Farklı kurutma yöntemleri ile biyoaktif bileşenlerce zengin portakal tozu üretimi

Abstract

Bu çalışmada portakal (Citrus sinensis L.) tozu üretiminde portakal püreleri hem köpük formunda hem de püre formunda kırınım pencereli ve sıcak hava kurutma sistemlerinde kurutularak elde edilen bu toz ürünlerin bazı kalite özellikleri üzerine kurutma işlemlerinin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, kırınım pencereli ve sıcak hava kurutma sistemlerinde püre ve köpük yapılarının kurutulması ile elde edilen toz ürünler 4 ve 25ºC sıcaklıklarda 90 gün süre ile depolanmış, depolamanın 0., 15., 30., 60., ve 90., günlerinde bazı fiziksel (renk, su aktivitesi, yığın yoğunluk, sıkıştırılmış yoğunluk, akabilirlik, partikül boyut dağılımı, çözünürlük) ve kimyasal (nem, askorbik asit, toplam fenolik, toplam karotenoid, antioksidan aktivite, fenolik bileşen kompozisyonu, uçucu bileşen kompozisyonu ve HMF miktarı) analizler gerçekleştirilmiştir. Portakal pürelerinin köpük formda kurutulması için köpük yapıcı ajan olarak belirlenmesine yönelik gerçekleştirilen optimizasyon çalışmasında, karboksimetil selüloz, peyniraltı suyu proteini tozu ve soya protein izolatı kullanılmıştır. Köpük yapıcı ajanların oranı maksimum köpük stabilitesi ve köpük kapasitesi olacak şekilde yanıt yüzey metodu kullanılarak Box-Behnken deneme desenine göre belirlenmiştir. Karboksimetilselüloz, peyniraltı suyu proteini tozu, soya proteini tozunun optimum oranları %1.5-%3-%1.5 olarak hesaplanmıştır. Portakal pürelerinin kurutma optimizasyonunda, kırınım pencereli kurutma sisteminde serme kalınlığı için ön denemeler sonucunda en uygun aralıklar olan 2-4 mm arası değerler seçilmiştir. Sıcaklık parametreleri için ise benzer kurutma çalışmalarında uygulanan 60-90 ºC aralıkları seçilmiştir. Optimizasyon yanıt yüzey metodu kullanılarak Merkezi Kompozit deneme desenine göre gerçekleştirilmiştir. Bu değişkenler en yüksek askorbik asit miktarı olacak şekilde optimize edilerek optimum işlem koşulları belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda optimum kurutma sıcaklığı ve püre serme kalınlığı sırasıyla 90ºC sıcaklık 2 mm serme kalınlığı olarak belirlenmiştir. Portakal pürelerinin sıcak hava kurutma sisteminde kurutma optimizasyonu için serme kalınlığı 2-4 mm, sıcaklık 60-90ºC, hava hızı 1-3 m/s aralıkları seçilmiştir. Optimizasyon yanıt yüzey metodu kullanılarak Box-Behnken deneme desenine göre gerçekleştirilmiştir. Bu değişkenler en yüksek askorbik asit miktarı olacak şekilde optimize edilerek optimum işlem koşulları belirlenmiştir. Optimizasyon sonucunda optimum noktalar 90ºC, 2 mm serme kalınlığı ve 3m/s hava hızı olarak bulunmuştur. Optimum koşullarda gerçekleştirilen kurutma işlemleri sonrasında iki farklı sıcaklık ortamında depolamaya alınan örneklerin fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenen aralıklarda gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonucuna örneklerin nem oranlarının depolama boyunca %3.47-2.16 arasında değiştiği ve kırınım pencereli kurutma sisteminde üretilen ürünlerin daha düşük nem oranına sahip olduğu belirlenmiştir. en düşük su aktivitesi değerlerinin nem oranına paralel şekilde kırınım pencereli kurutma sisteminde üretilen örneklere ait olduğu ve tüm ürünlerin su aktivitesi değerlerinin 0.3506-0.2066 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Renk sonuçları incelendiğinde ise kırınım pencereli kurutma sisteminde köpük kurutma yöntemi ile elde edilen ürünlerin L, a, b, ton açısı ve doygunluk değerleri açısından en iyi sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. En yüksek askorbik asit, antioksidan aktivite, toplam fenolik madde, toplam karotenoid madde miktarları ile en düşük HMF içeriğinin kırınım pencereli kurutma sisteminde köpük kurutma yöntemi ile elde edilen ürünlere ait olduğu belirlenmiştir. En yüksek HMF içeriğinin ise sıcak hava kurutma sisteminde kurutulan portakal tozlarına ait olduğu belirtilmiştir. Depolama boyunca tüm ürünlerin analiz edilen bileşenlerinde azalma meydana gelirken, ürünlerin HMF içeriğinde artış gözlemlenmiştir. En yüksek uçucu bileşen içeriğine sahip ürünlerin sıcak hava kurutma sisteminde köpük kurutma yöntemi ile elde edilen ürünler olduğu, kırınım pencereli kurutma sisteminde üretilen ürünlerin ise en düşük uçucu bileşen içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir. Araştırma sonuçları birlikte değerlendiğinde, köpük kurutma yönteminin kuruma süresini kısaltıp ürün kalitesini olumlu yönde etkilediği anlaşılmaktadır. Portakal tozu elde etmek için kırınım pencereli kurutma sisteminde köpük kurutma yöntemi metodunun tercih edilebilir bir yaklaşım olduğu belirlenmiştir.