tc süleyman demirel üniversitesi fen bilimleri enstitüsü elma cipsinin
Transkript
tc süleyman demirel üniversitesi fen bilimleri enstitüsü elma cipsinin
T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELMA CİPSİNİN BAZI KALİTE VE ANTİOKSİDAN ÖZELLİKLERİNE KURUTMA, AMBALAJLAMA VE DEPOLAMANIN ETKİSİ Bilge ERTEKİN FİLİZ Danışman Prof. Dr. Atıf Can SEYDİM DOKTORA TEZİ GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ISPARTA - 2015 © 2015 [Bilge ERTEKİN FİLİZ] Enstitü Müdür V. Doç. Dr. Yasin TUNCER .............................. TAAHHÜTNAME Bu tezin akademik ve etik kurallara uygun olarak yazıldığını ve kullanılan tüm literatür bilgilerinin referans gösterilerek tezde yer aldığını beyan ederim. Bilge ERTEKİN FİLİZ İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER ......................................................................................................................... ÖZET ......................................................................................................................................... ABSTRACT .............................................................................................................................. TEŞEKKÜR .............................................................................................................................. ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................................. ÇİZELGELER DİZİNİ ............................................................................................................ SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .......................................................................... 1. GİRİŞ..................................................................................................................................... 2. KAYNAK ÖZETLERİ ........................................................................................................ 2.1. Elma ............................................................................................................................ 2.1.1. Elmada bulunan fitokimyasallar............................................................. 2.1.1.1. Fenolik bileşikler ................................................................................. 2.1.1.2. Fenolik bileşiklerin antioksidan özellikleri ............................... 2.1.1.3. Antioksidan kapasite belirleme yöntemleri.............................. 2.1.1.4. Elmanın fenolik içeriği ve antioksidan özellikleri ile ilgili yapılan çalışmalar ................................................................ 2.1.2. Elmanın sağlık üzerine etkileri ............................................................... 2.2. Kurutma..................................................................................................................... 2.2.1. Kurutma yöntemleri ve kuruma mekanizması ................................. 2.2.2. Kurutma eğrilerinin karakteristikleri .................................................. 2.2.3. Kuruma kinetiği ve matematiksel modelleme .................................. 2.2.4. Kurutmanın meyve ve sebzelerin kalite özellikleri üzerine etkileri ............................................................................................................... 2.2.5. Meyve ve sebzelerde kurutma sırasında kaliteyi etkileyen reaksiyonlar .................................................................................................... 2.3. Elma Cipsi ................................................................................................................. 2.4. Kurutulmuş Meyvelerin Ambalajlanması..................................................... 3. MATERYAL VE YÖNTEM .............................................................................................. 3.1. Hammadde ............................................................................................................... 3.2. Elma Cipsi Üretimi................................................................................................. 3.3. Ambalajlama ve Depolama................................................................................. 3.4. Nem Tayini ............................................................................................................... 3.5. Kurutma Karakteristiklerinin Belirlenmesi ................................................ 3.5.1. Kurutma eğrilerinin oluşturulması ve kuruma hızının hesaplanması .................................................................................. 3.5.2. Kurutmanın matematiksel modellenmesi .......................................... 3.5.3. Etkin difüzyon katsayısının ve aktivasyon enerjisinin belirlenmesi ................................................................................................... 3.6. Su Aktivitesinin Belirlenmesi ............................................................................ 3.7. Polifenol Oksidaz Enzim Aktivitesinin Belirlenmesi................................ 3.8. pH ve Titrasyon Asitliğinin Belirlenmesi ..................................................... 3.9. Hidroksi Metil Furfural Miktarının Belirlenmesi ...................................... 3.10. Şeker Bileşiminin Belirlenmesi...................................................................... 3.11. Askorbik Asit Miktarının Belirlenmesi ....................................................... 3.12. Toplam Fenolik Madde Miktarının Belirlenmesi .................................... 3.13. Toplam Flavonoid Miktarının Belirlenmesi .............................................. i Sayfa i iii vi ix xi xiii xv 1 4 4 5 6 10 12 15 19 22 25 25 27 33 40 45 47 50 50 50 54 53 53 53 53 54 55 55 56 56 56 57 58 58 3.14. Oksijen Radikali Antioksidan Kapasite (ORAC) Tayini ........................ 3.15. Troloks Eşdeğeri Antioksidan Kapasite (TEAC) Tayini ....................... 3.16. Başlıca Fenolik Bileşenlerin Belirlenmesi ................................................. 3.17. Maya Küf İçeriğinin Belirlenmesi ................................................................. 3.18. Renk Değerlerinin Belirlenmesi .................................................................... 3.19. Kırılma Kuvvetinin Belirlenmesi ................................................................... 3.20. Duyusal Değerlendirme .................................................................................... 3.21. Kurutma Sırasında Kalite ve Antioksidan Özelliklerdeki Değişim Kinetiğinin Belirlenmesi .................................................................................. 3.22. Sonuçların İstatistiki Analiz ............................................................................ 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ............................................................... 4.1. Elma Cipsinin Kalite ve Antioksidan Özelliklerine Kurutmanın Etkisinin Değerlendirilmesi............................................................................... 4.1.1. Kurutma karakteristikleri ......................................................................... 4.1.1.1. Kurutma kabini içindeki bağıl nem ve sıcaklığın zamana karşı değişimi ....................................................................................... 4.1.1.2. Kuruma eğrileri ve kuruma hızı .................................................... 4.1.1.3. Kurutmanın matematiksel modellenmesi ................................. 4.1.1.4. Etkin diffüzyon katsayısı ve aktivasyon enerjisi ..................... 4.1.2. Su Aktivitesi .................................................................................................... 4.1.3. Polifenol Oksidaz Enzim Aktivitesi ........................................................ 4.1.4. pH ve Titrasyon Asitliği .............................................................................. 4.1.5. Hidroksi Metil Furfural İçeriği ................................................................ 4.1.6. Şeker bileşimi................................................................................................. 4.1.7. Askorbik asit içeriği ve ısıl degradasyon kinetiği ............................ 4.1.8. Toplam fenolik madde içeriği ve ısıl değişim kinetiği .................... 4.1.9. Toplam flavonoid içeriği ve ısıl değişim kinetiği.............................. 4.1.10. ORAC değerleri ve ısıl değişim kinetiği ............................................. 4.1.11. TEAC değerleri ve ısıl değişim kinetiği .............................................. 4.1.12. Elma cipslerinin başlıca fenolik bileşen içerikleri ........................ 4.1.13. Renk değişimi ve ısıl değişim kinetiği ................................................ 4.1.14. Tekstürel özellikler ................................................................................... 4.1.15. Duyusal özellikler ...................................................................................... 4.2. Elma Cipsininin Kalite ve Antioksidan Özelliklerine Ambalaj ve Depolamanın Etkisinin Değerlendirilmesi ............................................. 4.2.1. Nem içeriği ve su aktivitesi ....................................................................... 4.2.2. Renk değerleri ............................................................................................... 4.2.3. Kırılma kuvveti .............................................................................................. 4.2.4. Antioksidan özellikler ................................................................................. 4.2.5. Maya küf gelişimi .......................................................................................... 5. SONUÇ ................................................................................................................................. KAYNAKLAR .......................................................................................................................... EKLER....................................................................................................................................... EK A. Duyusal değerlendirme formu ...................................................................... EK B. Kurutma kabini içindeki sıcaklığın zamanla değişimi ......................... EK C. Midilli ve Küçük modeline göre tahmini değerler ile deneysel değerlerin karşılaştırılması ............................................................................ EK D. Kurutma sırasında elmaların Hunter L a b değerlerindekideğişim ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................................... ii 58 59 59 60 60 61 61 62 63 64 64 64 64 66 70 73 75 78 79 80 82 84 87 91 93 96 99 103 107 109 113 113 115 117 118 121 122 127 150 151 153 154 155 156 ÖZET Doktora Tezi ELMA CİPSİNİN BAZI KALİTE VE ANTİOKSİDAN ÖZELLİKLERİNE KURUTMA, AMBALAJLAMA VE DEPOLAMANIN ETKİSİ Bilge ERTEKİN FİLİZ Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Atıf Can SEYDİM Bu tez çalışmasında Starking Delicious (SD), Golden Delicious (GD) ve Granny Smith (GS) çeşidi elmaların 65, 70 ve 75°C sıcaklıklarda kurutulması ile elde edilen ve farklı ambalajlarla ambalajlanan elma cipslerinin kurutma ve depolama süresince bazı kalite kriterleri ve antioksidan özelliklerindeki değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır Kurutma aşamalarında örneklerde nem miktarı (%), su aktivitesi, Polifenol Oksidaz (PFO) enzim aktivitesi, pH ve titrasyon asitliği, hidroksi metil furfural (HMF) miktarı, askorbik asit miktarı, toplam fenolik madde miktarı, toplam flavonoid miktarı, toplam antioksidan aktivite (ORAC ve TEAC) ve Hunter L, a, b renk parametreleri belirlenmiştir. Elma cipslerinde fenolik bileşen analizi, şeker bileşimi analizi, tekstürel ve duyusal analizler gerçekleştirilmiştir. Duyusal değerlendirmede en yüksek puanı alan elma cipsi örnekleri bariyer ve bariyer olmayan ambalaj materyali kullanılarak ambalajlanmıştır. Örneklerde depolama sürecinde nem miktarı (%), su aktivitesi, askorbik asit miktarı, toplam fenolik madde miktarı, toplam flavonoid miktarı, toplam antioksidan aktivite (ORAC ve TEAC), maya ve küf içeriği, renk değerleri ve tekstürel özellikler incelenmiştir. Örneklerde kuruma eğrileri, azalan hızda kuruma periyodu şeklinde gözlenmiştir. Elmaların kuruma davranışını açıklayan en uygun model Midilli ve Küçük modeli olarak belirlenmiştir. Örneklerin etkin difüzyon katsayıları sıcaklıkla birlikte yükselerek 1,94-3,42x10-10 m2/s aralığında bulunmuştur. Aktivasyon enerjileri farklı çeşitler için 51,02-53,07 kJ/mol aralığında tespit edilmiştir. Kurutma sırasında su aktivitesindeki azalma ile birlikte elma cipslerinin 65, 70 ve 75°C sıcaklıklar için su aktivite değerleri sırasıyla 0,17-0,19; 0,15-0,18; 0,150,18 değerleri arasında bulunmuştur. Yalnızca taze örneklerde tespit edilen PFO enzim aktivitesi. SD çeşit elmalarda en yüksek ve GS çeşit elmalarda en düşük bulunmuştur. Titrasyon asitliği ve pH değerleri sırasıyla tüm örnekler için 0,98-1,50 g MAE/100 g k.a. (kuru ağırlık) ve 3,51-4,46 değerleri arasında tespit edilmiştir. Analiz edilen örneklerde HMF içeriği 0,39-8,62 mg/100 g k.a. aralığında bulunmuştur. iii Taze örneklerde sukroz, glukoz ve fruktoz miktarları sırasıyla 10.38-14,02; 10,99-17,46; 31,22-41,97 g/100g k.a. aralığında bulunan şeker bileşenlerinden kurutma sırasında sukroz ve glukoz miktarındaki değişimler önemli bulunmamıştır. Başlangıç askorbik asit içerikleri 15,7-16,3 mg/100 g k.a. olan taze elmalarda kuruma sırasında askorbik asit miktarında önemli azalma meydana gelmiştir. Askorbik asidin ısıl bozunması birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Toplam fenolik madde miktarında bütün sıcaklık ve çeşitler için kurutma ile birlikte artış görülmüştür. Elma cipslerinde toplam fenolik madde miktarları 337-525 mg GAE/100 g k.a. aralığında tespit edilmiştir. Toplam fenolik madde miktarındaki kurutma sırasındaki değişim birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Toplam flavonoid içeriği kurutma sırasında artış göstererek elma cipslerinde 179-207 mg Kateşin eşdeğeri/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. Değişim sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Aktivasyon enerjileri 19,04-27,64 kJ/mol aralığında hesaplanmıştır. Örneklerin ORAC ve TEAC değerleri kurutma aşamalarında artarak son üründe en yüksek değere ulaşmıştır. Elma cipslerinin ORAC ve TEAC değerleri sırasıyla 9,25-15,41 ve 12,27-17,97 mmol TE/100 g k.a. olarak belirlenmiştir. Kurutma sırasında ORAC ve TEAC değerlerindeki değişim sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Elma cipslerinin sıvı kromatografi ile ayrımı yapılarak tanımlanan başlıca fenolik bileşenleri Gallik asit, Klorojenik asit, Kateşin, Kafeik asit, Epikateşin ve Rutin olarak belirlenmiştir. 65°C sıcaklıkta kurutulan elma cipslerinde Gallik asit, Klorojenik asit, Kateşin, Kafeik asit, Epikateşin miktarları en yüksek düzeyde bulunmuştur. Renk değerleri esmerleşmeye bağlı olarak değişmiştir. Hunter L değerinde düşme, Hunter a ve b değerlerinde artış tespit edilmiştir. Toplam renk değişimi SD çeşidinden ve 75°C sıcaklıkta üretilen örneklerde daha yüksek bulunmuştur. Toplam renk değişiminin ısıl değişimi 1. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Elma cipslerinin tekstürel analizinde kırılma anındaki kuvvetleri 3,98-4,73 N aralığında bulunmuştur. Duyusal değerlendirme sonuçlarına göre bütün çeşitler içinde 75°C’de üretilen elma cipsleri şekil, koku, çıtırlık, kırılganlık, sertlik, çiğnenebilirlik, tatlılık, ekşilik, hafif karamelize tat parametreleri bakımından daha yüksek puan almıştır. 75°C sıcaklıkta üretilen SD, GD ve GS çeşitleri içinde elma cipslerinde GS çeşidinden üretilen elma cipsleri renk, şekil, çıtırlık (ağızda), sertlik, çiğnenebilirlik ve ekşilik parametlerinden daha yüksek puanlar almıştır. iv Duyusal değerlendirmede en fazla puanı alan GS çeşidinden 75°C’de üretilen elma cipsleri bariyer özellikte (PET/OPA/AL/CPP) ve yüksek yoğunluk polietilen (HDPE) ambalajlar kullanılarak paketlenmiştir. Bariyer ambalajda ambalajlanan örneklerde % nem ve su aktivitesi önemli düzeyde düşük belirlenmiştir. Bariyer ambalaj, elma cipslerinin başlangıç nem içeriğini ve su aktivitesini önemli ölçüde muhafaza etmiştir. Depolama sonunda toplam renk değişimi bariyer ve HDPE ambalaj ile ambalajlanan örneklerde 2,74 ve 2,95 olarak hesaplanmıştır. Tekstürel özelliklerin bir göstergesi olan kırılma kuvveti değerleri depolama sürecinde artarak bariyer ambalajlı örneklerde 4,80 N; HDPE ambalajlı örneklerde 10,06 N olarak ölçülmüştür. Depolama sırasında bariyer ambalajlı örnekte %12,78, HDPE ambalajda ise %14,19 askorbik asit kaybı meydana gelmiştir. Toplam fenolik içerik örneklerde depolama süresince azalmış ve 6. Ayda % değişim bariyer ve HDPE ambalajda %7,45 ve %7,19 olarak bulunmuştur. Depolama sürecinde Toplam flavonoid miktarı azalarak bariyer ambalajlı örneklerde %14,56, HDPE ambalajlı örneklerde %15,46 kayba uğramıştır. Elma cipslerinin ORAC değerleri bariyer ve HDPE ambalaj için sırasıyla %7,32 ve %8,80 azalmıştır. TEAC değerleri bariyer ambalajda %0,31 artmış; HDPE ambalajda %0,67 azalmıştır. Her iki ambalaj ile ambalajlanan örneklerde de depolama sırasında maya küf gelişimine rastlanmamıştır. Anahtar Kelimeler: Elma Cipsi, Kurutma, Kuruma Kinetiği, Kalite Özellikleri, Antioksidan Özellikler, Isıl Değişim Kinetiği, Fenolik madde, Ambalajlama, Depolama 2015,157 sayfa v ABSTRACT Ph.D. Thesis EFFECTS OF DRYING, PACKAGING AND STORAGE ON THE QUALITY AND ANTIOXIDANT PROPERTIES OF APPLE CHIPS Bilge ERTEKİN FİLİZ Süleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural Sciences Department of Food Engineering Supervisor: Prof. Dr. Atıf Can SEYDİM The aims of the thesis were to identify changes on some quality and antioxidant properties of apple chips dehydrated at 65, 70 and 75°C produced from Starking Delicious (SD), Golden Delicious (GD) and Granny Smith (GS) apple cultivars, and packaged with two different packages during dehydration and storage. Moisture content (%), water activity, Polyphenol oxidase (PPO) enzyme activity, pH and titratable acidity, hydroxy methyl furfural content (HMF), ascorbic acid content, total phenolic content, total flavonoid content, total antioxidant activity (ORAC and TEAC), and Hunter L, a, b color parameters were determined at various dehydration stages. Phenolic compound analysis, sugar content, textural and sensorial analysis was carried out in all apple chips samples. The apple chips, received the highest score in sensorial evaluation, were packaged with a barrier and a non-barrier packaging materials. During storage, moisture content (%), water activity, ascorbic acid content, total phenolic content, total flavonoid content, total antioxidant activity (ORAC and TEAC), yeast and mold content, color parameters and textural properties were evaluated. Drying period of samples exhibited a declining trend. Midilli and Küçük model was the best model explained the drying behavior. Effective moisture ratio of samples increased with temperature and they were between 1.94-3.42x10-10 m2/s. Activation energy of different cultivars ranged between 51.02-53.07 kJ/mol. Water activity of all samples decreased during drying. Water activities of apple chips were between 0.17-0.19; 0.15-0.18; 0.15-0.18 for 65, 70 and 75°C temperatures, respectively. PPO enzyme activity detected in only fresh samples was the highest in SD cultivar and the lowest in GS cultivar. Titratable acidity and pH values were between 0.98-1.50 g/100 g d.w. (dry