Ozmo-dehidre armut dilimlerinin konveksiyonel ve mikrodalga kurutulmasında optimum koşulların belirlenmesi
Determination of optimum conditions for convectional and microwave drying of osmo-dehydrated pear slices
Yazar: MUHAMMED YILMAZ
Danışman: PROF. DR. HANDE SELEN ERGE
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Armut = Pear ; Dehidratasyon = Dehydration ; Mikrodalga kurutma = Microwave drying ; Ozmotik dehidrasyon = Osmotic dehydration

Özet:
Bu çalışmanın amacı, ön işlem olarak ozmotik dehidrasyonun, konveksiyonel ve mikrodalga ile kurutulan Deveci armutlarının fiziksel ve kimyasal kalite özelliklerine etkisinin araştırılmasıdır. Ozmotik dehidrasyon için bağımsız değişkenler çözelti sıcaklığı (40-70⁰C), çözelti konsantrasyonu (40-70⁰Bx) ve dehidrasyon süresidir (3-9 saat). Analiz sonuçları, optimum dehidrasyon koşullarını yanıt yüzey metodu ile belirlemek için değerlendirilmiştir. Konveksiyonel ve mikrodalga kurutma öncesinde optimal dehidrasyon koşulları sırasıyla, çözelti sıcaklığı 57⁰C ve 70⁰C; konsantrasyonu 70⁰Bx ve dehidrasyon süresi 9 ve 5.4 saat olarak bulunmuştur. Ozmotik dehidrasyon uygulanmadan kurutulan armut dilimleri ise kontrol örneği olarak belirlenmiştir. Ozmotik dehidrasyon süresince armut dilimlerinin kuru madde, su ve ağırlık kaybı ile katı madde kazanım oranları dehidrasyon koşullarına bağlı olarak artmıştır. Ayrıca, ozmotik dehidrasyon uygulanmış örneklerin renk değişimleri (5.71-25.87) ve esmerleşme indeksi değerleri (0.022-0.058), kontrol örneklerinin renk değişimleri ve esmerleşme indeksi değerlerine (renk değişimi: 15.48-25.21; esmerleşme indeksi: 0.058-0.080) kıyasla daha düşük bulunmuştur. Ozmo-dehidre armut dilimlerinin konveksiyonel kurutma sırasında efektif difüzyon katsayısı, dehidrasyon koşullarına bağlı olarak azalmıştır. Ozmo-dehidre armut dilimlerinin rehidrasyon oranları (%232-383), kontrol örneklerine kıyasla (%374-376) daha düşüktür. Ozmotik dehidrasyon sırasında su aktivitesi; çözelti sıcaklığı, konsantrasyonu ve dehidrasyon süresindeki artışla azalmıştır. Bu çalışmada; konveksiyonel ve mikrodalga kurutma öncesinde ozmotik dehidrasyon uygulaması, toplam fenolikleri içeren biyoaktif bileşikleri ve antioksidan aktiviteyi korumuştur. Diğer taraftan, ozmotik dehidrasyon mikrobiyal gelişimi önlemek için yeterli bulunmamıştır. Optimum koşullarda dehidre edilen armut dilimleri, konveksiyonel ve mikrodalga ile kurutulduktan sonra 6 ay süreyle 21⁰C'de depolama stabiliteleri araştırılmıştır. Sonuç olarak, ozmotik dehidrasyon uygulaması her iki kurutma yönteminde armut dilimlerinin kalite özelliklerine olumlu etkiler sağlamıştır. Ayrıca, optimum koşullarda dehidre edilen armut dilimlerinin mikrodalga ile kurutulmasının konveksiyonel kurutmaya kıyasla daha etkili ve avantajlı olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
The objective of the present study was to investigate the effect of osmotic dehydration as a pretreatment on physical and chemical quality characteristics of "Deveci" pears dried by convectional and microwave drying methods. The independent variables for osmotic dehydration were solution temperature (40-70⁰C), solution concentration (40-70⁰Bx) and dehydration time (3-9 hours). The analysis results were evaluated to determine the optimum osmotic dehydration conditions by Response Surface Methodology (RSM). Solution temperature of 57⁰C and 70⁰C; solution concentration of 70⁰Bx and dehydration time of 9 and 5.4 hours were found out as optimal dehydration conditions prior to convectional and microwave dryings, respectively. Pear slices dried without applying osmotic dehydration were determined as the control sample. Dry matter, water loss, weight reduction and solid gain rates of pear slices increased depending on dehydration conditions during osmotic dehydration. Moreover, color changes (5.71-25.87) and browning index (0.022-0.058) of osmotically dehydrated samples were found lower than those of control samples (color changes: 15.48-25.21; browning index: 0.058-0.080). Effective diffusion coefficient decreased depending on dehydration conditions during convectional drying of osmo-dehydrated pear slices. Rehydration rates of osmo-dehydrated samples (%232-383) was lower as compared to non-treated pear slices (%374-376). Water activity decreased with the increase of solution temperature, solution concentration and dehydration time of pear slices during osmotic dehydration. In this study; osmotic dehydration as a pretreatment process prior to convectional and microwave drying maintained bioactive substances including total phenolics and antioxidant activity. Otherwise, only osmotic dehydration did not found as a sufficient process to prevent microbial growth. The storage stability of pear slices which were dehydrated under optimum conditions was investigated by storing them at 21ºC for 6 months after drying with convectional and microwave. In conclusion, osmotic dehydration application had positive effects on the quality properties of pear slices for both drying methods. In addition, microwave drying of pear slices under optimum osmotic dehydration conditions is considered more effective and favorable compared to convectional drying.