Yumuşak Kurabiyelerde Şeker Miktarının Stevia İle Azaltılması

Abstract

Fazla şeker tüketiminin insan sağlığına olan negatif etkilerinden dolayı gıdaların şeker içeriği azaltılmaktadır. Düşük şekerli ve düşük kalorili gıdalar yapay tatlandırıcılar kullanılarak üretilebilir. Fakat yapay tatlandırıcıların olası olumsuz sağlık etkileri sebebiyle doğal tatlandırıcılar tercih edilmektedir. Günlük diyetteki şeker miktarının büyük bir kısmı atıştırmalık gıdalardan gelmektedir. Fırınlanmış atıştırmalık gıdalar arasında kurabiyeler, formülasyonundaki yüksek orandaki şeker miktarıyla bilinmektedir. Kurabiyenin çeşidine bağlı olarak bu oran kuru madde miktarının %65’ine kadar çıkabilmektedir. Stevia, şekerin azaltılmasında kullanılabilecek doğal bir tatlandırıcıdır. Steviosid adı verilen tatlı bileşenler ihtiva eder. Steviada bulunan bileşenlerden en tatlısı olan Rebodiosid A şekerden yaklaşık olarak 300-400 kat daha tatlıdır. Bu çalışmada, stevia ekstraktı kullanılarak şekeri azaltılmış yumuşak kurabiyelerin üretimi araştırılmıştır. Literatürde önceden yapılmış çalışmalarda stevianın tatlı bileşenlerinin ekstraksiyonunda en etkin çözgenin sıcak su olduğu tespit edilmiş olmasından dolayı, ektraksiyon işlemi bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Ekstraksiyon işleminde kurutulmuş ve öğütülmüş stevia yaprakları kullanılmıştır. Daha sonra çözelti santrifüj ve filtreleme işlemleriyle katı partiküller sıvı fazdan ayrılmıştır. Model kurabiye çeşidi olarak yumuşak Amerikan kurabiyesi seçilmiştir. Kurabiyelerin tadını, rengini ve yapısını geliştirmek ve hacim arttırıcı olarak kullanmak üzere yayıkaltı suyu tozu seçilmiştir. Yayıkaltı suyu, yağ üretimi sırasında açığa çıkan bir yan üründür. Yayıkaltı suyunun pastörize edilmesi, konsatraste edilmesi ve sprey kurutma işlemi ile kurutulması sonucu yayık altı suyu tozu elde edilir. Lezzet ve dokuya katkısından dolayı fırıncılık ürünlerinde, sağlığa faydalı bileşenlerinden dolayı fonksiyonel ürün yapımında kullanılır. Diğer bileşenler un, margarin, pudra şekeri, tuz, sodyum bikarbonat ve sudur. Kurabiyenin hazırlanmasında yağ ve şekerin önceden karıştırılarak krema haline getirildiği üretim metodu kullanılmıştır. Su, stevia ve yayıkaltı suyu tozu miktarı ve her bir formulasyon için pişirme süresi ön denemeler sonucunda tespit edilmiştir. Yumuşak Amerikan kurabiyesi formülasyonu şeker miktarını %30 ve 60 oranında azaltacak şekilde iki farklı oranda stevia ekstraktı ve %5 oranında yayıkaltı suyu tozu eklenecek şekilde modifiye edilmiştir. Pişirme süresi, bütün formülasyonlardan elde edilen kurabiyelerde nem oranı %8 olacak şekilde ayarlanmıştır. Bu şekilde, şeker miktarının %30 ve 60 oranında azaltıldığı, yayıkaltı suyu tozu olan ve olmayan şeklinde dört farklı formülasyon geliştirilmiştir. Kontrol formülasyonu ve sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örnekler de karşılaştırma yapabilmek amacıyla üretilmiştir. Kurabiyelerin pişirme ve depolama sırasındaki ağırlık değişimi, nem miktarı, su aktivitesi, yayılma oranı, renk ve yapı özellikleri ve HMF içeriği tespit edilmiştir. Kurabiyelerin tat ve doku özellikleri tanımlayıcı duyusal analiz ile ölçülmüştür. Kurabiyeler 60 gün boyunca 25°C’de polietilenterafitalat (PET) kutularda depolanmış ve özelliklerinde gerçekleşen değişimler tespit edilmiştir. Stevia içeren kurabiyeler