Sıcaklık, pH ve konsantrasyonun ayva püresinin reolojik özellikleri üzerine etkisi
Effect of temperature, pH and concentration on rheological properties of quince puree
Yazar: BİLGE ARIKAN
Danışman: DOÇ. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ ; PROF. DR. E. ÖZGÜL EVRANUZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Ayva = Quince ; Hidrojen iyon konsantrasyonu = Hydrogen-ion concentration ; Reolojik özellikler = Rheologic properties ; Sıcaklık = Temperature

Özet:
Yüksek pektin içeriği ve metabolik yararlarına rağmen, buruk tadı ve sert yapısı nedeniyle çiğ olarak tüketimi çok yaygın olmayan ayvanın alternatif tüketim şekillerinden biri de ayva nektarıdır. Ayva nektarı üretimi esnasında, ayva püresi farklı işlem koşullarına maruz kalmaktadır. Bu koşullar karşısında ayva püresinin akışkanlık özellikleri değişmekte ve bu değişim uygulanan işlemin verimliliğini etkilemektedir.Bu çalışmada, ayva püresinin kimyasal bileşimi ve farklı işleme koşullarındaki reolojik özellikleri belirlenmiştir. Ayva püresinin %19,3 katı madde konsantrasyonu, 15,4°Brix çözünür katı madde, %0,32 kül, %0,46 protein, %5,9 alkolde çözünmeyen katı madde, 1,0627 g/100 g toplam asitlik ve %2 pektin içeriğine sahip olduğu ve pH'sının 3,6 olduğu saptanmıştır.Ayva püresinin reolojik özellikleri, sıcaklık (25-75°C), pH (3-4) ve katı madde konsantrasyonu (%14-18) olmak üzere üç farklı işleme parametresine bağlı olarak kontrollü kayma hızı modunda paralel plakalı sensör kullanılarak incelenmiştir. Deney tasarımı tepki yüzey yöntemi ile hazırlanmıştır. Ayva püresinin 0-300 s-1 kayma hızı aralığında, kayma stresinin kayma hızı yükseldikçe arttığı psödoplastik davranış göstermiştir ve Herschel-Bulkley modeline uygun olduğu saptanmıştır. Ayrıca kayma stresi-kayma hızı grafiğinde histerisis halkası olduğu gözlenmiştir. Bu halka akış davranışının zamana bağımlı olduğunu göstermektedir. Doğrusal olmayan regresyon analizi ile ayva püresinin Herschel- Bulkley modeline göre kıvam katsayısı, akış davranış indeksi, ve akma gerilimi, değerleri elde edilmiştir Modelleme, histerisis halkası yok edilerek zamana bağımlılığın giderildiği ölçümlerden elde edilen veriler kullanılarak yapılmıştır. Zamana bağlı reolojik özellikler, 100 s-1 sabit kayma hızında incelenmiştir.Ayva püresinde üretim koşullarının, reolojik özelliklere etkisini belirlemek için, reolojik ölçümlerin ilk çıkış eğrileri kullanılmıştır. Böylece, üretim esnasında karşılaşılacak akma gerilimi ve tiksotropi değerleri göz önüne alınmıştır. Regresyon analizi ile elde edilen, kıvam katsayısı, akış davranış indeksi, akma gerilimi ve tiksotropi değerleri tepki yüzey yöntemi ile değerlendirilmiş ve sıcaklık, pH ve konsantrasyon değişimlerinin bu özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Analizlerde istatiksel önem düzeyi olarak 0,05 kullanılmıştır.Kıvam indeksinin katı madde konsantrasyonunun artışı ile yükseldiği (p=0,014) ve sıcaklık artışı ile azaldığı (0,012) belirlenmiştir. pH'nın kıvam indeksi üzerine önemli bir etkisi bulunmamıştır. Akış davranış indeksinin 0,326-0,544 değerleri arasında değiştiği ve sıcaklık, pH ve katı madde konsantrasyonu değişiminden önemli düzeyde etkilenmediği gözlenmiştir. Akma gerilimi değerlerinin katı madde konsantrasyonunun artışı ile yükseldiği (p=0,001) belirlenmiştir. pH'nın akma gerilmi üzerine etkisi önemli bulunmuş (p=0,013) ve pH 3,5'ta akma geriliminin en düşük değerine ulaştığı görülmüştür. Katı madde konsantrasyonundaki artışın (0,044) ve sıcaklıktaki azalmanın (0,028) tiksotropide artışa neden olduğu belirlenmiştir.Bu çalışmanın ışığında, ayva püresinin reolojisi ve kimyasal bileşimi ile ilgili üretilen bilgi ve veriler, ayva nektarı ve diğer ayva ürünlerin proses ve ekipman tasarımlarının doğru şekilde yapılmasına yardımcı olacaktır. Böylece, ayva meyvesi çeşitli ürünlerde kullanılarak tüketiminin artmasına yardımcı olacaktır.

Abstract:
Quince nectar is an alternative product with its high fiber content for consumers since quince fruit has an astringent flavour and tough texture. Quince puree encounter with different process conditions and these conditions affect rheological properties of quince puree.In this study, chemical composition and rheological properties under different process conditions of quince puree is determined. Quince puree is composed of %19,3 total solids, 15,4°Brix soluble solids, %0,32 ash, %0,46 protein, %5,9 alcohol insoluble solids, 1,0627 g/100 g acidity and %2 pectin and its pH is 3,6.Rheological properties of quince puree was analized with controlled shear rate mode under different levels of temperature (25-75°C), total soluble solids (14-18%) and pH (3-4) values. Experimental design is prepared by using response surface methodology. Quince puree exhibited pseudoplasticity with yield stress and flow following Herschel-Bulkley model for the best fit at shear rate between 1-300 s-1. Also hysteresis loop is occured when shear rate-sher stress curve is analized. This loop shows that flow behaviour of quince puree is time dependent. Consistency index, flow behaviour index, and yield stress values are obtained from Herschel-Bulkley model by using non-linear regression analysis. Time dependent rheological properties of quince puree are analysed at 100 s-1 constant shear rate.Consistency index increased with concentration increase (p=0,014) and decrased with temperature increase (p=0,012). Flow behaviour index did not affected by any of the variables and the flow index values changed between 0,326-0,544. Yield stress increased with an increase in concentration (p=0,001). pH has an significant effect (p=0,013) on the yield stress and the yield stress has reached its lowest value at pH 3,5. Increase in concentration (p=0,044) and decrease in temperature (0,028) produced an increment in thixotrophy.The information from this study on the rheology and chemical composition of quince puree will assist to facilitate beter designs of process and equipments of quince nectar and any other quince products. This will lead increased consumption of quince fruit.