INFLUENCE OF THE SPRAY-DRYING ENCAPSULATION ON THE STORAGE STABILITY OF STRAWBERRY AROMA AND EFFICIENCE OF MICROCAPPSULES IN MODEL FOODS

Abstract

In this study, it was aimed to investigate the storage stability and usage into model foods of strawberry aroma microcapsules obtained by spray-drying method. Accordingly, microcapsules were stored at different temperatures (4 and 25 °C) for 60days and aroma release, moisture content, water activity, bulk density and particle size distribution analyses were performed. Sensory analysis was performed on chocolate and cakes produced with liquid form and encapsulated strawberry flavors. While the moisture content, water activity and particle size values of the powder microcapsules increased by the storage time, bulk density value decreased. As a result of the sensory analysis, it was determined that chocolate and cakes produced with encapsulated strawberry flavors were more appreciated than the products produced using aroma in liquid form. These results indicated that the encapsulation process not only increases the storage stability in terms of flavor, but also improves the stability during processing of the foods.

Keywords

• Aroma
• strawberry
• encapsulation
• spray drying
• storage
• model food

Project Number

FDK-2015-768

ÇİLEK AROMASININ DEPOLAMA KARARLILIĞI ÜZERİNE PÜSKÜRTEREK KURUTMA YÖNTEMİYLE ENKAPSÜLASYON İŞLEMİNİN ETKİSİ VE MİKROKAPSÜLLERİN MODEL GIDALARDA ETKİNLİĞİNİN BELİRLENMESİ

Abstract

Çalışmada sıvı çilek aroması püskürterek kurutma yöntemiyle enkapsüle edilmiş ve elde edilen mikrokapsüllerin depolama stabilitesi ve model gıdalarda kullanım etkinliği belirlenmiştir. Bu amaçla mikrokapsüller farklı sıcaklıklarda (4 ve 25 °C) 60 gün süre ile depolanmış ve aroma salınımı, nem miktarı, su aktivitesi, kitle yoğunluğu ve parçacık boyutu dağılımı analizleri yapılmıştır. Ayrıca ticari sıvı ve enkapsüle çilek aromaları kullanılarak üretilen çikolata ve keklerde duyusal analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonuçları enkapsülasyon işleminin aroma salınımını yaklaşık %50 oranında azalttığını, düşük sıcaklıklardaki depolamanın aroma korunumunu daha iyi sağladığını göstermiştir.z mikrokapsüllerin nem miktarı, su aktivitesi ve parçacık boyutu değerleri depolama süresi ile birlikte artış gösterirken, kitle yoğunluğu değerinin azaldığı tespit edilmiştir. Duyusal analiz sonucunda enkapsüle çilek aromaları ile üretilen çikolata ve keklerin koku, tat, aroma ve genel beğeni açısından sıvı formda aroma kullanılarak üretilen ürünlere göre daha çok beğenildiği belirlenmiştir. Sonuçlar enkapsülasyon işleminin depolama stabilitesini arttırmasının yanında katkılandığı gıdaların işlenmesi sırasındaki kararlılıklarını da geliştirdiğini göstermiştir.

Keywords

• Aroma
• çilek
• enkapsülasyon
• püskürterek kurutma
• depolama
• model gıda

Supporting Institution

Akdeniz Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Project Number

FDK-2015-768

Thanks

Bu çalışmayı maddi olarak destekleyen Akdeniz Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ne (FDK-2015-768) ( proje numarası) aromaların teminindeki desteklerinden dolayı Aromsa Besin Aroma ve Katkı Maddeleri Sanayi Ticaret A.Ş’ye teşekkür ederiz.

