Innovative Food Applications of Novel Multifunctional Active Edible Gel Fillings and Coatings

Abstract

This thesis organized as two chapters aimed to develop and test multifunctional novel gel filling and coating. In Chapter 1, the thesis focuses on developing antimicrobial and antibrowning gelatin based gel filling to produce safe caramel apples. For this purpose, water holding capacity and mechanical stability of gelatin (GEL) gels were improved by the incorporation of soy proteins (SP) and inulin (IN), respectively. The water activity (aw) of gels was also reduced to < 0.9 by the addition of sucrose (SUC). The apples were cored and the void cores were filled with GEL-SP-IN-SUC blend gel solution containing synergetic antimicrobials, nisin and lysozyme, and antibrowning agent ascorbic acid (each at 1% in gel). Candy sticks were then placed into gel-filled void cores, and apples were kept at 4oC for 20 h for gelation of filling before caramel dipcoating. The caramel apples with antimicrobial GEL-SP-IN-SUC filling showed 2.4 – 2.9 D lower Listeria count than traditional caramel apples during 7-day cold storage. The active blend gel-filling also prevented discoloration of apple core. In Chapter 2, the thesis focuses on controlling postharvest sprouting and microbial risks associated with shallot bulbs by active chitosan based coating loaded with eugenol (EUG). The sustained release of EUG was achieved by applying ultrasonic homogenization (US) to prepare a composite of chitosan (CHI) with chickpea proteins (CP) (CHI:CP ratio of films = 2). The CHI-CPEUG coating successfully reduced the sprouting and inhibited the inoculated E. coli and L. innocua in shallot bulbs by 2.3 log and 1.7 log, respectively.

Bu tez iki bölümden oluşmakta olup temel amacı çok fonksiyonlu yenilikçi jel dolgu ve kaplama materyallerinin geliştirilmesi ve gıdalarda test edilmesidir. Bölüm 1’de tezin spesifik amacı antimikrobiyal ve enzimatik esmerleşme karşıtı etki gösteren jelatin (GEL) temelli dolgu materyalleri üretmek ve bunları güvenli karamel elma şekeri üretiminde kullanmaktır. Bu amaçla jelatin jellerinin su tutma kapasitesi ve mekaniksel stabilitesi sırasıyla soya proteini (SP) ve inulin (IN) katılarak artırılmıştır. Ayrıca jellerin su aktivitesi (aw) sükroz (SUC) ilavesiyle 0.9 değerinin altına getirilmiştir. Uygulama sırasında elmaların eşelek kısmı çıkartılmış ve sinerjetik etki gösteren lizozim-nisin karışımı ve enzimatik esmerleşme karşıtı askorbik asit (her bir ajan jel içerisinde %1) ilave edilmiş GEL-SP-IN-SUC karışım jel çözeltisi ile doldurulmuştur. Ardından jel dolgu içerisine elma şekeri çubukları yerleştirilmiş ve jeller 4oC’de 20 saat katılaşma için bekletildikten sonra daldırılarak karamelle kaplanmıştır. Bu innovatif uygulamayla üretilmiş kontamine edilmiş karamel elma şekerleri geleneksel yöntemle üretilmiş kontamine edilmiş olanlara göre bir hafta soğukta depolama sırasında 2.4 – 2.9 log daha düşük Listeria sayımı göstermişlerdir. Ayrıca jel dolgu elma eşelek yuvasının kararmasını başarıyla engellemiştir. Bölüm 2’de tezin spesifik amacı arpacık soğanında hasat sonrası oluşan filizlenmenin ve mikrobiyal risklerin eugenol (EUG) içeren aktif kitosan (CHI) temelli kompozit kaplamalarla önlenmesidir. Kompozit hazırlamada kitosanın nohut proteiniyle (CP) karışımı (CHI:CP ratio of films = 2) ve ultrasonik homojenizasyon (US) kullanılarak kontrollü EUG salınımı yapan filmler üretilmiştir. Elde edilen CHI-CP-EUG kaplamalar arpacık soğanlarda filizlenmeyi geciktirmiş ve inoküle edilmiş E. coli ve L. innocua bakterilerini sırasıyla 2.3 ve 1.7 log inhibe etmiştir.