TOZ GIDALARDA TOPAKLANMA MİKTARINI BELİRLEMEK İÇİN MOLEKÜLER MOBİLİTE VE KRİSTALİZASYON DAVRANIŞI ARASINDAKİ İLİŞKİDEN FAYDALANILARAK ZAMAN ALANDA (TD) NMR YAKLAŞIMININ GELİŞTİRİLMESİ

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tez Danışmanı: Halil Mecit Öztop

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Özet:

Kekleşme, toz gıda numunelerinin stabilitesini ve fonksiyonelliğini bozarak akışkanlığını ve kalitesini etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Zamansal Alanda Nükleer Manyetik Rezonans (TD-NMR) teknikleri, ölçüm öncesi herhangi bir ön numune hazırlığı gerektirmediği ve hızlı sonuç verdiği için polimer, ilaç ve gıda endüstrilerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Çalışmanın ana amacı, TD-NMR, Solid Eko (SE) ve Sihirli Sandviç Eko (MSE) sekanslarını kullanarak numunelerin kristalinitesini ölçmektir. Yöntem ilk olarak kontrol ve dondurularak kurutulmuş toz şeker numunelerine (glikoz, sukroz ve laktoz) uygulanmış ve X-ışını kırınımı (XRD) ve MSE kristalliği arasında yüksek korelasyon (>0,96) bulunmuştur. İkinci bölümde ise yöntemin, Kristal oranı kinetic olarak değişen örneklerde uygulaması yapılmıştır. Bu amaçla, 50°C'den alınarak 28°C'de dengeye bırakılan yüksek oranda doymuş farklı şeker çözeltilerindeki (glikoz, fruktoz, alüloz, laktoz ve sukroz) sürekli kristal büyümesi takip edilmiştir. Uygulanan kinetik model, kristalleşme hızının, sırasıyla alluloz, laktoz, sakarozdan sonra fruktoz ve glikoz ikilisi için en yavaş olduğunu göstermiştir. Bu durum, her bir şekerin çözelti içerisinde sıcaklıkla dönüştüğü enantiomer, bu farklı konformasyonların oranı ve birbirine dönüşüm hızıyla açıklanmıştır. Son bölümde, daha önceki çalışmalarda doğrulanan yöntem, farklı bağıl nemlerde (%40, 50, 60 ve 70) depolanan peynir ve süt tozlarına uygulanmış ve numunelerin kristallikleri, topaklanma eğilimleri ve tozların yağ içerikleri ile ilişkilendirilmiştir. NMR analizlerini tamamlayıcı olarak yüzey ve toplam yağ içeriği, nem içeriği, su aktivitesi analizleri de yapılmıştır. Çalışma sonucunda, kristal büyümesi ve topaklanma eğilimi gibi fiziksel değişimler hakkında bilgi veren TD-NMR teknikleri ile moleküler mobilitenin kristalliği hesaplamak için modellenebileceği bulunmuştur. Yöntemin, XRD'ye kullanıcı dostu bir alternatif olarak kullanılabileceği öne sürülmüştür.