dc.contributor.advisor | Yolaçaner, Elif | |
dc.contributor.advisor | Öztop, Mecit Halil | |
dc.contributor.author | Meclis, İzlem Cansu | |
dc.date.accessioned | 2019-10-21T12:45:41Z | |
dc.date.issued | 2019-08-07 | |
dc.date.submitted | 2019-07-03 | |
dc.identifier.citation | Meclis I.C., Effects of Some Soy Products on Rheological, Functional and Sensory Properties of Milk Chocolate, Master of Science thesis, Hacettepe University Graduate School of Science and Engineering, Ankara, 2019. | tr_TR |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/9461 | |
dc.description.abstract | Today, different types of diets and food products are of great interest. Soy chocolate, which is one of these products, is produced in various countries and there is not much research on the effect of the soy products on chocolate rheology and functionality. Rheology defines the flow properties of molten chocolate which is important parameter for producers and antioxidant capacity attracts the interest of consumer. In this study, two different soy products (soy milk powder and soy protein isolate) and two different milk products (whole and skimmed milk powder) were used to produce laboratory-scale milk chocolates with different conching times (2, 4, 6 hours). Rheological and functional properties of chocolates were investigated. Soymilk powder was produced as laboratory-scale and proximate and chemical analysis was performed. Physical properties of powder ingredients used in chocolate production were determined and functional properties of soy products were defined. Soymilk powder was found to have 44.43 % protein, 18.14 % fat and 6.06 % ash content. According to the chemical analysis, inactivation of 99.1 % for LOX-1, 100 % for LOX-3 and 98.5 % for trypsin inhibitors was achieved by heat treatment of 98 °C for 20 minutes.
Casson, Herschel-Bulkley and Bingham models were used to define the rheology of molten chocolates. According to the results, rheological behaviors of the chocolates were compatible with all models (R2> 0.99). Apparent viscosities of chocolates were determined at constant shear rate (50 s-1) and SoMC and WMC samples had lower viscosity values due to their fat content other than cocoa butter. According to the Casson model, these samples were found to have apparent viscosity values of 2.199 and 2.174 Pa.s respectively, after 6 hours of conching. The highest apparent viscosity value (4.430 Pa.s) was obtained by Herschel-Bulkley model in SPC2 samples, while the lowest apparent viscosity (1.854 Pa.s) was obtained by Casson model in WMC4 samples. According to the particle size distribution analysis, the 2 hour conched chocolates had a larger particle size than the 6 hour conched samples. All chocolates had a lower particle size at the end of the conching process, even though no linear decrease was observed with the increase of the conching time. This reduction in size is thought to occur in powder products added to chocolates. D90 values were obtained as 35.70 µm for SMC6 samples, 25.55 µm for WMC6 samples, 24.30 µm for SoMC6 samples and 60.35 µm SPC6 samples. Although SMC and SPC samples showed a significant reduction in particle size by concing, the desired particle size (<30 µm) was not obtained by 6 hours conching process. For this reason, it is recommended to extend the conching times for SMC and SPC chocolates in terms of particle size. The specific surface area data increased with increasing time of the conching. WMC6 samples had 1401 m2/kg specific surface area, which was the highest value among the samples, while SPC2 samples had the lowest value with 746 m2/kg. The yield stress, particle size and texture of chocolates are known to be related. It was observed that the chocolates snap more easily and texture becomes mellow with decreasing particle size.
Polymorphic structure was determined by X-ray diffractometer and sensory analysis was performed in order to evaluate the quality of chocolates. The analysis results showed that the polymorphic structure of all chocolates were in the desired β crystal form. Sensory analyzes showed that there was no statistically significant difference (P>0.05) in terms of after taste, appearance, flavour, odor and texture of the chocolates. This shows that soy chocolates are as much appreciated as milk chocolates.
Functionality of chocolates was evaluated in terms of total phenolic content and total antioxidant capacity. The antioxidant capacities were determined by ABTS, DPPH and CUPRAC methods. These methods were carried out by the QUENCHER procedure, which did not require any extraction step. The results were significantly higher than the literature data. According to Total Phenolic Content (TPC) analysis, SPC4 had the lowest value with 80.10 mg GAE/g dry sample and, and SoMC2 had the highest value with 129.33 mg GAE/g dry sample. Among the antioxidant capacity methods, the highest results were obtained by ABTS method as 6.79 mM Trolox/g dry sample for SoMC4 samples while the lowest results were obtained by DPPH method as 4.96 mM Trolox/g dry sample for SPC2 samples. It was observed that SoMC samples had the highest antioxidant capacity and SMC samples had the highest total phenolic content. This shows that soy-ingredients has an increasing effect on the amount of total phenolics and antioxidant capacity but the phenolics in soy are sensitive to the process. It is thought that high antioxidant content is caused by isoflovans in soy. SPC samples showed the lowest antioxidant activity and total phenolic content. This may be due to the fact that the proteins in soy mask the phenolic substances and antioxidant character.
