Farklı kıvam verici maddelerin nar reçelinin reolojik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of different thickeners on rheological properties of pomegranate jam
Yazar: TOLGA TEKİN
Danışman: DR. HASAN YILDIZ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Karragenan = Carrageenan ; Nar = Pomegranate ; Pektin = Pectin ; Reoloji = Rheology ; Reçel = Jam

Özet:
Meyve ve sebzeler değişik ürünlere işlenerek değerlendirilebilmektedir. Bu ürünler içerisinde reçel, marmelat, jele, meyve ezmesi (spreads), sürülebilir meyve püreleri (preserve) ve meyve preparatları (preparations) gibi kıvamlı ürünler de yer almaktadır. Reçel; bir veya birkaç çeşit meyvenin veya pulpunun veya bunların karışımının, su ve şekerlerle uygun bir jel kıvamına getirilmiş karışımı olarak tanımlanmaktadır.Reçel ve benzeri kıvamlı ürünler ürünün niteliğine bağlı olarak; bütün ya da parçalanmış meyve, meyve pulpu ya da meyve suyu ile birlikte, şeker, glikoz şurubu, asit, renk maddeleri, kıvam verici maddeler ve su kullanılarak hazırlanmaktadır. Reçel ve benzeri ürünlerde istenen kıvamı elde edebilmek amacıyla başta pektin olmak üzere ksantan zamkı, guar zamkı, keçiboynuzu zamkı ve karragenan gibi kıvam artırıcı maddeler kullanılabilmektedir.Bu çalışmada farklı kıvam artırıcıların nar reçelinin reolojik özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Reçel üretiminde dondurulmuş nar tanesi, şeker ve su ile birlikte pektin, guar zamkı ve karragenan olmak üzere üç farklı kıvam artırıcı üç farklı konsantrasyonda (meyve ağırlığı üzerinden % 0,2; 0,4; 0,6) kullanılmıştır. Reçel formülasyonlarında kullanılan sitrik asit de üç farklı oranda (meyve ağırlığının %0,4; 0,6; 0,8'i) yer almıştır. Reçel üretimi açık kazanda pişirme tekniğiyle yapılmıştır. Karışım, suda çözünür kuru madde miktarı %74±1,45 ulaşıncaya kadar pişirilmiş, elde edilen reçel 85-88°C'de cam kavanozlara doldurulmuştur. Reçel örnekleri oda sıcaklığında iki hafta depolandıktan sonra analize alınmıştır. Örneklerin şurup kısmında; reolojik analizler, renk, pH, titrasyon asitliği, suda çözünür kuru madde ve toplam kuru madde analizleri yapılmıştır. Pektin ilave edilen örneklerde bu analizlere ek olarak pektin tayini de gerçekleştirilmiştir. Hammaddede ise renk, pH, titrasyon asitliği, pektin, suda çözünür kuru madde ve toplam kuru madde analizleri yapılmıştır.Yapılan çalışmada kullanılan kıvam artırıcı, kıvam artırıcı konsantrasyonu ve asit miktarı üçlü interaksiyonunun reçel örneklerinin görünür viskozite değeri üzerine etkili olduğu saptanmıştır. Görünür viskozite değeri 334041 cp ile %0,6 pektin ve %0,4 asit kullanılan örneklerde en yüksek, 475,92 cp ile %0,6 guar zamkı ve %0,6 asit kullanılan örneklerde ise en düşük olarak saptanmıştır. Görünür viskozite açısından guar zamkı ve karragenan kullanılan reçel örnekleri arasında önemli bir fark olmadığı görülmüştür. Ancak pektin kullanılan reçel örneklerinin görünür viskozitelerinin genel olarak diğerlerinden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Pektin kullanılan reçel örneklerinin Newton dışı akışa sahip oldukları ve psödoplastik özellik gösterdikleri görülürken guar zamkı ve karragenan kullanılan reçel örneklerinin Newton tipi akışa sahip oldukları tespit edilmiştir.En yüksek titre edilebilir asit miktarı, asit ilavesi en yüksek (%0,8) olan %0,4 ve 0,6 pektin katılmış örneklerde saptanırken, en düşük düzeyde asit (%0,4) ve karragenan (%0,2) ilave edilen örneklerde ise asitliğin en az olduğu belirlenmiştir. Pektin kullanılan reçel örneklerinin titrasyon asitliği değerlerinin karragenan ve guar zamkı kullanılan örneklerden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. En yüksek pH değeri en düşük oranda (%0,4) asit ilavesi yapılmış %0,6 guar zamkı içeren örneklerde, en düşük pH değeri ise en yüksek oranda (%0,8) asit eklenmiş %0,6 guar zamkı içeren örneklerde görülmüştür. Tüm kıvam artırıcıların konsantrasyonlarındaki artışın reçel örneklerinin pH değerlerinde önemli yükselişe yol açtığı saptanmıştır. Pektin katılan örnekler içerisinde en yüksek pektin miktarı; en yüksek oranda pektin (%0,6) ve asit (%0,8) ilave edilmiş örnekte, en düşük pektin miktarı ise en az pektin (%0,2) ve asit (%0.4) ilave edilen örnekte saptanmıştır.Renk