Düşük düzeylerde kükürtlenmiş kuru kayısıların değişik sıcaklıklarda depolanması sürecinde fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik niteliklerindeki değişmeler
Physical, chemical and microbiological changes in sun-dried apricots containing sulfites at low levels during storage at various temperatures
Yazar: MELTEM TÜRKYILMAZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÖZKAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Esmerleşme = Browning ; Karotenoidler = Carotenoids ; Kükürt dioksit = Sulfur dioxide ; Mikrobiyal kalite = Microbial quality

Özet:
Ülkemiz dünya yaş ve kuru kayısı üretiminde lider konumdadır ve ülkemizde üretilen kuru kayısıların genelde aşırı miktarda (>2000 mg/kg) SO2 içermeleri nedeniyle, ihracatta önemli sorunlar yaşanmaktadır. Kuru kayısı ihracatımızın %70'inin yapıldığı; İtalya'da 600 mg/kg, Fransa ve Danimarka'da 1000 mg/kg, Hollanda'da 1500 mg/kg, A.B.D. ve Almanya'da 2000 mg/kg, Avustralya ve Yeni Zelanda'da ise 3000 mg/kg SO2 düzeyine izin verilmektedir. Gerek ihracattaki sorunlar gerekse de astım hastalarında alerjik reaksiyonları başlatma konusunda SO2'nin iddia edilen rolü hakkındaki endişeler nedeniyle, kuru kayısılar uygun konsantrasyonda kükürtlenmeli ve uygun sıcaklılarda depolanmalıdır. Bu nedenle, bu çalışmada; farklı düzeylerde SO2 içeren (188, 452, 791, 1034, 1236, 2899 ve 3864 mg SO2/kg) ve farklı sıcaklıklarda (5°, 10°, 20° ve 30°C) 351 gün boyunca depolanan kuru kayısıların; fiziksel (nem, su aktivitesi, pH ve reflektans renk değerleri), kimyasal (titrasyon asitliği, SO2 düzeyi, esmerleşme ve ß-karoten miktarı) ve mikrobiyolojik özelliklerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Ayrıca; günümüzde ve gelecekte, kuru kayısılardaki SO2 kullanımında yapılabilecek sınırlamalar da göz önüne alınarak; kuru kayısılarda gerek rengi istenilen düzeyde koruyacak gerekse de mikrobiyel gelişimi engelleyecek minimum SO2 konsantrasyonları da belirlenmiştir.Kuru kayısı örneklerinin SO2 konsantrasyonuna bağlı olarak; pH, titrasyon asitliği, esmerleşme değeri ve ß-karoten miktarları arasında önemli düzeyde farklılıklar saptanmıştır (p<0.05). Kayısı tarafından SO2'in absorbe edilmesi sonucunda; örneklerde H+ iyonu ve sülfüroz asit oluşması nedeniyle; örneklerin SO2 konsantrasyonu ile pH (r = ? 0.995) ve titrasyon asitliği (r = 0.997) değerleri arasında bir korelasyon bulunmuştur. Ayrıca; SO2 konsantrasyonu arttıkça, kükürtlü kuru kayısı örneklerinde bulunan serbest su konsantrasyonu azaldığı için, örneklerin başlangıçta içerdikleri SO2 konsantrasyonu ile nem kayıp hızları arasında da iyi bir logaritmik korelasyon (r = ? 0.943) belirlenmiştir. Beklendiği gibi; SO2 konsantrasyonu arttıkça örneklerin rengi de karakteristik altın sarısı renge yaklaşmıştır (r = ? 0.988).Kükürtlü kuru kayısı örneklerinde, depolama süresince meydana gelen; nem ve SO2 kayıpları ile esmer renk oluşumu; birinci derece kinetik modele uygun olarak gerçekleşmiştir. 5° ve 10°C'de 351 gün boyunca depolanan örneklerin esmerleşme değerlerinde neredeyse hiçbir değişim meydana gelmemiştir. Ancak; depolama sıcaklığının (20° ve 30°C) artışıyla örneklerdeki nem ve SO2 kayıpları ile esmer renk oluşumu hızlanmıştır. Örneğin, 1034 mg/kg düzeyinde SO2 içeren örnekten SO2 kaybı için hesaplanan yarılanma süreleri; 20° ve 30°C'de sırasıyla, 14.3 ve 5.0 aydır. Benzer şekilde, aynı düzeyde SO2 içeren örneklerde esmer renk oluşumuna ilişkin hesaplanan hız sabitleri ise; 20° ve 30°C'de sırasıyla, 0.0207 ve 0.1036 1/ay'dır. Bunun yanında; örneklerin ß-karoten içerikleri HPLC ile belirlenmiştir ve 26.6?36.2 mg/100 g kuru ağırlık arasında değişmektedir. Depolama süresince, örneklerin ß-karoten içerikleri depolama sıcaklık ve süresine bağlı olarak azalmıştır (p<0.05). 30°C'de 351 gün süresince depolanan örneklerin ß-karoten içeriklerinde %18?40 düzeyinde azalma meydana gelmiştir.Örneklerdeki toplam mezofilik aerobik bakteri (TMAB) sayısı çok düşük bulunmuş olup, saptanan en yüksek sayı 184 kob/g'dır ve örneklerin TMAB sayıları arasında SO2 konsantrasyonu bakımından önemli bir fark saptanmamıştır. 30°C'de depolanan örneklerdeki mikrobiyel gelişimi engelleme üzerine; SO2'nin antimikrobiyel aktivitesi kadar örneklerin su aktivite değerleri de güçlü etkiye sahip olmuştur. Depolama boyunca, en düşük düzeyde SO2 içeren örnekte dahi, toplam psikrofilik aerobik bakteri (TPAB), laktik asit bakterisi, maya ve küf, kserofilik küf, Staphylococcus spp. ve toplam Enterobacteriaceae sayıları tespit sınırının (<4 kob/g) altında kalmıştır.Çalışmadan elde edilen sonuçlar; kurutma sonunda, 188 mg/kg düzeyindeki SO2 konsantrasyonunun mikrobiyel yük ve 452 mg/kg düzeyindeki SO2 konsantrasyonunun ise renk açısından yeterli olmasına rağmen, başlangıçtaki ß-karoten içeriklerini korumak için kuru kayısıların minimum 791 mg/kg düzeyinde SO2 içermesi gerektiğini göstermiştir. Kuru kayısıların karakteristik altın sarısı renklerini korumak için; 2000 mg/kg`dan daha yüksek konsantrasyonda SO2 içeren örnekler için 20°C'de, 2000 mg/kg`dan daha düşük konsantrasyonda SO2 içeren örnekler için ise 10°C'de depolama önerilmektedir.

