Dondurularak muhafaza edilen tatlı ve acı kırmızı biberlerin depolama stabilitesi üzerine farklı ön işlemlerin etkisi
The Effect of different storage preapplications on quality of frozen hot and sweet red peppers
Yazar: H. HÜLYA ORAK
Danışman: PROF. DR. MEHMET DEMİRCİ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Biber = Pepper ; Depolama = Storage ; Dondurarak saklama = Cryopreservation ; Kırmızıbiber = Paprika

Özet:
ÖZET Doktora Tezi Dondurularak Muhafaza Edilen Tatlı Ve Acı Kırmızı Biberlerin Depolama Stabilitesi Üzerine Farklı Ön İşlemlerin Etkisi H.Hülya Orak Doktora Tezi Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı TEKİRDAĞ-1999 Tez Yöneticisi:Prof Dr. Mehmet DEMİRCİ Araştırmada, tatlı kırmızı Keşan ve acı kırmızı Urfa biberlerine farklı sürelerde mikrodalga ısıtma, farklı sıcaklık ve sürelerde su ile haşlama şeklinde 12 farklı ön işlem uygulanarak -40°C'de dondurulmuş, 10 ay süreyle -20± 2°C'de depolanmışlardır. Depolama süresince biberler üzerinde ön işlemlerin ve depolama süresinin etkisi ve çeşitler arası farklılık saptanmaya çalışılmıştır. Araştırmada enzim etkinliği giderilmemiş haşlanmamış biberler ile farklı düzeylerde enzim etkinliği giderilmiş biberlerin depolama stabilitelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Depolama süresince, farklı ön işlem uygulanmış kırmızı biberlerin enzim aktiviteleri ve kalite değişimleri karşılaştınlmıştır. Böylece dondurarak depolama süresince hangi ön işlemin daha yüksek kaliteyi sağladığı, haşlama işleminin uygulanmasının gerekliliği ve çeşitler arası faklılığın ortaya konulmaya çalışıldığı araştırmada elde olunan sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Keşan biberlerinde peroksidaz aktivitesi 0.368 U/mg protein/ml, Urfa biberlerinde 0.251 U/mg protein/ml bulunmuştur. Lipoksigenaz aktivitesi de Keşan biberlerinde ortalama 0.049 U/mg protein/ml değeri ile Urfa biberlerine göre (0.037 U/mg protein/ml) daha yüksektir. Depolama sonunda haşlanmamış örneklerde peroksidaz ve lipoksigenaz aktiviteleri en yüksek olup mikrodalga 180 sn haşlanan Keşan biberlerinde %53.02, Urfa biberlerinde ise % %30.96 kalıntı peroksidazII aktivitesi belirlenmiştir. 85°C'de 240 sn biberlerde ise bu değerler sırasıyla % 1.55 ve % 0.78 olarak saptanmıştır. Mikrodalga fırında 1 80 sn ısıl işlem uygulanan Keşan biberlerinde %7.29 kalıntı lipoksigenaz aktivitesi belirlenirken, Urfa biberlerinde haşlama işlemi ile lipoksigenaz enziminin tamamen inaktif olduğu tespit edilmiştir. 85°C'de 120 sn ve 240 sn haşlanan biberlerde lipoksigenaz enzim aktivitesi belirlenememiştir Depolama süresince kapsantinin karotene göre daha stabil olduğu, antioksidan etkiye sahip kapsaisin içeriğinin yüksek olan Urfa biberlerinde her iki renk bileşeninde de daha az kayba uğradığı satanmıştır. 