Pastörizasyon İşleminin Kozan Misket Portakalından Elde Edilen Meyve Suyunun Aroması Üzerine Etkisi Kemal Şen Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Nevşehir
1. GİRİŞ Türkiye gerek meyve tür ve çeşit sayısı, gerekse üretim miktarı bakımından dünyanın önemli meyve üreticisi ülkeleri arasında yer almaktadır. Meyve türleri arasında özellikle kış aylarında tat, aroma bakımından hoşa giden ve aranan meyvelerden birisi de portakaldır.
Dünya Portakal Üretimde Çeşitli Ülkelerin Payı (FAO, 2016) 71.6 milyon ton Diğer Ülkeler 43% Brezilya 27% Meksika 5% ABD 13% Türkiye 3% Çin 4% Hindistan 5%
Dünya Portakal Suyu Konsantresi Üretiminde Çeşitli Ülkelerin Payı Almanya 3% İspanya 3% Meksika 2% Türkiye 0.1 % 1.7 milyon ton (FAO, 2016) ABD 38% Brezilya 54%
Türkiye nin 2015 Yılı Turunçgil Üretiminde Meyvelerin Payı Altıntop 6% 3.97 milyon ton (TUİK, 2016) Limon 19% Portakal 46% Mandarin 29%
Türkiye de Üretilen Portakallların Çeşitlerinin Dağılımı Diğer Çeşitler (Valencia, Dörtyol Yerlisi, Kozan Yerlisi, Alanya Yerlisi vs.) 40% Navel 50% Yafa 10%
Ülkemiz turunçgil üretiminin % 25 inden fazlası Adana ilinde gerçekleştirilmektedir. Bu üretimin yaklaşık % 37 si portakaldır.
Ülkemizde ; portakal suyu ve konsantresine işlenen başlıca çeşitler; Valensiya, Navel, Shamouti, Hamlin, Moro ve Sanguinelli gibi Kan Portakalları ve Özellikle yerli çeşitlerden Dörtyol Yerlisi, Kozan Yerlisi, Kozan Misket, Alanya Yerli Portakalı portakal suyu ve konsantresine işlenen başlıca çeşitlerdir.
Kalite denildiğinde ilk akla gelen; görünüş, renk, tat ve aroma gibi duyusal özelliklerdir. Bu özellikler içerisinde aromanın önemli bir yeri vardır.
Bu maddeler genel olarak burun ve geniz yoluyla algılanır ve lezzet üzerinde etkili olurlar.
Meyvelerde aroma maddeleri aldehitler, yüksek alkoller, ketonlar, esterler, laktonlar ve terpenler gibi çeşitli kompleks gruplardan oluşur (Riu- Aumatell ve ark., 2004)
Meyvelerde aroma maddeleri serbest halde bulunduğu gibi bağlı yapıda da bulunabilmektedir. Serbest aroma maddeleri uçucu ve koku veren özelliktedir. Bağlı aroma maddeleri genellikle meyvede şeker, fenolik asit, karotenoid gibi bazı bileşiklerin yapısında yer alırlar ve bağlı haldeyken kokusuz özelliktedirler. (Günata, 1984; Günata ve ark., 1985; Günata ve ark., 1989).
Bağlı aroma maddeleri asit hidrolizi veya enzimatik yolla serbest hale geçebilmektedir. Çeşit ve ürün işleme sırasında uygulanan işlemler, bu bileşiklerin yapısı ve miktarı üzerinde etkili olmakta ve son ürünün duyusal kalitesini etkilemektedir.
Meyvelerde ve işlenmiş ürünlerde genellikle düşük miktarlarda bulunan bu uçucu bileşiklerin konsantrasyonunu etkileyen başlıca faktörler çeşit, iklim koşulları, olgunlaşma, bölge ve işleme tekniğidir (Riu-Aumatell ve ark., 2004).
