ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ OZMOTİK DEHİDRASYON UYGULAMASININ TRABZON HURMASI MEYVELERİNİN KURUMA DAVRANIŞI VE ÜRÜN KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2010

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ OZMOTİK DEHİDRASYON UYGULAMASININ TRABZON HURMASI MEYVELERİNİN KURUMA DAVRANIŞI VE ÜRÜN KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ DOKTORA TEZİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu Tez 17/03/2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir Prof.Dr. Hasan FENERCİOĞLU Prof.Dr. İbrahim HAYOĞLU Doç.Dr. Ahmet PINARBAŞI DANIŞMAN ÜYE ÜYE Doç. Dr. Hüseyin ERTEN ÜYE.... Yrd.Doç. Dr. Asiye AKYILDIZ ÜYE Bu Tez Enstitümüz Gıda Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: ZF2004D35 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ DOKTORA TEZİ OZMOTİK DEHİDRASYON UYGULAMASININ TRABZON HURMASI MEYVELERİNİN KURUMA DAVRANIŞI VE ÜRÜN KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof.Dr. Hasan FENERCİOĞLU Yıl : 2010, Sayfa: 221 Jüri : Prof.Dr. Hasan FENERCİOĞLU Prof. Dr. İbrahim HAYOĞLU Doç. Dr. Ahmet PINARBAŞI Doç. Dr. Hüseyin ERTEN Yrd. Doç. Dr. Asiye AKYILDIZ Bu çalışmada, Türkay çeşidi buruk Trabzon hurmasının sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltileri içerisindeki ozmotik dehidrasyon davranışları incelenerek, çözelti konsantrasyonu, bileşimi ve sıcaklık gibi işlem parametrelerinin kütle transfer mekanizması üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, ozmotik dehidrasyon ve sonrasında uygulanan kurutma işleminin hurmaların kuruma davranışı, sorpsiyon ve kalite özellikleri üzerine etkileri de incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre; Ozmotik dehidrasyon sıcaklığı ve süresi ile çözelti bileşimi hurmaların SÇKM içeriklerinde artışa neden olmuştur. Toplam kuru madde artışı en çok sakaroz çözeltisinde dehidre edilen örneklerde gerçekleşmiştir. Ozmotik dehidrasyon sonunda örneklerin sahip oldukları a w değerlerinin oldukça yüksek olmaları; bu ürünlerin ek muhafaza yöntemleriyle dayandırılmalarının zorunlu olduğunu göstermiştir. Ozmoz sonunda örneklerin toplam fenolik madde içeriklerinde ortalama %48.6 lık bir azalma gerçekleşmiş olup, sıcak havayla kurutma işlemiyle bu oran %96 düzeyine çıkmıştır. Kontrol örnek ile ozmoz sonrası sıcak havayla kurutulan örnekler arasında önemli bir fark bulunmamıştır. Ozmotik dehidrasyon ve sonrasında uygulanan sıcak havayla kurutma işlemi süresince hurmaların L*, a* ve b* değerlerinde önemli değişiklikler gerçekleşmiştir. Ozmotik olarak dehidre edilen örneklerin kitle ve gerçek yoğunluk değerleri taze hurmadan yüksek bulunmuştur. En fazla gözenek glikoz çözeltisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan örneklerde bulunmuştur. Ozmotik dehidrasyon koşulları hurmaların büzülme değerleri üzerinde etkili olmamıştır. Ozmoz sonrası sıcak havayla kurutulan örneklerin rehidrasyon kapasiteleri, kontrol örneğe göre daha düşük bulunmuştur. Sakaroz çözeltilerinde dehidre edilen örneklerde su kaybı, ağırlık azalışı ve kuru madde kazanımı diğer çözeltilere göre en fazla olmuştur. Azuara ve ark. modeli (1992) durgun ortamda en iyi su kaybı, çalkalamalı ortamda ise en iyi kuru madde kazanım verilerine uyum göstermiştir. Ozmoz sonrası sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol örneğe ait sorpsiyon izoterm eğrileri, şeker içeriği yüksek gıdalar için geçerli olan Tip III izotermine benzemektedir. Kuru hurmaların deneysel olarak belirlenen sorpsiyon izotermlerini en iyi GAB, Henderson ve Halsey modellerinin ifade ettiği ve ozmotik dehidrasyon işleminin genel olarak kuru hurmaların sorpsiyon izosterik ısılarını kontrol örneğe göre artırdığı belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Trabzon hurması, ozmoz, kurutma, sorpsiyon izotermi, izosterik ısı I