References

1. Acar, J., B. Cemeroğlu. (1999). Meyve ve sebze teknolojisi. Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları Yayın: 43,399.
2. Balcı-Torun, F., (2019). Farklı enkapsülasyon yöntemleri kullanılarak elde edilen aroma kapsüllerinin depolama stabilitesinin ve gıda katkı maddesi olarak kullanımının araştırılması. Akdeniz üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora Tezi, Antalya, Türkiye, 182 s.
3. Balcı-Torun, F., Özdemir, F., (2021). Encapsulation of strawberry flavour and physicochemical characterization of the encapsulated powders. Powder Tech, 380, 602-612.
4. Bertolini, A., Siani, A., Grosso, C. (2001). Stability of monoterpenes encapsulated in gum arabic by spray-drying. J. Agric. Food Chem., 49(2): 780-785.
5. Bhandarı., B.R., Howes, T. (1999). Implication of glass transition for the drying and stability of dried foods. Journal of Food Engineering, 40: 71-79.
6. Burdock, G. A. (1998). Review of the biological properties and toxicity of bee propolis (propolis). Food and Chemical toxicology, 36(4), 347-363.
7. Chang, K.S., Kim, D.W., Kim, S.S., Jung, M.Y. (1998). Bulk flow properties of model food powder at different water activity. International Journal of Food Properties, 1(1): 45-55.
8. Düzgüneş, O., et al. "Araştırma ve Deneme Metotları (İstatistik Metotları-II), Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, 1021." Ders kitabı 295 (1987).