10 aylık depolama sonunda Keşan biberlerinde toplam karotenoid madde içeriğinde %7.66, kapsantin içeriğinde %5.9 kayıp olduğu bulunmuştur. Urfa biberlerinde ise karotenoid madde içeriğindeki kayıp %5.10, kapsantin içeriğindeki kayıp ise %3.29 olarak belirlenmiştir. Depolama süresince karotenoid pigmentlerde meydana gelen kayıpların uygulamalarda lipoksigenaz enzim aktivitesinin azalmasına paralel olarak azaldığı, 75°C'de 240 sn haşlama işleminden daha yüksek sıcaklık ve sürelerde haşlanan biberlerin karotenoid madde kaybının, haşlanmamış biberlere göre daha fazla olduğu görülmektedir. Bunun dışındaki tüm uygulamalarda depolama süresi sonunda karotenoid madde kaybı haşlanmamış biberlerde belirlenen değerden daha yüksek bulunmuştur. Keşan biberlerinde depolama öncesi 170.20 mg/100 olan vitamin C içeriği % 53.52 oranında azalarak 10. ayda 79.05 mg/100 g'a, Urfa biberlerinde ise depolama öncesinde 201.62 mg/100g olan ortalama vitamin C içeriği 10 ayda 111.75 mg/100g'a düşmüş ve kayıp %44.78 olarak saptanmıştır. En yüksek vitamin C içeriğinin Urfa biberlerinde mikrodalga 180 sn haşlanan biberlerde (147.95 mg/100g) en düşük değer ise haşlanmamış Keşan biberlerinde (44.67 mg/100g) olduğu belirlenmiştir. Mikrodalga uygulamalarında, meydana gelen su kaybıyla kuru madde içeriğinde artış ortaya çıkmıştır. Su ile haşlama uygulamalarında ise artan sıcaklık ve süreyle beraber suya geçen suda çözünür madde miktarının artması kuru madde içeriğinde kaybın artmasına sebep olmuştur. Depolama sonunda çeşit ortalamaları en yüksek değerin mikrodalga 180 sn haşlama ile olduğunu (%12.68), en düşük değerinde 85°C'de 240 sn haşlama işleminde bulunduğunu (%9.12 ) göstermektedir.. KeşanIll biberlerinde dondurma öncesi % 11.32 olan kura madde içeriği 10. Ayda % 10.3 9 'a düşmüş ve %8.21 oranında azalma belirlenmiştir. Urfa biberlerinde ise dondurma öncesi %1 1.37 olan olan kuru madde içeriğinin 10. ayda %10.39'a düşmesiyle % 8.60 oranında kayıp belirlenmiştir. Keşan biberlerinin ortalama 9.06 g/100 refraktometre değeri ile 8.39 g/100g değerine sahip Urfa biberlerinden daha yüksek değere sahip olduğu saptanmıştır. Depolama sonunda en düşük değerin Urfa biberlerinde 85°C'de 4 dak haşlanan biberlerde (6.53 g/100g), en yüksek değerin ise Keşan biberlerinde mikrodalga 180sn ön işlem uygulanan örneklerde (10.58 g/100g) olduğu belirlenmiştir. Keşan biberlerinin indirgen şeker içeriği 4234.17 mg/100g, Urfa biberlerinin ise 4062.75 mg/100g olarak saptanmıştır. 10 aylık depolama sonucunda en yüksek ortalama değerin 180 sn uygulaması ile Keşan biberlerinde (4623.25 mg/kg), en düşük değerin ise 85 °C'de 240 sn haşlanan Urfa biberlerinde (3029.00 mg/100g) olduğu tespit edilmiştir. Haşlanmadan dondurulan biberlerde indirgen şeker içeriği haşlanmış olanlardan daha yüksek, mikrodalga haşlanan biberlerden ise daha düşük bulunmuştur. Ortalama değerlere göre dondurma öncesinde 3905.98 mg/100g olan indirgen şeker içeriği 10. Ayda 3657.98 mg/100g 'a düşerek % 6.35 oranında azalma saptanmışlar. Keşan biberlerinde haşlanmamış örneklerde 7850.00 mg/100g olan toplam şeker içeriği 85 °C de 240 sn haşlama ile 5743 mg/100g'a a düşerek % 26.84 oranında kayba uğramıştır. Urfa biberlerinde ise haşlanmamış biberlerde 6403 mg/100g olan toplam şeker içeriği 85°C de 240 sn haşlama ile 4733 mg/100g'a düşerek % 26.08 oranında kayıp belirlenmiştir. Depolama sonunda en yüksek değer Keşan biberlerinde mikrodalga 180 sn uygulaması ile elde edilmiştir (8282,33 mg/100g). En düşük değer ise Urfa biberlerinde 85°C