ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ DÜŞÜK DÜZEYLERDE KÜKÜRTLENMİŞ KURU KAYISILARIN DEĞİŞİK SICAKLIKLARDA DEPOLANMASI SÜRECİNDE FİZİKSEL, KİMYASAL VE MİKROBİYOLOJİK NİTELİKLERİNDEKİ DEĞİŞMELER Meltem TÜRKYILMAZ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ANKARA 2011 Her hakkı saklıdır

2 Sevgi ve güvenini her zaman yanımda hissettiğim; Canım babacığım Mehmet TÜRKYILMAZ ın anısına,

3 ÖZET Doktora Tezi DÜŞÜK DÜZEYLERDE KÜKÜRTLENMİŞ KURU KAYISILARIN DEĞİŞİK SICAKLIKLARDA DEPOLANMASI SÜRECİNDE FİZİKSEL, KİMYASAL VE MİKROBİYOLOJİK NİTELİKLERİNDEKİ DEĞİŞMELER Meltem TÜRKYILMAZ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Mehmet ÖZKAN Ülkemiz dünya yaş ve kuru kayısı üretiminde lider konumdadır ve ülkemizde üretilen kuru kayısıların genelde aşırı miktarda (>2000 mg/kg) SO 2 içermeleri nedeniyle, ihracatta önemli sorunlar yaşanmaktadır. Kuru kayısı ihracatımızın %70 inin yapıldığı; İtalya da 600 mg/kg, Fransa ve Danimarka da 1000 mg/kg, Hollanda da 1500 mg/kg, A.B.D. ve Almanya da 2000 mg/kg, Avustralya ve Yeni Zelanda da ise 3000 mg/kg SO 2 düzeyine izin verilmektedir. Gerek ihracattaki sorunlar gerekse de astım hastalarında alerjik reaksiyonları başlatma konusunda SO 2 nin iddia edilen rolü hakkındaki endişeler nedeniyle, kuru kayısılar uygun konsantrasyonda kükürtlenmeli ve uygun sıcaklılarda depolanmalıdır. Bu nedenle, bu çalışmada; farklı düzeylerde SO 2 içeren (188, 452, 791, 1034, 1236, 2899 ve 3864 mg SO 2 /kg) ve farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların; fiziksel (nem, su aktivitesi, ph ve reflektans renk değerleri), kimyasal (titrasyon asitliği, SO 2 düzeyi, esmerleşme ve β-karoten miktarı) ve mikrobiyolojik özelliklerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Ayrıca; günümüzde ve gelecekte, kuru kayısılardaki SO 2 kullanımında yapılabilecek sınırlamalar da göz önüne alınarak; kuru kayısılarda gerek rengi istenilen düzeyde koruyacak gerekse de mikrobiyel gelişimi engelleyecek minimum SO 2 konsantrasyonları da belirlenmiştir. Kuru kayısı örneklerinin SO 2 konsantrasyonuna bağlı olarak; ph, titrasyon asitliği, esmerleşme değeri ve β-karoten miktarları arasında önemli düzeyde farklılıklar saptanmıştır (p<0.05). Kayısı tarafından SO 2 in absorbe edilmesi sonucunda; örneklerde H + iyonu ve sülfüroz asit oluşması nedeniyle; örneklerin SO 2 konsantrasyonu ile ph (r = 0.995) ve titrasyon asitliği (r = 0.997) değerleri arasında bir korelasyon bulunmuştur. Ayrıca; SO 2 konsantrasyonu arttıkça, kükürtlü kuru kayısı örneklerinde bulunan serbest su konsantrasyonu azaldığı için, örneklerin başlangıçta içerdikleri SO 2 konsantrasyonu ile nem kayıp hızları arasında da iyi bir logaritmik korelasyon (r = 0.943) belirlenmiştir. Beklendiği gibi; SO 2 konsantrasyonu arttıkça örneklerin rengi de karakteristik altın sarısı renge yaklaşmıştır (r = 0.988). Kükürtlü kuru kayısı örneklerinde, depolama süresince meydana gelen; nem ve SO 2 kayıpları ile esmer renk oluşumu; birinci derece kinetik modele uygun olarak gerçekleşmiştir. 5 ve 10 C de 351 gün boyunca depolanan örneklerin esmerleşme değerlerinde neredeyse hiçbir değişim meydana gelmemiştir. Ancak; depolama sıcaklığının (20 ve 30 C) artışıyla örneklerdeki nem ve SO 2 kayıpları ile esmer renk oluşumu hızlanmıştır. Örneğin, 1034 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örnekten SO 2 kaybı için hesaplanan yarılanma süreleri; 20 ve 30 C de sırasıyla, 14.3 ve 5.0 aydır. Benzer şekilde, aynı düzeyde SO 2 içeren örneklerde esmer renk oluşumuna ilişkin hesaplanan hız sabitleri ise; 20 ve 30 C de sırasıyla, ve /ay dır. Bunun yanında; örneklerin β-karoten içerikleri HPLC ile belirlenmiştir ve mg/100 g kuru ağırlık arasında değişmektedir. Depolama süresince, örneklerin β-karoten içerikleri depolama sıcaklık ve süresine bağlı olarak azalmıştır (p<0.05). 30 C de 351 gün süresince depolanan örneklerin β-karoten içeriklerinde %18 40 düzeyinde azalma meydana gelmiştir. Örneklerdeki toplam mezofilik aerobik bakteri (TMAB) sayısı çok düşük bulunmuş olup, saptanan en yüksek sayı 184 kob/g dır ve örneklerin TMAB sayıları arasında SO 2 konsantrasyonu bakımından önemli bir fark saptanmamıştır. 30 C de depolanan örneklerdeki mikrobiyel gelişimi engelleme üzerine; SO 2 nin antimikrobiyel aktivitesi kadar örneklerin su aktivite değerleri de güçlü etkiye sahip olmuştur. Depolama boyunca, en düşük düzeyde SO 2 içeren örnekte dahi, toplam psikrofilik aerobik bakteri (TPAB), laktik asit bakterisi, maya ve küf, kserofilik küf, Staphylococcus spp. ve toplam Enterobacteriaceae sayıları tespit sınırının (<4 kob/g) altında kalmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar; kurutma sonunda, 188 mg/kg düzeyindeki SO 2 konsantrasyonunun mikrobiyel yük ve 452 mg/kg düzeyindeki SO 2 konsantrasyonunun ise renk açısından yeterli olmasına rağmen, başlangıçtaki β-karoten içeriklerini korumak için kuru kayısıların minimum 791 mg/kg düzeyinde SO 2 içermesi gerektiğini göstermiştir. Kuru kayısıların karakteristik altın sarısı renklerini korumak için; 2000 mg/kg dan daha yüksek konsantrasyonda SO 2 içeren örnekler için 20 C de, 2000 mg/kg dan daha düşük konsantrasyonda SO 2 içeren örnekler için ise 10 C de depolama önerilmektedir. Aralık 2011, 146 sayfa Anahtar Kelimeler: Kuru kayısı, kükürt dioksit, esmerleşme, karotenoidler, renk, mikrobiyolojik kalite, depolama sıcaklığı i

4 ABSTRACT Ph.D. Thesis PHYSICAL, CHEMICAL AND MICROBIOLOGICAL CHANGES IN SUN-DRIED APRICOTS CONTAINING SULFITES AT LOW LEVELS DURING STORAGE AT VARIOUS TEMPERATURES Meltem TÜRKYILMAZ Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering Supervisor : Prof. Dr. Mehmet ÖZKAN Turkey is the leader in the world for fresh and dried apricot production and has been facing serious problem during exportation since dried apricots produced in Turkey generally contain high amounts (>2000 mg/kg) of sulfur dioxide (SO 2 ). The SO 2 contents allowed by countries to which nearly 70% of the Turkish dried apricot exports is destined, are as follows: 600 mg/kg in Italy, 1000 mg/kg in France and Denmark, 1500 mg/kg in Netherlands, 2000 mg/kg in U.S.A. and Germany and, 3000 mg/kg in Australia and New Zealand. Due to both the problems during exportation and public concerns about the alleged roles of SO 2 initiating the allergic reactions in patients with asthma, dried apricots should be sulfured at suitable SO 2 concentrations and stored at suitable temperature. For this reason, in this study, the changes in physical (moisture, water activity, ph ve reflectance color values), chemical (titratable acidity, SO 2 level, browning and β-carotene content) and microbial qualities of sulfited-dried apricots containing SO 2 at different levels during storage at different temperatures (5, 10, 20 ve 30 C) for 351 days were evaluated. Meanwhile, taking into consideration the current and probably future restrictions to the use of SO 2 in dried apricots, the minimum SO 2 concentration which was sufficient for protecting the color and the preventing the microbial growth of dried apricots were also determined. The ph, titratable acidity, browning values and β-carotene contents of sulfited-dried apricot samples showed significant differences depending on SO 2 concentrations (p<0.05). Due to the formations of H + ions and sulfurous acid (H 2 SO 3 ) in sulfited-dried apricots as a result of absorbtion of SO 2 by apricots, there were excellent correlations between SO 2 levels with ph (r = 0.995) and titratable acidity values (r = 0.997). Moreover, since the concentration of unbound water in sulfiteddried apricot samples decreases as the SO 2 concentration increased, good correlations were also found between SO 2 concentrations and moisture loss constants (logarithmic correlation, r = 0.943). As expected, as the SO 2 concentration increased, the color of samples approached to characteristic golden yellow color (r = 0.988). The losses of moisture and SO 2, and formation of brown color were fitted to first order reaction model during storage of sulfited-dried apricot samples. Almost no changes in browning values of samples stored at 5 and 10 C for 351 days were observed. However, the losses of moisture and SO 2, and formation of brown color in samples progressed at a faster rate with increasing storage temperatures (20 and 30 C). For example, half-life periods for SO 2 losses in the samples containing 1034 mg SO 2 /kg were 14.3 and 5.0 month at 20 and 30 C, respectively. Similarly, the rate constant values calculated for brown color formation at 20 and 30 C were and /month, respectively, in samples containing SO 2 at the same level. Additionally, β-carotene contents of samples were determined by HPLC and ranged from 26.6 to 36.2 mg/100 g dry weight. During storage, β-carotene contents of samples decreased depending on storage temperature and time (p<0.05). β-carotene contents decreased 18 40% at the end of 351 storage days at 30 C. Total mesophilic aerobic bacteria (TMAB) counts in samples were found very low, 184 cfu/g being the highest count obtained, and the differences between TMAB counts in samples were not detected with respect to SO 2 concentrations. Water activity values of samples as well as antimicrobial activity of SO 2 had strong effects on preventing the microbial growth in sulfited-dried apricots during storage at 30 C. The number of total psycrophilic aerobic bacteria (TPAB), lactic acid bacteria, yeast and mold, xerophilic mould, Staphylococcus spp. and total Enterobacteriaceae were below the detection limits (<4 CFU/g) in samples containing SO 2 even at the lowest level (188 mg SO 2 /kg) throughout the storage. Results from this study indicated that although 188 mg SO 2 per kg of dried apricots is sufficient with respect to microbial load and 452 mg SO 2 per kg of dried apricots is the sufficient SO 2 concentration with respect to color right after drying, dried apricots should contain minimum 791 mg SO 2 /kg to protect the initial β-carotene content. Storage at 20 C for samples containing SO 2 at higher concentration than 2000 mg/kg, at 10 C for samples containing SO 2 at lower concentration than 2000 mg/kg are recommended to prevent the characteristic golden yellow colors of dried apricots. December 2011, 146 pages Key Words: Dried apricots, sulfur dioxide, browning, carotenoids, surface color, microbial quality, storage temperature ii

5 TEŞEKKÜR Gerek tez konumun belirlenmesinden son aşamasına kadar olan tüm süreçteki; emekleri, yakın ilgi ve desteği için, gerek uluslararası kongrelerde İngilizce sunum, kitap bölümü ve kitap yazarlığı gibi akademik hayatımdaki önemli aşamalarda çok değerli teşviği ve bana duyduğu güven için, gerekse de mesleğimde yetişmem ve onu sevmemdeki katkıları, kısacası; bana kattığı tüm değerler için, sonsuz saygı duyduğum danışman Hocam Prof. Dr. Mehmet ÖZKAN a (Ankara Üniversitesi Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı) teşekkürlerimi sunuyorum. Tezim kapsamındaki mikrobiyolojik analizler konusunda yetişmemdeki çok değerli emekleri için Hocam Dr. Şeref TAĞI ya, doktora çalışmamı ilgiyle takip eden Tez İzleme Komitesi nin değerli üyeleri Prof. Dr. Sedat VELİOĞLU ve Prof. Dr. Vural GÖKMEN e, burs imkanı sağlayarak beni onurlandıran TÜBİTAK (BİDEP) e ve kayısıları sağlayan Kayısı Araştırma Geliştirme ve Tanıtım Vakfı na teşekkür ederim. Ayrıca, kükürtlü kuru kayısı örneklerinin hazırlık aşamasındaki yardımlarından dolayı; Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı Malatya Meyvecilik Araştırma Enstitüsü ne, ve bu enstitüde çalışan Ziraat Müh. Kadir ÖZTÜRK ve Gıda Müh. Bülent ÖZTÜRK e, ağabeylerim Sayın Erhan TÜRKYILMAZ ve Ertan TÜRKYILMAZ a, dayım Hüseyin SEZGİN ile arkadaşlarım Arş. Grv. Nihal GÜZEL ve Betül ERKAN KOÇ a teşekkür ederim. Sadece doktora çalışmam sırasında değil, hayatımın her aşamasındaki destekleri, sevgi ve güvenleri için başta annem olmak üzere tüm aileme teşekkürlerimi sunuyorum. Meltem TÜRKYILMAZ Ankara, Aralık 2011 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET i ABSTRACT.ii TEŞEKKÜR...iii KISALTMALAR VE SİMGELER DİZİNİ...vi ŞEKİLLER DİZİNİ...vii ÇİZELGELER DİZİNİ...x 1. GİRİŞ KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Kayısı Kimyasallar Yöntem Materyalin hazırlanması Fiziksel analizler Nem tayini Su aktivitesi tayini ph tayini Renk ölçümleri Kimyasal analizler Titrasyon asitliği Kükürt dioksit tayini Esmerleşme düzeyinin belirlenmesi β-karoten miktarının belirlenmesi β-karoten için geri kazanım (recovery) analizi Hidroksimetil furfural (HMF) miktarının belirlenmesi Mikrobiyolojik analizler Kinetik parametrelerin hesaplanması İstatistik değerlendirme ARAŞTIRMA BULGULARI Kuru Kayısı Örneklerinin Depolama Başlangıcındaki SO 2 İçerikleri Nem Düzeyindeki Azalma Su Aktivitesi (a w ) Düzeyindeki Değişim Kuru Kayısıların SO 2 İçeriğindeki Azalma SO 2 Miktarı ile Esmerleşme Düzeyi Arasındaki İlişki Esmerleşme Düzeyindeki Değişmeler Reflektans Renk Değerlerindeki Değişim β-karoten Miktarındaki Değişim Geri kazanım testi iv

7 4.9 HMF Miktarı ph ve Titrasyon Asitliğindeki Değişmeler Mikrobiyel Değişim SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR EKLER EK 1 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince nem düzeylerindeki değişim EK 2 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince su aktivitesi değerlerindeki değişim EK 3 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince SO 2 miktarlarındaki değişim EK 4 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince esmerleşme düzeyindeki değişim EK 5 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince reflektans renk değerlerindeki değişim EK 6 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince β-karoten miktarındaki değişim EK 7 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince ph ve titrasyon asitliği değerlerindeki değişim EK 8 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince mikrobiyel yükteki değişim EK 9 Depolama başlangıcında kuru kayısının kimyasal özellikleri üzerine farklı konsantrasyondaki SO 2 içeriğinin etkisine ilişkin varyans analiz çizelgeleri EK10 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince SO 2 düzeyindeki değişime ilişkin varyans analiz çizelgeleri EK11 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince esmerleşme düzeyindeki değişime ilişkin varyans analiz çizelgeleri ÖZGEÇMİŞ v

8 KISALTMALAR VE SİMGELER DİZİNİ A.B.D a w BHT Bx CaCO 3 CIE dak. E a FAO FDA GRAS h HCl HMF H 2 O 2 HPLC H 2 SO 3 H 2 SO 4 k N 2 NaOH Na 2 S 2 O 5 PDA PPO PTFE Q 10 r R 2 SO 2 2 SO 4 t 1/2 THF TS TSE U.S.A. Amerika Birleşik Devletleri Su aktivitesi Bütillenmiş hidroksitoluen Suda çözünür kuru madde Kalsiyum karbonat Commission International de I Eclairage Dakika Aktivasyon enerjisi Food and Agriculture Organization Food and Drug Administration Generally Recognized as Safe (Genel olarak güvenilir gıda katkısı) Saat Hidroklorik asit Hidroksi metil furfural Hidrojen peroksit Yüksek performanslı sıvı kromatografisi Sülfüroz asit Sülfürik asit Reaksiyon hız sabiti Azot gazı Sodyum hidroksit Sodyum metabisülfit Foto dioderey dedektör Polifenol oksidaz Polytetrafloroetilen Sıcaklığın 10 C artırılmasıyla reaksiyon hızının artış katsayısı Korelasyon katsayısı Determinasyon katsayısı Kükürt dioksit Sülfat iyonu Yarılanma süresi Tetrahidrofuran Türk Standardı Türk Standartları Enstitüsü Amerika Birleşik Devletleri (United States of America) vi

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Dünyadaki önemli kayısı üreticisi ülkelerin kayısı üretim miktarları ve dünya kayısı üretimindeki payları... 3 Şekil 2.2 Enzimatik esmerleşme reaksiyon şeması Şekil 2.3 Enzimatik olmayan esmerleşmenin reaksiyon şeması ve sülfitin koruyucu etkisi Şekil 2.4 Likopenin kimyasal yapısı Şekil 2.5 β-karotenin kimyasal yapısı Şekil 3.1 Kükürtlü kuru kayısı üretim akış şeması. 21 Şekil 3.2 SO 2 analiz düzeneği 27 Şekil 3.3 β karoten standart eğrisi.. 33 Şekil 3.4 HMF standart eğrisi. 37 Şekil 4.1 Şekil 4.2 Şekil 4.3 Şekil 4.4 Şekil 4.5 Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda depolanması süresince nem düzeylerindeki azalmalar C de 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların başlangıçta içerdiği SO 2 miktarı ile nem kayıp hızı arasındaki ilişki mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin 20 ve 30 C de depolanması süresince su aktivitelerindeki azalmalar mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin 5 ve 10 C de 351 gün depolanmaları sonunda su aktivitelerindeki değişim mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda depolanması süresince SO 2 düzeylerindeki azalmalar mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonucunda SO 2 miktarındaki azalma.. 57 vii

10 Şekil 4.7 Şekil 4.8 Şekil 4.9 Şekil 4.10 Şekil 4.11 Şekil 4.12 Şekil 4.13 Depolama süresince 1034 mg SO 2 /kg içeren örneğin nem miktarındaki azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasındaki ilişki. 60 Depolama süresince 188 mg SO 2 /kg içeren örneğin su aktivitesindeki azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasındaki ilişki. 61 Farklı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısı örneklerindeki SO 2 miktarı ile esmerleşme değeri arasındaki ilişki mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda depolanması süresince esmerleşme düzeylerindeki azalmalar mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonucunda esmerleşme düzeyindeki artış C de 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların esmerleşme düzeyi ile SO 2 miktarındaki değişim arasındaki ilişki. 72 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C de raf ömürlerini tamamladıkları süre sonunda içerdikleri SO 2 konsantrasyonlar.. 73 Şekil C ve 30 C de 351 gün boyunca depolanan 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin reflektans renk değerleri üzerine rehidrasyon işleminin etkisi Şekil 4.15 Şekil 4.16 Şekil 4.17 Şekil 4.18 Şekil 4.19 Şekil 4.20 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama başlangıcında renklerindeki farklılıklar Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanmaları sonucunda renklerindeki farklılıklar.. 84 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama başlangıcındaki β-karoten miktarları mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların karotenoid kompozisyonunu gösteren HPLC kromatogramı mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonunda β-karoten miktarındaki değişim.. 88 Kuru kayısıların içerdiği β-karoten miktarı ile esmerleşme düzeyi arasındaki ilişki viii

11 Şekil 4.21 Şekil 4.22 Şekil 4.23 Kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonu ile ph arasındaki ilişki Kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonu ile titrasyon asitliği arasındaki ilişki mg/kg SO 2 içeren kuru kayısıların 30 C de 351 gün depolanması süresince, TAMB sayıları ile SO 2 ve su aktivitesi değerleri arasındaki ilişki. 100 ix

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1 Ülkelerin kuru kayısı ihracatı ve elde edilen ihracat gelirleri... 5 Çizelge 2.2 Malatya kayısılarının bazı kimyasal özellikleri.. 7 Çizelge 2.3 Sülfitlerle reaksiyona giren gıdalardaki reaktif kimyasal gruplar. 7 Çizelge 2.4 Mikroorganizmalardaki sülfit duyarlı metabolik sistemler Çizelge 3.1 Çizelge 4.1 Çizelge 4.2 Çizelge 4.3 Çizelge 4.4 Taze kayısıların kükürtlenmesinde kullanılan elementer toz kükürt miktarı ve kükürtleme süresi.. 22 Taze kayısıların kükürtlenmesinde kullanılan elementer toz kükürt miktarı, kükürtleme süresi ve son üründeki SO 2 konsantrasyonu Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki nem miktarı Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması süresince nem miktarındaki azalmayı gösteren eşitlikler Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki su aktivitesi değerleri Çizelge 4.5 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması süresince SO 2 miktarlarındaki azalmayı gösteren eşitlikler 56 Çizelge 4.6 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısılardan SO 2 kaybına ilişkin kinetik veriler Çizelge 4.7 Çizelge 4.8 Aşırı kükürtlenmiş kuru kayısı örneklerinin farklı depolama sıcaklıklarında SO 2 miktarlarının 2000 mg/kg düzeyine ulaştığı süre Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki esmerleşme değerleri Çizelge 4.9 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C sıcaklıklarda depolanması süresince esmerleşme düzeyindeki artışı gösteren eşitlikler x

13 Çizelge 4.10 Çizelge 4.11 Çizelge 4.12 Çizelge 4.13 Çizelge 4.14 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C sıcaklıklarda 351 gün depolanmaları süresince oluşan esmerleşmeye ilişkin kinetik veriler.. 70 Farklı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C de depolanmaları durumunda hesaplanan raf ömürleri mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların renklerinde meydana gelen esmerleşme üzerine bazı faktörlerin etki düzeyleri Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcında ölçülen reflektans renk değerleri mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonunda reflektans renk değerlerindeki değişim Çizelge 4.15 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması süresince β-karoten miktarındaki değişime ilişkin varyans analiz çizelgesi Çizelge 4.16 Kuru kayısılarda β karotenin geri kazanımı.. 90 Çizelge 4.17 Çizelge 4.18 Çizelge 4.19 Farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısıların depolama başlangıcındaki ph ve titrasyon asitliği değerleri mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması süresince ph ve titrasyon asitliğindeki değişimler mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince mikrobiyel yüklerindeki değişimler xi

