Mikrodalga ve ultrases–destekli mikrodalga pastörizasyon yöntemlerinin koruk suyunun kalite özelliklerine etkisi
The effect of microwave and ultrasound-assisted microwave pasteurization methods on the quality characteristics of verjuice
Yazar: SENA ANAKIZ
Danışman: DOÇ. DR. FATİH MEHMET YILMAZ
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Depolama = Storage ; Enzim aktivitesi = Enzyme activity ; Isıl işlem = Heat treatment ; Meyve suları = Fruit juices ; Mikrobiyolojik kalite = Microbiological quality ; Mikrodalga ısıtma = Microwave heating ; Pastörizasyon = Pasteurization ; Pektin metilesteraz = Pectin methylesterase ; Ultrases dalgaları = Ultrasound waves ; Ultrason = Ultrasound

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı farklı teknikler (konvansiyonel, mikrodalga ve ultrases-destekli mikrodalga) ile pastörize edilmiş koruk sularının fizikokimyasal, biyoaktif ve mikrobiyal kalite özellikleri üzerine depolama süresinin (+4 °C'de 60 gün) etkisinin incelenmesidir.
Taze sıkılmış koruk suyu örneklerine konvansiyonel, mikrodalga (500 W) ve ultrases destekli (35 kHz; 1000 W) mikrodalga pastörizasyon yöntemleri 60, 70 ve 80 °C sıcaklıklarda uygulanmıştır. Ardından örnekler, +4 °C'de 60 gün boyunca depolanmıştır. İşlenmiş koruk suyu örnekleri depolama süresince 15 günde bir fizikokimyasal (pH, toplam asitlik, briks, viskozite, renk farkı, enzim aktivitesi, bulanıklık değeri, esmerleşme indeksi, toplam fenolik ve flavonoid madde ile antioksidan kapasite) ve mikrobiyal (toplam canlı ve küf/maya) analizlere tabi tutulmuştur.
Pastörizasyon işlem süreleri pektin metilesteraz enzim aktivitesi dikkate alınarak belirlenmiş ve en düşük işlem süreleri ultrases-destekli mikrodalga tekniğinde belirlenmiştir. Tüm pastörizasyon yöntemlerinin koruk suyunun pH değerinde taze örneğe kıyasla artışa neden olduğu; ancak mikrodalga pastörizasyon işleminin pH değeri üzerindeki etkisinin istatistiki olarak anlamlı olmadığı belirlenmiştir. Koruk suyunun briks ve toplam asitlik değerlerinin pastörizasyon işlemlerinden sonra azaldığı tespit edilmiştir. Konvansiyonel ve mikrodalga pastörizasyon işlemine tabi tutulmuş numuneler ile kıyaslandığında, ultrases ön işleminin koruk suyunun viskozite değerini daha da artırıcı bir etki gösterdiği, bulanıklık indeksinde ise en düşük değer sağladığı belirlenmiştir. Pastörizasyon sıcaklığı ve depolama süresindeki artış ile koruk suyunun toplam renk farkı değerlerinde artış gözlenmiştir. Esmerleşme indeksi dikkate alındığında en etkili yöntemin ultrases destekli mikrodalga pastörizasyon olduğu belirlenmiştir. Depolama süresince tüm işlenmiş koruk suyu örneklerinde enzim aktivite değerinin arttığı; ancak ultrases ön işlemine tabi tutulan örneklerde PME rejenerasyonunun en düşük düzeyde gerçekleştiği belirlenmiştir. 
Yüksek işlem sıcaklığı ve artan depolama süresi ile numunelerin toplam fenolik ve flavonoid madde içeriklerinde azalma gözlenmiştir (P<0,05). Taze koruk suyu ile kıyaslandığında, tüm ısıl işlem uygulamaları ve artan işlem sıcaklığının koruk suyunun antioksidan kapasite değerlerini azalttığı belirlenmiştir. Antioksidan kapasitenin en iyi korunduğu teknik olarak ultrases destekli mikrodalga pastörizasyon işlemi ön plana çıkmıştır. Isıl işlemlerin sonucunda toplam canlı ve küf/maya sayısında önemli azalmalar sağlandığı tespit edilmiştir. Depolama süresi sonunda en düşük mikrobiyal yük değerleri ultrases-destekli mikrodalga yöntemi ile elde edilmiştir. Taze ve işlenmiş koruk suyu örneklerinde uygulanan analizlerin birbirleri ile olan ilişkilerinin saptanmasında Pearson korelasyon testi uygulanmış ve pektin metilesteraz enzim aktivitesi ile briks (r = 0,823), toplam asitlik (r = 0,474), toplam renk farkı (r = 0,780), viskozite (r = 0,527), bulanıklık (r = -0,535), toplam canlı sayısı (r =0,447), toplam küf maya sayısı (r = 0,661), toplam fenolik (r = -0,454), toplam flavonoid (r = -0,505), DPPH antioksidan kapasite (r = -0,675) ve ABTS antioksidan kapasite (r = -0,539) arasında istatistiki olarak anlamlı ilişki bulgulanmıştır.
