Farklı yöntemlerle kurutulan Arapgir mor reyhanının (Ocimum basilicum) kuruma davranışlarının incelenmesi ve kuru ürünün bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi
Investigation of the drying behaviour of Arapgir purple basil (Ocimum basilicum) dried using different methods and determining some quality characterictics of the dry product
Yazar: KADRİYE ALTAY
Danışman: DOÇ. SAFİYE NUR DİRİM ; PROF. DR. ALİ ADNAN HAYALOĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tıbbi ve aromatik bitki türlerinden olan ve Malatya'nın Arapgir ilçesinde yaygın olarak yetiştiriciliği yapılan mor reyhan bitkisi, morfolojik ve fizyolojik olarak diğer türlerine göre farklılık göstermektedir. Antioksidan ve antimikrobiyal maddeler açısından zengin bitkiler arasında yer alan mor reyhan yapraklarının farklı yöntem ve koşullarda kurutulması ile reyhan çayı üretimi, çorba ve salata soslarında lezzetin arttırılması ve ayrıca insan sağlığının korunması/iyileştirilmesi amacıyla alternatif bir toz ürün üretimi hedeflenmiştir. Tıbbi ve aromatik bitkilerin hassas olmaları sebebiyle kurutma işlemleri sırasında ürüne uygun kurutma yöntemleri ve koşullarının seçimi ayrı bir önem arz etmektedir. Ürünün farklı koşullarda kurutulup en uygun kurutma yönteminin belirlenmesi ile raf ömrü arttırılmış, ambalajlama, taşıma ve doz ayarlama kolaylığı sağlanmış yüksek kaliteli ürün elde edilmsi çalışmanın hipotezini oluşturmuştur. Bu bağlamda, mor reyhan yapraklarının farklı kurutma yöntem ve koşullarında (dondurarak kurutma, güneşte kurutma, 45, 50 ve 55 ºC sıcaklıkta tepsili kurutucuda kurutma ve 350, 460 ve 600 W mikrodalga gücü ile mikrodalga kurutma) kurutulması, kurutmanın ürünün kalite özellikleri üzerine etkilerinin belirlenerek ürünün kuruma davranışlarının incelenmesi ile kurulan hipotezin test edilmesi amaçlanmıştır.
Elde edilen toz ürünlerde fiziksel analizler (nem içeriği, su aktivitesi ve renk), toz ürün analizleri (çözünürlük, ıslanabilirlik, yığın ve sıkıştırılmış yoğunluk, akabilirlik, yapışkanlık), kimyasal analizler (toplam fenolik madde, antioksidan, antosiyanin, GC-MS ile uçucu bileşen ve uçucu yağ analizleri), mikrobiyolojik (toplam aerobik mezofilik bakteri sayımı ve küf ve maya sayımı) ve gama ışınlama analizleri ve duyusal analizler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen toz ürünlerin nem içeriği ve su aktivitesi sırasıyla %3.09-8.01 ve 0.120-0.262 aralığında bulunmuştur. Kurutulan tüm örneklerin a* değerlerinin azaldığı gözlenmiştir. Genel olarak toz ürün özelliklerinin kurutma yöntemi ve koşul farklılığından etkilendiği belirlenmiştir. Diğer kurutma yöntemlerine kıyasla, mikrodalga kurutma yöntemi ile kurutulan örneklerin toplam fenolik madde miktarı kaybı ortalama %9.52 oranında daha az bulunmuştur. Tepsili kurutucu sıcaklığının artmasıyla, tepsili kurutucuda kurutulan örneklerin antioksidan aktivitelerinin ve antosiyanin miktarının azaldığı gözlenmiştir. Toplam mezofilik aerobik bakteri ve küf-maya ve sayıları 10 kGy ışınlamadan sonra sırasıyla 2.63 ve 1 log kob/g seviyesinin altına düşmüştür. Taze ve kurutulmuş örneklerde ana bileşen olarak bulunan uçucu bileşenlerin; linalol (81.19-1176.09 μg/g km), 1,8-sineol (45.15-816.16 μg/g km) ve metil sinamat (13.20-637.65 μg/g km) olduğu tespit edilmiştir. Taze ve kurutulmuş örneklerde en fazla bulunan uçucu yağ bileşenlerinin metil sinamat (%11.68-57.66) ve linalol (%0.02-20.39) olduğu gözlenmiştir. Genel beğeni değerlendirmesinde, en çok puan alan örnek 50℃'de tepsili kurutucuda kurutulan reyhan tozları olmuştur.
Reyhan yapraklarının kuruma davranışlarının belirlenmesi için 11 farklı kurutma modeli test edilmiş, bu modeller arasında, dondurarak kurutma için Logaritmik Model, güneşte kurutma için Modifiye Henderson Model ve tepsili kurutucu ve mikrodalga kurutma için Page adlı modeller kuruma davranışlarını açıklayan en iyi modeller olarak bulunmuştur. Kurutulmuş reyhan yapraklarının etkin difüzivite (D_eff) değerlerinin 1.62×〖10〗^(-9) ile 7.09×〖10〗^(-8) arasında değişen değerlerde olduğu görülmüştür. Tepsili kurutucuda ve mikrodalga kurutma yöntemi ile kurutulan örneklerin aktivasyon enerjileri sırasıyla,  23.35 kJ/mol ve 11.89 W/g olarak bulunmuştur. Ayrıca, reyhan yapraklarının kurutulmasında, diğer metotlar ile karşılaştırıldığında mikrodalga kurutmanın daha kısa zaman ve daha az enerji gerektirdiği gözlenmiştir.

