İkili emülsiyon tekniği ve emülgatör olarak yayıkaltı tozu kullanımının dondurma kalitesi üzerine etkileri

Dondurma ürünü, kısmen donmuş köpük, buz kristalleri, emülsifiye yağ, gerçek ve koloidal çözeltilerin bir karışımı ve bir sıvı fazdan oluşan oldukça karmaşık bir fizikokimyasal sistemdir. Bu çok yönlü bileşim tüketici için doğrudan önem taşımaktadır. Dondurmanın şeklini koruması, erime hızı, rengi ve hacim artışı gibi kalite faktörleri bunların başında gelmektedir. Dondurmanın formülasyonu ve kullanılan özel işleme koşulları, bu mikroyapısal bileşenler üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, erime ve duyusal özellikler gibi faktörleri etkiler. Emülgatörler, dondurmanın hava tutma özelliklerini gelişmesinde ve yağ-su arasındaki etkileşimin desteklenmesinde önemli bir rol oynayarak arzu edilen kremsiliği ve erimeye karşı direnci sağlarlar. Yağ küreciklerini daha küçük boyutlara parçalamak ve dağılımlarını arttırmak için homojenizasyon işlemi gibi geleneksel emülsiyon tekniği kullanılır. Son yıllarda gıdalarda yapısal bütünlüğü arttırma potansiyeli sunan çoklu/ikili emülsiyon tekniklerinin kullanımı dikkat çekmektedir. Bu çalışma, yaygın olarak kullanılan emülgatör ile doğal bir alternatif olan yayıkaltı tozu arasında, dondurmanın kalite özellikleri üzerindeki etkileri açısından karşılaştırmalı bir analiz yapmayı amaçlamaktadır. Ayrıca çalışma, homojenizasyon basıncı ve hacim artışı değerleri de dahil olmak üzere çeşitli işleme yöntemlerinin nihai dondurma ürününün kalitesi üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır. Ek olarak, araştırma ikili emülsiyon tekniğinin uygulanması yoluyla emülsiyon etkinliğini artırmayı ve raf ömrü boyunca dondurmanın kalitesi üzerindeki etkilerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu çalışmanın ilk aşaması, her biri farklı homojenizasyon (150, 250 bar) koşulları altında ve üç farklı hacim artışı seviyesi (%40, 70, 100) ile değerlendirilen dört farklı dondurma formülasyonunu kapsamaktadır. Bu formülasyonlar, özellikle yayıkaltı tozu içeren tariflerin mono-/di-gliserid içeren tariflerle karşılaştırılmasına odaklanılarak analiz edilmiştir. Daha sonra, deneylerin ikinci aşamasında en uygun yayıkaltı tozu bazlı reçete belirlenmiş ve bu reçete üç farklı hacim artışı seviyesinde ikili emülsiyon işlemine tabi tutulmuştur. Karışımın reolojik özellikleri incelendiğinde, yüksek kesme-kuvveti koşullarının tüm reçetelerde viskozite ve kıvam katsayısını önemli ölçüde etkilediği ortaya çıkmaktadır (p<0,05). Özellikle, kullanılan ikili emülsiyon prosesi viskozite ve kıvam katsayısında artışa yol açmakta, bu da erime özellikleri üzerinde faydalı bir etkiye sahip olmaktadır. Laktozun varlığı, ısı şokuna karşı dirençte çok önemli bir rol oynar; laktoz kristalizasyonu, yüksek düzeyde yayıkaltı tozu içeren reçetelerde ısı şoku testlerinde duyusal olarak tespit edilmiştir. Yağsız süt kuru maddesinin azaltılması yoluyla laktoz içeriğinin ayarlanması, laktoz kristalleşmesinin kontrol edilmesine yardımcı olmuş ve yaygın olarak kullanılan emülgatörler ile yayıkaltı tozu arasındaki duyusal özelliklerin benzerliğini daha da arttırmıştır. İkili emülsiyon işleme koşulları altında, %6,5 yağsız süt tozu ve %4 yayıkaltı tozu içeren reçete, %40 ve %70'lik hacim artışı seviyelerinde erime, sertlik, duyusal özellikler ve sıcaklık dalgalanmalarına karşı dayanıklılık gibi özellikler bakımından tatmin edici kalite özellikleri göstermiştir. Bu araştırma, iki-aşamalı ikili emülsiyon prosesi kullanarak daha temiz etiketli dondurma formülasyonları oluşturarak ürün kalitesini artırmayı amaçlayan dondurma üreticilerine önemli faydalar sağlayabilir. Öte yandan, tereyağlı süt tozunun kullanım maliyeti yaygın emülgatörlere göre daha yüksektir. Bu reçete yapısına ve üretim modeline geçişte oluşacak operasyonel ve reçete maliyetlerini dengelemek için reçete optimizasyon çalışmalarının değerlendirilmesi ve bunun yanı sıra daha yüksek aşım seviyelerinde üretim yapılması uygun olacaktır.