. Dolayısıyla bu çalışma kapsamında öncelikle, ülkemizde sevilen bir peynir çeşidi olan beyaz peynirden elde edilen beyaz peynir tozunun lezzet bileşenlerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bunun yanısıra, peyniraltı suyu ve maltodekstrin kullanımının beyaz peynir tozu lezzet bileşenlerinde yaratmış olduğu farklılıkları ortaya koymak amaçlanmıştır. Bu amaçla, emülsiyon eldesinde peyniraltı suyu (PAS) ve maltodekstrin (MALTO) kullanılarak ve kullanılmadan (PT) püskürtmeli kurutma ile elde edilen ve 12 ay boyunca 20 oC'de PET/Al/LDPE ambalajda depolanan beyaz peynir tozlarında tanımlayıcı duyusal analiz ile lezzet profili ve GC-MS ile uçucu bileşenleri belirlenmiştir. Araştırmanın diğer bir amacı ise, peynirde tüketicinin peynir seçiminde dikkate aldığı kalite kriterleri ve tüketicilerin peynir tozu tüketimine eğilimlerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, ikiyüz kişilik popülasyonda tüketici eğilim anketi yapılmıştır. Anket değerlendirmesi sonucunda, peynir seçiminde en önemli kriterlerin tat ve koku olduğu ve katılımcıların genel olarak peynir tozunun satışına olumlu baktığı görülmüştür. En çok tüketilmek istenen peynir tozları ise kaşar ve beyaz peynir tozu olarak belirlenmiştir. Peynir tozu örneklerinde toplam 20 uçucu bileşen belirlenmiştir. Bunlardan 15 tanesi tüm peynir tozu örneklerinde tespit edilmiştir. 3-metil bütanal ve d-limonen, PT ve PAS örneğinde ortak iki uçucu bileşenken, PAS örneğinde ayrıca beta-fellandren belirlenmiştir. 1,8 sineol ve oktanoik asit etil esteri ise, yalnızca MALTO örneğinde belirlenmiştir. 12 aylık depolama süresi uçucu bileşen miktarında belirgin değişimler yaratmamıştır. Pişmiş, kremamsı, peyniraltı suyu, eritme peyniri, rennet/kazein, depo/mentol lezzet bileşenleri peynir tozu örneklerinin karakteristik tanımlayıcı duyusal terimleri olarak panelistler tarafından geliştirilmiştir. Özellikle pişmiş, kremamsı ve eritme peyniri lezzeti üç tip örnekte de yüksek olup, söz konusu terimler MALTO örneğinde daha az hissedilmiştir. PT ve PAS daha tuzlu, MALTO örneği ise daha tatlı bulunmuştur. Tüm örneklerde acılık lezzeti ise hissedilmeyecek kadar azdır. Sonuç olarak, yapılan bu çalışma beyaz peynir tozunun uçucu bileşenlerinin ve lezzet profilinin ilk defa belirlenmesi açısından literatüre ve endüstriye katkı sağlanmıştır. Ayrıca maltodekstrin ve peyniraltı suyu ilavesinin peynir tozunun uçucu bileşenleri ve lezzet profili üzerine etkisi ortaya konulmuştur., Cheese powder is a dairy product which is generally used for providing sensation of cheese and also has long shelf life. In its production, basically cheese, water and melting salt are used. Besides, flavorings, antioxidants and fillers are also utilised. The problems about physical properties such as aggregation and adhesion are some of the issues of production and storage of food powders like cheese powder. Maltodextrin is used to solve this types of quality problems. On the other hand, whey is an important by product of dairy. Usage of whey provides cost reduction. In spite of this, knowledge about the impact of usage of these products on flavor of cheese powder is higly crucial. Therefore, in this study, firstly, identification of flavor compounds of cheese powder which is one of the most popular types of cheese was aimed. It was also aimed that distinctions of flavor compounds derived from usage of maltodextrin and whey were revealed. For this purpose, flavor profile with descriptive sensory analysis and volatile compounds by using GC-MS of white cheese powder produced with spray dier by adding whey (PAS), maltodextrin (MALTO) and without adding (PT) stored with PET/Al/LDPE at 20 oC during 12 months were identified. The other purpose of the study was that quality criteria which was taken into account by consumers while they bought cheese and point of view to cheese powder was determined. Fort his purpose, market analysis was made for two hundred poeple by means of surver. At the end of the evoluation of survey the most important criteria of selecting cheese are taste and aroma and generally, participants looked at directly selling of cheese powder in a positive light. The most desired to the consumed cheese powders were kashar and white cheese. A total of 20 volatile compounds were identified in cheese powder samples. 15 of them were common for all cheese products. While 3-methyl butanal ve d-limonene were common volatiles for PT and PAS samples, in PAS samples beta-fellandren was also identified. For only MALTO samples 1,8 sineol and octanoic acid ethyl ester was determined. 12 months storage duration did not make significant difference of volatile compounds for all samples. Cooked, creamy, processed cheese like flavor, rennet/casein, storage/menthol were characteristic descriptive sensory terms of cheese powder samples. Especially cooked, creamy and processed cheese like flavor values were high for all types of samples, mentioned terms felt less for MALTO samples. It was found that PT and PAS samples were saltier, MALTO samples were sweeter. Bitterness of all samples is too little to feel. In conclusion, in terms of determining volatile compounds and flavor profile of cheese powder at the first time, this study contributed to literature and industry. Also, effects of adding maltodextrin and whey on flavor compounds of cheese powder were revealed.

