Chia Seed Added Strawberry Marmalade With No Added Sugar

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2016Son yıllarda insanların kanser, diyabet, kalp hastalıkları gibi ölümcül hastalıklara olan farkındalığı artmış; bu farkındalık fonksiyonel gıdaları tüketmeye yöneltmiştir. Bu fonksiyonel gıdalar, bazı esansiyel yağ asitlerinden bağırsak düzenleyici prebiyotik gıdalara kadar çeşitlenmektedir. Şeker ilavesiz ürünler de şekerin zararlı etkilerini ortadan kaldırmaları sebebiyle fonksiyonel gıda sınıfında yer alabilir. Ancak ülkemizde şeker ilavesiz ürünlerin çeşitliliği sınırlıdır. Şeker ilavesiz ürünlerin tek fonksiyonel özellikleri şekerin zararlı etkilerini barındırmamasıdır. Bu çalışmada da çiya tohumu ilavesi ile omega-3 çoklu doymamış yağ asitleri, toplam diyet lifi ve antioksidanlar bakımından zenginleştirilmiş şeker ilavesiz marmelat yapmak hedeflenmiştir. Çiya tohumu ilavesi ile marmelat, bazı fonksiyonel gıda bileşenlerince zenginleştirilmiş olurken; şeker ilavesiz olması sebebiyle de şekerin zararlı etkileri ortadan kaldırılmış olacak, diyabet hastaları ve kilo kaybetmeyi hedefleyen bireyler için besin değeri yüksek bir kahvaltılık ürün geliştirilmiş olacaktır. Çiya tohumu tarih öncesinden gelen, ancak son yıllarda “süper gıda” olarak popülerleşen bir tohum çeşididir. Çiya tohumunun “süper gıda” olarak anılması içeriğinde yüksek oranda faydalı besin bileşenleri bulunmasından dolayıdır. Çiya Lamiaceae bitki ailesinden, 1 m uzunluğunda, yapraklı bir bitkidir. Çiya bitkisinin tohumları 1,5 – 2 mm çapında siyah ve gri renklerde yuvarlak tohumlardır (Coates, 2011). Çiya bitkisi ılıman iklimde yetişen, donmaya karşı dayanıklı olmayan bir bitkidir ve en fazla oranda ekvator çevresinde yetişir. İlk üreticilerinden olan Meksika, günümüzde de en büyük üretici ve ihracatçı durumundadır. Meksika’ yı Avusturalya, Peru, Paraguay ve Ekvator takip etmektedir (Coates, 2011). Literatür çalışmaları çiya tohumunun yaklaşık % 40 diyet lifi, % 30 yağ ve % 20 protein içerdiğini göstermektedir. Yağ içeriğinin % 60 kadarı insan vücudunda EPA ve DHA yağ asitlerinin sentezlenmesini sağlayan omega- 3 yağ asididir. EPA ve DHA insan gözü ve beyninde yüksek oranda bulunan yağ asitleridir. Ayrıca kalp rahatsızlıkları, kanser türleri ve şizofreni üzerine olumlu etkileri bulunmaktadır. (Koletzko ve ark., 2001; Lora ve ark., 2007). Çiya tohumunda yaklaşık % 40 oranında diyet lifi bulunmaktadır. Amerikan Diyetisyenler Birliği, sağlıklı bireylerin günde 20 – 35 gr diyet lifi tüketmesinin bağırsak faaliyetlerini düzenlediğini, kanser türlerinden korunmaya yardımcı olduğunu bildirmiştir. Çiya tohumu vitamin ve minerallerce de zengindir. Sütten 6 kat daha fazla kalsiyum, 11 kat daha fazla fosfor, 4 kat daha fazla potasyum içerir (Munoz ve ark., 2013). Çiya tohumunda yüksek oranda bulunan antioksidanlar olan kamferol ve kuersetinin yağ oksidasyonunu önleme kapasitesi vitamin C’ nin yağ oksidasyonunu önleme kapasitesinden daha yüksek bulunmuştur (Caudillo ve ark., 2008). Çiya tohumu tüketiminin kolesterol düşürme (Ayerza ve Coates, 2007), diyabetle mücadele (Vuksan ve ark., 2007), kanserle mücadele (Espada ve ark., 2007) etkileri bilimsel araştırmalara konu olmuştur. Bazı çalışmalarda çiya tohumunun hayvansal kaynaklı gıdalar üzerinde etkileri incelenmiş; yumurta (Ayerza ve Coates, 2010) ve domuz etinin (Ayerza ve Coates, 2009) omega-3 miktarlarını artırdığı, ancak müşteri beğenilerinin değişmediği gözlenmiştir. Çiya tohumu ayrıca müsilaj oluşturması jelleşme özelliğine sahiptir. Kendisinin 27 katı kadar su tutma kapasitesine sahiptir (Munoz ve ark., 2012). Çiya tohumunun emülgatör olma özelliği bazı çalışmalara konu olmuştur (Pintado ve ark., 2015). Son yıllarda doğal hidrokolloidler üzerine araştırmalar yapılması, çiya tohumunun jelleşme özelliğini daha ön plana çıkarmıştır. Çiya tohumun su ve yağ tutma kapasitelerinin ticari kıvam artırıcılardan daha yüksek olduğu gözlenmiştir (Coorey ve ark., 2013). Çiya tohumu ve unu