L. paracasei'nin enkapsülasyonu ve instant toz çikolatalı içecek üretimi

Abstract

Bu çalışmada farklı enkapsülasyon duvar malzemelerinin optimum formül kombinasyonlarının belirlenmesi ile Lactobacillus paracasei'nin dondurarak kurutma yöntemi ile mikroenkapsüle edilmesi ve elde edilen bu mikrokapsüllerin prebiyotik bileşenleri optimize edilen toz çikolatalı içecek formülüne ilavesi ile canlılık düzeyi araştırılmıştır. Tez çalışmasının ilk aşamasında Yanıt Yüzey Metodu'nun merkezi karmaşık tasarımı kullanılarak enkapsülasyon duvar materyali sodyum aljinat (X1, %1-5), inülin (X2, %1-7), kitosan (X3, %0,5-2) ve kalsiyum karbonat (X4, %0,5-1,5) bağımsız değişken olacak şekilde belirlenmiştir. Optimizasyon yanıtları olarak enkapsülasyon etkinliği (%), simüle mide suyunda (SGJ) kapsüllenmiş bakterilerin canlılık düzeyi (%) ve simüle safra çözeltisinde bakterilerin canlılık düzeyi (%), ısı toleransı verileri kabul edilmiştir. Deney sonuçlarına göre, enkapsüle edilen L. paracasei için %3,125 sodyum aljinat, %5,503 inülin, %1,001 kitosan, %1,457 kalsiyım karbonat ile kapsüle edilmiş bakteri örneklerinin en uygun model olduğu tespit edilmiştir. Optimum noktaya ait enkapsülasyon etkinliği, mide sıvısı toleransı ve safra sıvısı toleransı verileri sırasıyla %90±0,23; %0,4±0,00ve %3,9±0,56 olarak bulunmuş ve sonuçlar doğrulanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında çikolatalı toz karışımının kıvam artırıcı bileşenlerinin prebiyotik bileşenlerle ikamesinin ürün kalitesinde oluşturduğu etkiler araştırılmıştır. Araştırma kapsamında inülin (X1;0-1), polidekstroz (X2;0-1) ve maltodekstrin (X3;0-1) kullanılarak üç bileşenli simple-mixture tasarımı X1+ X2+ X3 =1 olacak şekilde geliştirilmiştir. Oluşturulan formülasyonların kütle yoğunluğu analizi sonuçları değerlendirildiğinde Hausner oranları (HO), Carr indeks (CI) değerleri belirlenmiş ve sırasıyla 1,3±0,00-1,39±0,03 ile 22,25±1,16-28,18±1,92 aralığında tespit edilmiştir. Optimum prebiyotik toz kakaolu içecek formülasyonuna enkapsüle L. paracasei ilave edilmiş ve 70֯C'de 2 dk süreyle ısıya maruz kalan ve daha sonra gastroentistinal asit, enzim şartlarına maruz kalması ile enkapsüle bakterilerin sayısı 5.105 olarak belirlenmiştir ve böylece prebiyotik probiyotik toz kakaolu içecek üretimi sağlanabileceği gösterilmiştir.

In this study, the viability of Lactobacillus paracasei was investigated by determining the optimal formulation combinations of the different encapsulation wall materials for microencapsulation of Lactobacillus paracasei by freeze-drying. The ratio and viability of capsule L. paracasei to prebiotic powdered cocoa beverages were investigated. In the first phase of the dissertation, using the central complex design of the response surface method, sodium alginate (X1, 1-5%), inulin (X2, 1-7%), chitosan (X3, 0.5-2%), and calcium carbonate (X4, 0.5-1.5%) was the independent variable. Encapsulation efficiency (%), the viability of encapsulated bacteria in simulated gastric juice (SGJ), and viability of bacteria in simulated bile solution (%) and heat tolerance data were accepted as optimization responses. According to the experimental results, the bacterial samples encapsulated with 3.125% sodium alginate, 5.503% inulin, 1.001% chitosan, and 1.457% calcium carbonate were the most suitable model for encapsulated L. paracasei. Encapsulation efficiency, gastric fluid tolerance and bile fluid tolerance data of the optimum point were determined as 90±0.23, 0.4±0.00% and 3.9±0.56%, respectively, and the results were confirmed. In the second phase of the study, the effects of replacing the thickening components of the chocolate powder mixture with prebiotic components on product quality were investigated. In the study, a simple mixture design was developed with three components (inulin, polydextrose, and maltodextrin) whose sum would equal one. The Hausner ratios (HO) and Carr index (CI) of the formulations were determined, and values of 1.3±0.00-1.39±0.03 and 22.25±1.16-28.18± were obtained, respectively. It was found to be in the range of 1.92. Encapsulated L. paracasei were added to the optimal prebiotic powder cocoa beverage formulation. The number of encapsulated bacteria was determined to be 5,105 after exposure to gastric acid and enzymes for 2 minutes at 70֯C and demonstrated that prebiotic probiotic cocoa powder beverages are possible.