weight) and 3.51-4.46 for all samples, respectively. GS samples had higher titratable acidity and lower pH values and SD samples had lower titratable acidity and higher pH values than other samples. In analyzed samples, hydroxy methyl furfural content was between 0.39-8.62 mg/100 g d.w.. vi Amounts of sucrose, glucose and fructose were 10.38-14,02; 10,99-17,46; 31,22-41,97 g/100g d.w. in fresh samples, respectively. Change in sucrose and glucose content was not significant. Initial ascorbic acid contents of fresh samples were between 15.7-16.3 mg/100 g d.w. Ascorbic acid content significantly decreased with drying. Thermal degradation of ascorbic acid was fitted to first order reaction kinetic. Total phenolic content increased with drying for all temperatures and cultivars. Total phenolic contents of apple chips were between 337-525 mg GAE/100 g d.w.. Changes on total phenolic content were fitted to first order reaction kinetic. Total flavonoid content increased during dehydration. Total flavonoid contents of apple chips were between 179-207 mg Catechin Equivalent/100 g kg d.w.. The change was fitted to zero order reaction kinetic. Activation energies were between 19.04-27.64 kJ/mol. The ORAC and TEAC values of samples increased during drying and they reached to the highest value in final products. ORAC and TEAC values of apple chips were between 9.25-15.41 and 12.27-17.97 mmol TE/100 g d.w., respectively. The change of ORAC and TEAC values were fitted to zero order reaction kinetic. Major phenolic compounds identified with HPLC of apple chips were gallic acid, chlorogenic acid, catechin, caffeic acid, epichatechin and rutin. Amounts of gallic acid, chlorogenic acid, catechin, caffeic acid, epichatechin were the highest in samples dried at 65°C. Color values changed relation to browning. While Hunter L values decreased, Hunter a and b values increased. Total color change was the highest at SD samples dried at 75°C temperature. Thermal change of total color change was fitted to first order reaction kinetic. In textural analysis of apple chips, breaking force were between 3,98-4,73 N. Based on sensory evaluation, apple chips produced at 75°C received the highest scores in respect to shape, odor, crispness, hardness, chewiness, sweetness, sourness, mild caramelize taste parameters. Apple chips from GS cultivar at 75°C temperature received the highest scores in respect to color, shape, crispness (in mouth), hardness, chewiness and sourness parameters. GS 75°C apple chips, received the highest scores in sensory evaluation, were packaged with barrier (PET/OPA/ALU/CPP) and non barrier (HDPE) packaging materials. Moisture content and water activities of samples with barrier packages were significantly lower than non-barrier samples. Barrier package protected initial moisture content and water activity of apple chips. vii Total color change was calculated as 2.74 and 2.95 for barrier and HDPE packages at end of storage, respectively. Breaking force is a textural property, increased during storage and it measured 4.80 N and 10.06 N for barrier and HDPE packages. The loss of ascorbic acid was 12.78 and 14.19% in barrier and non barrier packaged samples, respectively. Total phenolic content decreased during storage and changes were 7.45% and 7.19% for barrier and HDPE packages, respectively. Total flavonoid content decreased and it lost 14.56% in barrier packaged samples and 15.46% in HDPE packaged samples. ORAC values of apple chips decreased 7.32% and 8.80% for barrier and HDPE packages, respectively. While TEAC values increased 0.31% for barrier packaged samples, they decreased 0.67% for HDPE packaged samples. It was not observed yeast-mold growth for both packages during storage. Keywords: Apple Chips, Drying, Drying Kinetics, Quality Properties, Antioxidant Properties, Thermal Change Kinetic, Phenolic Content, Packaging, Storage 2015, 157 pages viii TEŞEKKÜR Bu araştırma için beni yönlendiren, çalışmalarımda karşılaştığım zorlukları hızla çözmemde yardımcı olan, bilgi ve tecrübesi ile akademik çalışmalarıma yön veren değerli danışman hocam Prof. Dr. Atıf Can SEYDİM’e, Akademik hayatım boyunca danışmanlığımı yapmadığı zamanlarda dahi her türlü desteği ile hep yanımda olan değerli hocam Prof. Dr. Zeynep SEYDİM’e, Tez İzleme Komitesi toplantılarındaki önemli katkıları ile çalışmamı geliştirmemi sağlayan Prof. Dr. Mustafa KARHAN ve Yrd. Doç. Dr. Alper KUŞÇU’ya, Çalışmalarım sırasında kendi çalışmalarıymışcasına yardımlarını hiç esirgemeyen ve beni sürekli motive eden Yrd. Doç. Dr. H. Nilgün BUDAK ve Yrd. Doç. Dr. Tuğba KÖK TAŞ’a, Laboratuar çalışmalarımda önemli yardımlarını aldığım değerli arkadaşlarım Gıda Yüksek Mühendisi Burçin FİŞEKCİ ve Gıda Yüksek Mühendisi Tolga KANKAYA’ya, Gerek çalışmalarım sırasındaki yardımları gerek arkadaşlıklarıyla yanımda olan Gıda Mühendisi Ahmet IŞIK, Gıda Yüksek Mühendisi Çağdaş KOÇAK, Gıda Mühendisi Fatih Selim ERDOĞAN, Araş. Gör. Elif AYKIN, Araş. Gör. Ece ÇAĞDAŞ, Öğr. Gör. Emine AŞIK, Yrd. Doç. Dr. İlhan GÜN ve Yrd. Doç. Dr. Gülçin ŞATIR’a, Kromatografik analizlerde yardımcı olan Doç.Dr. Ebru ÇUBUK DEMİRALAY’a, matematiksel modelleme konusunda yardımcı olan Yrd. Doç. Dr. Özgür KOŞKAN’a ve Yrd. Doç. Dr. Sevil KARAASLAN’a, tekstürel analiz sırasında laboratuarını kullandığım Prof. Dr. Mehmet Ali KOYUNCU’ya ve bu analizi yapmamda yardımcı olan Araş. Gör. Derya BAYINDIR’a, Kurutma işlemlerinde işletmesinin fiziki imkânlarını kullandığım Ali FİŞEKCİ’ye, ön denemeler sırasında yardımları dokunan Şakir BUDAK’a, elma temininde destek olan GÜLBUDAKLAR A.Ş. çalışanlarına, Yüksek Lisans ve Doktora Tezleri Destekleme Talimatı ile tezimi maddi olarak destekleyen Isparta Ticaret Borsası’na 2963-DR-11 No`lu Proje ile tezimi maddi olarak destekleyen Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı’na Tez çalışmalarım sırasında bana hayatı kolaylaştırmak adına ellerinden geleni yapan ve sürekli yanımda olan eşim Mustafa’ya, annelerim Nadire ERTEKİN ve Sabiha FİLİZ’e, babalarım Mehmet Yılmaz ERTEKİN ve Alim FİLİZ’e, abim Murat’a, kardeşim Ayça’ya, ablamız Nilüfer’e, Arife abla’ya ve diğer tüm aile fertlerine, ix İşleri yavaşlatmakla birlikte hayatımıza büyük anlam katan oğullarım Alim Alper ve Mehmet Mete’ye Sonsuz teşekkürlerimi sunarım… Bilge ERTEKİN FİLİZ ISPARTA, 2015 x ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1. Flavonoidlerin temel kimyasal yapısı .................................................................. 8 Şekil 2.2. Gıdalarda mikroorganizma faaliyetleri ve bozulma reaksiyonları üzerine su aktivitesinin etkisi. ............................................................................ 23 Şekil 2.3. Serbest nem içeriğine karşı kuruma hızını gösteren tipik kurutma-hız eğrisi ................................................................................................... 27 Şekil 3.1. Zorlamalı sirkülasyonlu tepsili kurutucu ........................................................ 51 Şekil 3.2. Zorlamalı sirkülasyolu kurutucu şematik görünüş ..................................... 51 Şekil 3.3. Farklı sıcaklıklarda farklı çeşit elmalardan üretilen elma cipsleri ........ 52 Şekil 3.4. Standart monosakkarit kromatogramı ............................................................ 57 Şekil 3.5. Standart fenolik bileşen kromatogramı ........................................................... 60 Şekil 4.1. Kurutma sırasında kabin içi bağıl neminin zamana bağlı değişimi ...... 65 Şekil 4.2. Farklı kurutma sıcaklıklarında ürün nem değerlerinin zamana bağlı olarak değişimi .............................................................................. 66 Şekil 4.3. Kuruma hızının ürün nemine bağlı değişimi ................................................. 69 Şekil 4.4. Etkin nem difüzyonu ve mutlak sıcaklık arasındaki değişimin Arrhenius-tipi bağıntısı ......................................................................................... 75 Şekil 4.5. Kurutma süresince su aktivitesinin zamana bağlı değişimi .................... 77 Şekil 4.6. Elma çeşitlerinin PFO enzim aktivitesi ............................................................ 79 Şekil 4.7. Kurutma sırasında HMF konsantrasyonunun değişimi ............................. 81 Şekil 4.8. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında askorbik asit miktarındaki değişimin Arrhenius grafiği ...................................................... 87 Şekil 4.9. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TFM miktarının birinci derece ısıl değişim grafiği ................................................ 89 Şekil 4.10. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TFM miktarındaki değişimin Arrhenius grafiği ...................................................... 90 Şekil 4.11. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam flavonoid miktarının ısıl değişim grafiği ......................................................... 92 Şekil 4.12. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam flavonoid miktarındaki değşimin Arrhenius grafiği ................................... 93 Şekil 4.13. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında ORAC değerlerinin ısıl değişim grafiği.......................................................................... 95 Şekil 4.14. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında ORAC değerlerindeki değişimin Arrhenius grafiği .................................................. 96 Şekil 4.15. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TEAC değerlerinin ısıl değişim grafiği grafiği ........................................................... 98 Şekil 4.16. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TEAC değerlerindeki değişimin Arrhenius grafiği .................................................. 99 Şekil 4.17. 65°C sıcaklıkta kurutulan GD örneğine ait örnek kromatogram ....... 100 Şekil 4.18. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam renk değişimi (ΔE) değerlerinin Arrhenius grafiği ............................................. 106 Şekil 4.19. Elma cipslerinin kırılma kuvveti değerleri ................................................ 109 Şekil 4.20. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin duyusal değerlendirme sonuçları ..................................................................................... 110 Şekil 4.21. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin genel değerlendirme sonuçları ..................................................................................... 111 xi Şekil 4.22. SD, GD ve GS çeşitlerinden 75°C sıcaklıkta üretilen elma cipslerinin duyusal değerlendirme sonuçları ............................................. 112 Şekil 4.23. Depolama sürecinde elma cipslerinin nem içeriklerindeki değişim (%) .............................................................................................................. 113 Şekil 4.24. Depolama sürecinde elma cipslerinin su aktivitelerindeki değişim ....................................................................................................................... 114 Şekil 4.25. Depolama sürecinde elma cipslerinin Hunter L, a, b değerlerindeki değişim ........................................................................................ 116 Şekil 4.26. Depolama sürecinde elma cipslerinin kırılma kuvveti değerlerindeki değişim ........................................................................................ 117 Şekil B.1. Kurutma kabini içindeki sıcaklığın zamanla değişimi ............................. 153 Şekil C.1. Midilli ve Küçük modeline göre tahmini değerler ile deneysel değerlerin karşılaştırılması................................................................................ 154 xii ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 2.1. Elma ve elma ürünlerinin fenolik bileşen içerikleri ............................... 16 Çizelge 2.2. Elma ve elma ürünlerinin Folin-Ciocalteu yöntemi ile belirlenen TFM miktarları ............................................................................... 17 Çizelge 2.3. Elma ve elma ürünlerinin çeşitli antioksidan kapasite belirleme yöntemleri ile belirlenen antioksidan kapasite değerleri ................... 18 Çizelge 2.4. Bazı kuru meyvelerin antioksidan bileşen içerikleri ve antioksidan aktivite değerleri .................................................................. 24 Çizelge 2.5. Çeşitli kurutma yöntemlerinin meyve ve sebzelerin fenolik içerikleri ve antioksidan özellikleri üzerine etkileri ............................. 37 Çizelge 2.6. Bazı kurutulmuş meyve ve sebzelerin renk parametrelerinin reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri ......................................... 43 Çizelge 2.7. Bazı kurutulmuş meyve ve sebzelerin antioksidan bileşenlerinin ve kapasitelerinin reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri .... 44 Çizelge 3.1. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinde örnek alma zamanları ............................................................................................................... 52 Çizelge 3.2. Kurutma verilerinin değerlendirilmesinde kullanılan ince tabaka modelleri ................................................................................................................ 54 Çizelge 4.1. SD çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları .................................................................................................... 71 Çizelge 4.2. GD çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları .................................................................................................... 72 Çizelge 4.3. GS çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları .................................................................................................... 73 Çizelge 4.4. Etkin nem difüzyon katsayıları ve aktivasyon enerjileri ...................... 74 Çizelge 4.5. Örneklerin pH değişimi ..................................................................................... 79 Çizelge 4.6. Örneklerin titrasyon asitliği değişimi .......................................................... 80 Çizelge 4.7. HMF içeriğinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri .............................. 82 Çizelge 4.8. Taze elmaların ve elma cipslerinin şeker içerikleri ............................... 84 Çizelge 4.9. Askorbik asit içeriğinin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............... 86 Çizelge 4.10. TFM içeriğinin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............................ 90 Çizelge 4.11. Toplam flavonoid içeriğinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............... 93 Çizelge 4.12. ORAC değerlerinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............................ 96 Çizelge 4.13. TEAC değerlerinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............................ 99 Çizelge 4.14. Örneklerin başlıca fenolik bileşen içerikleri ........................................ 101 Çizelge 4.15. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin Toplam Renk değişim (ΔE) değerleri .................................................................................... 105 Çizelge 4.16. Toplam renk değişiminin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri ............. 105 Çizelge 4.17. Ambalajlanmış elma cipslerinin depolama süresince toplam renk değişimi (ΔE) Değerleri .......................................................................... 117 xiii Çizelge 4.18. Ambalajlanmış elma cipslerinin antioksidan bileşenleri ve antioksidan kapasite değerlerinde depolama süresince meydana gelen değişimler ............................................................................... 119 Çizelge D.1. Kurutma sırasında elmaların Hunter L a b değerlerindeki değişim .................................................................................................................... 155 xiv SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ AA AL aw CPP Deff DR Ea FRAP GAE GD GS HDPE HMF HPLC k.a. KE k.m. m m0 MAE me MR N n OPA ORAC PET PFO R R2 RMSE SD SEE T TA t.a. TE TEAC TF TFM TOSC ΔE δm Δt δt δx Δx Askorbik asit Aluminyum Su aktivitesi Cast polypropylene Difüzyon katsayısı (m2/sn) Kuruma hızı Aktivasyon enerjisi Ferric Reducing Antioxidant Power Gallik asit eşdeğeri Golden Delicious Granny Smith Yüksek Yoğunluk Polietilen Hidroksi metil furfural High Performance Liquid Chromatography Kuru ağırlık Kateşin eşdeğeri Kuru madde Ürünün belirli andaki nem içeriği Başlangıç nem içeriği Malik asit eşdeğeri Kurutma koşullarındaki havanın içerdiği su miktarı Nem oranı Newton Reaksiyon derecesi Oriented polyamide Oksijen Radikali Antioksidan Kapasite Polyethylene terephthalate Polifenol Oksidaz Evrensel gaz sabiti (kJ/mol K) Belirleme katsayısı Root Mean Square Error Starking Delicious Tahminin standart hatası (Standard Error of Estimates) Mutlak sıcaklık (°K) Toplam Antosiyanin Taze ağırlık Troloks Eşdeğeri Trolok Eşdeğeri Antioksidan Kapasite Toplam Flavonoid Toplam Fenolik Madde Total oxyradical scavenging capacity Toplam renk değişimi Kuru maddedeki nem içeriği (kg serbest nem/kg km) zaman (sa) Zaman (sn) Boyutsal koordinat (m) Nem içeriği (kg H2O/kg km) xv 1. GİRİŞ Elma ülkemiz ekonomisi için önemli bir tarımsal üründür. 