4 ABSTRACT PhD THESIS THE EFFECT OF OSMO-CONVECTIVE DEHYDRATION ON DRYING BEHAVIOR AND PRODUCT QUALITY OF PERSIMMON FRUITS DEPARTMENT OF FOOD ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor :Prof.Dr. Hasan FENERCİOĞLU Year :2010, Pages: 221 Jury :Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU Prof. Dr. İbrahim HAYOĞLU Assoc. Prof. Dr. Ahmet PINARBAŞI Assoc. Prof. Dr. Hüseyin ERTEN Assist.Prof. Dr. Asiye AKYILDIZ The aims of this study were to determine the mechanism of the osmotic dehydration in sucrose, glucose and maltose solutions and the effects of some factors including concentration and composition of solutions, temperature and agitation during osmotic dehydration of astringent persimmon. Besides, the effects of osmo-convective dehydration on drying behavior, sorption and quality features were investigated. According to the results obtained; The soluble solid content of the persimmons were increased due to temperature and osmosis time. The higher total dry matter contents were found high in the samples osmotically dried in sucrose solutions. After osmotic dehydration, the a w value of the samples were quite high to keep them from deterioration. Thus, the products were preserving by any conservation process after osmotic dehydration. Total phenolic matter contents of the samples were decreased in the ratio of 48.6% and 96% respectively, at the end of the osmotic process and convective dehydration. There were no differences between control and osmo-convective samples. The L*, a* and b* values of persimmons were changed significantly during osmo-convective dehydration. The bulk and real density of the osmosed samples were higher than the fresh persimmon. Porosity of the samples dehydrated in glucose solution following by convective drying was found higher. The conditions of osmotic process were not effective on shrinkage of persimmons. Rehydration capacity of osmo-convective dehydrated samples were found to be lower than the control samples. The water loss, weight reduction and solid gain were higher in the samples dehydrated at sucrose solution. Azuara et al. (1992) model was fitted best with the data in static conditions for water loss and agitated medium for solid gain. The sorption isotherms of all dehydrated persimmons were showed characteristics of type III isotherm. This type isotherm was observed for high sugar foods. The experimental data for all dehydrated persimmons were fitted well with GAB, Henderson and Halsey models. Osmotic dehydration processes were found to increase the isosteric heats of sorption according to control samples. Key words: Persimmon, osmosis, dehydration, sorption isotherm, isosteric heat II

5 TEŞEKKÜR Engin bilgisini ve deneyimlerini biz öğrencilerinden esirgemeyen, iyi bir eğitimci ve araştırmacı olmak için öncelikle iyi bir insan olunması gerektiğini her fırsatta dile getiren, asistanı olarak çalışmaktan büyük onur ve mutluluk duyduğum danışman hocam Sayın Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU na teşekkürlerimi sunarım. Bu araştırmanın gerçekleştirilmesi ve değerlendirilmesinde katkı ve desteklerini gördüğüm Sayın Yrd. Doç. Dr. Asiye AKYILDIZ a ve Sayın Doç. Dr. Ahmet PINARBAŞI na, Tezimin değerlendirilmesinde sunduğu değerli katkılardan dolayı Sayın Prof. Dr. İbrahim HAYOĞLU na ve Sayın Doç. Dr. Hüseyin ERTEN e, Türkay çeşidi Trabzon hurmalarının temininde göstermiş olduğu yardımlardan dolayı Sayın Temel TÜRKAY a, Glikoz şurubunun temini için yardımlarını esirgemeyen Amylum Nişasta Sanayi ve Ticaret A.Ş. ye ve Gıda Mühendisi Sermet Tolga İÇELİ ye, Maltoz şurubunun temini için yardımlarını esirgemeyen Sunar Mısır Ticaret A.Ş. ye ve Gıda Mühendisi Hakan YURDACAN a teşekkürlerimi sunarım. Araştırma merakından ve araştırıcı kimliğinden etkilendiğim babam Prof. Dr. Fikret KIROĞLU na, almış olduğu kitap ve dergilerle (Bilim ve Teknik) bilime ve teknolojiye olan ilgimi çocuk yaşlarımda ortaya çıkaran abim Doç. Dr. A. Faruk KIROĞLU na, hayatım boyunca göstermiş olduğu sonsuz sevgisi ve ilgisi için annem Nurhayat KIROĞLU na, bu mesleği seçmemde büyük katkısı olan ablam Gıda Yüksek Mühendisi Funda KIROĞLU AĞAR a minnetlerimi sunarım. Hayatın tüm zorluklarını ve sıkıntılarını benimle paylaşarak yükümü hafifleten, sevinçlerime ortak olan, iyi bir mesai arkadaşı olmasının yanısıra hayat arkadaşı da olan sevgili eşim Dr. Bülent ZORLUGENÇ e teşekkür ederim. Maddi ve manevi desteklerinden dolayı Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ve Ç.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü ne teşekkürlerimi sunarım. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... X ŞEKİLLER DİZİNİ... XII RESİMLER DİZİNİ... XXIV SİMGELER VE KISALTMALAR... XXV 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Kütle Transfer Mekanizması ve Etkileyen Faktörler Ozmotik Maddenin Bileşimi Ozmotik Çözeltinin Konsantrasyonu İşlem Süresi Çözeltinin Durgun veya Hareketli Olması İşlem Sıcaklığı Çözeltinin Ürüne Oranı Ürünün Geometrik Şekli ve Boyutları Uygulama Basıncı Uygulanan Ön İşlemler Hammaddenin Yapısal Özellikleri Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Gerçekleşen Kütle Transferinin Modellenmesi Kuruma Sırasında Meydana Gelen Kalite Değişimleri Kuruma İşleminin Ürünün Sorpsiyon Özellikleri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyonun Ürünün Kuruma Davranışı, Rehidrasyon ve Kalite Özellikleri Üzerine Etkisi Trabzon Hurması IV

