Üzümün Kurutulmasında Uygulanan Ön işlemlerin Kurutma Süresine ve Kuru Üzüm Kalitesi Üzerine Etkileri Özgün KAYA

Üzümün Kurutulmasında Uygulanan Ön işlemlerin Kurutma Süresine ve Kuru Üzüm Kalitesi Üzerine Etkileri Özgün KAYA

Sunum Akışı Giriş Dünyada çekirdeksiz kuru üzüm üretim miktarları Ülkemizde Kuru Üzüm Üretimi Üzümün Kurutulmasında Karşılaşılan Güçlükler Üzümün Kurutulmasında Kurumayı Kolaylaştıran Ön işlemler Kimyasal Ön İşlemler Potasyum Karbonat + zeytin yağı Potasyum karbonat + etil oleat Sodyum Hidroksit Karbonik Maserasyon Fiziksel Ön İşlemler Neden fiziksel Ön İşlemler? Aşındırma Buhar ile haşlama Vurgulu Elektrik Alan (PEF) Mikrodalga Elektriksel İşlem Sonuçlar ve Öneriler Kaynaklar

Giriş Gıdaların kurutulması ilk çağlardan beri uygulanan en eski dayandırma yöntemidir. Kurutma, özellikle yüksek oranda (%75-95) su içeren meyve ve sebzeler gibi gıdaların uzun süre dayandırılabilmeleri amacıyla uygulanır. (Cemeroğlu, 2013) 3

Giriş Üzüm en fazla kurutulan meyvelerin başında gelir. Ülkemizde çekirdekli ve çekirdeksiz üzümler kurutulmakla beraber hem iç tüketimde hem ihracatta Sultani çekirdeksiz üzüm öne çıkmaktadır. (Cemeroğlu, 2013) 4

Dünyada çekirdeksiz kuru üzüm üretim miktarları (bin ton) Ülkeler 2007/08 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 2012/13** 2013/14*** Türkiye 225 310 270 249 269 310 242.63 ABD 241 255 243 259 270 248.27 305 İran 70 50 100 135 135 135 125 Şili 25 50 64 60 62 83 65 Arjantin 27 26 28 30 40 26 29 G. Afrika 29 28 17 29 19 19.2 35 Avustralya 15 9 14 12 5 10.6 15 Yunanistan 5-5 5 5 5 5 Çin * * * 130 120 150 150 Hindistan * * * 120 135 125 145 Özbekistan * * * 25 25 25 25 TOPLAM 637 728 741 1.053 1.085 1.129.07 1.141.63 * Veri alınamamıştır. ** Tariş Üzüm Birlğinden alınan veriler. *** Tahmini veriler. (Anon., 2013) 5

Ülkemizde Kuru Üzüm Üretimi Kurutulacak üzümler salkımlar halinde delikli ve kulplu kaplara yerleştirilip içerisinde potasa bulunan başka bir kaba kısa süreyle daldırılıp çıkarılmaktadır. Genellikle doğal bir kurutma yöntemi olan güneş altında sergide kurutma yöntemiyle yapılmaktadır. 6

Üzümün Kurutulmasında Karşılaşılan Güçlükler Üzüm herhangi bir ön işleme tabi tutulmaksızın güneşte yaklaşık 15 günde kurumaktadır. 15 günlük süre oldukça uzundur ve yağmur riski gibi hava şartlarına bağlı riskler bulunmaktadır. Sürenin uzaması kontaminasyon riskini artırır. Ekonomik kayıplar artar. 7

Üzümün Kurutulmasında Kurumayı Kolaylaştıran Ön işlemler Kimyasal Ön İşlemler Potasyum Karbonat + zeytinyağı (Potasa) Potasyum Karbonat + etil oleat Sodyum Hidroksit Sodyum Karbonat Soya Lesitini Karbonik maserasyon Fiziksel Ön İşlemler Aşındırma Buhar Mikrodalga Vurgulu elektrik alan Dondurma Ohmik ısıtma 8

Kimyasal Ön İşlemler 9

Potasyum Karbonat + zeytin yağı TS 3411 e göre bandırma çözeltisi (potasa) 100 L suya 5-8 kg arasında potasyum karbonat ve 0,6-0,9 kg arasında zeytinyağı katılarak hazırlanmalıdır. Potasaya bandırmadaki amaç; Mumsu tabaka yapısının bozulması Polifenol oksidaz enziminin faaliyetini yavaşlatmak K 2 CO 3 nemin havaya geçmesini Zeytinyağı mumsu tabakayı silmeyi Zeytinyağı içerideki nemin hızlı bir şekilde tane kabuğundan geçmesini Sağlar. Oktar, 2014 10

