Kayısıya uygulanan ultrases destekli vakum ozmotik dehidrasyon ön işlem koşullarının yanıt yüzey metodu ile optimizasyonu
Optimization by response surface method of ultrasound assisted vacuum osmotic dehydration pretreatment conditions applied to apricot
Yazar: ORHAN ZIRHLIOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FERİT AK
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada; farklı koşullar altında eş zamanlı olarak uygulanan ultrases destekli vakum ozmotik dehidrasyon ön işleminin, kabaaşı kayısı örneklerinin sıcak hava ile % 20 oranında nem miktarına kadar kurutulması sonrası, kuruma davranışları ve kalite parametreleri üzerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla; çözelti konsantrasyonu (% 50-70),
işlem süresi (30-90 dakika) ve işlem sıcaklığı (30-50 °C) gibi belirlenmiş alt ve üst koşullar altında ultrases destekli vakum ozmotik ön işlemin modellenmesi ve optimizasyonu yanıt yüzey metodu Box-Behnken deneme planına göre gerçekleştirilmiştir. Örneklerin su kaybı, katı kazanımı, kuruma süresi ve etkin difüzyon katsayıları gibi kinetik
parametrelerinin yanı sıra renk, tekstür ve rehidrasyon oranı gibi kalite parametreleri de incelenmiştir. Örneklerin su kaybı değerlerinin % 14.64 ile 37.78 aralığında olduğu ve özellikle yüksek çözelti konsantrasyonu, sıcaklık ve işlem süresi koşullarında bu değerlerin arttığı belirlenmiştir. Ayrıca ön işlem uygulanmış (% 70 çözelti konsantrasyonu, 60 dakika işlem süresi ve 50 °C işlem sıcaklığı) örneklerin sıcak hava ile kurutma süresinin işlem görmemişlere göre % 49.17 daha kısa olduğu belirlenmiştir. Örneklere ait etkin difüzyon katsayısının 6.633×10-10 ile 8.925×10-10 aralığında olduğu ve özellikle bağımsız değişkenlerdeki artışa paralel olarak arttığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, ön işlemsiz kurutulmuş örneklerin renk değişimi değeri 27.41 iken yüksek çözelti konsantrasyonlarda bu değerin 7.09 olduğu belirlenmiştir. Rehidrasyon oranının ise 1.71 ile 2.04 aralığında olduğu ve her üç bağımsız değişkenin negatif yönde önemli bir etkisinin olduğu ortaya çıkarılmıştır. Aynı zamanda örneklerin ön işlem sonrası sıcak hava ile kurutulmasıyla
sertlik değerinin arttığı ve işlem görmemiş taze örneklere göre % 55.21 oranında daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. İlave olarak, Hue renk açısı ile kroma renk doygunluğu değerlerinin ısıl işlemle birlikte düştüğü ve taze örneklere göre en fazla düşüşün ön işlemsiz kurutulmuş örneklerden elde edildiği gözlenmiştir. Önerilen modellere ait uyum eksikliği, belirleme katsayıları ve tahmini hata kareleri toplamı değerlerinin ise tüm parametrelerde ikinci dereceden (kuadratik) polinomiyal modele uyduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak; kayısı örneklerinin ultrases destekli vakum ozmotik dehidrasyon ön işlemine ait optimum parametreler; % 70 sakkaroz çözelti konsantrasyonu, 60.842 dakika uygulama süresi ve 50 °C uygulama sıcaklığı olarak belirlenmiştir. Doğrulama deneylerinden elde edilen sonuçların % 95 güven aralığında olduğu ve belirlenen koşullar için ultrases destekli vakum ozmotik dehidrasyon ön işleminin kinetik parametreler ve kalite parametreleri açısından kullanılabileceği ortaya konmuştur. 

Anahtar Kelimeler: Kayısı, optimizasyon, ozmotik dehidrasyon, ultrases, yanıt yüzey metodu

Abstract:
this study, the effect of ultrasound-assisted vacuum osmotic dehydration pretreatment applied simultaneously under different conditions was investigated on the drying behavior and quality parameters of kabaasi apricot samples after drying with hot air up to 20% moisture. For this purpose, modeling and optimization of ultrasound-assisted vacuum osmotic pretreatment were carried out according to the response surface method Box-Behnken trial plan under specified lower and upper conditions such as solution concentration (50-70%), treatment time (30-90 minutes), and treatment temperature (30-50 °C). The quality parameters such as color, texture, and rehydration rate of the samples were investigated in addition to kinetic parameters such as water loss, solid gain, drying time, and effective diffusion coefficient. It was determined that the water loss values of the samples were between 14.64% and 37.78% and these values increased especially under high solution concentration, temperature and processing time conditions. In addition, it was determined that the drying time with the hot air of the pretreated samples (70% solution concentration, 60 minutes
treatment time, and 50 °C treatment temperature) was 49.17% shorter than the untreated samples. It was determined that the effective diffusion coefficient of the samples was between 6.633×10-10 and 8.925×10-10 and increased especially in parallel with the increase in the independent variables. At the same time, it was determined that while the color
change value of the dried samples without pretreatment was 27.41, this value was 7.09 at high solution concentrations. It was found that the rehydration rate was between 1.71 and 2.04, and all three independent variables had a significant negative effect on this rate. Also, it was determined that the hardness value of the samples that were dried with hot air after pretreatment increased and was 55.21% higher than the untreated fresh samples. Additionally, Additionally, it was observed that the values of Hue color angle and chroma color saturation decreased with heat treatment and the highest decrease was obtained from dried samples without pretreatment compared to fresh samples. It was determined that the values of lack of fit, determination coefficients, and the sum of estimated error squares of the proposed models fit the quadratic polynomial model in all parameters. As a result, the optimum parameters of ultrasound-assisted vacuum osmotic dehydration pretreatment of apricot samples were determined as 70% sucrose solution concentration, 60.842 minutes application time, and 50 °C application temperature. It was revealed that the results obtained from the validation experiments are in the 95% confidence interval and that the ultrasound-assisted vacuum osmotic dehydration
pretreatment could be used in terms of kinetic parameters and quality parameters for the specified conditions.

Keywords: Apricot, optimization, osmotic dehydration, response surface method, ultrasound