birçok gıdada fonksiyonel bileşen olarak denenmiştir. Buğday unu yerine ekmekde denenmiş ve besin değeri artarken bayatlama hızının düştüğü, dilim hacminin arttığı gözlenmiştir (Justo ve ark., 2007). Bu çalışma metodolojik olarak 3 ayrı bölümde tamamlanmıştır. Öncelikle çiya tohumu karakterize edilmiş; kompozisyon, antioksidan kapasitesi ve jelleşme kapasitesi incelenmiştir. Kompozisyon analizlerinde AOAC metodları kullanılmıştır. Yağ analizi otomatik Soxhlet cihazı kullanılarak yapılmış; yağ kompozisyonu gaz kromatografı ile incelenmiştir. Çiya tohumunun kompozisyonun % 7.42 nem, % 3.93 kül, % 19.59 protein, % 29 yağ, % 38.94 toplam diyet lifinden oluştuğu tespit edilmiştir. Bu değerler literatür ile uyum göstermektedir (Munoz ve ark., 2013). Bu sonuçlara göre, çiya tohumunun birçok tahıl türünden zengin olduğunu söylemek mümkündür. Antioksidan kapasitesi serbest radikal yakalama aktivitesi ve toplam fenolik bileşen içeriği ile değerlendirilmiştir. Çiya tohumu ve ununun jelleşme özellikleri diferansiyel tarama kalorimetresi ile incelenmiş; camsı geçirgenlik dereceleri kıyaslanmıştır. Çiya tohumunun jelleşme kapasitesinin, unununkinden daha fazla olduğu gözlenmiştir. Çiya tohumunun jelleşme özelliklerinin modifiye pektin türlerine çok yakın olduğu gözlenmiştir (Karaki ve ark., 2016). Bu sonuç, ticari reçeller veya soslarda pektin yerine çiya tohumunun kullanılabileceğini göstermektedir. Çiya tohumu ve ununun jelleşme kapasiteleri kıyaslandığında ise, tohumun daha güçlü jel oluşturduğu gözlenmiştir. İkinci aşamada çilek marmeladı formulü iki adımlı duyusal analiz ile optimize edilmiştir. İlk adım tatlandırıcı tipini seçmek için, ikinci adım ise çiya tohumu yüzdesini seçmek için yapılmıştır. İlk adımda denenen tatlandırıcılar izomalt, sorbitol, stevia ve izomalt-sorbitol karışımıdır. Kontrol olarak sukroz içeren marmelat kullanılmıştır. Sorbitol içeren formül, tatlılık, çilek tadı, çilek kokusu ve sürülebilirlik parametreleri açısından kontrole en yakın bulunmuştur. Çiya tohumu yüzdesi ikinci adım duyusal analizde % 5 olarak seçilmiştir. Kompozisyon analizlerine % 48 çilek, % 47 sorbitol ve % 5 çiya tohumu içeren formül ile devam edilmiştir. Üçüncü adımda bu marmelat; kompozisyon, antioksidanlar, fiziksel parametreler, toplam şeker içeriği, hidroksi metil furfural (HMF) içeriği ve reoloji açılarından karakterize edilmiştir. Çiya ilaveli, şeker ilavesiz çilek marmeladı; tüm bu parametrelerce kontrol ile kıyaslanmıştır. Tüm kompozisyon analizleri AOAC metodları ile yapılmıştır. Yağ miktarı otomatik Soxhlet ile analiz edilmiş; yağ kompozisyonu gaz kromatografı ile incelenmiştir. Çiya ilaveli, şeker ilavesiz marmeladın % 35.16 nem, % 0.45 kül, % 1.3 protein, % 2.46 yağ, % 2.7 toplam diyet lifi ve % 61.26 karbonhidrat içerdiği tespit edilmiştir. Suda çözünen kuru madde miktarı % 64.3, asitliği % 0.49 bulunmuştur. Bunlar kontrol marmeladın değerleri ile aynıdır. Ancak, kontrolün pH değeri 3.43 iken, çiya tohumu ilaveli marmeladın pH değerinin 4.43 olduğu tespit edilmiştir. Bu pH değeri, yeni marmeladın mikrobiyal gelişim açısından daha elverişli olduğu sonucunu verebilir. İlerleyen çalışmalarda duyusal parametreleri etkilemeden, pH düşürülmeye çalışılabilir. Şeker ilavesiz, çiya ilaveli marmelat fenolik bileşenler, enerji ve toplam diyet lifi bakımından kontrol marmelat ile kıyaslanmıştır. Fenolik bileşenlerin % 15.45 arttığı, diyet lifinin % 168 arttığı, enerji değerinin % 48 düştüğü tespit edilmiştir. Reolojik parametreler, şekersiz çiya tohumu ilaveli marmeladın kayma incelme özelliği taşıdığını göstermiştir. G’ değeri, G’’ değerinden yüksek bulunmuş, viskoelastik bir yapıda olduğu tespit edilmiştir. Tan δ değeri 1’ den küçük bulunduğu için jelimsi bir yapıda olduğu tespit edilmiştir. Sukroz içeren kontrol marmeladın viskozitesinin çok daha düşük olduğu gözlenmiş; çiya tohumu ilavesinin viskoziteyi artırdığı tespit edilmiştir. Çiya ilaveli, şeker ilavesiz çilek marmeladı için örnek etiket oluşturulmuş; etikette