Elma ve üzümden üretilen sirkelerin bileşenleri ve fonksiyonel özellikleri üzerine araştırma
A research on compositional and functional properties of vinegars produced from apple and grape
Yazar: HAVVA NİLGÜN BUDAK
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP BANU SEYDİM
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda teknolojisi = Food technology

Özet:
Bu tez çalışmasında ?Uluğbey karası? üzümü ve ?Red delicious? elmalarından yüzey kültür ve derin kültür olmak üzere iki farklı yöntemle üretilen sirkelerin bazı kimyasal ve fonksiyonel özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı yöntemlerle üretilen üzüm ve elma sirkelerinin çeşitli üretim aşamalarında alınan örneklerin titrasyon asitliği, pH, toplam kuru madde, yoğunluk, kül, çözünür kuru madde, alkol, toplam antioksidan aktivite, toplam fenolik madde, fenolik bileşenler, organik asitler ve bazı uçucu bileşenler belirlenmiştir. Analizler üzüm suyu (ÜS), üzüm cibre fermantasyonu sonu (ÜC), üzüm şarabı (ÜŞ), yüzey kültür üzüm sirkesi (YÜS), derin kültür üzüm sirkesi (DÜS), elma suyu (ES), elma posa fermantasyonu sonu (EC), elma şarabı (EŞ), yüzey kültür elma sirkesi (YES), derin kültür elma sirkesi (DES) örneklerinde yapılmıştır.Üzüm sirkesi üretim aşamaları örneklerinde titrasyon asitliği % 0,53-12,29, pH 2,87-3,91, yoğunluk 0,9955-1,0981 g/cm3, çözünür kuru madde 6,50-22,5, toplam kuru madde % 1,66-22,58, kül 1,9-4,8 g/L aralığında tespit edilmiştir. Üzüm suyunda 260,90 g/L toplam şeker ve üzüm şarabında % 14,05 etil alkol bulunmuştur. Elma sirkesi üretim aşamaları örneklerinde titrasyon asitliği % 0,19-7,37, pH 2,87-4,30, yoğunluk 0,9987-1,0517 g/cm3, çözünür kuru madde % 3,83-11,67, toplam kuru madde % 1,37-10,26, kül 1,7-4,7 g/L aralığında tespit edilmiştir. Elma suyunda 144,24 g/L toplam şeker ve elma şarabında % 6,1 etil alkol bulunmuştur.Antioksidan kapasite tayinleri, Troloks eşdeğeri antioksidan kapasitesi (TEAC) ve Oksijen radikal absorbans kapasitesi (ORAC) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. TEAC ve ORAC yöntemine göre sırasıyla en yüksek antioksidan aktivite 12,07 mM ve 69,10 µmol TE/mL değerleri ile üzüm şarabında belirlenmiştir. YÜS, DÜS, YES, DES örneklerinde 2690,66 mg/L, 2461,66 mg/L, 867,93 mg/L, 365,49 mg/L toplam fenolik madde miktarı tespit edilmiştir. Üzüm sirkesi üretim aşamalarında gallik asit, kateşin, epikateşin, kafeik asit, klorojenik asit, sirinjik, ferulik asit ve p-kumarik asit gözlenmiştir. Üzüm sirkesi üretim aşaması örneklerinde gallik asit 14,50-21,33 mg/L, kateşin 6,27-64,36 mg/L ve epikateşin 0,43-28,40 mg/L aralığında tespit edilmiştir. Elma sirkesi üretim aşamalarında gallik asit, kateşin, epikateşin, kafeik asit, klorojenik asit ve p-kumarik asit belirlenmiştir. Klorojenik asit yüzey kültür elma sirkesi örneklerinde 18,67 mg/L, derin kültür elma sirkesinde 2,40mg/L olarak bulunmuştur. Sirke üretim yöntemlerinin klorojenik asit içeriğine önemli düzeyde etkisi bulunmuştur.Elma sirkesinde asetik asit ve malik asit, üzüm sirkesinde asetik asit ve tartarik asit baskın organik asittir. Asetaldehit miktarı ÜS, ÜC, ÜŞ, YÜS ve DÜS örneklerinde sırası ile 0,51 mg/L, 0,53 mg/L, 0,52 mg/L, 0,67 mg/L ve 0,72 mg/L olarak tespit edilmiştir.Yüzey kültür ve derin kültür üzüm ve elma sirkesi örneklerinin metabolik etkilerinin belirlenmesi amacıyla (kan lipid düzeyi, karaciğer fonksiyon testleri ve karaciğer patoloji) deney hayvanı çalışması yapılmıştır. Sirke uygulaması kan trigliserid düzeyini düşürmüştür. Kontrol (KNT), kolesterol kontrol (KLSKNT), yüzey kültür üzüm sirkesi (YÜS), derin kültür üzüm sirkesi (DÜS), yüzey kültür elma sirkesi (YES) ve derin kültür elma sirkesi (DES) örneklerinin trigliserid düzeyleri sırasıyla 25,43 mg/dL, 41,00 mg/dL, 34,29 mg/dL, 33,43 mg/dL, 35,14 mg/dL, 33,43 mg/dL şeklinde tespit edilmiştir. Kolesterol ilaveli olarak sirke verilen tüm grupların trigliserid düzeyi sadece kolesterol ile beslenen gruba göre düşük çıkmıştır. Farklı