Ultrases ve kaplama ön işlemlerinin infrared kurutulmuş ayva numunelerinde kuruma verimi ve kalite parametreleri üzerine etkisi
The effect of ultrasound and coating pretreatments on drying efficiency and quality parameters in infrared dried quince samples
Yazar: TANSU YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OYA SİPAHİOĞLU
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Ayva = Quince ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Kaplama = Coating ; Kızılötesi ısıtma = Infrared heating ; Sertlik = Hardness ; Sodyum aljinat = Sodyum alginate ; Ultrases dalgaları = Ultrasound waves

Özet:
Bu çalışmanın amacı ayva işlemede infrared kurutma sisteminde ön işlem olarak ultrases ile düşük metoksil pektin ve sodyum aljinat kaplama uygulamalarının kurutulmuş ayvaların fiziko-kimyasal kalitesi üzerine etkisinin belirlenmesidir. Ayva örnekleri ön işlem uygulaması yapılmadan etüvde ve infrared kurutma sisteminde kurutulan örneklerle karşılaştırılacaktır. Kurutma öncesi ayva örnekleri (2 cm x 2 cm x 0.5 cm) 70 ºC'de etüvde 24 saat ve 105 ºC'de infrared kurutma cihazında kurutulmuştur. Ön işlem uygulanmayan taze ayvalar kontrol olarak düşünülmüştür. Beş farklı yöntem ile kurutulan ayvaların fizikokimyasal özellikleri (nem, kül, titrasyon asitliği, yağ ve protein) tespit edilmiş; pH, çekme oranı, rehidrasyon kapasitesi, renk özellikleri, toplam fenolik, toplam flavonoid içerikleri, antioksidan kapasiteleri (TEAC ve DPPH) ve tekstürel özellikleri karşılaştırılmıştır. Ayvaların kurutulması işleminde örneklerin fiziksel, kimyasal ve tekstürel özelliklerinin belirlendiği bu çalışmada ayvalara ön işlem uygulanarak infrared kurutulması ile örneklerin antioksidan,  fenolik bileşik, flavanoid, renk ve tekstürel içeriklerinde belirgin bir artış sağladığı gözlemlenmiştir (p<0,05). Kurutulmuş ayvaların antioksidan özellikleri toplam fenolik madde miktarı gallik asit eşdeğeri olarak, antioksidan kapasitesi Troloks eşdeğeri ve toplam flavanoid miktarı kateşin eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Kaplama materyalleri yüksek işlem sıcaklığında uygulandığında, hücre çökmesini azaltarak daha yüksek su difüzyonu sağlamaktadır. Ultrases ön işlemi hücre zarını parçalayarak suyun difüzyonunu artırmaktadır. Düşük metoksil pektin ve sodyum aljinat kaplama işlemi örneklerin fenolik ve antioksidatif bileşiklerin kaybını azaltmıştır. Infrared kurutma işlemi ayvaların fenolik, antioksidatif ve flavanoid bileşiklerini koruduğu tespit edilmiştir. Ultrases ön işlemi uygulanıp infrared kurutulan örneklerin fenolik, antioksidatif ve flavanoid bileşiklerin miktarında bir artış gözlenmiştir. Etüv kurutmada istatiksel olarak görülen L* ve b* değerindeki azalış ve a* değerindeki artış muhtemelen Maillard reaksiyonunun gerçekleşmiş olabileceğinin belirtisidir. Infrared kurutma işleminde L değerinde artış meydana gelmiştir. L* değerinde görülen artış esmerleşme reaksiyonlarının azaldığının göstergesidir. Düşük metoksil pektin kaplama uygulanıp infrared kurutulan örneklerde L* ve b* değerinde artış, a* değerinde azalış tespit edilmiştir. Düşük metoksil pektin kaplama işlemi ayvalarda enzimatik esmerleşme reaksiyonuna neden olan PPO (polifenol oksidaz) enziminin aktivitesinin azalmasının, polifenollerin, karotenoidlerin ve C vitamininin oksidasyonunu baskılamada pektin kaplamaların etkili olduğunun göstergesidir. Ultrases ve kaplama ön işlemleri uygulanıp infrared kurutulan ayvaların renginin korunduğu tespit edilmiştir. Ayva örneklerinin sertlik özellikleri tekstür analizi ile incelenmiştir. Etüvde kurutmanın infrared kurutmaya kıyasla ayvaların sertlik değeri istatiksel olarak artmıştır (p<0,05). Etüv kurutmada görülen kurutma süresi artışının, ürün sertlik değeri üzerinde artırıcı etkisi olduğu tespit edilmiştir. Kurutma işleminde daha çok su kaybeden örneklerin sertlik değerinin daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Çalışmalar infrared sistemde kurutma işleminin ayva örneklerinin aşırı sertleşmesini önleyen bir yöntem olduğunu göstermiştir.  Sonuç olarak, ayva meyvesinin antioksidan aktivite, toplam fenolik bileşik, toplam flavanoid, renk ve tekstürel özelliklerini korumak için sodyum aljinat ve düşük metoksil pektin kaplamaların yenilebilir kaplamalar olarak kullanılabileceği, ultrases ve kaplama ön işlemlerinin infrared kurutulmuş ayva örneklerinin kalitesini artırmada etkin bir yöntem olduğunu göstermiştir.