Meyve suyu işleme teknikleri içerisinde ortak işlemlerden biri pastörizasyon işlemidir. Pastörizasyon işleminde hedef, meyve suyunda bozulmaya neden olan mikroorganizmaları ve meyve suyunun doğal yapısında bulunan enzimleri inaktive etmektir.
Ancak pastörizasyon işlemi, ürünün bileşimi üzerinde özellikle de doğal aroma bileşimi üzerinde çeşitli değişimlere neden olabilmektedir.
AMAÇ Bu çalışmada, Kozan Misket portakalından elde edilen meyve suyunda pastörizasyon işleminin meyvenin aroma bileşimi üzerine etkileri araştırılmıştır.
2. MATERYAL VE METOT Materyal Bu çalışmada, Kozan Misket portakal çeşidi kullanılmıştır. Portakallar, Adana nın Kozan ilçesinden temin edilmiştir.
Uygulanan Teknolojik İşlemler
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Kozan Misket portakalının meyve özellikleri en, boy, ağırlık ve meyve suyu verimi analizleri yapılarak belirlenmiştir. Taze ve pastörize edilmiş portakal sularında; ph sı (Cemeroğlu, 1992), titrasyon asitliği (Sànchez-Moreno ve ark., 2003), toplam kurumadde (Anon, 1983 ve AOAC, 1990), yüzer pulp oranı (Cemeroğlu,2007) ve hidroksimetilfurfural (HMF) miktarı (Cemeroğlu,2007) analizleri yapılmıştır.
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Serbest aroma maddelerinin ekstraksiyonu 100 ml Örnek 40 ml Diklorometan İlavesi 40 μg İç standart (4-nonanol) ilavesi Manyetik Karıştırıcıda Karıştırma (4-5 C de 30 dakika) Fazların Ayrılması Konsantrasyon (40 C de 1 ml ye kadar) Enjeksiyon
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Bağlı aroma maddelerinin ekstraksiyonu C18 Kartuşun Koşullandırılıması (10 ml metanol, 10 ml dietil eter, 10 ml ultra saf su) Kartuştan örneğin geçirilmesi 10 ml ultra saf su geçirilmesi 50 ml pentan/diklorometan geçirilerek serbest aroma maddelerinin uzaklaştırılması 50 ml metanol geçirilerek bağlı aroma maddelerinin ayrımı Konsantrasyon (40 C de 1 ml ye kadar) Azot gazı ile kurutma ((40 C lik su banyosunda) 0.1 ml fosfat-sitrat tamponu (0.1M, ph:5) ilavesi 0.1 ml AR 2000 enzim ilavesi (4 mg/ml) İnkübasyon (40 C'de, 12-14 saat) 100 μl pentan/diklorometan ile beş kez yıkama Çözücü karışımın ayrımı 40 μg İç standart (4-nonanol) ilavesi Konsantrasyon (37 C de 1 ml ye kadar) Enjeksiyon
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler GC-FID ve GC-MS Analizleri Aroma maddelerinin miktar tayininde, Agilent 7890A marka alev iyonlaşma dedektörlü (FID) gaz kromatografisi kullanılmıştır. Aroma maddelerinin tanısında Agilent 6890N marka gaz kromatografisine bağlı Agilent 5977B MSD marka kütle spektrometresi kullanılmıştır.
