YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ KİMYA-METALURJİ FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİTİRME TEZİ PORTAKAL SUYU VE KONSANTRESİ ÜRETİMİ Bitirme Tezi Danışmanı : Prof. Dr. MEHMET PALA 02051077 GÖZDE YENİHAYAT İstanbul,2007
v ÖZET Meyve suyu endüstrisinde dünyada en çok tüketimi ve üretimi yapılan ürün portakal suyudur. Türkiye'de de son yıllarda yükselişe geçmiştir. C vitamin, B kompleks vitaminleri, karotenoid, flavonoid, potasyum ve magnezyum tuzları bakımından zengin olan portakal suyu önemli bir günlük besin kaynağıdır. Piyasada portakal suyu (%100 portakal suyu içerir), portakal nektarı (%25-50 portakal suyu içerir), portakallı içecek (%10 en az portakal suyu içerir) ve portakal aromalı içecek (en fazla %10 portakal suyu içerir) şeklinde bulunur. Bu çalışmada da, portakal suyu ve konsantresi üretimi ele alınmıştır. Meyveden portakal suyu üretimi; hasat, taşıma, yıkama, ayıklama, sınıflandırma, yağ çıkarma, ekstraksiyon, finişer, santrifüj, deaerasyon, deoiling, homojenizasyon, pastörizasyon, ambalajlama ve depolama işlemlerinden oluşmaktadır. Portakal suyunun dayanıklılığını artırmak ve hacimden tassarruf etmek için portakal konsantresi üretimi yapılır. Portakal suyu üretiminden farklı olarak konsantre etme işlemi gerçekleşmektedir. Bu işlem santrifüj işleminden sonra gerçekleştirilir. Ve işlemler portakal suyundaki gibi devam eder. Üretim sırasında portakal suyu, fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik kalite testleriyle kontrol edilir. Sonuç olarak ürün, tüketicinin beklentilerini karşılayan, sağlığa yararlı, besin değeri yüksek, kendisine özgü aromasını ve lezzetini kaybetmemiş, maliyeti düşük ve her açıdan kaliteli olmuştur. Anahtar Kelimeler: Portakal suyu, portakal konsantresi, portakal
vi ABSTRACT In fruit juice industry of the world, orange juice is the most producted and consumed product. In Turkey, production and consumption of orange juice is increasing in recent years. Orange juice which has high level of C vitamin, B komplex vitamins, carotenoids, folate, flavonoids, potassium and magnesium minerals, is the one of important diet of source. In marketing, orange juice industry products are fresh orange juice (contains %100 orange juice), orange nectar (contains %25-50 orange juice), drink of orange (contains at least %10 orange juice) and orange aromatical drink (contains maximal %10 orange juice). In this study, fresh orange juice and concentrated orange juice production steps are researched. The steps in manufacturing process of fresh orange juice are harvesting, cleaning, sorting, grading, deoiling, extraction, finisher, centrifuge, deaeration, deoiling, homogenization, pasteurization, packing and filling. Concentration is made for increasing endurance and saving space. And concentration step is the difference between concentrated orange juice production and fresh orange juice production. Concentration is added after centrifuging step and the other steps are same like fresh orange juice production. Throughout production process, in all steps orange juice are checked by physical, chemical and microbiologic quality tests. In conclusion, we made a product which is meeting expectations of consumer, beneficial to the health, high-class article and not lost its flavour and aroma components. Although, it has high nutritional value and low cost production. Key Words: Orange juice, concentrated orange juice, orange
İÇİNDEKİLER Sayfa SİMGE LİSTESİ... i KISALTMA LİSTESİ... ii ŞEKİL LİSTESİ... iii ÇİZELGE LİSTESİ... iv ÖNSÖZ... v ÖZET... vi ABSTRACT... vii 1. GİRİŞ... 1 2. PORTAKAL MEYVESİ, ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ... 6 2.1 Portakal Meyvesi ve Yapısı... 6 2.1.1 Meyve kabuğu... 7 2.1.2 Meyve eti... 8 2.2 Portakal Meyvesi Çeşitleri ve Özellikleri... 8 2.2.1 Alanya dilimli... 9 2.2.2 Akçay şekeri... 10 2.2.3 Sanguelli... 10 2.2.4 Yafa... 10 2.2.5 Washington navel... 11 2.2.6 Thomson navel... 11 2.2.7 Valencia late... 11 2.2.8 Valencia midnight... 11 2.2.9 Navelina... 12 2.2.10 Navelate... 12 2.2.11 Lane late... 12 2.2.12 Kan... 12 2.2.13 Cara cara... 13
3. PORTAKALIN BİLEŞİMİ... 14 3.1 Karbonhidratlar... 15 3.1.1 Şekerler... 15 3.1.2 Polisakkaritler... 16 3.2 Azotlu Bileşikler... 16 3.3 Organik Asitler... 17 3.4 Vitaminler... 18 3.5 Mineral Maddeler... 19 3.6 Aroma Maddeleri... 19 3.6.1 Sitral... 20 3.6.2 Terponoid... 20 3.6.3 Limonoid... 20 3.7 Renk Verici Maddeler... 21 3.7.1 Karotenoidler... 21 3.7.2 Antosiyaninler... 22 3.8 Antioksidanlar... 23 4. PORTAKAL SUYUNUN BİLEŞİMİ... 24 5. PORTAKAL SUYU VE KONSANTRESİ ÜRETİMİ... 27 5.1. Portakal Suyu Üretimi... 31 5.1.1 Portakal meyvesinin hasadı... 31 5.1.2 Fabrikaya taşıma işlemi... 34 5.1.3 Yıkama işlemi... 35 5.1.4 Ayıklanma ve sınıflandırma işlemleri... 36 5.1.5 Portakal suyunun elde edilmesi sırasında uygulanan işlemler... 36 5.1.5.1 Kabuk yağını ayırma işlemi... 37 5.1.5.2 Kabuk yağının özellikleri... 38 5.1.5.3 Ekstraksiyon işlemi... 39 5.1.6 Finişer işlemi... 44 5.1.7 Finişerdan ayrılan pulpa uygulanan işlemler... 46 5.1.8 Santrifüj işlemi... 47 5.1.9 Deaerasyon, deoiling ve homojenizasyon işlemleri... 48 5.1.10 Pastörizasyon işlemi... 49
5.2 Portakal Konsantresi Üretimi... 50 5.2.1 Konsantrasyon işlemi... 50 5.2.1.1 Ters Osmoz ve direk osmoz yöntemiyle konsantrasyon... 51 5.2.1.2 Dondurarak konsantrasyon... 52 5.2.1.3 Buharlaştırarak konsantrasyon... 53 5.3 Dolum ve Muhafaza İşlemleri... 59 5.3.1 Dolum işlemi... 59 5.3.1.1 Şişeleme işlemi... 61 5.3.1.2 Aseptik ambalajlama işlemi... 62 5.3.2 Etiketleme işlemi... 65 5.3.3 Muhafaza işlemi... 65 6. KALİTE KONTROL... 67 6.1 Portakal Suyunda Kaliteyi Belirleyen Parametreler... 70 6.2 Kalite Kontrol Testleri... 71 7. SONUÇ VE TARTIŞMA... 73 KAYNAKÇA... 76
1 1. GİRİŞ Meyve suları kahvaltılarda, öğle ve akşam yemeklerinde, kısaca hayatın her anında su ve diğer içeceklere alternatif olarak tüketilebilecek, susuzluk giderici, serinletici ve sağlıklı içeceklerdir. Meyve suları, gün içinde vücudun kaybettiği sıvıların tekrar kazanılmasını sağlar, enerji verir. Meyve suları, nektarlar ve meyveli içecekler elde ediliş yöntemlerine ve elde edildikleri meyvenin özelliklerine bağlı olarak farklı oranlarda besin bileşenleri içerir. İlk meyve suyu yapımı, tam olarak bilinmemekle beraber, yüzyıllar önce gerçekleşmiştir. Bir iddaaya göre, portakal suyunun yapılışı, İsa'dan sonra beşinci yüzyılda, hintliler tarafından gerçekleşmiştir. Hintli bir dokumacının susuzluğunu gidermek için bulduğu bu karışımın, daha sonraları diğer meyvelerin de suyunun sıkılıp içilebileceğini kanıtlamış olduğunu ve meyve suyu yapımının da bu şekilde başlatıldığı söylenmektedir. Başka bir grubun iddaası ise, portakal suyunun, Amerika kıtasını keşfeden Vikinglerin eseri olduğudur. Ancak portakal suyu ve diğer meyve sularının yapımı yani sanayiye geçişi yakın tarihte gerçekleşmiştir. Sanayi tipinde meyve suyu üretimi, 1850'lerde küçük işletmelerle başlar. Bu tarihten itibaren meyve suyu endüstrisi her geçen sene kendisini geliştirmekte ürünlerini çeşitlendirmektedir. İkinci dünya savaşı yıllarında ve daha sonraki yıllarda Avrupa ülkeleri ve ABD de hızlı bir endüstrileşme olmuştur. 1960 yılından sonra üçüncü dünya ülkelerine yerleşmeye başlamıştır. Meyve suyu üretiminde, portakaldan başka çok çeşitli meyveler ve bazı sebzeler, hammadde olarak kullanılır. Bunlar; turunçgiller, elma, kayısı, şeftali, tropikal meyveler, üzüm, nar, vişne, domates, havuç gibi çok çeşitli meyve ve sebzelerdir. Türkiye'de iç pazar için özellikle vişne, kayısı ve şeftali suları, ihracat için ise ağırlıklı olarak elma ve turunçgil suları üretilir. Dünya üretiminde ise en yüksek pay giderek iç pazarda da tüketimi artan portakal suyudur. Portakal suyu üreticilerinin ve meyve suyu sanayinin ürettiği ürünler; meyve suyu, meyve nektarı, meyveli içecek ve meyve aromalı içecektir. Meyve suyu, katkı madde içermeyen