7 3. MATERYAL VE YÖNTEM MATERYAL YÖNTEM Ozmotik Çözeltilerin Hazırlanması Ozmotik Dehidrasyon Yöntemi Kurutma Yöntemi Uygulanan Analizler Suda Çözünür Kuru Madde Tayini Toplam Kuru Madde Tayini Toplam Fenolik Madde Tayini Renk Tayini Rehidrasyon Kapasitesinin Belirlenmesi Su Aktivitesi (a w ) Tayini Kitle Yoğunluğu Tayini Gerçek Yoğunluk Tayini Gözeneklilik Değerinin Hesaplanması Büzülme Değerinin Hesaplanması Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Su Kaybı, Ağırlık Kaybı ve Kuru madde Kazanımının Hesaplanması (1). Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Geçekleşen Kütle Transferinin Matamatiksel Modellere Uygunluğunun Belirlenmesi (1).(a). Azuara ve ark. (1992) Modeli (1).(b). Hkes ve Flink (1978) Modeli Adsorpsiyon ve Desorpsiyon İzotermlerinin Saptanması (1). Sorpsiyon İzotermlerinin Modellenmesinde Kullanılan Matematiksel Eşitlikler İzosterik Sorpsiyon Isısının Hesaplanması Duyusal Değerlendirme İstatistiksel Değerlendirme ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA V

8 4.1. Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Suda Çözünür Kuru Madde İçeriği Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Süresince Trabzon Hurması Dilimlerinin Suda Çözünür Kuru Madde İçeriklerindeki Değişim Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Toplam Kuru Madde İçeriği Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Koşullarının Trabzon Hurmasının Toplam Kuru Madde İçeriği Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Uygulanan Sıcak Hava İle Kurutma İşleminin Trabzon Hurmasının Toplam Kuru Madde Miktarı Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurması Dilimlerinin Ağırlığı Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Süresince Trabzon Hurması Dilimlerinin Ağırlıklarındaki Değişim Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Uygulanan Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Trabzon Hurması Dilimlerinin Ağırlığı Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Su Aktivitesi Değerleri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Süresince Trabzon Hurması Dilimlerinin Su Aktivitelerindeki Değişim Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Toplam Fenolik Madde İçeriği Üzerine Etkileri Trabzon Hurmasının Toplam Fenolik Madde Miktarı Üzerine Ozmotik Dehidrasyonun Etkileri VI

9 Trabzon Hurmasının Toplam Fenolik Madde Miktarı Üzerine Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Uygulanan Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Etkileri Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Renk Özellikleri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyonun Trabzon Hurmasının L* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Trabzon Hurmasının L* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyonun Trabzon Hurmasının a* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Trabzon Hurmasının a* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyonun Trabzon Hurmasının b* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Trabzon Hurmasının b* Değeri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon ve Sonrasında Uygulanan Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Hue, ΔC ve ΔE Değerleri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon ve Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Yoğunluk, Gözeneklilik ve Büzülme Değerleri Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyonun Trabzon Hurmasının Yoğunluk, Gözeneklilik ve Büzülme Değerleri Üzerine Etkileri Kitle Yoğunluğu Gerçek Yoğunluk Gözeneklilik Büzülme Ozmotik Dehidrasyon Sonrası Uygulanan Sıcak Havayla Kurutma İşleminin Trabzon Hurmasının Yoğunluk, Gözeneklilik ve Büzülme Değerleri Üzerine Etkileri VII

10 Kitle Yoğunluğu Gerçek Yoğunluk Gözeneklilik Büzülme Ozmotik Dehidrasyon Sonrasında Uygulanan Sıcak Hava ile Kurutma İşleminin Türkay Çeşidi Buruk Trabzon Hurmasının Rehidrasyon Özelliği Üzerine Etkileri Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Kütle Transferi Üzerine Etki Eden Faktörler Sıcaklığın Etkisi Ozmotik Çözeltinin Bileşiminin Etkisi Ozmotik Çözelti Konsantrasyonunun Etkisi Sistemin Durgun veya Hareketli Olması Ozmotik İşlem Süresinin Etkisi Ozmotik Dehidrasyon Kütle Transfer Mekanizmasının Bazı Teorik Modellere Uygunluğunun Belirlenmesi Nem Sorpsiyon İzotermleri Kuru Hurmaların Adsorpsiyon İzotermleri Adsorpsiyon İzotermlerinin Matematiksel Eşitliklere Uyumu GAB Eşitliği Halsey Eşitliği Henderson Eşitliği Iglesias ve Chirife Eşitliği Oswin Eşitliği Kuru Hurmaların Desorpsiyon İzotermleri Desorpsiyon İzotermlerinin Matematiksel Eşitliklere Uyumu GAB Eşitliği Halsey Eşitliği Henderson Eşitliği Iglesias ve Chirife Eşitliği Oswin Eşitliği VIII

11 4.13. İzosterik Sorpsiyon Isısının Belirlenmesi Kurutulmuş Hurmaların Duyusal Özellikleri SONUÇLAR VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER IX

12 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 2.1. Çizelge 4.1. Çizelge 4.2. Çizelge 4.3. Çizelge 4.4. Çizelge 4.5. Çizelge 4.6. Çizelge 4.7. Çizelge 4.8. Çizelge 4.9. Trabzon Hurmalarına ait Bileşim Öğeleri (Ito, 1971; Aksu ve ark., 1994; Karkacier, 1998) Hurmaların 30 C de Durgun Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Meyvelerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 30 C de Durgun Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Ozmotik Çözeltilerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 45 C de Durgun Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Meyvelerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 45 C de Durgun Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Ozmotik Çözeltilerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 30 C de Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Meyvelerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 30 C de Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Ozmotik Çözeltilerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 45 C de Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Meyvelerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmaların 45 C de Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulmaları Sırasında Ozmotik Çözeltilerin A w Değerlerindeki Değişimler Hurmalara Ait Ozmoz Sonrası (OS) ve Sıcak Hava ile Kurutma Sonrası (KS) L* Değerleri X