değerleri açısından bakıldığında en yüksek L* değeri %0,6 guar zamkı ve %0,4 asit içeren örneklerde, en düşük L* değeri ise %0,6 pektin ve %0,4 asit içeren örneklerde görülmüştür. Pektin kullanılan reçel örneklerinin L* değerlerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan örneklerden daha düşük olduğu görülmüştür. Bununla birlikte kullanılan pektin miktarındaki artışın L* değerini önemli derecede düşürdüğü saptanmıştır. En yüksek a* değeri %0,4 pektin ve %0,6 asit içeren örneklerde, en düşük a* değeri ise %0,6 guar zamkı ve %0,4 asit içeren örneklerde görülmüştür. Pektin kullanılan reçel örneklerinde a* değerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan örneklerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. En yüksek b* değeri %0,2 pektin ve %0,8 asit içeren örneklerde, en düşük b* değeri ise %0,4 karragenan ve %0,4 asit içeren örneklerde görülmüştür. Pektin kullanılan reçel örneklerinde b* değerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan örneklerden daha yüksek olduğu saptanmıştır. En yüksek hue değeri %0,6 guar zamkı ve %0,4 asit içeren örneklerde, en düşük hue değeri ise %0,6 guar zamkı ve %0,8 asit içeren örneklerde belirlenmiştir. Reçel örneklerinin hue değerleri üzerine kıvam artırıcı tipi, kıvam artırıcı konsantrasyonu ve asit miktarı üçlü interaksiyonunun önemli düzeyde etkili olduğu saptanmıştır. En yüksek a/b değeri %0,4 pektin ve %0,6 asit içeren örneklerde, en düşük a/b değeri ise %0,6 guar zamkı ve %0,4 asit içeren örneklerde görülmüştür. Pektin kullanılan reçel örneklerinin a/b değerlerinin guar zamkı kullanılan reçel örneklerinden yüksek olduğu ancak karragenan kullanılan reçel örnekleri ile aralarında fark bulunmadığı saptanmıştır. Nar reçelinin reolojik özelliklerinin belirlenmesinde power-law, Herschel-Bulkley ve Casson modellerinin yüksek sayılabilecek güven katsayısı (R2) değerleri (0,941 ile 1,00 arasında) verdikleri saptanmıştır. Genel olarak Herschel-Bulkley modelinde elde edilen güven katsayısının diğer modellerden daha yüksek olduğu görülmüştür. Herschel-Bulkley modeliyle elde edilen sonuçlara göre pektin kullanılan reçel örneklerine ait ?K? değerlerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan reçel örneklerinden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Reçel örneklerinde kullanılan pektin miktarı arttıkça ?K? değerlerinin de arttığı görülmüştür. Yine bu modele göre pektin kullanılan reçel örneklerine ait ?n? değerlerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan reçel örneklerinden daha düşük olduğu belirlenmiştir. Pektin kullanılan reçel örneklerinin ??0? değerlerinin guar zamkı ve karragenan kullanılan örneklere göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Fruits and vegetables can be processed into different products. These consistent products include, but not limited to jam, marmalade, jelly, spreads, preserve and preparations. Jam is a thick product made by mixing one or more kinds of fruit, fruit pulp, or their combination and water and sugar.Jams or jam-like products can be produced based on product properties using fresh fruit or cut fruit, fruit pulp, or fruit juice with sugar, glucose syrup, acid, color pigments, thickeners, and water. Thickeners such as pectin, xanthan gum, guar gum, locust bean gum and carrageenan can be used in jams and jam-like products to get desirable consistency.In this study, the effects of using different thickeners on rheological properties of pomegranate jam were investigated. In jam production, frozen pomegranate arils, sugar, and water and three different concentrations (0,2; 0,4; 0,6% of fruit weight) of three different thickeners such as pectin, guar gum, carrageenan were used. Citric acid was also used at one of the three different concentrations (0,4; 0,6; 0,8% of fruit weight) in jam formulations. Jam production was made by the technique of cooking at open caldron. The mixture were cooked until water soluble solid content reached 74%±1,45 and the jam produced was filled to glass jars when the jam temperature was between 85 and 88°C. The samples were analyzed after storing for two weeks at room temperature. Rheological behavior, color, pH, titratable acidity, water soluble solid content, and total