2 %100 meyve suyundan oluşan içecektir. Meyve nektarı ise, meyve suyu veya pulpunun su ile belli bir kısmına kadar seyreltilmesi ile hazırlanan içeceklerdir. Meyve suyu miktarı %25-50 arasındadır. Meyve nektarına ilave edilen diğer maddeler şeker, aroma, kimyasal koruyucular ve kaybedilen suyun yerine içilebilir özelliklerde sudur. Diğer bir grup olan meyveli içecekler de ise, meyve suyu oranı meyveye bağlı olarak değişmekle birlikte minimum %10 olmalıdır. %10'un altında meyve suyu içeren içeceklere ise aromalı içecek adı verilmektedir. Meyve suyu sanayinin bir yan ürünü olan meyve aromalı CO 2 'li içecekler olarak sayılabilir. Bunlarda en az %4 oranında meyve suyu konsantresi içermektedir. Türkiye de pilot ölçekte meyve suyu üretimi, 1956 yılında Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesinde başlamıştır. Meyve suyu yatırımlarının başlaması ise 1970 li yıllardadır. 1980 li yıllardaki dalgalanmadan sonra, 1990 lı yıllar, sektörün büyüme gelişme dönemi olmuştur. 2000 li yıllarda ise sektörde yenilenme, iç ve dış pazarda genişleme arayışlarının ağırlıkta olduğu bir döneme girilmiştir. Bu büyümenin bir göstegesi de, Türkiye de 1970 li yılların başlarında kişi başına 0,4 litre olan meyve suyu tüketimi 2004 yılına kadar olan dönemde 16 katına çıkarak 6,4 litre olmasıdır. Ancak bu rakam dünya ortalamasının oldukça altında kalır. Türkiye de yaş meyve tüketiminin fazla olması, meyve suyu tüketimini olumsuz yönde etkiler. Çizelge 1.1 ve 1.2'de Devlet Planlama Teşkilatı tarafından yapılan çalışmalar sonucu, ortaya çıkan Türkiye'de yıllar itibariyle meyve suyu ve konsantresi üretimi ve talebi gösterilmiştir. Çizelge 1.1 Türkiye de yıllar itibariyle meyve suyu ve konsantresi üretimi (bin ton) (DPT,2005) Yıllar 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Üretim 205 280 290 320 315 305 310 320 350 355 370
3 Çizelge 1.2 Türkiye de yıllar itibariyle meyve suyu ve konsantresi talebi (bin ton) (DPT,2005) Yıllar 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Talep 192 219 225 243 255 245 255 265 280 300 MEYED'in yaptığı açıklamalara göre, Türkiye'de meyve suyu sektöründe üretim yapan firma sayısı 31 dir. Bunlardan 8 i meyveden konsantre ve püre işler, 9 u konsantre ve püreden meyve suyu vb içecek dolumu yapar, 13 ü ise hem konsantre ve püre işlemekte hem de meyve suyu vb. içecek ambalajlar. Fakat sanayi tipi meyve temininde yaşanan güçlükler, sektörün hammadde temini bakımından yaşadığı temel sorunlardan birini oluşturur. Portakal suyu üretimi yapan işletmelerin en büyük sorunu budur. Hammaddenin pahalı olması, istenilen verimin alınamaması, hava koşulları yüzünden hammaddenin zarar görmesi, üretimin pahalı olması gibi faktörler yüzünden portakal suyu üreticileri çareyi yurt dışından daha uygun fiyatlara portakal konsantresi temin etmekte bulmuştur. Bu da Çizelge 1.3'de meyve suyu sektörünün ithalat miktarlarına yansımaktadır. İthalatta en büyük pay portakal suyuna aittir. İleriki bölümlerde ayrıntılı olarak anlatılacak olan portakal suyu üretimi, iki şekilde gerçekleşir. Birincisinde meyve suyu, direk meyveden çeşitli işlemler geçirilerek elde edildikten sonra dolum gerçekleştirilip piyasaya sürülür. İkinci üretim hattında ise, elde edilen meyve suyu işlenmeye devam edilir. Bu üretim hattı, daha sonra kullanabilmek adına dayanımı artırmak için içindeki su kaybetirilerek konsantre haline getirilip uygun dolum işlemiyle saklanılır. Konsantreden de meyve suyu, meyve nektarı ve aromalı içecek yapımında yararlanılır. International Trade Centre kısaca TRADEMAP'a göre, dünya meyve suyu ve konsantresi ihracatında 2004 yılı itibariyle %25,7 lik payı ile dondurulmuş portakal suları en fazla paya sahiptir. Dünya üretimine göre de ilk sıraları alan portakal suyu, Türkiye de meyve
4 suyunda ikinci, meyve nektarında beşinci sırayı almaktadır. Çizelge 1.4'de MEYED'in yayınladığı 2005 yılı meyve suyu sektöründeki üretimin tatlara göre dağılımında da portakal suyunun aldığı yer görülür. Çizelge 1.3 Türkiye deki meyve suyu ve konsantresi sektörünün ithalat miktarları (kg) (DİE ve İGEME,2002) Ürün Adı 1998 1999 2000 2001 Elma 64.030 1.288.620 55.988 10.438 Portakal 1.942.509 949.724 1.583.977 1.482.256 Diğer 264.665 88.685 74.641 244.106 Turunçgiller Üzüm 15.543 1.508 5.824 953 Diğer Meyveler 1.378.050 519.987 1.585.218 1.692.226 Karışık Meyve 31.058 172.920 11.153 3.309 Suları Toplam 3.695.855 3.021.444 3.316.801 3.433.288 Çizelge 1.4 Meyve suyu sektöründe üretiminin tatlara dağılımı 2005 (%) (MEYED,2005) TAT Meyve Suyu Meyve Nektarı Meyveli İçecek Aromalı İçecek KAYISI - 13,1 51,7 20,2 ŞEFTALİ - 33,1 3,4 38,2 VİŞNE 0,3 24,5 2,0 32,4 PORTAKAL 30,9 10,8 12,8 8,2 ELMA 37,9 0,2 4,8 - DOMATES 15,1 - - - KARIŞIK 0,3 17,6 2,3 0,7 ANANAS 0,2 0,3 9,1 - NAR 2,2 0,1 - - ÜZÜM 7,8 - - - DİĞER 5,3 0,3 13,9 0,3 TOPLAM 100,0 100,0 100,0 100,0 Meyve suyu sektörü 2005 yılında; işlenen meyve, ara ürün ve tüketime hazır içecek olarak tarihindeki en büyük yükselişi gerçekleşmiştir. Seneler içersinde tüketim artışı içecek grubuna göre farklılık gösterir. Türk halkı meyve suyundan çok meyve nektarı tüketilir. 2005 yılında insan başına tüketilen meyve nektarı 5,12 litre iken, meyve suyu ise 0,43 litredir. Bilinçlenme nedeniyle, bir önceki yıla göre %100 meyve suyu tüketimi yaklaşık
