Kayısının Rehidrasyon Yeteneğine Kurutma Sıcaklığı ve Ön işlemin etkisi

Transkript

1 Kayısının Rehidrasyon Yeteneğine Kurutma Sıcaklığı ve Ön işlemin etkisi Murat İNTEPE, İnci TÜRK TOĞRUL* *Afyon Kocatepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü,Afyon, 3, Özet- Bu çalışmada Hacıhaliloğlu tip aşı kayısının rehidrasyon yeteneğine farklı ön işlem uygulamanın ve farklı kurutma sıcaklığının etkisi incelendi. Malatya dan temin edilen kayısılar 4 farklı sıcaklıkta (75, 65, 55 o C, güneşte), ve ön işlem gördükten sonra kurutuldu. Oda sıcaklığında distile su ile rehidre edilerek, rehidrasyon yeteneğine farklı sıcaklıkta ve farklı ön işlem uygulayarak kurutmanın etkisi incelendi. Yüksek sıcaklıkta kurutulan kayısıların daha hızlı su aldığı ancak dengeye ulaşım süresinde bir etkisi olmadığı gözlendi. SO ile kükürtlendikten sonra kurutulan kayısılar ve diğer ön işlemler ile mukayese edilen kayısılara göre daha yavaş az nem aldığı görüldü. Kayısıların rehidrasyon davranışlarını açıklamak için literatürde yaygın olarak kullanılan 3 modelin (Peleg modeli, eksponansiyel model ve Weibull modeli) uygunluğu incelendi. Model sabitlerinin anlamlılığı t-test ile deneysel veriyle uygunluğu ise R ve χ ile araştırıldı. Anahtar Kelimeler: Kayısı, Rehidrasyon, Kurutma, Ön işlem uygulaması, t-test Giriş Kurutmadaki amaç yaş ürünlerdeki serbest suyu uzaklaştırarak, ürünlerde meydana gelebilecek biyokimyasal reaksiyonları ve mikroorganizmaların gelişmesini durdurmak/sınırlandırmak ve mikroorganizmaların üreyemeyeceği bir orana indirerek gıda maddelerinin bozulmadan uzun süre dayanmalarını sağlamaktır []. Ancak kurutma, ürün kalitesini olumsuz yönde etkileyecek bazı reaksiyonları hızlandırıcı etki gösterdiği için, kurutma koşulları kurutulmuş urunun kalite özelliklerini önemli düzeyde etkilemektedir. Sıcaklık, hava hızı, havanın bağıl nemi gibi kurutma koşulları, kurutulmuş urunun yoğunluk, gözeneklilik gibi yapısal özelliklerini; renk görünüm gibi optik özelliklerini; aroma, tat, koku gibi duyusal özelliklerini ve su tutma kapasitesi, rehidrasyon hızı gibi rehidrasyon özelliklerini etkiler. Rehidrasyon düzeyi, kullanılış amacına göre değişmektedir. Kurutulmuş ürünlerde rehidrasyonda absorbe edilen su düzeyi bu ürünlerde en önemli kalite kriterlerinden birisidir []. Buna göre kurutulmuş bir ürün eğer taze haldeyken içerdiği düzeyde suyu tekrar geri kazanabiliyorsa kaliteli ürün olarak kabul edilmektedir. Ürünün rehidrasyon yeteneği, kurutma koşulları, ürün cinsi, özellikle rehidrasyon sırasındaki sıcaklık derecesi gibi çeşitli faktörlerden etkilenmektedir.[3-5]. Kurutulmuş meyveler çoğunlukla belli düzeyde rehidrasyona tabi tutulduktan sonra değişik şekillerde tüketilmektedir. Rehidrasyon düzeyi, kullanılış amacına göre değişmektedir. Orta nemli gıda elde etme de bu amaçlardan birisidir. Kurutulmuş ürünlerde rehidrasyonda absorbe edilebilen su düzeyi bu ürünlerde en önemli kalite kriterlerinden birisidir. Deneysel Çalışmalar Farklı şekilde kurutulan kayısının rehidrasyon yeteneklerini incelemek amacıyla yapılan çalışmada, Malatya dan temin edilen Hacıhaliloğlu tipi kayısılar kullanıldı. Kayısılar, laboratuar tipi kurutucuda 3 farklı sıcaklıkta (55,65,75 o C) ve güneşte, ve SO ile kükürtlenmiş olarak kurutuldu. Bu çalışmaya ek olarak 4 ayrı ön işlem (%5 Na S O 5,%5 K S O 5, %5 Na S O 5