solid content analyses were performed in the syrup of samples. Moreover, pectin analysis was done in the samples made by using pectin. Color, pH, titratable acidity, pectin, water soluble solid content, and total solid content analyses were carried out in raw material.In this study, three-way interaction among type of thickener, concentration of thickener, and quantity of acid existed for apparent viscosity. The highest appearance viscosity value was found as 334041 cp in the samples having %0,6 pectin and %0,4 acid; and the lowest apparent viscosity value was found as 475,92 cp in the samples having %0,6 guar gum ve %0,6 acid. There were no differences between apparent viscosity of jam samples made by guar gum and carrageenan. However, apparent viscosity of jam samples made by pectin was higher than that of others. Although the jam samples made by pectin exhibited non-newtonian flow and showed pseudoplastic properties, samples made by guar gum and carrageenan exhibited newtonian flow.The highest titratable acidity was found in the samples made by using the highest acid addition (%0,8), and 0,4 or 0,6% of pectin. On the other hand the lowest titratable acidity was determined in samples made by using the lowest acid (0,4%) and carrageenan (0,2%) concentrations. It was found that titratable acidity of jam samples made by using pectin was higher than that of jam samples made by guar gum or carrageenan. Although the highest pH value was found in the samples made by adding the lowest acid value (%0,4) and 0,6% guar gum, the lowest pH value was found in the samples made by adding the highest acid (0,8%) and %0,6 of guar gum. It was also found that increasing concentration of all thickeners, increased pH value of jam samples. The highest pectin concentration was found in samples made using the highest rate of pectin (0,6%) and acid (0,8%). On the other hand the lowest pectin content was found in samples made by using the lowest amount of pectin (0,2%) and acid (0,4%).The highest L* value was found in samples having 0,6% guar gum and %0,4 acid whereas the lowest L* value was found in samples having %0,6 pectin and %0,4 acid. L* value of jam samples made by pectin were lower than that of jam samples made by guar gum or carrageenan. It was found that increased used of pectin reduced L* value of jam samples. The highest a* value was found in the samples containing 0,4% of pectin and 0,6% of acid, and the lowest a* value was found in samples containing %0,6 guar gum and 0,4% acid. It was found that a* value of jam samples made by using pectin was found higher than that of samples made by guar gum or carrageenan. The highest b* value was found in the samples containing 0,2% of pectin and 0,8% of acid, the lowest b* value was found in samples containing 0,4% of carrageenan and 0,4% of acid. The b* value of jam samples made by using pectin were found higher than that of samples made by guar gum or carrageenan. The highest hue value was found in the samples containing 0,6% of guar gum and 0,4% of acid, the lowest hue value was found in the samples containing 0,6% of guar gum and 0,8% of acid. Three-way interaction among type of thickener, concentration of thickener, and quantity of acid was effective on hue value. The highest a/b value was found in the samples containing 0,4% pectin and 0,6% acid, the lowest a/b value was found in samples containing 0,6% of guar gum and 0,4% of acid. It was found that a/b value of jam samples made by using pectin was higher than that of samples made by using guar gum. Power-law, Herschel-Bulkley and Casson models gave high confidence of fit (R2) values (between 0,941 and 1,00) for the rheolojical properties of pomegranate jam. Generally, higher confidence of fit values was obtained with Herschel-Bulkley. ?K? values of jam samples containing pectin fit by Herschel-Bulkley were higher than those having guar gum and carrageenan. Increasing pectin quantity, increased ?K? value of jam samples. According to this model, ?n? values of jam samples made by pectin were lower than those made by guar gum or carrageenan. According to this model, ??0? values of jam samples made by pectin were lower than those made by guar gum or carrageenan.