de 240 sn haşlama işleminde (4427,58 mg/100g) belirlenmiştir. Haşlanmamış örneklerde ortalama % 0.659 olan kül miktarı mikrodalga 180 sn uygulamasıyla % 0.731' e yükselmiştir. Buna karşılık 85°C de 240 sn haşlama işlemi ile kül miktarı %0.481 ye düşmüştür. Depolama sonunda Keşan biberlerin kül içeriğinde % 4.3, Urfa biberlerinde ise % 3.08 oranında kayıp saptanmıştır.IV Urfa biberlerinin asitliği % 0.295 değeri ile Keşan biberlerinden (% 0.220) daha yüksek bulunmuştur. Su ile haşlama işlemleri ile biberlerin asitlik düzeyinde azalma, depolama süresince artış belirlenmiştir. En yüksek değer Urfa biberlerinde 180 sn haşlanmış örneklerde (% 0.315), en düşük değer ise 85°C'de 240 sn. haşlanan Keşan biberlerinde (% 0.158) belirlenmiştir. pH değerleri haşlanmamış Keşan biberlerinde 4.64, Urfa biberlerinde ise 4.26 olarak tespit edilmiştir. Mikrodalga haşlamaların pH değerleri üzerinde istatistiki olarak önemli bir etkisi olmayıp su ile haşlama işlemlerde artış belirlenmiştir. Depolama süresine bağlı olarakta azalma saptanmıştır. Urfa biberlerinde haşlanmamış örneklerde 56.34 mg/100g olan kapsaisin içeriğinde en yüksek değer, mikrodalga 180 sn haşlanmış (58.50 mg/100g), en düşük değer ise 85°C'de 240 sn haşlanmış biberlerde (47.08 mg/100g) belirlenmiştir. Depolama öncesinde 85°C'de 240 sn haşlama ile meydana gelen kayıp %16.08 oranında bulunmuştur. Depolama sonunda haşlanmamış biber ömeMerininin kapsaisin içeriği mikrodalga ve su ile yapılan haşlanmış biberlere göre daha düşük bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar ışığında, her iki kırmızı biber çeşidinde de dondurulacak biberlere haşlama işleminin uygulanaması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Su ile haşlama işlemleri başlangıçta biber içeriklerinde kayıplara sebeb olmakla birlikte depolama sonunda haşlanmamış biberlerden daha yüksek içerik bileşenlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Su ile haşlama işlemlerinde ticari olarak uygulanan 85°C de 5 dakika haşlama ile önemli ölçüde kayıplar meydana gelmektedir. Kırmızı biberlerde en önemli kalite kriterleri olan karoten, ve kapsantinin, lipoksigenaz enzimine hassas renk bileşenleri olup bu enzim tarafından oksidasyona uğratılarak renk ağarması ortaya çıktığı bilinmektedir. Yapılan bu arştırmada da lipoksigenaz enzim aktivitesi azaldıkça Toplam Karotenoid maddeve kapsantin içeriğindeki kaybın azaldığı belirlendiğine göre mikrodalga uygulamaları söz konusu olduğunda 1 80 sn haşlama işleminin yeterli olduğu söylenebilir. Su ile haşlama uygulamalarında ise 75°C'de 240 sn haşlama işleminden biraz daha uzun süre veya 85cC'de 120 sn haşlama işlemi yeterlidir. Bunların üzerindeki sıcaklık derecesi ve süreler bu içeriklerde ve bunun yanında biberler açısında önemli kalite bileşenleri olan vitamin C, şeker ve diğer suda çözünen bileşenlerin içeriğinde azalmaya neden olacaktır. Elde edilen bulgular doğrultusunda,ticari olarak uygulanan ve 85°C de 5 dak haşlama işleminde indikatör olarak alman peroksidaz enzimi yerine, lipoksigenaz enziminin indikatör olarak alınması diğer bileşenlerde meydana gelecek kaybın azalmasını sağlayacağı sonucuna varılmıştır.