14 1. GİRİŞ Dünyada yılda yaklaşık olarak toplam milyon ton kayısı üretilmekte olup, bunun milyon tonu ülkemizde üretilmektedir. Bu üretim miktarıyla ülkemiz, dünya yaş kayısı üretiminde %17 lik bir payla 1. sırada yer almaktadır (Anonymous 2009). Ülkemizde üretilen taze kayısının önemli bir bölümü (yaklaşık 0.1 milyon ton) kurutulmaktadır ve yaş kayısıda olduğu gibi, ülkemiz; dünya kuru kayısı üretiminde de 1. sırada yer almaktadır. Ülkemizde üretilen kuru kayısının çok büyük bölümü (%95 i) ihraç edilmektedir. Yaş ve kuru kayısı üretiminde olduğu gibi; ülkemiz, dünya pazarındaki kuru kayısının yaklaşık %80 ini sağlayarak, kuru kayısı ihracatında da 1. sırada yer almaktadır. Ülkemizde yüksek kapasitede kaliteli taze kayısı üretimi yapılabiliyor olmasına ve ülkemizin dünya kayısı ticaretinde önemli bir yere sahip olmasına rağmen, kuru kayısı üretiminde en önemli aşamalardan biri olan kükürtleme işleminin bizzat kayısı üreticisi çiftçi tarafından yapılması ve çiftçimizin kayısıların kükürtlenmesi konusunda yeterli bilgisinin olmaması nedeniyle, kayısılar aşırı düzeyde kükürtlenmekte ve bu da ürünümüzün yurt dışı pazara girişinde önemli sorunlara neden olmaktadır. Bu olumsuzlukların yanında; Orta Asya ülkelerindeki kuru kayısı üretiminin de arttığı göz önüne alındığında, kuru kayısı ihracatındaki yerimizi sağlamlaştırmak ve değerli ürünümüzün fiyat istikrarını sağlamak için kuru kayısı üretimi ve depolanması sırasındaki problemlerin çözüme kavuşturulması gerekmektedir. Altın sarısı kuru kayısı üretiminde, kükürtleme işlemi en önemli aşamadır. Kükürtleme işlemi sırasında kullanılan kükürt; gerek kayısılarda kurutma ve depolama sırasında meydana gelen enzimatik ve enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarını önlemekte, gerekse de antioksidan özelliği sayesinde oksidatif bozunmaları önlemede; oksidaz, proteaz ve peroksidaz gibi ürün kalitesini olumsuz yönde etkileyen bazı enzimleri inhibe etmede, antimikrobiyel özelliği sayesinde özellikle maya ve küflerin gelişimini engellemede çok önemli katkılara sahiptir. Ancak; son zamanlarda kükürdün bazı astım hastalarında yol açtığı alerjik reaksiyonlar nedeniyle, dünyada gıdalarda kükürt ve 1

15 kükürt tuzlarının kullanımının azaltılması ya da yerlerine alternatif koruyucu maddelerinin kullanılması yönünde eğilimler oluşmuştur. Günümüze dek kükürt kadar fonksiyonel yeni bir koruyucu madde bulunamaması, yukarıda sayılan sağladığı avantajlar yanında; kükürdün ucuz olması, kullanım kolaylığı, ürünün kurumasını hızlandırması ve kurutulmuş ürünleri böcek zararlarından da koruması, kükürdü vazgeçilmez kılmaktadır. Bu nedenle, birçok avantajının yanında, astımatik reakisyonlara neden olması ve ihracat yapılan ülkelerin belli düzeyde SO 2 içeren kuru kayısıları kabul etmesi nedeniyle, kuru kayısının istenilen özelliklere sahip olması için içermesi gereken minimum SO 2 konsantrasyonunun belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın temel amaçlarından bir tanesi de; kuru kayısıların; fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik açıdan özelliklerini korumalarını sağlayacak minimum SO 2 konsantrasyonunun belirlenmesidir. Ürünün kalitesi üzerine en az kükürtleme ve kurutma koşulları kadar depolama koşulları da etkilidir. Bu nedenle; çalışmamızda, farklı düzeyde (188, 452, 791, 1034, 1236, 2899 ve 3864 mg/kg) SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) depolanması süresince; fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerindeki değişimler de ortaya konulmaya çalışılmıştır. Ayrıca; farklı düzeylerde SO 2 içeren kayısıların hangi sıcaklıkta ne kadar süre depolanınca, karakteristik altın sarısı rengini koruyarak muhafaza edilebileceği de belirlenmiştir. Uygun depolama sıcaklık ve süresinin saptanmasıyla, aşırı kükürtlemeye ve dolayısıyla kuru kayısılardaki aşırı kükürdün uzaklaştırılmasına gerek olmadığı da ortaya konulmuştur. Daha düşük düzeyde kükürtleme, fakat daha düşük sıcaklıklardaki depolarda depolamanın olumlu sonuçları da saptanmıştır. 2

16 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ÖZETLERİ Ülkemiz dünya kayısı üretiminde ilk sırada yer alırken; İran, Pakistan, Özbekistan ve İtalya ise sırasıyla dünyada en fazla kayısı üretiminin yapıldığı diğer ülkelerdirr (Anonymous 2009) ( Şekil 2.1) yılında elde edilen son verilere göre, dünya kayısıı üretimi yaklaşık olarak 3.8 milyon ton dur ve ülkemiz bu üretimin %17.2 sinii karşılarken, diğer önemli kayısı üreticisi olan İran ise, dünya kayısı üretimininn %11.7 sini karşılamaktadır (Anonymous 2009). Ayrıca; önemli düzeyde kayısıı üretimininn yapıldığı ülkeler arasındaki Pakistan, Özbekistan ve İtalya nın toplam kayısıı üretim miktarını, ülkemiz neredeyse tek başına gerçekleştirmektedir. Kayısı üretim miktarı (kiloton)** %17.2* %11.7 %7.8 %7.5 %6.1 Şekil 2.1 Dünyadaki önemli kayısı üreticisi ülkelerin kayısı üretim miktarları* ve dünya kayısı üretimindeki payları (Anonymous 2009) *Grafik üzerinde verilen % değerler, ülkelerin dünyadaki kayısı üretim oranlarını göstermektedir. **2010 ve 2011 değerleri henüz yayınlanmamıştır. Ülkemizdee gerek sofralık gerekse de kurutmalık olarak üretimi yapılan kayısı; 6 farklıı bölgede yetiştirilmekte olup, bu bölgeler üretim miktarlarına göre sırasıyla; Malatya- Elazığ-Erzincan Bölgesi, Kars-Iğdır Bölgesi, Akdeniz (Mersin-Mut-Antakya) Bölgesi, Marmara Bölgesi, Ege Bölgesi ve İç Anadolu Bölgesi dir. Bu bölgeler arasındaa 3

17 Malatya-Elazığ-Erzincan Bölgesi dışındakilerin kayısı üretimi genellikle sofralık tüketime yönelik olup, Malatya-Elazığ-Erzincan Bölgesi nde üretilen kayısıların büyük bir çoğunluğu ise kurutulmaktadır. Malatya da yaklaşık 8 milyon kayısı ağacından; yıldan yıla değişmekle birlikte ortalama olarak bin ton yaş kayısı (Asma 2011) ve bin ton kuru kayısı (Ünal 2010) üretimi yapılmaktadır. Bu üretim miktarlarıyla Malatya, tek başına dünya yaş kayısı üretiminde %11 ve dünya kuru kayısı üretiminde ise %70 lik bir paya sahiptir (Ünal 2010). Ülkemizdeki yaş kayısı üretiminin %50 sini karşılayan ve üretilen kayısının %95 gibi çok önemli bir bölümünü kurutmalık olarak değerlendiren Malatya; ülkemizin %84 lük payla dünya kuru kayısı üretiminde de 1. sırada yer almasında çok önemli bir katkıya sahiptir. Ülkemiz kuru kayısı ihracatının yaklaşık 1/3 lük kısmı; ABD ve Rusya Federasyonu na yapılırken; İngiltere, Almanya, Fransa, Avusturalya ve Hollanda da önemli miktarda kuru kayısı ihracatı yaptığımız diğer ülkelerdir (Asma 2011). Son yıllarda ülkemizden kayısı ihraç edilen ülke sayısı 100 e yaklaşmıştır verilerine göre; ülkemiz ton kuru kayısı ihracatından 347 milyon Amerikan doları döviz elde etmiştir (Asma 2011). Ürettiği kuru kayısı miktarı ile dünya kuru kayısı ihracatının önemli bir bölümünü karşılayan ülkemiz, maalesef bu değerli ürünün dünya piyasalarındaki fiyatını belirleyememektedir. Son ihracat verilerine göre, Ağustos 2006 Haziran 2007 tarihleri arasında Malatya ilimizden yaklaşık ton kuru kayısı ihraç edilmiş ve bu ihracat karşılığında 145 milyon USD gelir elde edilmiştir. Buna karşın; Ağustos 2007 Haziran 2008 tarihleri arasındaki dönemde ise, bir önceki döneme göre, ton daha az kuru kayısı ihraç edilip, 121 milyon USD daha fazla gelir elde edilmiştir. Son yıllarda kuru kayısı ihraç fiyatımızda bir artış meydana gelmiş gibi görülmektedir. Ancak; ülkemize göre daha düşük miktar ve kalitede kayısı üreten Fransa ve ABD nin kuru kayısı ihraç fiyatlarının ülkemizinkinden yaklaşık 2 kat daha yüksek (Çizelge 2.1) 4

18 olduğu göz önününe alındığında, kuru kayısımızın hak ettiği fiyattan satılamadığı görülmektedir. Çizelge 2.1 Ülkelerin kuru kayısı ihracatı ve elde edilen ihracat gelirleri* (Anonymous 2008) Ülke Üretim miktarı (ton) Toplam ihracat geliri (1000 $) Birim fiyat ($/ton) Türkiye Fransa Almanya Afganistan ABD *2009, 2010 ve 2011 değerleri henüz yayınlanmamıştır. Ülkemizin dünya kuru kayısı üretiminde önemli bir payla 1. sırada yer almasına rağmen, dünya piyasalarındaki kuru kayısı fiyatını belirleyememesi, ürünün pazarlanmasındaki koordinasyon eksikliğinden kaynaklanıyor olabileceği gibi, ülkemizde kükürtleme ve kurutma işlemlerinin taze kayısının başlangıçtaki kalitesini koruyacak şekilde yapılamıyor olmasından da kaynaklanmaktadır. Bu sorunun çözüme kavuşturulması için, kuvvetli bir ihracatçı birliğinin oluşturulması ile ürün ve paket çeşitliliğinin artırılması gibi pazarlama basamağındaki iyileştirmelerin yanında; doğru kayısı çeşidinin doğru bir yöntemle uygun dozajda kükürtlenip kurutulması ve satışa kadar uygun koşullarda depolanması da şarttır. Ülkemizde kükürtleme işlemi; genellikle toz kükürdün kapalı bir oda içinde yakılmasıyla oluşturulan SO 2 gazının, ürün tarafından absorbe edilmesi suretiyle yapılmaktadır. Kuru kayısıların kapalı bir odada elementer kükürt yakılarak kükürtlenmesinde; sadece yakılan kükürt miktarı ve süre kontrol edilebilmekte, absorbe edilen kükürt miktarı kontrol sınırları dışında kalmaktadır. Bunun birçok nedeni arasında; meyvenin çeşidi, olgunluk derecesi, şekli (bütün veya ortadan ikiye ayrılmış), miktarı, kayısının ph sı, kullanılan kükürdün saflığı, kükürtleme odasının sıcaklığı, kükürtleme odasındaki SO 2 konsantrasyonu ve kükürtleme süresi gibi faktörlerin 5

19 farklılığı, uygulamayı gerçekleştirenlerin işlem hakkında yeterince bilgi ve beceriye sahip olmamaları bulunmaktadır (Joslyn ve Braverman 1954, Gökçe 1966). Bütün bu nedenlerden dolayı; kayısıların absorbe ettikleri SO 2 miktarı, denetim dışında kalmakta ve kuru kayısılarda bazen istenen seviyeden az, çoğu zaman da gereğinden daha fazla SO 2 bulunmaktadır. Geleneksel yöntemle kükürtlenen kayısılar, mg/kg arasında SO 2 içerebilmekte ve aynı partide kükürtlenen kayısıların SO 2 içeriği, bireysel farklılıklar gösterebilmektedir (McBean vd. 1964). Kükürtleme işlemi sonrasında kaliteli bir ürün elde edebilmek için; doğru hammadde (kayısı çeşidi) seçimi çok önemlidir. Doğru kayısı çeşidinin belirlenmesinde en önemli kriterler; kayısının suda çözünür kuru madde içeriğinin yüksek, meyve kabuk ve et renginin sarı-turuncu, meyvelerinin orta irilikte ve verimlerinin yüksek olması ile özellikle de optimum olgunluk zamanlarının kurutma mevsimine (Temmuz Ağustos arası) yakın olmasıdır. Malatya da üretilen yaş kayısının yaklaşık %60 65 ini oluşturan Hacihaliloğlu çeşidi; yüksek oranda (%25 30) suda çözünür kuru madde içermesi ve meyve kabuğunun ince olmasına ek olarak, gerekli diğer koşulları da sağlaması nedeniyle en önemli kurutmalık çeşittir. Kayısılarda önemli kalite kayıplarına neden olan çil hastalığı ve ilkbahar donlarına karşı Hacihaliloğlu çeşidinden daha dayanıklı olan Kabaaşı çeşidi ise; üretilen yaş kayısının %30 35 ini oluşturan ve son yıllarda üretimi giderek artan diğer önemli bir kurutmalık çeşittir (Asma 2011). Laboratuvarımızda yürütülen bir çalışmada da, Malatya da yetiştirilen kayısıların (Hacıhaliloğlu, Kabaaşı, Çöloğlu ve Çataloğlu) kükürtlenmiş kuru kayısı üretimi için uygunlukları araştırılmış ve bazı kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Bu çalışmada elde edilen veriler özet olarak çizelge 2.2 de sunulmuştur (Özkan 2009). Bilindiği gibi, kuru kayısıların tüketici tarafından tercih edilmesindeki en önemli faktör; kayısıların karakteristik altın sarısı renkleridir. Kuru kayısıların karakteristik renginin ancak kükürtleme işlemiyle korunabilmesi nedeniyle; kayısıların kurutulmasında kükürtleme temel işlemlerden birisidir (Özkan 2001). Bu işlem sırasında; kayısılara SO 2 in bağlanma kapasitesi; yukarıda sayılan faktörlerden kayısı çeşit ve olgunluğuna göre değişen, kayısıdaki reaktif grupların konsantrasyonuna da bağlı olarak oldukça geniş sınırlar içerisinde değişebilmektedir. Gıdalarda bulunan, özellikle şekerlerin içerdikleri, 6

20 reaktif gruplar (aldehitler ve ketonlar) (Çizelge 2.3), kükürtle reaksiyona girerek kayısıya ilave edilen kükürtlü bileşiğin etkin olarak kullanımını sınırlamaktadır (Gökçe 1966). Bu nedenle, Özkan (2009) tarafından yapılan çalışmada Malatya kayısılarının; aynı kükürtleme odasında, aynı miktar toz elementer kükürt yakılarak oluşturulan SO 2 gazına, aynı süre maruz bırakılması sonunda içerdikleri SO 2 konsantrasyonları da belirlenmiştir. Sonuç olarak, en fazla SO 2 absorbsiyonu Hacıhaliloğlu çeşidinde görülürken, bunu sırasıyla Çataloğlu, Kabaaşı ve Çöloğlu çeşitleri takip etmektedir. Ancak, kurutma sırasında %71 83 oranında SO 2 kaybeden kayısı çeşitleri arasından; SO 2 miktarında en fazla azalma meydana gelen Kabaaşı çeşidi iken, en az azalmanın meydana geldiği çeşit ise Çataloğlu çeşididir (Özkan 2009). Çizelge 2.2 Malatya kayısılarının bazı kimyasal özellikleri Kayısı çeşidi Özellik Hacıhaliloğlu Kabaaşı Çataloğlu Çöloğlu Briks ph Titrasyon asitliği (%) Toplam fenolik madde miktarı* Antioksidan aktivite** (mm/mg) Sitrik asit* Malik asit* β-karoten miktarı* *Toplam fenolik madde, sitrik asit, malik asit ve β-karoten miktarları mg/100 g KM olarak hesaplanmıştır. **Antioksidan aktivite değerleri ise; mm/mg olarak hesaplanmıştır. Çizelge 2.3 Sülfitlerle reaksiyona giren gıdalardaki reaktif kimyasal gruplar (Lund vd. 2000) Sülfide reaktif kimyasal gruplar Karbonil Biyolojik kaynak Aldehit, keton Disülfit bağları Protein, glutation Pridin NAD +, NADP + Primidin DNA, RNA Kuinon Elektron transport ara ürünleri Karbon karbon çift bağı Yağ asidi, enzim kofaktörü 7

21 Kuru kayısıda sülfitler, temel olarak esmerleşme reaksiyonlarını önlemek için uygulanmaktadır. Sülfit denildiğinde, ya doğrudan SO 2 gazı ya da parçalandığında SO 2 gazı veren kükürt tuzları anlaşılmaktadır. Gerek kurutma gerekse depolama sırasında, kuru kayısıların karakteristik renklerinin bozulmasına neden olan en önemli reaksiyon; esmerleşme reaksiyonlarıdır. Esmerleşme reaksiyonları temelde 2 şekilde (enzimatik olan ve enzimatik olmayan) gerçekleşmektedir. Kayısılar, kurutma sırasında ve özellikle kurutmanın başlangıcında hızla enzimatik esmerleşmeye uğramaktadırlar. Enzimatik esmerleşme reaksiyonları; açık renkli meyve ve sebzelerin (kayısı, elma, armut, patates vb.) dokularındaki polifenollerin (mono ve O-difenoller v.b), polifenoloksidaz (PPO) enzimi katalizörlüğünde O-kinonlara hidroksilasyonu ve oksidasyonu ile başlamaktadır. Daha sonra, O-kinonların enzimatik olmayan oksidasyonu ve bunu takiben polimerizasyonu sonucunda melanoidinler oluşmakta; böylece bu açık renkli ürünlerde, renk esmerleşmektedir (Cemeroğlu ve Özkan 2009). Enzimatik esmerleşme, zarar görmemiş bitki hücrelerinde meydana gelmemekte, çünkü polifenoller vakuol içinde iken, PPO enzimi ise, sitoplazma içinde bulunmaktadır (Yemenicioğlu vd. 1997). Şekil 2.2 de enzimatik esmerleşme reaksiyonlarının oluşum mekanizması gösterilmektedir (Isaac vd. 2006). HO R OH O (I) Polifenol türevleri PPO Enzimatik esmerleşme ürünleri O O (II) O-kinon HO HO OH R R (III) 1,2-dihidroksibenzen Şekil 2.2 Enzimatik esmerleşme reaksiyon şeması (Isaac vd. 2006) 8

22 Şekil 2.2 de görüldüğü gibi; PPO enzimi, polifenolleri reaktivitesi yüksek olan O- kinonlara dönüştürmekte ve daha sonra O-kinonlar polimerizasyon reaksiyonlarına girerek gıdalarda istenmeyen koyu renkli bileşiklerin oluşumuna neden olmaktadırlar. Gıdalarda esmerleşme reaksiyonlarını engellemek amacıyla kullanılan sülfitlerin bu reaksiyondaki ana görevi; PPO enzimini inaktive ederek O-kinon oluşumunu engellemek ve oluşmuş olan O-kinonları daha stabil yapıda olan 1,2-dihidroksibenzene indirgemek suretiyle esmerleşme reaksiyonlarını başlangıç aşamalarında durdurmaktır. Enzimatik esmerleşmenin önlenmesinde gerekli sülfit konsantrasyonu; dokudaki enzim aktivitesine, reaksiyona girebilecek substratın türü ve miktarına bağlı olarak değişmektedir (Haisman 1974). Meyve ve sebzelerde bulunan polifenoller arasından; kateşol, 4-metil kateşol, pirogallol, gallik asit ve sinamik asit esterleri enzimatik esmerleşme reaksiyonları için en uygun substratların başında gelmektedir. Sinamik asit türevlerinden ise, klorojenik asit ve kafeik asit (3,4-dihidroksi sinamik asit) PPO enzimi tarafından en yaygın olarak kullanılan substratlardır. Madrau vd. (2009) tarafından yapılan çalışmada; kayısılarda 5 temel polifenol belirlenmiş olup, bunlar; klorojenik asit, neoklorojenik asit, (+)-kateşin, ( )-epikateşin ve rutin olarak tanımlanmıştır. Bu çalışmadan elde edilen veriler, kuru kayısıda bulunan polifenollerin, enzimatik esmerleşme reaksiyonları için en uygun substrat olduğunu göstermiştir. Ancak kayısıdaki enzimatik esmerleşme substratının türü dışında; uygulanacak sülfit konsantrasyonu; reaksiyonun ne kadar süreyle inhibe edilmek istendiğine de bağlıdır (Taylor vd. 1986). Çünkü; depolama sıcaklık ve süresine bağlı olarak kayısılardan SO 2 kaybı meydana gelmektedir. Genel olarak, gıdalarda; 1600 mg/kg SO 2 içeriğinde PPO enzimi tamamen inaktive olmakta, bunun altındaki konsantrasyonlarda ise; kükürtleme işlemi başlar başlamaz PPO aktivitesi önemli düzeyde düşmektedir (Joslyn ve Marsh, 1993; Sapers, 1993). Ayrıca; %50 konsantrasyondaki glukoz, fruktoz ve maltoz, PPO enzim aktivitesini %80 oranında azaltmaktadır. Malatya ilimizde üretilen kuru kayısıların %70 75 arasında suda çözünür kuru madde içermeleri nedeniyle, kuru kayısılarda şeker konsantrasyonuna bağlı olarak PPO enzim aktivitesinin önemli düzeyde engelleneceği açıktır. Ayrıca; genel olarak gıdalarda PPO enzimi için optimum ph dir ve ph 4 9

23 4.5 altında PPO kaynaklı esmerleşme kontrol altına alınmaktadır. Çimen (2007) tarafından yapılan çalışmada da; Iğdır kayısısındaki (Şalak) PPO enzimi için optimum ph değeri 6 olarak belirlenmiştir. Kuru kayısıların ph değerleri içerdikleri kükürt konsantrasyonuna bağlı olarak arasında değişmektedir. Sonuç olarak; kuru kayısıların ph değeri de PPO enzim aktivitesi için çok uygun değildir. Kuru kayısı üretiminde yapılan kükürtleme işlemi ve yukarıda açıklanan diğer faktörler nedeniyle, meyvenin bünyesinde doğal olarak bulunan mevcut enzimler inaktive olmakta ve kuru kayısılarda depolama boyunca enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları meydana gelmektedir (Cemeroğlu ve Özkan 2009). Enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarının birçok çeşidi olmakla birlikte; özellikle meyvelerin kurutulması ve depolanması sırasında oluşan esmerleşme, Maillard tipi esmerleşmedir (Nielsen vd. 1993). Bu tip esmerleşmede, reaktif karbonil grupları (indirgen şekerler; glukoz ve fruktoz) ile amino nitrojeninin (aminler, amino asitler, peptidler ve proteinler) reaksiyonu sonucu stabil ara ürünler oluşmakta ve bu ara ürünlerin kondensasyonu ile yüksek molekül ağırlığına sahip ve suda çözünmeyen kahverengi pigmentler (melanoidinler) oluşmaktadır (Özkan 1996). Kayısılarda enzimatik esmerleşme reaksiyonlarında olduğu gibi, enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarının meydana gelmesinde de meyvenin bünyesindeki bileşenlerin yanı sıra üretim prosesleri ve uygun olmayan depolama sıcaklıkları, ph derecesi, nem, ortamdaki oksijen miktarı ve meyvenin kuru madde miktarı vb. faktörler de etkili olmaktadır. Kuru kayısı; yüksek oranda indirgen şeker [glukoz, fruktoz (Feng vd. 2010)] ve aminoasit [glutamik asit, aspartik asit, histidin, arjinin, tirozin, sistin, metionin, hidroksiprolin (Hegazi ve Salem 1972)] içeriğiyle beraber uygun ph oranını sağlayan organik asit kompozisyonuna [malik asit, sitrik asit (Özkan 2009)] da sahip olduğundan; yüksek depolama sıcaklığında Maillard tipi esmerleşme reaksiyonlarının oluşumu teşvik edilmektedir (Cemeroğlu ve Özkan 2009). Ancak, bu reaksiyon; düşük ph, düşük depo sıcaklığı, antioksidan madde kullanımı ile özellikle kurutulmuş ürünlerde Maillard esmerleşmesini önleyen ve bilinen en etkili inhibitör olan sülfitlerin kullanımı gibi önlemler ile kontrol altına alınabilmektedir. 10

