Dondurarak kurutma teknolojisiyle çözünür (ınstant) bitki çayı (adaçayı, dağ çayı, ıhlamur ve kekik) üretimi
Production of instant herbal tea (sage, mountain tea, linden and thyme) by freeze drying technology
Yazar: MEHMET TORUN
Danışman: PROF. DR. FERAMUZ ÖZDEMİR
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurarak kurutma = Freeze drying

Özet:
Bu çalışmada, Türkiye'de çay olarak tüketimi yaygın olan, adaçayı (Salvia fruticosa), dağ çayı (Sideritis stricta), ıhlamur (Tilia argentea) ve kekik (Origanum minutiflorum) bitkilerinden dondurarak kurutma yöntemiyle hızlı çözünen bitki çayı üretilmiştir. Bu amaçla öncelikle çözünür çay üretimi için kritik bir basamak olan ekstraksiyon işleminin uygun koşulları belirlenmiştir. Ekstraksiyon işlemi için farklı sıcaklık (60, 65, 70, 75 ve 80 °C) ve süreler (ilk 20 dakikada 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 5, 10, 15 ve 20. dakikalarda, devam eden ekstraksiyon süresinde ise her 10 dakikada bir) denenmiştir. Ayrıca 80 °C sıcaklıkta, farklı bitki/su oranlarının (dağ çayı için; % 0.5, % 1 ve % 2, diğer bitkiler için % 1, % 2 ve % 4) ve bitki boyutunun (adaçayı için; 2–4 mm, 4–5.6 mm, 5.6–8 mm) da suda çözünür madde (SÇM) miktarı üzerine etkisi incelenmiştir. Elde edilen hızlı çözünen bitki çaylarının kalite özelliklerini belirlemek amacıyla bazı duyusal, fiziksel (nem miktarı, su aktivitesi, kitle yoğunluğu, çözünürlük, bulanıklık, L, a, b renk değerleri, elektron mikroskobunda parçacık görüntüleme, verim hesaplaması) ve kimyasal (ham yağ miktarı, toplam fenolik madde miktarı, toplam antioksidan aktivitesi) analizler yapılmıştır.
Ekstraksiyonda kullanılan tüm bitkiler için SÇM miktarının 80 °C' de en yüksek değere ulaştığı, kullanılan bitki/su oranının elde edilen SÇM miktarı üzerinde oldukça önemli etkisinin olduğu ve kullanılan bitki miktarındaki her 2 kat artışın SÇM miktarı üzerinde yaklaşık 2 katlık bir artışa sebep olduğu görülmüştür. Ayrıca, sadece adaçayı için çalışılan bitki boyutunun SÇM miktarı üzerinde etkili olduğu ve boyut küçüldükçe
ii
SÇM miktarının arttığı görülmüştür. Elde edilen bu sonuçlar doğrultusunda hızlı çözünen bitki çayı üretimi için ekstraksiyon işlemi, tüm bitkiler için 80 °C' de yapılmış, ekstraktlar dondurarak kurutma teknolojisiyle kurutularak hızlı çözünen bitki çayı üretilmiştir.
Üretilen hızlı çözünen adaçayı, dağ çayı, ıhlamur ve kekik örneklerinin nem içerikleri sırasıyla, % 2.93, 3.51, 2.11 ve 2.36; su aktivitesi değerleri sırasıyla, 0.22, 0.35, 0.33 ve 0.15; kitle yoğunlukları sırasıyla, 87.66, 55.81, 61.43 ve 88.75 kg/m3; çözünürlükleri ise sırasıyla, % 99.32, 98.78, 99.48 ve 99.16 olarak belirlenmiştir. Elde edilen hızlı çözünen bitki çaylarından çay hazırlamak için uygun hızlı çözünen çay/su oranını belirlemek amacıyla yapılan duyusal panelde, farklı hızlı çözünen çay/su oranlarında hazırlanmış olan çaylar panelistlere sunulmuş; adaçayı ve dağ çayında en beğenilen oran 0.100 g toz/100 mL su, ıhlamurda 0.225 g toz/100 mL su ve kekikte de 0.170 g toz/100 mL su olmuştur.
