Ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon işlemi ile limon kabuğu tozundan pektin üretimi ve performans değerlendirmesi
Production of pectin from lemon peel powder by ohmic heating assisted extraction process and performance evaluation
Yazar: SEDA ÇİLİNGİR BEKÇİ
Danışman: DOÇ. DR. SERDAL SABANCI
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Ohmik ısıtma işlemi homojen, verimli ve hızlı ısıtma olarak bilinir. Bu çalışmada, limon kabuğundan pektin ekstraksiyonunun ohmik ısıtma kullanılarak analiz edilmesi, spesifik pektin üretim katsayısının (SPÜK, mg/kJ) değerlendirilmesi ve geleneksel pektin üretimi ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Ohmik ısıtma işleminin etkisini detaylı olarak ortaya koymak için, geleneksel yöntem kullanılarak pektin ekstraksiyonu gerçekleştirilmiş ve elde edilen pektin maddesinin fizikokimyasal özelliklerindeki değişim ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon işlemi ile karşılaştırılmıştır. Ekstraksiyon işlemi 3 farklı sıcaklıkta (70-80-90 °C), 3 farklı katı:sıvı oranında (1:30, 1:40, 1:50 g/ml), 3 farklı ekstraksiyon bekletme süresinde (0-15-30 dk) ve sabit pH'da (sitrik asit ile ayarlanmış pH:2) gerçekleştirilmiştir. Sonuçlara göre ekstraksiyon koşulları pektin verimini etkilemiştir. Sıcaklık ve ekstraksiyon bekletme süresi arttıkça pektin veriminde artış gözlemlenmiştir. Genel olarak, ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon (OIDE) işleminin 30 dakikalık pektin verimleri, aynı koşullar altında geleneksel pektin ekstraksiyonundan elde edilen pektin verimlerine benzer olduğu görülmüştür. Pektin üretiminin performans değerlendirmesi 90 °C için yapılmış olup, 3 farklı katı/sıvı oranı için enerji verimliliği %69'un üzerinde bulunmuştur. Ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon yönteminin geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla daha yüksek enerji ve ekserji verimliliği ile benzer kalite özelliklerinde pektin elde edilmesine olanak verdiği belirlenmiştir. Ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon işleminin farklı meyve kabuğu tozlarında pektin üretimi amacıyla alternatif bir yöntem olarak uygulanabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Geleneksel pektin ekstraksiyon yöntemine alternatif olarak OIDE işleminin uygulanabileceği belirtilmiştir. Bu istatiksel karşılaştırılma amacı ile SPSS paket programı (IBM, ABD) kullanılmıştır. Pektin üretimi sırasında termodinamik açıdan enerji ekserji verimi, ekserji yokolan değerlerlerinin karşılaştırılması, sıcaklık değerlerinin karşılaşıtırlması, pektin verimi vb. karşılaştırmak için çoklu karşılaştırma olan ANOVA testinde yararlanılmış ve işlemler üzerine etkileri arasındaki farklılıklar, Tamamen Rastgele Deneme Desenine göre, tek yönlü varyans (Post Hoc- Duncan testi) analizi kullanılmıştır. Kullanılan istatistiksel değerlendirmede güven aralığı 0.95 olarak kabul edilmiştir.

Abstract:
Ohmic heating process is known as homogeneous, efficient and fast heating. In this study, it was aimed to analyze pectin extraction from lemon peel using ohmic heating, evaluate the specific pectin production coefficient (SPÜK, mg/kJ) and compare it with traditional pectin production. In order to reveal the effect of the ohmic heating process in detail, pectin extraction was carried out using the traditional method and the change in the physicochemical properties of the resulting pectin substance was compared with the ohmic heating assisted extraction process. The extraction process was conducted at three different temperatures (70, 80, and 90 °C), three different solid-to-liquid ratios (1:30, 1:40, and 1:50 g/ml), and three different extraction retention times (0, 15, and 30 minutes) while maintaining a constant pH of 2 adjusted with citric acid. According to the results, extraction conditions affected pectin yield. An increase in pectin yield was observed as the temperature and extraction holding time increased. In general, the 30-min pectin yields of the ohmic heating-assisted extraction (OIDE) process were found to be similar to the pectin yields obtained from conventional pectin extraction under the same conditions. The performance evaluation of pectin production was made for 90 °C, and the energy efficiency was found to be over 69% for 3 different solid/liquid ratios.It has been determined that the ohmic heating-assisted extraction method allows obtaining pectin with similar quality characteristics with higher energy and exergy efficiency compared to traditional extraction methods. It was concluded that ohmic heating assisted extraction process can be applied as an alternative method for pectin production in different fruit peel powders. It has been stated that the OIDE process can be applied as an alternative to the traditional pectin extraction method.SPSS package program (IBM, USA) was used for this statistical comparison. The thermodynamic energy exergy efficiency, exergy dissipation values, temperature values, and pectin yield were compared during pectin production using the ANOVA test, a multiple comparison test. To compare the differences between the effects of the treatments, the one-way analysis of variance (Post Hoc-Duncan test) was used according to the Completely Randomized Trial Design. The confidence interval was accepted as 0.95 in the statistical evaluation used.