Sultaniye cinsi kuru üzümde bulunan okratoksin (OTA) detoksifikasyonunda soğuk plazma teknolojisinin kullanımı ve kalite özelliklerinin incelenmesi
Application of cold plazma technology in detoxification of ochratoxin (OTA) in sultanas and investigation of the effect on quality properties
Yazar: İREM AKBULUT
Danışman: PROF. DR. TANER BAYSAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Sultaniye çeşidi çekirdeksiz kuru üzüm, ülkemizde önemli ihracat ürünleri arasında yer almaktadır. Hasat öncesi, hasat sonrası, kurutma ve depolama aşamalarında kuru üzümlerde meydana gelebilecek olumsuz koşullar mikrobiyal yükün artmasına, sekonder metabolitlerin oluşmasına ve kalite kayıplarına neden olmaktadır. Okratoksin A'nın insan vücuduna alındıktan sonra böbreklerde (nefrotoksin) biriktiği gözlemlenmiştir. Yenilikçi teknolojilerden biri olan dielektrik bariyer deşarj soğuk plazma (DBD) teknolojisi, gıda endüstrisinde potansiyel uygulamaları olan yeni, termal olmayan, düşük maliyetli ve çevre dostu bir teknolojidir. Bu çalışmada kapsamında  OTA stok çözeltisiyle (250 ppb) kontamine edilmiş kuru üzümlerde, OTA'nın azaltılması ve/veya daha az toksik formlarına dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Ayrıca DBD plazmanın, kuru üzümün fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir.  Farklı frekans (1250-2000 Hz) ve sürelerde (2 ve 4 dk.) DBD plazmanın, kuru üzümlere uygulanmıştır. Gerçekleştirilen analizler sonucunda kuru üzümlerde en yüksek OTA degradasyonu 2000 Hz 2 dk.'da %69.10±2.95; en düşük OTA degradasyonu ise 1250 Hz 4 dk'da %36.87±7.60 olarak saptanmıştır (p≤0.05). Tez çalışması kapsamında DBD plazma uygulamasının kuru üzümlerin nem içeriği, su aktivitesi, pH, titrasyon asitliği, suda çözünen kuru madde (SÇKM), renk (L*,a*, b*, kroma, hue açısı ve toplam renk farkı), toplam fenolik, toplam flavonoid ve toplam antioksidan aktivite üzerine etkisi incelenmiştir. DBD plazma uygulaması sonrası kuru üzüm örneklerinin su aktivitesi değerlerinde kontrol grubuyla, 2000 Hz 2 dk., 1250 Hz 2 ve 4 dk. arasında anlamlı fark yokken (p>0.05), 2000 Hz 4 dk. değeri istatiksel olarak farklı olduğu belirlenmiştir (p<0.05). Kuru üzümlerin nem değerleri incelendiğinde en yüksek nem değeri %15.63±0.57 kontrol grubunda, en düşük nem değeri ise 2000 Hz 2 dk. işlem görmüş grupta %10.46±0.22 olarak belirlenmiştir. SÇKM değerlerinin her iki grup arasındaki fark anlamlıyken (p<0.05), aynı frekansın farklı sürelerdeki SÇKM değeri istatiksel olarak anlamsızdır (p>0.05). DBD plazma uygulanan tüm grupların pH değerleri istatistiksel olarak anlamlıyken (p<0.05), aynı frekansın farklı sürelerdeki pH değerleri istatistiksel olarak anlamsızdır (p>0.05). Kontrol grubunun pH değeri ile 1250 Hz 2 ve 4 dk., 2000 Hz 2 ve 4 dk. grupları arasındaki farkın istatistiksel olarak anlamlı olduğu belirlenmiştir (p<0.05).  Tüm grupların titrasyon asitliği değerlerinde tüm gruplar arasındaki fark anlamsızdır (p>0.05). Toplam renk farkı değerleri incelendiğinde tüm gruplar arasında en yüksek renk farkının 2000 Hz 2 dk. değerinde 2.61±0.21 olduğu tespit edilmiştir. DBD plazma uygulaması sonucu kuru üzümlerde, işlem görmemiş üzümlere göre toplam fenolik ve flavonoid madde miktarı ve antioksidan aktivitesinde değişim olduğu saptanmıştır (p≤0.05). En yüksek toplam fenolik madde miktarı 1250 Hz 2 dk. değerinde  259.41±10.68 mg GAE/100 g KM, en yüksek toplam flavonoid madde miktarı ve en yüksek  antioksidan aktivite değeri  kontrol grubunda sırasıyla; 70.61±2.37 mg QE/100 g KM ve 241.91±6.74 mg Troloks/100 g KM olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak OTA kaynaklı kuru üzümlerde oluşan kalite kayıplarının ve buna bağlı ortaya çıkan ekonomik kayıpları önleyebilmek için DBD soğuk plazma teknolojisinden yararlanılabilceği düşünülmektedir.