sirke üretim yöntemi veya hammadde çeşitleri arasında trigliserid düzeyi açısından bir farklılık gözlenmemiştir. Sirke diyeti ile beslenen hayvanlarda HDL-kolesterol düzeyi yükselmiştir (P<0,05). KNT örneğinin HDL-kolesterol değeri 36,43 mg/dL iken YÜS ve YES örneğinin HDL-kolesterol değeri 55,43 mg/dL ve 56,29 mg/dL olarak tespit edilmiştir. Kolesterol diyetine sirke eklenmesi durumunda toplam kolesterol etkilenmezken LDL-kolesterol düzeyleri artmıştır. Sirke verilen tüm grupların mide patolojisi sonuçlarında erozyon gözlenmemiştir. Karaciğer histopatolojik incelemesinde ise elma sirkesi verilen gruptaki sıçanların kolesterol grubundaki sıçanlardan önemli düzeyde farklı olarak karaciğerlerinde yağlanma gözlenmemiştir. Sirke alan tüm sıçan gruplarında aspartat aminotransferaz enzim (AST) düzeyi kontrol grubu düzeyine düşmüştür. Sirke çeşitleri arasında endüstriyel elma sirkesi verilen grubun AST değeri 107,11 U/L değerine düşmüş ve bu düşüş istatistiki olarak önemli bulunmuştur. Sirke verilen tüm örneklerde alanin aminotransferaz enzim (ALT) değeri kolesterol ilave edilen gruba göre düşmüştür. ALT değerleri açısından elma sirkesi verilen gruplardaki düşüş istatistiki açıdan önemlidir. Elma sirkesi ilave edilen grupların aspartat transferaz enzim (ALP) değerleri kontrol ile kolesterollü grup arasında tespit edilmiştir.Sirke içeceği geliştirilmesi amacıyla elma sirkesi, elma suyu, gül şurubu ve lahana suyu kullanılarak farklı fonksiyonel içecekler üretilmiştir. Farklı bileşimlerde hazırlanan sirke içeceklerine öncelikle tanımlayıcı duyusal analiz uygulanmış ve içilebilirliği tercih edilen ürün seçilmiştir. Belirlenen içeceklere farklı yaş gruplarında hedonik testler uygulanmış ve ürünlerin beğenilirlik özellikleri tespit edilmiştir. Hazırlanan içeceklerden elma içerikli sirke içeceği en beğenilen içecek olmuştur.Anahtar Kelimeler: Yüzey kültür sirke üretimi, derin kültür sirke üretimi, elma sirkesi, üzüm sirkesi, ORAC, TEAC, fenolik madde, HDL-kolesterol, karaciğer fonksiyon testleri, sirke içeceği

Abstract:
The aims of the thesis were to identify some functional and chemical properties of vinegars produced from the ?Uluğbey karası? grapes and the ?Red delicious? apples using two different production methods; the surface and submerge techniques. The titration acidity, pH, total dry matter, density, ash content, soluble solid, alcohol content, total antioxidant activity, total phenolic content, phenolic compounds, organic acids and some volatile substances of the grape and the apple vinegars were determined by sampling throughout the production process. The analyses were performed on the samples taken from the grape juice (ÜS), maceration (ÜC), grape wine (ÜŞ), surface grape vinegar (YÜS), submerge grape vinegar (DÜS), apple juice (ES), apple maceration (EC), apple wine (EŞ), surface apple vinegar (YES) and submerge apple vinegar (DES).Titration acidity, pH, density, soluble solids, total dry matter and ash content of the samples taken during the production process of the grape vinegar were between 0,53?12,29 %, 2,87-3,91, 0,9955-1,0981 g/cm3, 6,50-22,50 %, 1,66-22,58 % 1,9?4,8 g/L, respectively. Content of total sugar was 260,90 g/L in grape juice and ethanol content was 14,05 % in grape wine. In the samples taken from apple vinegar production process, the titration acidity, pH, density, soluble solids, total dry matter and ash content were 0,19-7,379 %, 2,87-4,30, 0,9987-1,0517 g/cm3, 3,83- 11,67%, 1,37-10,26 %, 1,7?4,7 g/L, respectively. Content of total sugar was 144,24 g/L in apple juice and ethanol content was 6,10 % in apple wine.Antioxidant capacity tests were carried out using the trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) and the oxygen radical antioxidant capacity (ORAC) methods. Grape wine had the highest amount of antioxidant activity with 12,07 mM and 69,10 µmol TE/mL with the TEAC and the ORAC methods, respectively. GUS, EUS, YES, DES samples had