Muz lifinden mikrokristalin selüloz elde edilmesi ve gıda katkı maddesi olarak ekmekte ve kekte kullanım olanaklarının incelenmesi

Bu tez çalışmasında, yerel bir kaynak olan muz lifinden gıda katkı maddesi olarak kullanıma uygun, mikrokristalin selüloz (MKS) üretimi için asit hidroliz aşaması optimize edilmiştir. Muz lifinden üretilen MKS'nin (M-MKS) Türk Gıda Kodeksi'ne (TGK) uygun olduğu belirlenmiştir. M-MKS'nin karakteristik özellikleri belirlenmiş ve Türkiye piyasasındaki MKS (T-MKS) ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, MKS'nin kek ve ekmeklerin kalite özellikleri üzerine etkisi analiz edilmiştir. Asit hidrolizi optimizasyon çalışmasında, asit konsantrasyonu (0,5-2,5 M HCl), asit çözeltisi (ml)/materyal (g) oranı (10-30), sıcaklık (60-100 ºC) ve işlem süresi (40-180 dk) parametrelerinin optimizasyonu; randıman, polimerizasyon derecesi (PD) ve partikül çapı 5 μm altı olan tanecik oranı (%) değerleri dikkate alınarak gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon çalışmasında, yanıt yüzey yöntemi (RSM) olan merkez kompozit dizaynı (CCD) deneme deseni analiz modellemesini oluşturmak için kullanılmıştır. Asit hidrolizi için optimum koşullar, öğütülmüş muz lifine 1/25 (muz lifi (g)/ asit çözeltisi (ml)) oranında 2,06M HCl çözeltisi eklenmesi, 80 °C'de su banyosunda 75 dk muamele edilmesi olarak belirlenmiştir. TGK'de belirtilen analizlerin gerçekleştirilmesi ile, optimizasyon sonucu elde edilen yöntemle üretilen M-MKS'nin TGK'de uygun özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Karakteristik özellikleri incelendiğinde; T-MKS ve M-MKS'nin, polimerizasyon derecelerinin (PD) sırasıyla 390,90 ve 197,30 olduğu, örneklerin taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntülerinde M-MKS örneğinin T-MKS'ye göre daha fazla lifli yapıya sahip olduğu gözlenmiştir. Kristallik indeksi (CrI) değerlerinin sırasıyla %76,28 ve 74,39 olduğu, M-MKS'nin kristallik değerinin daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) spektrumları incelendiğinde özelliklerin benzer özellikler gösterdiği gözlemlenmiş. Isıl davranış özellikleri incelendiğinde ise MKS örneklerinde selüloz ayrışmasının 315 °C'de başladığı ve 400 °C'ye kadar devam ettiği, maksimum ağırlık kaybı hızına 355 °C'de ulaşıldığı gözlemlenmiştir. M-MKS'nin yönetmelikte belirtilen şartlara uygunluğunun belirlenmesi sonrasında ise kekte yağ ikamesi olarak kullanımının kekin kalite özellikleri ve raf ömrü üzerine etkisi incelenmiştir, kekte yapılan çalışmalar iki aşamadan oluşmaktadır. Öncelikle Ticari kek formülasyonu yağ içeriğine %15, 20, 25, 30 ve 50 oranlarında MKS'nin yağ ikamesi olarak kullanımının kek üzerine etkileri incelenmiştir. Keklerde raf ömrü çalışmaları için M25 kek formülasyonunun kullanımına karar verilmiştir. M25 kek formülasyonu kullanılarak üretilen T-MKS ve M-MKS içeren kekler ve kontrol kek örneği arasındaki fark incelenmiştir. Ekmekte yapılan çalışmalarda ise, una %0,5, 1, 2 ve 4 oranla T-MKS içeren ekmeklerin kalite özellikleri MKS içermeyen kontrol ekmeği ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Çalışma sonucunda, tarımsal bir atık olan muz lifi kullanılarak, yasal olarak gıda katkı maddesi olarak kullanıma uygun MKS üretimi için optimize edilmiş bir hidroliz yöntemi elde edilmiştir. Ek olarak MKS'nin ekmekte ve kekte kullanımının ürünlerin kalite ve raf ömrü üzerine etkileri incelenmiş. Ekmekte MKS kullanımının raf ömrüne etkisi incelenmesi sonucu önemli bir etkisi tespit edilmemiştir. Kekte MKS yağ ikamesi olarak kullanılması ile kek sertliğini arttırması haricinde büyük bir olumsuz etkisi gözlemlenmemiş ve yağ miktarının azaltılması ile depolamaya olumlu etkisi olduğu belirlenmiş ve sindirilemez lif oranının artırılması sağlanmıştır.