In conclusion, although soy protein isolate provides high protein contribution in soy-chocolate, soymilk powder is recommended to be used in chocolate in terms of rheology and functionality of the product. | tr_TR |
dc.description.tableofcontents | CONTENTS
ABSTRACT i
ÖZET iv
ACKNOWLEDGEMENT vii
CONTENTS viii
LIST OF TABLES xi
LIST OF FIGURES xii
ABBREVIATIONS AND SYMBOLS xiv
1. INTRODUCTION 1
2. GENERAL INFORMATION 3
2.1 Chocolate 3
2.2 Cocoa and Cocoa Bean Processing 5
2.3 Chocolate Ingredients 5
2.3.1 Cocoa mass 5
2.3.2 Cocoa butter 6
2.3.3 Sugar 7
2.3.4 Milk Powder 8
2.3.5 Emulsifiers 9
2.4 Chocolate Production 10
2.4.1 Mixing 10
2.4.2 Refining 10
2.4.3 Conching 11
2.4.4 Tempering 12
2.4.5 Moulding 13
2.5 Quality of Chocolate 14
2.5.1 Physicochemical Properties of Chocolate 14
2.5.1.1 Rheological Properties of Chocolate 14
2.5.1.2 Particle Size Distribution 18
2.5.1.3 X-ray Diffraction Method 19
2.5.1.4 Hardness of Chocolate 20
2.5.1.5 Color of Chocolate 20
2.5.2 Sensory Properties of Chocolate 21
2.6 Functional Properties of Chocolate 22
2.5.1 Total Phenolic Content of Chocolate 24
2.5.2 Antioxidant Capacity of Chocolate 25
2.5.2.1 CUPRAC Assay 25
2.5.2.2 ABTS Assay 26
2.5.2.3 DPPH Assay 26
2.6 Enrichment of Chocolate 28
2.7 Soybean (Glycine max) 29
2.7.1 Nutritional Aspects of Soybean 29
2.7.2 Nutritional and anti-nutritional components of Soybean 30
2.7.2.1 Isoflavones 30
2.7.2.2 Lipoxygenase Enzymes 31
2.7.2.3 Trypsin Inhibitors 32
2.7.3 Soybean Products 32
2.7.3.1 Soymilk and Its Powder 33
2.8 Soy Chocolate 35
3. MATERIALS AND METHOD 36
3.1 Materials 36
3.2 Methods 37
3.2.1 Soymilk powder production 37
3.2.2 Analysis of Powder Products 37
3.2.2.1 Physical Analysis of Powder Products 37
3.2.2.2 Chemical Analysis of Soymilk Powder 39
Proximate analysis 39
Lipoxygenase Activity 41
Trypsin Inhibitor Activity 42
3.2.2.3 Functional Properties of Powder Products 43
3.2.3 Chocolate production 44
3.2.4 Physicochemical Properties of Chocolates 45
3.2.4.1 Moisture Content and Water Activity 45
3.2.4.2 Color of Chocolates 46
3.2.4.3 Texture Profile Analysis of Chocolates 46
3.2.4.4 Rheological Properties of Chocolates 47
3.2.4.5 Particle Size Distribution 47
3.2.4.6 X-ray Diffractometer 48
3.2.5 Functional Properties 49
3.2.5.1 Total Phenolic Content (TPC) 49
3.2.5.2 Total Antioxidant Capacity (TAC) 49
DPPH Assay 49
ABTS Assay 50
CUPRAC Assay 50
3.2.6 Sensory Properties of Chocolates 51
3.2.7 Statistical Analysis 51
4. RESULTS AND DISCUSSION 52
4.1 Chemical Properties 52
4.1.1 Proximate Analysis of Soymilk Powder 52
4.1.2 Lipoxygenase Enzyme Activity 54
4.1.3 Trypsin Inhibitors 55
4.2 Physical Properties of Powder Ingredients 56