2 + % Etil Oleat, %5 K S O 5 +% Etil oleat) uygulanan kayısılar 75 o C de ve güneşte kurutuldu. SO ile kükürtlenmiş kayısı kükürdün geleneksel metotla yakılması sonucu elde edildi. Bu amaçla Malatya dan kükürtlenmiş olarak getirilen kayısılar kullanıldı. Kayısılar farklı şartlarda kurutulduktan sonra, distile su kullanılarak oda sıcaklığında rehidre edildi. Rehidrasyon sırasında kütle, çap ölçümleri yanı sıra çözeltinin brix değeri de periyodik olarak ölçüldü. Çap,. mm hassasiyetli dijital bir kumpas yardımıyla, kütle. g hassasiyetli terazide tartılarak belirlendi. Rehidrasyon deneyleri ve boyut ölçümleri 3 paralel halinde yürütüldü. Kayısının çap ölçümleri, en boy ve kalınlık olarak 3 noktadan yapıldı. Rehidrasyonda kullanılan kayısının başlangıç nem içerikleri 8 o C lik etüvde sabit ağırlığa gelinceye kadar (4 saat) bekletilmesi ile belirlendi. Kayısıların başlangıç nem içerikleri Tablo de verilmiştir. Tablo. Rehidrasyon öncesi kayısıların başlangıç nem içerikleri, (g su/ g kuru madde) SO li grup 75 o C,55956, o C,856, o C,93, o C,547, o C de kurutulanlar Güneşte kurutulanlar %5 KSO4,45584,3883 %5 NaSO4,657,5373,49459,963 %5 NaSO4+ EO,5653,9484 Rehidrasyon Modelleri Kayısıların rehidrasyonu sırasında zamanla nem içeriğini en iyi ifade eden modeli araştırmak için literatürde yaygın olarak kullanılan Peleg modeli, Eksponansiyel model ve Weibull modeli kullanıldı. Ampirik modeller arasında ilki Peleg (998) tarafından teklif edilen ve farklı tür gıdaların hidrasyonuna uygulanabilen iki parametreli bir modeldir [6-9]. Rehidrasyon sırasında ağırlık kazanımı için kullanılan Peleg in kinetik model aşağıdaki gibi ifade edilir: () Burada W, t zamanında tanenin ağırlığı,w o suya daldırılmamış örneğin başlangıç ağırlığı, k kinetik sabit (kg kuru madde/kg su) ve k modelin ikinci parametresidir (kg kuru madde/kg su). Bu modele göre zaman sonuza giderken W e denge nem içeriği () Birinci derece (exponansiyel) rehidrasyon modelinde aşağıdaki eşitlik kullanılır []: Burada K=k o /k kinetik sabitlerin oranıdır, k o ve k sıfırıncı derece ve birinci derece kinetik sabitlerdir.çok uzun rehidrasyon zamanında dengeye ulaşıldığında nem içeriği W e (3)

3 (4) Rehidrasyon veya kurutma prosesi için Weibull modeli aşağıdaki eşitlikle verilmektedir []: (5) Burada α Weibull modelinin şekil parametresi β ise aynı modelin skala parametresidir. Modellerin uyumluluğu determinasyon katsayısı (R ) ile model katsayılarının istatistiksel anlamlılığı t-test ile araştırıldı (p<,). Sonuçlar ve Tartışma Ön işlemli ve olarak farklı sıcaklıklarda kurutulan kayısılar saf su kullanılarak rehidre edilmiştir. Rehidrasyon süresince daldırma çözeltisinin (suyun) brix değerlerindeki değişim grafiğe geçirilmiş Şekil de farklı sıcaklıkta kurutulan ve SO ön işlemi gören kayısıların Şekil de ise farklı ön işlem gördükten sonra 75 o C ve güneşte kurutulan kayısıların rehidrasyonu sırasında rehidrasyon sıvısının (suyun) brix değerinin zamanla değişimi görülmektedir.,6,4 Brix, g çözzünen/g su,,,8,6,4, Ön işlemsizler güneş SO li gruplar güneş Zaman,dk Zaman, dk Şekil. Farklı sıcaklıkta kurutulan ve SO ön işlemi görmüş kayısıların rehidre edildiği suyun brix değerinin zamanla değişimi