Abstract:
Turkey is the leader in the world for fresh and dried apricot production and has been facing serious problem during exportation since dried apricots produced in Turkey generally contain high amounts (>2000 mg/kg) of sulfur dioxide (SO2). The SO2 contents allowed by countries to which nearly 70% of the Turkish dried apricot exports is destined, are as follows: 600 mg/kg in Italy, 1000 mg/kg in France and Denmark, 1500 mg/kg in Netherlands, 2000 mg/kg in U.S.A. and Germany and, 3000 mg/kg in Australia and New Zealand. Due to both the problems during exportation and public concerns about the alleged roles of SO2 initiating the allergic reactions in patients with asthma, dried apricots should be sulfured at suitable SO2 concentrations and stored at suitable temperature. For this reason, in this study, the changes in physical (moisture, water activity, pH ve reflectance color values), chemical (titratable acidity, SO2 level, browning and ß-carotene content) and microbial qualities of sulfited-dried apricots containing SO2 at different levels during storage at different temperatures (5°, 10°, 20° ve 30°C) for 351 days were evaluated. Meanwhile, taking into consideration the current and probably future restrictions to the use of SO2 in dried apricots, the minimum SO2 concentration which was sufficient for protecting the color and the preventing the microbial growth of dried apricots were also determined.The pH, titratable acidity, browning values and ß-carotene contents of sulfited-dried apricot samples showed significant differences depending on SO2 concentrations (p<0.05). Due to the formations of H+ ions and sulfurous acid (H2SO3) in sulfited-dried apricots as a result of absorbtion of SO2 by apricots, there were excellent correlations between SO2 levels with pH (r = ? 0.995) and titratable acidity values (r = 0.997). Moreover, since the concentration of unbound water in sulfited-dried apricot samples decreases as the SO2 concentration increased, good correlations were also found between SO2 concentrations and moisture loss constants (logarithmic correlation, r = ?0.943). As expected, as the SO2 concentration increased, the color of samples approached to characteristic golden yellow color (r = ?0.988).The losses of moisture and SO2, and formation of brown color were fitted to first order reaction model during storage of sulfited-dried apricot samples. Almost no changes in browning values of samples stored at 5° and 10°C for 351 days were observed. However, the losses of moisture and SO2, and formation of brown color in samples progressed at a faster rate with increasing storage temperatures (20° and 30°C). For example, half-life periods for SO2 losses in the samples containing 1034 mg SO2/kg were 14.3 and 5.0 month at 20° and 30°C, respectively. Similarly, the rate constant values calculated for brown color formation at 20° and 30°C were 0.0207 and 0.1036 1/month, respectively, in samples containing SO2 at the same level. Additionally, ß-carotene contents of samples were determined by HPLC and ranged from 26.6 to 36.2 mg/100 g dry weight. During storage, ß-carotene contents of samples decreased depending on storage temperature and time (p<0.05). ß-carotene contents decreased 18?40% at the end of 351 storage days at 30°C.Total mesophilic aerobic bacteria (TMAB) counts in samples were found very low, 184 cfu/g being the highest count obtained, and the differences between TMAB counts in samples were not detected with respect to SO2 concentrations. Water activity values of samples as well as antimicrobial activity of SO2 had strong effects on preventing the microbial growth in sulfited-dried apricots during storage at 30°C. The number of total psycrophilic aerobic bacteria (TPAB), lactic acid bacteria, yeast and mold, xerophilic mould, Staphylococcus spp. and total Enterobacteriaceae were below the detection limits (<4 CFU/g¬) in samples containing SO2 even at the lowest level (188 mg SO2/kg) throughout the storage.Results from this study indicated that although 188 mg SO2 per kg of dried apricots is sufficient with respect to microbial load and 452 mg SO2 per kg of dried apricots is the sufficient SO2 concentration with respect to color right after drying, dried apricots should contain minimum 791 mg SO2/kg to protect the initial ß-carotene content. Storage at 20°C for samples containing SO2 at higher concentration than 2000 mg/kg, at 10°C for samples containing SO2 at lower concentration than 2000 mg/kg are recommended to prevent the characteristic golden yellow colors of dried apricots.