yapılabilecek deklarasyonlar belirtilmiştir. Türk Gıda Kodeksi Etiket Yönetmeliği’ ne (29.12.2011; 28157) göre bu ürün üzerinde “Tatlandırıcı içerir”; “Fazla tüketildiğinde laksatif etki gösterebilir” ibareleri bulundurmak zorundadır. Ayrıca benzer ürünlere göre enerjisi % 50 daha az olduğu için “Düşük enerjili” denilebilir. % 0,3’ den daha fazla omega-3 içerdiği için “Omega-3 kaynağı” ibaresini ; % 5’ den daha az şeker içerdiği için “Düşük şeker” ibaresini taşıyabilir. Çiya tohumu ilaveli, şeker ilavesiz çilek marmeladı içerdiği antioksidan, diyet lifi ve omega-3 değerleri yüksek olduğundan dolayı yeni bir fonksiyonel gıda olabilir. Türk toplumu, özelikle kahvaltıda, reçel ve marmelat ürünlerini tüketmektedir. Bu fonksiyonel bileşenleri reçel veya marmelat içinde sunmak, Türk toplumunun beslenme alışkanlıklarını dramatik bir şekilde değiştirmeden, besin değeri yüksek, enerji değeri düşük bir gıda ile tanıştırmanın iyi bir yolu olacaktır.There is a demand on increasing the nutritional value and variety of diabetic foods in the market in our country. In this study, we aimed to enrich a diabetic marmalade by means of dietary fiber, omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) and antioxidant contents by using chia seed. Chia seed is an ancient grain but a new superfood becoming popular in the recent years. In this study, composition of chia seed was analyzed and it is found that chia seed is composed of 7.42 % moisture, 3.93 % ash, 19.59 % protein, 29 % fat, 38.94 % total dietary fiber. According to these values, we can say that, chia seed is very rich in nutritional value compared to other seeds. Chia seed was analyzed for its composition, phenolic compounds and antioxidant capacity. Its composition was found as moisture 7.42 %, ash 3.93 %, protein 19.59, fat 29.01 %, total dietary fiber 38,94 %. Sugar free , chia added marmalade formula was optimized by a two step sensory analysis. First step was for selecting the sweetener type, the second was for selecting the percentage of chia. The sweeteners tried in the formula were izomalt, stevia, sorbitol and izomalt-sorbitol mixture. Sorbitol was the nearest one to the control, marmalade with sucrose, by means of sweetness, strawberry odor, strawberry flavor and spreadability. The percentage of chia was selected as 5 %. Its thickness, cereal taste, strawberry flavor were more consumable according to consumers. The composition analyses were performed on the formula: 48 % strawberry, 47 % sorbitol and 5 % chia seed. This jam had the composition; moisture 35.16 %, ash 0.46 %, protein 1.30 %, fat 2.46 %, total dietary fiber 2.7 % and carbohydrate 61.26 %. Soluble solid of the marmalade was 64.3 % and acidity was 0.5 %, which were same with control marmalade. pH value of the marmalade was 4.43, while the control marmalade had 3.43 pH value. This could make the new marmalade more favorable to microbial growth, and further analyses may focus on optimizing the pH value of chia added marmalade without changing the sensory parameters. The sugar free chia added marmalade was compared to control marmalade by means of phenolic content, energy and total dietary fiber. 5 % chia addititon increased the phenolics by 15.45 %, increased the dietary fiber content by 168 % and decreased the caloric value by 48 %. Rheological parameters of the nem formulated sugar free chia added marmalade showed that the jam was pseudoplastic, resulted a gretaer G’ value than G’’ value indicating a viscoelastic behaviour and a tan δ smaller than 1 indicating a gel-like behaviour. The sugar free chia added strawberry marmalade may be a new functional food serving functional food ingredients such as antioxidants, dietary fiber and omega-3 PUFAs. Since Turkish people consume a significiant amount of marmalade, especiallly in breakfast, it may be a good way to serve these functional foods in jam, by not dramatically changing the nutrition habits of Turkish people.Yüksek LisansM.Sc