13 Çizelge Hurmalara ait Ozmoz Sonrası ve Sıcak Hava ile Kurutma Sonrası a* Değerleri Çizelge Hurmalara ait Ozmoz Sonrası ve Sıcak Hava ile Kurutma Sonrası b* Değerleri Çizelge Durgun ve Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulan Hurmalara ait Kitle Yoğunluğu Değerleri (kg m -3 ) Çizelge Durgun ve Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulan Hurmalara ait Gerçek Yoğunluk Değerleri (kg m -3 ) Çizelge Durgun ve Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulan Hurmalara ait Gözeneklilik Değerleri Çizelge Durgun ve Çalkalamalı Sistemde Ozmotik Olarak Kurutulan Hurmalara ait Büzülme Değerleri Çizelge Durgun Sistemde Ozmotik Olarak Dehidre Edildikten Sonra Sıcak Hava ile Kurutulan Hurmaların Kitle ve Gerçek Yoğunluk, Gözeneklilik ve Büzülme Değerleri Çizelge Kurutulmuş Hurmaların Duyusal Değerlendirmede Aldıkları Ortalama Puanlar (10 tam puan üzerinden) XI

14 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1. Ozmotik dehidrasyon sırasında gerçekleşen kütle transferi (Adambounou ve ark, 1983) Şekil 2.2. Gıdalarda görülen izoterm tipleri (Brunauer ve ark., 1940) Şekil 2.3. Bazı gıda maddeleri için tipik sorpsiyon izotermleri (Oymael, 2000) Şekil 3.1. Ozmoz ve kuru hurma üretim akım şeması Şekil 3.2. Kateşin standardına ait grafik Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri XII

15 Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait suda çözünür kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmalara ait toplam kuru madde değerleri XIII

16 Şekil C de durgun sistemde 55 B lik şeker farklı çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmalara ait toplam kuru madde değerleri, Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmalara ait toplam kuru madde değerleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri Şekil C de çalkalamalı sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmaların ağırlık değişimleri XIV

17 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmaların ağırlık değişimleri C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmaların ağırlık değişimleri C de durgun sistemde 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmaların ağırlık değişimleri C de durgun sistemde 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak hava ile kurutulan hurmaların ağırlık değişimleri C de durgun ortamda 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen örneklerin ve taze hurmanın toplam fenolik madde içerikleri C de durgun ortamda 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen örneklerin ve taze hurmanın toplam fenolik madde içerikleri C de durgun ortamda 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmaların ve kontrol grubunun toplam fenolik madde içerikleri C de durgun ortamda 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmaların ve kontrol grubunun toplam fenolik madde içerikleri Hurmaların 30 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında L* değerlerinde meydana gelen değişimler XV

18 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Hurmaların 30 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında L* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 45 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında L* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 45 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında L* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 30 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında a* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 30 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında a* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 45 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında a* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 45 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında a* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 30 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında b* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 30 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında b* değerinde meydana gelen değişimler Hurmaların 45 C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında b* değerinde meydana gelen değişimler XVI

19 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Hurmaların 45 C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde kurutulmaları sırasında b* değerinde meydana gelen değişimler C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait hue değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait hue değerleri C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait hue değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait hue değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait hue değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait hue değerleri C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔC değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔC değerleri C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔC değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔC değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait ΔC değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait ΔC değerleri XVII

20 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔE değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔE değerleri C de 45 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔE değerleri C de 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edilen hurmalara ait ΔE değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait ΔE değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalar ile kontrol grubuna ait ΔE değerleri C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalara ve kontrol grubuna ait rehidrasyon oranları C de 45 ve 55 B lik farklı şeker çözeltileri içerisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan hurmalara ve kontrol grubuna ait rehidrasyon oranları C de 45 B sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltilerinde durgun ve çalkalamalı ortamda dehidre edilen hurmaların su kaybı, ağırlık azalışı ve kuru madde kazanımlarındaki değişim C de 55 B sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltilerinde durgun ve çalkalamalı ortamda dehidre edilen hurmaların su kaybı, ağırlık azalışı ve kuru madde kazanımlarındaki değişim C de 45 B sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltilerinde durgun ve çalkalamalı ortamda dehidre edilen hurmaların su XVIII

21 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil kaybı, ağırlık azalışı ve kuru madde kazanımlarındaki değişim C de 55 B sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltilerinde durgun ve çalkalamalı ortamda dehidre edilen hurmaların su kaybı, ağırlık azalışı ve kuru madde kazanımlarındaki değişim C 55 B glikoz çözeltisinde çalkalamalı ortamda t/wl nin zamana göre değişimi C 45 B sakaroz çözeltisinde çalkalamalı ortamda t/sg nin zamana göre değişimi C 45 B sakaroz çözeltisinde çalkalamalı ortamdaki kuru madde kazanımındaki değişim için deneysel ve teorik verilerin karşılaştırılması Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz, glikoz ve maltoz çözeltilerinde NSC nin t 1/2 ile değişimi Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve XIX

22 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil C deki adsorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Iglesias&Chirife modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Iglesias&Chirife modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Iglesias ve Chirife modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve XX

23 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil C deki adsorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki adsorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu C de 55 B glikoz çözeltisinde dehidre edildikten sonra sıcak havayla kurutulan örneğe ait 25, 30 ve 40 C de elde edilen desorpsiyon izotermleri Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve GAB modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyum Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 45 C deki desorpsiyon izotermleri ve Halsey modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu XXI