Potasyum karbonat + etil oleat Potasyum karbonat ile birlikte zeytinyağı kullanımına alternatif olarak, zeytinyağı yerine etil oleat kullanımının da yaygın olduğu görülmektedir. Etil oleat sadece mumsu tabakayı uzaklaştırmakla kalmaz aynı zamanda meyve içine yayılarak su taşınımını kolaylaştırır. Wang ve ark., 2014 11

Kuruma süresi (dak) I. % 5 K₂CO₃ +% 0.5 zeytinyağı II. % 5 K₂CO₃ + % 2 etil oleat Etil oleatlı Potasalı Natürel Kuruma hızını etil oleat zeytinyağlı çözeltiye göre daha fazla arttırmıştır. Ayrıca etil oleat kuru üzüm kalitesini ve görünüşünü geliştirmiştir. Etil oleatla muamale edilen örneklerin rengi en iyi bulunmuş. İşlem görmüş örneklerin rengi işlem görmemişlere göre daha açıktır. Ürün nem oranı Doymaz ve Pala, 2002 12

I. % 2.5 zeytinyağı + %6 K₂CO₃ 50 C, 30 s ve 2 dak II. % 2.5 zeytinyağı + %2 K₂CO₃ 50 C, 30 s ve 2 dak III. % 0.5 zeytinyağı + %6 K₂CO₃, 50 C, 30 s ve 2 dak IV. % 0.5 zeytinyağı + %2 K₂CO₃ 50 C, 30 s ve 2 dak V. % 1.5 zeytinyağı + %4 K₂CO₃ 50 C, 30 s ve 2 dak VI. %6 K₂CO₃ VII. Ön işlemsiz Kurutma hızını en çok 3. yöntem artırmıştır. Daldırma süresinin arttırılması kuruma süresini kısaltır. Zeytinyağı kuruma süresinin kısaltılmasında etkin rol oynar. Telis ve ark., 2006 13

Rehidrasyon oranı I. %2 potasyum karbonat + % 0 etil oleat, 40-80 C II. %2 potasyum karbonat + % 1 etil oleat, 40-80 C III. %2 potasyum karbonat + % 2 etil oleat, 40-80 C IV. %2 potasyum karbonat + % 3 etil oleat, 40-80 C Etil oleat konsantrasyonu arttıkça rehidrasyon özellikleri artmıştır. Etil oleat (%) Gabas ve ark., 1999 14

I. % 5 K₂CO₃ + % 2 etil oleat, 30 C, 1-2-3 dak II. % 5 K₂CO₃ + % 2 etil oleat, 40 C, 1-2-3 dak III. % 5 K₂CO₃ + % 2 etil oleat, 50 C, 1-2-3 dak IV. % 5 K₂CO₃ + % 2 etil oleat, 60 C, 1-2-3 dak 30 ve 40 C kuruma hızında daha önemli rol oynamıştır. En açık renk 40 C de bulunmuştur. 50 ve 60 C de 2 ve 3 dakika daldırma sürelerinde kuruma hızında fark görülmedi. Bingöl ve ark., 2012 15

Kurutma hızı (kg/kg.sa) Sodyum Hidroksit I. % 3 NaOH, 85 C, 2 s II. III. IV. % 2 NaOH, 85 C, 2 s % 0,3 NaOH, 85 C, 2 s % 0,15 NaOH, 85 C, 30 s V. % 0,15 NaOH, 100 C, 15 s VI. % 5 K₂CO₃ +% 0.4 zeytinyağı 5 dak., 42 C VII. % 4 Na₂CO₃, 42 C, 1 dak. VIII. Na₂CO₃ 5 g/l + % 4.5 K₂CO₃ +% 0.4 zeytinyağı, 42 C, 5 dak. IX. % 3 NaOH + % 5 K₂CO₃ +% 0.4 zeytinyağı, 85 C, 2 s X. Ön işlemsiz Nem içeriği 1: %2 NaOH, 2: %1.5 NaOH, 3: %5 K₂CO₃, 4: %4 Na2CO3, 5: Ön işlemsiz Pahlavanza, 2001 16

Nem oranı Karbonik Maserasyon I. Ön işlemsiz II. III. IV. Karbonik maserasyon Etil oleat + 12 saat -18 C de dondurma Etil oleat solüsyonu (5 ml etil oleat+15 g potasyum karbonat + 500mL su) I. II. III. IV. Kuruma zamanı (saat) Wang ve ark., 2014 17