24 Sülfitlerin nasıl bir mekanizmayla, enzimatik olmayan esmerleşmeyi önlemede etkili olduğu hala tam olarak bilinmemektedir (Lindsay 1985). Bu amaçla birçok araştırma yapılmış olup, bunların sonuçları ve yorumları da birbirinden oldukça farklılık göstermektedir. Sülfitlerin, renk esmerleşmesinin önlenmesinde oynadığı rolün açıklanması amacıyla birçok farklı teori geliştirilmiştir. Bir teoriye göre; sülfitler ya da sülfitlerin yapı taşı olan SO 2, kuvvetli indirgen bir madde olduğundan yüksek düzeyde antioksidan kapasite göstermekte ve reaksiyon ortamında yeterli oranda bulunduğu takdirde oksidasyon-redüksiyon dengesini sabit tutarak, esmerleşme reaksiyonlarını engelleyebilmektedir (Gökçe 1966). SO 2 in esmerleşme reaksiyonlarının engellenmesindeki rolüne ilişkin bir diğer teoriye göre; SO 2, esmerleşme reaksiyonlarında etkin rol alan indirgen şekerlere (aldoller) bağlanarak, oksidasyon reaksiyonunu ve oluşan ara ürünlerin daha ileri aşamalarda O- kinonlara dönüşümünü engellemektedir (Şekil 2.3). Şekil 2.3 de SO 2 in enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonundaki muhtemel etki mekanizması gösterilmektedir (Isaac vd. 2006). Kayısının fazla miktarda indirgen şeker ve aminoasit içermesi, aynı zamanda ph derecesinin enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonunun oluşumu için uygun sınırlar içerisinde bulunması sebebiyle bu teorinin; kuru kayısılar için geçerli olabileceği düşünülmektedir. Esmerleşme reaksiyonlarının engellenmesinde SO 2 in rolüne ilişkin son teori ise; SO 2 in, esmerleşme reaksiyonlarının oluşumunu engellemediği, ancak esmer renk oluşturan pigmentlerin rengini giderdiği yönündedir (Gökçe 1966). Nitekim; melanoidinler oluştuktan sonra ortama yapılan sülfit ilavesiyle, kurutulmuş esmer renkli meyvelerin renklerinin açılması yaygın bir uygulamadır (Wedzicha 1987). Üründe istenmeyen renk oluşumuna neden olması nedeniyle gıdalarda Maillard reaksiyonları durdurulmaya çalışılsa da, yapılan araştırmalar bazı Maillard reaksiyon ürünlerinin antimutajenik, antioksidant ve antibiyotik gibi olumlu etkilerinin de olduğunu göstermiştir (Friedman 1996). Yen ve Hsieh (1994, 1995) Salmonella mikrozomu ile yürüttükleri çalışmada; bir heterosiklik amin olan 2-amino-3-metilimid- 11

25 azo-4,5-quinolin (IQ) in mutajenik etkisi üzerine lizin ve ksilozun 100 C de 1 h ısıtılması (ph 9) sonucunda elde edilen Maillard ürünlerinin etkisini incelemişlerdir. Bu çalışmada; Salmonella typhimurium TA98 ve TA100 de bulunan IQ nun mutajenik etkisinin Maillard ürünleri tarafından inhibe edildiği belirlenmiştir. Bu etkinin nedeninin; Maillard reaksiyon ürünleri ile IQ nun metabolitleri arasında meydana gelen reaksiyon sonucunda mutajenik etki bakımından inaktif ürünlerin oluşmasından kaynaklanabileceği bildirilmiştir. Öyleyse, Maillard reaksiyon ürünlerinin antimutajenik etkiyi; biyoantimutajen (bioantimutagen) olarak değil, desmutajen (desmutagen) olarak gösterdiği anlaşılmaktadır. Bilindiği üzere, desmutajen; kimyasal ya da enzimatik modifikasyonlarla mutajeni inaktive etme etkisiyken, biyoantimutajen ise; mutajen tarafından DNA modifiye edilecekken DNA metabolizmasını baskılayan etkidir. HO H O OH H 2 N R H 2 O HO H N OH R Esmerleşme Ürünleri HO CH 3 Şekil 2.2 Enzimatik olmayan esmerleşmenin reaksiyon O şeması ve sülfitin koruyucu HO etkisi (Isaac et al. 2006) OH H O OH O CH 3 O : SŞekil OH 2.3 Enzimatik olmayan HO esmerleşmenin reaksiyon şeması ve sülfitin koruyucu OH etkisi OH H S Esmerleşme Ürünleri OH OH Şekil 2.3 Enzimatik olmayan esmerleşmenin reaksiyon şeması ve sülfitin koruyucu etkisi (Isaac vd ) Maillard reaksiyonlarının antimutajenik etkisini açıklayan diğer mekanizmalardan biri; melanoidin türevi bileşiklerin oluşturduğu serbest radikallerin yakalanarak etkisiz hale getirilmesi, diğeri ise; mutajeni aktive etmek için gerekli olan S9 mikrozomal karışımın enzim aktivitesinin inhibe edilmesidir. 12

26 Maillard reaksiyon ürünlerinin antioksidant etkilerinin incelendiği çalışmada (Chiu vd. 1991) ise; triptofan ve fruktoz kullanılarak elde edilen Maillard reaksiyon ürününün lipid oksidasyonunu engellemekteki etkisi araştırılmıştır. Bu çalışmada da; Maillard ürünlerinin oksidasyon üzerine güçlü bir inhibitör etkiye sahip olduğu ifade edilmiştir. Glukoz ve triptofanın farklı sürelerde farklı sıcaklıklara maruz bırakılması sonucu oluşan Maillard ürünlerinin; esmerleşme, floresan ve indirgeme gücü gibi özelikleri ile antioksidan aktivitesi arasında yüksek korelasyon saptanmıştır (Friedman 1996). Bu durum, Maillard reaksiyonu ilerledikçe oluşan ürünlerin antioksidan aktivitelerinin arttığını göstermektedir. Daha önce de bahsedildiği gibi, Maillard ürünlerinin diğer bir olumlu yanı da antibiyotik özelliğe sahip olmalarıdır. Einarsson (1987) ve Einarsson vd. (1983, 1988); arjinin ve ksiloz ile histidin ve glukoz kullanarak hazırladıkları Maillard ürünlerinin; bakteriyel gelişim inhibisyonu üzerine etkisini ayrıntılı bir şekilde incelemişlerdir. Elde edilen sonuçlar; Maillard ürünlerinin, bakteriyel gelişimi inhibe etme etkisinin; bakteri türleri arasında farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Örneğin; Maillard ürünlerinin Bacillus subtilis suşları üzerine çok güçlü inhibe edici etkisi saptanmışken, Bacillus cereus suşları üzerine etkili olmadığı belirlenmiştir. Benzer şekilde; Maillard ürünlerinin gram pozitif olan Lactobacillus ve Staphylococcus suşları üzerine çok güçlü inhibe edici etkiye sahip olduğu, buna rağmen gram negatif olan Salmonella suşları üzerine ise önemli düzeyde etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. Bu çalışmada; yüksek molekül ağırlığına sahip olan Maillard ürünlerinin bakteri gelişimi üzerine daha yüksek inhibe edici etkiye sahip olduğu da ifade edilmiştir. Maillard ürünlerinin antibiyotik etkileri üzerine; reaksiyona giren aminoasit ve şekerin çeşidi, ph, ortam sıcaklığı ve reaksiyon süresi gibi faktörler de ekilidir. Örneğin; histidin varlığında oluşan Maillard ürünlerine göre arjinin varlığında oluşan ürünler daha yüksek antibiyotik etkiye sahiptir ve arjininin ksiloz ya da glukoz ile reaksiyona girmesi sonucu oluşan ürünlerin antibiyotik etkileri benzerdir. Antibakteriyel etki gösteren bileşenlerin oluşumu özellikle ph 9 civarında artmaktadır. Benzer şekilde; arjinin varlığındaki reaksiyonlarda, reaksiyon süresi uzadıkça antibakteriyel etki artmaktadır. Histidin ve glukoz varlığındaki reaksiyonlarda ise, sıcaklığın 80 C den 13

27 120 C ye artması ile antibakteriyel bileşenlerin oluşum hızı artmaktadır. Maillard ürünlerinin antibakteriyel etkileri üzerine pentoz ve heksozlar benzer etkiye sahiptir (Friedman 1996). Maillard ürünleri; bakterilerin hücre membranı, genetik materyali ve enzimlerini hedef alarak antibakteriyel etkilerini göstermektedirler. Bunlar, bakteriyel hücrede bulunan, oksijen ve oksijen türevlerinin metabolizmasında yer alan enzimlerin bir kofaktörü olan demirin çözünürlüğünü azalttığı için, hücreye oksijen alımını engellerler. Ayrıca; bakteri tarafından glukoz ve serin alımını da engellerler. Bu da; bakterilerin enerji metabolizmasını olumsuz yönde etkiler (Friedman 1996). Maillard ürünlerinin antimikrobiyel etkisine benzer şekilde, sülfitler de özellikle laktik asit bakterilerinin, asetik asit bakterilerinin ve küflerin gıdalarda gelişimini önleyen seçici antimikrobiyel etkiye sahiptirler (Joslyn ve Braverman 1954, Özkan ve Cemeroğlu 1996). SO 2 in antimikrobiyel aktivite mekanizması; mikroorganizmaların yapılarında bulunan birçok protein, enzim, bazı enzim kofaktörleri (pridoksal fosfat, folik asit gibi) ve şekerlerde bulunan aldehid ve keton grupları ile SO 2 nin reaksiyona girerek; bu maddeleri, mikroorganizmadaki görevlerini yerine getiremeyecek formlara dönüştürmesi ile açıklanabilir (Çizelge ) (Lund vd. 2010). Çizelge 2.3 ve 2.4 te de görüldüğü gibi; SO 2, birçok metabolik sistemde yer alan önemli bileşenlerle reaksiyona girmekte ve bunların hücre içindeki hayati öneme sahip fonksiyonlarını yürütmelerine engel olmaktadır. Bundan farklı olarak, SO 2 ile hücredeki bir bileşenin reaksiyona girmesi sonucunda oluşan ürünlerin yine hücre içindeki hayati öneme sahip bileşiklerin fonksiyonlarını engellemesi ile de SO 2 dolaylı olarak antimikrobiyel aktivite gösterebilmektedir. Örneğin; pridoksinin (B 6 vitamini) sülfitle reaksiyona girmesi sonucu oluşan ürünler; nikotinamid adenin nükleotid (NAD + ) ve NADP + reaksiyonlarını interfere edici özelliğe sahiptirler. Bilindiği gibi; özellikle protein metabolizmasında yer alan yaklaşık 60 enzimin koenzimi olan pridoksin, aminoasit dönüşümlerinde ve nükleik asit sentezinde hayati öneme sahip bir maddedir. Benzer şekilde; karbohidrat mekanizması için gerekli olan pürivat dehidrogenaz, a-keto- 14

28 glutarat dehidrogenaz ve transketolaz enzimlerinin koenzimi olan tiyaminle de reaksiyona giren SO 2, piramidin sülfonat ile tiyazol içeren ürünlerin oluşmasına ve tiyaminin görevini yerine getirememesine neden olur. Ayrıca; primidin bazlı DNA daki sitozin ve timin ile RNA daki sitozin ve urasil de sülfit tarafından nükeofilik atağa maruz kalmaktadır. DNA ve RNA yapısında yer alması dışında, adenin nükleotidlerin (ATP, ADP, AMP) de yapısında bulunan ve bir purin olan adenin de sülfitlerle reaksiyona girmekte ve yan ürünler oluşmaktadır (Lund vd. 2000). Çizelge 2.4 Mikroorganizmalardaki sülfide duyarlı metabolik sistemler (Lund vd. 2000) Metabolik sistem Ara ürün metabolizması Enerji üretimi Protein sentezi DNA replikasyonu Membran fonksiyonu Etkilenen bileşen Enzim, kofaktör, prostetik grup Enzim, kofaktör, elektron taşıyıcısı Sentezlenmiş protein, enzim, nükleik asit Enzim ve nükleik asit Transport protein, yağ SO 2 in antimikrobiyel aktivite göstermesini sağlayan diğer bir mekanizma ise; SO 2 in proteinlerin üçüncül (tertiary) yapı oluşturmasını sağlayan disulfit bağlarını parçalamasıdır. Bu parçalama sonunda oluşan ürünler; tiyosülfat ve tiyol türevleridir (2.1 No lu eşitlik) (Lund vd. 2000). SO 2 in proteinlerin yapısında meydana getirdiği bu değişiklik sayesinde; SO 2, mikroorganizma hücresinde hayati öneme sahip enzimleri inhibe edebilmekte ve böylece de antimikrobiyel aktivite göstermektedir. RSSR + SO 3 2 RSSO 3 + RS (2.1) Sülfitler aynı zamanda; esansiyel yağ asitleri ve karotenoidlerin oksidasyonunu engelleyerek kötü renk, koku ve tat oluşumunu da önlemektedir (Roberts ve McWeeny 1972). Kayısılara altın sarısı karakteristik rengini başta β karoten olmak üzere karotenoid bileşikler vermektedir. Karotenoidler yağda çözünen (lipokrom) pigmentlerdir. Büyük çoğunluğu tetraterpen (C 40 H 64 ) yapıda olup, 8 tane izopren (C 5 H 8 ) ünitesinin birleşmesinden meydana gelmektedirler (Özkan ve Cemeroğlu 1997). 15

29 Karotenoidlerin prototipi yapısında halka içermeyen likopen molekülüdür. Diğer karotenoidler, likopenin hidrojenasyonu, dehidrojenasyonu ve oksidasyonu ile meydana gelmektedir (Özkan ve Cemeroğlu 1997). Şekil 2.4 te likopenin; şekil 2.5 te ise β- karoten in kimyasal yapısı görülmektedir (Rodriguez-Amaya 2001). CH 3 CH 3 CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C Şekil 2.4 Likopenin kimyasal yapısı (Rodriguez-Amaya 2001) + H 2 C CH CH CH CH ' 15' Şekil 2. 13' CH 3 20' 12' 11' 10' 9' CH 3 19' H 3 C 18' 8' 7' 5' 6' H 3 C 17' 4' 1' Şekil 2.5 β-karotenin kimyasal yapısı (Rodriguez-Amaya 2001) Karotenoidlerin bir bölümü provitamin A aktivitesi gösterirken, diğer bir kısmının da antikarsinojen, antiülser, yaşlanmayı geciktirici ve antioksidant etkileri bulunmaktadır (Rodriguez-Amaya 1993). Karotenoidlerin yüksek derecede doymamış yapıları ısıya, oksijene ve ışığa karşı hassas olmalarına neden olmaktadır. Karotenoidlerin stabil olmamaları nedeniyle; kayıplarının minimize edilebilmesi büyük önem taşımaktadır (Sant ana vd. 1998). Karotenoid bileşiklerin en önemlilerinden biri β-karotendir. β- karoten hemen hemen tüm sarı-portakal kırmızısı renkli meyvelerde yaygın olarak bulunan bir bileşiktir. β-karotenin önemi; yüksek provitamin A aktivitesine, renklendirici özelliğe (sarı, kırmızı, portakal rengi) ve antioksidatif aktiviteye sahip olmasıdır. Bu özellikleri nedeniyle β-karotenin önemi gün geçtikçe artmaktadır. 16

30 Literatürde kayısıların karotenoid içeriği üzerine farklı değerlere rastlanmaktadır. Bu da kayısının çeşidi, olgunluk düzeyi ve kayısının maruz kaldığı çevre koşulları gibi faktörlerden kaynaklanmaktadır (Özkan ve Cemeroğlu 1997, Dargovic-Uzelac vd. 2007). Kayısılarda başat karotenoidin, β-karoten olduğu birçok çalışmada ortaya konulmuştur (Mangels vd. 1993, Ben-Amotz ve Fishler 1998, Sass-Kiss vd. 2005, Dargovic-Uzelac vd. 2007). Bauerfeind (1981), kayısıların karotenoid içeriğinin yaklaşık %60 70 inin β-karoten, %5 7 sinin γ-karoten, %4 7 sinin kriptoksantin, %5 inin likopen ve %1.5 2 sinin de luteinden oluştuğunu saptamıştır. Buna karşın, Dargovic-Uzelac vd. (2007) üç farklı kayısı çeşidinde yaptıkları araştırmada, tüm çeşitlerde β-karoten yanında, γ-karoten saptarken, iki çeşitte α-karoten ve lutein, bir çeşitte ise zeaksantin saptamışlardır. Malatya ilimizde yetiştirilen kayısıların (Hacıhaliloğlu, Hasanbey, Soğancı, Kabaaşı, Çataloğlu, Çöloğlu, Hacıkız, Tokaloğlu ve Alyanak) β-karoten içerikleri arasında önemli farklılıklar olduğu ve en fazla β-karotenin Alyanak çeşidinde (487 mg/kg), en düşüğün ise, Çöloğlu çeşidinde (57 mg/kg) olduğu saptanmıştır (Akın vd. 2008). En fazla kurutulan Hacıhaliloğlu çeşidinin kuru madde bazında, 89 mg/kg, Kabaaşı çeşidinin ise, 262 mg/kg düzeyinde β-karoten içerdiği bulunmuştur. Kuru kayısılarda yapılan bir çalışmada, kükürtlenip kurutulmuş Hacıhaliloğu çeşidi kayısıların kuru ağırlık bazında β-karoten içeriği 180 mg/kg olarak bulunmuştur (Sağırlı vd. 2008). İsrail de yapılan bir çalışmada da kayısıların kuru ağırlık bazında 16 mg/kg düzeyinde β-karoten içerdiği saptanmıştır (Ben-Amotz ve Fishler 1998). Bu çalışmalardan farklı olarak, Hacıhaliloğlu çeşidinden kurutulan kayısılarda kuru ağırlık bazında β-karoten içeriği 39 mg/kg olarak bulunmuştur (Karabulut vd. 2007). β-karoten diğer tüm karotenoid bileşikler gibi proses koşullarına karşı duyarlı olduğu için üretim sırasında parçalanabilmektedir. Bu nedenle; karotenoidlerce zengin gıdaların üretiminde azami dikkat gösterilmesi ve koruyucu önlemlerin alınması (antioksidan kullanımı, sülfitleme vb.) gerekmektedir. Bugüne kadar yapılan çalışmalar, kurutma ve depolama sırasında sülfitlerin β-karoteni koruduğunu göstermiştir. Ancak, kurutma ve depolama boyunca β-karoteni koruyabilen minimum SO 2 konsantrasyonları henüz 17

31 belirlenmemiştir. Bu nedenle; bu çalışmada, bu minimum SO 2 konsantrasyonlarının belirlenmesi de amaçlanmıştır. Yukarıda sayılan tüm olumlu özelliklerinin yanında; kükürtleme işlemi, yaş kayısının kuruma süresini kısaltmakta ve böcek zararını da engellemektedir. Ancak, kükürdün son yıllarda astım hastalarında şiddetli solunum yolu reaksiyonlarına neden olabilmesi nedeniyle, A.B.D. Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından kullanımı sınırlanmış, özellikle salata barlarında tüketiciye taze olarak sunulan meyve ve sebzeler ile B 1 vitamini (tiamin) kaynağı olan etlerde SO 2 kullanımı yasaklanmıştır. FDA; sülfitlerin çiğ meyveler ve sebzelerdeki GRAS statüsünü iptal etmiş ve sülfitlerin bu ürünlerde izin alınmaksızın serbestçe kullanılamayacağını bildirmiştir (Ough ve Were 2005). Önceki yıllarda koruyucu madde olarak kullanımı nedeniyle gıdalardaki SO 2 düzeyi çok önemli görülmeyip ticarette sorun oluşturmazken, son yıllarda sülfitlerin özellikle de astım hastalarında neden olduğu bu olumsuzluklar nedeniyle, miktarlarının giderek azaltılması yönünde eğilimler ve uygulamalar başlamıştır. Kuru kayısılarda izin verilen maksimum SO 2 düzeyi 2000 mg/kg olarak kabul edilmiştir (Anonymous 1989, Anonim 1997, Anonim 2008). Bununla birlikte bu değer, ülkeden ülkeye değişiklik göstermektedir. Kuru kayısı için belirlenen SO 2 limitleri; İtalya da 600 mg/kg, Fransa ve Danimarka da 1000 mg/kg, Hollanda da 1500 mg/kg, A.B.D., İngiltere ve Almanya da 2000 mg/kg, Avusturalya ve Yeni Zelanda da ise 3000 mg/kg olarak belirlenmiştir (Asma 2000) ve ülkemizin kuru kayısı ihracatının büyük bir bölümü (%70) bu ülkelere yapılmaktadır (Sobutay 2003). Toplam üretimin önemli bir kısmının gerçekleştiği Malatya yöremizde üretilen kuru kayısılar, kontrolsüz koşullarda kükürtleme işlemi nedeniyle genellikle aşırı miktarda SO 2 içermekte ve bu da kayısıların ihracatında büyük sorunlar yaşanmasına yol açmaktadır. Bu nedenle, kayısılardan kükürdün ikinci bir işlemle sonradan azaltılması yoluna gidilmekte, bu da hem maliyetleri artırmakta hem de kalite ile ilgili önemli sorunlara neden olmaktadır. 18

32 Bu konuda literatürde, laboratuvarımızda yürütülmüş olan fiziksel (Özkan ve Cemeroğlu 2002a) ve kimyasal (Özkan ve Cemeroğlu 2002b) yöntemlerin kullanıldığı 2 farklı çalışmaya rastlanmıştır. Bu çalışmaların birincisinde (Özkan ve Cemeroğlu 2002a) Aşırı kükürtlenmiş kuru kayısılardan SO 2 in uzaklaştırılması amacıyla 3 farklı fiziksel yöntem uygulanmıştır: 1. Sıcak hava akımında tutma, 2. Buharlama ve 3. Kısmi rehidrasyonu takiben kurutma. Bu yöntemler içinde özellikle kuru hava akımında düşük sıcaklıkta (40 ve 50 C) uzun süre tutma ile kayısılardaki SO 2 in, kayısıların rengini bozmadan başarı ile uzaklaştırılabildiği sonucuna ulaşılmıştır. Halen Malatya da aşırı SO 2 içeren kuru kayısılardan SO 2 in uzaklaştırılmasında, Hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) çözeltisine daldırılma yöntemi uygulanmaktadır. Özkan ve Cemeroğlu (2002b) tarafından yapılan diğer bir çalışmada ise, aşırı kükürtlenmiş kuru kayısılardan H 2 O 2 kullanılarak SO 2 in uzaklaştırılmasının koşulları belirlenmiştir. Bu çalışmada kuru kayısılar C sıcaklıklardaki %0.5, 1.0 ve 1.5 luk H 2 O 2 çözeltilerine farklı sürelerde daldırılmıştır. H 2 O 2 uygulamada, kritik faktörlerin H 2 O 2 konsantrasyonu, çözelti sıcaklığı ve uygulama süresi olduğu ve bu faktörlerin doğru seçilerek kayısıların doğal renginin bozulmasına meydan verilmemesinin sağlanabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Bütün bunlara rağmen, ülkemiz için son derece önemli olan kayısıların kükürtlenme işlemlerinin dahi profesyonelce yapılamadığı düşünüldüğünde, kuru kayısılardan kükürdün uzaklaştırılması için yapılan işlemlerin de gerektiği gibi yapılamayacağı ve sonuçta hammadde ne kadar iyi olursa olsun kalitesiz bir ürün elde edileceği açıktır. Bu nedenle, kuru kayısı üretiminde yaygın olarak uygulanan kükürt düzeyinin sonradan düşürülmesi yerine; daha başlangıçta istenilen düzeyde kükürt içeren kayısıların üretilmesi ve bu kayısıların özelliklerini en iyi koruduğu depolama koşullarında (sıcaklık ve süre) muhafaza edilmesi en doğru olan yoldur. 19

33 3. MATERYAL ve YÖNTEM 3.1 Materyal Kayısı Araştırmada materyal olarak; Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı na bağlı Malatya Meyvecilik Enstitüsü nden temin edilen taze kayısılar (Prunus armenica L.) kullanılmıştır. Bu amaçla; ticari kuru kayısı üretiminin %60 65 ini oluşturan Hacıhaliloğlu çeşidi ile çalışılmıştır Kimyasallar Kuru kayısı örneklerinde bulunan β-karoten in tanımlanması ve miktarlarının hesaplanmasında kullanılan β-karoten standardı Sigma firmasından (St. Louis, MO, A.B.D) satın alınmıştır. Ekstraksiyon işlemlerinde kullanılan tüm solventler, HPLC saflığında (HPLC grade) olup, Merck (Darmstad, Almanya) firmasından temin edilmiştir. Kuru kayısılarda yapılan diğer analizlerde; Merck firmasından temin edilen ya analitik saflıkta (a.g, analytical grade) ya da yüksek saflıkta (extra pure) kimyasallar kullanılmıştır. 3.2 Yöntem Materyalin hazırlanması Kayısılar, Malatya Meyvecilik Enstitüsü nde kükürtlenip güneşte kurutulmuş ve kuru kayısı üretim akış şeması şekil 3.1 de verilmiştir. Kurutma ve kükürtleme işlemleri Malatya Meyvecilik Enstitüsü nde görevli Ziraat Mühendisi Kadir Öztürk koordinasyonunda, Malatya ya bizzat gidilerek yapılmıştır. 20