Bu çalışmada, püskürtmeli kurutucuda sıcak hava akışı, partikül hareketleri ve partikülün kuruma karakteristiklerinin, partikülün kurutucu içinde yörüngelerinin, kurutucu içerisindeki sıcaklık ve nem dağılım profillerinin belirlenmesi için sürekli faz ve damlacıkta ısı-kütle-momentum transferlerinin eş zamanlı olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yaklaşımı ile modellenmesi amaçlanmıştır. Model gıda olarak maltodekstrin seçilmiştir. Maltodekstrin gıda endüstrisinde özellikle püskürtmeli kurutma işleminde kaplama materyali, kurutma ajanı, aroma taşıyıcı ve hacim arttırıcı ajan olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kurutma işlemi Buchi B-290 (Labortechnik AG) modeli laboratuvar tipi püskürtmeli kurutucuda gerçekleştirilmiştir. Püskürtmeli kurutma işlem koşullarından hava giriş sıcaklığı (140 ve 200°C), besleme sıcaklığı (10 ve 50°C), besleme debisi (2.1x10-4 ve 9.6x10-5kg/s) ve hava akış hızı (0.473 and 0.670 m3/h) etkisi incelenecek pararametreler olarak seçilmiştir. Her parametre için belirtilen 2 farklı değer kullanılırken diğer parametreler sabit tutulmuştur. Bu değişkenlerin maltodekstrinin yığın (yığın ve sıkıştırılmış yoğunluk, porozite ve akabilirlik) ve partikül (partikül çapı, partikül boyut dağılımı, açıklık ve tekdüzelik ve partikül yoğunluğu) özellikleri, camsı geçiş sıcaklığı, sorpsiyon özellikleri ve işlem verimi üzerine etkisi de incelenmiştir. Elde edilen toz ürünün adsorpsiyon ve desorpsiyon özellikleri 25°C'ta, çeşitli doygun tuz çözeltileri kullanılarak statik-gravimetrik yöntemle belirlenmiştir. Yapılan varyans analizi ile kurutulmuş maltodekstrinin nem içeriği, su aktivitesi, serbest yığın yoğunluğu ve sıkıştırılmış yığın yoğunluğu değerlerinin hava giriş sıcaklığı ve besleme hızından etkilendiği, partikül çapı değerlerinin ise sadece hava akış hızından etkilendiği belirlenmiştir. Sürekli faz ve damlacıkta ısı-kütle-momentum transferlerinin eş zamanlı olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) yaklaşımı ile modellenmesi ve simülasyonu Fluent 6,1 paket programı ile sonlu hacimler yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Realizable k-ε, RNG-k-ε ve Reynolds Gerilme Modeli (RGM) türbülans modelleri kullanılarak kurutucu hazne içerisinde hız, sıcaklık ve nem profilleri tahminlenmiştir. Farklı türbülans modellerinden elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Realizable k-ε türbülans modeli kullanılarak yapılan modelleme çalışmasından elde edilen sonuçların, deneysel verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Simülasyon sonuçları püskürtmeli kurutucu dinamiğinin daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır. In this study, simultaneous modelling of heat, mass and momentum transfer of droplet and continuous phase were aimed by using computational fluid dynamics (CFD) for the determination of hot air flow rate, particle motion and particle drying characteristics, trajectories of particles, temperature and moisture distribution profiles in the spray dryer. Maltodextrin was chosen as a model food. Maltodextrins have wide applications particularly in the food industry especially during spray drying. They have many functionalities including to be used as wall material, flavor carrier and bulking agent.Experiments were conducted in a lab scale spray dryer (Büchi Labortechnik AG, Flawil, Switzerland). The inlet air temperature (140 and 200°C) and feed temperature (10 and 50°C), feed flow rate (2.1x10-4 and 9.6x10-5 kg/s) and atomizing air flow rate (0.473 and 0.670 m3/h) were selected as spray drying process variables. Experiments were carried out according to 24 factorial design, known as classical optimization procedure. The effects of these variables on bulk (bulk and tapped density, porosity and flowability) and particle (particle diameter, particle size distribution, span, uniformity and particle density) properties, glass transition temperature, sorption properties of maltodextrin and process yield were examined. The adsorption and desorption properties of the obtained powder product were determined by using various saturated salt solutions at 25°C with static-gravimetric method. ANOVA analysis showed that inlet air temperature and feed flow rate affected the moisture content, water activity, free bulk density and tapped density values of dried maltodextrin whereas particle diameter was only affected by the atomizing air flow rate.The simultaneous modelling of heat-mass-momentum transfer of droplet and continuous phase were solved by using finite volume method with Fluent 6.1 program. The Realizable k-ε, RNG-k-ε and Reynolds Stress Model turbulent models were used to predict velocity, temperature and moisture profiles of particles in the spray drying chamber. The results obtained from different turbulence models were compared with the experimental results. The Realizable k-ε model was found to have good agreement with the experimental data. The simulation results show a better understanding of the dynamics of the spray drying technique. 236