kontrol örneğinden daha düşük yayılma oranı göstermiştir. Sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örnekler ise en yüksek yayılma oranına sahip olmuştur. Pişirme sonrasında gerçekleşen ağırlık kaybı, %8 nem oranı elde etmek amacıyla değişen pişirme sürelerine bağlantılı olarak gerçekleşmiştir. Depolama sonucunda en büyük ağırlık kaybı şeker miktarı %30 azaltılmış örneklerde görülmüştür. Örneklerin başlangıç nem miktarları beklenildiği gibi benzer çıkmıştır. Depolama sonrasında, bütün kurabiyelerin nem miktarında belirgin bir düşüş gözlemlenmiştir. Şeker miktarı %60 azaltılmış örneğin nem miktarı, kontrol örneğininkine benzer çıkmıştır. Depolama öncesi en yüksek su aktivitesi değeri şeker miktarı %60 azaltılmış örnekte gözlemlenmiştir. Depolama sonrası en yüksek su aktivitesi kontrol ve sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örneklerde elde edilmiştir. Bütün örnekler kontrol kurabiyesininkinden daha düşük L* değerleri göstermiştir. b* değeri ise bütün örneklerde aynı çıkmıştır. En düşük a* değeri kontrol kurabiyesinde ölçülmüştür. Örneklerin toplam renk değişim değerleri kontrol örneğinin renk değerleri referans değerler olarak alınarak hesaplanmıştır. Hem stevia hem de yayıkaltı suyu tozu içeren örneklerin toplam renk değişimi diğer örneklerin toplam renk değişim değerlerinden daha yüksek çıkmıştır. Depolama sonrası sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örnek en yüksek renk değişim değerine sahip olmuştur. Bütün örneklerdeki hidroksimetilfurfural (HMF) miktarı, ticari kurabiyeler için rapor edilmiş HMF konsantrasyonlarından daha düşük olmuştur. Stevia ve yayıkaltı suyu tozunu birlikte ihtiva eden örneklerin başlangıç sertlik değerleri kontrolünki ile benzer bulunmuştur. Sadece stevia bulunduran örneklerin sertlik değerleri kontrolün sertlik değerinden yüksek çıkmıştır. Depolamadan sonra bütün örneklerin sertlik değerinde artış gözlenmiştir. Kurabiye örneğini kırmak için gereken iş değeri en yüksek %30 azaltılmış örnekte tespit edilmiştir. Duyusal analizde, en yüksek tatlı tat skoru kontrol ve sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örneklere verilmiştir. En düşük tatlı tat ve ağızda kalan tatlı tat skoru ise şekeri %60 azaltılmış yayıkaltı suyu tozu içeren örneğe verilmiştir. En yüksek tereyağı tadı skoru sadece yayıkaltı suyu tozu içeren örneğe verilmiştir. En yüksek gevreklik skoru ise şekeri %30 azaltılmış örneğe verilmiştir. En yüksek genel beğeni puanını yayık altı suyu tozu içeren örnek almıştır. Stevia ve yayıkaltı suyu tozu içeren örneklerin genel beğeni puanı kontrol örneğininkine benzer çıkmıştır. Birçok yapay tatlandırıcının aksine, stevialı kurabiyelerde çalışmada kullanılan stevia oranlarında metalik ve acı tatlara rastlanmamıştır. Formülasyonda stevia ekstaktının yayıkaltı suyu tozu ile beraber kullanımı sonucunda kontrol kurabiye örneğinin özelliklerine benzer özelliklerde kurabiye elde edilmiştir. Bu nedenle stevia ekstraktı ve yayıkaltı suyu tozu şekeri azaltılmış yumuşak kurabiyelerin üretiminde kullanılabilir. Yayıkaltı suyu tozunun yumuşak kurabiyelerin tadı, yapısı ve rengine olumlu katkıda bulunduğu gözlemlenmiştir. Fakat, pişirme sırasında yayıkaltı suyu tozunun esmerleşme reaksiyonuna girebileceği göz önünde bulundurulmalı, kullanım oranı, pişirme sıcaklığı ve süresi buna göre belirlenmelidir.