Karbonik maserasyon; Antioksidan yeteneği, fizikokimyasal özellikleri ve kurutma kinetiği üzerinde güçlü ve yararlı bir etkiye sahiptir. Karbonik maserasyon; Ön işlemsiz ile karşılaştırıldığında kurutma süresini %31 kısaltmıştır. Toplam fenolik içeriği %28.43 artmıştır. Rehidrasyon oranı %32.24 artmıştır. Arzu edilen kuru üzüm rengi elde edilmiştir. Wang ve ark., 2014 18

Fiziksel Ön İşlemler 19

Neden fiziksel Ön İşlemler? Günümüzde kimyasal katkı maddelerinin kullanıldığı ürünlere sıcak bakılmamaktadır. Tüketiciler doğal ya da doğala en yakın ürünü tercih etme eğilimindedirler. Natürel kuru üzüm üretimi 15 gün sürmektedir. 20

Avrupa ülkeleri, ABD den önemli miktarda bandırmasız üzüm ithal etmekte ve aşırı fiyat artışları nedeniyle bu tür üzümün ülkemizde de üretilmesini istemektedirler. Bu konuda 1999 üretim yılında, Tariş gelen talebi değerlendirmiş, 10 numara üzüm fiyatına 100.000 TL ilavesiyle fiyat verilerek üreticilerden bandırmasız üzüm alınmış ve ihraç edilmiştir. Duran, 2003 21

Aşındırma I. %2 etil oleat + %2.5 Na₂CO₃, 40 C II. Motorlu döner silindir Renk özelliklerindeki değişimin daha az olduğu, daha az büzülme görüldüğü, daha yüksek rehidrasyon kapasitesine sahip olduğu saptanmıştır. Aşınma ile mumsu tabakanın giderilmesi en az geleneksel kimyasal daldırma kadar etkilidir. Kurutma süresi ve kurutma eğrileri iki ön işlemde de çok benzer I. 1. %2 etil oleat+%2.5 K₂CO₃ II. 2. Çalkalayıcıda aşındırma olmuştur. Adiletta ve ark., 2016; Matteo ve ark., 2000 22

Buhar ile haşlama I. 90 C'deki buhar ile 140 saniye haşlama II. %2 etil oleat + %5 potasyum karbonat, 40 C, 3 dakika III. Ön işlemsiz Ön işlem uygulanmamış, etil oleat ve potasyum karbonat çözeltisine bandırılmış üzümlere göre daha hızlı kurumuştur. Şekil: 0.25 W/g başlangıç mikrodalga güç oranı ile 60 C konvektif hava ile kurutulan kontrol ve ön işlenmiş üzümlerin kuruma eğrileri Bingöl ve Devres, 2010 23

Vurgulu Elektrik Alan (PEF) / Mikrodalga I. % 0.5 NaOH + %2 etil oleat, 80 C, 30 s I. Mikrodalga: 2W/g II. Mikrodalga: 5W/g III. PEF 1kV/cm -100 puls Mikrodalga uygulaması kurutma süresini azaltmıştır. Mikrodalga veya PEF uygulanmış örneklerin, görünüş ve ticari kalitesinin kimyasal ön işleme tabi tutulmuş ya da ön işlemsiz üzümlere göre daha iyi olduğu saptanmıştır. PEF ve ön işlemsiz örnekler en yüksek suda çözünür kuru maddeye sahiptir. Kimyasal ve mikrodalga uygulaması suda çözünür kuru maddeyi azaltmıştır. Dev ve ark., 2008 24

Elektriksel İşlem I. 30 Hz, 60 C, 14 V/cm II. 60 Hz, 60 C, 14 V/cm III. 7.5 khz, 60 C, 14 V/cm IV. Ön işlemsiz Ohmik işlem özellikle düşük elektrik frekansında kurutma hızını arttırmıştır. Salengke ve Sastry, 2005 25

Sonuçlar ve Öneriler Zeytinyağı yerine etil oleat kullanıldığında kalite olumlu yönde etkilenmiştir. Bandırma çözeltileri ısıtılarak kullanıldığında kuruma süresini kısaltmada daha etkili olmaktadır fakat 40-50 C yi aştığında renk olumsuz etkilenir. Karbonik maserasyonun oldukça etkili bir yöntem olduğu görülmektedir. Literatürde tek çalışmaya rastlanmıştır. Son zamanlarda üreticinin natürel üzüm üretimine teşvik edilmesi söz konusudur. Fiziksel ön işlemler üretimde fark yaratabilir. Dondurma ön işleminin nem difüzyon yollarının açılmasını sağlayarak, hücre içi yapıyı tahrip ederek kurutmayı kolaylaştırdığı belirtilmiştir. Ancak kalite özellikleri tatmin edici değildir. 26