5 2,5 kat artarak bir sıçrama gerçekleşmiştir. Meyve nektarı %22 dolayında artarken, aromalı içecek tüketimi azalmıştır. Elde edilen verilere göre portakal suyunun tüketimi önümüzdeki yıllarda da artış içerisinde olacaktır. Yapısında C, B1, B2 ve PP gibi çok sayıda vitamin, başta kalsiyum ve potasyum olmak üzere çeşitli madensel tuzlar ve oligo-elementler, meyve şekerleri ve karoten bulunan portakalın pek çok yararları var. Portakal suyu üretiminde ekstraksiyon yöntemiyle portakal suyunun çıkarılmasıdnan sonra taze portakal suyunun sahip olduğu tat, koku, aroma gibi özelliklerinin yanı sıra besin değerlerini kaybetmeden üretim yapılması için çaba sarfedilir. Günümüzde kullanılan çok çeşitli ekipmanlar ve metodlar, üretilen meyve suyunun sahip olduğu kaliteyi giderek yukarıya çekmektedir. Özellikle tüketicinin taneli yapıda %100 meyve suyuna olan talebi de, tüketicinin beklentilerinin yükseldiğini gösterir. Artık üreticiler, taze meyve suyu özelliklerinde üretim yapmak için daha fazla çaba göstermek zorundadır. Bu çalışmada, portakal suyu ve konsantresi üretimini yani, portakal meyvesinin ağaçtan portakal suyu halinde evimize gelene kadar geçirdiği işlemleri ayrıntılı bir biçimde ele alınmaktadır. Bu işlemler sırasıyla; hasat, taşıma, yıkama, ayırma, sınıflandırma, yağ ayırma, ekstraksiyon, finişer işlemi, santrifüjleme, dearasyon, deoiling, homojenizasyon, pastörizasyon, konsantrasyon, dolum ve muhafaza işlemleridir. Üretimin her aşamasında, prosesi kontrol altında tutmamıza yardımcı olan kalite kontrol testlerine de kısaca değinilmiştir. Yaptığımız tüm işlemlerin amacı, tüketicinin beklentilerini karşılayan, sağlığa uygun, yararlı, besin değeri yüksek, kendisine özgü aromasını ve lezzetini kaybetmemiş, maliyeti düşük ve her açıdan kaliteli bir ürün elde etmektir. 2. PORTAKAL MEYVESİ, ÇEŞİTLERİ VE ÖZELLİKLERİ
6 Turunçgil familyasının en çok yetiştirilen ağacı portakal ağacıdır. Diğer turunçgil çeşitleri; limon, greyfurt ve mandalinadır. Dünyada turunçgil üretimi 35 kuzey ve güney paraleller arasındaki bölgelerde yapılır. Kuzey Yarımküre de, Kuzey ve Orta Amerika ile Akdeniz ülkeleri, Güney Yarımküre de ise Güney Amerika, Güney Afrika ve Okyanusya da ekonomik olarak üretilir. Türkiye ise, turunçgil yetiştiren ülkelerin en kuzeyidir. Türkiye turunçgil yetiştiriciliği bakımından ekolojik koşullar açısından son derece uygundur. Tarımsal Üretim Araştırma Enstitüsü tarafından hazırlanan 2004 yılına ait rapora göre de, turunçgil üretim miktarı ile 10. sırada yer almıştır. Böylelikle dünya toplam turunçgil üretiminin %2 sini karşılamış olur. Portakal latince adıyla citrus sinesis, sulu ve tatlı meyvesi olan küçük bir ağaçtır.kendisine özgü bir kokusu olan portakal, C vitamini açısından da oldukça zengindir. Ana vatanı Çin olan portakal, Türkiye'de Akdeniz ve Ege Bölgelerinde yetiştirilir. Akdeniz Bölgesi'nin Çukurova ve Antalya yöresi Türkiye'nin portakal ihtiyacının büyük bir kısmını karşılar. Boyu 10 m'ye kadar uzayan portakal ağacı, turunçgiller içinde en yüksek olan ve en uzun yaşayan ağaçtır. Portakal ağaçlarının kökleri yüzlektir ve çoğunlukla toprağın 60-65 santimetre derinliğine kadar yayılır. Gevşek yapılı, verimli, orta derinlikte, süzek topraklarda daha iyi yetişmektedir. Portakal bahçelerinin kurulacağı yer önemlidir. Soğuğa karşı limonlara göre daha dayanıklı olan portakallar, -2ºC 'ye kadar dayanmaktadır. Narin bir bitki olduğu için bahçenin kurulacağı yer, budama, sulama ve gübreleme uygulamaları tam zamanında ve gereği gibi yapılmasına özen göstermek gerekir. 2.1 Portakal Meyvesi ve Yapısı Portakal ağacının, sağlam kök yapısı, dikine uzayan düz bir gövdesi ile düzgün bir dal yapısı vardır. Yaprakları oval biçimli, koyu ve parlak, çiçekleri ise beyaz ve hoş kokuludur. Çeşitlerine göre bazı farklılıklar gösterse de genel olarak yuvarlak biçimli olan meyveleri, turuncu yumuşak bir kabuğa sahiptir. Portakal meyvesi, kabuk ve yenilebilen kısmı olan meyve etinden oluşur. Yenilebilen kısmı, içi meyve suyu kesecikleriyle dolu beyaz bir kabukla dilimlere ayrılmıştır. Cinsine bağlı olarak da dilimlerin çevresinde toplandığı meyve ekseninin etrafında çekirdekte bulunur. Şekil 2.1'de de portakalın
7 kesitiyle yapısı açıkca belli olmaktadır. Meyvelerin olgunlaşma süreçleri cinsine göre bir yıla yayılacak şekilde farklılık gösterir. Olgunlaşma zamanı, Ekim-Aralık arası ise erken, Aralık-Şubat arası ise mevsim ortası ve Şubattan sonrasını ise geç olarak değerlendirilir. Sanayi açısından ve taze olarak daha uzun süre tüketilebilmesi açısından Türkiye'de yetiştirilen portakalın hasat zamanı, farklı cins portakal bahçeleri kurularak genişletilmeye çalışılmaktadır. Şekil 2.1 Portakal Meyvesinin Kesiti [9] 2.1.1 Meyve kabuğu Meyve etini kaplayan portakal kabuğu; flavedo ve albedo denen iki katmandan oluşur. Flavedo, en dıştaki, sarıdan portakal kırmızıya kadar değisen ince tabakadır. Burada karotenoid pigmentleri ve içinde eteri yağ üreten guddelerin bulunduğu yağ hücreleri yer alır. Yağ, bu kısımda turgor basıncı ile durur. Yüksek basınç uygulaması ile kabuk sıkıştırılır ve bir darbe etkisinde kalır veya yüzeye iğne gibi ince bir cisim sokulursa yağ, hücrenin turgor basıncını yenerek yağ guddelerinden adeta fışkırarak açığa çıkar ve flavedo üzerinde yağ damlacığı olarak bulunur (Turhan vd., 2006). Kabuk yağı, turunçgil suları üretiminde önemli sorunlar oluşturmakta ve teknolojiyi zorlanmaktadır. Bundan dolayı da meyve suyu üretiminde de ayrıntılı bir şekilde
8 anlatılacak olan portakal kabuk yağı çeşitli ayırma işlemleri ile ayrılarak yan ürün olarak elde edilir. Flavedo katmanının en dışında yani; meyvenin yüzeyinde, ince bir mum filmi bulunur. Bu tabaka epidermisi; yağmura, su kaybına ve mantar enfeksiyonlarına karşı koruyan doğal bir bariyerdir. Flavedonun hemen altında, adeta devamı olarak albedo tabakası bulunur. Beyaz renkte, kalınca keçe benzeri bir katman olan albedo, flavedoya göre daha iri hücrelerden oluşur. Burada besin maddeleri ve suyu taşıyan damarlar yer alır. Albedo pektince zengin olduğundan turunçgil kabukları, pektin üretiminde hammadde olarak kullanılır. 2.1.2 Meyve eti Meyve eti yani endokarp, radyal olarak yerleşmiş dilimlerden oluşur. Dilimler, paranşim hücrelerinin bir çoğunun yan yana gelmesiyle, içinde meyve suyu bulunan keseciklerden oluşan bir yapı gösterir. Dilim içindeki üst üste yığılı bu meyve suyu keseciklerini, yüksek moleküllü materyalden oluşmuş bir dilim zarı sarar. Dilimlerin etrafına dizildiği eksenin ortasına gelen bölgede, dilimler içersinde çekirdekler veya çeşide göre çekirdek izleri bulunur. Meyve olgunlaştıkça yine çeşide bağlı olarak meyve eti ile kabuğun sıkı bağlantısı pektolitik enzimlerin etkisiyle gevşer (Cemeroğlu ve Karadeniz, 2001). Portakallarda kabuk meyve oranının genellikle %50 civarı olduğu kabul edilir. Kabuğun %30 'unu flavedo, %70 'ini albedodan oluşur. 2.2 Portakal Meyvesi Çeşitleri ve Özellikleri Akdeniz ve Ege yöremizde yetişen portakal ağacı, çok sayıda çeşide sahiptir. Mevcut olan çeşitlerin çaprazlanmasıyla da yeni türler ortaya çıkar. Türkiye'deki önemli yerli portakal çeşitleri; Alanya Dilimli, Finike yerli, Dörtyol yerli, Kozan yerli ve Sultanhisar yerli portakallarıdır. Kendi ekolojileri dışında genellikle kalitede büyük düşüşler yaşandığından üretim bölgeleri sınırlı kalır. Çok çekirdekli olmaları sebebiyle de genellikle meyve suyu sanayinde kullanılır. Türkiye'de yerli portakallar dışında yetiştirilen çok fazla sayıda portakal çeşidi mevcuttur.