2012 yılında yaklaşık 15 milyon ton meyve üretiminin gerçekleştiği ülkemiz FAO verilerine göre dünya elma üretiminde 2.889.000 ton ile 3. sırada yer almıştır (Anonim, 2014a). Golden Delicious, Grany Smith, Starking Delicious ve Amasya (Malus x domestica Borkh.) Türkiye’de en fazla üretilen elma çeşitleridir (Karamürsel, 2009). Ülkemizde üretilen elmaların %65’i sofralık olarak değerlendirilmektedir. Sofralık olarak tüketilmeyen elmalar meyve suyu, konsantre gibi ürünlere işlenmektedir. Sofralık olarak tüketilecek elmalar Türk Standartlarına göre ekstra, birinci ve ikinci sınıf olarak sınıflandırılmakta ve soğuk depolarda muhafaza edilmektedir. Ancak ülkemizde hasat ve depolama sırasında karşılaşılan bazı sorunlar sebebiyle çok miktarda ürün tüketiciye ulaşmadan bozulmakta ve önemli ekonomik kayıplarla karşılaşılmaktadır. Bu nedenle sofralık kalitede olmayan meyvelerin alternatif ürünlere dönüştürülme imkanları araştırılmaktadır (Budak vd., 2011). Yaygın olarak tüketilen bir meyve olan elma monosakkaritlerin, minerallerin, diyet lifin, çesitli biyoaktif bileşenlerin, C vitamini ve doğal antioksidanların önemli bir kaynağıdır (Miller ve Rice-Evans, 1997; Boyer ve Liu, 2004; Wu vd., 2007). Antioksidan maddeler; serbest radikal oluşumunu engelleyerek veya oluşan serbest radikallerin aktivitesini durdurarak veya azaltarak oksidasyonun neden olabileceği hasarların önüne geçen bileşikler ya da sistemlerdir. Biyolojik sistemlerde oluşan ve çeşitli dış etkenlerden kaynaklanan “reaktif oksijen türleri” DNA, protein, lipit gibi makromolekülleri etkileyerek biyolojik sistemlerde hasar meydana getirmektedir (Singh ve Singh, 2008). Diyette antioksidanları yüksek miktarda içeren meyve sebze vb. gıdaların tüketimi oksidasyonun neden olabileceği hasarları azaltmaktadır (Hollman ve Katan, 1999; Kaur ve Kapoor, 2003; Huang vd., 1992; Rice-Evans ve Packer, 1998). Özellikle meyvelerde başlıca antioksidan özellik gösteren bileşenlerden fenolik maddelerin beyin hücrelerini koruyucu (Conte vd., 2003), antienflamatuvar 1 (Subbaramaiah vd., 1998), antikanserojenik (Kuroda ve Hara, 1999) ve kalbi koruyucu (Visioli vd., 2000; Block vd., 1992; Gillman vd., 1995) etkisi olduğu bildirilmektedir. Meyve sebzelerde yaygın olarak bulunan fitokimyasalların önemli bir sınıfı flavanoidlerdir (Vinson vd., 2001). Elma, flavanoidlerin çok önemli bir kaynağı olmakla beraber diğer çesitli fitokimyasalları da içermektedir (Boyer ve Liu, 2004). Gıdaların kurutularak korunması önemli bir gıda muhafaza yöntemidir. Kurutma işlemi genel olarak kontrollü şartlar altında sıcaklık uygulaması ile gıdanın su içeriğinin buharlaştırma yoluyla azaltılarak taze üründen daha dayanıklı hale getirilmesi işlemidir. Kurutma gıda maddelerini dayanıklı hale getirmek için çok eski zamanlardan beri kullanılmaktadır. İnsanların ilk çağlarda dahi et, balık, meyve ve sebzeleri dayanıklı hale getirmek için güneşte kurutma uyguladıkları bilinmektedir (Brennan, 1997). Kurutma ile ürün dayanıklılığının artırılmasının yanı sıra ürün kütlesini azaltarak depolama ve taşımayı kolaylaştırmak, ürüne farklı/yeni bir özellik (lezzet, gevreklik, çiğnenebilirlik gibi organoleptik özellikler) kazandırmak gibi avantajları da bulunmaktadır. Kurutma işlemi sırasında kurutulan materyalin şekli, gevrekliği, sertliği, rengi, aroması, tadı ve besin değeri gibi fiziksel, kimyasal ve duyusal özelliklerinde de çeşitli değişimler meydana gelmektedir. Kurutulmuş ürünün kalite özelliklerini sıcaklık, hava hızı, havanın bağıl nemi gibi kurutma koşulları önemli düzeyde etkilemektedir (Cemeroğlu ve Özkan, 2009). Türkiye’de başlıca kurutulmuş gıda ürünlerini sebze, meyve ve et ürünleri oluşturmaktadır (Kutlu vd., 2015). Kurutulmuş atıştırmalık meyve sebze ürünleri, tüketim kolaylığı ve duyusal avantajlarının yanı sıra besin içerikleri ve sağlık üzerine olumlu etkileri nedeniyle giderek daha fazla talep görmektedir (Joshi vd., 2011; Rupasinghe ve Joshi, 2013). Kuru meyve sektöründe dünyadaki üretim yaklaşık 9.5 milyar olup, Türkiye’nin bu üretimdeki oranı %11’dir. Kuru incir, kuru üzüm ve kuru kayısı Türkiye’nin kuru meyve ihracatında yüksek paya sahiptir (Kutlu vd., 2015). Kurutulmuş meyvelerin sayılan avantajlarına 2 ilave olarak atıştırmalık üretimine uygunluğu nedeniyle kurutulmuş elma cipsi gibi atıştırmalık ürünler, üretici ve gıda endüstrisi için alternatif pazarlama seçeneği olabilmektedir (Rupasinghe ve Joshi, 2013). Elma cipsi, elma dilimlerinin %4 nem içeriğinin altına kadar kurutulması ile elde edilmektedir. Diğer kurutulmuş meyvelere kıyasla meyve cipslerinin su içeriği kurutulmuş meyvelere göre daha da düşürüldüğünden daha gevrek ve hoşa giden lezzettedir (Konopacka vd., 2002). Gıda işleme aşamalarında ve ısıl işlemler sırasında antioksidan etki gösteren çoğu bileşenin önemli düzeyde kayba uğradığı düşünülmekteyse de gıda işlemenin antioksidan özellikler üzerine etkileri farklı olabilmektedir. İşlenmiş gıdalarda antioksidan özellikler bakımından hiçbir farklılık olmayabileceği gibi; doğal antioksidanların kaybı, doğal bileşenlerin antioksidan özelliklerinin gelişimi, antioksidan ve prooksidan özelliğe sahip yeni bileşenlerin oluşumu, bileşenler arasında etkileşimler nedeniyle antioksidan özellikler değişebilmektedir (Nicoli vd., 1997; Nicoli vd., 1999). Bu nedenle, ısıl işlemin meyve ve sebzelerin fenolik içerikleri ve antioksidan özellikleri üzerine etkilerini inceleyen çalışmaların sonuçları farklılık göstermektedir. Bu çalışmada bölgemiz için ekonomik öneme sahip elma çeşitlerinin farklı sıcaklıklarda kurutulması ile elde edilen ve farklı ambalajlarla ambalajlanan elma cipslerinin kurutma ve depolama süresince kalite kriterleri ve antioksidan özelliklerindeki değişimlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. 3 2. KAYNAK ÖZETLERİ 2.1. Elma Elma (Malus x domestica Borkh.) Türkiye’de en fazla yetiştirilen meyve türlerinden birisidir (Özçatalbaş vd., 2009). Anavatanına Anadolu’nun da dahil olduğu elmanın kültürü milattan öncelere kadar dayanmaktadır. Tüm ekolojik koşullara uyum kabiliyeti yüksek olan tür, dünya üzerinde geniş bir yayılım göstermiştir (Karamürsel, 2009). Dünyada toplam elma üretimi 2012 yılında 76.378.738 ton olarak gerçekleşmiştir (Anonim, 2014a). Üretim alanlarında ve verimlilikte yaşanan gelişmeler sonucunda son 50 yıllık dönemde elma üretiminde yaklaşık 3 katlık bir artış gerçekleşmiştir (Özçatalbaş vd., 2009). FAO’nun 2012-2013 yılı ortalama verilerine göre dünyada en fazla elma üretimi yapan 4 ülke sırasıyla Çin, ABD, Türkiye ve Polonya’dır (Anonim, 2014a). Türkiye 2013 yılında 3.128.450 ton elma üretimi ile dünyada 3.sırada yer almıştır. İller bazında ele alındığında 634.795 ton üretim ile Isparta Türkiye’nin elma üretiminin %21,9’unu karşılamaktadır (Anonim, 2014b). Ülkemizde elma üretimi genellikle Starking Delicious, Golden Delicious, Red Delicious, Amasya, Starcrimson ve Granny Smith elma çeşitlerinden oluşmaktadır. Fuji, Red Chief, Gala, Jonagold ve Braeburn gibi elma çeşitleri de son yıllarda talep gören ve üretimi teşvik edilen diğer çeşitlerdir (Anonim, 2011b). Elma üretimi bakımından dünyada önemli yere sahip olan Türkiye’de elmanın taze olarak pazarlanmasında sorunlar yaşanmaktadır. Üretilen elmaların yalnızca %1’i ihraç edilmekte bu miktar toplam dünya ithalatının %0,4’ünü oluşturmaktadır (Karamürsel, 2009). İhracat rakamları incelendiğinde elma suyu ve konsantresi ihracatı 23.565 ton iken taze elma ihracatının 19.972 tonda kaldığı görülmektedir (Anonim, 2011a). 4 2.2.1. Elmada bulunan fitokimyasallar Günümüzde gıdaların sağlık üzerine etkileriyle ilgili yapılan çalışmalar ve sağlıklı beslenme bilincindeki artışla birlikte fonksiyonel gıdalara olan ilgi artmaktadır (İşleroğlu vd., 2005). Akdeniz ülkelerindeki insanların geleneksel beslenmelerinde meyve ve sebze tüketimi önemlidir. “Günde 1 elma doktoru evden uzak tutar” sözü ile bu önem vurgulanmıştır (Williamson ve Manach, 2005). Günümüzde insanların sağlıklı beslenme amacıyla 80 g/gün meyve ve sebze tüketmesi tavsiye edilmektedir. Yüksek miktarlarda düzenli meyve ve sebze tüketen kişilerde kalp damar hastalıkları ve bazı kanser tiplerinin engellendiği belirtilmektedir (Vermerris ve Nicholson, 2006). Meyve sebze tüketiminin artması ile kalp damar hastalıkları, yüksek tansiyon ve felce yakalanma riskinin azaldığı belirtilmektedir. Aynı şekilde meyve sebze tüketimi ve kanser riski arasında negatif ilişki olduğu tahmin edilmektedir. Tip 2 şeker hastalığının en önemli risk faktörü olan aşırı kilo alımı fazla miktarda meyve sebze tüketimi ile engellenebilmekte ve dolaylı olarak şeker hastalığına yakalanma riski azaltılabilmektedir. Aynı şekilde astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı ve romatoid artrit üzerine yapılan son çalışmalarda meyve sebze tüketimini artırmanın bu hastalıklardan korunmaya katkı sağlayabileceği bildirilmiştir (Boeing vd., 2012). Fitokimyasallar, özellikle fenolik bileşikler meyve ve sebzelerin hastalıklara karşı koruma özelliğini sağlayan başlıca biyoaktif bileşiklerdir. Fitokimyasallar meyve, sebze, tahıl ve diğer bitkisel gıdalarda bulunmaktadırlar ve 5000 den fazla tanımlanmış fitokimyasalın olduğu tahmin edilmektedir (Liu, 2003). Karotenoidler, flavanoidler, izoflavonoidler, fenolik asitler gibi fitokimyasallar meyve ve sebzelerin koruyucu etkisini sağlamaktadırlar. Farklı fitokimyasallar çeşitli kronik hastalıklara karşı koruma sağlayabilen aktivitelere sahiptir. (Boyer ve Liu, 2004). Bu korumayı bağışıklık sisteminin uyarılması, normal hücre çoğalması ve ölümünde gen ifadesinin düzenlenmesi, hormon metabolizmasında tamamlayıcı etkileri ile antioksidan etkileri ile sağlarlar (Sun vd., 2002). 5 antibakteriyel, antiviral ve Meyve sebzelerdeki doğal antioksidanların koruyucu etkisi 3 ana gruptan kaynaklanmaktadır. Bunlar vitaminler, fenolik bileşikler ve karotenoidlerdir. Askorbik asit ve fenolik bileşikler hidrofilik antioksidanlar, karotenoidler ise lipofilik antioksidanlar olarak sınıflandırılmaktadırlar (Halliwell, 1996). 2.2.1.1. Fenolik bileşikler Fenolik bileşikler, bitkilerin aromatik aminoasit metabolizması sırasında sentezlenen yan bileşiklerden oluşan ikincil metabolitlerdir (Karadeniz ve Ekşi, 2001). Bitki dokularının normal gelişimi sırasında, enfeksiyon, yaralanma ve Ultraviyole ışınlarına maruz kalma gibi stres koşulları altında sentezlenmektedirler (Naczk ve Shahidi, 2004). Bitkisel kaynaklardan 8000’den fazla izole edilen ve çok çeşitli yapısal kombinasyonlar ve polarite özellikleri sergileyen fenolik bileşikler bitkilerde en yaygın bulunan maddeler grubunu oluşturmaktadırlar (Bravo, 1998; Luthria, 2006). Bitkilerde içerikleri mevsime, çeşide, çevre ve iklim koşullarına, bitki hastalıklarına, toprak tipine, coğrafik bölgeye, olgunluk durumuna göre değişebilmektedir (Sellepan vd., 2002). Ayrıca depolama ve endüstriyel işleme uygulamaları gıdalardaki fenolik bileşiklerin sonuç konsantrasyonunu ve biyoaktivitesini etkilemektedir (Tarozzi vd., 2004). Fenolik bileşikler genellikle bitkilerin yaprak, çiçek, meyve gibi canlı dokularında glikozitler şeklinde, odunsu dokularda aglikonlar şeklinde, çekirdekte ise her iki formda bulunabilmektedirler (Shahidi ve Naczk, 1995). Ayrıca karboksilik ve organik asitler, aminler, lipitler ve diğer fenollerle de konjuge halde bulunabilmektedirler (Bravo,1998). Fenolik bileşiklerin yapılarında bir veya daha fazla hidroksil grubu içeren aromatik halka bulunmaktadır (Bravo, 1998; Luthria, 2006). Genel yapılanmaları bir ya da daha fazla hidroksil grubu taşıyan, tek aromatik halkaya sahip basit fenoller, yapılarında birden fazla fenol halkası bulunan polifenoller, yapılarında üçlü halka sistemi bulunan flavonoidler ve yüksek molekül ağırlıklı 6 fenolikler olan tanenler olmak üzere farklı şekillerde olabilmektedir (Waterhouse, 2002). Fenolik bileşikler genel olarak fenolik asitler, flavonoidler ve tanenler olarak 3 grupta sınıflandırılmaktadır (Balasundram vd., 2006). Fenolik asitler Fenolik asitler hidroksibenzoik ve hidroksisinamik asitler olarak iki grupta incelenmektedir. Hidroksibenzoik asitlerin en yaygın olanları p-hidroksibenzoik, protokateşuik, vanilik, gallik ve sirinjik asittir (Bravo, 1998). Bitkisel gıdalarda genellikle şeker ve organik asit türevleri halinde bulunmaktadırlar (Jaganath ve Crozier, 2010). Hidroksisinamik asitlerin en yaygın olanları ise kafeik, ferulik, p-kumarik ve sinapik asittir (Bravo, 1998). Hidroksisinamik asitler bitkilerde genellikle tartarik, kuinik ve şikimik asitler ile flavonoidler gibi daha büyük fenolik bileşiklerle veya lignin, selüloz ve protein gibi bitkilerin yapısal bileşenleri ile hidroksiasit esterleri olarak bulunurlar (Green, 2007). Flavonoidler Flavonoidler 15 karbon atomu içeren, A ve B aromatik halkalarına C3 atomundan köprü oluşturarak bağlanan C heterosiklik halkasının eklenmesi ile oluşan difenilpropan (C6-C3-C6) yapısındaki (Şekil 2.1) düşük molekül ağırlıklı fenolik bileşiklerdir. Bitkilerde genellikle glikozit türevleri halinde bulunmalarının yanı sıra, aglikon şeklinde de bulunabilmektedirler (Bravo, 1998; Balasundram vd., 2006). Flavanoidler özellikle kendilerine indirgen ajan, hidrojen vericisi ve singlet oksijen baskılayıcı özellik kazandıran yüksek redoks potansiyelleri nedeniyle önemli antioksidanlardır (Ignat vd., 2011). 7 Şekil 2.1. Flavonoidlerin temel kimyasal yapısı (Bravo, 1998) Flavonoidler C halkasındaki yapısal değişikliklerine göre altı grupta incelenmektedirler(Acar ve Gökmen,2007; Ignat vd., 2011): Antosiyanidinler, Flavonoller, Flavonlar, Flavanonlar, Flavanoller, İzoflavonoidler Antosiyanidinler, antosiyaninlerin şeker olmayan kısmını (aglikon) oluşturmaktadırlar. Gıdalarda serbest halde bulunmazlar. Antosiyaninler vakuollerde bulunan suda çözünebilir pigmentlerdir (Ignat vd., 2011). Antosiyanidinler şekerlerle esterleşmiş halde ya da şekerlere ilaveten üçüncü bir bileşen olarak p-kumarik asit, ferulik asit, kafeik asit, malonik asit, vanilik asit ya da asetik asit moleküllerinden biri veya birden fazlasıyla birleşmiş halde bulunmaktadırlar (Koca vd., 2006). Bilinen en yaygın antosiyanidinler siyanidin, delfinidin, peonidin, petunidin, pelargonidin ve malvidindir (He ve Giusti, 2010). Pek çok meyve ve çiçekte pH’ya bağlı olarak kırmızı, mor ve mavi renk oluşturmaktadırlar (Yao vd., 2004). Flavonoller, glikozit halinde hafif sarı renktedirler ve özellikle meyvelerin kabuk kısmında bulunurlar (Cemeroğlu vd., 2009). En yaygınları kuersetin, kamferol, miristeindir. Özellikle kuersetin meyve ve sebzelerde oldukça yüksek oranlarda bulunmaktadır (Jaganath ve Crozier, 2010). Kuersetin glikozitleri olan kuersitrin ve rutin en yaygın doğal flavonollardır (Harborne ve Williams, 2000). 8 Soğan, vişne, elma ve brokoli flavonolleri önemli miktarda içermektedir (Yao vd., 2004). Flavonlar, flavan halkası C4 pozisyonundan okside olmuş durumdadır ve çift bağ içermektedir. Apigenin ve luteolin başlıca flavon aglikonlarıdır (Acar ve Gökmen, 2007). Çeşitli otlarda, meyvelerde ve tahıllarda bulunmaktadırlar (Yao vd., 2004). Diğer flavonoid sınıflarına göre meyve ve sebzelerde çok daha az miktarlarda bulunmaktadırlar. Flavonların tanımlanmış en önemli yenilebilir kaynakları maydanoz ve kerevizdir (Gharras, 2009). Flavanonlar C4 atomunda oksijen atomu ve doymuş üç karbon zincirinin varlığı ile karakterizedirler. Turunçgil meyvelerinde yüksek oranlarda bulunmakla birlikte domateste ve nane gibi aromatik bitkilerde de bulunabilmektedirler (Gharras, 2009; Jaganath ve Crozier, 2010; Ignat vd., 2011). Başlıca aglikon grubu greyfurtta narinjinin, portakalda hesperidin ve limonda eriodiktoldür (Gharras, 2009). Flavanollar (Kateşinler) çoğunlukla glikozid formunda bulunan flavonoidlerin aksine yaygın olarak serbest formda bulunmaktadırlar. Yapılarında iki asimetrik karbon atomu ve 3. karbon atomunda doymuş bağ içermektedirler. En yaygın bulunan izomerleri (+)-kateşin, (-)-epikateşin, (+) -gallokateşin, (-)- epigallokateşin, (-)-epikateşingallat ve (-)-epigallokateşingallat flavan-3-ollerin gallik asit esterleridir (Shahidi ve Naczk, 1995; Green, 2007). Elma ve çay en çok bulundukları gıdalardır (Yao vd., 2004). Elmada bulunan toplam fenolik madde miktarının %65-80’ini kateşinlerin oluşturduğu bildirilmiştir (Gharras, 2009). İzoflavonoidler, östrojene olan yapısal benzerlikleri sebebi ile sıklıkla fitoöstrojen olarak anılmaktadırlar ve bitkilerde aglikon, glikozit, malonil glikozit veya asetil glikozit yapı olmak üzere dört farklı yapıda bulunabilmektedirler. Aglikon yapılar daidzein, genistein ve glisitein gibi konjuge olmamış yapılardır. Temel kaynağı soya fasulyesidir (Büyüktuncer ve Başaran, 2005; Ignat vd., 2011). 9 Tanenler Tanenler yüksek molekül ağırlıklı (500-30000 dalton) suda çözünen bileşiklerdir. Molekül ağırlıkları yüksek olan (3000-30000 dalton) bazı tanenler ise suda çözünmemektedir (Serano vd., 2009). Kondanse ve hidrolize tanenler olarak iki gruba ayrılmaktadırlar (Bravo, 1998). Hidrolize tanenler gallik ve ellajik asit esterleridir (Szajdek ve Borowska, 2008). Proantosiyanidin olarak bilinen kondense tanninler flavan-3-ol (kateşin) ünitelerinden oluşan oligomerik veya polimerik formlardır. Asidik ortamda hidrolize olduklarında antosiyanidinlere dönüşmektedirler (Santos-Buelga ve Scalbert, 2000). Tanenler metal iyon şelatörleri, protein çöktürücü ajanlar ve antioksidanlar olarak biyolojik sistemlerde çeşitli etkiler göstermektedirler (Ignat vd., 2011). Protein ve karbonhidratlarla suda çözünmeyen kompleksler oluşturan tanenler bu fonksiyonları ile tükürük proteinlerini çöktürerek gıdalara buruk tat kazandırmaktadırlar (Bravo, 1998). 2.1.1.2. Fenolik bileşiklerin antioksidan özellikleri Birçok meyve, sebze ve içeceğin renk ve duyusal özelliklerine katkıda bulunan fenolik bileşiklerin antioksidan aktiviteleri nedeniyle sağlık açısından faydalı bileşikler olduğu bildirilmiştir (Gil vd., 2000; Aviram vd., 2004). Fenolik bileşiklerin antioksidan aktivitesi, serbest radikalleri bağlamaları ve hidrojen atomlarını veya elektronlarını vermeleri ve bazı enzimleri inaktive etmelerinden kaynaklanmaktadır (Tsao ve Yang, 2003; Balasundram vd., 2006). Biyolojik sistemlerde hücre faaliyetleri için gerekli olan enerjinin üretilebilmesini sağlayan metabolik bir süreç olan oksidasyon sonucu yapısında oksijen içeren serbest radikaller oluşmaktadır. Oksijenin indirgenmesi ile oluşan “reaktif oksijen türleri” (ROS; reactive oxygen species) adı verilen bu maddeler yüksek düzeyde reaktiftirler ve toksik maddeler oluşturmaktadırlar. 10 Reaktif oksijen türleri ve serbest radikaller sigara dumanı, hava kirliliği, kimyasal ve çevresel toksinler gibi dış etkenlerden de kaynaklanabilmektedirler (Singh ve Singh, 2008). İnsanlar ve hayvanlar serbest radikallere karşı kompleks antioksidatif savunma mekanizmalarına sahiptir. Vücutta bulunan ve diyetle alınan antioksidanlar bu savunma mekanizmalarında görev almaktadır. Vücutta serbest radikallerle antioksidanlar denge durumunda olmalıdır (Pietta, 2000; Opara, 2002). Bu dengenin serbest radikaller lehine bozulması durumunda oksidatif stres oluşmaktadır. Oluşan serbest radikal grupları engellenmediğinde DNA, protein, karbonhidrat ve lipidlerde yapısal bozukluklara yol açarak birçok dejeneratif hastalıklara neden olabilmektedir (Singh ve Singh, 2008; Tunalıer vd., 2004). Oksidatif stresin engellenmesinde vücuttaki antioksidan savunma sisteminin antioksidan maddelerce zengin gıdalarla desteklenmesi çok önemlidir. Antioksidan maddeler; serbest radikal oluşumunu engelleyerek veya oluşan serbest radikallerin aktivitesini durdurarak veya azaltarak oksidasyonun neden olabileceği hasarların önüne geçmektedirler (Singh ve Singh, 2008). Antioksidanlar, oksidatif strese karşı etkilerini dört farklı şekilde göstermektedirler. Örneğin α-tokoferol, zincirleme şekilde ilerleyen lipit peroksidasyonu gibi serbest radikal üreten basamaklara etki ederek reaksiyon zincirini kırabilmektedir. Antioksidan bir molekül olan glutatyon ise doğrudan ROS konsantrasyonu azaltarak etki göstermektedir. Süperoksit dismutaz gibi antioksidan enzimler serbest radikal üretimini başlatan ilk radikali etkisiz hale getirirken bazı maddeler ise geçiş metalleri ile şelat oluşturarak etkilerini göstermektedirler (Çaylak, 2011). Diyetle alınan başlıca antioksidan bileşikler askorbik asit, E vitamini, karotenoidler ve fenolik bileşiklerdir (Pelli ve Lyly, 2003). Vitamin C, superoksit, hidrojen peroksit, hipoklorit, hidroksil ve peroksil kökleri ile singlet oksijen formundaki aktif oksijenlerin temizlenmesinde en etkili antioksidandır. Vitamin E hidroksil, alkoksil, peroksil kökleri ve singlet oksijen gibi aktif oksijen formlarının neden olduğu oksidasyonu önlemektedir. β-karoten antioksidan 11 özelligini singlet oksijen aktivitesi (vücudun ışığa hassasiyet reaksiyonu) ve peroksil köklerine karsı göstermektedir (Uylaşer ve İnce, 2008). Buna karşın fenolik bileşikler ise serbest radikalleri bağlayarak, metallerle şelat oluşturarak ve bazı enzimleri inaktive etmek suretiyle bu etkiyi göstermektedir (Balasundram vd., 2006; Tsao ve Yang, 2003). 