dc.contributor.advisor | Neslihan, Taş | |
dc.contributor.author | Selahattin, Gazi | |
dc.date.accessioned | 2022-04-01T08:00:37Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.date.submitted | 2022-03-18 | |
dc.identifier.citation | Gazi, S. (2022). Mitigation of Acrylamide Formation in Bakery Products by Using Asparaginase Enzyme (thesis). | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/26049 | |
dc.description.abstract | Maillard reaction is a reaction that occurs as a result of the interaction of amino groups
and carbonyl groups. It improves the characteristics of foods such as color, taste, smell
and texture although it causes some undesirable effects such as losses in the nutritional
value of food and the formation of thermal process contaminants including acrylamide.
Acrylamide is a carcinogenic, genotoxic, and cytotoxic compound formed by the reaction
of asparagine and carbonyl compounds such as reducing sugars.
The presence of asparagine, the precursor of acrylamide, in bakery products in high
amounts leads to the formation of high amounts of acrylamide during the baking process.
The high consumption of bakery products in the diet makes the development of strategies
to reduce acrylamide in bakery products essential. The expectation of enactment of legal
regulations regarding the limitation of the amount of acrylamide in bakery products in the future reveals acrylamide as a problem that needs to be solved for the industry.
Asparaginase enzyme, which is envisaged as a tool for acrylamide reduction strategy,
stands out as a good option because it does not require any changes in heat treatment
parameters and product formulations, preserves sensory properties, and does not have to
be specified on the product label.
Within the scope of this thesis, applications were made by using commercial asparaginase
enzyme in high water content hard biscuits, low water content hard biscuits, soft biscuits,
pretzel-like snacks, and wafers to reduce asparagine in the dough of these products and
accordingly to restrict acrylamide formation. For this purpose, changes were made on
enzyme dosage, enzyme application time, resting time and temperature, dough mixing
speed and time, and in the order of addition of the recipe components during dough
preparation.
As a result of these applications, acrylamide formation was reduced by 96% in the high
water content hard biscuit, in which 3000 ASNU/kg flour asparaginase dose was applied
and baked after 15 min resting time. In soft biscuits, 54% reduction in acrylamide was
achieved with the application of 5000 ASNU/kg flour asparaginase dose and changing
mixing order. Asparaginase dose of 3000 ASNU/kg flour and then 15 min resting time
applied to the pretzel-like snack limited the formation of acrylamide by 80% after baking.
A significant reduction of acrylamide could not be achieved in low water hard biscuits.
The correlation coefficients between asparagine and acrylamide in high water content
hard biscuit, low water content hard biscuit, soft biscuit, and pretzel-like snack were
determined as 0.74, 0.03, 0.64, and 0.91, respectively. It was revealed that there was a
strong positive interrelation between asparagine and acrylamide content in all products
except for low water content hard biscuits where the asparaginase was not active. In the
wafer, only asparagine analysis was performed and with 1000 ASNU/kg flour enzyme
treatment 97% asparagine reduction was achieved. It was determined that the potential
acrylamide formation reduction would be high.
When the effects of water activity and pH on the activity of asparaginase in the dough of
bakery products were examined, water activity was found to be more effective than pH. Additionally, application of asparaginase was found to have no adverse effect on the
product quality parameters such as surface color and spread ratio.
As a result of this study, high rates of acrylamide reduction were achieved in bakery
products by using the asparaginase enzyme. This strategy could be used as a guide for the
food industry to reduce acrylamide in bakery products. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Maillard reaction | tr_TR |
dc.subject | Acrylamide | tr_TR |
dc.subject | Asparagine | tr_TR |
dc.subject | Asparaginase | tr_TR |
dc.subject | Bakery products | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Gıda mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Mitigation of Acrylamide Formation in Bakery Products By Using Asparaginase Enzyme | tr_TR |
dc.title.alternative | Asparajinaz Enzimi Kullanılarak Fırıncılık Ürünlerinde Akrilamid Oluşumunun Azaltılması | |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Maillard reaksiyonu, amino grupları ile karbonil gruplarının etkileşimi sonucu meydana
gelen bir reaksiyondur. Gıdaların renk, tat, koku ve tekstür gibi karakteristik özelliklerini
iyileştirmesine rağmen gıdaların besin değerinde kayıplara ve akrilamid gibi ısıl işlem
kontaminantlarının oluşumu gibi istenmeyen etkilere neden olmaktadır. Akrilamid,
asparajin ve indirgen şekerler gibi karbonil bileşiklerinin reaksiyonu ile oluşan
kanserojen, genotoksik ve sitotoksik bir bileşiktir.
