Ultrasonikasyon destekli vakum impregnasyon tekniğinin elma küplerinin kuruma kinetiği ve antioksidan aktivitesi üzerine etkisi
Effect of ultrasound assisted vacuum impregnation technique on drying kinetics and antioxidant activity of apple cubes
Yazar: CEREN KARACAOĞLU
Danışman: PROF. DR. YUSUF YILMAZ
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Elma, Türkiye başta olmak üzere birçok ülkede yetişen ve ekonomik değeri yüksek olan bir meyvedir. Meyvelerin kurutulması doğal yollarla uzun sürdüğünden kurutma süresini kısaltmak ve kaliteli ürün elde etmek için kurutma öncesi ön işlemlere başvurulmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında Granny Smith türü elma küplerine atmosferik daldırma (D), vakum impregnasyon (Vİ) ve ultrasonikasyon destekli vakum impregnasyon (US+Vİ)ön işlemleri30 dakika boyunca uygulanarak 40, 50 ve 60 °C sıcaklıkta 7 saat kurutulmuş ve kurutmanın matematiksel modellemesi ile ön işlemlerin elma küplerinin renk değerleri ve antioksidan aktivitesi üzerine etkisi belirlenmiştir. İmpregnasyon çözeltisi olarak dekstroz (%32,5), sakkaroz (%16), askorbik asit (%1) ve kalsiyum klorür(%0,5) kullanılmıştır. Süre sonunda en yüksek kütle geçişinin %18,2 ile US+Vİ yönteminde gerçekleştiği saptanmıştır. Kurutma kinetiğinin matematiksel modellemesinde r2, RMSE ve ki-kare değerleri göz önüne alındığında Newton ve Page modellerin en uygun olduğu belirlenmiştir. Kurutma sırasında elma küplerinin renk analizleri değerlendirildiğinde, ön işlemler ve kurutma sıcaklıklarına ait sabit bir renk degradasyon kinetiğinin olmadığı saptanmıştır. Kurutma sıcaklığı arttıkça elma küplerinin antioksidan aktivite değerlerindeki azalma tüm ön işlemlerde belirlenmiştir. Elma küplerinin başlangıç ve kuruma sonundaki tekstür analizleri, dokusal kaybın US+Vİ uygulanan elma küplerinde daha düşük olduğunu ortaya çıkarmıştır. Üç farklı ön işlem sonrasında üç farklı sıcaklıkta kurutulan elma küplerinin son su aktivite değerleri kıyaslandığında US+Vİ uygulanan ve 60 °C sıcaklıkta kurutulan elma küplerinin güvenli aralıkta (<0,60) olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, antioksidan aktivite ile diğer gıda bileşenlerinin korunması ve renk kalitesinin muhafaza edilebilmesi için elma küplerinin yüksek sıcaklıklarda kurutulmaması gereklidir.

Abstract:
Apple is a fruit that grows in many countries, especially Turkey, and has high economic value. Since the drying of the fruit takes a long time under natural methods, pre-drying processes are applied to shorten the drying period and to obtain a quality product. In this thesis, pretreatments of Granny Smith apples with atmospheric immersion (D), vacuum impregnation (VI) and ultrasonic assisted vacuum impregnation (US+VI) were applied for 30 minutes and apple cubes were dried at 40, 50 and 60 °C for 7 hours, and mathematical modeling and the effect of pre-treatments on the color values and antioxidant activity of apple cubes were determined. Dextrose (32.5%), sucrose (16%), ascorbic acid (1%) and calcium chloride (0.5%) were used as impregnation solutions. At the end of the period, the highest mass transfer was found by the US+VI method with 18.2%. In mathematical modeling of drying kinetics, Newton and Page models were the most appropriate when r2, RMSE and chi-square values were taken into consideration. The results of the color analysis of apple cubes during drying indicated that there was no constant color degradation kinetics for pre-treatments and drying temperatures when evaluating. As the drying temperature increased, the reduction in the antioxidant activity values of apple cubes was found in all pre-treatments. Texture analysis of the apple cubes at the beginning and at the end of the drying revealed that the textural loss was lower in the apple cubespre-treated by the US+VI. When the final water activity values of the apple cubes dried at three different temperatures were compared after three different preliminary treatments, it was seen that the apple cubespre-treated by the US+VI and dried at 60 °C were in the secure range (<0.60). As a result, it is necessary that the apple cubes should not be dried at high temperatures so that antioxidant activity and preservation of other food components and color quality can be maintained.