Propolisin farklı yöntemler ile enkapsüle edilmesi: Optimum işlem koşullarının, depolama stabilitesinin, model gıda sistemlerinde kullanılabilirliliğinin ve probiyotik mikroorganizmalar üzerine etkisinin incelenmesi

Amaç: Bu çalışmada propolisin farklı mikroenkapsülasyon yöntemleri ile acı (bitter) ve hoş olmayan tadının maskelenerek, gıda sistemlerinde bileşen olarak kullanılabilmesi, antioksidan ve fenolik madde içeriğinin korunması amaçlanmıştır. Yüksek antioksidan aktivite ve fenolik madde içeriğine sahip propolisin, hoş olmayan tadını baskılamak için dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma olmak üzere iki farklı mikroenkapsülasyon yöntemi ile propolis mikroenkapsüle edilmiştir. Mikroenkapsüle propolis partiküllerinin gıda sistemlerinde bileşen olarak kullanılabilmesinin yanısıra, depolama stabilitesinin ve in vitro model gastrointestinal sistem içinde yer alan ağız ve mide ortamında salınımının engellenerek, bağırsak ortamında salınımının sağlanması da amaçlanmıştır. Ayrıca, püskürtmeli kurutma, dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma yöntemleri ile optimum koşullarda elde edilen mikroenkapsüle propolis partikülleri model gıda sistemleri (jöle, dondurma, ayran ve kek) içerisine ilave edilerek kullanılabilirliğinin araştırılması da amaçlar arasındadır. Enkapsüle edilmiş ve edilmemiş propolisin probiyotikler üstüne etkisi ile yağ içeriği yüksek bir gıda ürünü olan fıstık ezmesi içerisine enkapsüle edilmiş ve edilmemiş propolis örneklerinin ilave edilmesi ile lipit oksidasyon mekanizması üzerine etkisinin incelenmesi de amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma yöntemleri olmak üzere iki farklı yöntem ile propolis mikroenkapsüle edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasını her iki yönteme özgü uygun kaplama materyali kombinasyonun belirlenmesi oluşturmaktadır. Her bir enkapsülasyon yöntemine özgü kaplama materyali kombinasyonun belirlenmesinin ardından, kaplama materyali karışım oranları ve homojenizasyon hızı ile dondurarak kurutma yöntemi için ürün kalınlığı, püskürtmeli soğutma yöntemi için hava giriş sıcaklığı, bağımsız karışım ve proses değişkenleri olarak seçilmiştir. Dondurarak kurutma yöntemi için enkapsülasyon etkinliği, antioksidan miktarının maksimum olması ile in vitro model gastrointestinal sistem içinde yer alan ağız ortamında propolis tozlarının açılımının minimum olması hedeflenmiştir. Püskürtmeli soğutma yöntemi için ise toz partiküllerin ürün verimi, enkapsülasyon etkinliği, antioksidan miktarının maksimum olması ile in vitro model gastrointestinal sistem içinde yer alan ağız ortamında propolis tozlarının açılımının minimum olması hedeflenerek optimizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Her bir enkapsülasyon yöntemi için optimum noktalarınnın belirlenmesi ile birlikte bu noktada doğrulama denemeleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın depolama aşamasında, üç farklı yöntem (püskürtmeli kurutma (PK), dondurarak kurutma (DK) ve püskürtmeli soğutma (PS) ile elde edilmiş enkapsüle propolis örnekleri, farklı depolama koşullarında (4°C ve 25°C) üç ay boyunca depolanmıştır. Depolama stabilitelerinin belirlenmesi amacıyla depolama süresince belirlenen periyotlarda, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile enkapsülasyon etkinliğindeki değişimler incelenmiştir. Püskürtmeli kurutma, dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma yöntemleri ile optimum koşullarda elde edilen mikroenkapsüle propolis partikülleri model gıda sistemleri (jöle, dondurma, ayran ve kek) içerisine ilave edilerek kullanılabilirliği araştırılmıştır. Yağ içeriği yüksek bir gıda ürünü olan fıstık ezmesi içerisine enkapsüle edilmiş ve edilmemiş propolis örneklerinin ilave edilmesi ile lipit oksidasyonu üzerine etkisi peroksit değeri ve indüksiyon süresi belirlenerek incelenmiştir. Enkapsüle edilmiş ve edilmemiş propolisin probiyotikler üstüne etkisi incelenmek için Lactobacillus acidophilus DSM20079'dan yararlanılmıştır. Bulgular: Emülsiyon özellikleri ile birlikte toz üründeki fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi sonucunda, dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma yöntemleri için sırası ile maltodekstrin (MD)+peynir altı suyu protein izolatı (WPI)+PGPR ve WPI+PGPR kaplama materyalleri olarak belirlenmiştir. Belirlenen optimum işlem koşulları, dondurarak kurutma yöntemi için, %46,3 MD, %53,7 WPI, homojenizasyon hızı 11024 rpm ve ürün kalınlığı 0,6 cm; püskürtmeli soğutma yöntemi için ise palm yağı I oranı %93,30, palm yağı II oranı %6,70, homojenizasyon hızı 15000 rpm ve havanın giriş sıcaklığı 10°C olarak tespit edilmiştir. Optimum noktada gerçekleştirilen doğrulama denemeleri sonucunda deneysel sonuçlar ile modelden tahminlenen sonuçlar arasında belirgin bir fark bulunamamıştır. Depolama stabilitelerinin belirlenmesi amacıyla depolama süresince belirlenen periyotlarda, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile enkapsülasyon etkinliğindeki değişimler incelenmiştir. Tüm enkapsülasyon işlemleri için hem fiziksel hem kimyasal sonuçlar sonucunda 3 aylık depolama süresinde enkapsüle edilen propolis tozlarının stabilitesinin korunduğu saptanmıştır. Yapılan duyusal testler sonucunda, püskürtmeli kurutma, dondurarak kurutma ve püskürtmeli soğutma yöntemleri ile optimum koşullarda elde edilen mikroenkapsüle propolis tozlarının model gıda sistemlerinde (jöle, dondurma, ayran ve kek) geniş bir alanda uygulanabilir olduğu bulgulanmıştır. Propolis tozlanın lipit oksidasyonu üzerine etkisini incelemek için 60°C'de gerçekleştirilen fıstık ezmesi örneklerinin depolaması sonucunda, fıstık ezmesi örneklerinin her birinin depolama süresince peroksit değeri değişiminin 2. derece kinetik model ile uyumluluk gösterdiği belirlenmiştir. Enkapsüle örneklerin her birinin kontrol örneklerine göre daha yüksek indüksiyon periyodu değerleri ile daha düşük peroksit değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Enkapsüle edilmiş ve edilmemiş propolisin probiyotikler üzerine etkisini incelenmek için Lactobacillus acidophilus DSM20079'dan yararlanılmıştır. Hem katı hem de sıvı besiyerinde görüldüğü, L. acidophilus DSM20079 üzerine enkapsüle edilmemiş olan propolis ekstraktının inhibe etkisi belirlenmiştir. Enkapsüle edilmiş propolis tozlarının etkisinin ise sınırlı düzeyde kaldığı, dolayısıyla probiyotik canlılığının etkin şekilde korunduğu saptanmıştır. Sonuç: Mevcut çalışma kapsamında, yüksek antioksidan ve antimikrobiyal aktiviteye sahip propolisin mikroenkapsüle edilerek, içerdiği yararlı bileşenlerin korunması ve hoş olmayan tadının maskelenmesi ile piyasada bulunan ürün formlarına kıyasla talep edilebilirliği yüksek ve kolay kullanıma sahip gıda bileşeni olarak, çeşitli gıdalara katkılanmasının mümkün olduğu belirlenmiştir.