Bu tezde, kuşburnu meyvesinin biyoaktif bileşenlerinin püskürtmeli kurutma aşamasında işlem parametrelerinin (pulp/maltodekstrin oranı, hava giriş sıcaklığı ve hava çıkış sıcaklığı) mikrokapsül özellikleri üzerine etkileri belirlenmiş ve kurutma işleminin optimizasyonu yapılmıştır.Kuşburnu meyvesi ısıl işleme tabi tutulup çekirdeklerinden ayrıldıktan sonra pulp elde edilmiştir. Kurutma öncesi pulpa maltodekstrin eklenmiş ve biyoaktif bileşenlerin mikroenkapsülasyonu için uygulanan püskürtmeli kurutma işleminde hava giriş sıcaklığı (120-140 °C), hava çıkış sıcaklığı (60-85 °C) ve pulp/maltodekstrin oranı (0.50-1.00) (g/g) değişkenler olarak denenmiştir. Elde edilen mikrokapsüllerde nem, su aktivitesi, yığın yoğunluğu, verim, renk ölçümü ve akabilirlik derecesi analizleri yapılmıştır. Ayrıca elde edilen ürünlerden verimi en fazla olan 5 mikrokapsül örneğinde askorbik asit, toplam fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivite analizleri yapılmıştır. Mikrokapsüllerdeki askorbik asit miktarı, toplam fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivitesi pulp/maltodekstrin oranının artmasıyla artmıştır.Kuşburnu meyvesinin mikroenkapsülasyonu antioksidan aktivitenin %90.2, toplam fenolik madde içeriğinin %65.7 ve askorbik asitin ise %57.7 oranında korunmasına sebep olmuştur. En yüksek verimde mikrokapsül üretimi pulp/maltodekstrin oranı 1.0, hava giriş sıcaklığı 120 °C ve hava çıkış sıcaklığı 72.5 °C olduğunda elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Kuşburnu; Biyoaktif Bileşen; Püskürtmeli Kurutucu; Maltodekstrin. In this thesis, the effect of spray drying parameters (such as ratio of the maltodextrin/pulp, air inlet temperature and air outlet temperature) on the encapsulated bioactive component of rose hip were determined and spray drying parameters were optimized.The pulp was obtained following the heat treatment of rose hip which separated from seeds. Prior to drying process, maltodextrin was added to pulp and spray drying was applied to encapsulate bioactive component. In spray drying, air inlet temperature (120-140 °C), air outlet temperature (60-85 °C) and ratio of the pulp/maltodextrin (0.50-1.00) (w/w) were determined as independent parameters. The analyses of moisture content, water activity, bulk density, yield, colour measurement and flow capacity were done for microcapsules. The analyses of ascorbic acid, total phenolic compound and antioxidant activity were evaluated for five samples which were obtained the highest yield. Increasing the pulp/maltodextrin ratio increased the amount of ascorbic acid, total phenolic compound and antioxidant activity of microcapsules.The microencapsulation of rose hip caused the preservation of the antioxidant activity, total phenolic compound and the amount of ascorbic acid as the ratio of %90.2, %65.7 and %57.7, respectively. The highest yield of microcapsule production conditions are the ratio of the pulp/maltodextrin; 1.0, air inlet temperature; 120 °C and air outlet temperature; 72.5 °C.Keywords: Rose hip; Bioactive Compound; Spray Dryer; Maltodextrin. 87

Ağızda karbonhidrat (CHO) (glukoz ya da maltodekstrin) çözeltisi çalkalamanın dayanıklılık performansını geliştirdiği bildirilmiştir. Araştırmalar ağızda CHO bulunmasının beyindeki ödüllendirme bölümünü aktif hale getirerek performansı geliştirdiğini ortaya koymuşlardır. Bu bulgu, ağızda farklı CHO konsantrasyonlarına sahip çözeltilerin çalkalanması beyindeki ödüllendirme merkezini farklı düzeylerde aktifleştirerek performansı etkiler mi sorusunu akla getirmiştir. Bu araştırma egzersiz sırasında farklı konsantrasyonlardaki (%3, %6 ya da %12) CHO çözeltilerinin ağızda çalkalanmasının dayanıklılık performansı üzerine etkilerinin karşılaştırılması amacı ile rastgele çapraz düzende, plasebo kontrollü ve çift kör yapılmıştır. Rekreasyonel olarak aktif, 9 sağlıklı erkek katılımcı (yaşları 24.22±2.22 yıl; maksimum oksijen tüketimleri 46.77±4.91 ml/kg/dk) araştırmaya katılmıştır. Katılımcılar en az 48 saat ara ile günün aynı saatinde, biri maksimum iş yükü testi, diğerleri CHO denemesi olmak üzere 5 kere laboratuvara gelmişlerdir. 