Geleneksel hardaliye içeceğinin yenilikçi proses teknolojileri ile pastörizasyonu
Pasteurization of traditional hardaliye drink by innovative food processing technologies
Yazar: MERVE DEMİRAY
Danışman: PROF. DR. GÜLSÜN AKDEMİR EVRENDİLEK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, sadece besinsel bileşimi ile değil insan sağlığı üzerine olan olumlu etkileri yönünden de kıymetli olan geleneksel hardaliye içeceğini yüksek hidrostatik basınç (YHB) ve ultrasonikasyon (US) gibi yenilikçi proses teknolojileri ile pastörize etmek ve bu teknolojilerin hardaliye içeceğinin önemli kalite kriterleri üzerindeki etkisini belirlemektir. Bu kapsamda; pH, toplam asitlik (g/L), °Briks, kondaktivite (mS/cm), bulanıklık (NTU), renk ölçümü (L*, a*, b*, C*, h0, ΔE), renk yoğunluğu (IC), renk tonu, renk bileşimi (%OY420, %OY520, %OY620), toplam fenolik madde (mg/L), toplam antioksidan aktivite (%), toplam monomerik antosiyanin (mg/L) ve indirgen şeker (g/L) gibi fizikokimyasal analizlerin yanında toplam mezofilik aerobik canlı bakteri (log kob/mL) ve toplam maya küf (log kob/mL) yükünde azalmaları tespit etmek için mikrobiyal analizler de gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu teknolojiler ile işlenen ürünlerin duyusal özellikler bakımından da kabul edilebilirliği test edilmiştir.

YHB ve US uygulamaları için yanıt yüzey tasarımından yararlanarak Box-Behnken yöntemine göre deney tasarımı oluşturulmuştur. YHB işlemine ilişkin açıklayıcı değişkenler olan basınç, sıcaklık ve süre için alt ve üst limitler sırasıyla; 200-500 MPa, 4-40 °C, 3-15 dk. olarak belirlenmiştir. US işlemine ilişkin açıklayıcı değişkenler olan genlik, sıcaklık ve süre için alt ve üst limitler ise sırasıyla; 50-90 %, 4-40 °C, 5-45 dk. olarak belirlenmiştir. YHB uygulamaları pH, toplam asitlik, °Briks, L*, a*, b*, C*, h0, ΔE, toplam fenolik madde, toplam antioksidan aktivite, toplam monomerik antosiyanin ve indirgen şeker değerinde önemli düzeyde değişime neden olmamıştır (p > 0.05). US uygulamalarının ise pH, toplam asitlik, °Briks, kondaktivite, L*, a*, C*, ΔE, toplam fenolik madde ve toplam monomerik antosiyanin değerine etkisi önemsiz düzeyde tespit edilmiştir (p > 0.05). Hem YHB hem de US uygulamaları hardaliye içeceğinin %OY520 değerinde kayda değer artış meydana getirmiştir (p ≤ 0.05). YHB ile hardaliye içeceğinin pastörizasyonunda 5.10 log kob/mL olan başlangıç toplam mezofilik aerobik bakteri yükü YHB3 (350 MPa, 15 dk., 40 °C), YHB9 (500 MPa, 9 dk., 4 °C) ve YHB14 (500 MPa, 9 dk., 40 °C) denemelerinde; 4.21 log kob/mL olan toplam maya küf yükü YHB3 (350 MPa, 15 dk., 40 °C), YHB7 (500 MPa, 3 dk., 22 °C), YHB9 (500 MPa, 9 dk., 4 °C), YHB11 (500 MPa, 15 dk., 22 °C) ve YHB14 (500 MPa, 9 dk., 40 °C) denemelerinde tamamen yok edilmiştir. US ile hardaliye içeceğinin pastörizasyonunda 4.84 log kob/mL olan başlangıç toplam mezofilik aerobik bakteri yükü US3 (1207.50 W, 25 dk., 40 °C) denemesinde; 4.00 log kob/mL olan toplam maya küf yükü US3 (1207.50 W, 25 dk., 40 °C), US5 (1207.50 W, 45 dk., 22 °C) ve US9 (1207.50 W, 25 dk., 4 °C) denemelerinde tamamen inaktivite edilmiştir. Hardaliye içeceğinin bu teknolojiler ile pastörize edilebileceğinin tespit edilmesine dayanarak bu içeceğin endüstriyel üretiminde sodyum benzoat ve potasyum sorbat gibi katkı maddeleri kullanımının önüne geçilebileceği öngörülmüştür. Ayrıca YHB ve US ile muamele edilen hardaliye içeceği duyusal özellikler açısından da kontrol örneğinden farklı bulunmamıştır (p > 0.05). Bu çalışmada hardaliye içeceği için YHB ve US teknolojisinin ikisinde de olumlu sonuçlar elde edilmesine karşın YHB teknolojisinde mikrobiyal yükte daha fazla inaktivasyon sağlanırken fizikokimyasal özelliklerde de minimum değişimler gözlemlenmiştir. 