34 KÜKÜRTLÜ KURU KAYISI ÜRETİM AKIŞ ŞEMASI Taze Kayısı (120 kg) 1. Ayıklama işlemi Kerevetlere tek sıra halinde kayısıların yerleştirilmesi Kükürtleme işlemi Güneşte kurutma (6 gün) Pıtlatma (çekirdek çıkarma) ve patikleme (şekil verme) işlemi (Kurutma işleminin 3. gününde) Kurutma işleminin sonlandırılması (6. gün) Nem dengesine getirme (20 C de 1 ay) Homojen örnek kitlesi için 2. Ayıklama işlemi 5 C de depolama 10 C de depolama 20 C de depolama 30 C de depolama Şekil 3.1 Kükürtlü kuru kayısı üretim akış şeması 21

35 Kayısıların Kükürtlenmesi Taze kayısılar, Malatya Bölgesi nde yaygın olarak uygulanan geleneksel kükürtleme yöntemiyle farklı düzeylerde kükürtlenmiştir. Bu yöntemde; taze kayısılar, yöre halkının "islim odası" ya da "islim damı" olarak adlandırdığı ve bu amaç için özel olarak yapılmış, 2.5 x 2.5 x 2.5 m boyutlarındaki bir odada (kükürtleme odası) elementer kükürdün yakılmasıyla oluşan SO 2 atmosferinde tutularak kükürtlenmiştir. Kayısılar kavak ağacından yapılmış, 90 x 180 x 5 cm ebatlarındaki kerevetlere bütün olarak tek sıra halinde serilerek kükürtleme odasına alınmıştır. Daha önce, Malatya da 2000 mg/kg SO 2 düzeyinin altında SO 2 içeren kuru kayısı üretimi yapılmadığı için; kükürtlemede kullanılan kükürt miktarları ve kükürtleme süreleri birçok ön deneme yapılarak belirlenmiştir. Bu denemelerde; aynı kükürt odasında, aynı miktarda kükürt yakılmış, ancak kayısılar kükürtleme odasında oluşturulan olabildiğince aynı düzeydeki SO 2 gazında farklı sürelerde tutulmuştur (Çizelge 3.1). Çizelge 3.1 Taze kayısının (120 kg) kükürtlenmesinde kullanılan elementer toz kükürt miktarı ve kükürtleme süresi Elementer toz kükürt miktarı (g) Kükürtleme süresi (dak) * * *Bu iki örnek; çalışmamıza sonradan dahil edilmiş olup, bu örneklerin kükürtleme işlemleri tarafımızdan yapılmamıştır. Kükürtleme işlemlerinde; Malatya da yaygın olarak kullanılan toz kükürt miktarı ve kükürtleme süreleri kullanılmıştır. Kayısıların kurutulması Kükürtlenen kayısılar, Malatya Meyvecilik Araştırma Enstitüsü ndeki sergi yerlerine (kurutma alanı) alınmış ve kerevetler üzerinde güneşte kurutulmuştur. Geleneksel olarak 22

36 uygulandığı gibi, 3 gün sonunda kısmen kurumuş kayısıların çekirdekleri, tek tek elle çıkarılmış (pıtlatma), şekil verilmiş (patikleme) ve şekil verilen kayısıların nem içeriği yaklaşık %20 ye düşene kadar yeniden güneşte 2 3 gün süreyle kurutmaya devam edilmiştir. Örneklerin ambalajlanıp, depolanması: Kurutulmuş kayısılar, daha sonra Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü'ne getirilmiştir. Her bir SO 2 düzeyinde kükürtlenmiş kuru kayısılar arasında; çürük, zedelenmiş olanlar ile aşırı nemli veya aşırı kurutulmuş olanlar seçilerek ayrılmış, böylece olabildiğince homojen bir örnek kitlesi elde edilmiştir. Daha sonra kükürtlenip, kurutulan kayısılar iyice harmanlandıktan sonra, nemin dengeye gelmesi için 50 L lik ağzı tam olarak kapanabilen plastik kaplar içerisinde 20 C de 1 ay süreyle bekletilmiştir. Denge nemine getirilen örneklerde SO 2 analizi yapılmıştır. Bu analiz sonuçlarına göre, önerilen SO 2 konsantrasyonlarına en yakın düzeyde SO 2 içeren örnekler seçilerek depolanmıştır (Çizelge 4.1). Denge nemine getirilen kayısılarda nem analizi yapılarak, bundan sonraki depolama dönemlerinde bu nem miktarlarına (başlangıç nem miktarları) göre hesaplama yapılmıştır. Daha sonra, kuru kayısılar ambalajlanmaksızın sıcaklık kontrollü inkübatörlerde depolanmaya başlanmıştır. Bu şekilde ambalajsız olarak depolama seçimi, ülkemizde kuru kayısıların depolamasındaki uygulama göz önüne alınarak yapılmıştır. Örnekler; 5, 10, 20 ve 30 C olmak üzere 4 farklı sıcaklıkta depolanmıştır. Depolamada, 5 ve 10 C; düşük sıcaklıkta depolamayı, 20 C; oda sıcaklığında depolamayı ve 30 C ise; yaz aylarında muhtemelen karşılaşılabilecek yüksek sıcaklıklarda depolamayı temsil etmektedir. Örneklerin denge nemine erişmesi için her ne kadar 1 ay süreyle beklenilmişse de, nem ve renk içeriği bakımından kayısılar arasındaki farklılıklar tamamen ortadan kaldırılamamıştır. Bu nedenle, tüm depolama süresi boyunca nem ve renk tayinlerinin aynı örneklerde yürütülebilmesi amacıyla; her bir sıcaklık derecesi ve SO 2 23

37 konsantrasyonu için birisi sadece renk, diğeri nem tayini için kullanmak amacıyla 2 ayrı örnek kitlesi oluşturulmuştur. Bu şekilde; renk ve nem analizlerinin hep aynı kitlede yapılması ile örnek kitleleri arasındaki farklılıkların da minimize edilebileceği öngörülmüştür. Depolama süresince örneklerdeki nem miktarının belirlenmesi amacıyla, her bir depolama sıcaklığı ve SO 2 konsantrasyonu için rastgele alınan 15 er adet kuru kayısının başlangıç ağırlıkları analitik terazide (Mettler Toledo XS 205, Greifensee, İsviçre) tartılarak belirlenmiştir. Tartılan örnekler ambalajlanmaksızın diğer örneklerde olduğu gibi açık olarak inkübatörlerde depolanmaya bırakılmıştır. Benzer şekilde; renk analizleri için de, rastgele 10 ar adet kuru kayısı alınmış ve bu kayısıların renkleri belirlendikten sonra diğer örneklerde olduğu gibi açık olarak inkübatörlerde depolanmaya bırakılmıştır Fiziksel analizler Nem tayini Anonymous (2000) tarafından önerilen No lu gravimetrik yönteme göre yapılmıştır. Bu amaçla; denge nemine erişmesi için 1 ay bekletilen kuru kayısılardan 1 kg örnek alınmış ve 4 mm çapında delikleri bulunan ayna kullanılan kıyma makinesinden 2 defa çekilerek homojen bir kitle elde edilmiştir. Nem tayininde; 85 mm çapında ve kapakları sıkıca kapanabilen alüminyum kurutma kapları kullanılmıştır. Kurutma kaplarına 2 şer g yıkanmış ve yakılmış deniz kumu konularak, 110±1 C deki etüvde (Memmert ULM 500, Schwabach, Almanya) 2 h süreyle kurutulmuştur. Bu süre sonunda, kurutma kaplarının kapakları kapatılarak desikatörde soğutulmuş ve kapların, kumla birlikte daraları kaydedilmiştir. Kıyma makinesinden çekilerek homojen hale getirilmiş kayısı kitlesinden analitik terazi yardımıyla kurutma kaplarına ±0.001 g duyarlılıkla 5 er g örnek tartılmış ve üzerlerine 24

38 bir miktar ılık su ilave edilmiştir. Bir cam baget yardımıyla deniz kumu ve örnek birlikte karıştırılarak bulamaç haline getirilmiştir. Karıştırmada kullanılan cam baget de yeterli miktarda ılık su ile kurutma kabına yıkanıp geri alınmıştır. Kurutma kapları; önce kaynamakta olan su banyosu (Memmert WB 14, Schwabach, Almanya) üzerinde serbest su buharlaşana kadar, daha sonra da vakumlu etüvde (Heraeus VT 6025, Hanau, Almanya) 70 ±0.5 C de ve 100 mm-hg basınç altında sabit ağırlığa ulaşıncaya kadar kurutulmuştur. Kurutma sırasında etüve, nemi azaltılmış hava sürekli olarak verilmiştir. Bunun için dış ortam havası, içerisinde nem tutucu olarak teknik sülfürik asit (H 2 SO 4 ) bulunan bir şişeden saniyede 2 kabarcık oluşturacak şekilde geçirildikten sonra etüve verilmiştir. Kayısı örnekleri sabit ağırlığa 15 h lik bir kurutma süresi sonunda ulaşmışlardır. Kurutma işlemi sona erince, kurutma kaplarının kapakları kapatılarak desikatörde soğutulduktan sonra analitik terazide tartılmıştır. İlk ve son tartımlar arasındaki farktan örneklerdeki nem oranı yaş ağırlık bazında hesaplanmıştır. Nem tayini analizleri 3 paralel olarak yürütülmüştür Su aktivitesi tayini Örneklerin su aktivitesi değerleri, su aktivitesi ölçme cihazı (AquaLab 3, Decagon Devices, Pullman, WA) kullanılarak belirlenmiştir. Ölçümler 25 C de yapılmıştır ph tayini ph değeri, potansiyometrik olarak ph-metre (WTW Inolab Level 1, Weilheim, Almanya) ile Cemeroğlu (2010) tarafından önerilen yönteme göre belirlenmiştir. Bu amaçla; homojen haldeki kayısı kitlesinden 10 g örnek alınarak 90 ml destile su içinde 1 gün süreyle +4 C de rehidrasyona bırakılmıştır. Bu karışım, daha sonra yüksek devirli bir blenderde (Osterizer, Meksika) 5 dak. süreyle homojenize edilmiş ve ardından kaba filtre kağıdından filtre edilmiştir. Elde edilen filtrat, hem ph hem de titrasyon asitliği tayinlerinde kullanılmıştır. 25

39 Renk ölçümleri Bu amaçla, reflektans spektrofotometresinde (Minolta CM-3600d, Osaka, Japonya) CIE L*a*b* sistemi kullanılarak ölçüm yapılmış ve a* ve b* değerinden, C* (chroma, renk yoğunluğu) ve h (hue, renk tonu) değerleri aşağıda verilen 3.1 ve 3.2 No lu eşitliklere göre hesaplanmıştır. C* = (a* 2 + b* 2 ) 1/2 (3.1) h = tan 1 (b*/a*) (3.2) Örneklerin ambalajlanıp, depolanması başlığı altında açıklandığı gibi, her bir kükürtleme yöntemi ve depolama sıcaklığı için 10 ar adet kuru kayısı alınmış ve renk analizleri tüm depolama süresince aynı örnek kitlesinde yapılmıştır. Hep aynı kayısılarda renk ölçümünün yapılmasıyla, her ölçümde tesadüfen alınacak örneklerde zaten var olan farklılığın sonuca yanlış yansıması böylece engellenmiştir. Kayısı örneklerinin her iki yüzünde de ayrı ayrı renk ölçümü yapılmıştır. Spektrofotometre, beyaz seramik plakaya karşı her kullanımdan önce standardize edilmiştir. Işık kaynağı olarak CIE tarafından belirlenen C ışıtıcısı (Illuminant C) kullanılmıştır. Renk ölçümlerinde Minolta CM-S100W Spectra Magic NX 1.22 versiyonu bilgisayar programı kullanılmıştır. L*, a*, b*, C* ve h değerlerine ilişkin aritmetik ortalama ve standart sapma değerleri bu program kullanılarak hesaplanmıştır Kimyasal analizler Titrasyon asitliği Titrasyon asitliği, ph-metre ile izlenerek yürütülen elektrometrik titrasyonla saptanmış ve bu analizde Cemeroğlu (2010) tarafından önerilen işlemler uygulanmıştır. Bu amaçla; yukarıda ph tayini için hazırlanışı belirtilen filtrattan 25 ml alınarak, ayarlı 26

40 0.1 N NaOH çözeltisi ile ph 8.1 e gelene kadar titre edilmiştir. Titrasyon asitliği, susuz sitrik asit cinsinden " g/100 g olarak hesaplanmıştır Kükürt dioksit tayini Monier Williams (1927) tarafından ortaya konulan ve Reith ve Willems tarafından 1958 yılında modifiye edilen destilasyon yöntemi uygulanmıştır (Gökçe 1966). Bu yöntemee göre; kuruu kayısıdaki kükürt dioksit (SO 2 ), hidroklorik asit ( HCl) ile serbest hale geçirilmiş ve inert bir gaz olan azot (N 2 ) gazı atmosferinde destile edilerek, destilatt balonundaki hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) ile sülfürik aside dönüştürülmüştür. Oluşan asit, ayarlı NaOH çözeltisi ile titre edilmek suretiyle, harcanan baz miktarından n kayısıdaki SO 2 miktarı hesaplanmıştır. SO 2 tayininde, yönteme özgü özel bir destilasyon düzeneği kullanılmıştır. Bu çalışmada Franzke vd. (1968) tarafındann önerilenn destilasyon düzeneği kullanılmıştır. Bu destilasyon sisteminde, destile edilen SO 2 gazının destilat balonunda tutulmasını sağlamak için 1 yerine 2 tane destilat toplamaa balonu kullanılmıştır (Şekil 3.2).. Destilat balonu Akış ölçer Şekil 3.2 SO 2 analiz düzeneği 27

41 N 2 gazı akış hızı; deneyin en kritik noktası olup, 200 ml/dak. düzeyindeki akış hızı, elektronik bir akış ölçer (Aalborg GFC Mass Flow Controller, New York, NY, A.B.D.) ile ayarlanmıştır (Şekil 3.2). Bundan hızlı veya yavaş gaz akışı sonuçların güvenirliği ve tekrar edilebilirliğini ortadan kaldırmaktadır (Özkan 2001). Bu deney başlangıcında, destilasyondan önce 1 L lik destilasyon balonuna 150 ml damıtık su konulmuş ve sisteme dakikada 200 ml N 2 gazı geçecek şekilde 15 dak. boyunca N 2 gazı verilmiş ve böylece ortamdaki SO 2 'in, sülfata (SO 2 4 ) oksidasyonuna neden olan oksijenin ortamdan uzaklaştırılması sağlanmıştır. Bu süre sonunda; daha önce belirtildiği şekilde kıyma makinasından geçirilerek hazırlanan homojen örnek kitlesinden analitik terazide yaklaşık 5 g (±0.001 g) örnek tartılmış ve bu örnek destilasyon balonuna aktarılarak ortamdan 5 dak. süreyle N 2 gazı akışına devam edilmiştir. Daha sonra balona 40 ml %15 lik HCl çözeltisi eklenerek balondaki karışım 45 dak. kaynamaya bırakılmıştır. Kaynama sonunda elde edilen destilat, az miktarda damıtık su ile yıkanarak bir erlenmayere aktarılmış ve bunzen bekinde 15 dak. süreyle kaynatılıp soğutulduktan sonra ayarlı NaOH çözeltisi ile titre edilmiştir. Analizler en az 2 paralelli olarak yürütülmüş ve gerektiğinde paralel sayısı artırılmıştır. Yönetmeliklerde (Anonymous 1981, Anonim 1997) kuru kayısıların 2000 mg/kg'ı geçmeyecek düzeyde SO 2 içerebileceği belirtilmektedir. Bu oran verilirken kuru kayısıların nem miktarı açık bir şekilde belirtilmiştir. Anonymous (1981) a göre kükürt içermeyen kuru kayısılar %20 den, kükürt içeren kuru kayısılar ise, %25 ten fazla nem içermemelidir (Özkan 2001). TSE tarafından yayınlanan kuru kayısı standardında (TS 485) da bu değerler kabul edilmektedir (Anonim 2008). Kuru kayısıların SO 2 içerikleri hesaplanırken, ülkemizden ihraç edilen kuru kayısıların %24 26 nem içerdiği ve bu kayısıların SO 2 içeriklerinin belirlenirken bu nem oranına göre sonuçların verildiği de göz önüne alınmıştır. Örnekler arasında kıyaslama yapılabilmesi için, kuru kayısı örneklerinin SO 2 içerikleri, %25 nem içeriği temel alınarak aşağıda verilen 3.3 No lu eşitliğe göre hesaplanmıştır. 28

42 V (3200) SO 2 (mg/kg) = (3.3) W Burada : V : Harcanan 0.1 N NaOH hacmi (ml), 3200 : SO 2 in molekül ağırlığı ile birim çevirisinden kaynaklanan sabit değer, W : Örnek miktarı (g) Esmerleşme düzeyinin belirlenmesi Esmerleşme düzeyinin belirlenmesi için, Baloch vd. (1973) tarafından önerilen ve Özkan (2001) tarafından modifiye edilen yöntem kullanılmıştır. Bu yöntemin ilkesi; esmerleşme reaksiyonları sonucunda oluşan suda çözünen kahverengi pigmentlerin, %1 formaldehit içeren %2 lik asetik asit çözeltisi ile ekstrakte edilmesi ve elde edilen ekstraktta bulunan ve sonuca etki eden karotenoid pigmentlerinin kurşun asetat ve etil alkol ile çöktürülmesine dayanmaktadır. Kurutulmuş kayısıda bulunan SO 2 in, ekstraktta 420 nm dalga boyunda okunan absorbans değerini düşürme etkisini önlemek için, ekstraksiyonda kullanılan %2 lik asetik asit çözeltisinin %1 formaldehit içermesi öngörülmüştür. Aynı şekilde, kayısılarda fazla miktarda bulunan karotenoidlerin 420 nm okunan absorbans değerini artırma etkisini engellemek için de, kurşun asetat ve etil alkol ile çöktürme işlemi uygulanmıştır. Daha önce tarif edildiği gibi kuru kayısıların değirmenden geçirilmesiyle elde edilen homojen kitleden yaklaşık 5 g (±0.001 g) örnek alınarak; 65 ml %1 formaldehit içeren %2 lik asetik asit içinde, +4 C de 1 gece süreyle rehidrasyona bırakılmıştır. Bu karışım daha sonra 3 dak. süreyle yüksek devirli paslanmaz çelikten yapılmış bir blenderde (Waring, Torrington, A.B.D.) homojenize edilmiştir. Blender aynı asetik asit 29

43 çözeltisiyle iyice yıkandıktan sonra, elde edilen bulanık ekstrakt 8000 x g de 15 dak. süreyle soğutmalı bir santrifüjde (Sigma 3K 15, Postfach, Almanya) santrifüjlenmiştir. Santrifüj tüplerinin üstteki sıvı kısımları (supernatant) bir behere ayrılıp, üzerine 5 ml %10 luk kurşun asetat çözeltisi eklendikten sonra bir cam çubukla iyice karıştırılmıştır. Bu karışım, aynı %2 lik asetik asit çözeltisi ile 100 ml ye tamamlanmış ve bir defa daha aynı süre ve devirde santrifüjleme işlemi uygulanmıştır. Son olarak supernatant fazından 25 ml alınarak, 50 ml lik ölçü balonuna aktarılmış ve etil alkol ile hacmine tamamlanmıştır. Bulanıklık öğeleri daha sonra 8000 x g de 10 dak. süreyle yeniden santrifüjlenerek çöktürülmüştür. Böylece berrak bir sıvı elde edilmiştir. Örneklerden hazırlanan ekstraktların absorbans değerleri, örnek ve şahidin aynı anda konulabildiği çift hüzmeli (double-beam) spektrofotometre (ThermoSpectronic Heliosα, Cambridge, İngiltere) kullanılarak belirlenmiştir. Absorbans ölçümleri, örneklerdeki esmerleşme düzeyinin belirlenmesi için 420 nm de, artık çok düşük düzeyde bulunan bulanıklığın belirlenmesi için ise, 600 nm de yapılmıştır. Absorbans ölçümleri, şahit olarak %1 formaldehit içeren %2 lik asetik asit çözeltisine karşı yapılmıştır. Ölçümlerde, tabaka kalınlığı 1 cm olan quartz küvetler kullanılmıştır. Esmerleşme düzeyi, 420 ve 600 nm de okunan absorbans değerleri arasındaki farkın seyreltme faktörleri ile çarpılması ile aşağıda verilen 3.4 No lu eşitliğe göre hesaplanmıştır. (A 420 A 600 ) (S f 1 ) (S f 2 ) A 420 /g = (3.4) W Yöntemde verilen ölçülere göre, S f1 ve S f2 değerleri aşağıdaki eşitliklerle hesaplanmıştır. 30

44 100 S f 1 = W 50 S f 2 = = 2 25 Burada : S f 1 ve S f 2 : Seyreltme faktörleri, W: Kuru madde bazında örnek miktarı (g) β-karoten miktarının belirlenmesi Kuru kayısılarda β-karoten miktarının belirlenmesinde 3 aşamadan (ekstraksiyon, tanımlama ve hesaplama) oluşan HPLC yöntemi uygulanmıştır. Ekstraksiyon Bu amaçla, Sadler vd. (1990) tarafından ortaya konulan ve örnek hazırlama aşamasında tarafımızdan bazı değişiklikler yapılmış yöntem kullanılmıştır. Kıyma makinesinden çekilerek homojenize edilen kuru kayısıdan 10 g örnek tartılmış ve 30 ml damıtık su içinde +4 C de 1 gün süreyle rehidrasyona bırakılmıştır. Bu karışım, önce Waring blenderde 3 dak., daha sonra da yüksek devirli homojenizatörde (Heidolph SilentCrusher M, Schwabach, Almanya) 3 dak. süreyle rpm de homojenize edilmiştir. Hazırlanan bu homojenizattan yaklaşık 5 g (±0.001 g) örnek doğrudan ekstraksiyon işleminin yapılacağı polikarbonattan yapılmış santrifüj tüpüne tartılmıştır. Tartılan örnek üzerine 0.5 g CaCO 3 eklenerek ortam nötralize edilmiştir. Bu örnek üzerine, ekstraksiyon çözeltisinden (hekzan:aseton:etanol, 50:25:25, v/v/v) 25 ml eklenip, tüpler orbital çalkalayıcıda (Heildolph Unimax 2010, Schwabach, Almanya) 220 rpm devirde 15 dak. süreyle çalkalanarak ekstraksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu süre sonunda dipteki kalıntının tamamen renksiz olduğu gözlenmiştir. 31

