Kurutulmuş üzüm üretiminde yeni ön işlem uygulaması ve etkileri
New pretreatment in dried grape production and its effects
Yazar: NURSAÇ AKYOL
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN KARACABEY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Kuru üzüm = Raisin ; Çekirdeksiz kuru üzüm = Sultana

Özet:
Çalışma kapsamında kurutulmuş gıda üretiminde yeni bir ön işlem olan karbonik maserasyon (KM) uygulamasının, Sultani çeşidi üzümlerin kuruma hızları, bazı kalite özelliklerine ve besin öğeleri üzerine olan etkisi incelenmiştir. Karbonik maserasyon ön işlem uygulamasıyla ürünün doku yapısına etki ederek kuruma süresinin kısaltılması amaçlanmıştır. Küçük salkımlar halinde kesilen üzümler tasarlanan basınç tankı içerisine yerleştirilerek deneme tasarımında belirtilen sıcaklık, süre ve basınç değerlerinde karbondioksit (CO2) gazına maruz bırakılmıştır. Ardından KM ön işlemi uygulanan ve ön işlem uygulanmayan (kontrol) örnekler, iki farklı yöntemle kurutulmuştur. Bunlar güneş atında kurutma (daldırma ön işlemi uygulanarak ve uygulanmadan) ve konveksiyonel kurutma yöntemiyle (77ᵒC hava sıcaklığında, 2.0 m/s hava akış hızında, 15 devir/dak tepsi dönüş hızında) kurutulmuştur. Yanıt yüzey yöntemi kullanılarak kurutma süresinin minimize edilmesi ve Hue değeri, elastikiyet ve TEAC (troloks eşdeğeri antioksidan kapasite) değerlerinin maksimize edilmesi amacıyla ön işlem koşulları (sıcaklık, süre ve basınç) ve kurutma fırın sıcaklığı optimize edilmiştir. Değerlendirme sonucunda optimum değerler ön işlem koşulları için 4ᵒC, 8 saat ve 0.3 MPa CO2 olarak bulunurken; kurutma fırın sıcaklığı için 77ᵒC olarak belirlenmiştir. Optimum şartlarda gerçekleştirilen KM ön işlem uygulaması ile kontrol grubu için 8.5 saat olan kuruma süresi %24 azalma ile 6.5 saate düşürülmüştür. KM uygulaması sonucunda kısalan kurutma süresi sebebiyle kurutulmuş üzüm örneklerinin toplam fenolik madde, toplam flavonoid, TEAC değeri, renk, tekstür gibi kalite özelliklerinde herhangi bir olumsuz etki tespit edilmemiştir. Örneklerin toplam fenolik madde miktarı, Hue değerleri ve TEAC değeri kontrol grubuna kıyasla daha yüksek bulunurken (p≤0.05); L*, a*, b*, ΔE değerleri ve tekstür sonuçları kontrol grubuna göre önemli bir fark gözlenmemiştir (p>0.05). Bunlara ek olarak KM ön işlemi uygulanmamış kuru üzüm örneklerinin HMF değeri, KM uygulanmış örneklere göre daha yüksek bulunmuştur (p≤0.05).
Ek olarak optimum ve kontrol örnekleri 8 ay boyunca depolanarak fiziksel ve kimyasal özelliklerinin değişimi takip edilmiştir. Optimum örneklerine ait renk, toplam fenolik madde miktarı ve TEAC değeri kontrol grubuna kıyasla yüksek bulunmuştur (p≤0.05). Depolama süresince toplam flavonoid konsantrasyonunda önemli bir değişim tespit edilmemiştir (p>0.05).
Güneş altında kurutma denemelerinde üç farklı ön işlem denenmiştir. Bunlar KM uygulaması (CO2-G), daldırma çözeltisi uygulaması (D-G) ve KM+daldırma (CO2+D-G) çözeltisi kullanımıdır. Örneklere ait nem tayini (%), suda çözünür kuru madde, titrasyon asitliği (%), kuru madde (%), su tutma kapasitesi ve rehidrasyon oranı değerler arasındaki farklılıklar istatistiksel açıdan önemsiz bulunmuştur (p>0.05). KM ön işlemi ve daldırma uygulamasının toplam fenolik madde miktarı, aw, pH ve a* ve b* renk değerlerinde önemli değişimlere neden olmuştur (p≤0.05).
Sonuç olarak karbonik maserasyon ön işlem uygulamasıyla konveksiyonel kurutma süresi kısaltılmış, yüksek sıcaklık etkisi ile kurutulan ürünlerde meydana gelen arzu edilmeyen değişimler ve kayıplar üzüm kurutmada sınırlandırılmıştır. Karbonik maserasyon uygulaması sonrası konveksiyonel fırında kurutulan nihai kuru üzüm örnekleri kontrol gruplarına göre fonksiyonel özellikleri, fiziksel görünüşleri açısından daha başarılı bulunmuştur.

Abstract:
In this study, the effect of carbonic maceration (CM), which is a new pre-treatment in dried food production was applied. The effects of CM on the drying rate of grapes, some quality characteristics and nutrients were investigated for Sultana variety. It is aimed to application of carbonic maceration pretreatment shorten drying time by affecting the tissue structure of product. The grapes cut into small cluster were placed in the designed pressure tank and exposed to carbon dioxide (CO2) gas at the specified temperature, pressure and during a specified time. Samples with and without CM pretreatment (control) were then dried using two different drying methods which were sun-drying (with and without the use of dipping solution (DS)) and convection (at 77°C air temperature, 2.0 m/s  air flow rate, tray speed of 15 rpm). The optimal CM conditions (temperature, time and pressure) and drying oven temperature were determined to minimize drying time and to maximize Hue value, elasticity and TEAC (trolox equivalent antioxidant capacity) using the response surface method. As a result of evaluation, optimum values were found as 4°C, 8 hours and 0.3 MPa CO2 for pretreatment conditions; drying oven temperature was 77°C. As a result, the drying time was reduced from 8.5 hours to 6.5 hours with a 24% reduction compared to control samples. For optimum conditions, total phenolic content, Hue values and TEAC values of CM treated samples were higher than the control group (p≤0.05). There was no significant difference between CM and control in terms of total flavonoid content and color variables (L *, a *, b *, ΔE values) (p> 0.05). HMF value in the control sample was found higher than CM treated samples (p≤0.05).
In addition, physical and chemical changes were for 8 months and their physical and chemical properties were followed. The color, total phenolic content and TEAC values of CM treated samples were significantly higher than control (p≤0.05). Any significant change was not observed for total flavonoid content during storage (p> 0.05).
Regarding sun-drying, three different pretreatment were applied which were the use of carbonic maceration (CO2-G), dipping solution (D-G) and carbonic maceration+dipping solution (CO2+D-G). The differences between moisture determination (%), water-soluble dry matter content, titration acidity (%), dry matter (%), water retention capacity and rehydration rate of samples dried after three different pretreatment methods were found insignificant (p> 0.05). CM caused significant changes in aw, pH and a* and b* color values of samples (p≤0.05). CM pretreatment and DS were found to have significant effects on the total phenolic content (p≤0.05).
As a result, with the carbonic maceration pretreatment, the convection drying time was shortened and undesirable changes and losses in the products dried with high temperature effect were limited in grape drying. Raisin samples dried in the convection oven after carbonation maceration application were found to be more successful in terms of functional properties and physical appearance than the control groups.