9 Türk Standardları Enstitüsü tarafından hazırlanan TS 34 (2007) standardı doğrultusunda kabul edilen portakalın başlıca çeşitleri aşağıda açıklanmıştır. Şekil 2.2'de de bazı portakal görüntüleri gösterilmiştir. Şekil 2.2 Bazı portakal çeşitleri [14] 2.2.1 Alanya dilimli Kabuk, açık portakal rengindedir. En önemli özelliği, kabuk üzerinde sap tarafından stil ucuna doğru 4 ile 8 arasında değişen sayıda olukların bulunmasıdır. Kabuk kalınlığı ortalama 4,06 mm'dir. Olgunluk ilerledikçe kabuk kalınlığı incelir. Kabuk hafif pürüzlü, kabuğun ete bağlılığı gevşek, meyve eti koyu portakal renginde ve çok suludur. Meyveler küçük veya orta büyüklükte ve yuvarlak şekilli, ortalama genişliği 68 mm, uzunluğu 69 mm, kütlesi yaklaşık 162 g'dır. Öz su muhtevası ortalama %41, meyve başına ortalama 0,25 çekirdek düşen bir çeşittir.
10 2.2.2 Akçay şekeri Meyve rengi soluk-sarıya yakındır. Meyvelerin değişik görünüşlerinin çekiciliği yoktur. Meyveler; küçük-orta büyüklükte, öz su tulumcukları çok belirgin, sulu, aroma ve kalitesi iyi bir çeşittir. Meyvelerin ortalama, kütlesi 131 g, uzunluğu 62 mm, genişliği 63 mm'dir. Kabuk kalınlığı 4 mm'dir. Meyve başına düşen çekirdek sayısı ortalama 2 adettir. Öz su muhtevası ortalama %43 olan bir çeşittir. 2.2.3 Sangunelli Meyve kabuğu ağırlıklı olarak kırmızı renkte ve pürüzsüz parlak yapıdadır. Meyve eti gevrek ve parçalı renklidir. Meyve şekli küçük-orta irilikte, oval şekilli ve asimetriktir. Meyve çapı 75 mm ile 85 mm arasında, meyve kütlesi 180 g ile 200 g dır. Meyve kabuğu, meyve etine sıkı bağlı olup, Öz su muhtevası ortalama %35 olan çekirdeksize yakın bir çeşittir. 2.2.4 Yafa Yafa portakalı Şamuti veya Shamouti olarak da adlandırılır. Meyve kabuğu sarı portakal renginde ve ortalama 6 mm kalınlığındadır. Ekolojiye bağlı olarak kabuk kalınlığı değişir. Meyvenin sap tarafındaki kabuk daha kalındır. Kabuk pürüzlüden-hafif pürüzlüye kadar değişim gösterir. Kabuğun meyve etine bağlılığı ve meyve et tekstürü orta derecedir. Elverişli ekolojik koşullarda dilim zarları ince, meyve eti gevrek, sulu, çok üstün tat, aroma ve kaliteli, meyveleri muhafaza ve taşımaya elverişli özellikleri olan bir çeşittir. Meyve iriliği, iklim koşullarına bağlı olarak orta büyük ile büyük arasında değişir. Meyve şekli hafif oval ile oval arasında, ortalama genişliği 70,5 mm, boyu 80 mm, kütlesi ise 191 g dır. Meyve başına ortalama 2,5 çekirdek düşer ve ticarî anlamda çekirdeksizdir. Meyve eti rengi portakal-koyu sarı portakaldır. Öz su muhtevası ortalama %37 olan bir çeşittir. Nerdeyse tamamen sofralık olarak tüketilen bu ürünün, şeker:asit oranı 5:1 düzeyindedir.
11 2.2.5 Washington navel Meyve kabuğu portakal-koyu portakal renginde ve hafif pürüzlüdür. Meyve eti portakal renginde ve gevrek yapıdadır. Meyve şekli yuvarlak-oval arası bir yapıda olup, ucunda bir göbek bulunur. Meyve çapı 75 mm ile 80 mm dir. Meyve kütlesi 200 g ile 250 g dır. Meyve kabuğu ete sıkı bağlıdır. Öz su muhtevası ortalama %33,40 olan çekirdeksiz bir çeşittir. Ülkemizde sofralık olarak en çok yetiştirilen çeşittir. Bu portakallarda şeker:asit oranı 5.5:1, toplam karotenoidler 5-8 mg/l ve limonin içeriği 7-17 ppm düzeylerindedir. Çok lezzetli standard çeşitlerinden birisidir. Ama portakal suyuna elverişli değildir. 2.2.6 Thomson navel Meyve kabuğu Washington Navel a göre daha ince ve düz yapıya sahiptir. Meyve şekli hafif uzunumsu görünümdedir. Öz su tulumcukları pirinç tanesi yapısında ve birbirinden daha az bağımsızdır. Daha erkenci bir çeşit olması haricinde meyve çapı, meyve kütlesi, öz su muhtevası, şeker:asit oranı, karotenoid ve limonin içeriği Washington Navel a benzeyen bir çeşittir. 2.2.7 Valencia late Meyve kabuğu sarı portakal-portakal renginde, hafif pürüzlüdür. Meyve eti sarı portakalportakal rengindedir. Meyve şekli basık-yuvarlak ve hafif oval yapıdadır. Meyve çapı 65 mm ile 70 mm dir. Meyve kütlesi 160 g ile 165 g dır. Meyve kabuğu meyve etine orta sıkılıkta bağlıdır. Öz su muhtevası ortalama %46 olup, çekirdeksize yakın bir çeşittir. Hem sofralık olarak hem de sıkmalık olarak tüketimi söz konusudur. 2.2.8 Valencia midknight Meyve kabuğu portakal renginde, ince, yağlı, düzgün ve pürüzsüz bir yapıdadır. Meyve eti portakal rengindedir. Meyve şekli yuvarlaktır. Meyve çapı 80 mm ile 90 mm dir. Meyve kütlesi ortalama 160 g dır. Meyve kabuğu, meyve etine sıkı bağlıdır, zor soyulur. Öz su muhtevası ortalama %36 olup, çekirdeksize yakın bir çeşittir.