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Aroma maddelerinin miktarlarının hesaplanması Aroma maddelerinin miktarları iç standart yöntemiyle aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıştır. Ci = (Ai /Ast) x Cst x RF x HF Ci : Bileşiğin konsantrasyonu Ai : Bileşiğin pik alanı Ast : İç standartın pik alanı Cst : İç standartın konsantrasyonu (40 µg/l00 ml) RF : Cevap faktörü HF : Hesaplama faktörü (örnek miktarının kg a çevrilmesi için faktör: 10)
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Koku Aktiflik Değerinin Hesaplanması Portakal suyuna karakteristik kokusunu veren bileşikleri belirlemek için koku aktif bileşikleri saptamak gerekir. K.A.D: Koku aktiflik değeri B K : Bileşiğin konsantrasyonu B AE : Bileşiğin algılama eşik değeri
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Koku Aktiflik Değerinin Hesaplanması Bu değer bileşiğin portakal suyundaki konsantrasyonunun algılama eşik değerine bölünmesiyle elde edilir (Guth, 1997; Lopez ark., 2003; Schneider ve ark., 2001). K.A.D: Koku aktiflik değeri B K : Bileşiğin konsantrasyonu B AE : Bileşiğin algılama eşik değeri
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Koku Aktiflik Değerinin Hesaplanması Değer 1 in üzerinde ise aktif bileşik kabul edilir ve değer yükseldikçe aktiflik artar. Bu bileşiklerin toplamı büyük oranda portakal suyunun karakteristik aromasını verir. K.A.D: Koku aktiflik değeri B K : Bileşiğin konsantrasyonu B AE : Bileşiğin algılama eşik değeri
Portakal Suyu Üzerinde Yapılan Analizler Aroma Profil Analizi Aroma profil analizinde, bölümümüzde 7 kişiden oluşan deneyimli bir panelist grubu tarafından ön çalışmalarla belirlenen 5 adet tanımlayıcı terim (portakal, meyvemsi, çiçeksi, yanık, kimyasal) kullanılmıştır. Bu terimler panelistler tarafından eğitim aşamasında en çok kullanılan terimlerden seçilmiştir.
3. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Kozan Misket Portakalının Meyve Özellikleri Özellikler Kozan Misket Meyve Eni (mm) 60 65 Meyve Boyu (mm) 60 68 Meyve Ağırlığı (g) 155 161 Meyve Suyu Verimi (%) 44
Genel Bileşim Özellikleri Genel Bileşim Özellikleri Kontrol Pastörize Edilmiş Portakal Suyu ph 3.50 ± 0.0 3.53 ± 0.0 Toplam asitlik (Sitrik asit cinsinden g/l) 7.2 ± 0.2 7.7 ± 0.4 Toplam Kuru Madde (%) 11.1 ± 0.8 11.4 ± 0.6 Yüzer Pulp Oranı (%) 27.8 ± 1.2 29.4 ± 1.6 Hidroksimetilfurfural miktarı (mg/l) (HMF) 0.042 ± 0.0 0.22 ± 0.0
Portakal Suyu Örneklerinin Serbest Aroma Bileşimi Aroma Maddelerini Toplam Sayısının Gruplara Göre Dağılımı Kontrol (110 adet) Pastörize Portakal Suyu (113 adet) 50 51 6 7 5 5 11 11 5 5 5 6 4 6 5 5 2 2 16 16