9. Forney, C.F., Kalt, W., Jordan M.A. (2000). The Composition of Strawberry Aroma Is Influenced by Cultivar, Maturity, and Storage. Hortscıence, 35:6, 1022-1026.
10. Galmarini, M.V., Baren, C., Zamora, M.C., Chirife,J., Lira, P., L., Bandoni, A. (2011). Impact of trehalose, sucrose and ⁄or maltodextrin addition on aroma retention in freeze dried strawberry puree. Int. J. Food Sci. Technol. 46, 1337–1345
11. Gibbs F., Kermasha S., Alli I., Mulligan C.N. (1999). "Encapsulation in the food industry: a review." Int J Food Scı Nutr, 50:3: 213-224.
12. Jafari, S.M., Assadpoor, E., He, Y., Bhandari, B. (2008). Encapsulation efficiency of food flavours and oils during spray drying. Drying Technol., 26(7): 816-835.
13. Jetti, R.R., Yang, E., Kurnianta, A., Finn, C., Qian, M.C., (2007). Quantification of selected aroma-active compounds in strawberries by headspace solid-phase microextraction gas chromatography and correlation with sensory descriptive analysis. Journal of Food Science 72.
14. Jımenez, M., Garcıa, H.S, Berıstaın, C.I. (2004). Spray-drying microencapsulation and oxidative stability of conjugated linoleic asit, European Food Research and Technology, 219: 588-592.
15. Karaoglu, M., Kotancılar, H., Çelik, İ. (1998). Modifiye nişaşta eldesi ve fırın ürünlerinde kullanımı. Atatürk Üniversitesi Dergisi, 29(2): 359-368.
16. Kargel, B. C. W. (2000). Effect of polymeric phase transitions on the controlled release and oxidative stability of flavor model systems encapsulated in traditional carbohydrate carriers. Ph.D. Thesis, Faculty of the Graduate School, University of Minnesota, USA.
17. Koç, M. (2015). Farklı kurutma yöntemleri ile bal tozu üretim koşullarının optimize edilmesi ve depolama stabilitesinin belirlenmesi. Doktora tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 202 s.
18. Koç, M., Güngör, Ö., Zungur, A., Yalçın, B., Selek, İ., Ertekin, F.K., Ötles, S. (2015). Microencapsulation of extra virgin olive oil by spray drying: effect of wall materials composition, process conditions, and emulsification method. Food Bioproc Technol, 8 (2):301-318.
19. Koç, M., Sakin, M., Ertekin, F. (2010). Mikroenkapsülasyon ve gıda teknolojisinde kullanımı. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16: 77-86.
20. Krıshnan, S., Bhosale, R., Sınghal, R.S. (2005). Microencapsulation of cardamom oleoresin: evaluation of blends of gum arabic, maltodextrin and a modified starch as wall materials, Carbohydrate Polymers, 61: 95-102
21. Madene A., Jacquot M, Scher J., Desorby S. (2006) Flavour encapsulation and controlled release-a review. International Journal of Food Science and Technology, 1, 1-21.
22. Mahdavi, S.A., Jafari, S.M., Assadpoor, E., Dehnad, D. (2016). Microencapsulation optimization of natural anthocyanins with maltodextrin, gum arabic and gelatin. Int. J. Biol. Macromol., 85: 379-385.
23. Muzaffar, K., Kumar, P. (2016). Moisture sorption isotherms and storage study of spray dried tamarind pulp powder. Powder Technology, 291: 322-327.
24. Pelayo, C., Ebeler, S. E., A. A. Kader. (2003) "Postharvest life and flavor quality of three strawberry cultivars kept at 5 C in air or air+ 20 kPa CO2." Postharvest Biology and Technology 27,2: 171-183.
25. Pellicer, J.A., Fortea, M.I., Trabal, J., Rodríguez-López, M.I., Gabaldón, J.A., Núñez-Delicado, E. (2019). Stability of microencapsulated strawberry flavour by spray drying, freeze drying and fluid bed. Powder Technol., 347: 179-185.
26. Pizzoni, D., Compagnone, D., Di Natale, C., D’Alessandro, N., Pittia, P. (2015). Evaluation of aroma release of gummy candies added with strawberry flavours by gas-chromatography/mass-spectrometry and gas sensors arrays. Journal of Food Engineering, 167, 77-86.
27. Quek, S.Y., Chok, N. K., Swedlund, P. (2007). The physicochemical properties of spray-dried watermelon powders. Chemical Engineering and Processing, 46: 386–392.
28. Re, M.I. (1998). Microencapsulation by spray drying, Drying Technology, 16: 11951236.
29. Rodrıguez-Huezo, M.E., Pedroza-Islas, R., Prado-Barragan, L.A., Berıstaın, C.I., Vernon-Carter, E.J. (2004). Microencapsulation by spray drying of multiple emulsions containing carotenoids, Journal of Food Science, 69: 351-359.
30. Samborska, K., Langa, E., Bakier, S. (2015). Changes in the physical properties of honey powder during storage. International Journal of Food Science and Technology, 50: 1359-1365.
31. Schieberle, P., Hofmann, T., (1997). Evaluation of the character impact odorants in fresh strawberry juice by quantitative measurements and sensory studies on model mixtures. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 45(1), 227-232.
32. Torun, M., Özdemir, F. (2011). Lezzet artırıcı gıda katkı maddesi: Monosodyum Glutamat (MSG). Turkchem, 21: 40-42.
33. Voilley, A.J. (1995). Flavor encapsulation: Influence of encapsulation media on aroma retention during drying. Chapter 15, pp 169-179.
34. Zabetakis, I. (1997). Enhancement of flavour biosynthesis from strawberry (Fragaria x ananassa) callus cultures by Methylobacterium species. Plant cell, tissue and organ culture, 50(3), 179-183.
35. Zabetakis, I., Holden, M. A. (1997). Strawberry flavour: analysis and biosynthesis. Journal of the Science of Food and Agriculture, 74(4), 421-434.
36. Zeller, B.L., Saleeb, F.Z., Ludescher, R.D. 1999. Trends in development of porous carbohydrate food ingredients for use in flavor encapsulation, Trends in Food Science and Technology, 9: 389-394.
37. Zhu, G.Y., Xiao, Z.B., Zhou, R.J., and Yi, F. P. (2012). Fragrance and flavor microencapsulation technology. In Advanced Materials Research (Vol. 535, pp. 440-445). Trans Tech Publications Ltd.
38. Zuidam, N. J., and Heinrich, E. (2010). Encapsulation of aroma. In Encapsulation technologies for active food ingredients and food processing (pp. 127-160). Springer, New York, NY.