4.3 Some Functional Properties of Powder Ingredients 62
4.4 Moisture Content and Water Activity of Chocolates 64
4.5 Color and Texture Profile Analysis 65
4.6 Rheological Properties 67
4.7 Particle Size Distribution 73
4.8 Polymorphic Characteristic of Chocolate Products 76
4.9 Functional Properties of Chocolates 77
4.9.1 Total Phenolic Content 77
4.9.2 Total Antioxidant Capacity 78
4.10 Sensory Analysis of Chocolates 81
5. CONCLUSION 83
REFERENCES 86
APPENDIX A 98
APPENDIX B 100
APPENDİX C 104
APPENDIX D 114
CURRICULUM VITAE 116 | 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.rights | CC0 1.0 Universal | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | * |
dc.subject | Milk chocolate | tr_TR |
dc.subject | Soymilk | tr_TR |
dc.subject | Rheology | tr_TR |
dc.subject | Particle size distribution | tr_TR |
dc.subject | Functional properties | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Konu Başlıkları Listesi::Teknoloji. Mühendislik | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Konu Başlıkları Listesi::Bilim | tr_TR |
dc.title | Effects of Some Soy Products on Rheological, Functional and Sensory Propertıes of Milk Chocolate | tr_TR |
dc.title.alternative | Bazı Soya Ürünlerinin Sütlü Çikolatanın Reolojik, Fonksiyonel ve Duyusal Özellikleri Üzerine Etkileri | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Günümüzde farklı tüketim biçimleri ve gıda ürünleri çok ilgi çekmektedir. Bu tür ürünlerden olan soyalı çikolata çeşitli ülkelerde üretilmekte olup, soyanın çikolata reolojisi ve fonksiyonelliği üzerindeki etkisi üzerine çok fazla araştırma bulunmamaktadır. Reoloji, erimiş çikolatanın akış özelliklerini tanımladığından, antioksidan kapasite de tüketicilerin ilgisini çektiğinden çikolata üreticileri için önemli parametrelerdir. Bu sebeple çalışmamızda iki farklı soya ürünü (soya sütü tozu ve soya protein izolatı) ve iki farklı süt ürünü (tam yağlı ve yağsız süt tozu) kullanılan çikolatalar laboratuvar ortamında farklı konçlama süreleri ile (2, 4, 6 saat) üretilmiş, çikolataların reolojik ve antioksidan analizleri yürütülmüştür. Ayrıca çalışmada kullanılan soya sütü tozu laboratuvar ortamında üretilip besinsel ve kimyasal analizleri gerçekleştirilmiştir. Çikolata üretiminde kullanılan toz ürünlerin fiziksel özellikleri belirlenerek, soya ürünlerinin fonksiyonel özellikleri tanımlanmıştır. Üretilen soya sütü tozunun % 44,43 protein, % 18,14 yağ ve % 6,06 kül içeriğine sahip olduğu bulunmuştur. Yapılan kimyasal analizlere göre 20 dakika 98 °C sıcaklık uygulaması ile LOX-1 için % 99,1, LOX-3 için % 100 ve tripsin inhibitörleri için % 98,5 inaktivasyon sağlanmıştır.
