Arpadan ultrason destekli beta-glukan ekstraksiyonu optimizasyonu ve model gıdada uygulanması

Bu çalışmada, arpanın fonksiyonel bir bileşeni olan β-glukan, ultrason destekli ekstraksiyon (UDE) ile elde edilmiş, proses parametreleri β-glukan geri kazanımını ve indirgenmiş viskoziteyi maksimize etmek için Response Surface Methodology (RSM) Box Behnken yaklaşımı kullanılarak optimize edilmiştir. Proses değişkenleri; ultrason şiddeti (%50-90), ekstraksiyon süresi (4-20 dakika) ve un/çözücü oranı (0.05-0.20) olarak belirlenmiştir. Buna göre, %90 ultrason şiddeti, 6 dakika ekstraksiyon süresi ve 0.05 un/su oranı optimum noktalar olarak belirlenmiş ve β-glukan geri kazanımı %38.15, indirgenmiş viskozite 5388 ml/g olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, ultrason şiddeti ve süresi artıkça β-glukan geri kazanımının arttığını ancak indirgenmiş viskozitenin azaldığını göstermiştir. Bu çalışmada ayrıca arpa ununa uygulanan ön işlemin etkisi araştırılmış ve β-glukan geri kazanımı, indirgenmiş viskozite ve verim üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında UDE, geleneksel ekstraksiyon yöntemi ile fizikokimyasal, reolojik, moleküler ve yapısal özelliklerin yanı sıra enerji ve zaman gereksinimleri açısından karşılaştırılmıştır. UDE işlemi, geleneksel yöntemle (3 saat, 55 °C ve 1000 rpm) elde edilene kıyasla β-glukan geri kazanımını, verimi ve suda çözünürlüğü önemli ölçüde iyileştirmiştir. Ayrıca işlem süresini ve enerji tüketimini de azaltmıştır (3 saate karşı 3 dakika ve 8910 kJ/L'ye karşı 169 kJ/L). Bununla birlikte, indirgenmiş viskozite ve moleküler ağırlığı, ultrasonun moleküler bozunma etkisinden dolayı UDE işleminde önemli ölçüde daha düşük bulunmuştur. Son olarak β-glukan, simit formülasyonuna eklenmiş ve son ürün, duyusal ve fiziksel özelliklere ve ayrıca nişasta hidroliz indeksi, tahmini glisemik indeks ve diyet lifi içeriğine göre karakterize edilmiştir. Sonuçlar, ürün formülasyonuna β-glukan eklenmesinin diyet lif içeriğini arttırdığını, nişasta hidroliz indeksi ve glisemik indeksi düşürdüğünü göstermiştir. Ancak, simit örneklerinin fiziksel ve duyusal açıdan kabul edilebilir olduğu görülse de, duyusal özelliklerin iyileştirilmesine ihtiyaç olduğu sonucuna varılmıştır.