Antep fıstığı (Pistacia vera L.) tozunun ambalajlanmasında geri dönüştürülebilir ve sürdürülebilir özellikte ambalaj malzemelerinin kullanımı ve hızlandırılmış raf ömrü analizleriyle raf ömrünün tahminlenmesi
The use of recyclable and sustainable packaging materials for packaging pistachio (Pistacia vera L.) powder and shelf life prediction by accelerated shelf life analysis
Yazar: BETÜL ER
Danışman: DOÇ. ÖZLEM ESMER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sürdürülebilir ve geri dönüştürülebilir ambalaj malzemeleri kullanılarak Antep fıstığı tozunun raf ömrünü arttırmak ve ürünün kalite özelliklerini korumak amaçlanmıştır. Çalışmada, farklı depolama sıcaklıkları ve geri dönüştürülebilir ambalaj malzemelerinin Antep fıstığı tozunun kalite özelliklerindeki değişimine olan etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı OTR (Oksijen geçirgenlik hızı) değerlerine sahip; üç katlı LDPE/EVOH/LDPE (Alçak yoğunluklu polietilen/Etilen vinil alkol/Alçak yoğunluklu polietilen-OTR≤1 cc/m2-gün-atm ve WVTR ≤4 g/m2-gün), tek katmanlı MetBOPP (Metalize BiOriented Polipropilen-OTR≤ 120 cc/m2-gün-atm ve WVTR ≤0,5 g/m2-gün) ve tek katmanlı BOPP (BiOriented Polipropilen-OTR≤1200 cc/m2-gün-atm ve WVTR ≤4 g/m2-gün) ambalaj malzemeleri kullanılmış; kontrol örneği olarak ise açıkta yani ambalajsız depolama yapılmıştır. Ambalajlanan Antep fıstığı tozu örnekleri ve kontrol örneği (açıkta) %50 bağıl nemde 15°C, 25 °C, 35 °C ve 45°C'de 120 gün (4 ay) boyunca depolanarak 0. gün dahil olmak üzere 15'er günlük periyotlarda %nem miktarı, su aktitivesi değeri, renk analizi, antioksidan aktivite değeri (DPPH reaktifi ile), toplam fenolik madde miktarı, peroksit değeri, serbest yağ asitliği değeri ve p-anisidin değerleri belirlenmiştir. Tüm depolama koşulları için, peroksit değeri, serbest yağ asitliği değeri ve p-anisidin değerindeki değişim kinetik modeller ile matematiksel olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar; depolama sıcaklığı, açıkta depolama ve ambalaj malzemelerinin farklı OTR değerlerine sahip olmasının analiz sonuçlarında etkili olduğunu göstermiştir. Antep fıstığı tozunun farklı ambalaj malzemeleriyle ambalajlanması durumunda, tüm ambalaj malzemelerinin Antep fıstığı tozu örneklerinde nem değişimi ve su aktivitesi değişimi açısından koruyucu özellik gösterdiği ve örneklerin açıkta ve 45°C gibi yüksek sıcaklıklarda depolanması durumunda bile nem ve su aktivitesi değişiminin düşük miktarlarda kaldığı belirlenmiştir. Depolama sıcaklığının artmasıyla birlikte nem kazanımı azalmış; hatta örneklerin nem kaybettiği gözlenmiştir. Her üç ambalaj malzemesinin de kontrol örneğine göre su aktivitesi değişiminde koruyucu özellik gösterdiği, 45 °C depolamada ise değişiminin minimum miktarlarda kaldığı belirlenmiştir. Antep fıstığı tozunda renk kriterleri açısından depolama sıcaklığının oldukça önemli bir parametre olduğu ve depolama sıcaklığının artmasıyla tüm örneklerin L* ve b* değerlerinin azalırken, a* ve BI (kahverengileşme indeksi) değerlerinin arttığı belirlenmiştir. 15 ve 25 °C'de depolanan örneklerin renk kriterlerindeki bu değişimlerin daha düşük olduğu belirlenmiştir. 35 ve 45 °C'de depolamada, kontrol örneğinin renk kriterlerindeki değişimin ambalajlanmış örneklere kıyasla daha fazla olduğu ve en az değişimin, OTR değeri en düşük olan PE/EVOH/PE ambalaj malzemesinde olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, daha yüksek sıcaklıklarda depolamada Antep fıstığı tozunun renk kriterlerinin korunmasında ambalajın etkisi daha fazla olmuştur. Özellikle 35 °C'ye kadar olan depolamalarda OTR değeri düşük olan ambalaj malzemesi daha etkili olurken, 45 °C'de depolamada örneklerin tamamının renklerinin kabul edilemez olduğu belirlenmiştir. Peroksit değeri, serbest yağ asitliği değeri, p-anisidin değeri, TOTOX miktarı, toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan aktivite değeri açısından ise yine OTR değeri düşük olan ambalaj malzemesi ile ambalajlamanın daha etkili olduğu belirlenmiştir. Depolama sıcaklığının artmasıyla birlikte ürünün peroksit değeri, serbest yağ asitliği değeri, p-anisidin değeri ve TOTOX miktarı artmış; ancak toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan aktivite değeri ise azalmıştır. 0. ve 1. dereceden reaksiyon kinetiği temelinde peroksit ve %serbest yağ asitliği sınır değeri dikkate alınarak raf ömrü süresi tahmini hesaplanmış olup; tüm örnekler için peroksit ve %serbest yağ asitliği değeri değişiminin 0. dereceden kinetik modeli izlediği belirlenmiştir. Antep fıstığı tozunun depolama süresince reaksiyon kinetiği ve raf ömrü tahminlemesi değerlendirildiğinde ise, tüm örneklerde sıcaklık arttıkça raf ömrünün azaldığı ve k değerinin arttığı belirlenmiştir. Her depolama sıcaklığında, en düşük raf ömrü kontrol örneğinde, en yüksek raf ömrü ise PE/EVOH/PE ambalaj malzemesi ile depolanan örneklerde hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda, Antep fıstığı tozunun kalite özelliklerinin korunması ve sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunmak adına, ürünün PE/EVOH/PE ambalaj malzemesi gibi geri dönüştürülebilir, düşük OTR değerine sahip ambalaj malzemeleri ile düşük sıcaklıklarda depolanması gerektiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to