45 Nihayet üzerine faz ayırımını hızlandırmak amacıyla 5 ml damıtık su ilave edilerek, x g de ve +4 C de 15 dak. süreyle santrifüjlenerek, karotenoidleri içeren hekzan fazının ayrımı sağlanmıştır. Hekzan fazından amber renkli cam bir şişeye 5 ml aktarılmış ve azot gazı altında 40 C de kurutulmuştur. Geride kalan kalıntı, 200 μl tetrahidrofuran (THF, %0.01 bütillenmiş hidroksitoluen- BHT içeren) içinde çözündürülmüş ve 1800 μl metanol ile seyreltilmiştir. Karotenoidleri içeren bu çözelti 0.22 μm gözenek çapındaki teflon (PTFE, polytetrafloroetilen) filtreden (Sartorius AG, Goettingen, Almanya) filtre edilerek HPLC nin oto-örnekleme ünitesinde kullanılan amber renkli 2 ml lik cam şişelere alınmış ve bekletilmeden HPLC ye enjekte edilmiştir. Tanımlama ve hesaplama β karoten miktarlarının hesaplanmasında yüksek performanslı sıvı kromatografi cihazından (HPLC, Agilent 1200 serisi, Waldbronn, Almanya) yararlanılmıştır. Kullanılan HPLC sistemi; ikili (binary) pompa, foto diyoderey dedektörü (PDA, photo diode array detector), +4 C'ye inebilen soğutma sistemine sahip oto-örnekleyici (autosampler), gaz giderici (degasser) ve kolon fırınından (thermostatted column compartment) oluşmaktadır. Elde edilen kromatogramlar "ChemStation rev.b.02.01" yazılım programı ile değerlendirilmiştir. Kromatografi koşulları Kolon : Ters faz C 30 kolonu (250 x 4.6, 5 μm) (YMC Europe Gmbh, Schembeck, Almanya) Koruyucu kolon : C 30 koruyucu kolon (10 x 4.6 mm, 5 μm) (Phenomenex, Los Angeles, CA, A.B.D.) Akış hızı : 1.0 ml/dak Elüsyon süresi : 35 dak. Enjeksiyon hacmi : 50 μl Dalga boyu : 450 nm Hareketli faz (mobile phase) : Methanol:tersiyerbütilmetileter (65:35, v/v, %0.1 BHT içeren) karışımı. Tersiyerbütilmetileterin uçucu olması nedeniyle bir 32

46 süre sonunda iki solvent arasındaki oran değişmektedir. Bunu önlemek amacıyla, solventler farklı şişelere konulmuş ve kullanılmadan hemen önce belirtilen oranda karıştırılarak sisteme verilmiştir. İzokratik akış söz konusudur. Kolon sıcaklığı : 30 C Kromatogramda saptanan β-karoten piki, standart maddenin geliş süresi ve PDA dedektörü yardımıyla elde edilen UV spektrumlarının karşılaştırılmasıyla tanımlanmıştır. Örnekteki β-karoten miktarı, β-karoten standardı ile oluşturulan standart eğriden (Şekil 3.3) hesaplanmıştır. Kuru kayısıdaki β-karoten miktarı ise, numunenin seyreltme faktörü dikkate alınarak hesaplanmıştır y = 1230 x R 2 = Alan (mau) Konsantrasyon (mg/l) Şekil 3.3 β karoten standart eğrisi β-karoten için geri kazanım (recovery) analizi Analiz süresindeki muhtemel kayıpları belirlemek amacıyla geri kazanım (recovery) testi yürütülmüştür. Bu amaçla; Yemiş vd. (2010) tarafından önerilen yöntem 33

47 uygulanmıştır. Bu yöntemin temeli, örneğe belli miktarda eklenen standardın analiz sonunda % ne kadarının geri kazanıldığının tespitine dayanır. Bunun için 2 ayrı deney yürütülmüştür: 1. Eklenecek standardın örnekteki miktarını belirlemek için örneğin analizi 2. Eklenen standardın, örnekte standarda ait olan pik alanını % ne kadar artırdığını belirlemek amacıyla standart eklenmiş örneğin analizi Bu amaçla standart; örneğe analizin başlangıcında, yani ekstraksiyondan önce eklenmiştir. Böylece recovery deneyinin, analizde çok önemli bir aşama olan ekstraksiyon işlemini kapsaması da sağlanmıştır. Buna göre; 10 g (±0.001g) kuru kayısı tartılmış ve 30 ml damıtık su içinde 4 C de 1 gün süreyle rehidrasyona bırakılmıştır. Bu karışım önce Waring blenderde 3 dak., daha sonra da yüksek devirli homojenizatörde 3 dak. süreyle rpm de homojenize edilmiştir. Hazırlanan homojenizattan 5 g (±0.001g) örnek (3864 mg SO 2 /kg) doğrudan ekstraksiyonun yapılacağı polikarbonattan yapılmış santrifüj tüpüne alınmış ve üzerine 100 g kuru maddede 36, 18 ve 9 mg β karoten içerecek düzeyde standarttan eklenip, iyice karıştırılmıştır. Daha sonra β-karoten miktarının belirlenmesi bölümünde anlatıldığı şekilde ekstraksiyon ve saflaştırma işlemleri yapılmış ve elde edilen ekstraktlar 0.22 μm gözenek çapındaki teflon filtrelerden filtre edildikten sonra HPLC ye enjekte edilmiştir. Elde edilen kromatogramlarda oluşan pik alanları integre edilerek hesaplama yapılmıştır. Elde edilen piklerin alanları β karoten bileşiğine ait hazırlanmış bulunan standart eğriden (Şekil 3.3), bunların eşdeğeri olan konsantrasyonlar saptanmıştır. Saptanmış standart madde miktarlarından yararlanılarak aşağıda verilen 3.5 ve 3.6 No lu eşitlikler yardımıyla "recovery" ve "tekrarlanabilirlik" (reproducibility, varyasyon katsayısı) değerleri hesaplanmıştır. A 2 A 1 Recovery (%) = x 100 (3.5) A 3 34

48 Burada : A 1 : Standart eklenmemiş materyaldeki bileşen miktarı, A 2 : Standart eklenmiş materyaldeki bileşen miktarı, A 3 : Eklenen standart miktarı. Recovery testinin standart sapması Varyasyon katsayısı, CV (%) = x 100 (3.6) Recovery değerlerinin ortalaması Hidroksimetil furfural (HMF) miktarının belirlenmesi Kuru kayısılarda HMF miktarının belirlenmesinde, 3 aşamadan (ekstraksiyon, tanımlama ve hesaplama) oluşan HPLC yöntemi uygulanmıştır. Ekstraksiyon Bu amaçla Zappala vd. (2005) tarafından ortaya konan yöntem izlenmiş, ancak örnek hazırlama aşamasında tarafımızdan bazı değişiklikler yapılmıştır. Kıyma makinasından çekilerek homojenize edilmiş örnek kitlesinden yaklaşık 5 g (±0.001 g) alınarak, 15 ml damıtık su içinde +4 C de 1 gece süreyle rehidrasyona bırakılmıştır. Bu karışım daha sonra, yüksek devirli bir homojenizatörde (Heidolph SilentCrusher M, Schwabach, Almanya) 3 dak. süreyle rpm de homojenize edilmiştir. Homojenizatörün bıçakları su ile iyice yıkandıktan sonra, elde edilen süspansiyon 8000 x g de 10 dak. süreyle santrifüjlenmiştir. Santrifüj tüpündeki berrak süpernatant fazı doğrudan 50 ml lik ölçü balonuna alınıp, hacme tamamlanmıştır. Balondaki çözeltinin bir bölümü 0.45 μm gözenek çaplı PVDF (polyvinylidene fluoride) filtreden (Millipore, Bedford, MA, A.B.D) filtre edilerek HPLC in oto-örnekleme ünitesinde kullanılan amber renkli 2 ml lik cam şişelere (vial) alınmış ve bekletilmeden HPLC ye enjekte edilmiştir. Tanımlama ve hesaplama Kuru kayısılarda HMF nin tanımlanması ve miktarlarının hesaplanmasında yüksek performanslı sıvı kromatografisinden (HPLC, Agilent 1200 Series, Waldbronn, Almanya) yararlanılmıştır. 35

49 HPLC sistemi ikili (binary) pompa, foto dioderey dedektör (PDA, photo diyodarray dedector), +4 C sıcaklığa kadar örnekleri soğutabilen termostatlı oto-örnekleyici (thermostatted auto-sampler), gaz giderici (degasser) ve kolon fırınından (thermostatted column compartment) oluşmuştur. Elde edilen kromatogramlar ChemStation rev.b yazılım programı ile değerlendirilmiştir. Kromatografi koşulları Kolon : Ters faz C 18 kolon (250 x 4.6 mm, 5 μm) (Phenomenex, Los Angeles, CA, A.B.D) Koruyucu kolon : C 18 koruyucu kolonu (4 x 3 mm, 5 μm) (Phenomenex, Los Angeles, CA, A.B.D) Akış hızı : 0.7 ml dak 1 Elüsyon süresi : 30 dak. Enjeksiyon hacmi : 50 μl Dalga boyu : 285 nm Hareketli faz (mobile phase) : Metanol:su (10:90, v/v) karışımı. Su, %1 asetik asit içerecek şekilde hazırlanmıştır. İzokratik akış söz konusudur. Kolon sıcaklığı : 25 C Kromatogramlarda elde edilen HMF pikleri, standart maddenin kolondaki geliş süresi (retention time) ve PDA dedektöründe elde edilen UV spektrumlarının karşılaştırılmasıyla tanımlanmıştır. Örnekteki HMF miktarı, standart maddeden 6 farklı konsantrasyonda hazırlanan HMF çözeltilerinin HPLC cihazına enjekte edilmesi ile elde edilen standart eğriden yararlanılarak hesaplanmıştır (Şekil 3.4) Mikrobiyolojik analizler Örnek hazırlama : Analizde kullanılan örnek miktarının toplam kitleyi daha iyi yansıtabilmesi için; toplam örnek yığınının farklı bölgelerinden rastgele seçilen 200 g (yaklaşık 20 adet) kuru kayısı aseptik koşullarda steril makas yardımıyla küçük parçalara ayrılmış ve daha sonra buradan tartılan 30 g örnek 500 ml lik vida kapaklı bir 36

50 erlenmayere tartılmıştır. Daha sonra 90 ml %0.1 lik peptonlu su içerisinde homojenize edilmiştir. Ancak; örneği kademeli olarak rehidre etmek ve mikroorganizmaları ozmotik şoktan korumak amacıyla peptonlu su, örneğe iki aşamalı olarak ilave edilmiştir y = x R² = Alan (mau) Konsantrasyon (mg/l) Şekil 3.4 HMF standart eğrisi Öncelikle tartılan örneğin üzerini ıslatacak kadar (10 ml) peptonlu su ilave edilip 15 dakika boyunca örnek oda sıcaklığında (20 C) bekletilmiş (Mackey 2000) ve daha sonra kalan peptonlu su da örneğe ilave edilip, erlenmayer 1 dakika boyunca çok kollu bir erlenmayer çalkalayıcıda (Griffin flask shaker, Griffin & George Ltd., UK) (1000 titreşim/dak) çalkalanmıştır. Elde edilen dilüsyon aşağıda belirtilen mikrobiyel sayımlar için kullanılmıştır. Aşağıda belirtilen mikrobiyolojik analizlerin tamamı Anonymous (1992) esas alınarak yürütülmüştür. 37

51 Toplam aerob mezofil ve psikrofil bakteri sayımı Toplam aerob mezofil ve psikrofil bakteri sayısı, "Plate Count Agar (PCA)" besiyerine hazırlanan uygun dilüsyonlardan ekim yapılarak belirlenmiştir. Ekim yapılan Petri kutuları, mezofil bakteriler için 28 C de 48 h, psikrofil bakteriler için ise; 7 C de 10 gün süreyle inkübasyona bırakılmış ve inkübasyon sonunda oluşan koloniler sayılmıştır Maya-küf sayımı Bu amaçla, uygun dilüsyonlardan kserofilik küf ve mayalar için Dichloran Glycerol (DG 18) agar ve maya-küf sayımı için Yeast Extract Glucose Chloramphenicol (YGC) besiyerlerine ekim yapılmış ve petriler 28 C de 7 gün süreyle inkübe edilmiştir Toplam Enterobacteriaceae üyeleri sayımı Enterobacteriaceae grubu bakteri sayımı amacıyla uygun dilüsyonlardan "Violet Red Bile Dextrose Agar (VRBDA)" besiyerine ekim yapılmış ve 37 C de 24 h inkübasyonu takiben besiyerinde tipik koloniler sayılmıştır. Enterobacteriaceae üyeleri; besiyerinde bulunan glukozu fermente ederek ph indikatörü varlığında koyu kırmızı renkte tipik koloniler ve bu kolonilerin etrafında pembe renkte hale şeklinde bir çökelti bölgesi oluştururlar Staphylococcus aureus sayımı S. aureus sayımı için uygun dilüsyonlardan yumurta sarısı emülsiyonu ve potasyum tellurit katkılı Baird Parker besiyerine ekim yapılmıştır. Ekim yapılan Petri plakları, 37 C de 48 h inkübe edilmiş ve inkübasyon sonunda oluşan tipik koloniler sayılarak ve gerektiğinde doğrulaması yapılarak örnekteki toplam S. aureus sayısı belirlenmiştir. S. aureus kolonileri; lipoliz ve proteoliz sonucunda koloni etrafında tipik zon ve halka, telluritin telluriuma indirgenmesi sonucunda ise siyah koloni oluşturmaları olmak üzere iki tipik özelliğe sahiptir. 38

52 Laktik asit bakterilerinin sayımı Uygun dilisyonlardan "De Man, Rogosa and Sharpe Agar (MRS)" besiyerine ekim yapılmıştır. Besiyeri üzeri kuruduktan sonra üzerine MRS besiyerinden 5 ml kadar ilave edilerek çift tabaka oluşturulan Petri plakları 28 C de 5 gün süreyle inkübe edilmiş ve inkübasyon sonunda oluşan koloniler sayılarak, örnekteki toplam laktik asit bakteri sayısı belirlenmiştir Kinetik parametrelerin hesaplanması Depolama süresince; SO 2 ve nem kaybı ile esmer renk oluşumunun kinetiği incelenmiştir. SO 2 ve nem kaybı ile esmer renk oluşumunun birinci derece kinetik modele uygun olarak geliştikleri belirlenmiştir. Bu nedenle birinci derece kinetik modelleri tanımlayan 3.7 No lu eşitlik kullanılmıştır. dc = k 1 C (kayıp) dt veya; dc + = k 1 C (oluşum) dt (3.7) Burada : C o : İncelenen bileşenin veya özelliğin başlangıç konsantrasyonu, C : İncelenen bileşenin veya özelliğin t süre sonundaki konsantrasyonu, k : Reaksiyon hız sabiti, t : Süre. Kinetik parametrelerin hesaplanmasında Özkan vd. (2010) tarafından verilen hesaplama yöntemlerinden yararlanılmıştır. 39

53 Reaksiyon hız sabitinin (k) hesaplanması SO 2 ve nem kaybı ile esmer renk oluşumuna ilişkin orijinal deney verileri herhangi bir transformasyon işlemi yapılmadan doğrudan 10 tabanına göre düzenlenmiş yarılogaritmik bir grafik kağıdının logaritmik ölçekli y eksenine, süreler ise aritmetik ölçekli x eksenine işlenerek doğrusal bir eğri elde edilmiştir. Elde edilen bu eğrilere doğrusal regresyon analizi uygulanarak eğrileri tanımlayan eşitlikler hesaplanmış ve elde edilen eşitliklerin eğim değerleri kullanılarak aşağıda verilen 3.8 No'lu eşitlik yardımıyla reaksiyon hız sabitleri (k) hesaplanmıştır: k 1 = eğim (2.303) (Birinci derece için) (3.8) Yarılanma süresinin (t 1/2 ) hesaplanması Yarılanma süresi, incelenen kalite kriterinin %50 sini kaybetmesi için gerekli süre olup birinci derece kinetik modele uyan reaksiyonlar için 3.9 No lu eşitliğe göre hesaplanmıştır: t 1/2 = ln (0.5)/k (3.9) Q 10 değerinin hesaplanması Reaksiyonun sıcaklığa bağımlılık düzeyini gösteren bir boyut olan Q 10 değerinin hesaplanmasında ise, 3.10 No lu eşitlik kullanılmıştır : Q 10 = (k 2 /k 1 ) 10/(T2 T1) (3.10) Burada: k 1 : T 1 derecedeki hız sabiti, k 2 : T 2 derecedeki hız sabiti. 40

54 3.2.6 İstatistik değerlendirme Farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısıların içerdikleri SO 2 konsantrasyonunun çeşitli kalite kriterleri (SO 2, esmerleşme ve β-karoten) üzerine etkisi ile ilgili veriler, faktöriyel düzende varyans analiz tekniği kullanılarak değerlendirilmiştir. Varyans analiz sonucuna göre, Duncan çoklu karşılaştırma testi kullanılarak gruplar arası farklılıklar kontrol edilmiştir. Kuru kayısı örneklerinin her bir depolama sıcaklığında depolanması süresince, yukarıda belirtilen kalite kriterlerine ilişkin elde edilen veriler iki tekerrürlü faktöriyel düzende varyans analiz tekniği kullanılarak istatistik olarak değerlendirilmiştir. Varyans analiz sonucuna göre gerekli görüldüğü durumlarda Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanarak, faktörlerin hangi seviyeleri arasındaki farklılığın önemli olduğu araştırılmıştır. İstatistik testler için "Minitab for Windows (ver. 12, 1998)" ve "MSTAT (ver. 3.00, 1985)" paket programları kullanılmıştır. 41

55 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1 Kuru Kayısı Örneklerinin Depolama Başlangıcındaki SO 2 İçerikleri Türkiye nin önemli ihracat ürünleri arasında yer alan kuru kayısının, kalite standartlarını belirleyen en önemli özelliklerinden biri; içerdiği kükürt dioksit oranıdır. Araştırmamızda; Materyalin hazırlanması bölümünde açıklandığı gibi, 120 kg lık yaş kayısı kitleleri; aynı kükürtleme odasında, aynı miktar (500 g) toz elementer kükürt yakılarak oluşturulan SO 2 gazına farklı sürelerde (0.5 2 h) maruz bırakılarak kükürtlenmiştir. Kuru kayısı standardında (TS 485, 2008); kükürt içeren kuru kayısılarda nem oranının en fazla %25 olabileceği öngörülmüştür. Ülkemizden ihraç edilen kuru kayısıların nem düzeyi %24 26 arasında bulunmaktadır (Anonim 2008). Bu nedenle; gerek kıyaslama yapılabilmesi, gerekse de kuru kayısı ihracatında yönetmeliklerle belirlenmiş olan mevcut nem değerleri dikkate alınarak, araştırmamızda kuru kayısı örneklerindeki SO 2 miktarları %25 nem düzeyi temel alınarak hesaplanmıştır (Çizelge 4.1). Çizelge 4.1 Taze kayısıların (120 kg) kükürtlenmesinde kullanılan elementer toz kükürt miktarı, kükürtleme süresi ve son üründeki SO 2 konsantrasyonu Elementer toz kükürt miktarı (g) Kükürtleme süresi (dak) SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) *2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örnekler çalışmamıza sonradan dahil edilmiş olup, bu örneklerin kükürtleme işlemleri tarafımızdan yapılmamıştır. Kükürtleme işlemlerinde; Malatya da yaygın olarak kullanılan toz kükürt miktarı ve kükürtleme süreleri kullanılmıştır. Çizelge 4.1 de görüldüğü gibi, çalışmamızda kullanılan kuru kayısı örnekleri; 188, 452, 791, 1034, 1236, 2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içermektedir. TS 485 kuru kayısı 42

56 standardına göre, kuru kayısılar kurutmadan önce ya da sonra kükürtlenmiş olmalı ve bunlarda SO 2 miktarı 2000 mg/kg ı geçmemelidir (Anonim 2008). Ancak; bu miktar, ülkeler arasında farklılık göstermekte ve kuru kayısı ihracatı sırasında ilgili ülke standartları dikkate alınmaktadır. Kuru kayısı için belirlenen SO 2 limitleri; İtalya da 600 mg/kg, Fransa ve Danimarka da 1000 mg/kg, Hollanda da 1500 mg/kg, A.B.D., İngiltere ve Almanya da 2000 mg/kg, Avustralya ve Yeni Zelanda da ise 3000 mg/kg olarak belirlenmiştir (Asma 2000). Kuru kayısı ihracatımızın oldukça önemli (%70) bir kısmı bu ülkelere yapılmaktadır (Sobutay 2003). Bu nedenle, bu çalışmada; bu ülkelerin belirledikleri limitlere yakın konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların, depolama boyunca; fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik değişimleri belirlenmiştir. Çalışmamızda öngörülen SO 2 konsantrasyonları arasında 2000 mg/kg da olmasına rağmen; çizelge 4.1 de de görüldüğü gibi, tarafımızdan bizzat yapılan kükürtleme denemelerinde; bu düzeyde SO 2 içeren örnek elde edilememiştir. Bu konsantrasyonda SO 2 içeren örneğin çalışmaya dahil edilmesi için daha sonra Malatya dan yaklaşık 2000 mg/kg düzeyinde SO 2 içerdiği bildirilen 10 farklı kuru kayısı kitlesi temin edilmiştir. Temin edilen örnekler arasından SO 2 içeriği 2000 mg/kg düzeyine en yakın olan 2 örnek seçilmiştir. Ancak; Malatya da gerek kükürtleme işlemi gerekse de SO 2 analizleri gerektiği gibi yapılamamaktadır. Bu nedenle, seçilen bu 2 örnek de 2000 mg/kg düzeyinde SO 2 içermemektedir; bu örneklerin SO 2 konsantrasyonları 2899 mg/kg ve 3864 mg/kg dır. Malatya da bizzat yürütülen kükürtleme işlemi denemeleri ve daha sonra Malatya dan getirilen kuru kayısıların içerdikleri kükürt düzeyleri; ülkemizde kayısıların kükürtlenmesi konusunda yeterli bilgi ve tecrübenin olmadığını göstermiştir. İstenilen konsantrasyonda kükürt içeren kuru kayısı üretimi ve kuru kayısı ihracatında yaşanılan sorunların aşılması için atılması gereken ilk adım; uygun kükürtleme yönteminin belirlenmesi, gaz sızdırmazlığı yüksek kükürtleme odalarının dizayn edilmesi ve 43

57 kükürtleme parametrelerinin (kayısı miktarı, yakılması gereken toz kükürt miktarı, kükürtleme süresi ve kükürtleme odasının sıcaklığı) ortaya konulmasıdır. 4.2 Nem Düzeyindeki Azalma Farklı konsantrasyonda kükürtlenen kuru kayısıların; depolama başlangıcındaki nem değerleri belirlenmiş ve çizelge 4.2 de verilmiştir. Kuru kayısı örneklerinin başlangıçtaki nem miktarları için yapılan varyans analizi sonuçları (EK 9, Çizelge 1); çalışmamızda kullanılan kuru kayısıların nem miktarları arasındaki farkın istatistik olarak önemli olduğunu (p<0.05) göstermiştir. Bu nedenle, elde edilen verilere Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanarak, hangi örneklerin nem miktarları arasındaki farkın istatistik olarak önemli olduğu saptanmıştır (Çizelge 4.2). Örneklerin nem içerikleri % arasında değişmektedir ve bu değerler; %25 in altında olduğu için, nem miktarı bakımından tüm örnekler TS 485 Kuru Kayısı Standardı na uygundur. Çizelge 4.2 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki nem miktarı (%) SO 2 miktarı (mg/kg) Nem miktarı 1 (%) ± A ± F ± C ± B ± G ± D ± E 1 Nem miktarları, ortalama ± standart hata olarak verilmiştir. A G : Aynı sütünda değişik harfleri taşıyan ortalamalar arasındaki fark önemlidir (p<0.05). Farklı konsantrasyonlarda kükürtlenen ve güneşte kurutulan kayısıların; 5, 10, 20 ve 30 C sıcaklıklarda yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanması süresince, nem miktarındaki değişim de incelenmiştir mg/kg SO 2 içeren kuru kayısıların belirtilen bu 4 sıcaklıkta depolanması süresince nem düzeyindeki değişimleri gösteren örnek bir grafik 44