Çikolataların reolojik özelliklerini tanımlamak için erimiş çikolata reolojisini tanımlamada en çok kullanılan Casson, Herschel-Bulkley ve Bingham modelleri uygulanmış ve model sabitleri belirlenmiştir. Sonuçlara göre çikolataların reolojik davranışları tüm modellere uymuştur (R2>0.99). Sabit kayma hızında (50 s-1) belirlenen görünür viskozitelere göre kakao yağı dışında yağ içeren SoMC ve WMC örneklerinin daha düşük viskozite değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Bu örneklerin 6 saat konçlanandıktan sonra Casson modeline göre sırasıyla 2,199 ve 2,174 Pa.s görünür viskozite değerlerine sahip olduğu bulunmuştur. En yüksek viskozite değeri (4,430 Pa.s) SPC2 örneklerinde Herschel-Bulkley modeli ile elde edilirken, en düşük viskozite (1,854 Pa.s) WMC4 örneklerinde Casson modeli ile elde edilmiştir. Çikolataların reolojik ve duyusal özelliklerine etki eden partikül boyut dağılımı analizleri gerçekleştirilmiştir. D90 değerlerine göre 2 saat konçlanan çikolataların partikül boyutunun 6 saat konçlanan çikolatalara göre daha büyük olduğu görülmüştür. Konçlama süresinin artmasıyla doğrusal bir azalma gözlenmese bile süre sonunda tüm çikolatalar 2 saat konçlamaya göre daha düşük partikül boyutuna sahip olmuşlardır. SMC6 örneklerinin 35,70, WMC6 örneklerinin 25,55, SoMC6 örnkelerinin 24,30 ve SPC6 örneklerinin 60,35 µm partikül boyutuna sahip olduğu gözlenmiştir. Bu boyut azalmasının çikolatalara eklenen toz ürünlerde gerçekleştiği düşünülmektedir. SMC ve SPC örneklerinde konçlama ile partikül boyutu belirgin bir şekilde azalmasına rağmen 6 saat konçlama ile istenen boyuta inilememiş, diğer ürünlerde ise istenen partikül boyutu (<30 µm) elde edilmiştir. Bu sebeple partikül boyut dağılımı açısından SMC ve SPC çikolatalarının konçlama sürelerinin uzatılması önerilmektedir. Çikolataların akma gerilmesi, partikül boyutu, tekstürü birbiriyle ilişkili olarak bilinmektedir. Bu parametreler birbiriyle ilişkilendirildiğinde partikül boyutunun azalması ile tekstürünün daha yumuşak bir hale geldiği ve daha kolay kırılabildiği gözlenmiştir. Spesifik yüzey alanı verileri ise konçlama süresinin artması ile artmış, WMC6 örnekleri 1401 m2/kg ile en yüksek değere sahipken, SPC2 örneklerinin 746 m2/kg ile en düşük değere sahip olduğu gözlenmiştir.
Üretilen çikolataların kalitesini değerlendirmek açısından X-ray difraktometresi ile polimorfik yapısı belirlenmiş ve duyusal analiz gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, tüm çikolataların polimorfik yapısının istenen β kristal yapısında olduğunu göstermiştir. Duyusal analizler çikolataların ağızda kalan tat, görünüş, tat, koku ve doku açısından istatistiksel olarak birbirinden önemli bir farkının olmadığını (P>0.05) göstermiştir. Bu durum, soyalı çikolataların sütlü çikolatalar kadar beğenildiğini göstermektedir.
Çikolataların fonksiyonelliği toplam fenolik madde miktarı ve toplam antioksidan kapasitesi açısından değerlendirilmiş, antioksidan kapasiteleri, ABTS, DPPH ve CUPRAC metotları ile belirlenmiştir. Bu yöntemler, ekstraksiyon aşamasına ihtiyaç duymayan QUENCHER prosedürü ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar literatür verilerinden oldukça yüksek bulunmuştur. Toplam fenolik madde (TPC) analizlerine göre 80,10 mg GAE/g kuru örnek ile SPC6 tüm örnekler arasında en düşük, 129,33 mg GAE/g kuru örnek ile SoMC2 ise en yüksek değere sahiptir. Antioksidan kapasite yöntemleri arasından en yüksek sonuçlar SoMC4 örnekleri için 6,79 mM Trolox/g kuru örnek olarak ABTS yöntemi ile elde edilirkenen düşük sonuçar SPC2 örnekleri için 4,96 mM Trolox/g kuru örnek olarak DPPH yöntemi ile elde edilmiştir. SoMC örneklerinin en yüksek antioksidan kapasiteye, SMC örneklerinin ise en yüksek toplam fenolik madde miktarına sahip olduğu gözlenmiştir. Bu durum, soyanın toplam fenolik ve antioksidan madde miktarını artırdığı ancak fenolik maddelerin proses koşullarına duyarlı olduğunu göstermiştir. Yüksek antioksidan içeriğinin soyadaki izoflovanlardan kaynaklandığı düşünülmüştür. SPC örnekleri ise en düşük antioksidan aktivite ve toplam fenolik madde miktarı değerlerini vermiştir. Bu durumun soyadaki proteinlerin, fenolik maddeleri ve antioksidan karakteri maskelemiş olmasından kaynaklanabileceği düşünülmektedir.
Sonuç olarak çalışmada soyalı çikolata üretiminde soya protein izolatının yüksek miktarda protein katkısı sağlamasına rağmen reolojik özellikler ve fonksiyonellik açısından soya sütü tozunun kullanılması önerilmektedir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Gıda Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2019-10-21T12:45:41Z | |
dc.identifier.ORCID | https://orcid.org/0000-0003-0643-2122 | tr_TR |