Konvansiyonel pastörizasyon yöntemlerine alternatif olarak ultrases ve mikrodalga tekniklerinin koruk suyunun işlenmesinde kullanılabileceği ve böylece tüketici sağlığı açısından kalite özellikleri iyileştirilmiş son ürünlerin elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. Özellikle ultrases ön işleminin koruk suyunda düşük toplam renk farkı, depolama süresince düşük PME aktivitesi, arzu edilen düşük bulanıklık değeri ve esmerleşme indeksi değerleri ile işlenmiş koruk suyunun kalite özelliklerini iyileştirdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
The objective of this thesis study is to investigate the effect of different heating techniques (conventional, microwave and ultrasound-assisted microwave) on the physicochemical, bioactive and microbial quality properties of pasteurized verjuice during storage (+4 °C for 60 days).
Conventional, microwave (500 W) and ultrasound assisted (35 kHz; 1000 W) microwave pasteurization methods were applied to freshly squeezed verjuice samples at temperatures of 60, 70 and 80 °C. Then, samples were stored at +4 °C for 60 days. Physicochemical (pH, total acidity, brix, viscosity, color difference, enzyme activity, turbidity value, browning index, total phenolic and flavonoid contents and antioxidant capacity) and microbiological analyzes (total plate count and mold/yeast) were performed on processed verjuice samples at each 15 days of storage period.
Processing times were determined by considering pectin methylesterase enzyme activity, and the lowest processing times were determined in ultrasound-assisted microwave treatment. All pasteurization methods resulted an increase in pH values of verjuice compared to the fresh sample, but the effect of microwave pasteurization on pH value was not found statistically significant. It was determined that the brix and total acidity values of verjuice decreased after pasteurization processes. Compared to samples subjected to conventional and microwave pasteurization processes, ultrasound pretreatment had a further increasing effect on the viscosity value of verjuice and provided the lowest value in the turbidity index. An increase in the total color difference values was observed with the increase in pasteurization temperature and storage time. Considering the browning index, the most effective method was determined as the ultrasound assisted microwave pasteurization. It was determined that the enzyme activity value increased in all processed verjuice samples during storage, but PME regeneration was found to be the least in the ultrasound pre-treated samples.
The total phenolic and flavonoid contents of the samples decreased with high processing temperature and prolonged storage time (P<0.05). Compared with fresh verjuice, all heat treatments and increasing processing temperature led to decrease in antioxidant capacity values of verjuice samples. Ultrasound assisted microwave pasteurization provided highest retention of antioxidant capacity values. After heat treatments, there were significant reductions in the total plate count and mold/yeast count. In the end of the storage period, the lowest microbial loads were obtained by ultrasound-assisted microwave method. Pearson correlation test was used to determine the relationships among the analyzes applied in fresh and processed verjuice samples, and statistically significant correlations were evidenced between pectin methylesterase enzyme activity and brix (r = 0.823), total acidity (r = 0.474), total color difference (r = 0.780), viscosity (r = 0.527), turbidity (r = -0.535), total plate count (r = 0.447), total mold/yeast (r = 0.661), total phenolic (r = -0.454), total flavonoid (r = -0.505), DPPH antioxidant capacity (r = -0.675) and ABTS antioxidant capacity (r = -0.539).
Ultrasound and microwave techniques can be used as an alternative to the conventional pasteurization methods in the processing of verjuice, and thus final products with improved quality properties can be obtained considering consumer health. Especially, ultrasound pre-treatment improved the quality properties of verjuice, with lower total color difference, lower PME activity during storage, desired turbidity and browning index values.