12 2.2.9 Navelina Meyve kabuğu koyu portakal renginde olup meyve eti portakal rengindedir. Meyve şekli oval, meyve çapı 90 mm-100 mm, kütlesi 200 g ile 250 g dır. Kabuğun ete bağlılığı orta, öz su muhtevası ortalama %43 olup çekirdeksiz bir çeşittir. 2.2.10 Navelate Meyve kabuğu soluk turuncu renkte olup ince yapılıdır. Meyve eti portakal rengindedir. Meyve şekli oval ve göbeklidir. Meyve çapı 75 mm-80 mm, kütlesi 140 g-200 g dır. Kabuğun ete bağlılığı sıkı, öz su muhtevası %30 ile %35 olup çekirdeksiz bir çeşittir. 2.2.11 Lane late Meyve kabuğu sarı portakal renginde olup meyve eti portakal rengindedir. Meyve şekli yuvarlak oval arasında, meyve çapı 75 mm - 80 mm, kütlesi 200 g - 250 g dır. Kabuğun ete bağlılığı orta, öz su muhtevası ortalama %41 olup, çekirdeksiz bir çeşittir. 2.2.12 Kan Bu portakallar meyve suyu rengi, aroması ve Briks:asit oranı açısından taze sıkmalık olarak kullanılmaya çok uygundur. Kan portakallarının pembe-viole renkleri antosiyaninlerden kaynaklandığı için ısıya çok duyarlıdır. Bundan dolayı da meyve suyuna işlemeye uygun değildir. Dondurulmuş halde saklanınca meyve suyu rengi korunabilir(cemreoğlu ve Karadeniz, 2001). Başlıca kan portakalları Moro ve Tarocco'dur. Kan moronun meyve iriliği orta ve büyük arasında bir değişim gösterir. Meyve şekli; yuvarlak-oval ve sap yönünde hafif boyunludur. Meyve etinde renklenme orta koyulukta ve çizgiler halindedir. Meyve aromaca çok zengindir. Meyve çapı 63 mm ile 79 mm dir. Meyve kütlesi ortalama 171 g ile 212 g dır. Öz su muhtevası %35 ile %42 olup, çekirdeksiz (meyve başına düşen çekirdek 0,25 adet) bir çeşittir.
13 Kan Taracco ise, çok lezzetli bir portakaldır. Orta mevsim çeşidi olup orta verimlidir. Taşımaya ve depolamaya elverişli, çekirdeksiz bir çeşittir. 2.2.13 Cara cara Kırmızı etli bir navel çeşididir. Meyve büyüklüğü hariç tüm özellikleri Vaşington Navel ile aynıdır. Meyve eti pembemsi portakal rengindedir. Meyve kalitesi yüksek, meyve pulpası gevrek ve lezzetlidir. Kanlı portakalların kendine has tadını taşımaz.
14 3. PORTAKALIN BİLEŞİMİ Portakalın bileşimi su, karbonhidrat, yağ, protein, organik asit, vitamin, mineral madde, aroma maddesi, renk verici madde, ve bazı yabancı maddelerden meydana gelir. Öncelikle portakalın içindekileri incelerken, en önemli özelliklerinden biri olan Briksin ne demek olduğu açıklarsak. Brix derecesi; refraktometre aygıtı ile tayin edilen ve içecekteki çözünür katı maddelerin kütlece yüzde oranını gösteren değerdir. Portakalın Briks derecesi en az 11,18 en çok 13,54 ve ortalama olarak 11,41 'dir (Üzümcü,2004). Çizelge 3.1 'de de portakalın yenilebilir kısmındaki bileşimi gösterilmiştir. Ayrıca TSE tarafından belirlenen 100 gram portakal meyvesinin yaklaşık besin değeri Çizelge 3.2'de gösterilmiştir. Çizelge 3.1 Portakal Meyvesinin Bileşimi (TSE,2007) 100 GRAM PORTAKAL MEYVESİNİN BİLEŞİMİ Su 86,0 g Protein 0,7 g - 1,3 g Yağ 0,1 g 0,3 g Lif 0,5 g Kül 0,5 g 0,7 g Kalsiyum 40,0 mg 43,0 mg Fosfor 17,0 mg 22,0 mg Demir 0,2 mg 0,8 mg Karoten 200 I.U. (Vit. A) Thiamin 0,10 mg Riboflavin 0,04 mg
Çizelge 3.2 Portakalın yenilebilen kısımının bileşimi (Artık ve Velioğlu, 1992) MEYVE Bileşenleri Miktarı Bileşenleri Miktarı 15 Portakal Karbonhidratlar (g/l) 67-122 Niyasin (µg/kg) 7000-3000 Tiyamin (µg/kg) 300-600 Ca (mg/kg) 120-200 Ham Protein (g/l) 8-11 P (mg/kg) 180-230 Su (%) Askorbik Asit (mg/kg) K (mg/kg) 82,7-89,3 Titrasyon Asitliği (g/l) 12,1-15,9 50-152 Mg (mg/kg) 70-140 1900-3700 Beta Karoten (µg/kg) 4500-35000 3.1 Karbonhidratlar Meyvelerin temel bileşim öğelerinden birisi karbonhidratlardır. Meyvelerde bulunan karbonhidratların miktarı çok değişmekte çoğunlukla %3-20 arasında, yani geniş sınırlar içinde oynadığı kabul edilir. Portakallarda ise karbonhidrat oranı %10 ile %15 arasında değişir. Portakaldaki karbonhidratları; şekerler ve polisakkaritler olarak başlıca iki bölümde incelenebilir. 3.1.1 Şekerler Portakaldaki şekerler sırasıyla sakkaroz (%3,46), fruktoz (%2,45), glikoz (%2,27) 'dur (Üzümcü,2004). Glikoz, üzüm şekeri, kan şekeri ve dekstroz gibi isimlerle de tanınır ve hemen hemen her meyvede bulunur. Fruktoz, meyve şekeri ve levüloz olarak da bilinir. Bitkilerde, glikozla beraber yaygın olarak bulunan diğer bir monosakkarittir. Meyvelerde de en yaygın olarak bulunan disakkarit ise sakkarozdur. Pancar şekeri ismi ile de tanınan sakkaroz, l mol glikoz ve l mol fruktozun birleşmesiyle oluşur. Portakalın glisemik indeksi 62±6 'dır (FAO/WHO raporu, 1997). Ayrıca bazı meyvelerde şekerin bir türevi olarak bulunan sorbitol portakalda kesinlikle bulunmaz.