Fırıncılık ürünlerinde akrilamidin öncülü olan asparajinin yüksek miktarda bulunması,
pişirme işlemi sırasında yüksek miktarda akrilamid oluşumuna yol açmaktadır. Diyette
fırıncılık ürünlerinin yüksek miktarda tüketimi, fırıncılık ürünlerinde akrilamidin
azaltılmasına yönelik stratejilerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Gelecekte
fırıncılık ürünlerindeki akrilamid miktarının sınırlandırılmasına ilişkin yasal düzenlemelerin yapılması beklentisi, akrilamidin endüstri için çözülmesi gereken bir
sorun olduğunu ortaya koymaktadır. Akrilamid azaltma stratejisi için bir araç olarak
öngörülen asparajinaz enzimi, ısıl işlem parametrelerinde ve ürün formülasyonlarında
herhangi bir değişiklik yapmayı gerektirmemesi, duyusal özellikleri koruması ve ürün
etiketinde belirtilmesinin gerekmemesi gibi nedenlerle iyi bir seçenek olarak öne
çıkmaktadır.
Bu tez kapsamında yüksek su oranlı sert bisküviler, düşük su oranlı sert bisküviler,
yumuşak bisküviler, pretzel benzeri atıştırmalıklar ve gofretlerde ticari asparajinaz enzimi
kullanılarak bu ürünlerin hamurlarındaki asparajinin azaltılması ve buna bağlı olarak
akrilamid oluşumunun kısıtlanması için uygulamalar yapılmıştır. Bu amaçla, hamur
hazırlama sırasında enzim dozajı, enzim uygulama süresi, dinlenme süresi ve sıcaklığı,
hamur karıştırma hızı ve süresi ile reçete bileşenlerinin eklenme sırası üzerinde
değişiklikler yapılmıştır.
Yapılan işlemler sonucunda 3000 ASNU/kg un asparajinaz dozu uygulanan ve 15 dakika
dinlendirilerek fırınlanan yüksek su oranlı sert bisküvide akrilamid oluşumu %96
oranında azaltılmıştır. Yumuşak bisküvide 5000 ASNU/kg un asparajinaz dozu ve
karıştırma sırasının değiştirilmesi uygulamasıyla akrilamid %54 oranında azaltılmıştır.
3000 ASNU/kg un asparajinaz dozu ve ardından 15 dakika dinlendirme uygulanan pretzel
benzeri atıştırmalıklarda fırınlanma sonucunda akrilamid oluşumu %80 oranında
sınırlandırılmıştır. Düşük su oranlı sert bisküvide akrilamidde anlamlı bir akrilamid
azalma sağlanamamıştır.
Yüksek su oranlı sert bisküvi, düşük su oranlı sert bisküvi, yumuşak bisküvi ve pretzel
benzeri atıştırmalıkta asparajin ve akrilamid arasındaki korelasyon katsayıları sırasıyla
0.74, 0.03, 0.64 ve 0.91 olarak saptanmıştır. Asparajinazın aktif olmadığı düşük su oranlı
sert bisküviler hariç tüm ürünlerde asparajin ve akrilamid içeriği arasında güçlü bir pozitif
ilişki olduğu ortaya çıkmıştır. Gofrette ise yalnızca asparajin analizi yapılmış ve 1000
ASNU/kg un enzim uygulaması ile asparajinde %97 oranında azalma sağlanmıştır. Buna
göre gerçekleşebilecek potansiyel akrilamid oluşumundaki azalmanın yüksek olacağı
belirlenmiştir. Fırıncılık ürünlerinin hamurlarındaki asparajinaz aktivitesi üzerine su aktivitesi ve pH'nın
etkileri incelendiğinde, su aktivitesinin pH'dan daha etkili olduğu saptanmıştır. Ayrıca
asparajinaz uygulamasının yüzey rengi ve yayılma oranı gibi ürün kalite parametreleri
üzerinde olumsuz bir etkisinin olmadığı bulunmuştur.
Bu çalışma sonucunda, asparajinaz enzimi kullanılarak fırıncılık ürünlerinde yüksek
oranlarda akrilamid indirgenmesi sağlanmıştır. Bu strateji, gıda endüstrisine fırıncılık
ürünlerinde akrilamidin azaltması için bir kılavuz olarak kullanılabilir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Gıda Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2022-04-01T08:00:37Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |