Köpük kurutma metoduyla kayısı tozu üretim olanaklarının araştırılması
Investigation of apricot powder production possibilities with foam-mat drying method
Yazar: YÜKSEL SARITEPE
Danışman: PROF. DR. GÖKHAN DURMAZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurarak kurutma = Freeze drying ; Fırında kurutma = Oven drying ; Gıda endüstrisi = Food industry ; Gıda işleme = Food processing ; Gıda maddeleri = Food materials ; Gıda üretimi = Food production ; Kuru meyve = Dry fruit ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying ; Sert çekirdekli meyveler = Stone fruits

Özet:
Bu çalışmada köpük kurutma metoduyla kayısı tozu üretim olanakları araştırılmıştır. Bu amaçla, taze, kükürtlü, günkurusu ve kabuk kayısılar kayısı tozu üretiminde kullanılmıştır. Çalışmada köpürtücü ajan olarak yumurta akı (YA) ve hidroksipropil metil selüloz (HPMC), kurutma yardımcısı olarak da 9-11 DE maltodekstrin (MD) kullanılmıştır. Çalışmada kullanılacak köpürtücü ajan/maltodekstrin oranlarını belirlemek için yanıt yüzey yöntemi (D-optimal mixture desing) kullanılmıştır. Üretilen tüm kayısı tozlarında kayısı oranı kuru madde içerisinde %50 olacak şekilde belirlenmiştir. Optimum YA oranının %23.06, HPMC oranının ise %3.83 olduğu belirlenmiş ve bu oranar % 50'ye MD ile tamamlanmıştır. Optimum değerler kullanılarak kayısı püresi köpükleri oluşturulmuştur. Kayısı püre köpükleri 65 ºC ve 1.5 m/sn hava hızında kurutulduktan sonra öğütülerek kayısı tozları üretilmiştir. Karşılaştırma amacıyla kayısı+maltodekstrin oranı KM'de %50+50 olacak şekilde püreler hazılanarak; püskürtmeli kurutma ve dondurarak kurutma metodu ile kayısı tozları üretilmiştir. Kayısı tozlarında, rutubet değerleri 2.17-3.52 g/100 g, su aktivitesi (aw) değerleri 0.108-0.127, higroskoskopisite değerleri 37.90-42.54 g/100 g, topaklanma düzeyi değerleri ise 0-22.70  g/100 g aralığında belirlenmiştir. Kayısı tozlarında yığın yoğunluğu, 0.261-0.636 g/cm3, sıkıştırılmış yığın yoğunluğu  0.490-0.815 g/cm3  Carr Indeks % 6.52-53.50 ve Hausner Ratio değerleri 1.20-2.15 aralığında belirlenmiştir. Kayısı tozlarında suda çözünür kuru madde miktarı (SÇKM) 3.55-3.81, β-karoten değeri 14.31-36.30 mg/kg KM, pH değeri 4.96-6.64, çözünebilirlik %84.55-93.05, partikül boyutu (D[4.3]) 33.52-149.27 μm, camsı geçiş sıcaklığı 62.45-70.16 ºC aralığında belirlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu  (SEM) ile elde edilen görüntülerde, HPMC, YA ve dondurarak kurutucu ile elde edilen kayısı tozlarında ürünlerin yüzeylerinde kırık cam ve pullu yapıya benzeyen düzensiz bir morfoloji olduğu belirlenmiştir. Püskürtmeli kurutucu ile elde edilen kayısı tozu, püskürtmeli kurutma koşullarının etkisiyle yuvarlak veya oval şekilli ve düz yüzeyli partiküllere sahip bir yapı kazanmıştır. Duyusal analizlerde en iyi değerleri dondurarak kurutma ve HPMC'nin köpürtücü ajan olarak kullanıldığı köpük kurutma  tekniği ile taze kayısıdan elde edilen kayısı tozları almıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda köpük kurutma yöntemiyle kayısı tozunun başarılı bir şekilde üretilebileceği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the possibilities of apricot powder production using the foam-mat drying method were investigated. For this purpose, fresh, sulfur-treated, sun-dried, and halved sun-dried apricots were used in the production of apricot powder. Egg white (EW) and hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) were used as foaming agents, and 9-11 DE maltodextrin (MD) was used as a drying aid. The response surface methodology (D-optimal mixture design) was employed to determine the foaming agent/maltodextrin ratios to be used in the study. The apricot content in all produced apricot powders was set at 50% of the dry matter. The optimal ratio of EW was determined as 23.06%, while HPMC was determined as 3.83%, and these ratios were completed to 50% with MD. Using these optimum values, apricot puree were formed and then dried at 65ºC and an air velocity of 1.5 m/s to produce apricot powders. For comparison purposes, purees with an apricot+maltodextrin ratio of 50%+50% in weight percent (DM) were prepared, and apricot powders were produced using the spray drying and freeze drying methods. In the apricot powders, moisture content values ranged from 2.17 to 3.52 g/100 g, water activity (aw) values ranged from 0.108 to 0.127, hygroscopicity values ranged from 37.90 to 42.54 g/100 g, and caking degree values ranged from 0 to 22.70 g/100 g. The bulk density of apricot powders ranged from 0.261 to 0.636 g/cm3, tapped density ranged from 0.490 to 0.815 g/cm3, Carr Index ranged from 6.52 to 53.50%, and Hausner Ratio ranged from 1.20 to 2.15. The total soluble solid (TSS) in apricot powders ranged from 3.55 to 3.81, β-carotene content ranged from 14.31 to 36.30 mg/kg DM, pH values ranged from 4.96 to 6.64, solubility ranged from 84.55% to 93.05%, particle size (D[4.3]) ranged from 33.52 to 149.27 μm, and the glass transition temperature ranged from 62.45 to 70.16ºC. Images obtained with scanning electron microscopy (SEM) revealed an irregular morphology resembling broken glass and flaky structure on the surfaces of the apricot powders obtained from HPMC, EW, and freeze drying. Apricot powders obtained with the spray dryer exhibited round or oval-shaped particles with a smooth surface due to the effect of the spray drying conditions. Sensory analyses revealed that the best results were obtained from apricot powders produced from fresh apricots using freeze drying and the foam drying technique with HPMC as the foaming agent. Based on the results obtained, it was concluded that apricot powder can be successfully produced using the foam-mat drying method.