Abstract:
VI SUMMARY pH.D.Thesis THE EFFECT OF DIFFERENT STORAGE PREAPPLICATIONS ON QUALITY OF FROZEN HOT AND SWEET RED PEPPERS' Hülya ORAK Trakya University Graduate School of Natural and Applied Sciences Food Engineering Department Supervisor:Prof. Dr. Mehmet Demirci In this research, sweet Keşan peppers and hot Urfa peppers were blanched in a microwave and water. This application was carried out at different temperatures and time intervals. The samples were frozen at -40 °C and than stored at -20 °C for 10 mounths. During this period, differences between cultivars were determined to examine effects of pre-treatments and storage time on frozen peppers. In addition, storage stabilities of hot red peppers with no enzyme activity and different levels of enzyme activity were investigated. During storage period, pre-treated red peppers were compared eachother in terms of their enzyme activity levels and changes in quality. Therefore, the aim of this study was to disscuss which pre-treatment gives the best result for high quality, usefulness of blanching and differences between cultivars. It was found that Keşan peppers had 0.368 U/mg protein/ml peroxidase activity whereas Urfa peppers had 0.251 U/mg protein/ml. Likewise, Keşan peppers (0.049 U/mg protein/mg) had a higher lipoxygenase activity than Urfa peppers (0.037 U/mg protein/mg). At the end of the storage period, peroxidase and lipoxigenase activity in blanched samples was the highest. When the samples were treated in the microwave for 180 sn, % 53.02 residual peroxidase activity in Keşan peppers was detected whereas % 30.96 in Urfa peppers. After 4 minutes treatment at 85 °C, these values were 1.55 %VII and 0.78 %, respectively. In Keşan peppers blanched in the microwave for 180 seconds, %0.78 residual lipoxygenase enzyme was detected while lipoxigenase enzyme was completely inactivated by blanching. There was no detected enzyme activity in the peppers which were blanched at 85 °C for 2 minute or 4 minute. During storage period, capsantine was more stable than carotene. In Urfa peppers which contain a high level of capsaicin having an antioksidane effect, losses of both colour compounds were found to lower than Keşan peppers. After ten months storage period, % 7.66 loss in carotene content of Keşan peppers was detected whereas the loss was % 5.9 in capsatine content, the losses in Urfa peppers were 5.10 and 3.29 in carotene and capsatine contents, respectively. The losses of carotenoid pigments in the treatments decreased by decreasing lipoxygenase enzyme activity. The peppers blanched at higher than 75 °C and 4 minutes showed a higher caroten loss than non- blanched ones. Except this, carotene losses in all treatments were found to be higher than non-blanched peppers. Before storage of Keşan peppers, vitamin C content (170.20mg/100g) decreased to 79.05 mg/100g (% 53.52) in the tenth month. This reduction in Urfa peppers was from 201.62 mg/100g to 111.75mg/100g, which is % 44.78. The highest vitamin C content (147.95 mg/100g) was obtained from 180 seconds microwave-blanched Urfa peppers while the lowest content (44.67 mg/100g) was obtained from non-blanched Keşan peppers. In microwave treatments, dry matter content increased as a result of water loss. Water blanching resulted in a decrease in dry matter as increasing temperature and treatment time length caused an increase in water dissolvable compounds. The highest cultivar average (% 12.68)was obtained from microwave-blanching treatment for 180 seconds while the lowest value (% 9.12) was obtained from water-blanching at 85 °C for 4 minutes. Before freezing, dry matter content in Keşan peppers was % 1 1.32. After 10 months period, the value decreased to % 10.39. In other words, the reduction in dry matter was % 8.11. In Urfa peppers, Ibis value decreased from % 11.37 to % 10.39 (% 8.60 reduction).VIII Refractometer index of Keşan peppers (9.06 g/100g) was higher than Urfa peppers (8.39 0g/100g). At the end of storage, the lowest value (6.53 g/100g) was obtained from Urfa peppers blanched at 85 °C for 4 minutes whereas the highets value (10.58 g/100g) was obtained from Keşan peppers microwave-blanched