58 şekil 4.1 de verilmiştir. Görüldüğü gibi, kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması süresince nem miktarına ilişkin orijinal deney verileri herhangi bir transformasyon işlemi yapılmadan doğrudan hem aritmetik bir grafik kağıdının y eksenine hem de 10 tabanına göre düzenlenmiş yarı-logaritmik bir grafik kağıdının logaritmik ölçekli y eksenine; süreler ise, doğrudan aritmetik ölçekli x eksenine işlenerek her iki grafik kağıdında da doğrusal bir eğri elde edilmiştir. Bu durum; R 2 değerleri incelendiğinde, depolama süresince kuru kayısılardan nem kaybının hem sıfırıncı hem de birinci derece kinetik modele uygun olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Bununla birlikte; kinetik verilerin hesaplanmasında, R 2 değerlerinin daha yüksek olması nedeniyle, birinci derece kinetik model esas alınmıştır. Farklı konsantrasyonda kükürtlenen diğer kuru kayısı örneklerinin; 20 ve 30 C sıcaklıklarda yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanması süresince, nem miktarındaki değişime ait eşitlik ve determinasyon katsayıları ise, çizelge 4.3 te verilmiştir. Çizelge 4.3 ve şekil 4.1 te verilen eğim değerleri incelendiğinde; depolama sıcaklık (20 ve 30 C) ve süresinin artışına bağlı olarak, nem kaybının da arttığı görülmektedir. Ancak, genel olarak 5 ve 10 C de 351 gün süresince depolanan kuru kayısı örneklerinin nem düzeylerinde; sırasıyla, % ve % lik artışlar saptanmıştır (EK 1). Çalışmamızda; kuru kayısı örnekleri, Malatya ilinde halihazırda yapıldığı gibi yığın halinde; yani, kuru kayısılardan nem kaybını engelleyecek herhangi bir ambalaj malzemesi kullanılmadan depolanmıştır. Bu nedenle, sıcaklık artışına bağlı olarak kuru kayısılardan yüksek miktarda nem kaybı gerçekleşmiştir. Örneğin; 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların, 351 gün boyunca 10 C de depolandığında %17.6; 20 C de depolandığında %43.4 ve 30 C de depolandığında ise %72.8 düzeyinde nem kaybettikleri saptanmıştır. Bunun yanında, aynı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısıların, 5 C de 351 gün boyunca depolanması sonunda ise, nem miktarlarında %23.2 düzeyinde artış belirlenmiştir. 45

59 Nem miktarı (%) C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = a 5 C 10 C 20 C 30 C Süre (gün) 100 b Nem miktarı (%) 10 5 C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C 10 C 20 C 30 C Süre (gün) Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda depolanması süresince nem düzeylerindeki azalmalar a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik 46

60 Kuru kayısıların 5 C ve 10 C de depolanmaları sonunda; nem miktarlarındaki bu artışın; gerek analiz için örnek alırken inkübatör kapısının açılması sırasında gerekse de analiz için kuru kayısılar inkübatörden dışarı çıkarıldığında; laboratuvar havasında bulunan su buharının, kuru kayısının laboratuvara göre daha soğuk olan yüzeyinde yoğunlaşmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak; 2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin 10 C de depolanması sonucunda nem miktarında artış değil azalma saptanmıştır (EK 1). Bunun nedeni; bu örneklerin depolama çalışmalarına kış aylarında başlanması olabilir. 188, 452, 791, 1034 ve 1236 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin depolama çalışmasına Temmuz ayında başlanmışken; 2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin depolama çalışmasına Şubat ayında başlanmıştır. Bilindiği gibi; havanın nem oranı sıcaklıkla orantılıdır. Sıcaklık azaldıkça havanın nem oranı da azalır. Yani, kış mevsiminde havanın yaz mevsimine göre daha düşük oranda nem taşıması nedeniyle; 10 C de depolanan ve 2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin nem miktarında artış değil, azalış olduğu düşünülmektedir. Çizelge 4.3 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması süresince nem miktarındaki azalmayı gösteren eşitlikler Sıcaklık SO 2 miktarı (mg/kg) Eşitlik R 2 ( C) log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x

61 Orta nemli kuru kayısıların (Sağırlı vd. 2008) ve kuru kayısıların (Coşkun 2010) nem miktarı üzerine depolama sıcaklığının (5, 20 ve 30 C) etkisinin araştırıldığı 2 farklı çalışmada da; 20 ve 30 C de depolama işleminin örneklerin nem miktarında azalmaya neden olduğu ifade edilmiştir. Ancak araştırmamızda kullanılan kuru kayısı örneklerinin 20 ve 30 C de depolama boyunca diğer 2 çalışmaya göre nem miktarında daha fazla kayıp, 5 C de depolama boyunca ise nem miktarında artış meydana gelmiştir. Nem kaybındaki bu farklılığın; diğer iki çalışmada kuru kayısıların depolanması sırasında ambalaj materyali kullanılmasına karşın, araştırmamızda kullanılmamasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Sağırlı vd. (2008) tarafından yapılan çalışmada, nem geçirgenliği düşük olan poliamid/polietilen ambalajlarda 1 yıl muhafaza edilen orta nemli kayısıların nem miktarının; 5 C de %2.3, 20 C de %8.8 ve 30 C de %22.8 düzeyinde azaldığı belirtilmiştir. Coşkun (2010) tarafından yapılan çalışmada ise, nem geçirgenliği poliamid/polietilen ambalajlara göre daha yüksek olan polietilen ambalajlarda, 1 yıl muhafaza edilen (geleneksel yöntemle kükürtlenmiş Hacıhaliloğlu çeşidi) kuru kayısıların nem miktarının; 20 C de %14 ve 30 C de ise %63.4 düzeyinde azaldığı ifade edilmiştir. Depolama süresince kuru kayısıların başlangıçta içerdiği SO 2 miktarı nın nem miktarındaki azalma hızı na etkisini incelemek amacıyla; elde edilen veriler, şekil 4.2.a da aritmetik; şekil 4.2.b de yarı-logaritmik ve şekil 4.2.c de logaritmik skalalı grafiğe aktarılmıştır. Grafiklerden elde edilen korelasyon katsayıları (r) incelendiğinde; farklı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısıların başlangıçta içerdikleri SO 2 miktarı ndaki artış ile nem miktarındaki azalma hızı arasında negatif logaritmik bir ilişki bulunduğu saptanmıştır. Şekil 4.2.c de verilen grafikten elde edilen 1 değerine çok yakın olan r değeri (r = 0.943); nem miktarındaki azalışın, depolama başlangıcında kuru kayısıların içerdikleri SO 2 düzeyine önemli derecede bağlı olduğunu göstermektedir. Bilindiği gibi, depolama sıcaklığı ve süresinin etkisiyle kuru kayısıda bulunan serbest suyun meyveden uzaklaşması sonucu nem kaybı meydana gelmektedir. Kükürtleme işlemi sırasında; ortamdaki SO 2 gazı kayısının yüzeyinde birikmekte ve daha sonra kayısının yapısındaki suda çözünerek sülfüroz asit (H 2 SO 3 ) oluşmaktadır. 48

62 Nem kayıp hızı x10 3 (gün -1 ) a y = x r = SO 2 miktarı (mg/kg, %25 nem) Nem kayıp hızı x 10 3 (gün -1 ) 10 1 b log y = x r = SO 2 miktarı (mg/kg, %25 nem) Nem kayıp hızı x 10 3 (gün -1 ) 10 c log y = log x r = SO 2 miktarı (mg/kg, %25 nem) Şekil C de 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların başlangıçta içerdiği SO 2 miktarı ile nem kayıp hızı arasındaki ilişki a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik, c: Logaritmik 49

63 Sülfüroz asit; yapılarında aldehit ve keton gibi karbonil grupları bulunduran şekerler gibi birçok bileşenle bileşik oluşturmaktadır. Bu bileşiklerin oluşumu özellikle ph 3 5 arasında daha fazla görülmektedir (Gökçe 1966). Buna göre; kuru kayısı ph sının yaklaşık 4.4 olduğu düşünüldüğünde, kuru kayısıda bulunan sülfüroz asidin büyük bir kısmının aldehit ve keton gruplarına bağlı olduğu ifade edilebilir. Başlangıçta yüksek miktardaki sülfüroz asit oluşumu, kuru kayısı yapısındaki daha fazla suyun bağlanmasına neden olmakta ve böylece nem kaybı daha yavaş gerçekleşmektedir. 4.3 Su Aktivitesi (a w ) Düzeyindeki Değişim Su aktivitesi değeri, kuru kayısılarda bulunan suyun, biyokimyasal ve enzimatik reaksiyonlar ile mikrobiyel gelişim için kullanılabilme oranını göstermesi nedeniyle, kuru kayısıların depolama stabilitesi hakkında fikir veren önemli parametrelerden birisidir. Bu nedenle, farklı konsantrasyonlarda kükürtlenen kuru kayısıların; depolama süresince su aktivitesi değerleri belirlenmiş olup (EK 2), depolama başlangıcındaki su aktivitesi değerleri çizelge 4.4 te verilmiştir. Farklı konsantrasyonda kükürtlenen kayısıların, depolama başlangıcındaki a w değerleri birbirinden farklı (a w = ) olup (p<0.05; EK 9, Çizelge 2), kuru kayısıların başlangıçta içerdiği SO 2 konsantrasyonu ile a w değerleri arasında sistematik bir ilişki bulunmamaktadır (Çizelge 4.4). Ayrıca; çizelge 4.4 incelendiğinde, enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarının a w = değerleri arasında maksimum düzeyde meydana gelmesi nedeniyle, kuru kayısıların başlangıçta sahip oldukları a w değerlerinin, esmerleşme reaksiyonlarının gerçekleşebilmesi için son derece uygun olduğu da görülmektedir. Bu çalışmada, farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) depolanan kuru kayısıların a w içeriğindeki azalmalar da incelenmiştir (EK 2). Araştırma sonuçları, depolama sonunda; kuru kayısıların a w değerlerinin 20 ve 30 C de azaldığını, 5 ve 10 C de (2899 ve 3864 mg/kg konsantrasyonda SO 2 içeren örnekler hariç) ise, arttığını göstermiştir. Örnek olarak, 188 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinde, 20 ve 30 C de 122 gün depolama süresince a w içeriğindeki azalmaya ilişkin grafik şekil 4.3 te; 5 ve 10 C de 122 gün depolama sonundaki değişim ise şekil 4.4 te verilmiştir. Şekil 4.3 te görüldüğü gibi, 20 ve 30 C de depolanan örneklerin, depolama süresi 50

64 boyunca a w değerlerindeki azalma, hem sıfırıncı hem de birinci dereceden kinetik modele uygun olarak gerçekleşmektedir. Çizelge 4.4 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki su aktivitesi değerleri SO 2 miktarı (mg/kg) Su aktivitesi ± C ± C ± C ± B ± C ± B ± A 1 Su aktivitesi değerleri, ortalama ± standart hata olarak verilmiştir. A G : Aynı sütünda değişik harfleri taşıyan ortalamalar arasındaki fark önemlidir (p < 0.05). Depolama sıcaklıklarının, a w değeri üzerine etkisi; 20 ve 30 C için şekil 4.3 te grafik üzerinde verilen eğim değerlerinden ve 5 ve 10 C için ise, şekil 4.4 ten kolaylıkla görülmektedir. Bununla birlikte, depolama sıcaklıklarının a w düzeyi üzerine etkisi; farklı sıcaklıklarda depolanan kuru kayısıların, depolama süresince a w değerlerinde meydana gelen % değişim kıyaslanarak da ortaya konulabilir. Örneğin; 188 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların 5 ve 10 C de 351 gün depolanması sonunda a w değerleri sırasıyla %12 ve 15 oranında artmış, buna karşın; 20 ve 30 C de 122 gün depolanması sonunda ise, su aktivitesi değerleri sırasıyla %31 ve 43 oranında azalmıştır. Kuru kayısılarda 30 C de 351 gün depolama sonunda önemli düzeyde nem kaybı meydana geldiği için, bu örnekleri a w cihazının haznesine yerleştirmek mümkün olmamıştır. Dolayısıyla a w değerleri belirlenememiştir. Çalışmamızda kullanılan kuru kayısı örneklerinin a w değerleri; depolama süresince esmerleşmenin yoğun olarak görüldüğü sınırların da altına düşmüştür (EK 2). 51

65 0.7 a 0.6 Su aktivitesi C C : y = x R² = C : y = x R² = C Süre (gün) 1 b Su aktivitesi 20 C 30 C 20 C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = Süre (gün) Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin 20 ve 30 C de depolanması süresince su aktivitelerindeki azalmalar a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik 52

66 Buna rağmen, özellikle 30 C de depolanan kuru kayısı örneklerinde meydana gelen yoğun esmerleşmenin, depolama süresince esmerleşmeyi önleyen SO 2 in kaybındann kaynaklandığı düşünülmektedir Su aktivitesi Başlangıç (0. gün) 5 C (351 gün) 10 C (351 gün) Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin 5 ve 10 C de 351 gün depolanmaları sonunda su aktivitelerindeki değişim Farklı kükürtleme yöntemleri ile depolama sıcaklıklarının, kuru kayısıların su aktivitesii değerleri üzerine etkisinin incelendiği bir araştırmada da; 20 C (% ) ve 30 C de (% ) 1 yıl depolama sonunda, kuruu kayısıların su aktivitesi değerlerinde düşüşş olduğu, buna karşın; 5 C de depolanan örneklerinn su aktivitesi değerlerinin ise değişmediği belirlenmiştir (Coşkun 2010). Sağırlı (2008) tarafından yapılan bir çalışmadaa ise; 5, 20 ve 30 C de 8 ay depolanan orta nemli kayısıların a w değerlerinde e azalışlar saptanmıştır. Orta nemli kayısıların a w değerlerinin 0.82 den; 5 C de 0.78 e, 20 C de 0.76 a ve 30 C de 0.70 e düştüğü belirtilmiştir. Ancak, yukarıda da belirtildiğii gibi, çalışmamızda; 30 C de 122 gün gibi kısa bir depolama süresi sonunda dahi kuruu kayısıların su aktivitesi değerlerinde %49 azalma saptanmıştır. Çalışmamızda eldee edilen su aktivitesi değerlerindee diğer araştırmalara göre daha yüksek düzeyde azalmaa saptanmasının nedeninin; depolama süresince kuru kayısılardan serbest su kaybınıı 53

67 engelleyecek herhangi bir ambalaj materyalinin kullanılmamasından kaynaklandığı düşünülmektedir. 4.4 Kuru Kayısıların SO 2 İçeriğindeki Azalma Farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısıların; farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) depolanması süresince SO 2 içeriğindeki azalmalar incelenmiştir (EK 3). Örnek olarak, 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinde, depolama süresince SO 2 içeriğindeki azalmaya ilişkin grafik şekil 4.5 te verilmiştir. Bu grafiklerde görüldüğü gibi, her bir depolama sıcaklığı için SO 2 kaybına ilişkin değerlerin y eksenine, sürelerin x eksenine yerleştirilmesiyle, yarı-logaritmik ölçekli bir grafikte doğrusal bir eğri elde edilmiştir. Bu durum, depolama süresince kuru kayısılardan SO 2 kaybının birinci dereceden kinetik model ile tanımlanabileceğini göstermektedir. Bu amaçla, elde edilen verilere doğrusal regresyon analizi uygulanmış ve bu analiz sonucu elde edilen regresyon denklemleri ve determinasyon katsayıları çizelge 4.5 te verilmiştir. Daha önce yapılan çalışmalarda da, gerek yığın olarak (Stadtman vd. 1946) gerekse de ambalajlı olarak (Davis vd. 1973, Sağırlı vd. 2008) depolanan kuru kayısılardan SO 2 kaybının birinci derece kinetik modele uygun olarak gerçekleştiği belirtilmiştir. Ayrıca; üç farklı yöntemle (toz elementer kükürt yakılarak, SO 2 gazıyla ve sodyum metabisulfit çözeltisine daldırarak) kükürtlenen ve farklı sıcaklıklarda (5, 20 ve 30 C) 12 ay boyunca depolanan kuru kayısılardan (Coşkun 2010) ve 40, 50 ve 60 C lerdeki kuru hava akımına tutulan kuru kayısılardan SO 2 in uzaklaşması da birinci dereceden kinetik modelle tanımlanmıştır (Özkan ve Cemeroğlu 2002). Kuru kayısılardan SO 2 kaybı üzerine dört farklı depolama sıcaklığının (5, 10, 20 ve 30 C) etki düzeyini açıklamak amacıyla; örnek olarak, belirtilen bu 4 sıcaklıkta yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanan 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların SO 2 miktarında meydana gelen yüzde azalma oranları, şekil 4.6 da verilen histogramda gösterilmiştir. 54

68 3000 SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = C : y = x R 2 = C 10 C 20 C 30 C a Süre (gün) b SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) 5 C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C 10 C 20 C C Süre (gün) Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda depolanması süresince SO 2 düzeylerindeki azalmalar a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik 55

69 Şekil 4.6 da verilen histogram incelendiğinde, farklı sıcaklıklarda depolanan kuru kayısı örneklerinin SO 2 miktarındaki en önemli azalışın, 30 C de olduğu ve bunu 20 C nin takip ettiği görülmektedir. Ayrıca, yaklaşık 1 yıl sonunda dahi 5 ve 10 C de depolanan örneklerin SO 2 miktarlarında sınırlı düzeyde bir azalma meydana geldiği de anlaşılmaktadır (p<0.05, EK 10, Çizelge 4). Elde edilen bu veriler; depolama sıcaklığı yükseldikçe, kuru kayısılardan SO 2 kaybının arttığını ve başlangıçtaki SO 2 miktarını korumak için özellikle düşük konsantrasyonda kükürtlenen örneklerin ( mg/kg) 5 ve 10 C de depolanmasının gerekli olduğunu göstermektedir. Çizelge 4.5 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması süresince SO 2 miktarlarındaki azalmayı gösteren eşitlikler Sıcaklık ( C) SO 2 miktarı Eşitlik R 2 (mg/kg) log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x Kükürtlü kayısılarda, kükürt; serbest ve bağlı formda bulunmaktadır. Yapılan çalışmalar; kükürtleme işleminden hemen sonra meyvenin absorbe ettiği kükürdün %80 90 ının serbest, geri kalan %10 20 sinin ise bağlı halde bulunduğunu göstermiştir (McBean 1967). Kükürtleme ve kurutma süresinin artışıyla; bağlı kükürt miktarı artarken, serbest kükürt miktarı azalmaktadır. Benzer şekilde, kuru kayısıların depolanması sırasında da; serbest formdaki kükürt miktarı (dolayısıyla toplam kükürt 56

70 miktarı) hızla azalırken; başlangıçta bağlı formdaki kükürt miktarı oldukça sınırlı bir düzeyde değişmektedir. Ancak; depolama sıcaklık ve süresi arttıkça, kayısınınn yapısındaa bulunan sülfüroz asit çözeltisinden serbest hale geçen SO 2 in kayısıdan uzaklaşma hızıı da artmakta ve böylece bağlı ve toplam kükürt miktarı da azalmaktadır. 66 %61 SO 2 miktarındaki azalma (%) %8 %12 %38 0 5C 10 C 20 C 30C Depolamaa sıcaklığı ( C) Şekil mg/kgg düzeyindee SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklardaa 351 gün depolanması sonucunda SO 2 miktarındaki azalma (%) Çalışmamızdakine benzer şekilde, Coşkun (2010) tarafından yapılan çalışmada da, farklı yöntemlerle kükürtlenen ve 5, 20 ve 30 C de depolanan Hacıhaliloğlu ve Kabaaşı çeşidi kuru kayısıların SO 2 miktarında meydana gelen en yüksek azalışın 30 C de (%75 93) gerçekleştiği, bunu sırasıyla 20 C (%46 68) ve 5 C ninn (%27 42) izlediği belirlenmiştir. SO 2 içeriği 5350 mg/kg olan kuru kayısıların 5 farklı sıcaklıktaa (22.2, 27.8, 36.7, 41.8 ve 49 C) depolandığı çalışmada ise, 22.2 C de yaklaşık 4 ay depolama sonunda SO 2 düzeyinde %26, 27.8 C de depolamada aynı süre sonunda %46, yaklaşık 9 ay sonunda ise %74 lük kayıp olduğu saptanmıştır (Stadtman vd. 1946). Bu iki çalışmada da, kuru kayısılardan SO 2 kaybının depolama sıcaklık-süresine bağlıı olarak değiştiği ve depolama sıcaklığının artışının SO 2 kaybının artışına neden olduğuu belirtilmiştir. 57

71 Çalışmamızda; 5, 10, 20 ve 30 C de depolanan farklı düzeyde SO 2 içeren kuru kayısıların; SO 2 miktarları için yapılan varyans analiz sonuçları da (EK 10; Çizelge 1 27), depolama süresinin SO 2 miktarı üzerine önemli etkisinin olduğunu göstermiştir (p<0.05). Elde edilen verilere Duncan çoklu karşılatırma testi uygulandığında da (EK 3); 5, 10, 20 ve 30 C de depolanan kuru kayısı örneklerinin depolama süresine bağlı olarak, SO 2 miktarları arasındaki farkların istatistik olarak önemli olduğu saptanmıştır (p<0.05). Depolama sıcaklıklarının SO 2 kaybı üzerine etkisini ise, birinci dereceden hız sabitlerinin ve bu sabitlerden hesaplanan yarılanma sürelerinin (t 1/2 ) kıyaslanması açıkca ortaya koymaktadır. Ayrıca depolama süresince meydana gelen SO 2 kaybının sıcaklığa bağlılığının saptanması amacıyla Q 10 değerleri de hesaplanmış ve elde edilen kinetik parametreler çizelge 4.6 da verilmiştir. Çizelge 4.6 da görüldüğü gibi, depolama süresince farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısılardan SO 2 nin uzaklaşma hızı ile başlangıçta örneklerin içerdikleri SO 2 konsantrasyonu arasında sistematik bir ilişki saptanamamıştır. Oysa ki, bilindiği gibi, birinci derece reaksiyonların hızları reaktanın konsantrasyonuna bağlıdır. Elde edilen bu veriler; depolama süresince kuru kayısılardan SO 2 nin uzaklaşma hızı üzerine sadece depolama sıcaklığı ve süresinin etkili olmadığını göstermiştir. Daha önce de belirtildiği üzere, araştırmamızda kullanılan kayısı örnekleri; aynı bahçeden aynı zamanda hasat edilmiş ve aynı kükürtleme odasında, aynı miktar toz elementer kükürt yakılarak, fakat; farklı süreler boyunca kükürtleme odasında tutularak kükürtlenmiştir. Kükürtleme sonunda ise, aynı süre ile güneşte kurutulmuştur. Daha sonra örnekler nem dengesine ulaşması için 1 ay boyunca plastik kovalarda bekletilmiş ve depolama öncesinde nem standardizasyonu yapılmadan depolama işlemine başlanılmıştır. Bu uygulama; günümüzde Malatya da uygulanan yöntemi birebir temsil etmektedir. Ancak bu şekilde yapılan kükürtlü kuru kayısı üretimi ile başlangıçtaki nem (Çizelge 4.2) ve su aktivitesi (Çizelge 4.4) değerleri farklı olan kuru kayısılar elde edilmiştir. 58

72 Depolama başlangıcında kuru kayısı örneklerinin nem ve su aktivitesi değerlerinin farklı olmasının; aynı sıcaklıkta depolanan örneklerden SO 2 in farklı hızlarda uzaklaşmasına neden olduğu düşünülmektedir. Benzer şekilde, Eheart ve Stoles (1945) de; depolama boyunca, kuru meyvelerden meydana gelen SO 2 kaybının, meyvedeki nem oranına bağlı olduğunu ve özellikle yüksek oranda nem (%18 20) içeren kuru meyvelerden daha yüksek oranda SO 2 kaybının gerçekleştiğini bildirmiştir. Çizelge 4.6 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısılardan SO 2 kaybına ilişkin kinetik veriler SO 2 miktarı (mg/kg) Sıcaklık ( C) k (1/ay) t 1/2 (ay) Q C Depolama süresince, çalışmamızda belirlenen nem miktarındaki değişim ile SO 2 miktarı arasındaki ilişkiyi gösteren grafik şekil 4.7 de verilmiştir. Görüldüğü gibi, depolama 59

73 süresince kuru kayısıların nem miktarında meydana gelen azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasında önemli düzeyde bir korelasyon (r = ) bulunmaktadır. 210 SO 2 miktarı (mg/kg) y = x r = Nem miktarı (%) Şekil 4.7 Depolama süresince 188 mg SO 2 /kg içeren örneğin nem miktarındaki azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasındaki ilişki Bilindiği gibi; su aktivitesi de gıdalarda meydana gelen reaksiyonların hızları üzerine son derece karmaşık etkileri olan bir faktördür. Bunun nedeni, suyun çeşitli reaksiyonlarda çok farklı rollere sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Nitekim her reaksiyonun gerçekleşmesi için gerekli olan bir su aktivitesi değeri vardır ve depolama sıcaklık süresine bağlı olarak da gıdaların su aktivitesi değerleri değişmektedir. Depolama süresince kuru kayısıların su aktivitesinde meydana gelen azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasında saptanan yüksek korelasyon (r = ); örneklerden SO 2 kaybı üzerine su aktivitesi değerlerinin de son derece etkili olduğunu göstermektedir (Şekil 4.8). Kuru kayısılardan SO 2 kaybı üzerine etkili olan en önemli faktörlerden birinin de sıcaklık-süre olduğu daha önce belirtilmişti. Kuru kayısı üretiminde yaygın olarak uygulanan kükürt düzeyinin sonradan düşürülmesi yerine; daha başlangıçta istenilen 60

