Dilimlenerek dondurulan kırmızıbiberin bazı fiziksel ve kimyasal kalite özellikleri üzerine ön işlem olarak uygulanan ozmotik kurutmanın etkisi

Abstract

Bu çalışmada dondurulmuş kırmızıbiber (Capsicum annuum L.) üretiminde ozmotik ve sıcak hava ile kısmi kurutmanın biberin bazı kalite özellikleri ile işlemin enerji verimliliği üzerindeki etkisinin araştırılmıştır. Bu amaçla doğrudan, dondurulan kırmızıbiberler ile ozmotik ve sıcak hava ile kurutulduktan sonra dondurulan kırmızıbiberler -18±2°C sıcaklıkta 60 gün süreyle depolanmış ve depolamanın 0., 15., 30.ve 60. günlerinde örneklerde bazı fiziksel (su aktivitesi, renk, tekstür) ve kimyasal (nem, askorbik asit, antioksidan aktivite, karotenoid, peroksidaz ve lipoksigenaz enzim aktivitesi) analizler gerçekleştirilmiştir. Kırmızıbiberlerin ozmotik kurutma optimizasyonu sıcaklık (25°C, 40°C, 55°C), sorbitol/NaCl (1:1, 2:1, 3:1) ve çözelti/hammadde (5:1, 10:1, 15:1) oranı değişkenleri yanıt yüzey metodu kullanılarak Box-Behnken deneme desenine göre oluşturulmuştur. Bu değişkenler maksimum su kaybı ve minimum katı kazanımı olacak şekilde optimize edilerek optimum işlem koşulları belirlenmiştir. Yapılan bu çalışma sonucunda optimum ozmotik kurutma şartları 25°C sıcaklık, 2,41 sorbitol/NaCl oranı ve 15:1 çözelti/hammadde oranı olarak belirlenmiştir. Araştırma sonucunda doğrudan dondurulan örneklerin depolama boyunca nem değerlerinin %87,05-88,12, ozmotik ve sıcak hava ile kritik nem içeriğine kadar (≈ %70) kurutulduktan sonra dondurulan kırmızıbiber örneklerinin nem değerlerinin ise %66,27-73,41 arasında değiştiği belirlenmiştir. Bu nem içerikleri ile ilişkili olarak en düşük su aktivitesi değeri (0,92) ozmotik kurutma sonrası dondurulan kırmızıbiberlerde, en yüksek su aktivitesi değeri (0,99) ise doğrudan dondurulan kırmızıbiberlerde tespit edilmiştir. Uygulanan işlemlerin ve depolama süresinin biberlerin L, a ve b renk değerleri üzerinde belirgin bir etkisinin olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Örneklerin yapısal özelliğini belirlemek için ölçülen kabuk delme kuvveti uygulamalara bağlı olarak depolama başlangıcında 16,15-17,83 N arasında bulunmuştur. Bu değer tüm örneklerde depolama süresine bağlı olarak azalmıştır. Kısmi olarak kurutulduktan sonra dondurulan örneklerin askorbik asit miktarının doğrudan dondurulan örneklere göre daha düşük olduğu ve bu değerlerin depolama süresine bağlı olarak azaldığı belirlenmiştir. İki farklı yöntemle (DPPH ve ORAC) gerçekleştirilen antioksidan aktivite testlerinin sonuçlarına göre doğrudan dondurulan örneklerin antioksidan aktivitelerinin kısmi olarak kurutulduktan sonra dondurulan örneklere göre daha yüksek olduğu bulunmuştur. Haşlama işlemi ile birlikte örneklerin peroksidaz enzim inaktivasyonu tamamen sağlanırken, lipoksigenaz enzim inaktivasyonu kısmen başarılmıştır. Depolamanın 60. günü sonunda başlangıca göre biberlerin toplam karotenoid miktarındaki azalmalar doğrudan dondurulan, ozmotik kurutma sonrası dondurulan ve sıcak hava ile kısmi kurutulduktan sonra dondurulan kırmızıbiberlerde sırasıyla %57,97, %47,48 ve %46,93 olarak belirlenmiştir. Kısmi ön kurutma işlemlerinde harcanan enerji miktarları birbiriyle karşılaştırıldığında ozmotik kurutma için herhangi bir ısıtma gerekmediğinden, bu işlem için harcanan enerji miktarı (947,2 kJ/kg) diğerine (23.034,5 kJ/kg) nazaran oldukça düşük bulunmuştur. Elde edilen donma grafiklerine göre doğrudan dondurulan biberlerin sıcaklığı -25ºC'ye yaklaşık 270 dakikada ulaşırken, kısmi ön kurutulduktan sonra dondurulan biberler -25ºC'ye yaklaşık 105 dakikada ulaşmıştır. Böylece ön kurutma işlemi dondurma sırasında enerji sarfiyatı açısından 1/3 oranında avantaj sağlamıştır. Araştırma sonuçları birlikte değerlendirildiğinde, dondurulmuş kırmızıbiber üretiminde dondurma işleminin enerji sarfiyatını azaltmak ve ürün kalitesini daha iyi muhafaza etmek amacıyla uygulanan ön kurutma işlemlerinin olumlu sonuçlar verdiği görülmüş ve endüstriyel uygulamalar için kırmızıbiberin belirlenen koşullarda ön kurutma işlemi uygulandıktan sonra dondurularak muhafaza edilmesinin tercih edilebilir yaklaşım olduğu anlaşılmıştır. Bu yaklaşımla dondurulmuş kırmızıbiber üretiminde kısmi kurutma uygulamalarıyla doğrudan dondurma karşılaştırıldığında kısmi kurutma uygulamalarıyla enerji girdilerinde azalma ve işlem süresinde kısalma sağlanmıştır.