4 ,8 75 o C de kurutulan kayısılar Brix,(g çözünen/ g su) Brix,(g çözünen/ g su),6,4,,,8,6,4,,4,,,8,6,4, %5 KSO5 + EO SO Zaman, dk Güneşte kurutulan kayısılar %5 KSO5 + EO SO Zaman, dk Şekil. Farklı ön işlem gören kayısıların rehidrasyonu sırasında suyun briksinin zamanla değişimi Şekil ve şekil den görüldüğü üzere, rehidrasyon süresince meyveden rehidrasyon çözeltisine önemli bir katı geçişi meydana gelmemiştir. Bu nedenle rehidrasyon süresince sadece rehidrasyon sıvısından meyveye olan kütle transferi göz önüne alınmıştır. Zamanla kaydedilen ağırlık değerleri kuru temel nem içeriği değerine dönüştürüldükten sonra zamanla değişimi grafiğe geçirilmiştir. Şekil 3 de ve SO ön işleminden sonra farklı sıcaklıkta kurumanın etkisi, Şekil 4 de ise 75 o C ve güneşte kurutulan kayısılarda farklı ön işlemin etkisi görülmektedir. Şekil 3 de görüldüğü üzere tüm ön işlemlerde kurutma sıcaklığının rehidrasyon üzerine olumlu etkisi vardır. Yüksek sıcaklıkta kuruyan meyvelerin daha hızlı nem kazanmış olduğu görülmektedir. Bu sonuç literatürle uyum halindedir [-3].

5 nemiçeriği, g su/ g kuru madde 3,5 3,5,5 grupların rehidrasyonu GÜNEŞ zaman, dk Şekil 3. Farklı Sıcaklıkta kurutulan kayısıların rehidrasyon süresince nem içeriğindeki değişim nem içeriği, g su/ g kuru madde 4 3,5 3,5,5 75 C 'de kurutulmuş kayısılar,5,5 3 zaman, dk %5 KSO5 + EO SO Güneş'te kurutulmuş kayısılar %5 KSO5 + EO SO 3 zaman, dk Şekil 4. Farklı ön işlem görerek kurutulan kayısıların rehidrasyon süresince nem içeriğindeki değişim 75 o C ve güneşte kurutulan kayısılar ön işlemlerine göre mukayese edildiğinde SO ile kükürtlenen kayısıların ve diğer ön işlemlerle muamele edilerek kurutulan kayısılara göre daha yavaş nem aldığı görüldü. 75 o C de kurutulan kayısılarda SO dışında diğer ön işlem uygulamaları birbirine yakın bir trend gösterirken güneşte kurutulan kayısılarda ön işlemlerin farklılığı daha çok ön plana çıktı. Etil oleatsız sülfit çözeltileri ile muamele edilen kayısılar etil oleatlı sülfit çözeltilerine göre daha hızlı rehidre olduğu görüldü.