2.1.1.3. Antioksidan kapasite belirleme yöntemleri Gıdaların antioksidan kapasitesini değerlendirmede kullanılan yöntemler çeşitlilik göstermektedir. Bu yöntemler elektron transfer (ET) ve hidrojen atom transfer (HAT) reaksiyonlarına dayanan yöntemler olmak üzere iki ana grup altında incelenmektedir (Huang vd. 2005). HAT reaksiyonlarına dayanan yöntemler kinetik temelli yöntemlerdir ve azobileşiklerin bozulması ile oluşan peroksil radikaller için antioksidan ve substratın rekabetini içeren yarışmacı reaksiyonları kullanmaktadırlar (Apak vd., 2007). HAT temelli yöntemler genellikle sentetik bir serbest radikal üretici, okside olabilen moleküler bir prob ve bir antioksidandan oluşmaktadır (Huang vd., 2005). HAT mekanizmasında fenolün (ArOH) hidrojen atomunun (H˙) bir radikale (ROO˙) transferi aşağıdaki reaksiyon ile özetlenebilir (Apak vd., 2007). ROO˙ + AH/ArOH → ROOH + A˙/ArO˙ AH ve ArOH sırasıyla korunan biyomolekülleri ve antioksidanları ifade etmektedir. Etkin fenolik antioksidanlar serbest radikaller ile biyomoleküllerden daha hızlı reaksiyona girmektedir. Hem floresan prob hem de antioksidanların radikalle reaksiyona girdiği HAT temelli yöntemlerde antioksidan aktivite, antioksidanın varlığı ve yokluğunda floresan probun bozulmasının kinetik eğrisinin altındaki alanın (AUC) ölçülmesi ile belirlenebilmektedir (Apak vd. 2007). Oksijen radikal absorbans kapasite (ORAC), toplam radikal yakalayıcı antioksidan parametre (TRAP) ve krosin beyazlatma yöntemleri HAT reaksiyonlarına dayanan yöntemlerdir (Albayrak vd., 2010). 12 ORAC yöntemi bitkisel ve biyolojik örneklerin antioksidan kapasitesini ölçmede yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu metotta ilk olarak prob olarak Bphycoerthrin kullanılmış, sonuçlar bilinen bir antioksidan (vitamin E’nin suda çözünür bir analoğu olan Troloks) referans alınarak ifade edilmiştir. Bphycoerthrin eksitasyon emisyon dalga boyları, yüksek floresan sağlaması, ROS hassasiyeti ve suda çözünürlüğü sebebiyle tercih edilmiştir. Daha sonra eksitasyon ışığıyla renginin açılması, polifenollerle reaksiyona girmesi gibi dezavantajları sebebiyle B-phycoerthrin dihydroxyspiroisobenzofuran-13H,9’,9H- yerine fluorescein xanthen-3-one) (3’,6’- kullanılmaya başlanmıştır. Fluorescein ile daha hassas, kesin, net AUC ile antioksidan aktivitenin daha doğrusal ilişkilendirildiği sonuçlar elde edilmiştir (MacDonaldWicks vd., 2006). TRAP yöntemi ilk olarak insan plazmasının antioksidan durumunu belirlemek için kullanılmıştır (MacDonald-Wicks vd., 2006). Bu yöntemde floresan probu olarak R-phycoerythrin (R-PE) kullanılmaktadır. R-PE ile azo öncül madde [örneğin 2,2’-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride –AAPH] arasındaki reaksiyon florometrik olarak (λex=495 nm ve λem=575 nm) izlenmektedir (Huang vd., 2005). Krosin beyazlatma yöntemi ile karotenoid türevi krosin radikal üretici AAPH tarafından renk açılmasından korunma düzeyi ölçülmektedir. Reaksiyon krosin ve bilinen bir antioksidanı içeren fosfat buffer çözeltisine AAPH ilavesi ile başlatılır ve yaklaşık bir dakika sonra 443 nm dalga boyunda krosin beyazlaması gerçekleşir. Krosin beyazlaması 10 dakika boyunca izlenmektedir (MacDonald-Wicks vd., 2006). Elektron Transfer reaksiyonlarına dayanan yöntemler redoks reaksiyonu ile, antioksidan tarafından indirgenen oksidanın renginde meydana gelen değişimleri ölçmektedir. Antioksidan aktivitenin ET mekanizması aşağıdaki reaksiyonlarla ilerlemektedir (Apak vd. 2007): ROO˙ + AH/ArOH → ROO- + AH˙+/ArOH˙+ 13 AH˙+ / ArOH˙+ + H2O ↔ A˙/ ArO˙+ H3O+ ROO- + H3O+ ↔ ROOH + H2O Elektron Transfer temelli reaksiyonlar, HAT temelli reaksiyonlara göre daha yavaş ilerlemektedir. Ayrıca çözgen ve pH’ya bağımlıdır (Apak vd. 2007). FolinCiocalteu ayıracı ile toplam fenolik yöntemi (FCR), Troloks eşdeğeri antioksidan kapasite (ABTS/TEAC), demir iyonu indirgeyici antioksidan güç (FRAP), oksidan olarak bakır (II) kullanan toplam antioksidan potansiyel yöntemi (CUPRAC) ve difenil-1-pikrilhidrazil radikal tutma kapasitesi (DPPH) ET temelli yöntemlerdir (Albayrak vd., 2010). İlk olarak protein analizi için geliştirilen Folin-Ciocalteu (FC) yöntemi daha sonra şarapta toplam fenolik maddelerin belirlenmesi amacıyla kullanılmıştır. Bu yöntemde örneğin toplam indirgeyici kapasitesi ölçülmektedir. FC ayracı fenolik bileşenler için spesifik değildir, fenolik olmayan bileşenlerle de indirgenebilmektedir. Fakat basit, pratik ve tekrarlanabilir oluşu sebebi ile fenolik antioksidanların analizinde çoğunlukla kullanılmaktadır (MacDonaldWicks vd., 2006). Çok sayıda çalışmada FC ayracının kullanıldığı toplam fenolik madde analizi ile TEAC, FRAP gibi ET temelli antioksidan kapasite deneyleri arasında yüksek doğrusal ilişki bulunmuştur (Huang vd., 2005). ABTS/TEAC yöntemi gıda örneklerinde sıklıkla kullanılan antioksidan aktivite ölçüm metotlarındandır. 2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazolline-6-sulfonic acid) (ABTS)’nin potasyum persülfat ile okside edilmesiyle oluşturulan radikal ile antioksidanlar arasındaki etkileşim sonucu oluşan, mavi/yeşil renkli ABTS çözeltisinin renk değişiminin spektrofotometrik olarak belirlenmesi ilkesine dayanmaktadır (MacDonald-Wicks vd., 2006). FRAP yöntemi, oksidan olarak ferrik bir tuzun elektron transfer reaksiyonundan faydalanmaktadır. Bu yöntemde antioksidan içeren bir örneğin eklenmesi sonucu, oksidan olarak kullanılan ferrik-tripiridiltriazin kompleksi renkli formdaki ferro (Fe+2) formuna indirgenmektedir. Ferrik tuzun redoks potansiyeli ABTS’ye çok yakın olduğundan iki yöntem arasında çok farklılık 14 yoktur. İki yöntemin farkı, TEAC yöntemi nötral pH değerlerinde yürürken FRAP yönteminde asidik pH değerlerine (pH 3,6) ihtiyaç duyulmasıdır (Huang vd., 2005; MacDonald-Wicks vd., 2006). CUPRAC yöntemi örnekteki indirgen maddeler (antioksidanlar) tarafından Cu(II) iyonunun Cu(I)’a indirgenmesine dayanmaktadır. Kromajenik ayraç olan bathocuproine (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Cu(I) ile 2:1 oranında olışturduğu kompleks 490 nm dalga boyunda maksimum absorbans vermektedir (Huang vd., 2005). DPPH yönteminin meyve ve sebze suyu ekstraktlarında antioksidan aktivitenin belirlenmesi için kolay ve kesin bir yöntem olduğu bildirilmiştir. Bu yöntemde metanol ya da etanol içindeki 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) radikalinin antioksidan ilavesinin ardından renk açılması sonucu 515-528 nm dalga boylarında absorbans azalmasının ölçülmesi ile antioksidan aktivite belirlenmektedir (MacDonald-Wicks vd., 2006). 2.1.1.4. Elmanın fenolik içeriği ve antioksidan özellikleri ile ilgili yapılan çalışmalar Taze elmanın kimyasal bileşimi yaklaşık olarak % 16 kuru madde, % 11.1 toplam şeker, % 2,1 diyetsel lif, %0,6 pektin ve % 0,3 külden oluşmaktadır (Belitz vd., 2004). Elmada en yüksek miktarda bulunan vitamin ve mineral, C vitamini ve potasyumdur. Elmanın diğer meyvelere kıyasla protein (%0,2’den az) ve lipit (%0,4’ten az) içeriği bakımından insan beslenmesine katkısı önemsizdir (Lee, 2012). Sık tüketilen meyvelerden birisi olarak elma monosakkarit, mineral madde, diyet lif, C vitamini ve doğal antioksidan maddeler olan fenolik bileşen içeriğiyle insan beslenmesinde önemli yer tutmaktadır (Miller ve Rice-Evans, 1997, Wu vd., 2007). Elma ve elma ürünlerindeki renk, tat ve koku gibi duyusal özellikler içeriğindeki fenolik bileşenlerden etkilenmektedir (Lea ve Arnold, 1978; Eberhardt vd., 15 2000). Elmadaki fenolik bileşenlerin konsantrasyonu elma çeşidi, hasat depolama ve işleme koşullarına bağlı olarak değişmektedir (Boyer ve Liu, 2004). Elma ve elma ürünlerinde fenolik bileşenler ve antioksidan özellikler pek çok araştırmacı tarafından geniş bir şekilde incelenmiştir (Çizelge 2.1, 2.2, 2.3). Çizelge 2.1. Elma ve elma ürünlerinin fenolik bileşen içerikleri Örnek (çeşit/ürün) Elma (elma suyu üretiminde kullanılan 46 çeşit) Elma Elma (Jonagold, Golden Delicious, Cox’s Orange ve Elstar ) Fenolik bileşen Miktar Klorojenik asit Epikateşin Prosiyanidin B2 2,1-35,1 mg/100 ml 0-20,6 mg/100 ml 0-24,7 mg/100 ml Epikateşin Ferrulik asit Gallik asit Protokateşik asit Vanilik asit p-kumarik asit Toplam kuersetin glikozitleri Toplam kateşin (kateşin ve epikateşin) Siyanidin-3-galaktozid, Piloridzin Klorojenik asit 0,9 mg/100 g t.a. 12,2 mg/100 g t.a. 16,2 mg/100 g t.a. 7,3 mg/100 g t.a. 0,6 mg/100 g t.a. 41,1 mg/100 g t.a. 54-98 mg/kg t.a. Yönte m Kaynak RPHPLC Mangas vd., 1999 Flores an Emisy onu Gorinstein vd., 2001 HPLC Van der Sluis vd., 2001 HPLC Karadeniz ve Ekşi, 2001 HPLC Lee vd., 2003 HPLC Schieber vd., 2003 143-197 mg/kg t.a. 2-8 mg/kg t.a. Elma suyu (Amasya, Golden Delicious, Starking Delicious) Klorojenik asit Epikateşin Floretinglikozit Piloridzin p-Kumarik asit 14-35 mg/kg t.a. 69-201 mg/kg t.a. 62,3-342,6 mg/L 5,3-240,1 mg/L 5,5-60 mg/L 6,9-29,7 mg/L 1,1-16,0 mg/L Elma (Golden Delicious, Cortland, Monroe, Rhode Island Greening, Empire, NY674) Kuersetin glikozid Prosiyanidin B Klorojenik asit Epikateşin Phloretin glikozid 13,2 mg 9,35 mg 9,02 mg 8,65 mg 5,59 mg Elma (Pasific Rose, Sun Rise, Braeburn ve Royal Gala) (kabuk) Flavonol glikozitleri Dihidrokalkon Flavanoller Hidroksisinamatlar 80-368 mg/kg t.a. 17-37 mg/kg t.a. 127-167 mg/kg t.a. 25-88 mg/kg t.a. Elma (Pasific Rose, Sun Rise, Braeburn ve Royal Gala) Flavonol glikozitleri Dihidrokalkon Flavanoller Hidroksisinamatlar 1,7 mg/kg t.a. 4-10 mg/kg t.a. 11-70 mg/kg t.a. 33-50 mg/kg t.a. HPLC Schieber vd., 2003 Elma (Pasific Rose, Sun Rise, Braeburn ve Royal Gala) Elma (Red Flavonol glikozitleri Dihidrokalkon Flavanoller Hidroksisinamatlar 4-21 mg/kg t.a. 76-160 mg/kg t.a. 25-44 mg/kg t.a. 95-117 mg/kg t.a. HPLC Schieber vd., 2003 Epikateşin 10,3 mg/100g HPLC Lotito ve Frei, 16 delicious) Elma (Limoncella) Elma (Batı Avrupa’da yetiştirilen eski ve yeni 67 elma çesidi) Elma (Guillevic ve Marie Menard) Elma suyu (Red delicious) Kateşin Piloridzin Klorojenik asit Piloridzin Kafeik asit Kuersetin-3-glukozit Rutin Epikateşin Kateşin Flavan-3-ol Hidroksisinamik asit Dihidrokalkonlar Flavonoller Antosiyaninler Dihidrokalkonlar Hidroksisinamik asit Monomerik kateşinler Prosiyanidinler Gallik asit Kateşin Epikateşin Klorojenik asit 4,7 mg/100g 2,6 mg/100g 0,1-0,2 mg/100g 0,2-0,3 mg/100g 0,4-0,5 mg/100g 0,2-0,3 mg/100g 0,1-0,2 mg/100g 0-0,1 mg/100g 0-0,5 mg/100g 10-2756 mg/kg 3,6-2960 mg/kg 0-303 mg/kg 0-692 mg/kg 0-3500 mg/kg 0,11-0,36 g/kg k.a. 1,50-8,34 g/kg k.a. 0-3,55 g/kg k.a. 9,49-19,47 g/kg k.a. 0,10 mg/L 0,60 mg/L 1,70 mg/L 21,37 mg/L 2004 HPLC D’Abrosca vd., 2007 LCMS/ HPLC Wojdyło vd., 2008 RPHPLC Devic vd., 2010 HPLC Budak, 2010 t.a. (taze ağırlık) k.a. (kuru ağırlık) Çizelge 2.2. Elma ve elma ürünlerinin Folin-Ciocalteu yöntemi ile belirlenen TFM miktarları Örnek (çeşit/ürün) Miktar Kaynak Elma 110-357 mg /100g Podsedek vd., 2000; Liu vd., 2001 Elma 296 mg/100 g Sun vd., 2002 Elma (Golden delicious) 97,7 mg GAE/100g Wolfe vd., 2003 Elma (Gala) 118 mg/100g Kim vd., 2003 Elma (Red Delicious) 176 mg /100g Lotito ve Frei, 2004 Elma (Fuji, Gala, Golden Delicious, Granny Smith, Red Delicious; kabuklu ve kabuksuz) 2,11-3,47 mg GAE/g Wu vd., 2004 Elma suyu Elma püresi Kurutulmuş elma 3392,1 mg GAE/L 8117,4 mg GAE/L 8574,5 mg GAE/L Rababah vd., 2005 Elma (Amasya, Arapkızı, Cooper, Gloster, Golden Delicious, Granny Smith, Rome Beauty ve Starking) 541-1333 mg CE/kg Karadeniz vd., 2005 Elma (İtalyan yerli çeşitleri ve Golden Delicious) 2,21-5,29 mg/g k.a. Elma suyu (Red delicious) 580 mg/L k.a. (kuru ağırlık) 17 Sacchetti vd., 2008 Budak, 2010 Çizelge 2.3. Elma ve elma ürünlerinin çeşitli antioksidan kapasite belirleme yöntemleri ile belirlenen antioksidan kapasite değerleri Örnek (çeşit/ürün) Elma Elma Golden Delicious GrannySmith Gala Elma (pulp, kabuk, çekirdek) Miktar 97,6 µmol/g 0,15 mmol/100g 0,51 mmol/100g 0,22 mmol/100g 0.80-3,24 mmol /100 g 205 mg VCEAC/100 g Elma (Gala) Yöntem Kaynak TOSC Sun vd., 2002 FRAP Halvorsen vd., 2002 FRAP Guo vd., 2003 Vitamin C Eşdeğeri Antioksidan Kapasite (VCEAC), ABTS (TEAC) Kim vd., 2003 Elma (Yellow Golden ve Red Delicious) 1,31-1,59 mmol Trolox/kg t.a. 3,23-3,84 mmol Fe2+/kg t.a. 1.54-2.23 mmol Trolox /kg t.a. Elma (Red Delicious) 15,08 µmol TE/kg ORAC Lotito ve Frei, 2004 Elma (Fuji, Gala, Golden Delicious, Granny Smith, Red Delicious; kabuklu ve kabuksuz) Elma (Taze) Elma (Kurutulmuş) Elma çeşitleri (Amasya, Arapkızı, Cooper, Gloster, Golden Delicious, Granny Smith, Rome Beauty ve Starking) 0,05-0,35 µmol TE/g 22,05-42,34 µmol TE/g 22,10-42,75 µmol TE/g ORAC (lipofilik) ORAC (hidrofilik) Toplam Antioksidan Kapasite (L-ORAC + HORAC) Wu vd., 2004 ORAC (hidrofilik) Rababah vd., 2005 Beta karoten beyazlatma yöntemi Karadeniz vd., 2005 DPPH Kevers vd., 2007 Elma (Jonagold) 14,7 mM TE/kg 97,1 mM TE/kg %14.7-40,7 92 µM TE/100g FRAP Pellegrini vd., 2003 TRAP 36-770,5 μmol/100g k.a. 10,1-129 μmol/100g k.a. 13,5-128 μmol/100g k.a. DPPH Elma (Golden Delicious) 3,5-4,1 μmol/g 6-8,8 μmol/g 6,5-8,1 μmol/g FRAP ORAC TEAC Stracke vd., 2009 Elma (kırmızı ve yeşil) 14,82-23,47 µmol TE/g t.a. ORAC (hidrofilik) Isabelle vd., 2010 Elma suyu (Red delicious) 3,5 mM 2,8 µmol TE/ml TEAC ORAC Budak, 2010 Elma (Batı Avrupa’da yetiştirilen eski ve yeni 67 çeşit) t.a. (taze ağırlık) k.a. (kuru ağırlık) 18 ABTS Wojdyło vd., 2008 FRAP Elma fenolik bileşenlerden flavonoidlerin ana kaynaklarından birisidir (Hertog vd., 1993; Arts vd., 2001). Epidemiyolojik çalışmalarda bazı flavonoidler antioksidan özellikleri sayesinde yaşlanma ile ilişkili hastalıklara karşı koruma sağlamakla ilişkilendirilmişlerdir. Elma ve elma ürünlerinde bulunan en önemli flavonoidler; flavanoller (kateşinler), flavonoller ve antosiyanidinlerdir. Flavonoller temel olarak kuersetin glikozidleri olarak bulunur. Siyanidin galaktozid en genel antosiyanindir. (-)-epikateşin kateşinlerin baskın formudur. Flavonol ve antosiyanidinlerin aksine kateşinler monomerik ya da oligomerik (prosiyanidinler) formda bulunmaktadır. Ayrıca dihidrokalkonlar (phloridzin gibi) ve fenolik asitler (özellikle klorojenik asit) elmada mevcuttur (Van der Sluis vd., 2001; Shoji vd., 2004). Fenolik bileşiklerin konsantrasyonu elma kabuğu ve elma etli kısmı arasında önemli farklılık göstermektedir. Elma kabuğu etli kısma göre fenolik bileşenleri daha yüksek düzeyde içerirken genel olarak bulunan bileşenler prosiyanidinler, kateşin, epikateşin, klorojenik asit, piloridzin ve kuersetin konjugatlarıdır. Elma etinde bazı kateşinler, prosiyanidin, epikateşin ve phloridzin kabukta bulunduğundan daha az miktarlarda tespit edilmiştir. Kuersetin konjugatları yalnızca elma kabuğunda bulunurken, klorojenik asit etli kısımda kabuktan daha fazla bulunmuştur (Escarpa ve Gonzalez, 1998). Rome Beauty, Idared, Cortland ve Golden Delicious çeşit elmaların kabuklarında toplam fenolik madde ve toplam flavonoid miktarı daha yüksek bulunmuştur. Çeşide bağlı olarak antioksidan aktivitenin kabuklarda 2-6 kat daha yüksek olduğu bildirilmiştir (Wolfe vd., 2003). 2.1.2. Elmanın sağlık üzerine etkileri Hem hayvan hem de hücre kültürü çalışmaları elmadaki polifenolik bileşenlerin kronik hastalıkları önlemede yardımcı olabileceğini göstermektedir (Boyer ve Liu, 2004). Epidemiyolojik çalışmalar incelendiğinde elmanın kronik hastalıklara yakalanma riskini azaltmada ve genel olarak sağlıklı bir yaşam biçimi 19 oluşturmada önemli rol oynadığı görülmektedir (Boyer ve Liu, 2004). Elma diğer meyve ve sebzeler ile diğer flavonoid kaynaklarına kıyasla kanser, kalp hastalıkları, astım ve Tip II diabet riskindeki azalmalarla önemli düzeyde ilişkilendirilmiştir Elma tüketimi akciğer sağlığına ve kilo vermeye katkıda bulunmaktadır (Knekt vd., 2000). Diyette yüksek miktarlarda meyve ve sebze tüketiminin akciğer, ağız boşluğu, mide ve kolon kanserlerini azalttığı yönünde güvenilir sonuçlar elde edilmiştir (Hyson, 2011). Pek çok çalışmada elma tüketimi ile kanser riskinin azalışı ilişkilendirilmiştir. Konu ile ilgili bilimsel araştırma sonuçlarının değerlendirildiği meta analiz çalışmasında artan flavonoid tüketimi bazı populasyonlarda azalan akciğer kanseri ile ilişkilendirilmiştir (Tang vd., 2009). Yapılan bir çalışmada meyve ve sebze tüketimi ile kadınlarda akciğer kanserindeki azalma %21 azalırken erkeklerde bu ilişki gösterilememiştir. Günde en az bir elma veya armut tüketen kadınlarda akciğer kanseri riski azalmıştır (Feskanich vd., 2000). Başka bir çalışmada elma ve soğan tüketimi erkek ve kadınlarda azalan akciğer kanseri ile ilişkilendirilmiştir. Kuersetin ve kuersetin konjugatlarını yüksek miktarda içeren elma, soğan ve greyfurtu daha fazla tüketen katılımcıların bunları daha az tüketenlere göre akciğer kanseri oranında % 40-50 azalan risk belirlenmiştir (Le Marchand vd., 2000). Bir diğer çalışmada elmanın akciğer fonksiyonlarını olumlu olarak etkilediği tespit edilmiştir. Kateşin alımı ile akciğer fonksiyonları arasında pozitif; kronik obstrüktif akciğer hastalıkları arasında negatif ilişkili bulunmuştur. Yaklaşık 2500 orta yaşlı erkek üzerinde yapılan çalışmada elma tüketimi ile akciğer fonksiyonları üzerine olumlu etki kanıtlanmıştır. Akciğer fonksiyonunu ölçen zorlu soluk verme hacmi üzerine narenciye meyveleri, balkabağı ve elma tüketimi arasında pozitif ilişki bulunmuştur (Boyer ve Liu, 2004). Flavonoid alımı ile kalp hastalıklarından ölümler arasındaki ilişkiyi inceleyen çalışmada kadınlarda elma tüketiminin kalp damar hastalıkları riskini %13-22 oranında azalttığı bildirilmiştir (Sesso vd., 2003). Flavonoidlerin kalp hastalıklarına karşı koruyucu etkisinin damarlarda tıkanıklığa yol açan düşük 20 yoğunluklu lipoproteinlerin (Low Density Lipoprotein-LDL) oksidasyonunu önlemesinden kaynaklandığı düşünülmektedir (Yao vd., 2004). Kuersetin alımı ile beyin damar hastalığı vakaları arasında ilişki bulunmazken, çalışma populasyonu için kuersetinin ana kaynaklarından birisi kabul edilen elma tüketiminin artışı ile kadın ve erkeklerde trombotik ve embolik felçlere daha az maruz kalındığı tespit edilmiştir (Knekt vd., 2000). Kateşinlerin kaynaklarından olan elma tüketimi ile koroner kalp hastalıklarından ölümler arasında negatif ilişki bulunmuştur (Arts vd., 2001). Elma tüketimi astımla negatif ve genel solunum yolları sağlığı ile pozitif ilişkilendirilmektedir. Elma ve armut tüketimi astım riskinde ve bronşial hassasiyette azalma ile ilişkilendirilirken toplam meyve ve sebze tüketimi astım risk ve şiddeti ile ilşkili bulunmamıştır. Aynı şekilde E vitamini, C vitamini, retinol, β karoten gibi spesifik antioksidan maddelerin tüketimi astım ve bronşial hassasiyet ile ilişkilendirilememiştir. İngiltere’de yetişkinlerde selenyum alımının yanında elma tüketimi de daha az astım hastalığı ile ilişkili bulunmuştur (Shaheen vd., 2001). Elma yalnızca kanser kalp hastalıkları ve astım riskini azaltmakla kalmayıp aynı zamanda şeker hastalığı riskini düşürmekle de ilişkilendirilmiştir. Finlandiya da yapılan çalışmada elma tüketiminin Tip II diabet riskini azalttığı belirtilmiştir (Boyer ve Liu, 2004). Elma kabuğunun önemli bileşeni olan kuersetinin diyabet hastalarının tedavisi için faydalı olabileceği bildirilmiştir (Yao vd., 2004). Elmada bulunan prosiyanidinler, epikateşin ve kateşin yüksek antioksidan aktiviteye sahiptir ve in vitro düşük yoğunluklu lipoprotein oksidasyonunu inhibe ettiği bulunmuştur. Kateşin farelerde bağırsak tümörü oluşumunu inhibe etmekte ve tümör gelişimini geciktirmektedir. Klorojenik asidin alkil peroksil radikalleri yakalama aktivitesi çok yüksek olduğundan klorojenik asit elmanın kansere karşı koruyucu etkisini arttırmaktadır. Güçlü bir antioksidan olan kuersetinin hem kanser hem de kalp hastalıklarına karşı potansiyel koruyucu olduğu düşünülmektedir. Kuersetinin meme kanseri hücrelerinin gelişimini baskıladığı, lösemik T hücrelerini durdurduğu, tirozinkinaz enzimini ve ısıl şok 21 (heat shock) proteinlerini inhibe ettiği bulunmuştur. Kuersetin caco-2 hücrelerini hidrojen peroksit ve Fe2+’in sebep olduğu lipit oksidasyonundan korumaktadır. Etanol uygulanmış fare karaciğerinde kuersetin lipit oksidasyonunu azaltıp, glutatiyon düzeyini artırarak karaciğeri oksidatif hasardan korumaktadır (Boyer ve Liu, 2004). 