Anahtar Sözcükler; Arapgir mor reyhanı, kurutma, modelleme, uçucu bileşen, gama ışınlama

Abstract:
Purple basil is one of the medicinal and aromatic plant species is densely grown in Arapgir, a district in Malatya, differs from other species as morphologically and physiologically. Reyhan tea productıon was targed with the purple basil leaves, which is among the foodstuffs rich in antioxidant and antimicrobial substances, were dried in different methods and conditions. An alternative powder was produced with the purpose of increasing the flavor in soup and salad dressings and also for the purpose of protecting/improving human health. Selection of appropriate drying methods and practical conditions for the product is of particular importance because of medical and aromatic herbs are most sensitive to drying processes. After drying of the product using different drying methods and conditions with the determination of the most suitable drying method, the shelf-life of the product will be extended, packaging, storage, transportation and dosage will be easy, the high quality characteristics of the product will also be obtained. The aim of this thesis is to investigate the drying different methods and conditions (freeze drying, sunlight drying, convective drying at 45, 50 and 55ºC, and microwave drying at 350, 460 and 600 W) of purple basil leaves, to determine of the effect of the drying on quality characteristics of the product and to study the drying behavior of the product.
Physical analysis (moisture content, water activity and color), powder properties (solubility, wettability, bulk and tapped densities, flowability, and cohesiveness), chemical (total phenolic compounds, antioxidant activity, anthocyanin, volatile compounds and essential oils analyzed by GC-MS), microbiological analysis (total aerobic mesophilic bacteria, yeasts and molds), gamma radiation analysis and sensory analysis of the obtained powder were carried out. The moisture content and water activity value of the obtained powder were found to be below 9% and 0.262, respectively. It was observed that a* values of all dried samples decreased. Generally, the difference of drying methods and conditions had significant effect on powder properties. Compared to other drying methods, the total amount of phenolic compounds loss of microwave dried samples was found to be less than average of 9.52%. It was observed that antioxidant activities and anthocyanin content of the tray dried samples decreased with the increase in tray drying temperature. After gamma irradiation dose of 10 kGy, the counts of total aerobic mesophilic bacteria dropped below 2.63 ve 1 log CFU/g, respectively. As the main component of the volatile components; linalol (81.19-1176.09 μg / g km), 1,8-cineol (45.15-816.16 μg / g km) and methyl cinnamate (13.20-637.65 μg / g km) were found in the fresh and dried samples. Methyl cinnamat (%11.68-57.66) and linalool (%0.02-20.39) were the major essential oil compounds in the fresh and dried samples. In the overall acceptance, the purple basil leaves were tray-dried at 50°C had greater acceptance.
In order to determine the drying behaviour of basil leaves, eleven thin-layer drying models, (Lewis, Page, Modified Page I, Henderson and Pabis, Modified Henderson and Pabis, Logarithmic, Midilli, Modified Midilli, Two-Term, Two-Term Exponential, and Wang and Singh) were fitted to the experimental data, among the these models Handerson and Pabis for freeze drying, logarithmic for sun drying and Page for convective and microwave oven drying were found to be the best models for explaining the drying behavior of the purple basil leaves. The effective moisture diffusivity (Deff) values of the dried purple basil leaves were calculated and ranged from 1.62×〖10〗^(-9) and 7.09×〖10〗^(-8).  Activation energy values of convective and microwave dried samples were found to be 23.35 kJ/mol ve 11.89 W/g, respectively. Furthermore, microwave drying required shorter time and less energy in the drying of the basil leaves compared to the other methods.

Keywords; Arapgir purple basil, drying, modelling, volatile compounds, gamma radiation