Farklı kurutma teknikleriyle kurutulan kivi dilimlerinin adsorpsiyon izotermlerinin belirlenmesi
Determination of adsorption isotherms of kiwifruit slices dried by different drying methods
Yazar: AYŞE KIZMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ IŞIL BARUTÇU MAZI
Ordu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada farklı kurutma yöntemleri (sıcak hava kurutma, vakum kurutma, dondurarak kurutma) ile kurutulan kivi dilimlerinin 3 farklı sıcaklıkta (25, 35 ve 45°C) adsorpsiyon izotermleri elde edilmiştir. Altı farklı izoterm modelinin (BET (Brunauer-Emmett-Teller), GAB (Guggenheim-Anderson-de Boer), Oswin, Halsey, Henderson, Peleg) elde edilen adsorpsiyon verilerine uyumluluğu araştırılmıştır. Bunun yanında kurutma yöntemlerinin kurutulmuş kivi meyvelerinin toplam fenolik madde, in vitro yöntemle biyoerişilebilirlik, renk, toplam kuru madde, pH, kül ve
titre edilebilir asitlik değerleri üzerine etkileri de tespit edilmiştir. Kurutulmuş kivi dilimlerinin adsorpsiyon izotermleri BET sınıflamasına göre tip III (J şekilli) davranış sergilemiştir. Kurutulmuş kivi meyvesi için BET eşitliği kullanılarak elde edilen tek tabakalı nem içeriği (M0) değerleri 5.39 – 12.96 g su/100 g kuru madde aralığında bulunmuştur. Tüm örnekler için, çalışılan su aktivitesi aralığında, verilen bir su aktivitesi değeri için, yüksek sıcaklıklarda daha düşük denge nem içeriği değerleri elde edilmiştir. Genel olarak bakıldığında, GAB ve Peleg modelleri sıcak havada kurutulmuş kivinin 45°C'de elde edilen verileri dışında tüm deneysel verileri temsil etmede oldukça iyi bulunmuştur. Dondurarak kurutulmuş kivinin 25°C'deki verileri en iyi GAB modeli ile temsil edilirken, Peleg modeli vakumda kurutulmuş örnekler için tüm sıcaklıklarda en düşük yüzde bağıl ortalama
sapma değerlerini (%P) sağlamıştır. Oswin modeli genel olarak, kurutulmuş kivilerin 25°C'deki verilerini temsil etmede yeterli bulunurken, vakumda kurutulmuş kivinin 35°C'deki verileri dışında 35 ve 45°C'lerde elde edilen adsorpsiyon verilerini temsil etmede yeterli bulunmamıştır. Oswin modeli, sıcak havada kurutulan kivi meyvesi
için, 25°C'de tüm modeller içerisinde en iyi uyumu göstermiştir. Halsey modeli yalnızca sıcak havada kurutulmuş kivi dilimlerinin 25°C'de elde edilen verileri ile uyum sağlarken, Hendersen modeli sıcak hava ile kurutulmuş örneklerin adsorpsiyon verilerini tanımlamada yeterli bulunmamıştır. Vakumda ve dondurarak kurutulmuş kiviler için, Henderson modeli 25°C'deki adsorpsiyon davranışlarının açıklanmasında uygun bulunmazken, 35 ve 45°C'lerdeki verileri temsil etmede oldukça iyi bulunmuştur. Taze kiviye ait suda çözünür kuru madde (SÇKM), titre edilebilir asitlik (TEA), pH ve kül değerleri sırasıyla 7.40, %1.02 sitrik asit/g (yaş baz), 3.18 ve %0.87 olarak tespit edilmiştir. Kurutulmuş kivi dilimleri için ise bu değerler sırası ile 45.15-49.5, %5.30-6.31, 3.33-3.36 ve %4.84-4.93 aralıklarında değişmektedir. Sıcak hava ve vakum ile kurutma işlemleri taze kivinin L* değerinde önemli bir değişime neden olmazken dondurarak kurutma işlemiyle L* değeri artış göstermiştir. Kurutma işlemiyle taze kivinin a*, b* ve kroma değerlerinde artış, hue değerlerinde ise azalma gözlenmiştir. Kurutulmuş örnekler içerisinde, dondurarak kurutulmuş örnek en yüksek kroma ve hue değerlerine sahiptir. Sıcak hava ile ve vakum ile kurutulmuş
örneklerin tüm renk parametrelerinin benzer olduğu tespit edilmiştir. Kivi meyvesinin toplam fenolik madde miktarı simüle edilmiş gastrointestinal sindirim sistemi ve kimyasal ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak tespit edilmiştir. Taze kivi örneğinde in vitro sindirim sonrası toplam fenolik madde miktarı 6.67mg GAE/g kuru ağırlık iken kurutulmuş kivi örneklerinde 4.58 - 5.06 mgGAE/g kuru ağırlık aralığında bulunmuştur. Elde edilen sonuçlardan hesaplanan biyoerişilebilirlik değerleri taze kivi, sıcak hava, vakum ve dondurarak kurutulmuş kivi örnekleri için
sırası ile %68.0, %67.9, %74.0 ve %67.8 olarak hesaplanmıştır. Vakumla kurutulmuş kivinin toplam fenolik madde biyoerişilebilirliği taze kivi ve diğer yöntemlerle kurutulan kivi dilimlerinden daha yüksek bulunmuştur.