2.2. Kurutma Gıda muhafaza teknikleriyle depolama sırasında ürünlerin bozulmalarına neden olan mikrobiyolojik ve biyokimyasal reaksiyonların hızları en aza indirilerek ürün kalitesinin uzun süre korunması amaçlanmaktadır. Gıdaların kurutularak muhafaza edilmesi bilinen en eski muhafaza tekniklerinden birisidir. Kurutma ile dayanıklı hale getirilen ürünün raf ömrü uzamakta, depolama ve taşıma maliyetleri düşürülmekte, tüketici için ürün çeşitliliği oluşmaktadır. Ayrıca kurutma nispeten ucuz ve kolaylıkla uygulanabilen bir muhafaza yöntemidir (Cemeroğlu ve Özkan, 2004; Ramos vd., 2004). Günlük diyette vitamin, mineral ve liflerin önemli kaynakları olan meyve ve sebzeler %80 üzerindeki nem içerikleri ile kolay bozulan ürünlerdir. Ürünü taze tutmanın en iyi yolu olan düşük sıcaklıkta depolama tekniklerini dağıtım zinciri sırasında uygulamak zor olabilmektedir. Özellikle soğuk zincirin yetersiz uygulandığı ve işleme tesislerinin yetersiz olduğu bölgelerde kurutma en uygun hasat sonrası işleme tekniği olarak uygulanabilmektedir (Dev ve Raghavan, 2012). Teknolojik olarak kurutma işlemi sabit ve güvenli koşullarda ürünün su aktivitesinin azaltılarak taze üründen daha dayanıklı hale getirilmesi işlemidir (Zhang vd., 2006). Normal gıda muhafaza koşullarında bozulmaların ve mikrobiyal gelişimin hızı gıdanın su içeriğine ve su aktivitesine bağlıdır. Su aktivite değeri 0,6’nın altında olan gıdalarda mikrobiyal gelişim sebebiyle bozulmalara rastlanmamaktadır (Roos, 2001). Mikroorganizma gelişimi su aktivitesinin azalması ile belirgin bir azalış gösterirken kimyasal reaksiyonlar 22 azalan nem içeriği ile birlikte daha yavaş bir azalış göstermektedir (Şekil 2.2) (Smith, 2011). Şekil 2.2. Gıdalarda mikroorganizma faaliyetleri ve bozulma reaksiyonları üzerine su aktivitesinin etkisi Kurutulmuş meyvelerin nem içeriği küçük meyvelerde % 3-8, büyük meyvelerde % 16-18 aralığında ve su aktivite değeri 0,70’in altındadır (Barta, 2006). Bu ürünlerde su aktivitesi mikroorganizmaların çalışamayacağı düzeye kadar düşürülmüştür. Su aktivite değerinin düşmesi enzimatik değişimleri sınırlamakta ya da önlemektedir. Gıdalarda yaygın olarak bulunan amilaz, peroksidaz, fenoloksidaz gibi enzimler 0,85 aw değerinin altında inaktif hale gelirken 0,2 aw değerinin altında lipit oksidasyonu ürünlerde değişimlere neden olabilmektedir (Cemeroğlu vd., 2003). Suyun uzaklaştırılması çoğu kurutma işleminin tek sonucu değildir. Kurutma sırasında işlem koşullarına bağlı olarak tat, lezzet, görünüş, tekstür ve besleyici değer gibi önemli kalite değişimleri meydana gelebilmektedir (Berk, 2009). Isıl işlem görmüş meyve ve sebzelerin C vitamini kaybı göz önüne alınarak tazelerine kıyasla daha düşük besleyici özellikte olduğu yönünde genel bir görüş bulunmaktadır (Dewanto vd., 2002). Bununla birlikte geleneksel kurutma yöntemleri ile meyve ve sebzelerin bazı biyoaktif bileşenlerinde kayıplar 23 olmasına rağmen kurutulmuş ürünlerin enerjinin yanında lif, mineral madde ve hatta antioksidan aktivite bakımından değerli kaynaklar olduğu belirtilmektedir (Jesionkowska vd., 2009). Çeşitli gıdaların fenolik içerikleri ve antioksidan özelliklerinin incelendiği çalışmada katı gıdalar içerisinde kırmızı üzüm ve kuru üzümün porsiyona dayalı hesaplanan fenolik içeriği diğer katı gıdalardan daha yüksek bulunmuştur (Karakaya vd., 2004). Çizelge 2.4’te bazı kuru meyvelerin antioksidan bileşen içerikleri ve antioksidan aktiviteleri verilmiştir. Çizelge 2.4. Bazı kuru meyvelerin antioksidan bileşen içerikleri ve antioksidan aktivite değerleri Kuru meyve Antioksidan bileşen miktarı / Antioksidan aktivite Miktar/Değer Kaynak Erik TFM 1397-1840 mg/kg Donovan vd., 1998 Erik, kayısı, incir, üzüm FRAP 0,76-3,24 mmol/100 g Halvorsen vd., 2002 İncir, üzüm, hurma, erik H-ORAC TFM 23,60-83,99 µmol TE/g 5,72-11,95 mg GAE/g Wu vd., 2004 Elma H-ORAC TFM FRAP Kayısı, kestane, incir, üzüm, erik TRAP TEAC Üzüm Erik, kayısı, incir, üzüm Vişne Elma, ayva, şeftali, portakal, greyfurt, kivi, muz, karpuz, kavun, çilek domates 97,1 mM TE/kg 8574,5 mg GAE/L 14,43-60,54 mmol Fe2+/kg, 1,96-23 mmol Troloks/kg 4,40-14,82 mmol Troloks/kg ORAC 10,8-104,5; µmol TE/g Karotenoid 1,4-11 mg β-karoten eşdeğeri/100 g 0,5-5,9 mg/100 g 0,47-0,77 g GAE/100 g 20,8-104,5 mg QE/100 g 2,18-7,39 mg CE/100 g %28,1-78,4 Antosiyanin TFM TF Proantosiyanidin Antioksidan aktivite (DPPH) TFM AA TA TFM TEAC ORAC Rababah vd., 2005 Pellegrini vd., 2006 Parker vd., 2007 Ouchemoukh vd., 2012 744 mg CAE/100 g 1,44 mg/100 g 125 mg/100 g Šumic vd., 2013 219-5386 mg GAE/kg 7,01-126 µmol TE/g 11,69-211 µmol TE/g Ertekin Filiz ve Seydim, 2014 AA (Askorbik asit), TA (Toplam Antosiyanin), TF (Toplam Flavonoid), TFM (Toplam Fenolik Madde) 24 2.2.1. Kurutma yöntemleri ve kuruma mekanizması Gıdaların kurutulmasında yaygın olarak ısıl kurutma teknikleri kullanılmaktadır. Kurutulan materyal bünyesindeki nemin buharlaştırılması ve ortamdan uzaklaştırılması işlemlerinde ısı ve nem taşıyıcı olarak kuru sıcak hava kullanılmaktadır. Sonuç olarak kurutma eş zamanlı ısı ve kütle transferi işlemidir (Smith, 2011). Gıdaların kurutulmasında kullanılan çok sayıda kurutucu proses tipi (süreklikesikli), ısı transfer mekanizması (kondüksiyon, konveksiyon, radyasyon), kurutulan materyalin fiziksel durumu (katı, sıvı, ezme), materyalin kurutma sırasındaki hareketi (durağan, hareketli, akışkan) ve kurutma sırasındaki ortam bacıncı (atmosferik, vakum ve yüksek basınç) farklı kriterlere göre sınıflandırılabilmektedir (Berk, 2009). Endüstriyel kurutma prosesleri uygulanan ısı transferinin şekline bağlı olarak iki ana grupta incelenmektedir: İletim ile kurutma: Ürün sıcak bir yüzey ile direkt temas ettirilerek içerisindeki suyun kaynama yoluyla uzaklaştırılmasıdır. Taşınım ile kurutma: Sıcak ve kuru bir gaz (genellikle hava) üründeki nemi buharlaştırmak ve ürün yüzeyinden uzaklaştırmak için kullanılmaktadır. Çoğu gıda kurutma işleminde hava kurutma ortamıdır. Tepsili kurutma bu kategorinin tipik örneğidir. Gıda örneği üzerinden sıcak ve kuru hava karşı yönlü ya da aynı yönlü olarak geçirilir. Isı akışı sıcaklık farkının etkisi ile sıcak havadan soğuk gıdaya doğru olmaktadır ve buharlaşma sağlanmaktadır. Su buharı da nemli gıdadan kuru havaya geçmektedir (Berk, 2009). 2.2.2. Kurutma eğrilerinin karakteristikleri Kurutma prosesinde ısı ve kütle transferi kullanılan havanın sıcaklığı, bağıl nemi, hızı ve akım yönü gibi dış faktörlerden etkilenmektedir (Evranuz, 1988). 25 Kurutma prosesine etki eden iç faktörler ise kurutulan materyale ait nem difüzyon özellikleri, nem transfer katsayısı, su aktivitesi, yapı ve bileşim gibi özelliklerdir (Dincer ve Hussain, 2004). Kurutulan materyalin şekil ve boyut, yapı, nem içeriği gibi özellikleri ve nem, hava hızı gibi kurutma ortamı koşulları ürünün kuruma hızını etkilemektedir. Kuruma hızı verileri genellikle kuruma eğrileri formunda sunulmaktadır. Kuruma eğrisi deneysel verilerden ürünün su içeriğine karşılık kuruma hızının çizilmesi ile oluşturulmaktadır. Kurutma eğrilerinde hıza bağlı olarak üç bölge görülebilmektedir (Okos vd., 2007)(Şekil 2.3): 1. Artan kuruma hızı bölgesi: A noktasında ürün son sıcaklıktan daha soğuk bir sıcaklıktadır ve buharlaşma hızı artmaktadır. Farklı olarak ürün fazla sıcak ise hız A′ noktasından başlayabilir (Geankoplis, 2011). Bu dönem örneğin uyum sağladığı ısındığı gözeneklerin açıldığı dönemdir. Genellikle kısadır her kurutma prosesinde gözlenmeyebilir. Kurutma zamanın hesaplanmasında çoğunlukla ihmal edilir (Okos vd., 2007). 2. Sabit kuruma hızı bölgesi: B-C çizgisi boyunca su uzaklaşırken kuruma hızı yaklaşık olarak sabit kalır. Sabit kuruma hızı bölgesinde kurutma yüzeyi üzerinde sürekli bir sıvı film vardır. Bu bağlı olmayan sudur. Birim zamanda nemli materyal yüzeyinde bulunan serbest nem sabit hızla uzaklaştırılmaktadır. Kağıt gibi hızlı kuruyan materyallerde sabit hız dönemi gözlenirken gıdaların kurutulmasında nadir olarak gözlenir (Okos vd., 2007). 3. Azalan kuruma hızı bölgesi: Kritik nem içeriği olarak adlandırılan belirli nem içeriğinin altında kuruma hızı keskin bir şekilde düşmektedir. Bu bölgede kurutulan materyal yüzeyinde iç kısımlara kıyasla kuru ve sert bir yapı oluşmaya başladığından kuruma hızı da azalmaktadır (Okos vd., 2007). CD çizgisi olarak gösterilen azalan hız periyodu çoğunlukla doğrusaldır. C noktası, kritik serbest nem içeriği xc’dir. Bu noktada su sürekli bir sıvı film oluşturmak için yetersiz olduğundan ıslak alan sürekli 26 azalmaktadır. Yüzeyin tamamen kuru olduğu D noktası ikinci azalan hız bölgesinin başlangıcıdır. Bazen yüzeydeki kısmen nemli koşullardan tamamen kuru koşullara geçiş çok yavaş olduğundan değişim belirlenememektedir (Geankoplis, 2011). Şekil 2.3. Serbest nem içeriğine karşı kuruma hızını gösteren tipik kurutma-hız eğrisi (Geankoplis, 2011) 2.2.3. Kuruma kinetiği ve matematiksel modelleme Kurutmada suyun iç taşınımı için temel mekanizmalar gözenekli yüzeylerde yüzey difüzyonu ya da sıvı difüzyonu, nem konsantrasyonu farklıklarından kaynaklanan sıvı su difüzyonu, su buharı basıncı farklılıklarından kaynaklanan su buharı difüzyonu, gözenekli ve tanecikli gıdalarda yüzey kuvvetlerinden kaynaklanan kapiller hareket, evaporasyon ve kondensasyon olarak sıralanabilir. Kurutma sırasında bu farklı mekanizmaların eş zamanlı olarak su moleküllerinin taşınmasında rol aldığı düşünülmektedir. Bununla birlikte temel difüzyon mekanizması nem içeriğinin ve gıda yapısının bir fonksiyonudur ve kuruma hızını belirlemektedir (Berk, 2009; Erbay ve İçier, 2010). Gıdalarda nem transferi, nem taşınım hızını tanımlayan difüzyon katsayısı (Deff) ile tanımlanmaktadır. Difüzyon ile su yüzeye doğru taşınır ve hava akımı ile de yüzeyden buhar durumunda uzaklaştırılır. Fick’in 2. kanunu nem difüzyon 27 sürecini tanımlamak için sıklıkla kullanılmaktadır (McCabe vd.,1993; BarbosaCanovas ve Vega-Mercado, 1996). Azalan hız bölgesinde sıvının kararsız hal dağılımı için 2. Fick kanunu Eşitlik 2.1’deki gibi yazılabilir: 2.1 Bu eşitlikte Deff difüzyon katsayısını (m2/sn), m kuru maddedeki nem içeriğini (kg serbest nem/kg kuru madde), t zamanı (sn), x boyutsal koordinatı (m) ifade etmektedir. Bu tip difüzyon sabun, jelatin ve tutkal gibi granül olmayan maddeler ile kağıt, gıdalar, nişasta gibi hidrofilik katılarda bağlı suyun kurutulmasının son aşamalarında yavaş kurumanın özelliği olarak görülmektedir (Geankoplis, 2011). Difüzyon tipi kurutmada su buharının yüzeyden aktarımına direnç çok küçüktür ve kurutma hızı katı içindeki difüzyon tarafından kontrol edilir. Bu durumda yüzeydeki nem içeriği denge nem değeri me’ye eşittir. Bu, yüzeydeki serbest nem içeriğinin sıfır olduğu anlamına gelmektedir (Geankoplis, 2011). Başlangıç nem dağılımının t=0’da düzgün dağılımlı olduğu kabul edildiğinde Eşitlik 2.1 integre edilerek Eşitlik 2.2 elde edilir: 2.2 m : t sn süresinde ortalama serbest nem içeriği m0 : t=0’da başlangıç serbest nem içeriği me : Denge serbest nem içeriği x : Dilim kalınlığı Kurutma tepe ya da tavan paralel yüzeylerden meydana geldiğinde dilim kalınlığı x:1/2 tek bir yüzeyden meydana geldiğinde x’in toplam kalınlığı olarak 28 alınır. Eşitlik 2.2 difüzyon katsayısının eşit olduğunu kabul eder ancak D eff nadiren sabit olur ve sıcaklık ve nemlilik ile değişir. Uzun kurutma sürelerinde Eşitlik 2.2’nin yalnızca ilk terimi önemlidir ve Eşitlik 2.3’teki hale dönüşür (Geankoplis, 2011): 2.3 Eşitlik 2.3 sonsuz levha şeklindeki tapyoka kökü, elma, turp, yulaf ezmesi kurabiyesi, parçalanmış buğday ve unun Diffüzyon katsayısını hesaplamak için kullanılmıştır (Okos vd., 2007) Difüzyon katsayılarının sıcaklıkla değişimi Arhennius denkliği ile belirlenebilir: 2.4 Eşitlik 2.4’te D difüzyon katsayısını (m2/s), Ea aktivasyon enerjisini (kJ/mol), R evrensel gaz sabitini (kJ/mol K), T mutlak sıcaklığı (°K) ifade etmektedir. Kurutma proseslerinde matematik modeller yeni kurutma sistemlerinin dizaynında, mevcut sistemlerin geliştirilmesinde, kurutma proseslerinin kontrolünde kullanılmaktadır. Modellerde kullanılan transfer katsayısı, kuruma sabitleri gibi tüm parametreler kuruma koşulları ile doğrudan ilişkilidir (Babalis ve Belessiotis, 2004). Kurutma işlemleri dağılım modelleri ve yığın parametre modelleri olmak üzere iki temel yaklaşımla modellenmektedir(Özilgen and Özdemir, 2001). Dağılım modelleri eş zamanlı ısı ve kütle transferini dikkate alarak ürün içerisindeki sıcaklık ve nem dağılımı ile ilgilenmektedir. Dağılım modellerinde genellikle Fick’in 2. kanunundan türetilmiş Luikov denklikleri kullanılmaktadır. Ancak bu denklikler karmaşık yapıları sebebi ile nümerik yöntemlerle 29 çözümlenebilirken analitik yöntemlerle çözümlenememektedirler (Özilgen and Özdemir, 2001). Yığın parametre modellerinde kurutulan ürünün içerisinde herhangi bir noktada sıcaklığın ortam sıcaklığına eşit olduğu ve sıcaklık farkının oluşmadığı kabul edilmektedir. Bu durum kurutma işleminin başlangıç aşamasındaki hesaplamalarda bazı hatalara yol açmasına rağmen ürün kalınlığının azaltılmasıyla çok düşük düzeylere çekilebilmektedir. Bu yaklaşımlar sonucu türetilen ince tabaka kurutma denklikleri kurutma çalışmalarının modellenmesinde etkin olarak kullanılmaktadır. İnce tabaka kurutma, örnek partikülleri ya da dilimlerinin tek bir tabaka halinde kurutulması anlamına gelmektedir. İnce yapı nedeni ile sıcaklık dağılımının eşit olduğu kabul edilerek yığın parametre modelleri uygulanabilmektedir (Erbay, 2008). İnce tabaka kurutma denklikleri teorik, yarı teorik ve deneysel modeller şeklinde olabilmektedir. Teorik modellerde yalnızca nem transferine karşı içsel direnç dikkate alınırken yarı teorik ve deneysel modellerde ürün ile hava arasındaki hava hızı ve hava sıcaklığı gibi dış dirençle ilgili eşitlikler de dikkate alınmaktadır (Erbay ve İçier, 2010). En yaygın kullanılan teorik modeller Fick’in 2. difüzyon yasasından türetilmiştir. Fick’in 2. difüzyon yasası pirinç, fındık, soya fasulyesi, kolza tohumu, antepfıstığının kurutulmasında Arrhenius eşitliği ile difüzyonun sıcaklığa bağımlılığının tahmin edilmesinde kullanılmıştır (Özdemir ve Devres, 1999). Benzer şekilde yarı teorik modeller genellikle Fick’in 2. kanununun basitleştirilmiş modifikasyonlarıdır. Henderson and Pabis (Single Term), Logaritmik, Midilli ve Küçük, Modifiye Midilli, Demir, Çift terimli (Two term), Çift terimli üstel, Modifiye çift terimli üstel ve Modifiye Henderson Pabis modelleri Fick’in 2. kanunundan türetilen yarı teorik modellere örneklerdir. Lewis (Newton) modeli, Page modeli ve modifiye Page modeli Newton’un soğuma kanunundan türetilen modellerdir (Erbay ve İçier, 2010). 30 Deneysel modeller yarı teorik modeller ile benzer özellikler göstermektedirler. Deneysel koşullara bağımlıdırlar ve ürünün kuruma davranışı hakkında sınırlı bilgi vermektedirler Deneysel modellemelere Thompson modeli, Wangh ve Singh modeli, Kaleemullah modeli örnek olarak verilebilir (Erbay ve İçier, 2010). Literatürde farklı kurutma koşulları altında elmaların ve diğer meyvelerin kurutma karakteristiklerini, kuruma kinetiklerini ve çeşitli ince tabaka kurutma modellerine uyumunu inceleyen çalışmalar mevcuttur. Buharda haşlama, glukoz çözeltisine daldırma ve vakum altında glukoz çözeltisine daldırma ön işlemlerinin uygulandığı elmaların kurutma işleminde difüzyon katsayıları 0,14-2,28 x10-9 m2/s aralığında bulunmuştur (Nieto vd., 1998). Konvektif kurutucuda 40-60°C sıcaklık aralığında kurutulan organik elma dilimlerinin difüzyon katsayıları 2,27–4,97x10−10 m2/s aralığında hesaplanmıştır. Logaritmik model kuruma davranışını açıklamada en iyi model olarak belirlenmiştir (Saçılık ve Eliçin, 2006). Siklon tip kurutucuda 60-80°C sıcaklık ve 1-1,5 m/s hava hızı aralığında kurutulan elmaların kuruma davranışını 13 deneysel ve yarı teorik model içinde en iyi açıklayan Midilli ve Küçük modeli olarak belirlenmiştir (Akpinar, 2006). Red Delicious çeşidi elmaların farklı sıcaklık, hava hızı ve nispi nemlerde kurutulmasından elde edilen nem değerlerinin verileri Henderson Pabis model, Newton model ve iki terimli üstel modele uyum göstermiştir. Fick difüzyon modelinden elde edilen difüzyon katsayıları 0,483-2,19 x10-10 m2 s-1 aralığında tespit edilmiştir (Kaya vd., 2007a). Velić vd. (2004) hava hızının konvektif sistemde kurutulan elmaların kuruma kinetiği, ısı transferi ve ortalama efektif difüzyon katsayısına etkisini incelemişlerdir. Rehidrasyon oranı üzerinden değerlendirilen kinetik eşitlikler üstel matematik model ile açıklanmıştır. Düşük hava hızında kurutulan 31 örnkelerde kuruma eğrileri azalan hız periyodu ve çok kısa bir sabit hız periyodu şeklinde gözlenmiştir. Hava hızının arttırılması ile ısı transfer katsayıları ve efektif difüzyon katsayılarında artış saptanmıştır. Laboratuvar tipi kurutucuda sıcak hava ile konvansiyonel kurutmada farklı sıcaklıklarda kurutulan elma posasının kuruma davranışı farklı matematik modellerle incelenmiştir. Logaritmik model nem transferinin tahmin edilmesinde diğer modellerden daha iyi sonuç vermiştir. Kurutma sıcaklığının arttırılması ile kuruma süresi azalırken efektif difüzyon katsayısı yükselmiştir (Wang vd., 2007a). Ön kurutma uygulandıktan sonra mikrodalga ile kurutma uygulanan elma posalarının deneysel verileri genel olarak kullanılan 10 matematik model ile değerlendirilmiştir. Page modeli nem transferinin tahmini için en yeterli model olarak bulunmuştur (Wang vd., 2007b). Konvektif tip siklon kurutucuda elma dilimlerinin tekli tabaka kuruma davranışı araştırılmış ve matematik modellemesi yapılmıştır. Elma dilimleri 60, 70 ve 80°C sıcaklıklarda 1 ve 1,5 m/s hava hızlarında kurutulmuştur. Tekli tabaka kuruma davranışını tanımlamada logaritmik model yeterli bulunmuştur. (Akpınar vd., 2003). Değişik hava hızlarında 35°, 45° and 55°C sıcaklıklarda kurutulan ayva dilimlerinin deneysel kuruma verileri Henderson Pabis, Lewis ve çift terimli üstel modellerle iyi uyum göstermiştir. Fick difüzyon modelinden etkin difüzyon katsayıları 0,65-6,92×10–10 m2/s aralığında hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjileri 33,83- 41,52 kJ/mol olarak belirlenmiştir (Kaya vd., 2007b). Starking Delicious çeşidi elmanın sürekli ve kesikli-mikrodalga ile kurutma ve konvektif hava ile kurutma uygulamalarında veri serilerinin matematiksel olarak ifade edilmesinde Page modeli en uygun model olarak seçilmiştir (Soysal vd., 2009). Benzer olarak güneşte kurutma ve konvektif kurutma uygulanan Amasya elmasının kuruma eğrilerini tanımlamada Page modelinin yeterli olduğu belirtilmiştir (Tarhan vd., 2009). 32 Güneşte kurutulmuş armutların kuruma davranışı çift terimli üstel modele daha iyi uyum göstermiştir (Guiné, 2005). Dört farklı armut çeşidinin güneşte kurutulması sonucunda elde edilen kuruma eğrileri sigmoid fonksiyonla en iyi uyumu göstermiştir. Difüzyon katsayıları 9,756x10−10-1,16x10−9 m2 s−1 aralığında bulunmuştur (Guiné vd., 2007). Farklı hava hızları ve farklı sıcaklıklarda kurutulan Granny Smith elma dilimlerinin difüzyon katsayıları sıcaklığın ve hava hızının artışına bağlı olarak artış göstermiştir. Difüzyon katsayısı en düşük 40°C sıcaklıkta 0,5 m s-1 hava hızında kurutulan örneklerde (3,22x10-9m2 s-1) ve en yüksek 80°C sıcaklıkta 1,5 m s-1 hava hızında kurutulan örneklerde (15,30 x10-9m2 s-1) tespit edilmiştir (Vega-Gálvez vd., 2012). Küp şeklinde dilimlenmiş Idared çeşit elmalar 35°–55°C sıcaklık, %10–30 nispi nem ve 1–2 m/s hava hızı aralıklarında kurutulmuştur. Deneysel sonuçların en iyi Henderson & Pabis model ile uyum gösterdiği belirlenmiştir. Difüzyon katsayısı yaklaşık 4,9x10-8 m2/s olarak belirlenmiştir (Zlatanović vd., 2013). Farklı meyvelerin kuruma davranışının incelendiği çalışmalarda konvektif kurutma uygulanan kiviler için Page modeli (Simal vd., 2005), mikrodalga kurutma uygulanan ananas dilimleri için Midilli-Küçük modeli (Sarı ve Karaaslan, 2014), mikrodalga kurutma uygulanan Trabzon hurması için MidilliKüçük modeli (Karaaslan, 2014), vakum kurutulmuş nar taneleri için Page modeli ve modifiye Page modeli (Karaaslan vd., 2013), konvektif kurutma uygulanan kiraz için Page modeli (Doymaz ve İsmail, 2011) kuruma davranışını açıklayan en uygun modeller olarak belirlenmiştir. 