ANAHTAR KELİMELER: Hardaliye içeceği, Yüksek hidrostatik basınç, Ultrasonikasyon, Isıl olmayan yenilikçi teknolojiler, Alternatif gıda koruma

Abstract:
The purpose of this work is to pasteurize traditional hardaliye drink, which is of value not only in terms of nutrient composition, but also its positive impacts on human health with innovative process technologies, such as; high hydrostatic pressure (HHP) and ultrasonication (US) and identify the impact of these technologies on significant quality criteria of hardaliye drink. In this context; alongside of physico-chemical analysis, such as; pH, total acidity (g/L), °Brix, conductivity (mS/cm), turbidity (NTU), color measurement (L*, a*, b*, C*, h0, ΔE), color intensity (IC), color tone, color composition (%OY420, %OY520, %OY620), total phenolic content (mg/L), total antioxidant activity (%), total monomeric anthocyanin (mg/L) and reducing sugar (g/L); microbial analysis had been carried out to determine reductions in total mesophilic aerobic viable bacteria (log cfu/mL) and total yeast and mold load (log cfu/mL), as well. Besides, the acceptability of the products processed with these technologies were tested in terms of sensorial properties. 

An experimental design was constituted according to Box-Behnken method by benefiting from response surface designs for HHP and US applications. Sub and upper limits for pressure, temperature and time, which are the explanatory variables in reference to HHP, were identified in turn as; 200-500 MPa, 4-40 °C, 3-15 min. Sub and upper limits for amplitude, temperature and time, which are the explanatory variables in reference to US, were identified in turn as; 50-90 %, 4-40 °C, 5-45 min. HHP applications did not induce alteration in estimation of pH, total acidity, °Brix, L*, a*, b*, C*, h0, ΔE, total phenolic content, total antioxidant activity, total monomeric anthocyanin and reducing sugar in a significant degree (p > 0.05). The effect of US applications on the estimation of pH, total acidity, °Brix, conductivity, L*, a*, C*, ΔE, total phenolic content and total monomeric anthocyanin was determined in an insignificant degree (p > 0.05). Both HHP and US applications generated considerable augmentation in %OY520 value of hardaliye drink (p ≤ 0.05). In pasteurization of hardaliye drink with HHP, initial total mesophilic aerobic bacteria load, which is 5.10 log cfu/mL, HHP3 (350 MPa, 15 min., 40 °C), HHP9 (500 MPa, 9 min., 4 °C) and HHP14 (500 MPa, 9 min., 40 °C) at experiments; total yeast and mold load, which is 4.21 log cfu/mL, HHP3 (350 MPa, 15 min., 40 °C), HHP7 (500 MPa, 3 min., 22 °C), HHP9 (500 MPa, 9 min., 4 °C), HHP11 (500 MPa, 15 min., 22 °C) and HHP14 (500 MPa, 9 min., 40 °C) at experiments were completely annihilated. In pasteurization of hardaliye drink with US, initial total mesophilic aerobic bacteria load, which is 4.84 log cfu/mL, US3 (1207.50 W, 25 min., 40 °C) at experiment; total yeast and mold load, which is 4.00 log cfu/mL, US3 (1207.50 W, 25 min., 40 °C), US5 (1207.50 W, 45 min., 22 °C) and US9 (1207.50 W, 25 min., 4 °C) at experiments were completely inactivated. Based upon the detection of hardaliye drink could be pasteurized with these technologies, it was envisioned that utilization of the additives, such as; sodium benzoate and potassium sorbate in industrial production of this drink could be obviated. Besides, hardaliye drink that treated with HHP and US, was not found different from its control sample in terms of sensorial properties (p > 0.05). In this work, although obtaining positive results in both HHP and US technologies for hardaliye drink; while more inactivation was being provided in microbial load, minimum alteration was be observed in physico-chemical properties in HHP technology.

KEYWORDS: Hardaliye drink, High hydrostatic pressure, Ultrasonication, Nonthermal innovative technologies, Alternative food preservation