24 Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Şekil Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Henderson modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Iglesias&Chirife modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Iglesias&Chirife modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Iglesias&Chirife modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmalara ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu Kontrol örneğe ait 25, 30 ve 40 C deki desorpsiyon izotermleri ve Oswin modeline uyumu C 45 B S örneğine ait net izosterik sorpsiyon ısısının belirlenmesinde kullanılan grafik Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki sakaroz ve glikoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmaların adsorpsiyon ve desorpsiyon izosterik ısılarındaki değişimler XXII

25 Şekil Şekil Farklı sıcaklık ve konsantrasyondaki glikoz ve maltoz çözeltilerinde işlem gören kuru hurmaların adsorpsiyon ve desorpsiyon izosterik ısılarındaki değişimler Kontrol örneğin adsorpsiyon ve desorpsiyon izosterik ısılarındaki değişimler XXIII

26 RESİMLER DİZİNİ SAYFA Resim 2.1. Türkay çeşidi Trabzon hurması Resim 3.1. Durgun (a) ve çalkalamalı (b) sistem içerisinde kesikli yöntem ile gerçekleştirilen ozmotik dehidrasyon işlemi Resim 3.2. Ozmotik dehidrasyon işlemi sonrasında örneklerin filtre kağıdı arasında kurutulması Resim 3.3. Ozmotik dehidrasyon amacıyla periyodik olarak meyveden örmek alınırken kullanılan sistem Resim 3.4. Ozmotik dehidrasyon sonrası Trabzon hurmasının sıcak hava akımlı kabin tipi kurutucuda kurutulması XXIV

27 SİMGELER VE KISALTMALAR WL : Su kaybı WL : Denge durumunda su kaybı SG : Kuru madde kazanımı SG : Denge durumunda kuru madde kazanımı WR : Ağırlık azalışı N 2 CO 2 PE R 2 SEE RSS : Azot gazı : Karbondioksit : Polietilen : Belirtme katsayısı : Tahminin standart hatası : Kalanların kareler toplamı RMSE : Hata kareler ortalamasının karekökü E : Göreli ortalama sapma χ 2 S G M D Ç kpa : Ki kare : Sakaroz : Glikoz : Maltoz : Durgun : Çalkalamalı : Kilo paskal µg : Mikrogram dk : Dakika s : Saat SD : Sakaroz çözeltisinde durgun ortamda dehidre edilen SÇ : Sakaroz çözeltisinde çalkalamalı ortamda dehidre edilen GD : Glikoz çözeltisinde durgun ortamda dehidre edilen GÇ : Glikoz çözeltisinde çalkalamalı ortamda dehidre edilen MD : Maltoz çözeltisinde durgun ortamda dehidre edilen MÇ : Maltoz çözeltisinde çalkalamalı ortamda dehidre edilen XXV

28 OS : Ozmoz sonrası KS : Kurutma sonrası KM : Kuru madde GAB : Guggenheim-Anderson-de Boer C : Model sabiti A : Model sabiti B : Model sabiti k : Model sabiti X : Denge nemi (g su/g KM) X m X 0.5 a w q st Q st : Tek tabaka nem değeri (g su/g KM) : 0.5 a w 'deki denge nem değeri (g su/g KM) : Su aktivitesi : Net izosterik sorpsiyon ısısı (kj/mol) : İzosterik sorpsiyon ısısı (kj/mol) ΔH vap : Buharlaşma ısısı (kj/mol su) R : Üniversal gaz sabiti (kj/mol K) T : Mutlak sıcaklık ( K) S : Büzülme değeri P : Gözeneklilik değeri b t DE : Kitle yoğunluğu : Gerçek yoğunluk : Dekstroz eşdeğeri XXVI

29 1.GİRİŞ 1. GİRİŞ Orijinal özelliklerinin çoğunu koruyan işlenmiş ürünlere olan tüketici talepleri giderek artmaktadır. Bu durum, endüstriyel üretimlerde işleme koşullarının olumsuz etkilerini minimize edecek uygulamaların geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Günümüzde kahvaltılık, pastacılık ve şekerleme ürünlerinde, dondurmalarda, dondurulmuş meyve ve tatlılarda, meyve salatalarında, peynirlerde ve yoğurtlarda kullanılmak üzere kaliteli meyvelere oldukça fazla ihtiyaç duyulmaktadır. Bu gibi kullanımlarda meyve parçalarının, doğal lezzet ve rengini koruması, kabul edilebilir bir tekstüre sahip olması ve tercihen koruyucu madde içermemesi önemsenmektedir. Üründe bulunması istenen bu gereksinimler, doğru uygulanan kombine proseslerle karşılanabilmektedir. Bu prosesler, hammaddenin orijinal özelliklerinde kontrollü değişikliklere neden olan bir dizi teknolojik basamaktan oluşmaktadırlar. Haşlama, pastörize etme, dondurma vb. işlemler öncelikle stabilize edici etkiye sahip olmakta, ozmotik kurutma ise materyalin özelliklerinin değişmesine olanak vermektedir. Böylelikle materyalin su içeriği, su aktivitesi ve kıvamı gibi fiziksel özelliklerinde ayrıca kimyasal ve duyusal niteliklerinde değişiklikler meydana gelmektedir (Torreggiani ve Bertolo, 2001; Jongen, 2002). Gıdaların, su aktivitesi düşük konsantre çözeltiler içerisine daldırılarak suyunun bir kısmının uzaklaştırılması temeline dayanan ozmotik kurutma; sıcaklık, süre, ozmotik çözeltinin bileşimi, materyalin boyutları ve ürünün çözeltiye oranına bağlı olarak aynı hammadde üzerinde çok farklı etkiler gösterebilmektedir. Geleneksel yöntemlerle kurutulan materyallerle kıyaslandığında ozmotik dehidrasyon sonunda elde edilen ürünler daha yüksek kaliteye sahip olmaktadır (Torreggiani ve Bertolo, 2001). Son zamanlarda daha kaliteli gıda ürünlerine olan talebin artması ozmotik dehidrasyona duyulan ilginin de artmasına neden olmuştur. Bu yöntemle üretilen ürünlerin kalitelerinin iyileşmesinde kurutma sırasında termal stres olmadan suyun uzaklaştırılmasının yanı sıra ürün içerisine difüzlenen ozmotik çözeltinin etkisi de büyüktür. Ozmotik çözeltinin doğru olarak seçilmesi ve üründen uzaklaştırılan su ile 1

