Vakumlu emdirim işleminin armudun kalite özellikleri ve kuruma davranışı üzerine etkisinin incelenmesi
Effect of vacuum impregnation on quality characteristics and drying kinetics of pear
Yazar: ŞEYMA UYSAL
Danışman: PROF. DR. FİKRET PAZIR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tez çalışmamızda ilk amacımız armut meyvesinin kurutulması öncesinde uygulanabilecek işlemlerden biri olan vakumlu emdirim yöntemi koşullarının 'Yanıt Yüzey Yöntemi' ile optimizasyonunun gerçekleştirilmesi, ikinci amacımız ise armut meyvesinin kurutulması sırasında kurutma sıcaklığı ve vakumlu emdirim işleminin kuruma davranışı üzerine etkisinin irdelenmesidir.
Vakumlu emdirim işlemi öncesinde polifenoloksidaz enzim inaktivasyonunun sağlanması amacıyla armutlara haşlama işlemi uygulanmıştır. Vakumlu emdirim işlemi koşullarının 'Yanıt Yüzey Yöntemi' ile optimizasyonu için vakum değeri (200-350-500 mbar), vakum süresi (15-30-45 dk.) ve emdirim çözelti konsantrasyonu (30-40-50 °Briks ) bağımsız değişkenler olarak belirlenmiştir.  Katı kazanımı, sıvı kaybı, toplam fenolik madde içeriği ve L* değeri yanıt olarak seçilerek Central Composite Dizayn ile optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Vakumlu emdirim işlemi sırasında emdirim çözeltisi olarak deiyonize elma suyu konsantresi kullanılmıştır. Vakumlu emdirim işleminin sabit tutulan diğer koşulları olan sıcaklık 35 °C, gıda çözelti oranı 1/5 (w/w), restorasyon süresi 60 dk olarak belirlenmiştir. Optimizasyon işlemi sonucunda optimum koşullar 225 mbar vakum basıncı, 45 dk. vakum süresi ve 50 °Briks çözelti konsantrasyonu olarak belirlenmiştir.
Optimum koşullarda vakumlu emdirim işlemi uygulanan armutlar 55, 65 ve 75 °C sıcaklıkta ve 1m/s sabit hava hızında %15 sabit neme kadar kurutulmuştur. Vakumlu emdirim işlemi ve kurutma sıcaklığının armutların kuruma kinetiği incelendiğinde 55 ve 65 °C' ye kurutulan vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış armut örnekleri için Page modeli ve 75 °C'de kurutulan vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış armut örneklerinde Difüzyon modeli uygun model olarak bulunmuştur. Vakumlu emdirim uygulanmış örneklerde ise 55 ve 65 °C kurutulan örnekler için Difüzyon modeli ve 75 °C'de kurutulan örnekler için ise Page modeli uygun model olarak bulunmuştur.
Vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış ve uygulanmış örnekler için efektif difüzyon katsayısı (Deff) ve aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır. Efektif difüzyon katsayısı vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış armut örnekleri için 3.65x10-11 ve 7.31x10-11 m2/s; vakumlu emdirim işlemi uygulanmış örnekler için ise 2.74x10-11 ve 4.57x10-11 m2/s aralığında bulunmuştur. Vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış armut örnekleri için aktivasyon enerjisi 32.93 kJ / mol ve vakumlu emdirm işlemi uygulanmış armut örnekleri için aktivasyon enerjisi 24.26 kJ / mol olarak hesaplanmıştır.
Vakumlu emdirim işlemi uygulanmamış armut örneklerinin kurutulmasında sıcaklığın etkisi incelendiğinde pH, titrasyon asitliği, a* ve b* değerleri sıcaklık arttıkça önce azalmakta sonra artmaktadır. L*,yapışkanlık, antioksidan aktivite değerlerinin sıcaklık arttıkça azaldığı ve sertliğin arttığı görülmüştür.
Vakumlu emdirim işlemi uygulanmış armut örneklerinin kurutulmasında sıcaklığın etkisine bakılacak olursa pH, b* L*, antioksidan aktivite değerlerinin sıcaklığın artması ile önce arttığı daha sonra azaldığı görülmüştür. Titrasyon asitliği, a*, sertlik değerilerinin sıcaklık artmasıyla arttığı ve yapışkanlığın azaldığı görülmüştür. Puanlama testi sonucunda en yüksek puanı alan örnek vakumlu emdirme işlemi uygulanan ve 65 °C'de kurutulmuş örnekler olmuştur.

Abstract:
The first aim of our thesis is the optimization of vacuum impregnation which is one of the pre-treatments that can be applied before drying the pear with Response Surface Method, The second aim is to examine the effect of drying temperature and vacuum impregnation on drying kinetics of pear.
The pears were blanched before vacuum impregnation process in order to inactivation of the polyphenoloxidase enzyme. Independent variables were determined as vacuum pressure (200-350-500 mbar), vacuum time ( 15-30-45 min.) and impregnation solution concentration (30-40-50 °Brix) for optimization vacuum impregnation process by Respnse Surface Metodology. The changes in the responses which were selected as solid gain, water loss, total phenolic compound, and lightness (L*) value were optimized by 'Centrak Composite design'. The deionized apple juice concentrate was used an impregnation solution. The parameters which were kept constant in the vacuum impregnation process were temperature (35°C), restoration time (60 min)  and a ratio of food over solution (1/5)(w/w) . Optimized conditions were determined as 225 mbar, 45 min. and 50 ⁰Brix.
Drying experiments were performed at different temperatures (55, 65 and 75 °C). The air velocity was 1 m/s and was kept constant at the process. The drying was going on the moisture content of the product became 15%. The Page model was best fitted model for non -vacuum impregnated pearss dried at 55 and 65 °C and diffusion model were determined for dried at 75 °C.The appropriate model for vacuum impregnated pears dried at 55 and 65 °C were Diffusion and the Page model was suitable model for dried at 75 °C. 
The effective diffusion coefficient (Deff) and the activation energy were calculated for vacuum impregnationed and non-vacuum impregnated samles. The effective diffusivity coefficients for the non-vacuum impregnated pears was between 3.65x10-11 and 7.31x10-11 m2/s and range effective diffusivity coefficients for vacuum impregnated was from 2.74x10-11 to 4.57x10-11 m2/s. The activation energy for the non-vacuum impregnated pears was 32.93 kJ / mol and the activation energy for the pears with vacuum impregnation was calculated as 24.25 kJ /mol.
When the effect of temperature is examined in drying of pear samples without vacuum impregnation, pH, titration acidity, a * and b * before increasing and after decreasing as the temperature increases. L *, adhesiveness, antioxidant activity values decreased and hardness increased with increasing temperature.
When the effect of temperature on drying of pear samples with vacuum impregnation was examined, it was seen that pH, b * L *, antioxidant activity values increased with increasing temperature and then decreased. It was observed that titration acidity, a *, hardness values increased with increasing temperature and adhesivenes decreased. As a result of the scoring test, the sample with the highest score was vacuum-impregnated and dried at 65 °C.