10 saat açlıkla laboratuvara gelen katılımcılardan 20 km'lik mesafeyi, 2.5 kg'lık sabit yük ile tamamlayabilecekleri en kısa sürede tamamlamaları ve testler sırasında 60 rpm'in altına düşmemeleri istenmiştir. Testler sırasında 2.5 km'de bir farklı konsantrasyonlardaki CHO çözeltilerinden biri ya da plasebo çözelti ile ağızlarını çalkalamaları istenmiştir. Farklı denemelere ait bitirme süreleri, ortalama güç değerleri ve kalp atım hızları (KAH) arasında anlamlı fark yoktur (p>0.05). Farklı denemelerde 5 km'de bir ölçülen kan glukoz düzeyi, kan laktat düzeyi ve algılanan zorluk dereceleri (AZD) arasında anlamlı fark bulunmamıştır (p>0.05). Beşer km'lik mesafeleri bitirme süreleri, bu mesafelere ait ortalama güç ve KAH değerleri arasında anlamlı fark yoktur (p>0.05). Bu çalışmanın bulguları farklı konsantrasyonlardaki CHO çözeltilerinin ağızda çalkalanmasının test bitirme süresi, ortalama güç, Kan La ve Kan Glu, KAH, AZD, beşer km'lik mesafeleri bitirme süreleri ve bu mesafelere ait ortalama güç ve kalp atım hızı değerleri üzerine etkisi olmadığını ortaya koymuştur.Anahtar Kelimeler: Karbonhidrat çözeltisi, Ağızda çalkalama, Dayanıklılık. It is reported that mouth rinsing with carbohydrate (CHO) solutions improves endurance performance. Research suggested that the improvement in exercise performance by CHO mouth rinsing may be due to activation of brain regions believed to be involved in reward. These findings come up with the question that mouth rinsing with different concentrations of CHO solutions could activate brain reward regions at different degrees and may improve performance accordingly. Hence, the purpose of this study was to investigate the effects of CHO mouth rinsing with different CHO concentrations (3%, 6% or 12%) on endurance performance. Nine recreationally active, healthy men (24.22±2.22 years; VO2max= 46.77±4.91 ml/kg/min) participated in this study which was designed as a double-blind, placebo-controlled randomized protocol. Participants visited the laboratory 5 times. During the first visit participants performed maximal workload and body composition tests, on the other four visits 20 km cycling exercise with 2.5 kg resistance were completed as fast as possible. It was not allowed to decrease pedal revolutions below 60 rpm during the exercise tests. Experimental trials were separated by minimum of 48 h and conducted at the same time of the day with 10 h fast. During the 20km time trials subjects rinsed their mouth with different concentrations of CHO solutions or placebo solution every 2.5 km of the trial completed. Blood lactate (La) levels, blood glucose (Glu) levels and rating of perceived exertion (RPE) were measured every 5 km of the trial completed. Performance time, average power and heart rate (HR) did not differ between trials (p>0.05). There were no differences in blood La, blood Glu and RPE between trials (p>0.05). Time to complete 5 km distance periods, average power and HR values of the periods did not differ between trials (p>0.05). In conclusion, mouth rinsing with different concentrations of CHO solutions does not affect performance time, average power, blood La, blood Glu, HR, RPE, time to complete 5 km distance periods, and average power and HR values of 5 km periods.Key Words: Carbohydrate, Solution, Mouth Rinse, Endurance 73

Bu çalışmada, nişasta sanayinde kullanılan farklı tipte iki ayrı ? -Amilaz enzimi (Clearflow AA ve Spezyme Fred) ile, işletme ve laboratuar ölçeğinde, mısır nişastasından maltodekstrin üretimi amaçlanmıştır. Ca++ konsantrasyonu, pH, enzim çeşidi, enzim konsantrasyonu ve reaksiyon süresi gibi parametrelerin maltodekstrin kalitesine etkileri 32 farklı deneme ile belirlenmiştir. Elde edilen Dekstroz Eşdeğeri (DE) baz alınarak üretim şartları belirlenmiştir. Buna göre, Clearflow AA enziminin kullanıldığı üretim şartlarında maltodekstrinlerin en yüksek DE değeri % 23,2 olarak bulunmuştur. Bu DE'ye karşılık gelen üretim şartları; 120 dakika reaksiyon süresi, 6,2 pH, 100 ppm Ca++ ve enzim miktarı 0,6 kg/ MT DS (ton maltodekstrin kuru maddede) olarak belirlenmiştir. Benzer şekilde, Spezyme