Abstract:
In this study, adsorption isotherms of kiwifruit slices dried by different drying methods (hot air drying, vacuum drying, freeze drying) were obtained at three different temperatures (25, 35 and 45°C). The fitness of six different isotherm models (BET (Brunauer-Emmett-Teller), GAB (Guggenheim-Anderson-de Boer), Oswin, Halsey, Henderson, Peleg) to moisture adsorption data was investigated. In addition, the influences of drying methods on the total phenolic compounds, in vitro bioaccesibility, color, total soluble solids, pH, ash and titratable acidity of the dried kiwifruits were determined. Adsorption isotherms of dried kiwi slices followed type III (J shaped) behavior according to BET classification. The monolayer moisture content (M0) values obtained by the BET equation were found between 5.39 - 12.96 g water / 100 g dry matter for dried kiwifruits. In the water activity range studied, lower equilibrium moisture content values were obtained at higher temperatures at a given water
activity for all dried samples. In general, GAB and Peleg models were found to represent all experimental data reasonably well except for the data obtained at 45°C of hot air dried kiwifruit. The data of the freeze-dried kiwifruit at 25°C were best represented by the GAB model, while the Peleg model provided the lowest percent
relative mean deviation values (P%) for vacuum dried samples at all temperatures. The Oswin model was generally found to be sufficient to represent the data of dried kiwifruits at 25°C, but not sufficient to represent adsorption data obtained at 35 and 45°C, except for the data of vacuum dried kiwifruit at 35°C. At 25°C, Oswin model revealed the best fit for hot air dried kiwifruit. The Halsey model correlates well only to the data of hot air dried kiwifruit slices obtained at 25°C, whereas the Hendersen model was not adequate to describe the adsorption data of hot air dried samples. For vacuum and freeze-dried kiwifruits, the Henderson model was found to be inapplicable in describing the adsorption behavior at 25°C, while it described the data well at 35 and 45°C.
Total soluble solids (TSS), titratable acidity (TA), pH, and ash values of fresh kiwifruit were determined as 7.40, 1.02% citric acid/g (wet basis), 3.18 and 0.87% respectively. For dried kiwifruit slices, these values varied between 45.15-49.5%, 5.30-6.31%, 3.33-3.36% and 4.84-4.93%, respectively. While hot air and vacuum
drying processes did not cause any significant change in L* value of fresh kiwifruit, VL* value increased by freeze drying process. Drying process led to an increase in a*, b* and chroma values and decrease in hue values of fresh kiwifruit. The freeze-dried sample had the highest chroma and hue values among the dried samples. It was
determined that all color parameters of the samples dried with hot air and vacuum drying were similar. Total phenolics of kiwifruits were evaluated using simulated in vitro gastrointestinal digestion and chemical extraction methods. The total phenolic content of fresh kiwifruit sample obtained after in vitro digestion was 6.67 mg GAE /100 g dry sample while that of dried samples ranged between 4.58 and 5.06 mg GAE /100 g dry sample. The bioaccesibility value of fresh, hot air dried, vacuum dried and freeze dried kiwifruit samples was calculated as 68.0%, 67.95%, 74.0% and 67.8%, respectively. Vacuum dried kiwifruit had higher bioaccesibility value compared to
fresh fruit and kiwifruit slices dried by other methods.