Portakal suyu üretiminde bazı elektriksel yöntemlerin verim ve kalite üzerine etkileri
Effects of some electrical applications on yield and quality of orange juice
Yazar: ASLIHAN DEMİRDÖVEN
Danışman: PROF. DR. TANER BAYSAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda teknolojisi = Food technology

Özet:
Bu tez çalışmasında verim artışı sağlamak amacıyla ön işlem olarak uygulanan elektroplazmoliz ve PME enzimini inaktive etmek için mikrodalga ve ohmik ısıtma uygulamalarının portakal suyu kalitesi üzerine etkileri incelenmiştir.Çalışmanın ilk aşamasında portakal suyu üretimine uygun optimum elektroplazmoliz, mikrodalga ve ohmik ısıtma koşulları ?cevap yüzey yöntemi? (RSM) ile belirlenmiştir. Elektroplazmoliz optimizasyonunda tek faktörlü, mikrodalga ve ohmik ısıtma uygulamalarında ise merkezi karma tasarım deneme desenin kullanıldığı durumda optimum noktalar; 122 Volt (4.5 cm elektrot açıklığında) elektroplazmoliz; 50 ml/dak-900 Watt mikrodalga ve 42 V/cm-69 ºC ohmik ısıtma olarak saptanmıştır. Elektroplazmoliz uygulaması ile %8'in üzerinde verim artışı; mikrodalga ve ohmik ısıtma uygulamaları ile geleneksel pastörizasyona göre daha ılımlı (~70 ºC) sıcaklık koşullarında %95'den fazla PME inaktivasyonu sağlanmıştır.Tez çalışmasının diğer aşamasında ise belirlenen optimum işlem koşulları kullanılarak portakal suyu üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretimler elektriksel işlem uygulamalarının tek tek ve bir arada kullanılmaları ile altı ayrı deneme grubu ile yürütülmüştür. Elektriksel işlemlerin tek başına kullanımları: mikrodalga (MD), ohmik ısıtma (OH) ve geleneksel pastörizasyon (PAS) uygulamaları şeklinde, bir arada kullanımları ise elektroplazmoliz ve mikrodalga (EP+MD), elektroplazmoliz ve ohmik ısıtma (EP+OH), elektroplazmoliz ve geleneksel pastörizasyon (EP+PAS) grupları olarak belirlenmiştir. Üretimler sonrasında elde edilen portakal suları 6 ay süreyle +4 oC'da depolanmış ve 2 aylık periodlarda analiz edilerek kalite değişimleri belirlenmeye çalışılmıştır. Depolama başlangıcında kontrol (elektriksel işlem uygulanmamış) ve EP uygulanmış portakal sularında verim ve kabuk yağı değerleri belirlenmiştir. Tüm ısıl işlem gruplarında pulp oranı, viskozite, berraklaşma değeri, formol sayıları, mikrobiyolojik yük (toplam canlı ve toplam koliform) ve duyusal özellikleri saptanmıştır. Depolama aşamasında ise PME aktiviteleri, toplam pektin, C vitamini, toplam karotenoid, toplam fenolik madde, suda çözünür kuru madde, pH, titrasyon asitliği, esmerleşme düzeyi, renk (L*, a*, b*, b/a, ?E , ?C, CN) değerleri ile maya-küf yüklerindeki değişim incelenmiştir.Elektriksel yöntem kombinasyonları ile üretilen portakal sularının pektin, C vitamini, toplam fenolik madde gibi kalite özellikleri ile renk korunumu açısından üstün özelliklerde olduğu saptanmıştır. Depolama sonu itibariyle PME aktiviteleri, maya-küf yükü ve C vitamini içerikleri dikkate alındığında; PAS ve EP+PAS gruplarının 4 aydan az, OH ve EP+OH gruplarının 4 aydan fazla, MD ve EP+MD gruplarının ise 6 aydan daha fazla kalite özelliklerini koruduğu belirlenmiştir.Sonuç olarak portakal suyu üretiminde EP uygulamasıyla verim artışı yanında fonksiyonel özelliklerde de artış olduğu belirlenmiştir. Ayrıca EP ve elektriksel ısıtma uygulamalarının kombinasyonları ile geleneksel pastörizasyona kıyasla kalite özellikleri daha yüksek portakal suyu üretiminin gerçekleştirilebileceği saptanmıştır.Anahtar sözcükler: Portakal suyu, elektroplazmoliz, mikrodalga ısıtma, ohmik ısıtma, verim, kalite.

Abstract:
In this thesis; the effects of electroplasmolysis as a pretreatment on yield and quality and the effects of microwave and ohmic heating on PME inactivation and quality of orange juice were investigated.Initially, electroplasmolysis (one-factor design), microwave (central-composite design) and ohmic heating (central-composite design) applications were optimized by Response Surface Methodology (RSM). Optimum conditions were found as: 122 Volt for electroplasmolysis; 50 ml/dak-900 Watt for microwave heating and 42 V/cm-69ºC for ohmic heating applications. As a result of electroplasmolysis optimization more than 8% increase in yield was determined. In addition, more than %95 PME inactivation was found in moderate (~70 ºC) temperature conditions for microwave and ohmic heating applications.Production of orange juice was carried out by using optimum conditions for each treatment. Trials were done in six application groups with single electrical treatment and combinations of them. Single treatment application groups were: microwave (MD), ohmic heating (OH) and conventional thermal heating (PAS). Combination groups were: electroplasmolysis and microwave (EP+MD), electroplasmolysis and ohmic heating (EP+OH), electroplasmolysis and conventional thermal heating (EP+PAS). After productions orange juices were stored for 6 months at +4 oC where the analyses were performed in 2 months period. At the beginning of the storage, yield and oil content of peel in control samples were determined and EP groups. After that pulp content, viscosity, clarifying value, formol number, microbial count and sensorial analyses were investigated in all groupsPME activity, total pectin, vitamin C, total phenolics, total carotenoid, soluble solid, pH, total acidity, browning index, color (L*, a*, b*, b/a, ?E , ?C, CN) values and total yeast-mold counts of samples were determined during storage period.The results showed that the highest quality values like total pectin, vitamin C and total phenolic were determined on combined applications of electrical methods. At the end of the storage period the shelf life of orange juices were determined with variation of PME activities, yeast-mold counts and vitamin C contents. The shelf life of samples was found as; shorter than 4 months in PAS and EP+PAS; more than 4 months in OH and EP+OH; more than 6 month in MD and EP+MD groups.The results suggested that juice yield and functional properties were increased by EP applications and EP and electrical heating applications gave better quality results comparing the conventional thermal heating in orange juice production.Keywords: Orange juice, electroplasmolysis, microwave heating, ohmic heating, yield, quality.