Farklı kurutma yöntemlerinin kivi meyvesinin kuruma karakteristiklerine ve kalite parametrelerine etkisi
The effect of different drying methods on drying characteristics and quality parameters of kiwi fruit
Yazar: ELENA BORUCU
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM DOYMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Aktivasyon enerjisi = Activation energy ; Difüzyon katsayısı = Diffusion coefficient ; Kivi = Kiwi ; Kurutma = Drying ; Sıcak hava = Hot air

Özet:
Kivi, Actinidia deliciosa bitki ailesinden gelmektedir. Yüksek su içeriği (%86 y.b) nedeni ile hem mikroorganizmaların türemesi için hem de çeşitli bozulma reaksiyonlarının gerçekleşmesi için elverişli bir ortam oluşturmaktadır. Ayrıca su oranının fazla olması nedeni ile içeriğinde bulunan faydalı bileşikler (antioksidanlar, fenolik bileşikler, askorbik asit vb.) parçalanma reaksiyonlarına uğrayarak kivinin besin kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmada kivi meyvesinin kalitesinin daha uzun süre korunabilmesi için bir muhafaza yöntemi olan kurutma kullanılmıştır. Kivi dilimleri sıcak hava ve infrared olmak üzere iki farklı yöntem ile kurutulmuştur. Sıcak hava kurutma yönteminde sıcaklığın etkisinin incelenmesi için 50, 60, 70 ve 75°C sıcaklıklarda kurutma prosesi gerçekleştirilmiştir. Kivi dilimlerinin kurutulmadan önce Sitrik asit (SA) ve Askorbik asit + Sodyum disülfit (As+SD) çözeltileri ile muamele edildikten sonra kurutulmuştur. Ayrıca bir grup kivi dilimleri Kontrol grubu olarak herhangi bir çözelti ile muamele edilmeden kurutulmuştur. Sıcak hava kurutma yöntemi ile kurutulan kivi dilimlerinin dilim kalınlığının kurutma prosesine etkisinin incelenmesi için kivi 3 farklı dilim kalınlığında (2, 4 ve 6 mm) dilimlenerek 60°C'de kurutulmuştur. İnfrared kurutma yönteminde kivi dilimleri 38, 50, 62, 74 ve 88 W olmak üzere 5 farklı güç ayarında kurutulmuştur. Kivi meyvesi dilimlendikten sonra iki gruba ayrılmıştır. Birinci grup örnekleri sitrik asit çözeltisi ile muamale edildikten sonra ve diğer gruptaki örnekler herhangi bir çözelti ile muamele edilmeden kurutulmuştur. Kurutma prosesinin modellenmesinde literatürde 9 farklı ince-tabaka kurutma modeli (Lewis, Henderson & Pabis, Logaritmik, Page, Midilli & Küçük, Aghbashlo vd., Jena & Das, Vega & Lemus ve Lojistik) kullanılmıştır. Modellerin uyumluluğu lineer olmayan regresyon analizi ile ölçülmüştür. En yüksek R2 ve en düşük P, χ2 ve RMSE değerleri ile Aghbashlo vd. modeli kurutma prosesine en uygun model olarak belirlenmiştir. Efektif difüzyon katsayısı değerleri (Deff) ve aktivasyon enerjisi değeri (Ea) hesaplanmıştır. Nem içeriği düşürülmüş olan numunelerin renk değerleri ve rehidrasyon kapasiteleri ölçülmüştür. Sıcak hava ile kurutulan örneklerin L değerleri sıcaklık artışı ile birlikte düşüş, a ve b değerleri ise artış göstermiştir. İnfrared kurutma ile kurutulan kivi dilimlerinde ise infrared gücün artması ile L ve b değerlerinde düşüş a değerlerinde ise artış gözlemlenmiştir. Kabin kurutucuda kurutulmuş kivi dilimleri için en yüksek rehidrasyon kapasitesi değerleri As+SD kodlu örneklerinde gözlemlenmiştir. Ayrıca infrared kurutma yöntemi ile kurutulan örnekler için de sitrik asit çözeltisinin rehidrasyon kapasitesine olumlu etkileri gözlemlenmiştir.

Abstract:
Kiwifruit comes from the Actinidia deliciosa plant family. Due to its high water content (86% wt), it creates a favorable environment both for the growth of microorganisms and for the realization of various spoilage reactions. In addition, due to its high water content, beneficial compounds (antioxidants, phenolic compounds, ascorbic acid, etc.) in its content undergo decomposition reactions and adversely affect the nutritional quality of kiwifruit. In this study, drying, which is a preservation method, was used to preserve the quality of kiwifruit for a longer period of time. Kiwi slices were dried by two different methods, namely hot air and infrared. In order to examine the effect of temperature in the hot air drying method, drying processes were carried out at 50, 60, 70 and 75°C. Before drying, kiwifruit slices were treated with citric acid (SA) and ascorbic acid + sodium disulfide (As+SD) solutions and then dried. In addition, a group of kiwifruit slices were dried without any solution as a Control group. In order to examine the effect of the slice thickness of the kiwifruit slices dried by hot air drying method on the drying process, the samples was sliced in 3 different slice thicknesses (2, 4 and 6 mm) and dried at 60°C. In the infrared drying method, kiwifruit slices were dried at 5 different power settings, 38, 50, 62, 74 and 88 W. After the kiwifruit was sliced, it was divided into two groups. The first group samples were treated with citric acid solution and the other group samples were dried without any solution treatment. In the mathematical modeling of the drying process, 9 different thin-layer drying models (Lewis, Henderson & Pabis, Logarithmic, Page, Midilli & Kucuk, Aghbashlo et al., Jena & Das, Vega & Lemus and Logistic) were used in the literature. The fit of the models was measured by non-linear regression analysis. With the highest R2 and lowest P, χ2 and RMSE values, Aghbashlo et al. model was determined as the most suitable model for the drying process. Effective diffusion coefficient values (Deff) and activation energy value (Ea) were calculated. The color values and rehydration capacities of the samples were measured. The L values of the samples dried with hot air drying decreased with the increase in temperature, while the a and b values increased. The kiwifruit slices dried by infrared drying method, a decrease in L and b values and an increase in a values were observed with the increase of infrared power. The highest rehydration capacity values for kiwifruit slices dried in the cabinet dryer were observed in As+SD coded samples. In addition, positive effects of the citric acid solution on the rehydration capacity were observed for the samples dried by infrared drying method.