16 3.1.2 Polisakkaritler Meyveler, nişasta olmayan polisakkaritleri diyet lifleri olarak da bilinen polisakkaritleri içerir. Bunlar önemli sağlık yararları olan kompleks karbonhidratlardır. Meyvelerde bulunan başlıca polisakkaritler selüloz ve hemiselüloz hücre duvarlarının temel maddeleridir. Ayrıca portakalda kabuk, çekirdek dilim zarlarında çok miktarda bulunur. Portakalın meyve suyuna işlenmesinde, selüloz ve hemiselüloz ayrılır ve posa olarak atılır. Ancak bir kısmı pulpa geçer. Meyve suyu üretim teknolojisi açısından, meyvelerde bulunan en önemli polisakkarit pektik maddelerdir. Portakal içindeki baskın lif pektindir. Toplam lifin %65 ile 70'ini oluşturur. Pektik maddeler, bitki hücrelerin özellikle orta lamellerinde ve primer hücre membranlarında yer alır. Pektik maddeler, karışık yapıda kolloidal karbonhidrat türevidirler. Pektik maddelerden suda çözünmeyen nitelikte olanlara protopektin denir. Meyvelerde daha çok protopektin bulunur ve bu madde meyvenin olgunlaşmasıyla pektine dönüşür. Portakalların olgunlaşmasında veya depolanmasında, dokunun yumşamasının başlıca nedeni budur. 3.2 Azotlu Bileşikler Bu başlık altında bulunan başlıca maddeler proteinler, aminoasitler, peptitler, enzimlerdir. Azotlu maddelerin meyvelerindeki miktarları çok düşüktür ve taze ağırlığın %0,1-0.2'si arasında değişir. Azotlu maddelerin en önemli bölümü serbest aminoasitler oluşturur. Meyvelerde genel olarak 40-700 mg/100 g arasında değişen miktarda serbest aminoasitler bulunur. Portakallarda ise TSE 34 (2007)' ye göre 700 1300 mg/100 g arasında değişir. Her meyvede bulunan aminoasit miktarları ve dağılımları, meyve cinsleri ile meyvenin yetiştiği toprak niteliklerine göre değişir. Ancak bir meyvede bulunan aminoasitlerin çeşitleri o meyveye özgü dağılım gösterir. Kimyasal açıdan protein yapısında olan fakat gerek nitelikleri gerekse fonksiyonları bakımından tamamen farklı olan enzimler biyokimyasal olaylarda katalizör olarak yer alırlar. Diğer bitkisel ve hayvansal dokularda olduğu gibi,
17 portakal meyvelerinde de çok çeşitli enzimler bulunur. Enzimler meyvelerin gelişmesinde ve meyvelerin işlenmesi sırasında birçok olumlu ve olumsuz değişikliklere neden olurlar. 3.3 Organik Asitler Meyvelerde çeşide bağlı olarak değişik cins ve miktarlarda organik asitler bulunabilir. Meyvelerin tadı esas olarak şeker ve asitlerden kaynaklanır ve lezzetleri asit-şeker dengesiyle oluşur. Şeker ve asit miktarlarının birbiriyle orantısı meyveden meyveye değişir. Bu yüzden bazı meyveler ekşi bazıları tatlı lezzetlidir. Meyvelerde bulunan organik asitlerin büyük bir kısmı serbest olarak bulunduğu halde, az bir kısmı katyonlarla tuz olarak bağlanır. Bu yüzden titrasyonla saptanan asit miktarı, o meyvede bulunan asidin gerçek miktarından daima daha azdır. Gerek asitler gerekse bunların tuzları hücre suyunda genellikle erimiş halde bulunurlar. Meyveler solunum enerjisini sağlamada şekerlerin yanında asitlerden de yararlandıklarından dolayı uzun süre depolanan meyvelerde asit azalması görülür. Örneğin, portakalların depolanmasında meyvelerin zamanla tatlanmış gibi olmasının nedeni budur. Portakaldaki organik asitler; en önemlisi askorbik asit, sitrik asit, tartarik, malik, benzoik ve süksinik asittir. Portakalın asitliğini de sahip olduğu sitrik asit ile malik asit miktarı belirler. Sitrik asit özellikle turunçgillerde büyük miktarlarda bulunur. Askorbik asit antioksidan özelliklerine sahip bir organik asittir. Renkleri beyazdan açık sarıya değişen katı toz ya da kristaller halinde bulunur. Genellikle C vitamini olarak bilinir. Sitrik asit, canlılarda şekerin okside olup karbondioksit ve suya dönüşmesi ve enerji açığa çıkmasında önemli bir rol oynayan sitrik asit döngüsü için önemlidir. Ayrıca sitrik asit, gıda endüstrisinde en yaygın ph kontrol ajanıdır. Askorbik asit (C vitamini, E300) gibi antioksidanların çalışmasını güçlendirir ve meyvelerin renginin kahverengiye dönmesini engeller. Sitrik asit şekerin kristalleşmesini engellemek için şekerleri ve şekerlemeleri stabilize eder. Malik asit ise, hafif ekşimsi elmada bol miktarda bulunan bir organik asittir. Meyveler olgunlaştıkça içerdikleri malik asit miktarları azalır. Asitliği düzenlemek için kullanılır.
18 Suda çözünürlüğü yüksektir. Ve son olarak süksinik asit, kimyasal adıyla bütandioik asit, renksiz ve kokusuz bir kristaldir. Gıda ve içeceklerde tatlandırıcı olarak kullanılır. Gıda katkı maddelerinde kodu E-363 dür. Ayrıca bakterilere karşı dayanıklılık özelliği vardır. 3.4 Vitaminler Meyveler hemen herkes tarafından vitamin kaynağı olarak görülür. Gerçekten bazı meyveler, bazı vitaminleri yüksek düzeyde içerir. Meyvelerde bulunan vitaminler ve miktarları meyve cins ve türüne göre değişir. Portakalda en yaygın olarak bulunan vitamin, C vitamini (askorbik asit)'dir. Ancak, B grubu vitaminlerden bir çoğu da bulunur. Bunların başında, tiyamin, riboflavin, niyasin, pyridoxol, biyotin, folik asit, myo-inasit gibi suda eriyen vitaminler gelir. Ayrıca, provitamin-a niteliğinde karotenoid maddeler insan sağlığı için önemlidir.beta-karoten ve diğer karotenoidler günlük A vitamini ihtiyacının karşılanmasında önemli bir rol oynar. C vitamini, meyvelerde en baskın formu olan askorbik asit şeklinde bulunur. Birincil oksidasyon ürünü olan L-Dehidroksiaskorbik asit (DHA)'de biyolojik aktiviteye sahip olduğu için önemlidir. Meyvelerdeki ortalama DHA miktarı, toplam C vitamini içeriğinin %10 undan azdır. Okside olmuş olan form dekompozisyona daha dayanıksız olduğu ve biyolojik aktivite kaybına yol açtığı için, askorbik asit formlarındaki değişiklikler hem teknolojik hem de besinsel açıdan önemlidir (Cordenunsi ve ark., 2004). B vitamini, meyvelerde bir formu olan folat olarak bulunur. Folat aynı zamanda pteroylglutamik asit, folik asit ve folakin adlarıyla geçer. Hayvanlarda ve bitkilerde nükleik asitlerin sentezinde kullanılan B9 vitaminin bir biçimidir. Folatın yanı sıra tiyamin ve niyasin de bir çeşit B vitaminidir. Tiyamin, bir diğer ismiyle B1 vitamini, kimyasal formülü C12H17ClN4OS olan renksiz bir bileşiktir. Suda çözülebilen bir vitamindir. B2 vitamini yani riboflavin, pentoz şeker olan ribitol ve lumikromdan oluşur. Niyasin, Nikotinik asit veya B3 vitamini suda çözünür bir vitamindir. Hücrelerde enerji metabolizması, nükleik asit, protein, yağ ve karbonhidrat metabolizmasında gereksinim