Abstract:
This study, it was aimed to determine the effect of ultrasound and low methoxy pectin and sodium alginate coating applications on the physico-chemical quality of dried quince in infrared drying system in quince processing. Quince samples will be compared with samples dried in an oven and infrared drying system without pretreatment. Before drying, quince samples (2 cm x 2 cm x 0.5 cm) were dried in an oven at 70 ºC for 24 hours and at 105 ºC in an infrared drying device. Fresh quinces without pre-treatment were considered as control. The physicochemical properties (moisture, ash, titration acidity, oil and protein) of quinces dried by five different methods were determined; pH, shrinkage ratio, rehydration capacity, color properties, total phenolic, total flavonoid contents, antioxidant capacities (TEAC and DPPH) and textural properties were compared. In this study, in which the physical, chemical and textural properties of the samples were determined in the drying process of the quinces, it was observed that the antioxidant, phenolic compound, flavonoid, color and textural contents of the samples were significantly increased by applying infrared drying to the quinces (p<0.05). Antioxidant properties of dried quince were determined as total phenolic substance amount as gallic acid equivalent, antioxidant capacity as Trolox equivalent and total flavonoid amount as catechin equivalent. When coating materials are applied at high processing temperatures, they reduce cell collapse and provide higher water diffusion. Ultrasound pretreatment increases the diffusion of water by breaking down the cell membrane. Low methoxyl pectin and sodium alginate coating process reduced the loss of phenolic and antioxidative compounds of the samples. It has been determined that infrared drying process preserves phenolic, antioxidative and flavonoid compounds of quinces. An increase in the amount of phenolic, antioxidative and flavonoid compounds was observed in the ultrasound pretreatment and infrared dried samples. The decrease in the L* and b* values and the increase in the a* value, which are seen statistically in oven drying, are probably the indications that the enzymatic browning reaction may have taken place. The L value increased in the infrared drying process. The increase in L value is an indication of a decrease in browning reactions. An increase in L and b* values and a decrease in a* values were detected in the samples that were applied low methoxyl pectin coating and infrared dried. Low methoxyl pectin coating process is an indication that the activity of decreases PPO (polyphenol oxidase) enzyme, which causes enzymatic browning reaction in quinces, and pectin coatings are effective in suppressing the oxidation of polyphenols, carotenoids and vitamin C. It has been determined that the color of the quince, which is infrared dried preserved applying ultrasound and coating pre-treatments. The hardness properties of quince samples were investigated by texture analysis. The hardness value of quinces increased statistically in oven drying compared to infrared drying (p<0.05). It has been determined that the increase in drying time in oven drying has an increasing effect on the product hardness value. It was observed that the hardness values of the samples that lost more water in the drying process were higher. Studies have shown that drying in the infrared system is a method that prevents excessive hardening of quince samples. As a result, it has been shown that sodium alginate and low methoxyl pectin coatings can be used as edible coatings to protect the antioxidant activity, total phenolic compound, total flavonoid, color and textural properties of quince fruit, and ultrasound and coating pretreatments are an effective method to increase the drying yield and quality of infrared dried quince samples.