Fred enzimi için DE değeri 20,6, üretim şartları; 120 dakika reaksiyon süresi, 6,2 pH, 100 ppm Ca++ ve enzim konsantrasyonu 1,12 kg/ MT DS olarak belirlenmiştir. HPLC analizleri ile her iki enzime ait en yüksek ve en düşük DE değerlerine sahip maltodekstrinlerin moleküler dağılımları belirlenmiştir. Clearflow AA enzimi ile üretilen maltodekstrinlerin yüksek molekül büyüklüğüne sahip oligosakkarit miktarları % 93,7 ve % 77,5 aralığında değişirken Spezyme Fred için bu değerler % 97,0 ve % 80,8 olarak belirlenmiştir. Nişastanın maltodekstrine dönüşümündeki kimyasal yapı farklılıkları FT-IR analizleri ile açıklığa kavuşturulmuştur. Üretim şartlarını oluşturan parametrelerin DE üzerine etkilerinin matematiksel modellemeleri Response Surface Methodology (RSM) ve Minitab istatistik programları kullanılarak yapılmıştır. Deneysel veriler ile istatistiksel verilerin karşılaştırılması sonucunda Minitab istatistiksel programının mutlak sapmalarının RSM'ye göre daha düşük olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Maltodekstrin, Üretim, Kalite, Mısır nişastası, Dekstroz eşdeğeri, Enzim, Response Surface Methodogy, Minitab In this study, production of maltodextrin from corn starch was carried out under both industrial and laboratory-scale production conditions by using two different ? -amylase enzymes, named Clearflow AA and Spezyme Fred, which are commonly used in food industry. The effects of the parameters like concentration of Ca++, pH value, enzyme type/concentration and reaction time on the quality of maltodextrin had been found out during the research by applying 32 different experiments. The production conditions were determined based on the Dextrose Equivalant (DE) obtained at the end of the process. According to the results, the highest DE values for Clearflow AA and Spezyme Fred were obtained 23,2 and 20,6 respectively. The highest DE yield for Clearflow AA was obtained under 120 min reaction time, 6,2 pH, 100 ppm Ca++ and 0,6 kg/MT DS (ton maltodextrin as dry basis) content. Similarly, the highest DE for Spezyme Fred was achieved when reaction time was 120 min, pH 6,2, Ca++ and enzyme concentration 100 ppm and 1,12 kg/MT DS respectively. The result of the HPLC analysis indicated that when Clearflow AA gave the highest and lowest DE yields, content of the large-sized oligosaccharides in the medium were 77,5 % and 93,7 % respectively. Similarly, with Spezyme Fred; these values were % 80,8 ve % 97,0. The same further, FT-IR analyses were used to reveal the difference in chemical processes during the hydrolization of starch to give maltodextrin in the presence of the mentioned enzymes. The Response Surface Methodology (RSM) and Minitab statistical programmes were used in order to identify the effects of parameters on DE content. Minitab, when compared to RSM, had low absolute deviations.Key Words: Maltodextrin, Production, Quality, Corn starch, Dextrose equivalent, Enzyme, Response Surface Methodology, Minitab 96

IV ÖZET Maltogenaz; Hypol 2002 (Poliüretan) matrisinde % 55 bağıl aktivite ile immobilize edildi ve immobilize enzimin 15 batch süresince önemli bir aktivite kaybına uğramaksızın aktivitesini koruduğu görüldü. Serbest ve immobilize enzim için optimum şartların değişmediği, optimum pH'm ve sıcaklığın sırasıyla 5,5 ve 65°C olduğu tespit edildi, immobilize enzim serbest enzime göre yüksek sıcaklık ve pH değerlerinde daha dayanıklı olduğu görüldü. Serbest ve immobilize maltogenaz enzimi için kinetik parametreler hesaplandı, immobilize Maltogenaz, endüstriyel olarak maltodekstrin veya nişastadan maltoz üretiminde kullanılabilinir. SUMMARY Maltogenase was immobilized onto Hypol 2002, resulted in %55 relative activity and has been for 15 batch without significant decrease in activity. The optimum conditions were not affected by immobilization and the optimum pH and temperature for free and immobilized enzyme were 5.5 and 65 °C, respectively. However, immobilized maltogenase was more stable at high pH and temperatures. Hypol 2002 immobilized maltogenase could be used for the industrial production of maltose using maltodextrin or storch 40