19 duyulan zorunlu bir vitamindir. 3.5 Mineral Maddeler Meyveler yakıldığı zaman, geride mineral maddelerden ibaret kül kalır. Kül, meyvenin toplam mineral maddelerden oluşur. Gerek kül miktarı gerekse külü oluşturan minerallerin dağılımı her meyveye özgü nitelikte ve fakat dar sınırlarda bulunur. Mineral maddelerin çoğunluğu, meyvenin organik ve inorganik asitleriyle, suda çözünebilir nitelikte tuz yapmış olarak bulunur. Bu yüzden, mineral maddelerin büyük bir kısmı meyve suyuna geçer. Meyvelerde kül miktarı, meyve cinsine göre değişmekle birlikte ortalama 4-8 g/kg dolaylarındadır. Diğer gıdaların çoğunda olduğu gibi, portakallarda en çok bulunan mineral madde potasyumdur. Potasyumdan sonra en fazla bulunan mineraller; fosfor, kalsiyum ve magnezyumdur. Bunları metal olmayan minerallerden de kükürt ve klor izler. Sodyum ve demir oldukça düşük konsantrasyonlarda bulunur. Meyvelerde ayrıca, çinko, bakır, mangan, kobalt, molibden ve iyot gibi yaşam için zorunlu elementler de bulunmaktadır. Çizelge 3.3 'de de turunçgillerin mineral madde içerikleri verilmiştir. Çizelge 3.3. Turunçgillerin mineral madde içerikleri, mg/l00 g (FAO Raporu, 2000) 3.6 Aroma Maddeleri Meyvelerin flavorunu oluşturan; tat, tekstür ve aroma gibi unsurların en önemlisi aromadır. Aromayı oluşturan yüzlerce bileşiğin varlığı söz konusudur. Bu bileşikler her meyvenin kendine özgü aromasını oluşturur. Aroma bileşenleri gerçekte, çeşitli alkoller, ketonlar,
20 esterler, hidrokarbonlar vb. gibi bileşik gruplarından oluşur. Aromayı oluşturan bu bileşiklerin genel özellikleri kolay uçucu olmalarıdır. En önemlileri; sitral, terpenoid ve limonoiddir. 3.6.1 Sitral Sitral; geranial (sitral a) veya neral (sitral b) olarak da bilinen limon, portakal vb. turunçgillerin uçucu yağlarında limonenin yanı sıra bulunan turunçgiller familyasının ana lezzet bileşenlerindendir. Sitral (C10H16O); şekerleme sanayinde, içeceklerde, bazı kozmetik ürünlerinde ve vücut losyonunda portakal ve limon tadı veya kokusunu vermek için kullanılır. Geranialin aroma yoğunluğu neralinkinden çok daha fazladır, ama ikisi de çok benzer bir aromadadırlar. Sitral ayrıca A vitamininin kimyasal sentezinde de kullanılır fakat vitamin aktivitesine sahip değildir. Sitral suda hiç çözünmemesine veya kısmen çözünmesine rağmen yağda ve alkolde kolaylıkla çözünür 3.6.2 Terpenoid Terpenler hidrokarbonların geniş ve çeşitli bir sınıfıdır. Başlıca bitkiler, özellikle iğne yapraklılar, tarafından üretilmekle beraber bazı böcekler de terpenler salgılar. Reçinenin ve ondan elde edilen terbentinin ana bileşkesidir. Terpen sözcüğü terebentin sözcüğünden türetilmiştir. Terpenler kimyasal olarak değişime uğratıldıkları zaman, örneğin yükseltgenme veya karbon iskeletinin düzenlenmesi ile, meydana gelen bileşiklere genel olarak trepenoid olarak değinilir. Bazı yazarlar tarafından, terpen sözcüğü tüm terpenoidleri kapsayacak şekilde kullanılır. Terpen ve terpenoidler, portakalın dışında çoğu bitki ve çiçekteki esans yağları başlıca bileşkeleridir. Esans yağları gıdalara tatlandırıcı katkısı olarak, parfümeride, aroma terapi de ayrıca geleneksel ve alternatif tıpta kullanılır. Doğal terpenlerin sentetik değişiklikleri ve türevleri, parfümeri ve gıda tatlandırıcı katkı maddelerindeki çeşitliliği çok arttırmıştır. 3.6.3 Limonoid Limonoidler bitkiler tarafından sentezlenen kimyasal bileşiklerdir. Limonin ve nomilin
21 başta olmak üzere turunçgillerde yaklaşık olarak 40 çeşidi bulunur. Limonen turunçgillerin ve diğer birçok bitki türünün esansiyel yağlarında vardır ve portakalın ana aroma bileşenidir. Limonen molekülü (C10H16) birbirinin simetriği olan iki formda bulunabilir. l-limonen, çam ve turpentin kokusundadır ve d-limonen hoş bir portakal kokusuna sahiptir. Ayrıca d-limonen elde edilen portakal yağının %95'ini oluşturur. Limonin, turunçgillerde bulunan en acı limonoiddir. Portakallarda limonin bir ön maddesi olan limonin A halkası monolakton şeklinde bulunur. Bu formu acı değildir. Ancak meyve işlenme sırasında gördüğü mekanik etkiler sonucu limonin haline gelir. Limonin esas olarak bazı portakal türlerinde bulunur. Bunlar; washington navel, hamlin, bionda communa, shamouti ve temporana'dır (Karadeniz ve Cemeroğlu,2001). Örneğin Navel portakallarda 7-17 ppm arasında, Valencia portakallarında 1-5 arasında bulunur (Cohn,1990). Bu nedenden dolayı limoninden kaynaklanan acılığa gecikmiş acılık da denir. İnsanların acılığı algılaması limoninin çözündüğü sıvının niteliklerine göre farklılık gösterir. Örneğin, Guanadagni'nin 1973 yılında yaptığı bir çalışmada acılık eşiği, damıtık suda 1 ppm, portakal suyunda (ph=3.8) 6.5 ppm ve portakal suyuna benzer bir model ortamda 11 ppm olarak saptanmıştır. Limonoidlerden bir diğer acılık bileşiği nomilindir. Ancak bu bileşik daha çok greyfurtlarda bulunur ve acılık üzerine daha geri plandadır. 3.7 Renk Verici Maddeler Portakala kendisine özgü rengi, renk verici meddelerden yani pigmentlerden kaynaklanır. Portakala rengini veren pigmentler karotenoid ve antosiyamin grubudur. Bu organik pigmentler, aromatik karbonların nitrojen içeren azo pigmentlerinden sentezlenir. 3.7.1 Karotenoid Bitkilerde ve hayvansal dokularda bulunan kırmızı-sarı pigmentlerdir. Portakala rengini veren kabuğunda bulunan karotenidlerdir. Doğada 670 ten fazla karotenoid bulunmakta ve bunların çoğu antioksidatif aktivite gösterir. Portakalda ise, yaklaşık olarak 20 çeşit karotenid vardır. Doğal pigmentlerin bir sınıfı olan karotenidlere örnek olarak lutein,
22 zeaxanthin, beta-criptoksantin, β-karoten, α-karoten, likopen ve β-kriptoksantin sayılabilir (Faulks ve Sauthon,2001). Karotenoidler insan sağlığı için çok önemli bir etkendir. Beta-karoten ve diğer karotenoidlerin günlük A vitamini ihtiyacının karşılanmasında önemli bir rol oynar. Çok yakın zamanda karotenoidlerin ciddi hastalıklara karşı; örneğin, kanser, kalp krizi ve göz hastalıkları gibi rahatsızlıklar üzerindeki etkisi fark edildi ve bu durum karotenoidlerin antioksidan (oksit giderici) ve bağışıklık sistemi üzerindeki düzenleyici etkisıne yönelik araştırmaların artmasını sağlamıştır. Karotenoidler gıda boyaları olarak çok sık kullanılırlar: E160, E160b, E160c, E160d, E160e ve E160f. 3.7.2 Antosiyanin Antosiyaninler, kırmızı-mavi bitki pigmentlerinin büyük bir grubudur. Antosiyaninler, tüm gelişmiş bitkilerde, çoğunlukla çiçeklerde ve meyvelerde aynı zamanda, yapraklarda, gövdelerde ve köklerde oluşur. Bu bölümlerde, hücre çepherinde baskın olarak bulunur. Oranları oldukça büyüktür. 100 gram portakalda bulunan antosiyanin miktarı yaklaşık 200 mg'dır (Lauro ve Francis,2000). Antosiyaninler, bitkilerde birçok farklı fonksiyona sahiptir. Antosiyaninler antioksidandır, bitkiyi UV-ışığından korur, savunma mekanizmasıdır ve tozlaşma ve üreme için çok önemlidir. Antosiyanin turuncu renk veren başlıca çeşitleri; apigeninidin, aurantinidin, luteolinidin, pelargonidin'dir. Antosiyaninlerin antioksidan olarak insan sağlığını desteklediğini gösteren belirtiler vardır. Kronik kalp hastalıklarının riskini azaltır, görsel aktiviteyi ve antiviral aktiviteyi geliştirir. Bununla birlikte bu iddalar bilimsel olarak kanıtlanamamıştır. Antosiyaninler önemli antioksidanlardır, fakat bunların insan sağlığına etkisi tam anlaşılamamıştır (Hendry ve Houghton, 1997). Antosiyaninlerin renkleri yapıya bağlıdır, fakat ayrıca meyvenin asitliğine de bağlıdır. Yani, ph değişimine karşı duyarlıdır. Güçlü asidik ortamlarda kırmızılık artarken, ph'ın yükselmesi ile ise mavilik artar. Kimyasal olarak antosiyaninler, şekersiz antosiyanidin aglikona ve antosiyanin glikozitle bölünür. Bunlar, gıda katkı maddesi olarak kullanılırlar, 163 E numaralarıdır.