2.2.4. Kurutmanın meyve ve sebzelerin kalite özellikleri üzerine etkileri Kurutulmuş ürünlerin özellikleri mühendislik özellikleri ve kalite özellikleri olmak üzere iki temel başlık altında incelenmektedir. Efektif nem difüzyonu, ısıl iletkenlik, özgül ısı, denge nem içeriği kurutulmuş ürünlerin mühendislik özellikleri arasında sayılmaktadır. Bu özellikler kurutma prosesinin dizaynı, 33 kurutma parametrelerinin belirlenmesi bakımından önemlidir (Krokida vd., 2000). Isı ve kütle transferi olgusu kurutulmuş gıdanın kalite özellikleri üzerinde önemli etkilere sahiptir (Berk, 2009). Kurutulmuş ürünlerin kalitesinin belirlenmesi ve sınıflandırılmasında kalite özellikleri dikkate alınmaktadır. Bu özellikler aşağıdaki gibi sıralanabilir (Krokida vd., 2000): Isıl Özellikler (camsı, kristal, lastiğimsi) Yapısal Özellikler ( yoğunluk, gözeneklilik, gözenek boyutu, özgül hacim) Tekstürel Özellikler (sıkıştırma testi, gerilme testi, gerilme-gevşeme testi) Rehidrasyon Özellikleri (rehidrasyon hızı, rehidrasyon kapasitesi) Optik Özellikler (renk, görünüş) Duyusal Özellikler (aroma, tat) Besinsel Özellikler (vitaminler, proteinler, biyoaktif bileşenler) (Krokida vd., 2000). Kurutma sırasında gıda yapısında meydana gelen fiziksel değişimlere şekil ve yapı değişimi, kabuk bağlama, yöresel kuru madde birikimi örnek olarak verilebilir (Cemeroğlu vd., 2003). Yapı değişimlerinden en belirgin ve çoğunlukla istenmeyen değişim büzüşmedir. Yumuşak, esnek ve hidrofilik jellerden oluşan gıdalarda uzaklaşan suyun hacmine karşılık olarak hacimde azalma meydana gelmektedir ve büzüşme bununla aynı doğrultuda oluşmaktadır (Berk, 2009). Büzüşme gibi yapısal ve hücresel bozulmalar en düşük seviyeye indirildiğinde kuru ürünün yeniden su alma kapasitesi olan rehidrasyon miktarı en yüksek seviyeye ulaşabilmektedir (Okos vd., 2007). Tekstürel özellikler nem içeriği, bileşim, pH, ürünün olgunluk durumu ve örnek boyutlarından etkilenmektedir. Meyve ve sebzelerde selülozun kristalizasyonu, pektin degradasyonu ve nişastanının jelatinizasyonu gibi kimyasal değişimler tekstürel özellikleri etkileyebilmektedir. Kurutma metodu da tekstür üzerinde etkilidir. Kurutmada yüksek sıcaklıklar sert ve camsı dış yüzey ile sonuçlanabilmektedir (Okos vd., 2007). 34 Kurutma sürecinde çözünen maddeler su ile birlikte taşındığından kuruyan ürünün bileşen dağılımı başlangıç materyalinden farklı olabilir. Şeker ya da protein gibi bileşenlerin konsantrasyonu kurutulmuş ürünlerin yüzeyinde daha yüksek olabilmektedir. Yüksek sıcaklıkta kurutma sonucu protein denatürasyonu süt tozu gibi yüksek protein içerikli gıdalarda çözünürlük kaybının temel sebebidir (Berk, 2009). Renk değişimi kurutulmuş ürünlerde ortaya çıkan en önemli sorundur. Esmerleşme enzimatik ya da enzimatik olmayan reaksiyonlar sonucu kurutmadan önce, kurutma sırasında veya depolama süresinde meydana gelebilmektedir (Cemeroğlu, 2003). Esmerleşme reaksiyonları ürün görünüş, lezzet ve besleyici özelliklerinde önemli değişimlere sebep olabilmektedir (Rahman, 2008). Oksidatif enzimler taze kesilmiş meyve yüzeyinde başlıca fenolik bileşikler olmak üzere birçok maddenin oksidasyonuna bağlı olarak hızlı bir şekilde enzimatik esmerleşmeye neden olmaktadırlar. Enzimatik esmerleşme pek çok üründe özellikle elma, armut, şeftali, muz ve üzüm gibi meyvelerde önemli bir problemdir. Bu reaksiyonları katalizleyen polifenol oksidaz enzimi meyve ve sebzelerin haşlanması ya da sülfit gibi kimyasal inhibitörlerin kullanılması ile inaktive edilebilmektedir (Raju ve Bawa, 2006). Maillard reaksiyonu, karamelizasyon ve askorbik asit oksidasyonu kurutulmuş ürünlerde renk değişimine neden olabilen enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarıdır. Kurutulmuş ürünlerde en fazla oluşan enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonu olan Maillard reaksiyonu kurutma sırasında şiddetli olarak, depolamada koşullara göre belli düzeyde devam etmektedir. Sıcaklık ve reaksiyona giren madde miktarındaki artış reaksiyon hızını artırmaktadır. Reaksiyonun hızı, nem düzeyi % 15-20 arasında iken en fazladır. Çok düşük ve yüksek nem düzeylerinde reaksiyon hızı yavaşlamaktadır (Stadtman, 1948; Cemeroğlu vd., 2003; Okos vd., 2007). Maillard reaksiyonu ile proteinlerin besleyici değerindeki kayıplar ve mutajenik bileşiklerin oluşumu gibi olumsuz 35 sonuçlar meydana gelirken ürünü lipit oksidasyona karşı koruduğu belirtilen antioksidatif bileşiklerin oluşumu da söz konusudur (Martins vd., 2001). Esmerleşme reaksiyonlarının azaltılması için farklı yöntemler bulunmakla birlikte genellikle kurutmada örneğin kritik nem seviyesine ulaştıktan sonra gereksiz sıcaklığa maruz bırakılmaması önerilmektedir (Okos vd., 2007). Kurutulmuş meyve ve sebzelerde besinsel renk maddelerinin (karotenoidler, flavonoidler, fenolik bileşikler, klorofil ve betalain gibi) birikimi renk değişimlerini etkilemekte ve tüketici kabulü açısından önemli olabilmektedir (Devahastain ve Niamnuy, 2010). Bununla birlikte kurutma prosesi sonrası depolanan ürünlerde karotenoidlerin yıkımı nedeniyle meydana gelen renk kaybı kurutulmuş meyve ve sebzelerde bir diğer kalite kaybı sebebidir (Okos vd., 2007). Meyve ve sebzelerde önemli miktarlarda bulunan vitaminler, mineraller, pigment ve uçucu bileşenler gibi diğer biyoaktif bileşenler ısı, ışık ve oksijene olan hassasiyetleri sebebi ile kurutma sırasında genellikle degradasyona uğramaktadırlar (Devahastain ve Niamnuy, 2010). Gıdalarda aroma ve tat sağlayan uçucu bileşikler sudan daha düşük kaynama noktasına sahip olduklarından kurutma sırasında buharlaşarak kayba uğrayabilmektedirler (Okos vd., 2007). Gıdanın doğal uçucu bileşenlerindeki kayıplar olurken aynı zamanda doymamış yağ asitlerininin ısıl parçalanması ya da oksidasyonu ve Maillard reaksiyon ürünlerinin oluşması sonucu yeni tataroma bileşenleri de oluşabilmektedir (Nijhuis vd., 1998). Gıda işleme aşamalarında ve ısıl işlemler sırasında antioksidan etki gösteren çoğu bileşiğin; önemli düzeyde kayba uğradığı düşünülmekteyse de antioksidan özellikler üzerine gıda işlemenin etkileri farklı olabilmektedir. İşlenmiş gıdalarda antioksidan özellikler bakımından hiçbir farklılık olmayabileceği gibi; doğal antioksidanların kaybı, doğal bileşenlerin antioksidan özelliklerinin gelişimi, antioksidan ve prooksidan özelliğe sahip yeni bileşenlerin oluşumu, bileşenler arasında etkileşimler ile antioksidan özellikler değişebilmektedir (Nicoli vd., 1997; Nicoli vd., 1999). 36 Kurutmanın meyve ve sebzelerin fenolik içerikleri ve antioksidan özellikleri üzerine etkilerini inceleyen çalışmaların sonuçları farklılık göstermektedir (Çizelge 2.5). Bu farklılıklar kurutma materyaline, kurutma öncesi uygulanan ön işlemlere ve uygulanan kurutma prosesine göre değişiklik göstermektedir. Çizelge 2.5. Çeşitli kurutma yöntemlerinin meyve ve sebzelerin fenolik içerikleri ve antioksidan özellikleri üzerine etkileri Meyve Kurutma yöntemi Bileşen/Aktivite Sonuç (~) Kaynak Elma Konvektif kurutma Toplam Antosiyanin ORAC TFM %346 artış %661 artış %253 artış Rababah vd., 2005 Elma Osmotik kurutma ve konvektif kurutma (45°C 2 ms-1) Hidroksisinamik asit Kateşinler Prosiyanidinler %20 azalma %45 azalma %15 azalma Devic vd., 2010 Elma Konvektif kurutma Toplam Antioksidan Kapasite TFM TFM Antioksidan Kapasite (DPPH) %2 azalma %20 azalma %72-82 azalma %168-293 artış Sultana vd., 2012 Elma Konvektif kurutma Elma (kabuk) Kondüktif kurutma (tamburlu kurutucu) TFM %27-79 azalma Henríquez vd., 2014 Armut Konvektif kurutma AA TFM %50-70 azalma %20-33 azalma Djendoubi Mrad vd., 2012 Şeftali Konvektif kurutma Toplam Antosiyanin ORAC TFM %300 artış %500 artış %300 artış Rababah vd., 2005 Kivi Konvektif kurutma AA %50-88 azalma Kaya vd., 2010 Çilek Konvektif kurutma TA ORAC TFM Siyanidin-3-glikozit Kateşin Çilek Konvektif, Dondurarak, Vakum, Vakum mikrodalga Yaban mersini Konvektif kurutma %400 artış %400 artış %300 artış %51-59 azalma %54 azalma-%30 artış %24-32 azalma %72 azalma %64-73 azalma %35-40 azalma %36 azalma %92 azalma %48-83 azalma %107-471 artış Ellajik asit AA TA Antioksidan Kapasite TFM AA TFM Antioksidan Kapasite (DPPH) 37 Vega-Gálvez vd., 2012 Rababah vd., 2005 Wojdylo vd., 2009 Lopez vd., 2010 Karadut Erik Ozmotik işlem ve konvektif kurutma Konvektif kurutma TA ve TFM %50 azalma Chottamom vd., 2012 AA Antioksidan Kapasite (DPPH) TFM Klorojenik asit Piga vd., 2003 Rutin %51-80 azalma %15 azalma -%5 artış %30-50 azalma %50 azalma ve %5 artış %60-95 azalma Üzüm (kabuk) Konvektif kurutma Antioksidan Kapasite TFM %28-50 azalma %18,6-32,6 azalma Larrauri vd., 1997 Trabzon hurması Konvektif kurutma TFM %79 azalma - %280 artış Akyıldız vd., 2004 TA %56-81 azalma TFM %35-49 azalma Karaaslan vd., Antioksidan Kapasite %30-58 azalma 2013 (DPPH) AA (Askorbik asit), TA (Toplam Antosiyanin), TF (Toplam Flavonoid), TFM (Toplam Fenolik Nar (tane) Konvektif kurutma Madde) Kurutma işlemleri sonucunda antosiyaninler genellikle kayba uğramaktadırlar. Vişne, şeftali ve erikte siyanidin-3-glikozit, siyanidin-3-rutinozit içeriğinde azalma tespit edilmiştir (Leong ve Oey, 2012). Benzer olarak konvektif kurutma sonrası çilek ve incirdeki siyanidin-3-rutinozit miktarı azalmıştır (Wojdylo vd., 2009). Flavonol içeriği ve antosiyanin türevleri konvektif kurutma ve dondurarak kurutma sonrası üzüm kabuğunda taze ürüne kıyasla azalış gösterirken (De Torres vd., 2010), güneşte ve konvektif kurutulmuş incirlerde kamferol-3glukozit ve kuersetin-3-glukozit içeriğinde artış bulunmuştur (Slatnar vd., 2011). Çilekte kamferol-3-glukozit miktarının konvektif kurutma sonrası azalmasına rağmen dondurarak kurutulmuş ve mikrodalga kurutulmuş örneklerde daha yüksek miktarlarda bulunduğu bildirilmiştir. Benzer şekilde kateşin içeriği tüm kurutma yöntemleri sonrası artış göstermiştir. Bunun proantosiyanidinlerin depolimerize olarak daha küçük fenolik bileşenlerine ayrılması sebebi ile olduğu bildirilmiştir (Wojdylo vd., 2009). İncirde kateşin ve epikateşin miktarının konvektif ve güneşte kurutma sonrası artış gösterdiği bildirilmiştir (Slatnar vd., 2011). Buna karşılık kurutma sonrası flavan-3-ol 38 içeriği üzüm (Karadeniz vd., 2000) ve kayısıda (Madrau vd., 2009) azalmıştır. Fenolik asitlerden hidroksisinamik asit miktarının kurutulmuş elmada (Devic vd., 2010) ve armutta (Ferreira vd., 2002) azaldığı belirlenmiştir. Meyvelerde toplam fenolik madde ve antioksidan aktivitenin kurutma ile değişimi değişik çalışmalarda farklılık göstermektedir. Elma (Sultana vd., 2012), kayısı (Madrau vd., 2009; Sultana vd., 2012), armut (Djendoubi Mrad vd., 2012), erik (Piga vd., 2003; Sultana vd., 2012), ahududu (Meija-Meza vd., 2010), üzüm (Larrauri vd., 1997) ve domateste (Kerkhofs vd., 2005) toplam fenolik içerikte azalma olduğu belirtilmesine rağmen, farklı çalışmalarda elma ve çilek (Rababah vd., 2005), kayısı (Güçlü vd., 2006), ahududu (Sablani vd., 2011), hünnap (Gao vd., 2012) ve domates (Chang vd., 2006) için toplam fenolik madde miktarında artış bildirilmiştir. Domatesin toplam flavonoid içeriğinde konvektif kurutma ve dondurarak kurutma işlemi sonrası artış olduğu belirtilmesine (Chang vd., 2006) karşın başka bir çalışmada konvektif kurutma domatesin toplam flavonoid miktarında azalmaya sebep olmuştur (Toor ve Savage, 2006). Metabolik ara ürün olarak hücre vakuollerinde biriken fenolik asitlerin ısıl işlem sayesinde bağlı formdan serbest forma geçtiği ve ısıl işlem görmüş domateste biyolojik olarak kullanılabilir likopen miktarında ve toplam antioksidan aktivitede artış olduğu bildirilmiştir (Dewanto vd., 2002). Kurutma sonrası elma, çilek (Rababah vd., 2005) ve ahudududa (Novakovic vd., 2011) toplam antioksidan aktivite değerleri artarken, Sultana vd. (2012) elma, Meija-Meza vd.(2010) ahududu, Wojdylo vd. (2009) çilek, Gao vd. (2012) hünnap ve Kerkhofs vd. (2005) domateste toplam antioksidan aktivitede azalma bildirmişlerdir. Yüksek nem içeriklerinde yüksek sıcaklığa duyarlı olan askorbik asit degradasyonun kritik nem içeriği düzeylerinde en yüksek düzeyde olduğu bildirilmiştir (Okos vd., 2007). Çeşitli kurutma işlemleri üzüm (Leong ve Oey, 2010; Carranza-Concha vd., 2012), vişne (Leong ve Oey, 2010), greyfurt 39 (Vanamala vd., 2005), çilek (Wojdylo vd., 2009), muz (Thomkapanich vd., 2007) askorbik asit içeriğinde azalmaya sebep olmuştur. 2.2.5. Meyve ve sebzelerde kurutma sırasında kaliteyi etkileyen reaksiyonlar Gıdalar üretim ve depolama süreçlerinde çeşitli kalite değişimlerine uğramaktadır. Gıdalardaki kimyasal, biyokimyasal, mikrobiyal ve fiziksel kalite değişimleri kinetik değişimleri ile açıklanmaya çalışılır. Kinetik modelleme, aktivasyon enerjisi, hız sabiti gibi karakteristik kinetik parametreleri içeren matematiksel modellerle değişimleri belirlemeye imkân sağlar (van Boekel, 2008). Kurutma süresince meyvelerin vitamin ve diğer biyoaktif bileşenlerindeki değişimleri tahmin etmede genellikle deneysel modeller kullanılmaktadır. Bu modeller belirli bir bileşen ve değişken ile kurutma prosesindeki değişkenler ya da parametreler arasındaki ilişkiyi basit olarak ifade etmektedir. Örneğin tipik bir korelasyon aşağıdaki gibi verilebilir (Devahastain ve Niamnuy, 2010): 2.5 C: İlgilenilen bileşiğin konsantrasyonu T: Sıcaklık X: ;Kurutma prosesinin bir değişkeni (nem içeriği, kurutma hava hızı) Bu tip korelasyonlar doğrusal, doğrusal olmayan ve polinomal olmak üzere 3 grupta sınıflandırılabilmektedir. Çoğunlukla beslenme değerindeki değişim kinetikleri lineer olmayan korelasyonlarla daha iyi uyum göstermektedir. Havuçta β-karoten, domateste likopen, domates dilimlerinde askorbik asit kaybı bu kinetik modellere uyum göstermiştir. Daha temel bir modelleme yaklaşımı, kurutmada meyve ve sebzelerdeki besin öğelerinin tahmin edilmesinde yaygın olarak kullanılan, çeşitli kinetik modellerin kullanımıdır. Bileşenlerin değişim 40 kinetikleri sıfırıncı, birinci, ikinci ya da pseudo birinci derece reaksiyonları takip edebilmektedir (Devahastain ve Niamnuy, 2010). Sıfırıncı derece reaksiyon: A → P 2.6 Birinci derece reaksiyon: A → P 2.7 İkinci derece reaksiyon: A + B → P 2.8 Pseudo birinci derece reaksiyon: A + B → P 2.9 P = reaksiyon hızı (mg/kg.sa) CA = t zamanında A bileşeninin konsantrasyonu (mg/kg) CB = t zamanında diğer bir B reaktantının konsantrasyonu (örneğin oksidasyon reaksiyonunda oksijen) CB0 = B reaktantının başlangıç konsantrasyonu k, k’ = reaksiyon hız sabiti (mg/kg.sa; 1/sa; kg/mg.sa) Bir gıda bileşeninin degradasyonuna ilişkin, reaksiyon derecesi ve buna ait kinetik değerler, degradasyonun gerçekleştiği ortama ve bu ortamda bulunan çeşitli bileşenlere bağlıdır (Ribeiro vd., 2003). Gıdalarda sıfırıncı derece reaksiyonlar özellikle prekursorden ya da reaktanttan daha az miktarda ürünün oluştuğu oluşum ya da bozunma reaksiyonlarında sıklıkla bildirilmiştir. Maillard reaksiyonun sonucu olan gıdalarda kahverengi rengin oluşumu sıfırıncı derece reaksiyona uyum gösterdiği bildirilmiştir. Gıdalara ilişkin birinci derece reaksiyonlara kırımızı pancarın doğal renk bileşeni olan betaninin ısıl parçalanması örnek olarak verilebilir. Maillard 41 reaksiyonu nedeniyle steril sütlerde lisin kaybının ise 2. derece reaksiyon kinetiğine uyum gösterdiği bildirilmiştir (van Boekel, 2008). Gıdalarda askorbik asit parçalanması birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum gösterirken model sistemlerdeki askorbik asit parçalanmasının pseudo birinci derece reaksiyon kinetiğini takip ettiği bildirilmiştir (Villota ve Hawkes, 2007) Basit kimyasal reaksiyonların sıcaklığa bağlılığı tanımlamak için deneysel olarak Arrhenius denkliği türetilmiştir. Bu denklik reaksiyon hız sabitini (k) mutlak sıcaklık (T) ile ilişkilendirir (van Boekel, 2008): 2.10 k = hız sabiti k0 = preeksponansiyel faktör R = evrensel gaz sabiti T = sıcaklık Aktivasyon enerjisi (Ea) değeri, reaksiyon hızının sıcaklığa bağlı olarak hangi düzeyde değiştiğini göstermektedir. Aktivasyon enerjisi moleküllerin reaksiyona girebilmek için ihtiyaç duyduğu enerji bariyeri olarak da düşünülebilir (van Boekel, 2008). Reaksiyon hızlarının (k) mutlak sıcaklığın resiprokaline (1/T) karşı çizilen doğru denkleminin eğiminden aktivasyon enerjisi (Ea) hesaplanmaktadır. Her sistemin Ea değeri kendine özgü olup bu değer, sistemin su aktivitesi düzeyi ile değişmektedir. Gıda sistemlerinde aktivasyon enerjisi 8,4–628 kJ/mol (2–150 kcal/mol) gibi geniş sınırlar arasında değişmektedir (Okos vd., 2007). Renk kurutulmuş gıda maddeleri için önemli bir kalite özelliğidir. Kurutulmuş örneklerde Maillard reaksiyonu, fenol polimerizasyonu ve pigmentlerin yıkımı gibi çeşitli reaksiyonlar meyve ve sebzelerde renk değişimleri ve esmerleşmeye neden olabilmektedir. Hunter renk parametreleri görsel renk değişimini tanımlamada faydalı olabilmektedir (Krokida vd., 1998). Meyve ve sebzelerin 42 kurutulması sırasında renk parametrelerinin kinetik değişimi ile ilgili bazı çalışmalar Çizelge 2.6’da özetlenmiştir. Çizelge 2.6. Bazı kurutulmuş meyve ve sebzelerin renk parametrelerinin reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri Meyve/sebze Kurutma yöntemi Elma, muz, patates ve havuç Konvansiyonel, vakum Konvansiyonel, vakum, mikrodalga, dondurarak, osmotik Kivi Konvektif kurutma + mikrodalga kurutma Soğan Konvektif kurutma Bamya Mikrodalga kurutma Ispanak Mikrodalga kurutma Hint altın çileği (aonla) Konvektif kurutma Longan meyvesi Konvektif kurutma n Hunter a ve b 1° Hunter a ve b 1° Hunter L, a ve b 1° Toplam renk değişimi Enzimatik olmayan esmerleşme Hunter L ve b Hunter a ve Toplam renk değişimi Hunter L ve b Kaynak - Krokida vd., 1998 Krokida vd., 2001 - Maskan, 2001 72,1-128,8 kJ/mol KaymakErtekin ve Gedik, 2005 8,596 W/g Dadalı vd., 2007a 32,34 W/g Dadalı vd., 2007b - Gupta vd., 2011 - Chunthaworn vd., 2012 0°/ 1° 0° 1° 0° 1° Hunter a ve ΔE 0° ΔE 1° CIE L* ve b* 2° CIE a* ve ΔE Esmerleşme indeksi Ea 0° 28-44,8 kJ/mol 49,30-54,39 Hunter L kJ/mol Trabzon Konvektif 58,94-56,62 Hunter a 1° hurması kurutma kJ/mol 96,24-98,43 Hunter b kJ/mol n (Reaksiyon Derecesi), Ea (Aktivasyon Enerjisi), ΔE (Toplam Renk Değişimi) Mantar Konvektif kurutma Renk parametesi 1° Xanthopoulos vd., 2014 Tülek ve Demiray, 2014 Genellikle gıda işleme süreçleri fenolik bileşikler ve vitaminler gibi antioksidan özellik gösteren doğal fitokimyasalların yıkımı ya da değişimi üzerinde en etkili faktörler olarak kabul edilmektedir (Nayak vd., 2013). Askorbik asit sıcaklık, su 43 aktivitesi, oksijen gibi çeşitli degradasyon etkenlerine çok duyarlı bir vitamin olup en dayanıksız vitaminlerden birisidir. Bu yüzden gıdaların besin kaybının belirlenmesinde askorbik asit kaybı bir kalite kriteri olarak incelenmektedir. Askorbik asit degradasyon kinetiğinin derecesi çalışmalarda farklılık göstererek sıfırıncı, birinci ve ikinci derece kinetikle uyumlu bulunmuştur (Kırca ve Cemeroğlu, 2001). Kurutma işlemi fenolik bileşikler üzerinde etkili olarak kurutulmuş ürünün antioksidan özelliklerini değiştirebilmektedir. Çizelge 2.7’de bazı meyvelerin kurutulması sonucu antioksidan özellik gösteren bileşenlerin değişiminin reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri verilmiştir. Çizelge 2.7. Bazı kurutulmuş meyve ve sebzelerin antioksidan bileşenlerinin ve