Sugar content of foods is being reduced due to adverse health effects of excessive sugar consumption. Low sugar and low calorie products can be produced by using artificial sweeteners. However, natural additives are preferred to artificial ones due to possible health effects. Snack foods are one of the main sources of sugar in diet. Among the baked snack foods, cookies are known for their high ratio of sugar in their formula. Depending on the cookie variety, sometimes this ratio can be upto 65% percent of the dry matter. Stevia is a natural sweetener that can be used for sugar reduction. It contains sweet tasting compounds named as steviosides. Rebaudioside A is the sweetest compound present in stevia which is approximately 350-400 times sweeter than sucrose. In this study, development of reduced-sugar soft cookies by using stevia extract was investigated. Sweet compounds were extracted from dried stevia leaves with hot water as it is the best solvent according to the previous studies in literature. American soft cookie was chosen as a model cookie type. Buttermilk powder was used as a bulking agent and to improve the flavor, color and texture of the cookies. Other ingredients were flour, margarine, powdered granulated sugar, salt, sodium bicarbonate and water. Creamery method of production was used for cookie preparation. Amounts of water, stevia and buttermilk powder and baking duration for each formulation was determined by preliminary experiments. Four formulations were developed in which the sugar content was reduced by 30 and 60% by stevia extract with and without buttermilk powder at a level of 5%. Flour:water ratio was kept constant in all formulations. Baking time was modified to obtain a moisture content of 8% in cookies for all formulations. A control and an only buttermilk powder containing cookies were also produced for comparisons. Moisture content, water activity, spread ratio, color, textural properties and HMF content of the cookies were measured. Flavor and texture of the cookies were evaluated according to descriptive sensory analysis method. The changes in the properties of cookies after 60 days of storage in polyethylene terephthalate (PET) containers at 25°C were also determined. Spread ratio of stevia containing cookies was significantly lower than that of control sample. Only buttermilk powder containing sample had the highest spread ratio. Weight loss of cookies after baking differed in accordance with baking duration to obtain 8% moisture content. After 60 days of storage at 25°C, the greatest weight loss was determined in 30% reduced-sugar sample. Significant decrease in moisture content was observed in all of the cookies after storage. Moisture content of the 60% reduced-sugar sample was similar to that of the control sample. Highest initial water activity was obtained in the 60% reduced-sugar sample. After storage, water activity values of the control and buttermilk powder containing samples were significantly higher than those of stevia containing cookies. All cookies exhibited lower L* values than the control cookie. b* values of all the samples were close to each other. The lowest a* value was found in control cookie. Addition of buttermilk powder to the cookies resulted in an increase in a* value. Total color change values of the samples were calculated by taking the color values of control sample as reference. Total color change values of both stevia and buttermilk powder containing samples were higher than those of the other samples before storage. Highest total color change value was observed in only buttermilk powder containing sample after storage. Hydroxymethylfurfural (HMF) content of all of the cookies was found lower than those reported for commercial cookies. Initial hardness values of both stevia and buttermilk powder containing samples were similar to that of control sample. Initial hardness of only stevia containing samples was significantly higher than that of the control sample. Hardness of all of the samples increased significantly after 60 days of storage. Highest work to break down value was determined in 30% reduced-sugar sample. In sensory evaluations, sweet taste score of control and buttermilk powder containing samples was highest and that of 60% reduced-sugar sample with buttermilk powder was the lowest. Aftertaste score of 60% reduced-sugar sample with buttermilk powder was the lowest. Rest of the samples had similar aftertaste scores. Butter taste score of only buttermilk powder containing sample was significantly higher than those of others. Crispiness of 30% reduced-sugar sample was the greatest among samples. The sample with only buttermilk powder was given the highest overall acceptability score. Both stevia and buttermilk containing samples were found similar to the control sample in terms of overall acceptability. Unlike most of the artifical sweeteners, no metallic or bitter taste was observed in stevia containing samples at levels used in this study. Use of combination of stevia extract with buttermilk powder in formulation resulted in cookies with similar quality properties to those of the control sample. Therefore, stevia extract and buttermilk powder can be used for production of reduced-sugar soft cookies. Buttermilk powder contributed positively to the flavor, texture and color of soft cookies. However, it should be taken into account that buttermilk powder can undergo browning during cooking. Therefore, its usage level, baking temperature and duration should be adjusted accordingly.