for 180 seconds. Invert sugar content in Keşan peppers was found to be 4234.17 mg/100g while Urfa peppers had 4062.75 mg/100g. At the end of the storage period, the highest invert sugar content (4623.25 mg/100g) was obtained from Keşan peppers microwave- blanched for 180 seconds. However, the lowest value (3029.00 mg/100g) was obtained from Urfa peppers water-blanched at 85 °C for 4 minutes. Non-blanched peppers had a lower invert sugar content than water-blanched peppers whereas higher than microwave-blanched ones. According to average values, invert sugar content of all peppers before freezing application was 3905.98 mg/100g whereas after 10 months storage period, it was 3.657.98 mg/100g. Thus, the reduction was % 6.35. In samples of non-blanched Keşan peppers, total sugar content was reduced from 7850.00 mg/100g to 5743 mg/100g by 4 minutes blanching at 85 °C. When this reduction is expressed as a percentage, the loss was % 24.84. Non-blanched Urfa peppers had 6403 mg/100g total sugar content at the beginning. When the samples were treated with 4 minutes blanching at 85 °C, the sugar content decreased to 4.733 mg/100g. After the storage, the highest value (8282.33 mg/100g) obtained from Keşan peppers treated with microwave-blanching for 180 seconds. Urfa peppers treated with water-blanching at 85 °C for 4 minutes had the lowest value (4427.58 mg/100g). In non-blanched peppers, % 0.659 average ash content increased to % 0.73 1 by microwave-blanching for 180 seconds. However, Ash content in the peppers which were blanched at 85 °C for 4 minutes decreased to 0.481. At the end of the storage, % 4.3 and % 3.8 ash losses were detected in Keşan and Urfa peppers, respectively. Acidity of Urfa pepper (%0.295) was found to be higher than Keşan peppers (% 0.220). With water-blanching treatment, acidity level of the peppers decreased, but it increased during the storage period. The highest value (%0.315) was measured in 180DC seconds microwave-blanched Urfa peppers while the lowest value (% 0.158) in Keşan peppers which were blanched at 85 °C for 4 minutes. pH value of non-blanched Keşan peppers was 4.64 whereas 4.26 in Urfa peppers. There was no significant effect of microwave-blanching on pH value of peppers. On the other hand, there was a significant increase in pH values with water- blanching. Unlike this, it decreased during the storage period. In samples of non-blanched Urfa peppers, capsaicin content was found to be 56.34 mg/100g. The highest value (58.50 mg/100g) was obtained from 180 seconds microwave-blanching whereas the lowest value (47.08 mg/100g) was obtained from 4 minutes water-blanching at 85 C. Before the storage loss of capsaicin was up to % 16.08 with blanching at 85 °C for 4 minutes. At the end of the storage period, capsaicin content of non-blanched peppers was lower than microwave and water-blanched peppers. From the results, in both red pepper cultivars blanching treatment should be applied to both red pepper cultivar prior to freezing. Water blanching treatment at the beginning causes losses in soluble and unsoluble compounds in peppers. However, these compounts were found to be increased by effect of storage. A commercial application, 5 minutes 85 °C blanching, caused considerable losses in those compounds. Carotene and capsantin, two of the most important criteria, are oxidased by lipoxygenase enzyme activitiy, which causes a colour bleaching problem. From this research, it could be suggested that 180 second microwave-blanching would be adequate when losses of carotene and capsantin contents decreased by decreasing of lipoxygenase enzyme activitiy. In water blanching treatments, 4 minute blanching at 75 °C or a longer treatment time length, or 2 minutes blanching at 85 °C would be sufficient. Higher temperatures and longer time lengths will cause an decrease in carotene and capsantine incluiding vitamin C, sugar and some other water soluble compounds. It could be concluded that using lipoxygenase enzyme as an indicator instead of peroxidase enzyme used in 5 minutes blanching at 85 °C as a commercial application would help to decrease losses in quality related compounts in some red peppers.