30 1.GİRİŞ ürüne geçen çözünür kuru madde oranının dengeli olması, meyve ürünlerinde doğal lezzetin gelişmesini ve rengin korunmasını mümkün kılmaktadır (Ponting ve ark., 1966; Torreggiani ve Bertolo, 2001). Ozmotik dehidrasyonun endüstriyel düzeyde uygulama olanaklarının geliştirilmesi için mevcut teorik ve pratik bazı problemlerin çözümlenmesi gerekmektedir. Mühendislik açısından prosesin dizaynı ve kontrolü için ozmotik dehidrasyon işleminin kütle transfer mekanizması ve bu mekanizmayı karakterize eden teorik yaklaşımlar üzerinde daha ayrıntılı çalışmalara gereksinim duyulmaktadır. Bu çalışmalara konu olabilecek meyvelerden bir tanesi de Trabzon hurmasıdır. Bir subtropik iklim meyvesi olan Trabzon hurması başta Akdeniz Bölgesi olmak üzere Karadeniz, Ege ve Marmara bölgelerinde üretilmektedir (Karkacier, 1998). Türkiye de Trabzon hurmasının yıllık üretimi ton dur (DİE, 2008). Japanese Persimmon, Kaki veya Japon Elması isimleriyle de anılan Diospyros (D) kaki L. en önemli tür olarak bilinmekte ve genellikle buruk ve buruk olmayan çeşitler olmak üzere iki ana gruba ayrılmaktadır (Karkacier, 1998). Trabzon hurmasının buruk çeşitlerinin yüksek tanen içeriğine sahip olması, bu meyvelerin taze olarak tüketilmeleri sırasında ağızda oldukça buruk bir tat bırakmasına neden olmaktadır. Buruk çeşitlerin tüketimlerini kolaylaştırmak amacıyla yapılan çalışmaların çoğu, bu ürünlerin soğuk ve kontrollü atmosferde depolanmalarına yöneliktir. Bu çalışmada, Türkay çeşidi buruk Trabzon hurmasının şeker çözeltileri içerisindeki ozmotik dehidrasyon davranışlarının incelenmesi, çözelti konsantrasyonu ve bileşimi ile sıcaklık gibi işlem parametrelerinin kütle transfer mekanizması üzerindeki etkilerinin araştırılması ve deneysel verilerin mevcut bazı matematiksel modellere uygunluğunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, ozmotik dehidrasyon ve sonrasında uygulanan sıcak hava ile kurutma işleminin hurmaların kuruma davranışı, sorpsiyon ve kalite özellikleri üzerine etkileri de araştırılmıştır. 2

31 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Meyve ve sebzeler önemli gıda ürünleri olup aynı zamanda birçok işlenmiş gıdanın esas bileşenleridir. Tüketiciler; besin değerini koruyan, doğal ve taze rengini, lezzetini ve tekstürünü kaybetmemiş ayrıca daha az katkı maddesi içeren gıda ürünlerine son zamanlarda artan bir şekilde ilgi duymaktadırlar (Jongen, 2002). Gıdaların kurutularak dayanıklı hale getirilmesi en eski muhafaza yöntemlerinden birisidir. Ekonomik koşullarda kurutmanın önem kazandığı günümüzde, kurutma etkinliğinin artırılarak üretim maliyetinin düşürülmesi ve ürünün kalite özelliklerinin geliştirilmesine yönelik çalışmaların değeri büyüktür. Meyveler ve sebzeler gibi hücresel materyallerin dayandırılması için uygulanan ön işlemlerden biri olan ozmotik dehidrasyon, ürün kalitesini korumaya yönelik özellikleri nedeni ile birçok gıda üreticisinin dikkatini çekmektedir Ozmotik Dehidrasyon Sırasında Kütle Transfer Mekanizması ve Etkileyen Faktörler Ozmotik dehidrasyon, özellikle meyve ve sebze gibi hücresel materyallerin, ozmotik aktiviteye sahip çözünür maddelerin konsantre çözeltileri içine yerleştirilmeleri temeline dayanan üründen su uzaklaştırma işlemidir (Kaymak, 1993). Yüksek ozmotik basınca ve dolayısıyla düşük su aktivitesine sahip olan ozmotik çözelti ile ürün dokusundaki sıvı faz arasında konsantrasyon gradienti oluştuğundan suyun uzaklaşması için bir sürükleme kuvveti doğmaktadır. Taze meyve ve sebzelerin hücre duvarlarının iç yüzeyini çevreleyen sitoplazmik zar, seçici geçirgenlik özelliği gösterdiğinden, ozmoz sırasında bu zar yalnızca hücre boşluğunda bulunan su ve düşük molekül ağırlıklı çözünür maddelerin üründen geçişine izin vermektedir. Ancak, doğal hücre membranları tamamıyla yarı geçirgen olmadığından ve meyve-sebzeler ozmoz öncesi küçük parçalara kesilirken hücrelerin bir kısmı zarar gördüğünden, çözeltideki çözünür maddelerin bir kısmı da işlem süresince suyu uzaklaşan ürüne doğru karşı akımda difüzlenmektedirler. Bu nedenle ozmotik dehidrasyon işlemini, aynı anda su ve çözünür madde difüzyonu olarak 3

