Sürgün dönemine, rakıma ve çay sınıfına bağlı olarak siyah çayın aroma bileşenlerinin belirlenmesi ve pervaporasyon işlemi ile ayrılması
Determination of aroma compounds in tea as a function of shooting period, altitude and tea class and separation by pervaporation
Yazar: BÜLENT KARADENİZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İLKAY KOCA
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Pervaporasyon, seçici bir membran kullanılarak bir karışımdan istenilen bileşenlerin vakum ile ayrılması işlemidir. Günümüzde 69'dan fazla aroma bileşiği, pervaporasyon tekniği ile sulu ortamdan başarı ile ayrılabilmektedir. Siyah çay aromasının büyük bir bölümünü uçucu aroma bileşikleri oluşturur. Çayda bulunan aroma maddelerinden en önemlileri trans-2-hekzenal, linalol, cis-3-hekzenol, 3-metilbütanal, 2-metilpropanal, benzil alkol, fenilasetaldehit ve ß-iyonon'dur.Bu çalışmada Türk çayındaki uçucu aroma bileşikleri headspace gaz kromatografisi kütle spektrometresi (HS-GC?MS) ile analiz edilmiştir. Türk çayında toplam 76 uçucu aroma bileşiği tanımlanmış ve miktarları belirlenmiştir. Çayda tespit edilen en önemli uçucu bileşikler asetaldehit, dimetil sulfit, 2-metilpropanal, 2-metilbütanal ve 3-metilbütanaldır. İstatistik analiz sonuçları uçucu aroma bileşiklerinin içeriği üzerine rakım, sürgün dönemleri ve çay sınıflarının önemli etkisi olduğunu göstermiştir (p<0.05).Siyah çay aroma maddelerinden 3-metilbütanal için, besleme sıcaklığı ve besleme konsantrasyonunun akı ve seçicilik üzerine olan etkisi pervaporasyon sistemi ile belirlenmiştir. Öncelikle 30, 40 ve 50 oC olmak üzere 3 farklı sıcaklıktaki 10 ppm 3-metilbütanal çözeltisi ile çalışılmıştır. Buradan besleme sıcaklığının akı üzerine olan etkisi ve maksimum akıyı veren sıcaklık değeri belirlenmiştir. Maksimum akıyı veren sıcaklık değerinde (50 oC), 10, 25 ve 50 ppm'lik besleme çözeltileri ile çalışılmıştır. Farklı besleme konsantrasyonlarının akı ve seçicilik üzerindeki etkisi 3-metilbütanal-su ikili karışımı için incelenmiştir.Pervaporasyon çalışmalarında polimer organofilik membran olan PERVAP 4060 kullanılmıştır. Besleme sıcaklığı arttıkça toplam kütle akısının ve seçiciliğin arttığı gözlenmiştir. Besleme çözeltisinin konsantrasyonunun artması ise toplam kütle akısını azaltmış seçiciliği ise arttırmıştır. Çalışmada ayrıca gerçek çay demi kullanılarak pervaporasyon çalışmaları yapılmış ve akı ve seçicilik değerleri hesaplanmıştır.

Abstract:
Pervaporation is separation of the desired compounds from a mixture using a selective membrane. Today, more than 69 aroma compounds can successfully be separated from aquaeus media by pervaporation technique. Black tea aroma mostly consists of volatile aroma compounds. The most important aroma compounds in tea are trans-2-hexanol, linalol, cis-3-hexanol, 3-methylbutanal, 2-methylpropanol, benzil alcohol, phenylasetaldehyde, ß-ionone.In this study, volatile flavor components in Turkish tea were analysed by headspace gas chromatography mass spectroscopy (HS-GC?MS). A total of 76 volatile flavor compounds were identified and quantified in Turkish tea. Major volatile components determined in tea were acetaldehyde, dimethyl sulfide, 2-methylpropanal, 2-methylbutanal and 3-methylbutanal. Results of statistical analysis indicated significant effects of the altitude, shooting periods and tea classes on the contents of volatile flavor compounds.The effect of feeding temperature and feeding concantration on flux and selectivity with pervaporation system was determined for 3-methylbutanal among the tea aroma compounds. First, 10 ppm 3-methylbutanal solutions of 3 different temperatures which are 30, 40 and 50°C were studied. The effect of feeding temperature on flux and the temperature which yields the maximum flow rate were determined. At the temperature which gives the maximum flux (50°), feeding solutions of 10, 25 and 50 ppm were studied. The effect of different feeding concentrations on flux and selectivity were analysed for 3-methylbutanol-water mixture.PERVAP 4060, a polimer organophilic membrane, was used in pervaporation studies. It was observed that the total mass flux and selectivity increases as the feeding temperature increases. Increase in the concentration of feeding solution decreased the total mass flux and increased selectivity. In this study, pervaporation studies also were carried out using real tea extract, and flux and selectivity values were calculated.