total phenolic contents of 2690,66 mg/L, 2461,66 mg/L, 867,93 mg/L and 365,49 mg/L, respectively. Gallic acid, catechin, epicatechin, caffeic acid, chlorogenic acid, syringic acid, ferulic acid and p-coumaric were identified in the production process of grape vinegar. During the grape vinegar production process the amount of phenolic samples ranged between 14,50 and 21,33 mg/L for gallic acid, 6,27-64,36 mg/L for catechin, 0,43-28,40 mg/L for epicatechin. Gallic acid, catechin, epicatechin, caffeic acid, chlorogenic acid, and p- coumaric acid were found in the production process of apple vinegar. The amounts of chlorogenic acid were 18,67 mg/L and 2,40 mg/L in surface apple vinegar and submerge apple vinegar, respectively. The method of vinegar production had a significant effect on the chlorogenic acid content of the vinegar.Acetic acid and malic acids were dominant in apple vinegar samples while acetic acid and tartaric acids were identified in grape vinegars. The amount of acetaldehyde was 0,51 mg/L, 0,53 mg/L, 0,52 mg/L, 0,67 mg/L and 0,72 mg/L in ÜS, ÜC, ÜŞ, YÜS and DÜS, respectively.Animal studies were carried out to determine some metabolic effects (blood lipid levels, liver function tests and liver pathological tests) of the surface and the submerge apple and grape vinegars on influence of health. Vinegar addition to diet of hypercholestrolemic rats has resulted in lowering of the triglyceride levels. The triglyceride levels of the control (KNT), cholesterol control (KLSKNT), surface grape vinegar (YÜS), submerge grape vinegar (DÜS), surface apple vinegar (YES) and submerge apple vinegar (DES) samples were 25,43 mg/dL, 41,00 mg/dL, 34,29 mg/dL, 33,43 mg/dL, 35,14 mg/dL and 33,43 mg/dL, respectively. The triglyceride levels in all groups fed with vinegar in addition to the cholesterol diet were lower than those fed only with the cholesterol diet. Different methods of vinegar production or types of raw material did not result in significant changes in the triglyceride levels. The HDL-cholesterol levels increased in the animals fed with vinegar in their diets (P<0,05). While the HDL-cholesterol levels in the KNT sample was 36,43 mg/dL, the levels in YÜS and YES samples were 55,43 mg/dL and 56,29 mg/dL, respectively. Addition of vinegar to the cholesterol diet did not cause any change in the level of total cholesterol while it resulted in an increase in the LDL-cholesterol. None of the stomach pathologies of the samples fed with vinegar had erosion. On the other hand, the results of the liver pathology test revealed that the rats in the vinegar group had significantly less fattening around the liver than those in the cholesterol only group. The aspartate aminotransferase enzyme (AST) levels in the rats of the vinegar group reduced to that of the control group. The AST level of the submerge apple vinegar group reduced to 107,11 U/L (P<0,05). The alanin aminotransferase enzyme (ALT) levels in all samples that were with vinegar decreased in comparison to that of the cholesterol fed group. The decreases in the ALT levels of the apple vinegar fed group were statistically significant. The aspartate transferase enzyme (ALP) values of the apple vinegar added groups were in between that of the control and the cholesterol-fed groups.Several functional beverages including apple vinegar, apple juice, rose syrup and cabbage juice have been produced with the aim of obtaining a vinegar drink. The vinegar drinks that have been prepared in varying compositions were put through descriptive sensory analyses. Hedonic tests have been conducted on various age groups and the preferences of the beverages were identified. Among the vinegar drinks, the apple juice containing vinegar drink has been the most favorable beverage.Key Words: Surface culture vinear produce, submerge culture vinegar produce, apple vinegar, grape vinegar, ORAC, TEAC, phenolics, HDL-cholesterol, liver functional test, vinegar drink