32 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR tanımlamak da mümkündür (Dixon ve ark., 1976; Hkes ve Flink, 1978; Islam ve Flink, 1982; Adambounou ve ark., 1983; Lerici ve ark., 1985; Hough ve ark., 1993; Nsonzi, 1997). Ozmotik dehidrasyonda üçüncü bir kütle transferi ise gıdanın yapısında doğal olarak bulunan asitler, tuzlar ve mineraller gibi suda çözünür küçük moleküllü maddelerin çözeltiye geçmesidir (Saurel ve ark., 1994). Ozmotik çözeltiye geçen miktarlarının oldukça düşük olması nedeniyle modelleme çalışmalarında genellikle dikkate alınmamakla birlikte madde kaybı, gıdanın duyusal özelliklerini özellikle şeker/asit oranını önemli ölçüde etkilemektedir (Heng ve ark., 1990). Ozmotik dehidrasyon boyunca meydana gelen kütle transferi şematik olarak Şekil 2.1 de gösterilmiştir. Şekil 2.1. Ozmotik dehidrasyon sırasında gerçekleşen kütle transferi (Adambounou ve ark, 1983). Ürün ve çözelti arasındaki bu karşılıklı difüzyon işlemi, ozmotik çözelti ve hücre içindeki su aktivite değerleri eşit olduğunda yani her iki ortam arasında net geçişin durduğu ve işlemin dengeye ulaştığı zamana kadar devam etmektedir (Lenart ve Flink, 1984a). Ozmotik dehidrasyon karakterize edilirken klasik kurutma işlemlerinde olduğu gibi sadece kütle kaybı değerlerinin belirlenmesi yeterli olmamaktadır. Bu nedenle ozmotik işlem sırasında gerçekleşen su ve çözünür madde transferi; su kaybı (WL), kuru madde kazanımı (SG) ve ağırlık azalışı (WR) değerlerinin saptanmasıyla belirlenmektedir. 4

33 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ozmotik Maddenin Bileşimi Ozmotik dehidrasyon işleminde kullanılan çözeltiler, ozmoz sürükleme kuvvetini sağlayabilecek düzeyde düşük su aktivitesine ve yüksek çözünürlüğe sahip olmalıdırlar. Ozmotik çözeltiler toksik özellikte olmamalı, bunun yanısıra temasta olduğu ürünün tadını da bozmamalıdır (Kaymak, 1993). Ozmotik maddenin seçimi, son üründe istenilen duyusal özelliklere göre yapılmalıdır (Nsonzi, 1997). Kurutma etkinliğinin yanısıra, ürünün duyusal özellikleri üzerindeki etkisi nedeniyle özellikle meyvelerde konsantre sakaroz çözeltileri yaygın olarak kullanılmaktadır. Meyvelerin ozmotik dehidrasyonunda, şeker şurubu yerine kristal şeker kullanımı da denenmiş ancak işlem sırasında ürünün yüzeyinde oluşan şeker tabakasının sonraki işlemler için sorun oluşturduğu gözlenmiştir (Ponting ve ark., 1966; Ponting, 1973). Konsantre şeker çözeltilerinin çeşitli meyvelerin ozmotik kuruma davranışı üzerindeki etkileri incelenmiş ve sakarozun meyvede yaklaşık %50 kütle kaybı sağlamasının yanı sıra meyvenin renginin ve aromasının daha iyi korunduğu belirtilmiştir (Ponting ve ark., 1966; Farkas ve Lazar, 1969; Ponting, 1973; Dixon ve ark., 1976; Moy ve ark., 1978; Conway ve ark., 1983). Hkes ve Flink (1978), sakaroza alternatif olarak laktoz ve maltodekstrinin ozmotik madde olarak kullanımını önermişlerdir. Hem maltodekstrinin, hem de laktozun sakaroza göre daha düşük tatlılığa sahip olmaları nedeniyle son üründe duyusal açıdan daha olumlu sonuç verdiği ifade edilmiştir. Ozmotik madde olarak sakarozun kullanılması sırasında şeker geçişine bağlı olarak meyvelerin şeker içeriği önemli düzeyde artmakta ve aşırı tatlı bir ürün elde edilebilmektedir. Ayrıca laktozun çözünürlüğünün düşük olması nedeniyle tek başına değil sakarozla karışım olarak kullanılmasının daha uygun olduğu bildirilmiştir. Ozmotik çözelti olarak mısır şurubunun kullanımı, Contreras ve Smyrl (1981) tarafından incelenmiş ve kuru madde kazanımının düşük olduğu saptanmıştır. Bu durumun, mısır şurubunun yüksek molekül ağırlıklı karbonhidratlardan oluşmasından ve bu maddelerin ürüne geçişinin çok zor olmasından kaynaklandığını belirtmişlerdir. Yüksek fruktoz içerikli hidrolize nişasta şurubunun ise sakaroz 5

