Farklı ön işlemlerin üzümsü meyvelerin kurutma kinetiği üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of different pretreatments on drying kinetics of berries
Yazar: ZEYD EMİN TAŞÇI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EKİN KIPÇAK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Altın Çilek (Physalis peruviana), ana kökeni Güney Amerika olan ancak dünya genelinde de yetiştirilebilen turuncu renkli kolay bozulabilir bir meyvedir. Yaban Mersini (Vaccinium corymbosum) ise mavi renkte küçük ve yine kolay bozulabilir bir meyve olup çoğunlukla Kuzey ve Güney Amerika'da yetiştirilir. Her iki üzümsü meyve de sağlıklı besin içeriği, biyoaktif bileşikler, organik asitler ve mineraller bakımından zengindir. Ayrıca, yaban mersinleri, hafıza kaybı ve kanser gibi bazı hastalıkların olumsuz etkilerini azaltma potansiyeline sahip çok iyi bir antioksidan kaynağıdır. Bunun yanı sıra, altın çilekler, antioksidanlar, karotenoidler ve C vitamini gibi yüksek besin değerine sahiptir. Ayrıca, yüksek çözünür katı madde ve yüksek fruktoz içeriği nedeniyle diyabeti olan bireyler için önemli bir besin kaynağı olarak kabul edilir. Bununla birlikte, bu meyveler mevsimsel meyvelerdir ve çok kısa raf ömürlerine sahiptir. Bu nedenle, bu önemli meyvelerin korunması için kurutma yöntemi kullanılabilir. Literatürde, bu meyvelerin antioksidan kapasiteleri ve besin içerikleri üzerine odaklanan birçok makale olmasına rağmen, kurutma kinetiği ve çeşitli ön işlemlerin sürece olan etkilerini inceleyen çalışmalar hala sınırlıdır. Bu nedenle, bu çalışmada, yaban mersini ve altın çileğin etüvde kurutması, vakum etüvde kurutması ve kızılötesi kurutmada ultrason ön işlem etkisi araştırılmaktadır. Deneyler sırasında kurutma sıcaklıkları 60, 70 ve 80°C olarak seçilmiştir. Her yöntem için, 30 saniye ve 60 saniye süreli ultrason ön işlem ile deneyler gerçekleştirilmiş ve sonuçlar işlenmemiş kurutulmuş örnek verileriyle karşılaştırılmıştır. Etkili nem difüzyon katsayıları (Deff) ve aktivasyon enerjisi (Ea) değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca, kuruma eğrileri, literatürde en çok bilinen matematiksel modelleme denklemleriyle modellenmiştir. Kurutma süresinin, kurutma sıcaklığı arttıkça ve vakum etkisi arttıkça azaldığı görülmüştür. Ancak, ultrasonik ön işlemin yaban mersinleri ve altın çileklerin kuruma süresi üzerinde olumlu bir etkisi olmadığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Altın Çilek, Yaban Mersini, Ultrasonik Ön İşlem, Kurutma Kinetiği, Matematiksel Modelleme

Abstract:
Golden Berries (Physalis peruviana) are orange-colored perishable fruits cultivated worldwide, primarily originating from South America. Blueberries (Vaccinium corymbosum), on the other hand, are small, perishable fruits with a blue hue, predominantly grown in North and South America. Both fruits are rich in healthy nutrients, bioactive compounds, organic acids, and minerals. Additionally, blueberries are excellent sources of antioxidants, which have the potential to mitigate the adverse effects of conditions such as memory loss and cancer. Golden berries are renowned for their high nutritional value, containing antioxidants, carotenoids, and vitamin C. They are also considered beneficial for individuals with diabetes due to their high soluble solids and fructose content. However, both fruits are seasonal and have short shelf lives. Therefore, drying can be employed as a preservation method for these valuable fruits. While numerous articles have examined the antioxidant capacities and nutritional contents of these berries, studies focusing on the drying kinetics and the effects of various pretreatments on the drying process remain scarce in the literature. Thus, this study investigates the impact of ultrasound pretreatment on oven drying, vacuum oven drying, and infrared drying of blueberries and golden berries. The drying experiments were conducted at temperatures of 60, 70, and 80°C. For each method, experiments were carried out with 30 seconds and 60 seconds ultrasound pretreatments, and the results were compared with the data from untreated dried samples. The kinetic parameters, including effective moisture diffusivities (Deff) and activation energy (Ea) values, were calculated. Furthermore, the drying curves were modeled using well-known mathematical equations found in the literature. The drying times were observed to decrease as the drying temperature increased and along with the effects of vacuum However, ultrasound pretreatment was found not to have a positive effect on the drying duration of blueberries and golden berries.

Keywords: Golden Berry, Blueberry, Ultrasonic Pretreatment, Drying Kinetics, Mathematical Modelling