6 Kayısıların rehidrasyonunun Peleg, exponansiyel ve Weibull modellerine uygunluğunu araştırmak amacıyla Statistica for Windows programı kullanıldı. Model sabitlerinin uygunluğu p<, güven seviyesinde test edildi. Tablo de modeller ile ölçüm değerleri arasındaki uyumluluk verilmiştir. t-test analizinde, incelenen tüm modellerin p<, güven seviyesinde anlamlı olduğu ve güvenle kullanılabileceği görüldü. Tablo. Kayısının rehidrasyonu verisinin Peleg, Weibull ve exponansiyel modellerine uygunluğu (R ) ÖN İŞLEMSİZ GRUPLARIN REHİDRASYONU SO 'Lİ GRUPLARIN REHİDRASYONU 75 o C 65 o C 55 o C güneş 75 o C 65 o C 55 o C güneş peleg,9674,96,973,967,9688,9589,9494,9536 weibull,997,9984,9987,9979,999,9987,998,998 exponansiyel,9776,9675,985,973,9785,9658,9544,959 %5 K S O 5 %5 Na S O 5 %5 K S O 5 + EO %5 Na S O 5 + EO 75 o C GÜNEŞ 75 o C GÜNEŞ 75 o C GÜNEŞ 75 o C GÜNEŞ peleg,9468,99,999,987,974,9845,984,984 weibull,9997,998,999,9989,9985,9963,998,9965 exponansiyel,9555,998,999,995,9838,9878,9935,9939 Tablo den görüldüğü üzere üç model içinde Weibull modeli en yüksek R gösterdiği için çalışılan şartlarda kayısının rehidrasyonu sırasında nem içeriğindeki değişimi en iyi açıklayan model olduğu sonucuna varıldı. Tablo 3 de çalışılan tüm şartlar için Weibull modelinin sabitleri görülmektedir. Şekil 5 de ise ölçüm değerleri ile Weibull modelinden hesaplanan men içeriği değerlerinin mukayesesi görülmektedir. Şekilden görüldüğü üzere model değerleri y=x diyagonalı üzerinde homojen bir dağılım göstermiş ve ölçüm ile model değerleri arasında y=,8x-,8 şeklinde bir uyum bulunmuştur. (R =,998) Tablo 3. Weibull modelinin katsayıları ÖN İŞLEMSİZ GRUPLARIN REHİDRASYONU SO'Lİ GRUPLARIN REHİDRASYONU gün güneş a,3799,485,346,485,384,55,65,595 b 539,37 65,69 57, , , ,37 66,95 6,938 %5 KSO4 %5 NaSO4 %5 NaSO4+ EO 75 C GÜNEŞ 75 GÜNEŞ 75 GÜNEŞ 75 GÜNEŞ a,7563,9876,998,664,3857,33,63,5 b 58, ,75 47,366 47,74 55,657 75,74 483,55 489,

7 Weibull Modeli 3,5 3,5,5,5,5 3 3,5 Deneysel Şekil 5. Deneysel nem değerleri ile Weibull modelinden hesaplanan nem değerlerinin mukayesesi Kaynaklar. Cemeroğlu, B., Karadeniz, F. ve Ozkan, M., Meyve ve Sebze İsleme Teknolojisi, Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, Yayın No:8, Ankara, 3.. Woodroof, J.G and Luh, B.S. Commercial Fruit Processing. The AVI Publishing Co.Inc. Westport, Connecticut, 7 p, Cemeroğlu, B., Acar. J., Sebze ve Meyve İşleme Teknolojisi, Gıda Teknolojisi Derneği, yayın no:6, Ankara, Simpson, J.I., Chang, IC.L, Appel, E.C. and Bollman, M.C. Water Absorption During Reconstitution of Dehydrated fruits and vegetables. Food Tech. 9():68-6, 954a. 5. Simpson, J.I., Chang, IC.L, Appel, E.C. and Bollman, M.C. Effect of Water Hardness in Reconstituting Dehydrated Fruits and Vegetables. Food Tech. 9(): 63-65, 954b. 6. Peleg, M. (988). An empirical model for the description of moisture sorption curves. Journal of Food Science, 53(4), Sanjua n, N., Ca rcel, J. A., Clemente, G., & Mulet, A. (). Modelling of the rehydration process of brocolli florets. European Food Research Technology,, Turhan, M., Sayar, S., & Gunasekaran, S. (). Application of Peleg model to study water absorption in chickpea during soaking. Journal of Food Engineering, 53, P. G. Pascual, N. Sanjua n, R. Melis b, A.Mulet. (6) Morchella esculenta (morel) rehydration process modelling, Journal of Food Engineering 7, K.G. Kaptso, Y.N. Njintang, A.E. Komnek, J. Hounhouigan, J. Scher, C.M.F. Mbofung, (8), Physical properties and rehydration kinetics of two varieties of cowpea (Vigna unguiculata) and bambara groundnuts (Voandzeia subterranea) seeds, Journal of Food Engineering 86, Machado, M. F., Oliveira, F. A. R., Gekas, V., & Singh, P. (998). Kinetics of moisture uptake and soluble-solids loss by puffed breakfast cereals immersed in water. International Journal of Food Science and Technology, 33, Dadali, G., Demirhan, E., Özbek, B. Effect of drying conditions on rehydration kinetics of microwave dried spinach. Food and Bioproducts Processing, 86, 35-4, Giri, S.K., Prasad, S. Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms. Journal of Food Engineering, 78, 5-5, 7.