oz YÜKSEK LİSANS TEZİ FARKLI ORANLARDA YAĞSIZ KURUMADDE İÇEREN ENERJİSİ AZALTILMIŞ DONDURMALARIN FİZİKSEL, KİMYASAL VE DUYUSAL ÖZELLİKLERİ ALİ KAÇAR ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Doç. Dr. Nuray SAHAN Yıl :2002, Sayfa : 71 Jüri : Doç. Dr. Nuray SAHAN Doç. Dr. Mehmet GÜVEN Yrd. Doç. Dr. Ramazan BİLGİN Bu araştırmada 4 farklı süttozu grubu ile her gruba maltodekstrin, polidekstroz ve bu maddelerin eşit oranlarda karıştırılmasıyla dondurma üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen dondurmaların 3 ay boyunca fiziksel ve duyusal özellikleri incelenmiştir. Dondurmaların enerji değeri % 59 ile 67 arasında azaltılmış böylece bütün örnekler `Türk Gıda Kodeksinde` yer alan enerjisi azaltılmış ürün tanımına uygun olmuştur. Farklı oranlarda süt tozu kullanılmasının dondurmaların asitlik, tamamen erime, hacim artışı ve viskozite değerleri üzerine etkisi önemli (p0.05). Çalışma sonucunda enerjisi azaltılmış dondurma üretimi için en uygun süttozu oranının % 6 olduğu belirlenmiştir. Dondurma üretiminde polidekstroz, maltodekstrin ve bunların eşit karışımının kullanılmasının örneklerin ilk damlama, tamamen erime, hacim artışı, viskozite, penetrometre ve erime oram değerleri üzerine etkisi önemli (p0.05). Thinking of the physical and sensory properties of ice cream using the mixture of maltodextrin and polidextroz equally is better defined. During three mount all the physical and sensory of ice creams except viscosity and acidity had changed (p

IV.... ?& ÖZET Endüstriyel bir enzim olan Glukoamilaz nişastadan glukoz elde etmede kullanılır. Bu çalışmada Aspergillus niger mikroorganizmasından üretilen Glukoamilaz enzimi için yeni bir immobilizasyon metodu geliştirilerek maltodekstrinden glukoz elde edilmiştir. Glukoamilaz ilkönce jelatinleştirilmiş mısır nişastası üzerine adsorblandı. Daha sonra glycerol içerisinde çözülmüş sodyum alginate ile karıştırıldı. Bir enjektör yardımı ile %1 glutaraldehid içeren %1'lik CaCİ2 çözeltisine ilave edilerek fiberler elde edildi. İmmobilizasyon verimi %22 olarak tespit edildi. 20 reaksiyon ve 21 gün boyunca immobilize Glukoamilaz'ın aktivitesinde azalma gözlenmedi. £` ?. / f *$ *,?.,- SUMMARY Glucoamylase, an industrial enzyme, hydrolyzes a- 1,4 and a- 1,6 glucosidic bonds of starch from non-reducing ends to produce glucose. In this study, a novel method for the immobilization of Aspergillus niger Glucoamylase was developed and used to produce glucose from maltodextrin. Glucoamylase first was adsorbed on gelatinized corn starch and mixed with sodium alginate dissolved in glycerol and this mixture was added through a syringe to 1% calcium chloride solution containing 1% glutaraldehyde to obtain alginate fibers. Immobilization yield was 22% and there was no reduction in the activity after 20 batches and within 21 days. 1 *% J*# 46

Özet iv ÖZET Bu çalışmada sıcaklığa duyarlı NIPAAm/AAm (n-izopropil akrilamid/akrilamid) kopolimer matrisinde fiziksel olarak tutuklanmış amiloglikosidaz enzimi kullamlarak maltodekstrinden sürekli glikoz şurubu üretimi araştırılmıştır. Çalışma kapsamında öncelikle serbest amiloglikosidaz enziminin en yüksek aktivite verdiği sıcaklık ve pH aralığı tespit edilmiş ve bu optimum koşullarda başlangıç enzim yükünün ve substrat derişiminin D-glikoz ilk üretim hızına (aktiviteye) olan etkisi incelenmiştir. Sonuçta 0.01 mL başlangıç enzim yükü (aktivite bazında, 45.37 g/L/sa) kullamlarak yapılan deneylerde serbest enzimin T = 60 °C 'ta ve pH 4.5 asetat tamponunda en iyi çalıştığı ve bu koşullarda 100 g/L başlangıç substrat derişiminin en yüksek D-glikoz dönüşüm hızım sağladığı tespit edilmiştir. Substratlı ve substratsız ortamda serbest enzimin deaktivasyon hız sabitleri tespit edilmiş ve substrat ortamında deaktivasyon incelendiğinde daha önce literatürde karşılaşılmadığı üzere substrat derişimi ile değişen deaktivasyon hız sabitleri elde edilmiştir. Serbest enzim kinetiğini tespit için bilgisayar ortamında nonlineer regrasyon ile literatürdeki inhibisyonlu/inhibisyonsuz tüm enzimatik hız ifadeleri taranmış ve çalışılan bütün sıcaklıklarda (30-60 °C) en uygun ifadenin substrat inhibisyonu durumunda geçerli olan Haldane kinetiği formunda olduğu bulunmuştur. Bulunan model partikül içi `difüzyon+reaksiyon` çözümünde reaksiyon hız ifadesi olarak kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında farklı NIPAAm/AAm bileşimlerinde partiküller hazırlanarak kopolimer matrisin şişme-kasılma kinetiği incelenmiş ve dinamik şişme ve kasılma için suyun partikül içindeki etkin difüzyon katsayıları 10`5 cm2/s mertebesinde hesaplanmıştır. Enzimin endüstriyel uygulamada kullanılan çalışma sıcaklığı olan 60 °C 'ta faz geçişi gösteren matrisin % NIPAAm değeri 80 (w/w) olarak tespit