23 3.8 Antioksidanlar Oksidasyon, yağların bozulmasına neden olan başlıca reaksiyonlardan biri olmakla beraber gıda ürünlerinde besin değerinin ve raf ömrünün azalmasına yol açar. Antioksidan, oksit giderici her türlü kimyasal maddeye verilen addır. Gıdadaki antioksidanlar, antioksidasyondan kaynaklanan acılaşmayı ve tat bozulmalarını geciktirme ve ya önleme özelliğine sahip olan maddelerdir. Tokoferoller, askorbik asit flavonoidler ve fenolik asitler en önemli doğal antioksidan gruplarıdır. Portakallarda yüksek oranda askorbik asit ile flavonoid çeşitleri bulunur. Askorbik asit, yani C vitamini temel besin değerlerinden biridir. Vitaminler kısmında yarıntılı bir şekilde ele alınmıştır. Flavonoidler ise, genellikle bitkilerde bulunan ve günlük diyetle sıklıkla tüketilen difenilpropanlardır. En önemli flavanoid kaynakları sebzeler, meyveler ve içeceklerdir (Shi vd., 2001). Portakallarda ve diğer turunçgillerde yaklaşık 60 çeşit flavonoid bulunmuştur. Flavonoidler, C6 C3 C6 karbon iskeleti ile karakterize edilir. İki aromatik halka, üç karbonlu bir alifatik zincir ile birbirine bağlanır. Flavon, flavonol, izoflavon, flavonon ve çalkonları içeren flavonoidler tüm bitki dokularında bulunur (Maslarova, 2001). Flavonoidler, antioksidatif aktivitelerini ksantin oksidaz, lipoksijenaz ve siklooksijenaz gibi enzimleri inhibe ederek, metal iyonları ile şelat oluşturarak, diğer antioksidanlar ile etkileşime girerek, ve süperoksit anyonları, lipid peroksil radikalleri ve hidroksil radikalleri gibi serbest radikalleri yakalayarak gösterirler (Shi ve ark., 2001; Disilvestro, 2001). İnsan sağlığı için çok yararlı olan flavonoidler, tümör oluşmasını engellemenin yanı sıra ileri yaşlarda meydana gelebilecek kroner kalp rahatsızlıklarınında önüne geçtiği kanıtlanmıştır. Bunların yanı sıra portakalın bünyesinde bulunan fenolik asitler; p- Hidroksibenzoik, 3,4-dihidroksibenzoik, vanillik, syringic, p-kumarik, kafeik, ferulik, sinapik, klorojenik ve rosmarinik asit gibi çeşitleri vardır. Organik asit esterleri veya glikozitler olarak bulunmaktadırlar. Pozisyon ve hidroksilasyon derecesi antioksidatif
24 aktiviteyi belirlemede öncelik taşımaktadır (Maslarova vd., 2003). 4. PORTAKAL SUYUNUN BİLEŞİMİ Portakal meyvesi ile portakal suyu geçirdiği işlemler sonucu içerik miktarlarında farklılıklar gösterir. Çizelge 4.1 'de portakal suyunun içerik olarak karşılaştırılması sonuçları da bunu göstermiştir. Ayrıca Çizelge 4.2'de de portakal suyunun bileşenleri ortalama değerleriyle ayrıntılı bir şekilde verilmiştir. Çizelge 4.1 Portakal meyvesi ile portakal suyunun içerik olarak karşılaştırılması (Gutherie ve Picciano, 1995) Beslenme çizelgesi 1 tane orta boy portakal () 1 bardak portakal suyu (250 ml) Kalori: 64 110 Toplam Yağ (g): 0,1 0,7 Lif (g): 3,4 0,5 Protein (g): 1 2 Karbonhidrat (g): 16 25 Kolesterol (mg): 0 0 Sodyum (mg): 1 3 Vitamin C (mg): 80 82 Folate (mcg): 47 45 Potasyum (mg): 15 473 Çizelge 4.2 Portakal suyunun bileşenlerinin ağırlıkça yüzdeleri (Nagy vd.,1993)
PORTAKAL SUYUNUN BİLEŞENLERİ ve ORTALAMA DEĞERLERİ 25 Su Şekerler Glikoz Fruktoz Sukaroz Organik Asitler Malik Asit Sitrik Asit Tartarik Asit Yağ Protein Kül miktarı Aroma bileşenleri(mg/1000g) Vitamin (mg/1000 g) ph 87-92 1,0-2,6 1,6-3,0 3,1-5,1 0,1-0,3 0,4-1,5-0,08-0,1 0,4-1,1 0,3-0,5 30-45 300-800 2,4-4,4 Portakal suyunun en önemli bileşenlerinden biri C vitaminidir. Antioksidan özelliğe sahip C vitamini, oksijene karşı hassasiyet gösterir. Bu yüzden portakal suyundaki vitamin C konsantrasyonu, oksijene maruz kalınması durumunda düşer. Vitamin C konsantrasyonundaki düşüş, portakal suyu elde edilmesinden hemen sonra başlar. Bu durumda oluşan reaksiyon, aynı zamanda sıcaklığa ve asitliğe de bağlıdır. Portakal suyu gibi asitli meyve sularında; düşük sıcaklıkta, reaksiyon biraz daha yavaş gerçekleşecektir. Bu nedenle, portakal suyunun sıkıldıktan sonra birkaç saat içerisinde içilmesi veya mümkün olabildiğince soğuk bir şekilde saklanması tavsiye edilir. Buzdolabında muhafaza edilen portakal suyunda reaksiyon yavaşlar ve bir gün sonra bile meyve suyunda hala vitamin C'ye rastlanılır. Sanayide üretilen hazır portakal suları, oksijen geçirmez paketler içerisine konulur ve paket açılmadığı sürece vitamin C konsantrasyonu sabit kalır. Açıldıktan sonra ise muhafaza konusunda yukarıda taze meyve suyu için bahsedilen durumun aynısı geçerlidir. C vitamininin dışında B kompleks vitaminleri de yüksek miktarlarda bulunmaktadır. Ayrıca portakal sularında portakala özgü tadını veren çok çeşitli aroma maddeleri mevcuttur. Bunlar; etil bütanat, limonen, trans-2-hakzanel, 1-hekzanel, oktanol, etil
26 dekanat, linalool, nerol, gereniol, trans-3-hekzen-1-ol gibi çeşitli terpen, aldehit, alkol, ester, terpenol ve ketonlardan oluşur (Selli, Cabaroğlu ve Canbaş, 2003). Portakal ve portakal suları arasındaki farklardan bir tanesi, portakalın yenilebilir kısmında bulunmayan ama portakal suyu işlemlerinde ortaya çıkan acılık bileşenleri; limonoid ve naringin maddesidir. Bu maddeler portakal çeşitlerine göre farklı oranlarda bulunur. Bu acılık unsurlarını gidermek amacıyla tek ticari yöntem adsorbent uygulamasıdır. Bu endüstride kullanılmak üzere üretilen özel reçineler tarafından adsorbe işlemi gerçekleşir. Portakal suyuna acılık veren portakal yağı, portakal suyuna acılık veren bileşikler arasında sayılmaz. Sanayide ekstraksiyon işleminde ya da portakal kabuk yağı ayırma işlemi sırasında uygun makinalar tarafından portakal suyundan ayrılır. Portakal sularında sorun yaratan bir diğer bileşen hespiridin, bir çeşit flanonon glikozittir. Acı değildir fakat zamanla çökerek beyaz renkli kuşku doğuran bir toru oluşturur. Portakal sularında 122-254 ppm düzeyinde hespiridin saptanmıştır (Karadeniz ve Cemeroğlu,2001).
27 5. PORTAKAL SUYU VE KONSANTRESİ ÜRETİMİ Öncelikle üretimini yapacağımız portakal suyu ve portakal konsantresinin ayrıntılı tanımlarını yapalım. Portakal suyu : Portakal meyvelerinden elde edilebileceği gibi portakal suyu konsantresinden de elde edilir. Portakal meyvesinden elde edilen meyve suyu; meyveden mekanik yolla elde edilen ve elde edildiği meyvenin karakteristik renk, koku ve tadına sahip, fermente olmamış fakat fermente olabilen üründür. Portakal meyve suyu, meyvenin endokarp kısmından yani meyve etinden elde edilir. Konsantreden hazırlanan meyve suyu; konsantre etme sırasında uzaklaştırılan miktarda ve meyve suyunun özelliklerini önemli ölçüde etkilemeyen, kimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal açıdan uygun, içilebilir özellikteki su ile konsantrasyon sırasında ayrılan uçucu aroma maddelerinin (aynı meyvenin aromasını) katılması ile elde edilen ve meyveden elde edilenle duyusal ve analitik özellikleri aynı olan üründür. Portakal konsantresi : Portakal suyundaki doğal suyun belirli kısmının fiziksel olarak ayrılmasıyla elde edilen ve doğrudan tüketim için işlemede hacim indirgenmesi %50' den az olmayan üründür. Tanımlardan da anlaşıldığı gibi üretim hattında öncelikle portakal meyvelerinden portakal suyu elde edilecek, daha az yer kaplaması, belli süre bekleyecek ürünlerin bozunmasının engellenmesi gibi çeşitli nedenlerle portakal konsantresi elde edilir. Elde edilen ürünler,