Kamkat meyvesinin ultrases (ultrason) destekli kurutulması ve kalite özelliklerinin belirlenmesi
Ultrasound assisted dehydration of kumquat fruit and determination of qality parameters
Yazar: ÜLKÜ HİLAL USLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALPER KUŞÇU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında kamkat (Fortunella margarita Swingle) meyveleri farklı kurutma koşullarında ultrases ön işlemi uygulanarak kurutulmuş ve meyvelerin kuruma süresi ve kalite özellikleri incelenmiştir. Meyveler 70 °C sıcaklıkta 0,83 m/s hava hızında ve 180W gücünde mikrodalgada US ön işlemi uygulanarak kurutulmuşlardır. 70 °C'de kurutulacak meyvelere kontrol grubu ayrılarak 40kHz frekansta, 10, 20, 30 dk. ultrasonik su banyosunda hammadde:su oranı 1:4 olacak şekilde ultrases ön işlemi uygulanmıştır. Mikrodalgada kurutulacak meyvelere ise kontrol grubu ayrılarak hammadde:su oranı 1:4 olacak şekilde 40 kHz frekansta 30 dk. US ön işlemi uygulanmıştır. Kurutma sırasında belli aralıklarla ağırlık ölçümü ve örnek alımı yapılmıştır. Kurutma aşamalarında ve sonrasında suda çözünür kuru madde (°Briks), toplam kuru madde, kül, pH, titrasyon asitliği, askorbik asit, rehidrasyon kapasitesi, büzülme, Hunter L, a, b miktarları ile toplam renk değişimi, esmerleşme indeksi, chroma, hue açısı parametreleri belirlenmiştir.
Örneklerde kuruma periyodu 70 °C'de kurutulanlarda sabit ve azalan hızda, mikrodalgada kurutulanda ise artan, sabit ve azalan hızda kuruma periyodu şeklinde gözlenmiştir. Etkin difüzyon katsayıları 4,5-7,3x10-10 m2/s arasında bulunmuştur. 70 °C'de ve mikrodalgada 30 dk. US ön işlem uygulaması kurutma süresinde sırasıyla yaklaşık  % 22-% 14 oranında azalma sağlamıştır. Meyvelerin kuruma davranışını açıklayan en uygun kurutma modeli Midilli-Küçük model olarak belirlenmiştir. Ancak daha az parametreye sahip olmasından dolayı 70 °C'de kurutma için Newton ve Page, mikrodalga kurutma için ise Page modelleri de kurutma modeli olarak uygun bulunmuştur.
Kurutma sonrası meyvelerin aw değerleri 70 °C'de kontrol, 10US, 20US, 30US ve kontrol MW, 30MW grupları için sırasıyla 0,26-0,32-0,33-0,34-0,38-0,44 olarak belirlenmiştir.
Kuruma süresince meyvelerin askorbik asit miktarlarında azalma meydana gelmiş, en az değişim ise 70 °C'de ve mikrodalgada kurutulan meyvelerde 30US grubunda tespit edilmiştir. Askorbik asidin ısıl degradasyon kinetiği birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. 
Hunter L, a, b tayini kabuk ve dilim olmak üzere iki şekilde yapılmıştır. L, a, b değerlerindeki değişim gruplar arası farklılık göstermiştir. Esmerleşme indeksi, hue açısı ve chroma değeri kuruma süresince azalmıştır. Toplam renk değişimi reaksiyon kinetiği 70 °C'de kontrol, 10US ve 30US grubu sıfırıncı derece, 20US grubu birinci derece reaksiyon kinetiğine, mikrodalgada ise kontrol grubu birinci derece, 30US grubu sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir.
70 °C'de ve mikrodalgada kurutulan örneklerde en fazla büzülme 30US grubunda meydana gelmiştir. Yapılan modelleme çalışmasında 70 °C'de ve mikrodalgada kurutulan örnek gruplarının farklı modellere uyum gösterdiği belirlenmiştir. 
En yüksek rehidrasyon kapasitesi 70 °C'de ve mikrodalgada kurutulan örneklerde 30US grubunda belirlenmiştir. Yapılan matematiksel modelleme çalışmasında 70 °C'de kurutulan örnekler ile mikrodalgada kurutulan örnekler farklı modellere uyum göstermişlerdir.
Renk, koku, lezzet, aroma, çiğnenebilirlik görünüş, tatlılık, ekşilik, burukluk, acılık (kabuktan gelen), sertlik ve genel beğeni parametreleri ile yapılan duyusal analiz sonuçlarına göre 70 °C'de kurutulan örneklerde kontrol ve 10US grubu, mikrodalgada ise kontrol grubu en fazla beğeniyi almıştır.