increase the shelf life of pistachio powder and maintain the quality characteristics of the product by using sustainable and recyclable packaging materials. The effects of different storage temperatures and recyclable packaging materials on the changes in the quality characteristics of pistachio powder were examined in detail. Within the scope of the study, three-layer LDPE/EVOH/LDPE (Low density polyethylene/Ethylene vinyl alcohol/Low density polyethylene-OTR≤1 cc/m2-day-atm and WVTR ≤4 g/m2-day), mono-layer MetBOPP (Metalized BiOriented Polypropylene-OTR ≤ 120 cc/m2-day-atm and WVTR ≤0.5 g/m2-day) and mono-layer BOPP (BiOriented Polypropylene-OTR≤1200 cc/m2-day-atm and WVTR ≤4 g/m2-day) packaging materials with different OTR (Oxygen permeability rate) values were used, open, i.e. unpackaged, storage was used as a control sample. Packaged pistachio powder samples and control samples (in the open) were stored at 15°C, 25°C, 35°C and 45°C at 50% relative humidity for 120 days (4 months) and moisture content, water activity value, color analysis, antioxidant activity value (with DPPH reagent), total phenolic content, peroxide value, free fatty acidity value and p-anisidine values were determined at 15-day intervals including day 0. for all storage conditions, the change in peroxide value, free fatty acid content and p-anisidine value were mathematically calculated by kinetic models. The results showed that storage temperature, open storage and different OTR values of packaging materials were effective on the analysis results. When pistachio powder was packaged with different packaging materials, all packaging materials showed protective properties in terms of moisture change and water activity change in pistachio powder samples, and moisture and water activity changes remained low even when the samples were stored in the open and at high temperatures such as 45°C. With the increase in storage temperature, moisture gain decreased and even moisture loss was observed. It was determined that all three packaging materials showed protective properties in the water activity change compared to the control sample, and the change remained at minimum amounts at 45 °C storage. It was determined that storage temperature was a very important parameter in terms of color criteria in pistachio powder and L* and b* values of all samples decreased with increasing storage temperature, while a* and BI (browning index) values increased. Samples stored at 15 and 25 °C showed lower changes in color criteria. At 35 and 45 °C, the changes in the color criteria of the control sample were higher than those of the packaged samples and the least change was observed in the PE/EVOH/PE packaging material with the lowest OTR value. As a result, the effect of packaging on the preservation of the color criteria of pistachio powder in storage at higher temperatures was higher. It was determined that storage temperature was a very important parameter in terms of color criteria in pistachio powder and L* and b* values of all samples decreased with increasing storage temperature, while a* and BI (browning index) values increased. Samples stored at 15 and 25 °C showed lower changes in color criteria. At 35 and 45 °C, the changes in the color criteria of the control sample were higher than those of the packaged samples and the least change was observed in the PE/EVOH/PE packaging material with the lowest OTR value. As a result, the effect of packaging on the preservation of the color criteria of pistachio powder in storage at higher temperatures was greater. Especially in storage up to 35 °C, the packaging material with low OTR value was more effective, while at 45 °C, the colors of all samples were unacceptable. In terms of peroxide value, free fatty acidity value, p-anisidine value, TOTOX amount, total phenolic matter amount and antioxidant activity value, it was determined that packaging with packaging material with low OTR value was more effective. With the increase in storage temperature, peroxide value, free fatty acidity value, p-anisidine value and TOTOX amount of the product increased; however, total phenolic matter amount and antioxidant activity value decreased. On the basis of 0th and 1st order reaction kinetics, shelf life estimation was calculated by considering the peroxide and % free fatty acidity limit values and it was determined that the change in peroxide and % free fatty acidity values for all samples followed the 0th order kinetic model. When the reaction kinetics and shelf life estimation of pistachio powder during storage were evaluated, it was observed that the shelf life decreased and k value increased as the temperature increased in all samples. At each storage temperature, the lowest shelf life was calculated in the control sample and the highest shelf life was calculated in the samples stored with PE/EVOH/PE packaging material. As a result of the study, it was determined that the product should be stored at low temperatures with recyclable, low OTR packaging materials such as PE/EVOH/PE packaging material in order to maintain the quality characteristics of pistachio powder and contribute to sustainable development.