Sürekli sistem ultraviyole ışık uygulama işleminin ticari elma sularının toplam fenolik madde içeriği ile antioksidan aktivitesi üzerine etkisi
Effect of continuous system ultraviolet light application on total phenolic content and antioxidant activity of commercial apple juices
Yazar: SİBEL YILMAZ
Danışman: PROF. DR. YUSUF YILMAZ
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidan kapasite = Antioxidant capacity ; Elma suyu = Apple juice ; Elma suyu konsantresi = Apple juice concentrate ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Gıda işleme = Food processing ; Ultraviyole ışınlar = Ultraviolet rays

Özet:
Ultraviyole ışık işlemi gıda endüstrisinde mikrobiyal güvenliği sağlamak için kullanılan termal olmayan yenilikçi gıda tekniklerindendir. Bu çalışmada sürekli sistem UV-C ışık işleminin elma sularının toplam flavonoid içeriği (TFC), toplam fenolik madde içeriği (TPC), antioksidan aktivite (DPPH ve ABTS yöntemleriyle), renk değerleri, kahverengileşme indeksi ve bazı fenolik bileşiklerin konsantrasyonu üzerine etkisi belirlenmiştir. Çalışma kapsamında elma suyunun bu özelliklerindeki değişimlerin kinetik modellenmesi de gerçekleştirilmiştir. Sürekli sistem UV-C ışık işleminde 240J/cm2 toplam doz kullanılmış ve bu dozda E.coli O157:H7 üzerinde 5,68 log azalma gerçekleşmiştir. Başlangıçtaki TFC ve TPC değerleri sırasıyla 2,53 mg KE/100mL ve 11,00mg GAE/100mL iken 60 dakikalık işlem sonunda bu değerler sırasıyla 1,80 mg KE/100 mL ve 9,17 mg GAE/100 mL olarak bulunmuştur. TFC'deki azalma sıfırıncı dereceden kinetik modele uygun iken ve TPC'deki ikinci derece kinetik modele uygun bulunmuştur. Buna karşın UV-C ışık uygulaması elma sularının DPPH ve ABTS yöntemleriyle antioksidan aktivitesini sırasıyla %50 ve 30 oranında azaltırken, kahverengileşme indeksini 2,3 kat arttırmıştır (p˂0,05). Elma sularının DPPH yöntemiyle antioksidan aktivitesindeki azalma sıfırıncı dereceden kinetik modele uygun iken ABTS yöntemiyle belirlenen antioksidan aktivitedeki azalma ikinci dereceden kinetik modele uygun olarak belirlenmiştir. UV-C ışık işleminin 60 dakikalık uygulanması elma sularının renk değerlerinden a*, b*, a*/b*, renk indeksi, kroma açısı ve hue açısı üzerine etkisi istatistiksel açıdan önemli bulunurken (p˂0,05), elma sularının L* renk (~26.5), pH (3,62) ve Brix (%11,7) değerlerini etkilememiştir (p˂0,05). UV-C ışık uygulaması elma sularının gallik, protokateşuik, klorojenik, gentisik, vanilik ve kafeik asit içeriklerini önemli düzeyde düşürmüş (p˂0,05) ancak p-hidroksibenzoik asit içeriği üzerine işlemin etkisi istatistiksel açıdan önemsiz bulunmuştur (p˃0,05). Kafeik asidin degradasyon kinetiği ikinci dereceden kinetik modele uygun iken, diğer bileşenlere ait degradasyon kinetikleri sıfırıncı dereceden kinetik modele uygun olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Ultraviolet light treatment is one of the innovative non-thermal food techniques used in the food industry to ensure microbial safety. In this study, the effect of continuous system UV-C light treatment on the total flavonoid content (TFC), total phenolic content (TPC), antioxidant activity (by DPPH and ABTS methods), color values, browning index and concentration of some phenolic compounds of commercial apple juices were determined. Moreover, the kinetic modeling of the changes in these properties of apple juices was also carried out. A total dose of 240 J/cm2 was used in the continuous system UV-C light treatment, and a 5,68 log reduction was achieved on E.coli O157:H7 at this dose. While the initial TFC and TPC values were 2.53 mg CE/100mL and 11.00mg GAE/100mL, respectively, after 60 minutes of UV-C light treatment, these values were 1.80 mg CE/100 mL and 9.17 mg GAE/100 mL, respectively. Decreases in TFC and TPC were of the zero- and second-order kinetic models, respectively. On the other hand, UV-C light treatment decreased the antioxidant activity of apple juices determined by DPPH and ABTS methods by 50 and 30%, respectively, while increasing their browning index by 2.3 times (p˂0.05). While the decrease in antioxidant activity of apple juices by DPPH method was in accordance with the zero-order kinetic model, the decrease in antioxidant activity determined by ABTS method was in accordance with the second-order kinetic model. Application of UV-C light treatment for 60 minutes had a statistically significant effect on the color values of apple juices such as a*, b*, a*/b*, color index, chroma angle and hue angle (p˂0.05) while it did not influence the L* color (~26.5), pH (3.62) and Brix (11.7%) values of apple juices (p˂0.05). UV-C light treatment significantly decreased the gallic, protocatechuic, chlorogenic, gentisic, vanillic and caffeic acid contents of apple juices (p˂0.05), but the effect of this treatment on p-hydroxybenzoic acid content was statistically insignificant (p˃0.05). While the degradation kinetics of caffeic acid was of the second-order kinetic model, the degradation kinetics of other components was of the zero-order kinetic model.