edilmiştir. Amiloglikosidaz enziminin NIPAAm/AAm kopolimer matrisine immobilizasyonu çalışmaları gerçekleştirilmiş, en yüksek ve kararlı enzim aktivitesini veren partikül hazırlama koşullan tespit edilmiştir. Sonuçta; 40 mL dağıtma fazında kullanılan başlatıcı (KPS) ve CaCİ2 miktarı sırasıyla 0.4 g ve 1.2 g olduğunda ve 3.6 mL monomer fazında kullanılan çapraz bağlayıcı (MBAAm); 0.033 g/mL, hızlandırıcı (TEMED); 0.3 mL, sodyum aljinat; 0.03 g, NIPAAm monomeri; 0.394 g, AAm monomeri 0.094 g, enzim yükü; 0.8 mL olduğunda elde edilen 2.7 mm çapındaki (+ 4 °C 'ta) partiküller gerek yüksek görünür aktivite ve gerekse kararlılık açısından en uygun bulunmuştur. Bu koşullarda hazırlanan partiküllerin gözlenir aktivitesinin gerçek immobilize enzim aktivitesinin % 14 'ü olduğu tespit edilmiştir. SEM ve FTIR analizinden elde edilen sonuçlar NIPAAm/AAm kopolimer matrisinin oldukça gözenekli bir iç yapıya sahip olduğu ve immobilize edilen amiloglikosidaz enziminin fiziksel bir tutuklama yönteminden beklenildiği üzere kimyasal olarak matrisle etkileşmediğini göstermiştir. Bu çalışmada serbest ve immobilize enzimin aktivasyon enerjileri sırasıyla 13.24 ve 7.36 kcal/gmol olarak tespit edilmiştir. BuÖzet sonuç immobilize enzimin sıcaklık değişimine serbest enzim kadar duyar olmadığım göstermiştir. Ayrıca immobilize enzim partiküllerinin sürekli beslemeli karıştırmalı reaktörde (SBKR) farklı alıkonma zamanlarında (0.51-12 sa) ve işletim sıcaklıklarında (30-60 °C) D-glikoz üretim performansı incelenmiş ve maltodekstrinin farklı sıcaklıklarda partikül içi etkin difüzyon katsayıları 10`6 cm2/s mertebesinde hesaplanmıştır. SBKR 'de enzim immobilize partiküllerin D-glikoz üretim kararlılığı incelenmiş ve sıcaklık döngüsü uygulanan sistemde kasılma-şişme hareketinin sistem performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Sonuçta sıcaklık döngüsü uygulamasının amaçlanan performans artışım hiçbir koşulda veremediği görülmüştür. Bu amaca yönelik olarak hesaplanan görünür Thiele modülü değerleri (0.9-3) çalışılan bütün sıcaklıklarda prosesin kimyasal reaksiyon kontrollü olmadığını ancak baskın bir difüzyon kontrolünün de olmadığım göstermiştir. Farklı bir reaktörde immobilize partiküllerin performansının izlenmesi amacıyla dolgulu kolonda farklı alıkonma zamanlarında çalışılmış ve ayrıca kolonda D-glikoz üretim kararlılığı incelenmiştir. Enzim immobilize partiküllerin kararlılığının (~300 saat) incelendiği SBKR ve dolgulu kolon deneylerinden elde edilen sonuçlar immobilizasyonun enzim deaktivasyonunu önemli derecede yavaşlattığım ve aynı koşullarda serbest enzimin çok kısa sürede deaktive olduğunu göstermiştir. Literatürde NIPAAm/AAm kopolimer matrisinde tutuklu amiloglikosidaz enzimi kullanarak SBKR ve dolgulu kolonda maltodekstrinden sürekli glikoz şurubu üretimini araştıran ve sıcaklık döngüsü uygulamasının reaktör performansına etkisini inceleyen başka bir çalışma yoktur. Bu çalışmada sıcaklık döngüsünün uygulaması, enzim kararlılığının ve performansının artırılmasına yönelik deneysel optimizasyon, serbest enzim ve desteğe ait kinetik ve kütle aktarım katsayılarının bulunması, substrat ve deaktive olan enzimin kullanım zorluğuna rağmen ticari proseste kullanılanla aynı seçilmesi çalışmayı literatürde orjinal hale getirmekte ve endüstriyel uygulama olanağım artırmaktadır. Anahtar kelimeler: Amiloglikosidaz, maltodekstrin, sıcaklık duyarlı polimer, n-izopropil akrilamid, difüzyon ve reaksiyon modeli, etkin difüzyon katsayısı, sürekli glikoz üretimi. Abstract vi ABSTRACT In this study, the production of glucose syrup from maltodextrin using amyloglucosidase enzyme entrapped in a thermo-responsive NIPAAm/AAm (n-isopropylacrylamide/acrylamide) copolymer matrix was investigated. Firstly, optimum temperature and pH range for free enzyme activity were determined and then effects of initial enzyme load and substrate concentration on the initial D-glucose production rate (activity) were examined at these optimum conditions. As a result, experiments conducted with 0.01 mL initial free enzyme load (45.37 g/L/h, in terms of activity) indicated that free enzyme gave the optimum activity at T=60 °C and pH 4.5 acetate buffer, and 100 g/L initial substrate concentration provided the highest D-glucose conversion rate at these optimum conditions. Deactivation rate constants for the free enzyme used in substrate-free and substrate- containing medium were determined and for the latter one