74 konsantrasyonda kükürt içeren kayısıların üretilmesi ve bu kayısıların özelliklerini en iyi koruduğu depolama koşullarında (sıcaklık ve süre) muhafaza edilmesi en doğru yoldur. Ancak günümüzde kayısılar aşırı düzeyde kükürtlenmekte ve kayısı rekoltesinin düşük olduğu yıllarda satışa sunulmaktadır. Bu nedenle, araştırmamız kapsamına alınan 2000 mg/kg den daha yüksek miktarda (2899 ve 3864 mg/kg) SO 2 içeren örneklerin hangi depolama sıcaklığında hangi süre sonunda 2000 mg/kg düzeyinde SO 2 içerdikleri de belirlenmiştir (Çizelge 4.7). 210 SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) y = x r = Su aktivitesi Şekil 4.8 Depolama süresince 188 mg SO 2 /kg içeren örneğin su aktivitesindeki azalma ile SO 2 miktarındaki azalma arasındaki ilişki Çizelge 4.7 de görüldüğü gibi, başlangıçta 2899 ve 3864 mg SO 2 /kg içeren örneklerin SO 2 içerikleri; 5 ve 10 C de uzun bir süre (2 8 yıl) depolandıktan sonra, kuru kayısılarda izin verilen maksimum SO 2 düzeyine (2000 mg/kg) ulaşabilir ve ancak; bu süreler sonunda kuru kayısılar pazara sunulabilirler. 4.2 Nem Düzeyindeki Azalma bölümünde de belirtildiği gibi, bu depolama sıcaklıklarında yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanan kuru kayısıların nem düzeylerinde genel olarak bir miktar artış meydana gelmiştir. Buna göre; başlangıçta belirtilen konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısılar, depolamaya alınmadan önce %14 16 nem düzeyine kadar kurutulduğunda; uzun 61

75 depolama süresi sonunda dahi herhangi bir işlem (rehidrasyon, ikinci kükürtleme işlemi gibi) yapılmaksızın satışa sunulabilirler. Ancak, kuru kayısılar yüksek sıcaklıkta (20 C ve 30 C) depolandığında önemli düzeyde nem kaybı (%43 40, %71 73) meydana gelmektedir ve bu nedenle, satış öncesinde mutlaka rehidrasyon işlemi yapılmalıdır. Bu örneklerin SO 2 içerikleri, 20 C de depolandığında yıl sonunda; 30 C de depolandığında ise yıl sonunda 2000 mg/kg düzeyine erişmektedir. Çizelge 4.7 Aşırı kükürtlenmiş kuru kayısı örneklerinin farklı depolama sıcaklıklarında SO 2 miktarlarının 2000 mg/kg düzeyine ulaştığı süre Sıcaklık ( C) 2000 mg/kg SO 2 düzeyine ulaşma süresi (ay) 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örnek 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örnek SO 2 Miktarı ile Esmerleşme Düzeyi Arasındaki İlişki Kuru kayısılarda meydana gelen enzimatik ve enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları, onların altın sarısı renklerini kaybetmelerine neden olmaktadır. Ancak; kuru kayısıların SO 2 ile muamele edilmesi, bu reaksiyonları ya durdurarak ya da yavaşlatarak renklerini korumalarını sağlar. Bu çalışmada; kuru kayısıların karakteristik altın sarısı renklerini korumak için yeterli olan SO 2 konsantrasyonunun belirlenmesi amacıyla; farklı düzeyde SO 2 içeren kuru kayısıların esmerleşme düzeyleri belirlenmiş ve örneklerin esmerleşme düzeylerinin A 420 /g kuru madde arasında değiştiği saptanmıştır (Çizelge 4.8). Farklı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinde yapılan analizler sonucunda elde ettiğimiz verilere göre; SO 2 miktarı ile esmerleşme değeri arasında çok iyi bir yarılogaritmik korelasyon saptanmıştır (r = ). Yani; beklendiği gibi, düşük 62

76 konsantrasyonda SO 2 içeren örneklerin esmerleşme değerlerinin daha yüksek olduğu saptanmıştır (Şekil 4.9). Çizelge 4.8 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcındaki esmerleşme değerleri SO 2 miktarı (mg/kg) Esmerleşme değeri (A 420 /g kuru madde) ± A ± B ± C ± D ± E ± F ± G 1 Esmerleşme değerleri, ortalama ± standart hata olarak verilmiştir. A G : Aynı sütünda değişik harfleri taşıyan ortalamalar arasındaki fark önemlidir (p < 0.05). Kuru kayısı örneklerinin esmerleşme düzeyleri için yapılan varyans analizi sonuçları da; örneklerin esmerleşme değerleri üzerine içerdikleri SO 2 konsantrasyonunun istatistik olarak önemli etkiye sahip olduğunu göstermiştir (p<0.05, EK 9, Çizelge 3). Bu nedenle; elde edilen verilere Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanmış ve örneklerin tamamının esmerleşme düzeyleri arasındaki farkın önemli olduğu belirlenmiştir (Çizelge 4.8). Nury vd. (1960); çalışmamızda da kullanılan esmerleşme düzeyi analiz yönteminde, 440 nm deki absorbans ölçüm değerinin 0.3 ü geçmesi halinde; kuru kayısıların depolama süresini tamamladığını ve bu kayısıların renklerinin artık kabul edilemez sınırlara ulaştığını ortaya koymuştur (Davis vd ten alınmıştır). Çalışmamızda incelenen ve farklı düzeyde SO 2 içeren örneklerin tamamının esmerleşme düzeyinin 0.3 değerinin altında olduğu belirlenmiştir. Fakat; başlangıçta 188 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin, depolama başlangıcında dahi esmerleşme değerinin 0.3 değerine çok yakın (0.28) olması nedeniyle, bu örneklerin renklerini koruyabilmek için 63

77 depolama sıcaklık ve süresine daha fazla dikkat edilmesi gerektiği açıktır. Hatta bu örneklerin depolanmaksızın tüketime sunulması tercih edilmelidir. 1 Esmerlşme değeri (A 420 /g kuru madde) 0.1 log y = x r = SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) Şekil 4.9 Farklı konsantrasyonda SO 2 içeren kuru kayısı örneklerindeki SO 2 miktarı ile esmerleşme değeri arasındaki ilişki 4.6 Esmerleşme Düzeyindeki Değişmeler Kuru kayısılarda esmerleşme düzeyi üzerine; farklı kükürt konsantrasyonları ve farklı depolama sıcaklıklarının etkisi incelenmiş ve farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısıların; farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanması süresince esmerleşme düzeyindeki değişime ilişkin veriler EK 4 te verilmiştir. Örnek olarak, 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısılarda; farklı sıcaklıklarda depolama süresince esmerleşme düzeyindeki değişime ilişkin grafik ise şekil 4.10 da verilmiştir. Benzer şekilde; depolama süresince, diğer kayısı örneklerinin esmerleşme düzeyinde meydana gelen değişimlere ait grafikler de çizilmiş ve grafiklerden elde edilen verilere regresyon analizi uygulanmıştır. Bu analiz sonucu elde 64

78 edilen regresyon denklemleri ve determinasyon katsayı (R 2 ) değerleri çizelge 4.9 da verilmiştir. Çizelge 4.9 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların 20 o ve 30 o C sıcaklıklarda depolanması süresince esmerleşme düzeyindeki artışı gösteren eşitlikler Sıcaklık ( C) SO 2 miktarı Eşitlik R 2 (mg/kg) log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x log y = x Şekil 4.10 da verilen linear ve logaritmik grafiklerdeki R 2 değerleri karşılaştırıldığında, kuru kayısılarda depolama süresince esmer renk oluşumunun hem sıfırıncı hem de birinci derece kinetik modele uyduğu anlaşılmaktadır. Ancak, 20 ve 30 C de depolanan kuru kayısıların esmerleşme düzeylerine ilişkin R 2 değerleri kıyaslandığında; yarı-logaritmik grafikte (R 2 = ) aritmetik grafiğe (R 2 = ) göre daha düz bir hat elde edildiği için, bu sıcaklıklarda kuru kayısılarda esmer renk oluşumunun birinci derece reaksiyon kinetiğine daha fazla uyduğu sonucuna varılmıştır. Çalışmamızdakine benzer şekilde, farklı yöntemlerle kükürtlenen (toz elementer, SO 2 gazı ve sodyum metabisülfit çözeltisi ile) kuru kayısıların 5, 20 ve 30 C de 1 yıl depolanması (Coşkun 2010) ve C arasında kuru kayısılardan SO 2 nin 65

79 Esmerleşme düzeyi (A 420 /g kuru madde) C : y = x R² = C : y = x R² = C : y = x C : y = x R² = R² = a 30C 20 C 10 C 5 C Depolama süresi (gün) 400 Esmerleşme düzeyi (A 420 /g kuru madde) 1 5C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = C : log y = x R 2 = b 30 C 20 C 10 C 5 C Depolama süre (gün) 400 Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklıı sıcaklıklarda depolanması süresince esmerleşme düzeylerindeki artışlar a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik 66

80 uzaklaştırılması sırasındaki (Özkan ve Cemeroğlu 2002) esmer renkli pigment oluşumu da birinci dereceden kinetik modelle tanımlanmıştır. Literatürde, esmerleşme reaksiyonlarının sıfırıncı dereceden kinetik modelle tanımlanabildiğini gösteren çalışmalar da mevcuttur. Örneğin, orta nemli elmaların depolanma stabilitesi üzerine yapılan bir çalışmada; C de 2 aylık depolama sonunda, enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonunun sıfırıncı dereceden kinetik modele uyduğu saptanmıştır (Singh vd. 1983). Benzer şekilde, toz haline getirilmiş kuru kayısıların rehidre edilerek %12 26 nem içeriğine getirildiği ve 50 C de 40 gün depolandığı bir çalışmada da; esmer renk oluşumunun sıfırıncı dereceden kinetik modele uygun olarak gerçekleştiği ifade edilmiştir (Lee vd. 1979). Ayrıca, Sultaniye çeşidi üzümlerde (Aguilera vd. 1987) ve ananas suyunda (Rattanathanalerk vd. 2005) yapılan çalışmalar da; ısıl işlem sonucunda bu ürünlerdeki esmer renk oluşumunun sıfırıncı dereceden kinetik modele uygun olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Şekil 4.10 da görüldüğü gibi, kuru kayısılar 5 ve 10 C de depolandığında neredeyse başlangıçtaki rengini tamamen korumakta, buna karşın; 20 C de depolandığında sınırlı miktarda, 30 C de depolandığında ise önemli miktarda esmerleşmektedir (p<0.05). Esmerleşme düzeyindeki değişim üzerine depolama sıcaklıklarının etkisini daha iyi açıklayabilmek için; örnek olarak 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kayısıların 5, 10, 20 ve 30 C de yaklaşık 1 yıl depolanması sonunda esmerleşme düzeyinde meydana gelen artış şekil 4.11 de verilmiştir. Görüldüğü gibi, 5 ve 10 C de yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolama sonunda dahi kuru kayısıların esmerleşme düzeylerinde önemli bir değişim saptanmamışken, özellikle 30 C de esmerleşme düzeyi önemli miktarda (3.1 kat) artmıştır. Kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonları arasında kıyaslama yapıldığında; 351 gün süren depolama sonunda; genel olarak tüm SO 2 konsantrasyonlarında, 20 C'de rengin kabul edilebilir düzeyde korunabildiği, ancak; sadece başlangıçta 188 ve 452 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısılarda bu sıcaklıkta yüksek oranda esmerleşme olduğu belirlenmiştir. Buna karşın; farklı konsantrasyonda kükürtlenen kayısı 67

81 örneklerinin tamamında, 30 C de çok kısa depolama süresi sonunda dahi çok yüksekk esmerleşm değerleri belirlenmiştir. Örneğin, başlangıçta 1034 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların 30 C de 158 gün depolanmas sı sonucunda; esmerleşme düzeyi yaklaşık 0.30 a ulaşmış (EK 4) ve başlangıca göre % 38 oranındaa artmıştır. Bu durum; özellikle, düşük konsantrasyonda (başlangıçta 188 ve 452 mg/kg) SO 2 içeren kuruu kayısıların depolanması gerekiyorsa; depolama sıcaklığının mutlaka 5 veya 10 C olarak seçilmesi gerektiğini göstermektedir Esmerleşme düzeyindeki değişim (A 420 /g kuru madde) C 10 C 20 C 30 C Depolama sıcaklığı Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuruu kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonucunda esmerleşme düzeyindeki artış Çalışmamızdakine benzer şekilde, orta nemli kuru kayısıların (Sağırlı vd. 2008) ve kuruu kayısıların (Coşkun 2010) farklı sıcaklıklarda depolanması süresince meydana gelen esmerleşm reaksiyonlarının incelendiği çalışmalarda a da; 5 ve 20 C de depolanann örneklerde, esmerleşm değerlerinin kabul edilebilir sınırlar içinde bulunduğu, ancak 30 C de depolanan örneklerde çok kısa bir süreden (2. aydan) itibaren esmerleşme e değerlerinin kabul edilemez sınırlara ulaştığı ve hatta bu sınırı aştığı belirlenmiştir. Ayrıca, Toribio ve Lozano (1984) tarafından yapılan bir çalışmada, Bx e 68

82 konsantre edilmiş, a w = arasında olan elma suyu konsantreleri 5, 20 ve 37 C sıcaklıklarda 120 gün depolanmıştır. Bu çalışmada; çalışmamızdakine benzer şekilde, depolama sıcaklığı ve süresi arttıkça esmerleşme düzeyinin arttığı saptanmıştır. Çalışmamızda; 5, 10, 20 ve 30 C de depolanan farklı düzeyde SO 2 içeren kuru kayısıların; esmerleşme değerleri için yapılan varyans analiz sonuçları da (EK 10; Çizelge 1 28), 5 ve 10 C de depolama süresinin esmerleşme üzerine etkisinin istatistik olarak önemli olmadığını, ancak; 20 ve 30 C de depolama süresinin esmerleşme değeri üzerine istatistik olarak önemli etkisinin olduğunu göstermiştir (p<0.05). Elde edilen verilere Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulandığında da (EK 4); 20 ve 30 C de depolanan kuru kayısı örneklerinin depolama süresine bağlı olarak, esmerleşme değerleri arasındaki farkların istatistik olarak önemli olduğu saptanmıştır (p<0.05). Farklı konsantrasyonda kükürtlenen kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda depolanması sonucunda; 5 ve 10 C de depolanan örneklerin esmerleşme değerleri, yaklaşık 1 yıl (351 gün) sonunda dahi önemli düzeyde değişmediği için, esmerleşme reaksiyonlarına ilişkin reaksiyon hız sabitleri (k) ve Q 10 değerleri sadece 20 ve 30 C için hesaplanmış ve çizelge 4.10 da verilmiştir. Bu veriler incelendiğinde; kuru kayısılardaki esmerleşme reaksiyonlarına ait Q 10 değerlerinin arasında değiştiği görülmektedir. Benzer şekilde; 22 farklı amino asidin glukoz varlığındaki model sistemde; farklı su aktivitesi değerlerinde ( ), 5 45 C depolama sıcaklıklarında esmerleşme hızlarının incelendiği çalışmada da; esmerleşme reaksiyonlarına ait Q 10 değerlerinin su aktivitesi değerlerine bağlı olarak önemli düzeyde farklılık gösterdiği ve 2 6 arasında değiştiği ifade edilmiştir (Tsai vd. 1991). Farklı konsantrasyonda kükürtlenen kuru kayısıların 20 ve 30 C de depolanmaları durumunda sahip olacakları raf ömürleri (440 nm de 0.3 değerine ulaştıkları süre) ise çizelge 4.11 de verilmiştir. Bu veriler incelendiğinde; her iki depolama sıcaklığında da, yüksek konsantrasyonda kükürtlenen kuru kayısıların düşük konsantrasyonda kükürtlenenlere göre raf ömürlerinin daha yüksek olduğu görülmektedir. Benzer 69

83 şekilde; kuru kayısıların 30 C de aynı esmerleşme düzeyine (440 nm de 0.3 değerine) 20 C ye göre çok daha kısa sürede ulaştığı da görülmektedir (Çizelge 4.11). Çizelge 4.10 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C sıcaklıklarda 351 gün depolanmaları süresince oluşan esmerleşmeye ilişkin kinetik veriler SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) Sıcaklık ( C) k (1/ay) Q C SO 2 miktarındaki azalışın, esmerleşme düzeyindeki artışa etkisini incelemek amacıyla; elde edilen veriler, şekil 4.12.a da aritmetik; şekil 4.12.b de de yarı-logaritmik skalalı grafiğe aktarılmıştır. Grafiklerden elde edilen korelasyon katsayıları (r) incelendiğinde; esmerleşme düzeyindeki artış ile SO 2 miktarındaki azalış arasında aritmetik bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Şekil 4.12.a da verilen grafikten elde edilen 1 değerine çok yakın olan r değeri (r = ); SO 2 miktarındaki azalışın, esmerleşme düzeyindeki artışa son derece bağlı olduğunu göstermektedir. Ancak, 20 ve 30 C sıcaklıklarda kuru 70

84 kayısıların raf ömürlerini tamamladıkları süre sonunda içerdikleri SO 2 konsantrasyonları belirlendiğinde (Şekil 4.13); depolama süresince kuru kayısıların renklerinde meydana gelen değişimin, sadece örneklerin içerdiği SO 2 konsantrasyonu ile ilgili olmadığı; bunun yanında, esmerleşme reaksiyonları üzerine diğer bazı faktörlerin (su aktivitesi, nem düzeyi, titrasyon asitliği gibi) de etkili olduğu gözlenmiştir. Çizelge 4.11 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C de depolanmaları durumunda hesaplanan raf ömürleri Raf ömrü (gün) SO 2 miktarı (mg/kg) 20 C 30 C Başlangıçta farklı konsantrasyonda kükürtlenen kayısıların; esmerleşme düzeylerine bağlı olarak raf ömürlerini tamamladıklarında, içerdikleri SO 2 konsantrasyonlarının farklı olduğu ve genel olarak 30 C de depolanan kuru kayısıların 20 C de depolananlara göre daha yüksek konsantrasyonda SO 2 içerdiği saptanmıştır (Şekil 4.13). Bu durum; kuru kayısılarda esmerleşme düzeyi (Çizelge 4.10) ve SO 2 kaybı (Çizelge 4.6) için belirlenen Q 10 değerleri ile kolaylıkla açıklanabilir. Ortalama olarak; kuru kayısılarda esmerleşme düzeyi için belirlenen Q 10 değeri 3.85 iken, bu değer SO 2 kaybı için 2.82 dir. Bilindiği gibi; bir reaksiyonun Q 10 değerinin diğerine göre daha yüksek olması; o reaksiyonun sıcaklık değişimlerinden daha fazla etkilendiğini göstermektedir. Daha açık bir ifadeyle; depolama sıcaklığındaki 10 C lik artış; kuru kayısılarda esmerleşme hızını SO 2 kayıp hızından 1.4 kat daha fazla artırmaktadır. 71

85 3000 a SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) y = x r = Esmerleşme düzeyi (A 420 /g kurumadde) b SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) log y = r = Esmerleşme düzeyi (A 420 /g kurumadde) Şekil C de 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların esmerleşme düzeyi ile SO 2 miktarındaki değişim arasındaki ilişki a: Aritmetik, b: Yarı-logaritmik 72

86 C Raf ömrü tamamlandığındaki SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) C Kuru kayısı örnekleri 7 Şekil 4.13 Farklı konsantrasyonlarda SO 2 içeren kuru kayısıların 20 ve 30 C de raf ömürlerini tamamladıkları süre sonunda içerdikleri SO 2 konsantrasyonlar Depolamaa sıcaklığının artışına bağlı olarak, kayısı örneklerinin esmerleşme düzeyindeki artışın SO 2 kaybından daha hızlı olmasının nedeninin; kuru kayısılarda depolama süresincee meydanaa gelen 4 farklı enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonundan kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Genel olarak, depolama süresince kuru kayısılarda meydana gelen esmerleşmenin temel nedeninin; şekerlerle amino asitler arasında meydana gelen Maillard reaksiyonu sonucunda oluşan esmer renkli bileşiklerden kaynaklandığı kabul edilmektedir. Ancak yapılan çalışmalarda; kayısılardaa meydana gelen esmerleşmenin (1) sadece şeker ve amino asitler arasındaki esmerleşm reaksiyonlarından kaynaklanmadığı; bunun yanında, (2) şekerlerin organik asitlerle (Livingston 1953), (3) asitlerin azotlu maddelerle ve (4) asitlerin birbirleriyle olan reaksiyonlarınınn da önemli etkileree sahip olduğu ifade edilmiştir (Haas ve Stadtman 1949). Haas ve Stadtman (1949) tarafından yapılan çalışmada; kayısıda bulunan anyonik (aminoasit ve asidik proteinler dışındaki asitlerin %88 ini içeren fraksiyon) ), katyonik 73

87 (nitrojenli bileşenlerin %81 ini içeren fraksiyon) ve nötral (şekerlerin %98 ini içeren fraksiyon) bileşenlerin esmer renk oluşumu üzerine etkileri, 56 C de ph 3.6 da 18 gün boyunca incelenmiş ve sonuçta; tek başına nötral fraksiyonların esmerleşme üzerine etkisinin olmadığı, buna karşın; nötral fraksiyonlarla ayrı ayrı anyonik ve katyonik fraksiyonlar bir arada bulunduğunda esmer renk oluşumunun meydana geldiği belirlenmiştir. Benzer şekilde; C de malik asit ile fruktoz (1 M) arasında 48 saat sonunda esmerleşme meydana gelirken; aynı ph (1.58), sıcaklık ve süre sonunda, HCl ile malik asit arasında esmerleşme reaksiyonunun meydana gelmediği saptanmıştır (Livingston 1953). Ayrıca; Haas ve Stadtman (1949) tarafından yapılan çalışmada da; organik asitlerle indirgen şekerlerin arasında meydana gelen reaksiyonların esmerleşmeye neden olduğu belirtilmiştir. Maillard reaksiyonu üzerine SO 2 in yavaşlatma ya da durdurma etkisi daha önce yapılan çalışmalarda açıklanmaya çalışılmışsa da; kesin olarak etki mekanizması henüz ortaya konulamamıştır. Ancak; genel olarak, SO 2 in şekerlerin aktif karbonil gruplarını bloke ederek bu reaksiyonu engellediği kabul görmektedir. Aslında; bu reaksiyonun gerçekleşmesi için gerekli olan kritik substrat konsantrasyonlarının belirlenmesi, SO 2 in etki mekanizmasını açıklamada fayda sağlayabilir. Ayrıca; yukarıda belirtilen diğer reaksiyonlar üzerine SO 2 nin herhangi bir etkisinin olup olmadığı da bilinmemektedir. Bu nedenle; diğer reaksiyonların hızlarının artışı sadece depolama sıcaklığının artışı ile değerlendirilmiştir. Sıcaklık artışının genel olarak; reaksiyonların hızını artırdığı göz önüne alındığında; sıcaklığın artışıyla yukarıda sayılan 4 reaksiyonun da hızının arttığı, ayrıca SO 2 in de kuru kayısıdan hızla uzaklaşması sonucu Maillard reaksiyonun daha da hızlandığı ve böylece esmerleşmenin SO 2 kaybından daha hızlı gerçekleştiği düşünülmektedir. Depolama süresince; kuru kayısıların renginde meydana gelen esmerleşme üzerine diğer bazı faktörlerin etki düzeylerini belirlemek amacıyla da; örnek olarak; 188 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların 30 C deki depolanmaları süresince esmerleşme değerlerindeki değişim x eksenine ve su aktivitesi, nem, SO 2, titrasyon asitliği ve ph değerleri ise y eksenine yerleştirilmiş ve doğrusal, yarı-logaritmik ve logaritmik ölçekli grafikleri çizilmiştir. Bu amaçla elde edilen verilere regresyon analizi 74