Literatürde karşılaşılan delme işlemi gibi başka meyvelerde kullanılan işlemler üzümde denenebilir. Söz konusu ön işlemler kabuklu olması nedeniyle zor kuruyan farklı meyvelere ön işlem olarak uygulanabilir. Ön işlemlerin aynı materyal (hammadde) kullanılarak aynı kurutma koşullarında kurutularak, kapsamlı bir şekilde birbirleriyle karşılaştırıldığı bir çalışmaya rastlanmamıştır. 27

Kaynaklar Adiletta, G., Russo, P., Senadeera, W., Matteo, M. D. 2016. Drying characteristics and quality of grape under physical pretreatment, Journal of Food Engineering, 172, 9-18. Anon, 2011. Türk Standardları Ensititüsü, TS 3411 Çekirdeksiz Kuru Üzüm. http://dtsdenizli.awardspace.com/articles.php?article_id=73. Son erişim tarihi: 23 Haziran 2016. Anon, 2013, Dünya Çekirdeksiz Kuru Üzüm Üretici Ülkeler Konferansı Tutanakları. http://koop.gtb.gov.tr/data/5342b6ce487c8ea5e4b4d9c1/2013%20kuru%20%c3%9cz%c3%bcm%20rapor u.pdf. Son erişim tarihi: 12 Temmuz 2016. Bingöl, G., Devres, Y. O. 2010. Üzümlerin mikrodalga kurutma eğrilerinin ve sıcaklık değişiminin matematiksel modellenmesi, itüdergisi/d mühendislik, 9 (4), 63-71. Cemeroğlu, B. S. 2013. Meyve ve Sebze İşleme Teknolojisi Cilt 2 (5. Basım). Ankara: Bizim grup yayınları. Dev, S. R. S., Padmini, T., Adedeji, A., Gariépy, Y., Raghavan, G. S. V. 2008. A Comparative Study on the Effect of Chemical, Microwave, and Pulsed Electric Pretreatments on Convective Drying and Quality of Raisins, Drying Technology, 26, 1238 1243. Doymaz, İ. 2006. Drying kinetics of black grapes treated with different solutions, Journal of Food Engineering, 76, 212 217. 28

Mahmutoğlu, T., Emir, F., Saygı, Y. B. 1996. Sun/Solar Drying of Differently Treated Grapes and Storage Stability of Dried Grapes, Journal of Food Engineering, 29, 289-300. Matteo, M. D., Cinquanta, L., Galiero, G., Crescitelli, S. 2000. Effect of a novel physical pretreatment process on the drying kinetics of seedless grapes, Journal of Food Engineering, 46, 83-89. Oktar, G. 2014, Sultani Çekirdeksiz Üzüm Çeşidinde Farklı Giberlik Asit(GA 3 ) Dozlarının Hasat Zamanlarının ve Bandırma Eriğinin Konsantrasyonlarının Kuru Üzüm Verim ve Kalitesi Üzerine Etkisi. Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, İzmir. Pahlavanzadeh, H., Basiri, A., Zarrabi, M. 2001. DETERMINATION OF PARAMETERS AND PRETREATMENT SOLUTION FOR GRAPE DRYING, DRYING TECHNOLOGY, 19(1), 217 226. Salengke, S., Sastry, S. K. 2005. Effect of Ohmic Pretreatment on the Drying Rate of Grapes and Adsorption Isotherm of Raisins, Drying Technology, 23, 551 564. Thakur, A. K., Saharan, V. K., Gupta, R. K. 2010. Drying of Perlette grape under different physical treatment for raisin making, J Food Sci Technol, 47(6), 626 631. Türkiye İstatistik Kurumu, 1988-2015 üzüm üretimi. http://www.tuik.gov.tr/pretablo.do?alt_id=1001, Son erişim tarihi: 23 Haziran 2016. Wang, Y., Tao, H., Yang, J., An, K., Ding, S., Zhao, D., Wang, Z. 2014. Effect of carbonic maceration on infrared drying kinetics and raisin qualities of Red Globe (Vitis vinifera L.): A new pre-treatment technology before drying, Innovative Food Science and Emerging Technologies, 26, 462 468. 29