Hızlı çözünen bitki çaylarından hazırlanan adaçayı, dağ çayı, ıhlamur ve kekik çaylarının bulanıklık değerlerinin sırasıyla 4.15, 9.84, 21.63 ve 16.18 NTU; toplam fenolik madde içeriklerinin sırasıyla 31, 19, 21 ve 19 gGAE/100 g kuru örnek; toplam antioksidan aktivitelerin ise mM trolox eşdeğeri/g kuru örnek cinsinden sırasıyla 2.47, 1.53, 1.91 ve 1.98 olduğu belirlenmiştir.
Çalışmada ayrıca hammaddeden hızlı çözünen bitki çayı üretiminin verimliliği de hesaplanmıştır. Sonuçlar kuru adaçayından % 8.25, dağ çayından % 16.20, ıhlamurdan % 11.36 ve kekikten % 15.07 oranında hızlı çözünen bitki çayı elde edilebileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, instant herbal tea was produced by freeze drying technology from the herbs, sage (Salvia fruticosa), mountain tea (Sideritis stricta), linden (Tilia argentea) and thyme (Origanum minutiflorum) which are commonly consumed herbal teas in Turkey. To accomplishing this, optimum conditions for extraction which is a critical step in production were determined. Extraction was performed at different temperature (60, 65, 70, 75 and 80 °C) and time combinations (8 samples were taken within the first 20 minutes of extraction at t=1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, 10, 15, 20 and at every 10th minute following this). In addition, the effects of using different dry herb/water ratios (0.5, 1 and 2 % for mountain tea; 1, 2 and 4% for the other tea) and dry herb particle size (2.0-4.0 mm, 4.0-5.6 mm, 5.6-8.0 mm for mountain tea) on soluble solid content (SSC) at 80 °C were also investigated. Sensory, physical (moisture content, water activity, bulk density, solubility, L, a, b color values, turbidity values, particle image analysis with Scanning Electron Microscopy (SEM) and production yield) and chemical (crude fat content, total phenolic content, total antioxidant activity) analyses were carried out on this instant herbal tea to determine the quality characteristics.
Results showed that SSC was the highest at 80 °C for all of the herbs used in the extraction. The dry herb/water ratio applied had a significant influence on SSC and a two fold increase in the dry herb content resulted in nearly a two fold increase in SSC. Also, it was determined for sage that particle size had a significant influence on SSC and SSC increased as herb particle size decreased. In light of these results, extraction
iv
process was performed at 80 °C for all of the herbs and instant herbal tea was produced from these extracts which were dried by freeze drying technology.
It was determined that the instant herbal teas produced from sage, mountain tea, linden and thyme had moisture contents of 2.93 %, 3.51, 2.11 and 2.36 respectively; water activity of 0.22, 0.35, 0.33 and 0.15 respectively; bulk density of 87.66, 55.81, 61.43 and 88.75 kg/m3 respectively and solubility values of 99.32 %, 98.78, 99.48 and 99.16 respectively. The sensory analyses, which were performed to determine the instant powder/water ratios which would produce the most desirable tea were performed by presenting panellists with teas prepared at different instant powder/water ratios. The best appreciated ratios were determined as 0.100, 0.100, 0.225 and 0.170 g powder/100 ml water for sage, mountain tea, linden and thyme respectively.
Sage, mountain tea, linden and thyme teas prepared by the rehydration of instant powder had turbidity values of 4.15, 9.84, 21.63 and 16.18 NTU respectively; total phenolic contents of 31, 19, 21 and 19 gGAE/100 g solid sample respectively; and total antioxidant activity values of 2.47, 1.53, 1.91 and 1.98 in mM trolox equivalents/g solid sample respectively.
The yields of producing instant herbal tea from the raw materials were also calculated. Results showed that instant herbal teas were produced in 8.25 % efficiency using dry sage, 16.20 % efficiency using dry mountain tea, 11.36 % efficiency using dry linden and 15.07 % from dry thyme.