Safrandan gıda boyası üretimi ve mikroenkapsülasyonu

Abstract

Safran olarak bilinen Crocus sativus L. özellikle doğal renk maddesi, gıda katkı maddesi, kozmetik amaçlı ve bitkisel ilaç olarak kullanılmaktadır. Safran stigmaları, renk maddesi olan krosin içermektedir.Bu tez çalışması, üç aşamadan oluşmuştur. Birinci aşama, safran stigmalarından elde edilecek renk maddesi olan krosinin optimum ekstraksiyon koşullarının belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. Bunun için, ultrason destekli ekstraksiyon işlemlerinin optimizasyonu, yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak yapılmıştır. Proses parametreleri; ekstraksiyon süresi (3-15 dk), sıcaklık (25-65 oC), ultrases şiddeti (%20-100) ve çözücü:katı oranı (1000-3000 ml/g) olarak belirlenmiştir. Ekstrakte edilen maksimum krosin miktarı 440 nm de spektrofotometrik olarak ölçülmüştür. Ayrıca optimum koşullara göre elde edilen ekstraktların biyoaktif bileşenleri, antioksidan kapasitesi, aroma profili ve renk parametreleri tespit edilmiştir. İkinci aşamada, safranın renk maddesi olan krosinin stabilitesinin artırılması amacıyla püskürtmeli kurutucu ile mikroenkapsülasyon işlemi gerçekleştirilerek, mikrokapsüllerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Mikrokapsüllerin morfolojik özellikleri, enkapsülasyon etkinliği, aroma profili, biyoaktif özellikleri, antioksidan kapasitesi ve renk parametreleri belirlenmiştir. Ayrıca, krosin içeren mikrokapsüllere stabilizasyon testleri uygulanarak reaksiyon kinetiği incelenmiştir. Krosinin termal ve pH stabilitesi farklı sıcaklıklarda (60, 70, 80 ve 90 ◦C) ve pH seviyelerinde (2, 4,5 ve 6) belirlenmiştir.Üçüncü aşamada ise elde edilen kapsüllenmiş safran renk maddesinin bir gıda matriksi üzerinde uygulaması yapılmıştır. Bununla birlikte, model sistemin biyoaktif özellikleri, antioksidan kapasitesi, renk parametreleri, pH değerleri belirlenmiş ve eğitimli panalistlere duyusal analiz testleri yaptırılmıştır.Sonuç olarak, işlem parametrelerinin krosin verimine etkisi, kuadratik modeller (R2>0,99 ve adj R2 >0,98) ile başarılı bir şekilde belirlenmiştir. Tüm değişkenlerin krosin verimini önemli derecede etkilediği tespit edilmiştir (p<0,1). İşlem parametreleri, ekstraksiyon süresi (4,40 dk), sıcaklık (55 oC), ultrases şiddeti (%94) ve çözücü: örnek oranı (1000 ml/g) optimum ekstraksiyon koşulları olarak seçilmiştir. Safran ve mikrokapsüllerin toplam fenolik, flavonoid miktarları ve CUPRAC yöntemi ile belirlenen antioksidan kapasitesi sırasıyla 31,61±0,26;14,05±0,22 mg GAE/g; 9,34±0,42;4,44±0,28 mg CAE/g; 302,6±10;81,86±0,32 mg TEAC/g olarak bulunmuştur. Renk parametreleri; toz haline getirilmiş ve ekstrakte edilmiş safranların CIE L *, a * ve b * değerleri sırasıyla 35,12±0,02;37,64±0,11, 41,67±0,13;2,10±0,01, 3,85±0,01;3,54±0,03 olarak tespit edilmiştir. Mikrokapsül ürün ve mikrokapsül ekstraktının CIE L *, a * ve b * değerleri sırasıyla 55,61±0,04;47,38±0,10, 76,44±0,07;2,48±0,07, 1,60±0,03;3,99±0,14 olarak belirlenmiştir.Safranal, hem safran hem demikrokapsül ekstraktında en fazla miktardaki uçucu bileşik olarak belirlenmiştir. Kapsülleme işleminin, yüzde olarak uçucu bileşen dağılımını önemli ölçüde etkilemediği görülmüştür (p>0,05). Yapılan stabilite testleri sonucunda krosin degradasyonu, birinci dereceden reaksiyon kinetiği göstermiştir ve bozunma hız sabitinin (k), pH ve sıcaklıktan önemli ölçüde etkilendiği tespit edilmiştir (p<0,05). Yüksek sıcaklık ve düşük pH uygulamasının, krosin içeriğinde daha yüksek bozunmaya (k) neden olduğu belirlenmiştir.Sonuç olarak bu çalışma ile safran renk maddesi olan krosinin püskürterek kurutma işlemi kullanılarak kapsüllenmesiyle uygun koruma sağlanacağı ve orta düzey ısıya maruz kalacak,yüksek veya orta asitli gıdalarda doğal bir gıda renklendiricisi olarak kullanılabileceği önerilmektedir.