Portakal Suyu Örneklerinin Toplam Aroma Maddeleri Miktarı 146.16 mg/l 135.61 mg/l Kontrol Pastörize Portakal Suyu
Aroma Gruplarının Toplam Aroma Miktarındaki Dağılımı Pastörize edilmiş Portakal Suyu Kontrol Uçucu Asitler Uçucu Kükürtlü Bileşikler Uçucu Fenoller Norizoprenoidler Furan ve Piran Bileşikleri Laktonlar Alkoller Esterler Aldehit ve ketonlar Terpen ve Terpenoller 0,08% 0,06% 1,12% 1,13% 0,04% 0,06% 0,17% 0,02% 0,18% 0,20% 0,84% 1,07% 3,79% 3,16% 0,09% 0,11% 20,03% 19,48% 73,66% 74,70%
Portakal Suyu Aroması Üzerinde Etkili Olan Terpen/Terpenol Bileşikleri Terpen ve Terpenoller RI a AED b (µg/l) Duyusal Tanımlama Kontrol (µg/l)* KAD c Pastörize Edilmiş Örnek (µg/l) KAD α-pinen 1025 9.5 1 Ferah, çam kokusu β-mirsen 1173 36 1 Odunsu, Kereviz benzeri koku DL-limonen 1215 60 1 Turunçgil, limon çiçeği kokusu Linalol 1560 5.3 1 Turunçgil, portakal çiçeği kokusu α-tepineol 1681 280 1 Terpenik, çam, turunçgil kokusu β-sitronelol 1726 62 2 Meyvemsi, Turunçgil Jeraniol 1797 40 3 Sitronella otu, gül, şeftali benzeri koku β-sinensal 1842 3.8 4 Portakal, mandarin kokusu α-sinensal 1879 0.05 1 Turunçgil, Portakal, mandarin kokusu (+)-Notkaton 1905 1 4 Acı Altıntop kokusu 186.9 ± 9,2 19.7 129.8 ± 10.6 13.7 1337.2 ± 77.4 37.1 1293.5 ± 101.2 35.9 98145.0 ± 48.5 1635.8 88753.3 ± 44.6 1479.2 1280.2 ± 88.4 241.6 1150.4 ± 82.4 217.1 292.4 ± 22.6 1 888.5 ± 33.2 3.2 72.8 ± 3.3 1.2 67.9 ± 2.9 1.1 48.6 ± 1.8 1.2 35.3 ± 3.1 <1 184.4 ± 12.4 48.5 111.5 ± 5.8 29.3 164.6 ± 6.6 3292 144.0 ± 2.7 2880 810.9 ± 38.5 810.9 1035.4 ± 77.2 1035.4 *Sonuçlar üç ekstraksiyon tekerrürünün ortalaması olarak verilmiştir. a DB-WAX kolonda belirlenen Kovats indeks değerleri b AED : Algılama eşik değeri, c KAD : Koku aktiflik değeri, 1 Ahmed ve ark., 1978., 2 Berlinet ve ark., 2007., 3 Guth ve ark., 1997., 4 Engel ve ark., 2002.
Portakal Suyu Aroması Üzerinde Etkili Olan Diğer Bileşikler Aroma Maddeleri RI a AED b (µg/l) Duyusal Tanımlama Kontrol (µg/l)* KAD c Pastörize Edilmiş Örnek (µg/l) KAD Aldehitler Hekzanal 1091 4.5 1 Biçilmiş Çim kokusu Alkoller 12.6 ± 0.8 2.8 19.6 ± 1.1 4.4 Hekzanol 1335 70 1 Çim kokusu 192.6 ± 11.1 2.8 17.0 ± 1.1 <1 Uçucu Fenoller 4-vinilguaiakol 2223 100 2 Kuru odun, sedir ağacı, kavrulmuş yerfıstığı kokusu 4-vinil-fenol 2427 10 2 Kimyasal, fenolik, ilaç kokusu Vanilin 2534 20 2 Tatlımsı, vanilya kokusu 1379.2 ± 107.6 13.8 1161.8 ± 98.6 11.6 127.1 ± 6.4 12.7 112.0 ± 7.3 11.2 99.1 ± 4.3 5.0 91.9 ± 7.5 4.6 *Sonuçlar üç ekstraksiyon tekerrürünün ortalaması olarak verilmiştir. a DB-WAX kolonda belirlenen Kovats indeks değerleri b AED : Algılama eşik değeri, c KAD : Koku aktiflik değeri, 1 Ahmed ve ark., 1978., 2 Guth ve ark., 1997.