Abstract:
Sultanas are among the important export products in our country. Unconvenient conditions that may occur in Sultanas during pre-harvest, post-harvest, drying and storage stages cause an increase in microbial load, formation of secondary metabolites and quality losses. It has been observed that ochratoxin A accumulates in the kidneys (nephrotoxin) after ingestion. Dielectric barrier discharge cold plasma (DBD) technology, one of the innovative technologies, is a new, non-thermal, low-cost and environmentally friendly technology with potential applications in the food industry. In this study, it was aimed to reduce OTA and convert it to less toxic forms in Sultanas contaminated with OTA stock solution (250 ppb). DBD was applied to Sultanas at different frequencies (1250-2000 Hz) and times (2 and 4 minutes). As a result of the analyzes, the highest value OTA degradation in Sultanas was 69.10±2.95% at 2000 Hz 2 minutes; the lowest value OTA degradation was found to be 36.87±7.60% at 1250 Hz 4 min. (p≤0.05). In this thesis, the moisture content, water activity, pH, titration acidity, water soluble dry matter (SSCM), color (L*, a*, b*, chroma, hue angle and total color difference), total phenolic, total flavonoid and total antioxidant activity were investigated. After the DBD application, there was no significant differences in the water activity values of the Sultanas samples with the control group at 2000 Hz 2 min., 1250 Hz 2 and 4 min. (p>0.05), while the 2000 Hz 4 min value was found to be statistically different (p<0.05). When the moisture content of Sultanas was examined, the highest moisture content was determined to be 15.63% ± 0.57 in the control group, while the lowest moisture content was 10.46% ± 0.22 in the group subjected to DBD plasma to 2000 Hz for 2 minutes. While the difference between the two groups was significant (p<0.05), ⁰Brix values of the same frequency at different times were statistically insignificant (p>0.05). The pH values of all DBD applied groups were statistically significant (p<0.05). The pH values of the same frequency at different times were statistically insignificant (p>0.05). Otherwise the difference between the 1250 Hz 2 and 4 min., 2000 Hz 2 and 4 min. groups of the Control group was statistically significant (p<0.05). The difference between in the titration acidity values of all groups is not found statistically significant (p>0.05). When the total color difference values were examined, it was determined that the highest difference between all groups was 2.61±0.21 at 2000 Hz 2 min. DBD application. It was found that there was a change in the total amount of phenolic and flavonoid and antioxidant activity in Sultanas compared to untreated Sultanas (p≤0.05). The highest total phenolic content was 259.41±10.68 mg GAE/100 g DW at 1250 Hz 2 min., the highest total flavonoid content (70.61±2.37 mg QE/100 g DW) and the highest total antioxidant activity (241.91±6.74 mg Troloks/100 g DW) was found in the control group. As a result DBD can be used to provide to degradation of OTA which is the biggest problem in Sultanas.