34 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR çözeltisine göre daha yüksek kuru madde kazanımına neden olduğu saptanmıştır (Bolin ve ark., 1983; Tomasicchio ve ark., 1986). Lerici ve ark. (1985) ile Lenart ve Lewicki (1988), ozmotik dehidrasyon parametreleri bakımından aynı su kaybı değerinde minimum kuru madde kazanımı sağlanması açısından en etkin çözeltinin, yüksek dekstroz içerikli hidrolize nişasta şurubu olduğunu belirtmişlerdir. Hidrolize nişasta şurupları özellikle kiraz, kayısı, şeftali, çilek ve erik gibi meyveler için ozmotik ortam olarak kullanılmış ve bu şurupların meyvelerin kalite özelliklerini geliştirdiği belirtilmiştir (Pinnavaia ve ark., 1983; Andreotti ve ark., 1983; Pinnavaia ve ark., 1988; Lerici ve ark., 1988). Toplam kuru madde kazanımı üzerinde en etkin ozmotik çözeltilerden biri de glikoz çözeltisidir. Giangiacomo ve ark. (1987) ile Garrote ve Bertone (1989), çeşitli meyvelerin ozmotik dehidrasyonunda glikoz çözeltisi kullanmışlar ve glikozun aynı konsantrasyondaki sakaroz çözeltisine göre daha yüksek kuru madde kazanımına ve su kaybına neden olduğunu bildirmişlerdir. Kinetik çalışmalar, sodyum klorürün (% 25) en etkin ozmotik madde olduğunu göstermiştir. Bu durum, tuzun yüksek molar konsantrasyonunun yanısıra ionize özellik taşımasından da kaynaklanmaktadır (Hkes ve Flink, 1978). Sodyum klorürün sakaroz ile çeşitli oranlarda ikili karışımı şeklinde kullanımı, bazı araştırmacılar tarafından incelenmiştir (Hkes ve Flink, 1978; Flink, 1980; Islam ve Flink, 1982; Lenart ve Flink, 1984a). Sakaroz/tuz karışımı çözeltiler içerisinde gerçekleştirilen ozmotik dehidrasyonun yüksek su kaybı ile birlikte önemli düzeyde kuru madde kazanımı ile sonuçlandığı saptanmıştır. Kuru madde kazanım düzeyinin aynı konsantrasyondaki sakaroz çözeltisinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Ozmotik etkiyi artırmak amacı ile ozmoz çözeltisine asit ilave edilerek çözeltinin ph'sının düşürülmesi bazı araştırmacılar tarafından incelenmiş ancak bu etkinin ürünün yapısına bağlı olarak değiştiği saptanmıştır. Moy ve ark. (1978), sakaroz çözeltisini sitrik, asetik, laktik veya hidroklorik asit ilavesi ile asitlendirmenin papayadan su kaybını artırdığını ancak aynı etkinin mangoda görülmediğini bildirmişlerdir. 6

35 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ozmotik Çözeltinin Konsantrasyonu Ozmotik çözeltinin konsantrasyonu, üründen uzaklaştırılmak istenilen su miktarına göre seçilmelidir (Nsonzi, 1997). Çözelti tipinden bağımsız olarak, çözelti konsantrasyonunun artmasıyla su kaybı ile kuru madde kazanımının da arttığı ve bu dehidrasyon parametreleri ile ozmotik çözelti konsantrasyonu arasında doğrusal bir ilişkinin var olduğu belirlenmiştir (Farkas ve Lazar, 1969; Moy ve ark.,1978; Kim, 1989; Rahman ve Lamb, 1990). Ponting ve ark. (1966) sakaroz çözeltilerinin, %50-70 konsantrasyon aralığında etkin olduğunu ancak %65'in üzerindeki konsantrasyonlarda ozmotik kuruma hızının fazla etkilenmediğini ifade etmişlerdir. Benzer sonuçlar, sakaroz çözeltileri (Hkes ve Flink, 1978) ve mısır şurubu (Contreras ve Smyrl, 1981) ile de elde edilmiştir. Islam ve Flink (1982) ile Garrote ve Bertone (1989) çözelti konsantrasyonunun kuru madde kazanımı üzerindeki etkilerini inceledikleri çalışmalarda, kuru madde kazanımının sakaroz veya glikoz çözeltisinin konsantrasyonunun artmasıyla belirli bir düzeye (% KM) kadar arttığı ve daha sonra konsantrasyondaki artıştan etkilenmediği ortaya koyulmuştur. Conway ve ark. (1983) sakaroz çözeltisinin konsantrasyonunun her 10 B lik artışının üründeki su kaybını %5 düzeyinde artırdığını bildirmişlerdir İşlem Süresi Ozmotik kuruma mekanizması üzerine etkili olan bir diğer faktör de ürün ile ozmotik çözeltinin temas süresidir. Ozmotik işlem süresinin bir fonksiyonu olarak kuruma sırasında, üründe su kaybı ve kuru madde kazanımı gerçekleşmekte ayrıca ürünün su aktivite değeri giderek azalmaktadır (Contreras ve Smyrl, 1981; Conway ve ark., 1983; Lenart ve Flink, 1984a; Lenart ve Lewicki, 1990). Çalışılan çözelti tipinden ve konsantrasyondan bağımsız olarak, ozmotik dehidrasyonda kütle transferinin en önemli kısmının işlemin ilk saatlerinde (ilk 2-4 saat) gerçekleştiği daha sonra ürün-çözelti arasında su bakımından dengeye ulaşıldığı 7