antioksidan kapasitelerinin reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri Meyve/sebze Kurutma yöntemi Bileşen n Ea Kaynak Elma İnfrared kurutma AA Pseudo 1° 3,54 kcal/mol Timoumi vd., 2007 Elma (kabuk) Kondüktif kurutma TFM 1° - Henríquez vd., 2014 Domates Osmotik ve konvektif kurutma AA 1° Armut Konvektif kurutma AA TFM 1° 0° Nar (tane) Vakum kurutma Vişne (ezme) Dondurarak kurutma ve ısıl işlem Konvektif ve Vakum kurutma - TFM 1° TA TA Kuersetin3-glikozid ve fenolik asitler AA TFM 1° 15,7 kJ/mol 24.6 kJ/mol 21,93-36,23 kJ/mol 52,39-54,50 kJ/mol 42-55 kJ/mol 8,12-47 kJ/mol Marfil vd., 2008 Djendoubi Mrad vd., 2012 Karaaslan vd., 2013 Zoric vd., 2014 46,248-51,275 kJ/mol 55,037-55,124 kJ/mol 48,230 kJ/mol 39,988-41,850 kJ/mol Akdaş ve 1° TF Başlar, 2014 Antioksidan Aktivite (DPPH) n (Reaksiyon Derecesi), Ea (Aktivasyon Enerjisi), ΔE (Toplam Renk Değişimi), AA (Askorbik Mandalina asit), TA (Toplam Antosiyanin), TF (Toplam Flavonoid), TFM (Toplam Fenolik Madde) 44 2.3. Elma Cipsi Atıştırmalık ya da çerez gıdalar gıda endüstrisinde son yıllarda tüketimi artan bir ürün grubudur. Genellikle derin yağda kızartma tekniğiyle üretilen cips ve benzeri ürünler, çerez gıdalar denilince akla ilk gelen ürünlerden birisidir. Sağlıklı yaşam konusunda bazı kesimlerce eleştirilen bu ürünlerin daha besleyici alternatiflerini oluşturmak amacıyla günümüzde pek çok çalışma yapılmaktadır (Bozdemir ve Yılmaz, 2013). Meyve ve sebzelerin kurutulması ile elde edilen atıştırmalıklar besleyici yönleri sebebi ile giderek daha fazla talep görmektedir. Sağlık üzerine olumlu etkileri ve atıştırmalık üretimine uygunluğu göz önüne alındığında elmadan üretilen atıştırmalıkların geliştirilmesi üretim ve işleme endüstrisi için alternatif pazarlama seçeneği olabilmektedir (Rupasinghe ve Joshi, 2013). Kurutulmuş elma ürünleri; nem oranının % 24’ün altına düşürüldüğü, halka veya elma dilimi şeklinde dilimlenmiş evapore elma ürünleri ve nem oranının % 3-4’ün altına düşürüldüğü, ince zar veya granül şeklinde dilimlenmiş dehidre elma ürünleri olmak üzere iki tipte üretilmektedir. Çoğu elma çeşidi kurutma amaçlı kullanılmakla birlikte Red Delicious ve Golden Delicious çeşidi elmalardan yüksek kaliteli dehidre ürünler elde edildiği bildirilmiştir (Oke ve Paliyath, 2006). Elma cipsi, elma dilimlerinin %4 nem içeriğinin altına kadar dehidrate edilmesi ile elde edilmektedir. Meyve cipslerinin su içeriği diğer kurutulmuş meyvelere göre daha da düşürüldüğünden daha gevrek ve hoşa giden lezzettedir (Konopacka vd., 2002). Elma cipsleri ile ilgili sınırlı sayıda bilimsel çalışma bulunmaktadır. Kalsiyum klorür çözeltisi ile ön işlem uygulaması sonrası konvektif vakum mikrodalga kurutma ile elde edilen elma cipslerinde tekstürel, yapısal ve duyusal özellikler incelenmiştir. Elma cipslerinin gevreklikleri kalsiyum ile ön işlem görenlerde ön işlem görmeyenlerden; vakum mikrodalga kurutma 45 uygulaması ile üretilenlerde konvektif ve dondurarak kurutma yöntemleri ile üretilenlerden önemli düzeyde yüksek bulunmuştur. Fuji çeşit elmadan üretilen örneklerin gevrekliğinin Golden Delicious ve Red Delicious çeşitlerinden üretilenlerden daha yüksek bulunduğu bildirilmiştir. Duyusal analizde %1 kalsiyum klorür uygulanan örneklerde acılık hissedilmemiştir (Sham, 2000). Aşırı doygun tuz çözetilerine batırıldıktan sonra 90 °C sıcaklıkta kurutulan elma dilimlerinin sorpsiyon izotermleri belirlenmiş, kritik su aktivite değeri 0,18 olarak tespit edilmiştir (Konopacka vd., 2002). Farklı yedi elma çeşidinin kurutulması ile üretilen elma cipslerine ön işlem olarak esmerleşme önleyici doğal ajan olarak kuzukulağıgillerden çok yıllık bir bitki olan raventin seyreltilmiş çözeltisi uygulanmıştır. Bu çözelti esmerleşmeyi önlemede çok etkin bulunurken, cips üretimi için en uygun çeşit NY 674 olarak belirlenmiştir (Son, 2004). Dilim kalınlığı, kurutma sıcaklığı ve mikrodalgada ön kurutma gibi farklı koşulların son ürün olan elma cipsinde duyusal ve antioksidan özelliklere etkisinin incelendiği çalışmada, 3,5 mm kalınlığında dilimlenerek sakaroz, elma konsantresi, sitrik asit ve SO2’ten oluşan çözeltiye daldırılan ve 90°C’de %4 nem seviyesine kadar kurutulan elmalar en yüksek duyusal puanları almıştır. 150-300 W 5-10 dakika mikrodalga ile ön kurutma yapılan örneklerde kurutma zamanının kısalmasına bağlı olarak ABTS + yöntemi ile incelenen antioksidan aktivitede artış gözlenmiştir (Tarko vd., 2009). Farklı baharat çeşitleri ile aromalandırılmış elma dilimlerindeki antioksidan aktivitedeki artışın ABTS+ yöntemi ile incelendiği çalışmada antioksidan aktivite değerleri kontrol örneklerine (16,19 g Troloks Eşdeğeri/kg) göre baharatlı örneklerde daha yüksek bulunmuştur (Tarko vd., 2010). Aşırı ısıtılmış buhar ile anlık kontrollü basınç düşürerek kabartma teknolojisi (Instant pressure drop puffing with super-heated vapor-IPDPSV) uygulanarak Granny Smith çeşit elmalardan üretilen elma cipslerinin sıcak hava ile kurutma ve dondurarak kurutma uygulanan elma cipslerine göre renk ve tekstürel özelliklerinin daha iyi olduğu, cips kalitesini geliştirmek için bu teknolojinin etkin bir şekilde kullanılabileceği bildirilmiştir (An vd., 2015). 46 2.4. Kurutulmuş Meyvelerin Ambalajlanması Atıştırmalık ürünler düşük su aktiviteleri (aw<0,6) nedeni ile mikrobiyal bozulmalara karşı dirençlidirler. Ancak kimyasal ve enzimatik reaksiyonlar sebebi ile bozulmalar gerçekleşebilmektedir. Bu tür ürünlerde en önemli kalite kaybı nem çekme gibi sebeplerle gevrekliğin azalmasıdır (Min vd., 2010). Elma cipsleri şeker ve pektinden oluşan kompozisyonları ve gözenekli yapıları sebebi ile yüksek higroskopik özellikte ürünlerdir (Konopacka vd., 2002). Depolama sırasında ambalajın açılması ile birlikte kuru gıda sistemleri arzu edilen gevrekliklerini kaybedebilmektedir. Gevreklik kaybı cips gibi atıştırmalık ürünlerde tüketiciyi memnun etmemektedir. Pirinç patlağı için en uygun aw aralığının 0,2-0,4 olduğu, bu aralıkta en iyi gevreklikte ve düşük sertlikte bulunduğu bildirilmiştir. Patates ve mısır cipsleri için kritik aw değerinin 0,4 olduğu belirtilmiş, 0,5 aw değerinin üzerinde patates cipslerinin organoleptik olarak kabul edilemez olduğu tespit edilmiştir. Mısır patlağı çerezleri ve ekstrude pirinç çerezleri için kritik aw değeri sırasıyla 0,36-0,43 olarak bildirilmiştir (Min vd., 2010). Yağ oranı yüksek atıştırmalıklarda lipit oksidasyonunun sebep olduğu acılaşma ve kötü tat oluşumu ürün kalite kayıplarına sebep olabilmektedir. Ambalajlı atıştırmalıklarda vitamin kayıplarına neden olan başlıca faktör depolama sıcaklığıdır. Tat-aroma bileşenlerinin kaybı ise bazı atıştırmalıklar için önemli olabilmektedir. Cips gibi kırılgan atıştırmalıklarda fiziksel kırılmalar tüketici tarafından tercih edilmemektedir (Min vd., 2010). Ambalajlama ile gıdalar üretimden tüketiciye ulaşana kadar çeşitli fiziksel ve kimyasal bozulma reaksiyonlarına karşı korunabilmektedir. Kağıt, plastik film ve metal ambalajlar atıştırmalık/çerez gibi kuru gıdaların ambalajlanmasında kullanılabilmektedir (Min vd., 2010). Neme duyarlı ürünlerde nem bariyer özelliği iyi olan ambalaj materyallerinden faydalanılır. Fazla nem bisküvi, kraker gibi gevrek ürünlerde yumuşamaya sebep olacağından bu tür ürünlerin ambalajlanması sırasında fazla nem uzaklaştırılarak nemin ürün tarafından absorbe edilmesi engellenebilmektedir (Vermeiren vd., 1999). Gevrek gibi 47 gıdaların ambalajlanmasında dış tabakası baskılı mukavva ve iç tabakası plastik filmlerden kombine ambalajlar kullanılabilmektedir. Plastik film tabakaları (polipropilen, lamine polipropilen, alüminyum metalize edilmiş polyester filmler gibi) nem bariyer ve kapama performansını geliştirmek için kullanılabilmektedir (Min vd., 2010). Ürünün ambalajlanması sırasında uygun su buharı geçirgenliğine sahip filmlerin kullanımının yanı sıra ambalaj tepe boşluğundaki nem düzeyini kontrol eden torbacıklar ve pedler kullanılabilmektedir (Vermeiren vd., 1999). Nem tutucular (desikantlar) cips, kuruyemiş, patlamış mısır, baharatlar, bisküvi, kraker, şekerleme, süttozu, instant kahve gibi gıdaların ambalajlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Nem tutucular genelde tablet halinde olmakla birlikte nem tutucu plastik filmler şeklinde akıllı ve aktif ambalajlama sistemleri de geliştirilmiştir. Bu sistemlerde nem tutucu katman ekstrüzyon ya da laminasyonla esas ambalaj materyaline dâhil edilmektedir (Üçüncü, 2007). Kuru gıdaların ambalaj uygulamalarında silika jel, moleküler elekler, CaO ve doğal killeri (örn. Montmorillonit) içeren TyvekTM torbacıklar dâhil edilmektedir. Bu bileşenleri içeren malzemelere MINIPAX® ve STRIPPAX® torbacıklar ile DesiMax® nem absorbsiyon etiketi (United Desiccants, USA), Desipak®, Sorb-it®, Tri-sorb® ve 2-in-1TM (Multisorb Technologies,USA) torbacıklar örnek olarak verilebilir (Vermeiren vd., 1999). Gevrek ve atıştırmalıkların raf ömrü ambalajdaki kalıntı oksijenin uzaklaştırılmasıyla, gıdada ya da ambalaj materyalinde antioksidanların ya da O2 yakalayıcıların kullanılmasıyla, seçici gaz bariyeri ambalajların kullanımıyla ve paket içi gaz kompozisyonunun başlangıçta değiştirilmesiyle uzatılabilmektedir. Yüksek yağ içerikli atıştırmalıklar için oksijen ve ışık bariyeri ambalajların kullanımı uygun olmaktadır (Min vd., 2010). C vitamini ve karoten kaybının etkili olabileceği kurutulmuş meyve ve sebze ürünlerinin oksijen ve su buharı geçirmeyen ambalajla azot gazı eşliğinde ambalajlanması tavsiye edilmektedir (Üçüncü, 2007). 48 Kızartılmış atıştırmalık gıdaların ambalajlanmasında genel olarak çok katmanlı malzemeler kullanılmaktadır. Aluminyum folyo ya da bariyer polimer ile sarılmış, LDPE folyo ile vakum altında kapatılmış, spiral katlamalı mukavva kutular da mekanik korumanın gerektiği bazı özel ürünlerin ambalajlanmasında kullanılabilmektedir. Ayrıca kavrulmuş kuruyemişler için ambalaj kapatılmadan hemen önce N2 gazı uygulanmış metal kutuların kullanımı yüksek kaliteli ürünler için popüler bir ambalajlama uygulamasıdır (Robertson, 2006). Ambalaj materyalinin atıştırmalık gıdaların oda sıcaklığında stabilitesi üzerine etkileri ile ilgili mevcut bilgiler sınırlıdır. Bu ürünler satış reyonlarında çoğunlukla floresan ışık altında bulunduğundan esnek ambalaj materyalleri çoğunlukla renklendirilir ya da daha genel olarak mukavva kutular içerisine yerleştirilir. Atıştırmalık gıdaların ambalajlanmasında metalize filmlerin kullanımı yaygındır. Metalize filmler etkin ışık bariyerleri olmakla birlikte bazı ışıkların ambalaj içerisine girişine izin vermektedir (Robertson, 2006). Osmotik kurutma sonrası konvektif kurutma uygulanmış ve yalnızca konvektif kurutma uygulanmış düşük su aktivite değerlerine sahip (aw=0.11) elma cipsleri OPP (oriente- tek yönde gerdirilmiş- polipropilen) ve metPP (metalize polipropilen) filmlerle paketlenmiş 38°C sıcaklıkta %90 bağıl nemli ortamda depolanmıştır. Metalize film ile ambalajlanmış ve osmotik ön işlem uygulanmış elma cipsleri ön işlem uygulanmamışlardan 15 gün daha fazla gevrekliğini korumuştur. Metalize filmler bu tür higroskopik ürünlerin ambalajlanması için tavsiye edilmiştir (Gobbi vd., 2012). OPP-LDPE (Low Density Polyethylene-Düşük Yoğunluklu Polietilen)–PVC (Polyvinyl chloride), UV ışığı absorbe eden bir bileşenin dahil edildiği HDPE (High Density Polyethylene-Yüksek Yoğunluklu Polietilen) -EVA (Ethylene-vinyl acetate) kopolimer ve titanyum dioksit ışık bariyerli HDPE-EVA kopolimer ambalajlarda paketlenmiş patates cipslerinde 21°C’de %55 bağıl nemli ortamda, 140-230 foot candle sürekli floresan ışık altında 7 günde ayırt edilen okside tat geliştiği bildirilmiştir (Robertson, 2006). 49 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Hammadde Çalışmada kullanılan Starking Delicious (SD), Golden Delicious (GD) ve Granny Smith (GS) çeşit elmalar elma üretimi, ticareti ve soğuk depolama alanlarında faaliyet gösteren Gülbudak Gıda Tekstil İnşaat ve Ticaret Ltd. Şti. (EğirdirIsparta) temin edilmiştir. Elmalar çalışmaya başlayıncaya kadar +4 °C sıcaklıkta soğuk depolarda birkaç gün muhafaza edilmiştir. 3.2. Elma Cipsi Üretimi Yıkama işlemi sonrası elmaların çekirdek çıkarıcı ile çekirdek evleri çıkarılmış, hızla dilimleme işlemine alınmıştır. Elma dilimlemede dilimleme kalınlığı hassas ayarlanabilen dilimleme makinesi kullanılmıştır (Arisco, HBS250, İstanbul). Elmalar ön denemeler sonrası 4 mm olarak belirlenen dilim kalınlığında halka şeklinde dilimlenmiştir. Elma cipsi üretiminde bu çalışma için dizayn edilen laboratuvar tipi zorlamalı sirkülasyonlu tepsili kurutucu (Eksis Endüstriyel Kurutma Sistemleri Ltd. Şti., Isparta) kullanılmıştır (Şekil 3.1 ve 3.2). Paslanmaz çelik iç ve dış kabinden oluşan kurutucu 2 adet 3 kW elektrikli ısıtma sistemi ve devir kontrollü sirkülasyon fan sistemi ile kurutma sağlamaktadır. Elma cipsi üretimi için ön denemeler sonrası belirlenen 65-70-75 °C kurutma sıcaklıkları uygulanmıştır. Kurutma süreleri ön denemeler sonrası 65-70-75 °C sıcaklıklar için sırasıyla 8, 6 ve 5 saat olarak belirlenmiştir. Kurutucuya entegre sıcaklık ve bağıl nem sensörlerinden alınan kurutma ortamının sıcaklık ve bağıl nem değerleri 2 dakika aralıklarla USB depolama aygıtına kaydedilmiştir. Bütün kurutma denemelerinde 1,2 m/s hava hızı sabit tutulmuştur. Dilimlenmiş elma cipsleri, 10 adet 45x45 cm ebatlarında (toplam kurutma alanı 2 m2), delikli, teflon kaplama alüminyum tepsilere tek sıra halinde dizilmiştir. Kurutucunun döndürme sistemli raflarına yerleştirilen tepsilerin dönme hızı 1200 devir/dk’ya ayarlanmıştır. 50 Şekil 3.1. Zorlamalı sirkülasyonlu tepsili kurutucu Şekil 3.2. Zorlamalı sirkülasyolu kurutucu şematik görünüş (a) Ön görünüş (b) Üst görünüş Farklı sıcaklıklarda üretimi yapılan elma cipsleri için Çizelge 3.1’de belirtilen zaman aralıklarında kurutucu durdurularak, her defasında rastgele ikişer tepsi çekilmek suretiyle örnek alımı gerçekleştirilmiştir. Şekil 3.3’te son ürün elma cipsleri görülmektedir. Örnekler kısa bir süre soğumaları beklendikten sonra ağzı sıkıca kapanabilen poşetlere alınmıştır. Fiziksel analizler örnek alımını takiben gerçekleştirilmiştir. Kimyasal dondurucuda bekletilmiştir. 51 analizler için örnekler -18°C’de Çizelge 3.1. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinde örnek alma zamanları Sıcaklık (°C) 65 70 75 Örnek alma zamanı (saat) 65°C 70°C 75°C Golden Delicious 0 0 0 2 2 1 4 3 2 5 4 3 6 5 4 8 6 5 70°C 65°C 75°C Granny Smith 65°C 70°C 75°C Starking Delicious Şekil 3.3. Farklı sıcaklıklarda farklı çeşit elmalardan üretilen elma cipsleri 3.3. Ambalajlama ve Depolama Üç farklı elma çeşidinin üç farklı sıcaklıkta kurutulması ile üretilen elma cipslerine uygulanan duyusal analiz sonuçlarına göre en yüksek puanı alan elmalardan cips üretimi gerçekleştirilmiştir. Elma cipsleri yaklaşık 70 gr ağırlıkta olacak şekilde bariyer özellikte [PET (Polyethylene terephthalate) +OPA (Oriented polyamide) +ALU (aluminyum) (9µm)+CPP (Cast polypropylene), 110 µm) ve bariyer olmayan (HDPE-High Density Polyethylene, 12 µm, nem geçirgenliği: 15,42 g/m², Korozo Plastik, İstanbul) ambalaj materyali kullanılarak ambalajlanmıştır. Ambalajlama ve depolama denemesi 3 tekerrür 2 paralel olacak şekilde planlanmıştır. Oda sıcaklığında (20±5°C; %55- 52 60 bağıl nem) 6 ay depolanan elma cipslerine ambalajlamayı takiben 1, 2, 3, 4, 5 ve 6. aylarda fiziksel ve kimyasal analizler uygulanmıştır. 3.4. Nem Tayini Toplam kuru madde halojen lambalı ısıtma sistemine sahip nem tayin cihazında (Schimadzu MOC 63 U, Tokyo, Japonya) aşamalı sıcaklık modu (70°C, 90°C, 105°C) kullanılarak belirlenmiştir. Toplam kuru madde sonuçlarından elde edilen % nem miktarları kuruma eğrilerinin oluşturulmasında, kuruma hızının hesaplanmasında, kurutma verilerinin ince tabaka kurutma modellerine uygunluğunun belirlenmesinde kullanılmıştır. 3.5. Kurutma Karakteristiklerinin Belirlenmesi 3.5.1. Kurutma eğrilerinin oluşturulması ve kuruma hızının hesaplanması Kuruma eğrileri nem içeriğinin zamana karşı ya da serbest nem içeriğinin kuruma hızına karşı grafiğe geçirilmesi ile elde edilmiştir. Kuruma hızının hesaplanmasında belirli bir t anında materyalde bulunan alınabilir nem miktarını gösteren nem içeriği (x; kg H2O/kg kuru madde-km) kullanılmıştır. Elde edilen nem içeriklerinin zamana bölünmesi ile kuruma hızları (DR; kg H2O/kg km sa) hesaplanmıştır. 3.1 3.5.2. Kurutmanın matematiksel modellenmesi Kuruma kinetiğinin modellenmesinde boyutsuz bir terim olan ve Eşitlik 3.2 ile ifade edilen boyutsuz nem oranı (MR) kullanılmıştır (Yağcıoğlu, 1999). 3.2 53 m= Ürünün belirli andaki nem içeriği me= Denge nem içeriği m0= Başlangıç nem içeriği me değeri diğer nem miktarlarına göre küçük olduğundan genellikle birçok çalışmada ihmal edilmektedir. Bu çalışmada literatürde sıklıkla kullanılan ince tabaka modelleri kullanılmıştır (Çizelge 3.2). Bu modellerin deneysel kuruma eğrileriyle uyumu nonlineer regresyon analizi ile test edilmiştir. Modellerin uyumluluğu belirleme katsayısı (R2)’nin 1’e yakın olması ve RMSE (Root Mean Square Error) değerlerinin düşük olması dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Çizelge 3.2. Kurutma verilerinin değerlendirilmesinde kullanılan ince tabaka modelleri Model Denklem Eşitlik No Newton MR = exp(-kt) 3.3 Page MR = exp(-ktn) 3.4 Modifiye Page MR = exp[-(kt)n] 3.5 Henderson ve Pabis MR = aexp(-kt) 3.6 Logaritmik MR = aexp(-kt) + c 3.7 Midilli ve Küçük MR = aexp(-ktn)+bt 3.8 Çift Terimli MR = aexp(k0t) + bexp(k1t) 3.9 3.5.3. Etkin difüzyon katsayısının ve aktivasyon enerjisinin belirlenmesi Etkin diffüzyon katsayısı hesaplanırken ısı transferi ihmal edilerek sıcaklığın tüm noktalarda sabit olduğu, büzüşmenin olmadığı, kütle transferinde dış direncin iç dirence kıyasla ihmal edilebilir olduğu ve su yayılımının ürün içinde eşit olduğu varsayılmıştır. Etkin diffüzyon katsayısını belirlemek için deneysel verilerden elde edilen boyutsuz nem oranının doğal logaritması zamana karşı çizilmiştir. Elde edilen doğrusal grafiğin eğim değeri Eşitlik 2.3’ün doğal 54 logaritmasının alınmasıyla elde edilen eşitlikte (3.10) yerine konularak etkin diffüzyon katsayısı hesaplanmıştır. 3.10 Difüzyon katsayılarının sıcaklıkla değişimi Arhennius denkliği ile belirlenmiştir (2.4). Farklı sıcaklıklarda kurutulan elma cipslerinin difüzyon katsayılarının sıcaklığın tersine karşı çizilmesi ile elde edilen doğrunun eğiminden aktivasyon enerjisi (Ea) hesaplanmıştır. SPSS programı (SPSS, Ver. 16.0) kullanılarak uygulanan doğrusal regresyon analizi ile belirleme katsayıları (R2) ve Tahminin Standart Hatası (Standard Error of Estimates-SEE) belirlenmiştir. 3.6. Su Aktivitesinin Belirlenmesi Örneklere ait su aktivite değerleri Novasina marka LabMASTER (standart model, Lachen, İsviçre) su aktivitesi ölçüm cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Örnekler cihazın özel kabına konularak sızdırmaz çelik hücreye yerleştirilmiştir. Oda sıcaklığında ortam ile dengeye gelen örneğin su aktivite değeri cihaz ekranından okunarak kaydedilmiştir. 3.7. Polifenol Oksidaz Enzim Aktivitesinin Belirlenmesi Örneklerde Polifenol oksidaz (PFO) aktivitesini belirlemek amacıyla enzim ekstraksiyonu yapılmıştır. Bu amaçla taze elmalar aseton ilavesi sonrası blendırda parçalanmış, Buchner hunisinden filtre edilerek aseton tozu elde edilmiştir (Yemenicioğlu ve Cemeroğlu 2013). Enzimin kateşolu okside etmesiyle oluşan renk değişimi 30°C’de 15 sn aralıklarla Biotek Synergy™ HT Multi-Detection Mikroplaka Okuyucu (Winooski, Vermont, USA) cihazında ölçülmüştür. 475 nm dalga boyunda absorbans değerlerinin oluşturduğu eğrinin doğrusal kısmının eğiminden enzim aktivitesi hesaplanmıştır (Walker, 2001). 