Adsorban reçineler kullanılarak şeker şurubu ve elma suyu renginin iyileştirilmesi
Improving the color of sugar syrups and apple juice by using adsorbent resins
Yazar: BURÇE ATAÇ MOGOL
Danışman: PROF. DR. VURAL GÖKMEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Adsorbentler = Adsorbents ; Adsorpsiyon = Adsorption ; Adsorpsiyon kinetiği = Adsorption kinetic ; Enzimatik esmerleşme = Enzymatic browning

Özet:
Bu araştırmada esmer renkli Maillard reaksiyon ürünlerinin şeker şuruplarından ve esmer renkli bileşiklerin de elma suyundan adsorban reçine üzerine adsorpsiyon prosesinin etkinliği araştırılmıştır. Maillard reaksiyon ürünlerinin stiren divinilbenzen yapıdaki reçine üzerine, farklı sıcaklıklarda (20º, 30º, 40º ve 50°C) ve farklı adsorban miktarlarında gerçekleşen adsorpsiyonunda deneysel verilerin çoklu tabaka adsorpsiyon için geçerli olan GAB izotermine uyduğu görülmüştür. Pseudo ? ikinci derece kinetikle gerçekleşen prosesin mekanizmasında ise yüksek şeker konsantrasyonlarında film difüzyonunun hız sınırlayıcı basamak olduğu bulunmuştur. Hesaplanan termodinamik parametrelere göre prosesin ekzotermik ve kendinden gerçekleşen bir proses olduğu, fiziksel adsorpsiyon ve zayıf kimyasal etkileşim mekanizmasıyla gerçekleştiği görülmüştür. Sonuç olarak adsorpsiyon prosesinde film direncini yenmek için şeker şurubu konsantrasyonunun % 50'den az olması gerektiği bulunmuştur. Esmer renkli bileşiklerin elma suyundan adsorban reçine üzerine, farklı reçine konsantrasyonlarında ve elma suyunun farklı °Brix değerlerinde (10º, 20º, 30°Brix) gerçekleştirilen adsorpsiyonunun tek tabaka adsorpsiyon için geçerli olan Langmuir izotermine uyduğu görülmüştür. Adsorpsiyon kinetiği pseudo?ikinci derece olarak tespit edilmiştir. Por difüzyonunun hız sınırlayıcı basamak olduğu bulunmuş, bu Bangham modeliyle de doğrulanmıştır. Ayrıca bu adsorpsiyon prosesinin elma suyundaki organik asit ve şeker kompozisyonunda da bir değişiklik yapmadığı bulunmuştur. Elma sularından adsorban reçineler ile esmer renkli bileşiklerin uzaklaştırılmasında elma suyunun 10º ile 20 °Brix arasında olması önerilmektedir.

Abstract:
In this research, the effectiveness of adsorption of the dark colored Maillard reaction products from sugar syrup and dark colored compounds from apple juice onto adsorbent resin was studied. The adsorption of Maillard reaction products on the styrene-divinylbenzene copolymer based adsorbent resin at various temperatures (20º, 30º, 40º ve 50°C) and with various adsorbent concentration obeyed to GAB isotherm, which indicated multilayer adsorption. The adsorption process was found to follow pseudo-second order kinetic and the film diffusion governed the adsorption mechanism at high sugar concentrations. Calculated thermodynamic parameters indicated that the adsorption process was exothermic and spontaneous process and also occurred by both physical adsorption and weak chemical interactions. It was concluded that the adsorption process should be performed at sugar concentrations lower than 50% to overcome the film resistance.Adsorption of dark colored compounds onto adsorbent resin was studied for different adsorbent resin concentrations and different brix ratios of apple juice (10º, 20º, 30° Brix) and it was found that the data of the process fitted well to Langmuir isotherm, which indicated monolayer adsorption. The adsorption process followed pseudo-second order kinetic model. The rate-limiting step was intraparticle diffusion as it was confirmed by Bangham?s equation. It was also found that adsorption of color had no effect on organic acid and sugar composition of apple juice. As a result, we recommend that the brix ratio of apple juice was suggested to be between 10 and 20 during the removal of dark colored compounds from apple juice by adsorbent resins.