deactivation rate constants as a function of substrate concentration -not reported in literature before- were obtained. For the determination of free enzyme kinetics, all enzymatic rate expressions in literature with or without inhibition were searched with nonlinear regression analysis through Systat® canned program and Haldane kinetics for substrate inhibition gave the best fit for the experimental data at all temperatures studied (30-60 °C). This model was used in the `diffusion+reaction` solution within the particle as the reaction rate expression. In the second part of the study, particles having different NIPAAm/AAm compositions were prepared and swelling-shrinking kinetics of copolymer matrix were investigated. Effective diffusion coefficients of water in the particle for the dynamic swelling and shrinking cases were determined with the order of magnitude 10` cm /s. NIPAAm % value of copolymer matrix having the LCST (lower critical solution temperature) of 60 °C, corresponding to the industrial operating temperature of amyloglucosidase, was found as 80 % (w/w). Entrapment of amyloglucosidase in the NIPAAm/AAm copolymer matrix was realized and then particle preparation conditions for the highest and most stable enzyme activity were determined. As a result, particles (2.7 mm in diameter, at 4 °C) prepared by using 40 mL continuous phase having 0.4 g initiator (KPS) and 1.2 g CaCb, and 3.6 mL monomer phase having 0.3 mL accelerator (TEMED), 0.9 mL cross-linker (from the solution of 0.033 g MBAAm /mL), 0.03 g sodium alginate, 0.394 g NIPAAm, 0.096 g (AAm) and 0.8 mL enzyme provided the optimum observable enzyme activity. Observable activity of the immobilized enzyme was determined as 14 % of the real enzyme activity immobilized. FTIR and SEM analysis of enzyme-free and enzyme immobilized particles indicated that NIPAAm/AAm copolymer matrix has very macroporous internal structure and enzyme molecules were entrapped only physically within the macroporous matrix and there was no chemical interaction between enzyme and matrix.Abstract vii In this study activation energies of free and immobilized enzyme were determined as 13.24 and 7.36 kcal/gmol, respectively. This result indicated that temperature sensibility of immobilized enzyme was not as much as free enzyme. Finally, D-glucose production performance of enzyme immobilized particles in a continuously fed stirred tank reactor (CFSTR) for different retention times (0.51-12 h) and operating temperatures (30-60 °C) were investigated and effective diffusion coefficients of maltodextrin at these operating temperatures were determined with the order of magnitude 10`6 cm2/s. D-glucose production stability of enzyme immobilized particles was examined and the effect of shrinking-swelling behaviour on the system performance was investigated in a periodically changing temperature cycle. As a result, application of temperature cycling did not provide expected performance enhancement for all cases studied. Calculated observable Thiele modulus values (0.9-3) indicated that the process was neither chemical reaction controlled nor dominantly diffusion controlled. Performance (at different retention times) and stability of enzyme immobilized particles were investigated also in a packed bed reactor. Experiments conducted as long as ~300 h using CFSTR and packed bed for the investigation of stability of enzyme immobilized particles indicated that immobilization slowed down the deactivation of enzyme significantly and free enzyme under the same conditions deactivated in a very short period of time. In literature there is no publication reporting the investigation of continuous glucose production from maltodextrin by using amyloglucosidase enzyme entrapped in a thermo-responsive copolymer matrix and effect of temperature cycling on the reactor performance. Application of periodic temperature cycling, experimental optimization for the enhancement of performance and stability, determination of kinetic and mass transfer coefficients of free enzyme and immobilized enzyme matrix, selection of commercial substrate and enzyme in spite of difficult handling make this study original in literature and give opportunity for the industrial use. Keywords: Amyloglucosidase, maltodextrin, thermo-responsive polymer, n-isopropyl acrylamide, diffusion and reaction model, effective diffusion coefficient, continuous glucose production. 230