Anahtar Kelimeler: Kamkat, ultrases, kurutma, rehidrasyon, büzülme, askorbik asit, kuruma kinetiği, ısıl değişim kinetiği.

Abstract:
In this thesis, kumquat fruits (Fortunella margarita Swingle) were dried in different drying conditions by applying ultrasonic pretreatment (US). Drying time and quality characteristics of the kumquat fruits were examined. Fruits were dried at 70 °C temperature, 0,83 m/s air speed and 180W microwave power by applying US pretreatment. US pretreatment was applied before 70 °C drying process in ultrasonic bath for 10, 20, 30 min at 40 kHz frequency and 1:4 of  fruit/water ratio. US pretreatment was applied before microwave drying process at 40 kHz frequency for 30 min and 1:4 of  fruit/water ratio. US pretreatment was not applied to control group. Sample collection and weight measurement were performed during drying process periodically. Soluble solids (°Brix), total dry matter, ash, pH, titratable acidity, ascorbic acid, rehydration capacity, shrinkage, total color change with Hunter L, a, b values and browning index, chroma, hue angle parameters were determined at various dehydration stages and after. 
While constant and declining periods were observed during drying process at 70 °C, increasing, constant and declining periods were observed at microwave drying. Effective moisture coefficients of samples were determined between 4,5x10-10 and 7,3x10-10 m2/s. It was determined that 30 min US pretreatment provided decreasing of drying time by about 14 %-22 % for drying process at 70 °C and microwave drying, respectively. It was determined that Midilli-Küçük model was the best model explained the drying behavior. However, Newton and Page models were also offered for 70 °C drying process because of that have got less parameter. At the same time Page model was offered for microwave drying.
Water activities after dehydration of fruits was detemined as 0,26-0,32-0,33-0,34- 0,38-0,44 for control, 10US, 20US, 30US grups at 70 °C and control MW, 30MW, respectively.
Ascorbic acid content of samples decreased during drying. Least change in ascorbic acid was observed in 30US group for dried fruits at 70 °C dried and microwave dried fruits. Thermal degradation of ascorbic acid was fitted to first order reaction kinetic.
Determination of Hunter L, a, b values were carried out for peel and slice of kumquat fruit. Change in L, a, b values showed differences between process groups. Browning index, hue angle and chroma value decreased during drying. Reaction kinetics of total colour change was fitted to zero order rection kinetics for control, 10US, 30US groups in 70 °C drying process. However, first order reaction kinetic was determined for 20US group in 70 °C drying process. In microwave drying, it was fitted to zero and first order for control group and zero order for 30US.
It was determined that maximum shrinkage occurred in 30US group in both dried fruits at 70 °C and microwave drying. The samples which dried at 70 °C and microwave dried were fitted to diffrent models.
Highest rehydration capacity was observed at 30US group in both samples that dried at 70 °C and microwave dried. Groups was fitted to different models.
Sensory analysis was conducted as color, odor, flavor, appearance, chewiness, sweetness, acidity, dryness, bitterness (from the shell) parameters. The control and 10US groups at 70 °C and the control group at microwave received highest admiration from panelists.

Keywords: Kumquat, ultrasound, drying, rehydration, shrinkage, ascorbic acid, drying kinetics, thermal change kinetic.