88 uygulanmış ve bu analiz sonucunda saptanan regresyon denklemleri, determinasyon ve korelasyon katsayıları ile korelasyon düzeyleri çizelge 4.12 de verilmiştir. Çizelge mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların renginde meydana gelen esmerleşme üzerine bazı faktörlerin etki düzeyleri Parametre Eşitlik R 2 r ph Korelasyon düzeyi Doğrusal ilişki y = x Zayıf Yarı logaritmik ilişki log y = x Zayıf Logaritmik ilişki log y = 0.11 log x Zayıf SO 2 Doğrusal ilişki y = x Çok kuvvetli Yarı logaritmik ilişki log y = x Çok kuvvetli Logaritmik ilişki log y = log x Çok kuvvetli Nem Doğrusal ilişki y = x Kuvvetli Yarı logaritmik ilişki log y = x Kuvvetli Logaritmik ilişki log y = log x Çok kuvvetli Titrasyon asitliği Doğrusal ilişki y = x Kuvvetli Yarı logaritmik ilişki log y = x Kuvvetli Logaritmik ilişki log y = log x Çok kuvvetli Su aktivitesi Doğrusal ilişki y = x Çok kuvvetli Yarı logaritmik ilişki log y = x Çok kuvvetli Logaritmik ilişki log y = log x Çok kuvvetli Kuru kayısıların renginde meydana gelen esmerleşme ile yukarıda belirtilen faktörlerin aralarındaki korelasyon düzeyi; korelasyon katsayısının aralığında olması durumunda zayıf, aralığında olması durumunda orta,

89 aralığında olması durumunda kuvvetli ve aralığında olması durumunda ise çok kuvvetli olarak değerlendirilmiştir. Çizelge 4.12 incelendiğinde; SO 2 (r = 0.99), su aktivitesi (r = 0.98), titrasyon asitliği (r = 0.92) ve nem (r = 0.91) miktarlarındaki değişim ile kuru kayısıların esmerleşme düzeyleri arasında çok kuvvetli bir ilişki olduğu, ph (r = 0.45) değişimiyle ise zayıf bir ilişki olduğu görülmektedir. Aslında esmerleşme reaksiyonları üzerine ph nın önemli etkisinin olduğu bilinmektedir. Ancak; 4.10 ph ve Titrasyon Asitliğindeki Değişmeler bölümünde de belirtildiği gibi depolama boyunca örneklerin ph düzeyinde çok sınırlı düzeyde bir değişim meydana gelmiştir. Bu nedenle; depolama süresince ph da meydana gelen değişimin esmerleşme düzeyi üzerine çok önemli bir etkisi olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. 4.7 Reflektans Renk Değerlerindeki Değişim Esmerleşme düzeyi, kimyasal analizlerle belirlenebildiği gibi, fiziksel olarak materyalin reflektans renk değerlerinin ölçülmesi ile de belirlenebilmektedir. Reflektans renk değerlerinin kolaylıkla belirlenmesi nedeniyle, özellikle L* değeri birçok üründe esmerleşme indeksi olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla, L* değeri, elma ve armutlarda (Sapers ve Douglas 1987), çekirdeksiz kuru üzümlerde (Aguilera vd. 1987) ve greyfurt sularında (Lee ve Nagy 1988) esmerleşme indeksi olarak kullanılmıştır. Farklı düzeylerde SO 2 içeren Hacıhaliloğlu çeşidi kuru kayısıların; farklı sıcaklıklarda (5, 10, 20 ve 30 C) yaklaşık 1 yıl (351 gün) depolanması süresince yüzey renklerinde oluşan değişimler, reflektans spektrofotometresi kullanılarak; CIE L*, a*, b*, C* (kroma) ve h (hue) değerlerinin ölçülmesi ile izlenmiştir. Bilindiği gibi, CIE L*a*b* sisteminde L* değeri aydınlık derecesi (lightness) olarak tanımlanmakta ve bu değer 0 (siyah) ile 100 (beyaz) arasında değişmektedir. CIE a* değeri, 0 ile 60 arasında değişmekte ve pozitif a* değerleri kırmızı, negatif a* değerleri ise yeşil rengi göstermektedir. CIE b* değeri de, 0 ile 60 arasında değişmekte ve pozitif b* değerleri sarı, negatif b* değerleri ise, mavi rengi göstermektedir. CIE C* değeri 0 ile 60 arasında 76

90 değişmekte ve renk düzleminin merkezinde 0 (mat) ve merkezden uzaklaştıkça parlak (vivid) tonlar artmaktadır. h değeri arasında değişmekte; 0 ve 360 kırmızı, 90 sarı, 180 yeşil ve 270 mavi olarak değerlendirilmektedir. Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin, depolamanın başlangıcında ölçülen reflektans renk değerleri çizelge 4.13 te verilmiştir. Örnek olarak, 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonunda reflektans renk değerlerindeki değişim ise çizelge 4.14 te verilmiştir. Reflektans spektrofotometresi kullanılarak belirlenen CIE L*, a*, b*, C* (kroma) ve h (hue) değerleri ile kuru kayısı örneklerinin içerdiği SO 2 miktarı arasında sistematik bir ilişki belirlenememiştir (Çizelge 4.13). Bunun nedeninin; araştırmamızda kullanılan kuru kayısı örneklerinin başlangıç nem değerlerinin farklı olması (Çizelge 4.2) ve depolama süresince de bu farkın devam etmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Benzer şekilde; Özkan vd. (2003) tarafından yapılan çalışmada da; reflektans spektrometresinde okunan renk değerleri üzerine; örneğin nem miktarının son derece önemli etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Bilindigi gibi, renk; insan gözünün algılayabildiği belirli dalga boyları aralığındaki ışığın nesneden yansımasıdır. Gözümüzün algılayabildiği nanometrik alan yaklaşık olarak 300 nm ile 800 nm arasındaki dalga boyudur. 300 nm nin altındaki dalgalar; morötesi (ultraviole), 800 nm nin üstündeki dalgalar ise; kızılötesi (infrared) olarak tanımlanmaktadır. 300 nm nin altı ve 800 nm nin üstü nanometrik yansıma renk tanımlamalarında kullanılmamaktadır. Hatta bu alan daha da daraltılarak; 400 nm ile 700 nm arası dalga boyları, renk tanımlamalarında kullanılmaktadır. Özellikle; reflektans renk ölçümü yapan cihazlar, insan gözünün algılama hassasiyeti olan bu iki sınır baz alınarak ölçüm yapmaktadırlar. Bu veriler ışığında; renk ölçümü yapılan örnekteki nem düzeyinin ışığın yansıma açısını değiştireceği ve buna bağlı olarak da algılanan rengi etkileyeceği açıktır. İşte bu nedenle; ölçülen renk değerleri ile nem miktarları farklı olan (p<0.05) kuru kayısı örneklerinin içerdiği SO 2 miktarı arasında sistematik bir ilişki belirlenememiştir. 77

91 Çizelge 4.13 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin depolama başlangıcında ölçülen reflektans renk değerleri Depolama sıcaklığı ( C) SO 2 konsantrasyonu (mg/kg) L* a* b* C* h

92 Çizelge mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonunda reflektans renk değerlerindeki değişim Sıcaklığı ( C) Süre (gün) L* a* b* C* h Farklı konsantrasyonda kükürtlenen kuru kayısıların; 5, 10, 20 ve 30 C de 351 gün boyunca depolanması sonunda reflektans renk değerlerinde meydana gelen değişim ise EK 5 te verilmiştir. Örneklerin reflektans renk değerleri ile içerdikleri SO 2 miktarı arasında sistematik bir ilişki bulunamamış olsa da, depolama başlangıç ve sonunda olmak üzere her bir SO 2 düzeyinde örneklerin renk değerleri kendi içinde değerlendirildiğinde; depolama sonunda; 5 ve 10 C de depolanan örneklerin reflektans renk değerlerinde bir miktar artış meydana gelmesine rağmen, 20 ve 30 C de depolanan örneklerin reflektans renk değerlerinde, sırasıyla ve birim azalış meydana geldiği görülmektedir. Bu durum, 5 ve 10 C de depolamanın kuru kayısıların renkleri üzerine olumlu etkisinin olduğunu, 20 C deki değişimin kabul edilebilir sınırlar içinde olduğunu, ancak 30 C de depolamanın renk üzerine son derece olumsuz etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Laboratuvarımızda yapılan; geleneksel yöntemle, tüpte sıvılaştırılmış SO 2 gazı ile ve Na 2 S 2 O 5 çözeltisine daldırılarak kükürtlenen ve 30 C de 12 ay süreyle depolanan Hacıhaliloğlu çeşidi kuru kayısılarda L* değerlerinin, 5 10 birim azaldığı; aynı sürede 79

93 depolama sonunda, a* değerlerinin 4 5 birim; b* değerlerinin ise birim azaldığı belirlenmiştir (Coşkun 2010). Ayrıca, orta nemli kayısıların 5, 20 ve 30 C sıcaklıklarda 8 ay depolanması süresince yüzey renklerinde oluşan değişimlerin incelendiği bir çalışmada da; 20 ve özellikle 30 C de depolanan kayısıların renk değerlerinde önemli farklar bulunmuştur. L* değeri, 20 C de 10, 30 C de ise 23 birim azalmıştır. a* ve b* değerleri ise sırasıyla, 20 C de 2 ve 3, 30 C de ise 14 ve 32 birim azalmıştır. C* değerlerinde de benzer azalmalar tespit edilmiş olup, h değerlerinde ise 30 C hariç önemli bir değişim saptanmamıştır. 5 C de depolanan kayısıların renklerinde ise önemli bir değişiklik belirlenmemiştir (Sağırlı vd. 2008). Kayısı dışında diğer materyallerde de (armut, elma, incir ve üzüm gibi) depolama boyunca reflektans renk değerlerinin incelendiği çalışmalar mevcuttur. Kurutulmuş armutların 10 C ve altındaki sıcaklıklarda depolanması durumunda renklerinin kabul edilebilir düzeyde olduğu belirlenmiştir (Joubert vd. 2001). Bu çalışmada; %16, 18 ve 20 nem ve sırasıyla 1859, 1750 ve 1403 mg/kg SO 2 içeren armutlar; 4, 7, 10 C ve 20 C de depolanmış ve depolama süresince L*, a* ve b* değerleri ölçülmüştür. Ürünün renginin kabul edilip edilmeyeceğine L* değeri dikkate alınarak karar verilmiş ve depolama boyunca a* değerinde artış olurken, diğer tüm renk parametrelerinde azalma gözlenmiştir. Çalışmamızda; rehidrasyon işleminin dolayısıyla örneklerin içerdiği nem miktarının da renkteki değişim üzerine etkisini ortaya koyabilmek için, örnek olarak; sadece 20 ve 30 C de 351 gün boyunca depolanan 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örnekler rehidre edilmiş ve reflektans renk değerleri belirlenmiştir (Şekil 4.14). Şekil 4.14 incelendiğinde, rehidrasyon işlemi sonunda; a* değeri dışında, tüm reflektans renk değerlerinde artış meydana geldiği görülmektedir. Ayrıca, 20 C ve 30 C de 351 gün boyunca depolanan örneklerin rehidrasyonu sonunda, reflektans renk değerlerinde meydana gelen değişim; oldukça birbirine yakın miktarlarda olmuştur. 20 ve 30 C de depolanan bu örneklerin; sırasıyla L* değerlerinde birim; b* değerlerinde birim, C* değerlerinde birim ve h değerlerinde ise birim artış meydana gelmiştir. Ancak, rehidrasyon işlemi öncesi ve sonrasında da; 20 C de 80

94 depolanann örneklerinn reflektans renk değerleri, 30 C de depolananlarınkine göre beklenildiği gibi dahaa yüksektir C-Rehidrasyondan önce 20 C-Rehidrasyondan sonra 30C-Rehidrasyondan önce 30C-Rehidrasyondan sonra L* a* b* C* h Şekil ve 30 C de 351 gün boyunca depolanan 2899 mg/kgg düzeyinde SO 2 içeren örneklerin reflektans renk değerleri üzerine rehidrasyon işleminin etkisi Reflektans kolorimetresi ya da spektrofotometresi ile kurutulmuş ürünlerin yüzeyy renkleri ölçülürken, materyalin nem içeriği mutlaka belirtilmelidir. Kurutulmuş ş kayısılar üzerine yapılan bir çalışmada, ürünün yüzey rengininn nem içeriğine göre değiştiği gösterilmiştir (Özkan vd. 2003). Bu çalışmada, nem içeriği %19.32 olan kuruu kayısılar önce %15.49 neme kurutulmuş, daha sonra sırasıyla % 20.10; %25.21 ve son olarak da %30.20 neme rehidre edilmiştir. Her bir nem düzeyinde kuru kayısıların CIE L*, a*, b* *, C* ve h değerleri saptanmıştır. Kayısıların nem içerikleri arttıkça; L*, b*, C* ve h renk değerleri artarken, buna karşın a* değerinin azaldığıı saptanmıştır. Birçok çalışmada; özellikle L* değerinin gıdalarda esmerleşme indeksi olarak kullanıldığı görülmektedir. L* ve a* değerleri, elma ve armutlarda ve bu meyvelerin sularında enzimatik esmerleşm indeksi olarak kullanılmıştır (Sapers vd. 1987). 81

95 Çekirdeksiz sarı üzümlerde, polifenol oksidaz (PPO) inaktivasyonu ile L* değeri arasında yüksek bir korelasyon (r = 0.973) olduğu saptanmıştır (Aguilera vd. 1987). Buna göre, PPO aktivitesi azaldıkça, buna bağlı olarak L* değerinin arttığı ortaya çıkmaktadır. Lee ve Nagy (1988), greyfurt sularının C arasında depolanması sırasında Hunter L* değerini enzimatik olmayan esmerleşme indeksi olarak kullanmış; furfural oluşumu (r = 0.980) ve 5-HMF oluşumu (r = 0.826) ile L* değerleri arasında negatif bir korelasyon bulmuşlardır. Çalışmamızda elde edilen esmerleşme değerleri ile reflektans renk değerleri (L*, a*, b*, C* ve h ) arasında ise herhangi bir korelasyon saptanamamıştır. Daha önce de belirtildiği üzere, çalışmamız sırasında elde edilen esmerleşme değerleri; kuru madde miktarı üzerinden hesaplanmış ve böylece örneklerin nem miktarları arasındaki farklılıklar esmerleşme değerine yansımamıştır. Ancak; kuru kayısıların reflektans renk ölçümleri sırasında nem düzeyleri arasındaki farkı ortadan kaldırmak mümkün olmadığı için; esmerleşme değerleri ile reflektans renk değerleri (L*, a*, b*, C* ve h ) arasında herhangi bir korelasyon saptanamadığı düşünülmektedir. Araştırmamızda, reflektans renk değerleri arasındaki farkın, kayısıların gözle algılanan rengi üzerine etkisinin belirlenmesi amacıyla kayısılar fotoğraflanmıştır. Bu fotoğraflar şekil da verilmiştir. Şekil incelendiğinde; SO 2 ve nem miktarına bağlı olarak, kuru kayısıların gözle algılanan renk değerleri arasında önemli düzeyde farklılıklar olduğu görülmektedir. SO 2 miktarının artışıyla birlikte, kuru kayısıda çok önemli bir kalite kriteri olan renk; altın sarısı renge ulaşmıştır. 4.8 β-karoten Miktarındaki Değişim Farklı düzeylerde kükürtlenen kuru kayısıların depolama başlangıcındaki β-karoten miktarına ilişkin sonuçlar şekil 4.17 de verilmiştir. Kuru kayısılarda karotenoid bileşiklerin belirlenmesi amacıyla uygulanan HPLC analizi sonucunda elde edilen örnek bir kromatogram 2899 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısılar için, şekil 4.18 de verilmiştir. Kuru kayısıdaki karotenoidlerin HPLC analizi sonucunda elde edilen 82

96 kromatogramlarında 2 pik belirlenmiş ve bu piklerden sadece β-karoten tanımlanmıştırr (Şekil 4.18). Diğer pik ise, elimizde ticari olarak üretilmiş standardınn olmamasıı nedeniyle tanımlanamamıştır. (1) (2) (3) (4) (5) (6) (6) (7) (7) Şekil 4.15 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama başlangıcında renklerindeki farklılıklar 1: 188 mg/ /kg SO 2, 2: 452 mg/kg SO 2, 3 : 791 mg/kg SO 2, 4: 1034 mg/kg SO 2, 5: 1236 mg/kg SO 2, 6: 2899 mg/kg SO 2, 7: 3984 mg/kg SO 2. 83

97 (100 C) (5 C) (11) (2) (33) (4) (5 5) (1) (2) (3) (4) (5) (300 C) (20 C)) (11) (2) (33) (1) (2) (3) (4) (5) (5 C) (6) (7) (10 C) (6) (7 7) (20 C) (6) (7) (4) (5) (300 C) (6) (7) O2 içeren kurru kayısılarıın farklı sıcaklıklarda Şekil Farklı düzzeylerde SO 351 gün depolanması d ı sonucundaa renklerinddeki farklılık klar 1 : 188 mg/kkg SO2, 2: mg/kg SO2, 3 : 791 mg/kg SO2, 4: 1034 mg/kg SO2, 5 : 1236 mgg/kg SO2, 6: 2899 mg/kg SO O2, 7 : 3984 m mg/kg SO

98 Şekil 4.18 de verilen kromatogram incelendiğinde, elde edilen 2 karotenoid pikii arasında, kuru kayısıdaki başat karotenoidinn β-karoten olduğu görülmektedir. Hem diğer karotenoidlerin tanımlanamaması hem de kuru kayısıdaki başat karotenoidinn β-karotenn olması nedeniyle bu çalışmamızda sadece β-karoten dikkate alınmıştır. 40 β-karoten miktarı (mg/100 g kuru madde) Kuru kayısı örnekleri 7 Şekil 4.17 Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama başlangıcındaki β-karoten miktarları (mg/100 g kuru madde) Karotenoidler çift bağ içeren bileşikler olduğundan kolaylıkla oksidasyona a uğrayabilmektedirler. Bu reaksiyonun hızı, ışık ve ısı ile artmaktadır. Ortamda bulunann antioksidantların da reaksiyonaa etkisi vardır. Çalışmamızda da; kuru kayısıdaki β-- karoten içeriği üzerine, bir antioksidan olan SO 2 miktarının etkisi incelenmiştir. Kuruu kayısıların β karotenn içerikleri için yapılan varyans analizi sonuçları; örneklerin β karoten içerikleri üzerine içerdikleri SO 2 konsantrasyonun istatistik olarak önemli etkiyee sahip olduğunu göstermiştir (p< 0.05, EK 9, Çizelge 4) ). Bu nedenle; elde edilen verileree Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanmış ve hangi örneklerin esmerleşm düzeyleri arasındaki farkın önemli olduğu belirlenmiştir (EK 6). 85

99 (2) β- Karoten (1) Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısıların karotenoid kompozisyonunu gösteren HPLC kromatogramı Ülkemizde yetiştirilen başlıca kurutmalık kayısı çeşitlerinin (Hacıhaliloğlu, Kabaaşı, Soğancı ve Çataloğlu) hasattan ve kurutmadan sonra β-karoten miktarlarının belirlendiği bir çalışmada; bu çeşitlerin hasattan sonra mg/100 g kuru madde, kurutmadan sonra ise mg/100 g kuru madde arasında β-karoten içerdiği saptanmıştır. Aynı çalışmada; Kabaaşı çeşidinden sonra en yüksek β-karoten içeriğine sahip olan çeşidin Hacıhaliloğlu olduğu ortaya konulmuştur (Özkan vd. 2009). Benzer şekilde; Akın vd. (2008) tarafından yapılan çalışmada da Malatya da yetiştirilen başlıca kurutmalık kayısıların β-karoten miktarının mg/100 g kuru madde arasında değiştiği saptanmıştır. Eheart ve Sholes (1945) tarafından yapılan çalışmada da, kükürtlenmeden ve kükürtlenerek kurutulan şeftalilerin β-karoten miktarı arasındaki fark incelenmiş ve kükürtlenerek kurutulanların %24 daha fazla β-karoten içerdiği belirlenmiştir. Benzer şekilde, Bolin ve Stafford (1974) tarafından yapılan çalışmada da, SO 2 in karoten kaybını sınırlandırdığı ifade edilmiştir. Özkan vd. (2009) ve Akın vd. (2008) tarafından yapılan çalışmalarda; kurutma sonrasında β-karoten miktarında %11 düzeyinde azalma olduğu belirlenmiştir. Çalışmamızda; kurutma sonrası örneklerde yapılan β-karoten analizi; çok düşük konsantrasyonda SO 2 içeren (188 ve 452 mg/kg) kuru kayısılarda daha düşük; 791, 1034, 1236, 2899 ve 3864 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren örneklerde ise daha yüksek ancak birbirine yakın miktarda β-karoten olduğunu göstermiştir (Şekil 4.17). Bu 86

100 durumda; çalışmamızda kullanılan SO 2 konsantrasyonları arasında; kurutma sırasında başlangıçtaki β-karoten miktarını korumak için gerekli olan minimum SO 2 konsantrasyonunun 791 mg/kg olduğu anlaşılmaktadır. Çalışmamızda, farklı konsantrasyonda kükürtlenen kayısıların depolama başlangıcı ile 5, 10, 20 ve 30 C de 351 gün depolanması sonunda; β-karoten miktarındaki değişim de incelenmiştir (EK 6). Örnek olarak, 1034 mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinde, 351 gün depolama sonunda β-karoten miktarındaki değişim şekil 4.19 da verilmiştir. Depolama süresince, kuru kayısıların β-karoten içeriğinde %20 27 azalma belirlenmiştir. Ancak; 351 gün depolama sonunda en düşük β-karoten içeriği; 20 C de 188 mg SO 2 /kg içeren örnekte ve 30 C de ise; 188, 452 ve 791 mg SO 2 /kg içeren örneklerde saptanmıştır. Bu örneklerin depolama süresi sonunda içerdikleri SO 2 konsantrasyonun ( mg/kg) çok düşük olmasına bağlı olarak; diğerlerine göre içerdikleri β-karoten in daha yüksek oranda oksidasyona uğradığı düşünülmektedir. Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların depolama süresince β-karoten miktarlarındaki değişim için yapılan varyans analizi sonuçları (Çizelge 4.15), "depolama sıcaklık x süre x SO 2 konsantrasyonu" üçlü interaksiyonunun istatistik olarak önemli olduğunu göstermiştir (p<0.05). Elde edilen verilere Duncan çoklu karşılaştırma testi uygulanmış ve üçlü interaksiyon önemli olduğu için ikili interaksiyonları incelemeye gerek duyulmamıştır. Üçlü interaksiyonun önemli olması, depolama sıcaklık ve süresinin birlikte etkisinin kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonlarına göre değiştiğini, depolama sıcaklığının kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonları ile birlikte etkisinin depolama sürelerine göre değiştiğini ve aynı şekilde depolama süresinin kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonları ile birlikte etkisinin depolama sıcaklığına göre değiştiğini göstermektedir. Duncan testi sonuçları (EK 6); depolama sıcaklık ve süresi ile kuru kayısıların içerdiği SO 2 konsantrasyonunun örneklerin β- karoten içerikleri üzerine önemli etkisinin olduğunu göstermiştir (p<0.05). 87

101 40 β-karoten miktarı (mg/ 100 g kuru madde) Başlangıç 5 C 351 gün 10 C 351 gün 20 C 351 gün 30 C 351 gün Şekil mg/kg düzeyinde SO 2 içeren kuru kayısı örneklerinin farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması sonunda β-karoten miktarındaki değişim Çizelge Farklı düzeylerde SO 2 içeren kuru kayısıların farklı sıcaklıklarda 351 gün depolanması süresince β-karoten miktarındaki değişime ilişkin varyans analiz çizelgesi Varyasyon Kaynağı SO 2 konsantrasyonu Süre Sıcaklık SO 2 konsantrasyonu x süre SO 2 konsantrasyonu x sıcaklık Süre x sıcaklık SO 2 konsantrasyonu x süre x sıcaklık Hata Toplam *(P < 0.05) Serbestlik Derecesi r Toplamı Ortalaması F P *