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Aroma Maddelerinin Toplam Miktarları Kontrol Pastörize Edilmiş Portakal Suyu 1418,1 998,1 565,6 358,1 9,1 6,5 69,832 539,8 408,9 233,8 192,6
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Aroma Gruplarının Toplam Bağlı Aroma Miktarındaki Dağılımı Kontrol Pastörize Edilmiş Portakal Suyu 39,9% 35,9% 38,1% 41,0% 16,5% 19,3% 0,6% 0,7% 4,9% 3,2% Terpen ve Terpenoller Alkoller Aldehitler Norizoprenoidler Uçucu Fenoller
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Terpen/Terpenol Bileşikleri (µg/l) -15 adet- Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Kontrol Farnesol Timol 8-hidroksi-linalol 6,7-dihidro-7-hidroksi-linalol (Z)-karveol Jeraniol 8-hidroksi-p-simen (E)-karveol Nerol β-sitronelol α-tepineol (Z)-limomen oksit Linalol (E)-linalol oksit (Z)-linalol oksit 17,6 16,5 7,6 6,3 6,2 10,5 14,5 17,6 13,7 23,7 29,5 24 30,7 27,7 28,9 28 30,8 23,1 38,6 52,3 44,9 52,9 37,9 42 48,4 55,5 59 60,4 59,3 77
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Norizopreneoid Bileşikleri (µg/l) -9 adet- Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Kontrol 3-Okso-7,8-dihidro-β-ionol 59,5 68,5 3-OH-β-ionon 29,2 40,3 3-OH-7,8-dihidro-β-ionon 51,6 58 2-hidroksi-β-ionon 110,4 119,3 3-okzo-α-ionol 3-hidroksi- β-damaskon 11,3 14,9 5,5 9,7 3-okzo-α-metil-ionon 105,9 123,5 4-hidroksi-β-ionon 60,7 63 3-OH-β-ionol 33,2 42,6
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Uçucu Fenol Bileşikleri (µg/l) -9 adet- Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Kontrol Metoksiöjenol Zingeron İzoöjenol 4,8 6,7 3,9 5,3 8,8 10,7 İzovanilin 28,1 32,2 Vanilin 75,6 89,9 Öjenol 19,2 26,3 4-vinil-fenol 4-vinil-guaiakol Guaiakol 17 14,3 16,4 22 20,9 24,3
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Alkol Bileşikleri (µg/l) -4 adet- Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Kontrol 6-metil-2-heptanol 1,6 2,5 Oktanol 2,7 3,6 2-bütil-1-oktanol 1,3 1,8 Benzil Alkol 0,9 1,2
Portakal Suyu Örneklerinde Bağlı Aroma Maddeleri Portakal Suyunda Tespit Edilen Bağlı Aldehitler (µg/l) -3 adet- Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Kontrol Etil-benzaldehit 6,7 19,6 Perilaldehit 23,5 48,5 Benzaldehit 1,8 1,7
Aroma Profil Analizleri Bitkisel Portakal 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Çiçeksi Kontrol Pastörize Edilmiş Portakal Suyu Yanık/Pişmiş Kimyasal
SONUÇ Portakal suyu örnekleri üzerine yapılan aroma maddeleri analizleri sonucunda; Isıl işlem uygulanmamış kontrol örneğinde 110 adet, pastörize edilmiş portakal suyunda ise 113 adet serbest aroma bileşiği tanımlanmıştır. Genel olarak portakal suyu örneklerinin serbest aroma bileşiminin büyük bölümünü terpen ve terpenol bileşiklerinin oluşturduğu tespit edilmiştir. Isıl işlem uygulamasının, serbest aroma bileşiklerinin miktarında azalamaya neden olduğu belirlenmiştir.
SONUÇ Hem kontrol hem de pastörize edilmiş portakal suyu örneklerinde toplam 40 adet bağlı aroma bileşiği tanımlanmıştır. Bağlı aroma bileşikleri içinde ağırlıklı olarak terpen bileşikleri tespit edilmiştir. Isıl işlem uygulaması bağlı aroma bileşiklerinin serbest hale geçmesi bakımından etkili olduğu tespit edilmiştir. Aroma profil analizi sonucunda örnekler arasında önemli bir faklılık görülmemiştir.
SONUÇ Genel olarak bir değerlendirme yapılacak olursa, portakal suyu üretiminde, uygun ısıl işlem normunun uygulanması, ürünün aromatik zenginliğinin ve ürün kalitesinin yükseltilmesinde yardımcı olabilir. Ancak bu konuda çalışmaların sayısının artırılmasında ve portakal suyu üretiminde uygulanan diğer teknolojik işlemleri de kapsayacak şekilde yeni çalışmaların yapılmasında yarar vardır.