55 3.8. pH ve Titrasyon Asitliğinin Belirlenmesi Elma örnekleri 5 g örnek 45 mL damıtık su eklenerek homojenizatör yardımıyla homojen hale getirildikten sonra pH değeri pHmetre (Schott Lab 860 pH metre (Mainz-Almanya) ile belirlenmiştir. Titrasyon asitligini belirlemek amacıyla 0.1 N NaOH ile pH 8.1 olana kadar titrasyon yapılmış ve sonuç kuru ağırlıkta (k.a.) malik asit eşdeğeri (g MAE/100 g) olarak ifade edilmiştir. 3.9. Hidroksi Metil Furfural Miktarının Belirlenmesi Kurutma aşamalarında oluşan Hidroksi Metil Furfural (HMF) miktarı, barbitürik asit ve p-toluidine ile muamele edilen örneklerdeki oluşan kırmızı rengin yoğunluğunun spektrofotometrik olarak belirlenmesiyle tespit edilmiştir. Bu amaçla örnekler öğütüldükten sonra uygun oranda seyreltilmiş ve filtre edilmiştir. Her örnekten 2’şer ml iki cam tüpe aktarılmış, üzerlerine p-toluidin çözeltisi eklenmiştir. Tüplerden birisine barbitürik asit çözeltisi, diğerine destile su aynı miktarda ilave edilmiştir. Her iki tüpteki renk değişimi 550 nm dalga boyunda absorbans değerinin okunması ile kaydedilmiştir. Okunan absorbans değerleri saf hidroksimetil furfural kullanılarak çizilen standart eğrinin denkleminde yerine konularak HMF miktarı mg/kg olarak hesaplanmıştır (Cemeroğlu., 2013). 3.10. Şeker Bileşiminin Belirlenmesi Örneklerin monosakkarit kompozisyonun belirlenmesi için HPLC (Shimadzu SCL-10A, Scientific Instruments, Inc., Tokyo, Japonya) sistemi kullanılmıştır. HPLC cihazı; RID (Refractive Index Detector) dedektör, sistem kontrol ünitesi (LC 20ADvp), pompa (LC 10ADvp), gaz ayırıcı (DGU 20A) ve kolon fırını (CTO 10Avp) kısımlarından oluşmaktadır. Sukroz (S9378, Sigma, Almanya), glukoz (D-(+)-Glucose, G8270, Sigma, Almanya) ve fruktoz (D-(−)-Fructose, F0127, Sigma, Almanya) standartlarının ayrımı Transgenomic COREGEL 87P kolon ile sağlanmıştır. Mobil faz olarak deionize saf su kullanılmıştır. Kolon sıcaklığı 80ᵒC, 56 akış hızı 0,6 mL/dak olarak ayarlanmıştır. Monosakkaritlerin standart kromatogramları Şekil 3.4’te verilmiştir. Taze ve kuru örnekler parçalandıktan sonra saf su ile seyreltilerek homojenize edilmiştir. 0,45 µm filtreden geçirilen örnekler 0,20 µl hacminde sisteme enjekte edilmiştir. Örneklerdeki şeker miktarları dış standart yöntemi kullanılarak oluşturulan standart eğrinin doğru denkleminden hesaplanmıştır. Şekil 3.4. Standart monosakkarit kromatogramı 1. Sukroz 2. Glukoz 3. Fruktoz 3.11. Askorbik Asit Miktarının Belirlenmesi Askorbik asit miktarının belirlenmesinde 2,6-dikloroindofenol (DFİF) çözeltisinin indirgenmesine ve 500 nm dalga boyunda absorbans farkının spektrofotometrik olarak ölçümüne dayanan yöntem kullanılmıştır (Cemeroğlu vd., 2013). Örneklerdeki askorbik asit miktarı askorbik asit standart eğrisinden mg/kg olarak hesaplanmış ve kuru ağırlık bazında verilmiştir. Örnekler uygun oranda seyreltildikten sonra homojenize edilmiş, süzülerek 2,5 ml süzüntü üzerine 2,5 ml asetat tampon 1 ml boya ve 5 ml ksilen ilave edilmiştir. 6-10 sn karıştırılan örnekler 4100 rpm de 10 dk santrifüj edilmiştir. Üstteki ksilen fazının absorbansı 500 nm dalga boyunda ölçülmüştür. Şahit çözeltinin absorbansından çıkarılan absorbans farkı L-askorbik asit çözeltisi ile çizilen standart eğride yerine konularak askorbik asit konsantrasyonu belirlenmiştir. 57 3.12. Toplam Fenolik Madde Miktarının Belirlenmesi Toplam fenolik madde (TFM) miktarı kolorimetrik Folin-Ciocalteu yöntemine göre belirlenmiştir (Singleton ve Rossi, 1965; Singleton vd., 1999). Uygun seyreltmeler yapılan örneklere %20 sodyum karbonat çözeltisi ve folin ayracı ilave edilmiştir. 2 saat reaksiyon süresinin tamamlanmasının ardından spektrofotometrede (Shimadzu Scientific Instruments, Inc., Tokyo, Japonya) 760 nm dalga boyunda örneklerin absorbans değerleri belirlenmiştir. Örneklerin absorbans değerleri gallik asit standart eğrisinden elde edilen denklemde yerine yerleştirilerek örneklerin TFM miktarları mg/100 g kuru ağırlık (k.a.) gallik asit cinsinden hesaplanmıştır. 3.13. Toplam Flavonoid Miktarının Belirlenmesi Örneklerin Toplam flavonoid miktarı spektrofotometrik olarak belirlenmiştir (Zhishen vd., 1999). Saf su ile uygun oranlarda seyreltilen örneklerde sodyum nitrit (NaNO2), alüminyum klorür (AlCl3) ve NaOH çözeltilerinin ilavesi sonrası karışımın absorbansı 510 nm’de ölçülmüştür. 0-400 mg/L aralığında kateşin çözeltisi kullanılarak kateşin kalibrasyon eğrisi çizilmiştir. Spektrofotometrede belirlenen absorbans değerleri, kateşin kalibrasyon eğrisinden oluşturulan denklemde yerine konularak toplam flavonoid miktarı mg kateşin eşdeğeri (KE)/100 g k.a. olarak hesaplanmıştır. 3.14. Oksijen Radikali Antioksidan Kapasite (ORAC) Tayini Örneklerin toplam antioksidan aktivitesinin belirlenmesinde kullanılan yöntemlerden birisi Oksijen Radikal Absorbans Kapasitesi (ORAC) yöntemidir. Antioksidan aktivite ölçümü kinetik olarak Biotek Synergy™ HT Multi-Detection Mikroplaka Okuyucu (Winooski, Vermont, USA) cihazında gerçekleştirilmiştir. Çeşitli dilüsyonlarda hazırlanan örnekler ve troloks standart çözeltilerinden 25 µL mikroplaka kuyucuklarına aktarılmıştır. Mikroplaka kuyucuklarına cihaz tarafından otomatik olarak floressein çözeltisinin ilavesi sonrası 37 °C’de karanlıkta 30 dakika inkübasyon süresi beklenmiştir. Süre bitiminde 58 mikroplakadaki kuyucuklara 25 µL 2,2’-Azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) çözeltisi yine cihaz tarafında ilave edilerek 37 °C’de karanlıkta 90 dakika sürecek reaksiyon başlatılmıştır. Reaksiyon süresinin her dakikasında 485–520 nm egzitasyon-emisyon dalga boyunda flouresans okuma yapılarak Gen 5TM bilgisayar yazılım programına kaydedilmiştir. Yazılım programı tarafından troloks standart eğri denkleminden hesaplanan ORAC değerleri mmol TE (Troloks Eşdeğeri)/100 g k.a. olarak hesaplanmıştır (Wu vd., 2008). 3.15. Troloks Eşdeğeri Antioksidan Kapasite (TEAC) Tayini Örneklerin TEAC yöntemi ile toplam antioksidan aktivitesinin belirlenmesi ABTS+ radikal katyonunun antioksidan bileşenlerle reaksiyona girmesi sonucunda 734 nm deki absorbansının düşürülmesi prensibine dayanmaktadır (Re vd., 1999). Absorbansı ayarlanmış ABTS çözeltisine uygun konsantrasyonlarda seyreltilmiş ve homojenize edilmiş örnek ilave edilmiştir. 30 °C de 6 dakika süren reaksiyonun tamamlanmasının ardından absorbans değeri Biotek Synergy™ HT Multi-Detection Mikroplaka Okuyucu (Winooski, Vermont, USA) cihazında okunmuştur. Standart eğri oluşturmak amacıyla farklı troloks konsantrasyonları hazırlanmış ve % inhibisyon denklemi oluşturulmuştur. Sonuçlar mmol TE/100 g k.a. olarak ifade edilmiştir. 3.16. Başlıca Fenolik Bileşenlerin Belirlenmesi Elma cipsi örneklerinde fenolik bileşen analizi HPLC (Shimadzu SCL-10A, Scientific Instruments, Inc., Tokyo, Japonya) cihazında gerçekleştirilmiştir.. HPLC cihazı; DAD dedektör, sistem kontrol ünitesi (LC 20ADvp), pompa (LC 10ADvp), gaz ayırıcı (DGU 20A) ve kolon fırını (CTO 10Avp) kısımlarından oluşmaktadır. Örneklerdeki fenolik bileşen miktarlarını belirlemede kullanılacak standartlar olan gallik asit, klorojenik asit, kateşin, epikateşin, kafeik asit ve rutinin ayrımı Gemini C18 (150x3 mm, 5 µm, 110A, Phenomenex) kolon ile gerçekleştirilmiştir. Analizde %18 asetonitril ve 50 mM o-fosforik asit içeren mobil faz kullanılmıştır. Mobil fazın pH`sı, 4,50 değerine 1 M NaOH ilavesi 59 ile ayarlanmıştır. Kolon fırını sıcaklığı 30°C ve mobil fazın akış hızı 0,6 mL/dk`ya ayarlanmıştır. Fenolik bileşik standartlarının ayrımı 198 nm dalga boyunda DAD dedektör kullanılarak yapılmıştır. Fenolik bileşiklerin kromatografik ayrımı 8,5 dakikada gerçekleştirilmiştir. Standart kromatogram Şekil 3.5’te verilmiştir. Şekil 3.5. Standart fenolik bileşen kromatogramı: 1. Gallik asit 2. Klorojenik asit 3. Kateşin 4. Kafeik asit 5. Epikateşin 6. Rutin 3.17. Maya Küf İçeriğinin Belirlenmesi İki farklı ambalaj materyali ile ambalajlanan elma cipslerinde depolama sürecinde maya-küf gelişimi takip edilmiştir. Aseptik koşullarda alınan elma cipsleri uygun oranda peptonlu su ile seyreltilerek %1,4 laktik asit ilaveli Potato Dextrose Agara (Merck, Darmstadt Almanya) ekim yapılmıştır. 25 °C’de 5 gün inkübasyon sonunda petrilerde maya küf gelişimi incelenmiştir. 3.18. Renk Değerlerinin Belirlenmesi Kurutma aşamalarında, son üründe ve depolama örneklerinde renk ölçüm cihazı ile (Minolta CR 400 model Osaka, Japan) belirlenmiştir. Cihazın ölçüm öncesi kalibrasyonu beyaz seramik plakaya (L=97,47 a=–5,44 b=7,26) karşı yapılmıştır. Renk ölçümü rastgele seçilen 3 örneğin 3 noktasından olmak üzere 60 örneklerin üstte kalan yüzeylerinde gerçekleştirilmiştir. Örneklerin cihaz ekranından okunan Hunter L (parlaklık), a (kırmızılık-yeşillik) ve b (sarılıkmavilik) değerleri kaydedilmiştir. Renk değerleri işleme ve depolama sırasındaki renk değişim eğilimini belirten Toplam renk değişimi (ΔE) ile ifade edilmektedir. Toplam renk değişimi L, a ve b değerlerinin Eşitlik 3.11’de yerine konmasıyla bulunmuştur (Jha, 2010). 3.11 3.19. Kırılma Kuvvetinin Belirlenmesi Elma cipslerinin kırılma kuvveti Ametek Lloyd LF Plus tekstür analiz cihazında (Lloyd Instruments Ltd., Hampshire, İngiltere) 50 N’luk yük hücresi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elma cipsi örnekleri gevrek kırma destek aparatı üzerine yerleştirilmiş ve 10 mm çapındaki küresel prob kullanılarak örneklerde analiz sonucunda elde edilen yük-deformasyon grafiklerinden kırılma kuvveti (Newton) belirlenmiştir (Segnini vd., 1999). Cihaz parametreleri test hızı 5.0 mm/s; nüfuz etme derinliği 5 mm olarak belirlenmiştir. 3.20. Duyusal Değerlendirme Üç farklı sıcaklık ve üç farklı çeşit elmadan üretilen elma cipslerinin duyusal olarak en beğenilenini belirlemek amacıyla lezzet profili analizi ve doku profili analizi tanımlayıcı test tipi uygulanmıştır (Meilgaard vd., 1999; Lawless ve Heymann, 2010). Ön duyusal değerlendirmeler sonucu tanımlayıcı kelimeler ve duyusal değerlendirme formu oluşturulmuştur. Duyusal değerlendirmede örnekler görünüş (renk ve şekil), koku, ses (elde ve ağızda kırarak), tekstür (kırılganlık-elde ve sertlik, çiğnenebilirlik-ağızda), tat (tatlılık, ekşilik, karamelize tat) ve genel değerlendirmeyi ifade eden tanımlayıcı kelimeler kullanılmıştır. Puanlama sistemi en fazla beğeni 6; en az beğeni 1 61 puan olacak şekilde oluşturulmuştur. Duyusal değerlendirme formu Ek A’da sunulmuştur. Duyusal değerlendirme Süleyman Demirel Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü Duyusal Analiz Laboratuarında duyusal değerlendirme konusunda deneyimli, 22-35 yaş Aralığında, 14 kişilik panelist grup tarafından gerçekleştirilmiştir. Örnekler 3 haneli rastgele seçilmiş sayılarla kodlanmıştır. Duyusal değerlendirmenin ilk aşamasında her bir çeşit elmanın 3 farklı sıcaklıkta üretilen elma cipsi tek bir tabakta olacak şekilde panelistlere 3 defada servis edilmiştir. İlk aşamada toplanan formlar değerlendirilerek üç elma çeşidi için en fazla beğeni alan sıcaklıkta üretilen elma cipsleri belirlenmiştir. İkinci aşamada 3 farklı çeşit elma cipsi tek bir tabakta panelistlere servis edilmiştir. Farklı çeşitlerden en fazla puan alan çeşit belirlenmiştir. Duyusal değerlendirmeden en yüksek puanı alan örnek çalışmanın ambalajlama ve depolama kısmında araştırma materyali olarak kullanılmıştır. 3.21. Kurutma Sırasında Kalite ve Antioksidan Özelliklerdeki Değişim Kinetiğinin Belirlenmesi Kurutma sırasında Toplam Renk Değişimi, HMF, TFM miktarı, Toplam Flavonoid Miktarı, Askorbik asit içeriği, ORAC ve TEAC değerlerinin değişim kinetiği incelenmiştir. Bu değişimlerin reaksiyon derecesini hesaplamak için ölçüm sonuçları veya konsantrasyon verileri doğrudan, doğal logaritması alınarak ve tersleri alınarak ayrı ayrı grafiğe aktarılmıştır. Elde edilen verilere SPSS programı (SPSS, Ver. 16.0) kullanılarak doğrusal regresyon analizi uygulanmıştır. Yüksek belirleme katsayıları (R2) ve düşük Tahminin Standart Hatası (SEE) değerlerinin değerlendirilmesi ile her bir parametre için reaksiyon derecesi belirlenmiştir. Reaksiyonun sıcaklığa bağımlılığı, Arrhenius eşitliği ile belirlenmiştir. Reaksiyon hızlarının mutlak sıcaklığın tersine karşı çizilen doğrunun eğiminden her bir çeşit için Aktivasyon enerjisi (Ea) hesaplanmıştır. 62 3.22. Sonuçların İstatistiki Analizi Bu çalışma ön denemeler sonrasında üç tekerrür yapılmış, analizler paralelli olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın deneme deseni tesadüf blokları içinde 3x3 faktöriyel düzenleme olarak seçilmiştir. Çeşitler (3) ve sıcaklıklar (3) arasındaki farklılıkların değerlendirilmesinde varyans analizi (General Linear Model) kullanılmıştır. Gruplar arası farklılığın belirlenmesinde Duncan testi (p<0,05) kullanılmıştır. Varyans analizi, çoklu karşılaştırma testleri ile lineer ve non lineer regresyon analizleri SPSS istatistik programı ile gerçekleştirilmiştir (SPSS, Ver. 16.0). 63 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA 4.1. Elma Cipsinin Kalite ve Antioksidan Özelliklerine Kurutmanın Etkisinin Değerlendirilmesi 4.1.1. Kurutma karakteristikleri Kurutma karakteristiklerinin belirlenmesi amacıyla kurutma kabini içindeki bağıl nem ve sıcaklığın zamana karşı değişimi incelenmiş, kurutma hızının hesaplanması sonrasında ise kurutmanın matematiksel modellenmesiyle etkin difüzyon katsayıları ve aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. 4.1.1.1. Kurutma kabini içindeki bağıl nem ve sıcaklığın zamana karşı değişimi Şekil 4.1’de kurutma sürecinde kabin içerisindeki kurutma havasının bağıl nem değişimi gösterilmiştir. Kabin içerisindeki bağıl nem değerleri kurumanın ilerlemesi ve ürün neminin giderek azalmasına bağlı olarak düşüş göstermiştir. 65, 70 ve 75 °C sıcaklıkta kurutulan elma cipsleri için son bağıl nem değerleri sırasıyla %5,70-8,30; % 4,70-5,90 ve % 3,20-3,83 değerleri arasında değişim göstermiştir. Kurutma havası sıcaklığı, örnek alma sırasında fırın kapağının açılmasına bağlı olarak küçük değişimler göstermekle birlikte kurutma sıcaklığı genel olarak sabit kalmıştır (Ek B). 64 SD 40 Bağıl nem (%) 30 20 10 0 GD 40 Bağıl nem (%) 30 20 10 0 GS 40 65 Bağıl nem (%) 30 70 20 75 10 0 0 100 200 300 Kurutma süresi (dk) 400 500 Şekil 4.1. Kurutma sırasında kabin içi bağıl neminin zamana bağlı değişimi 65 4.1.1.2. Kuruma eğrileri ve kuruma hızı Şekil 4.2’de 65, 70 ve 75°C sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin ürün nem değerlerinin zamana bağlı olarak değişimini gösteren kuruma eğrileri verilmiştir. Hedeflenen ürün nem değerine ulaşmak için ön denemelerde belirlenmiş olan 8, 6 ve 5 saatlik süreler sırasıyla 65, 70 ve 75°C sıcaklıklar için uygulanmıştır. Şekil 4.2. Farklı kurutma sıcaklıklarında ürün nem değerlerinin zamana bağlı olarak değişimi 66 Kuruma hızı eğrisi genellikle sabit hız periyodu ve azalan hız periyodu olmak üzere iki ana bölümden meydana gelir. Sabit hız periyodunda ürün yüzeyi üzerinde sürekli bir sıvı film tabakası bulunmaktadır. Bu bağlı olmayan sudur ve katıdan bağımsız davranmaktadır. Buharlaşma hızı serbest su yüzeyinden olan hız ile aynıdır (Geankoplis, 2011). Kuruma hızı 65°C, 70°C ve 75°C sıcaklıklarda Eşitlik 3.1’den kg H2O/kg km sa olarak hesaplanmış ve grafiğe geçirilmiştir (Şekil 4.3). Örneklerin kuruma hızları ürün nemine ve zamana bağlı olarak giderek azalan bir eğilim sergilemiştir. Kuruma eğrileri incelendiğinde yalnızca azalan hız periyodu gözlenirken sabit hız periyodu gözlenmemiştir. Gıdaların kurutulması, higroskopik ve büzüşen bir sistemde kütle ve enerji transferi eş zamanlı gerçekleştiğinden karmaşık bir süreçtir. Genellikle sabit hız periyodu bu tür gıdalarda gözlenmemektedir (Ratti ve Mujumdar, 2005). Çoğu meyve ve sebzenin kurutulmasında sadece azalan hız periyodunun gözlendiği bildirilmiştir (Kiranoudis vd., 1992). Azalan hız döneminde, nemin azalması ile ürün içerisindeki difüzyon azalmakta ve nem transferi giderek zorlaşmaktadır. Böylelikle kuruma hızında azalma meydana gelmektedir (Rizvi, 1995). Laboratuar tipi tünel kurutucuda farklı kurutma hızları (1,7–3,0 m/s) ve sıcaklıklarında (78–94°C) elma küplerinin kurutulması sırasında yalnızca azalan hızda kuruma evresi gözlenmiştir (Üretir vd., 1996). Benzer şekilde laboratuar tipi tünel kurutucuda 40-70°C sıcaklıklar arasında kurutulan elmaların kuruma eğrilerinde azalan hız periyodu gözlenmiştir (Ben Mabrouk vd., 2012). Konvektif tip siklon kurutucuda elma dilimlerinin kuruma eğrisi de azalan hız dönemi şeklinde gözlenmiştir (Akpınar vd., 2003). 60°C sıcaklıkta ve farklı hava hızlarında (0.64-2.75 ms-1) konvektif hava ile elma kurutma işleminde düşük hava hızlarında sabit hızlı ve azalan hızlı kuruma evreleri, yüksek hava hızlarında ise 1. ve 2. azalan hızlı kuruma evrelerinin gerçekleştiği bildirilmiştir (Velić vd., 2004). Mikrodalga-konvektif hava ile elma ve çilek kurutulması sırasında her iki üründe de sabit hızlı ve azalan hızlı kuruma evrelerinin 67 görüldüğü bildirilmiştir (Contreras vd. 2008). Dört farklı armut çeşidinin güneşte kurutulması sonucunda sabit hızda kuruma periyodu gözlenmemiş, iki aşamalı azalan hızda kuruma periyodu gözlenmiştir (Guiné vd., 2007). Marie Menard ve Guillevic çeşit elmaların 45°C sıcaklıkta konvektif kurutulmasında kurutmanın başlangıcında kurutma hızı 5 x 10−3 kg kg−1km s−1 ve 2,7 x 10−3 kg kg−1 km s−1 olarak belirlenmiş ve bu farklılığın çeşitlerin hücre duvarı bileşiminin farklılığından kaynaklandığı belirtilmiştir. Azalan nem içeriklerinde her iki çeşit için de kurutma hızı benzer bulunmuştur (Devic vd., 2010). 68 SD Kuruma hızı (kg H2O/kg km sa) 4 3 2 1 0 GD Kuruma hızı (kg H2O/kg km sa) 4 3 2 1 0 GS Kuruma hızı (kg H2O/kg km sa) 4 65°C 3 70°C 75°C 2 1 0 0 1 2 3 4 5 Ürün serbest nemi (kg H2O/kg km) 6 Şekil 4.3. Kuruma hızının ürün nemine bağlı değişimi 69 4.1.1.3. Kurutmanın matematiksel modellenmesi Elmaların kuruma davranışını açıklayan en uygun modeli belirlemek için literatürde sıklıkla kullanılan Çizelge 3.2’de belirtilen ince tabaka kurutma modelleri kurutma verilerine uygulanmıştır. Bu amaçla SD, GD ve GS çeşitleri için boyutsuz nem oranının zamanla değişimini gösteren değerler belirlenmiş ve matematiksel modeller ile arasındaki uyum istatistiksel olarak değerlendirilmiştir (Çizelge 4.1, 4.2, 4.3). Çizelgelerde görüldüğü gibi Midilli ve Küçük modeli diğer modellere göre daha yüksek R2 ve düşük RMSE değerleri sergilemiş ve elma cipsi üretiminde bütün çeşitler ve sıcaklıklar için en uygun matematiksel model olarak belirlenmiştir. Midilli ve Küçük modeline göre bulunan tahmini değerlere karşılık deneysel değerlerin grafiksel gösterimi EK C’de verilmiştir. Farklı çalışmalarda Logaritmik model (Akpınar vd., 2003; Saçılık ve Eliçin, 2006; Wang vd., 2007a); Midilli ve Küçük model (Akpinar, 2006); Henderson Pabis, Newton ve iki terimli üstel modeller (Kaya vd., 2007a); üstel matematik model Velić vd. (2004), Page modelinin (Wang vd., 2007b) elmaların kuruma davranışını açıklamada en uygun modeller olduğu bildirilmiştir. 70 Çizelge 4.1. SD çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları Sıcaklık Model R2 RMSE (°C) 65 70 75 Newton (k=0,450) 0,978 0,173 Page (k=0,246 n=1,553) 0,993 0,032 Modifiye Page (k=0,405 n=1,552) 0,993 0,055 Henderson ve Pabis (k=0,456 a=1,018) 0,979 0,063 Logaritmik (k=0,411 a=1,054 c=-0,039) 0,981 0,071 Midilli ve Küçük (k=0,197 a=1,000 b=0,007 n=1,901) 0,999 0,000 Çift Terimli (a=-791 k0=-0,999 b=792 k1=-0,997) 0,994 0,045 Newton (k=0,660) 0,990 0,1 Page (k=0,427 n=1,484) 0,993 0,032 Modifiye Page (k=0,564 n=1,484) 0,993 0,055 Henderson ve Pabis (k=0,661 a=1,004) 0,990 0,045 Logaritmik (k=0,664 a=1,003 c=0,001) 0,990 0,045 Midilli ve Küçük (k=0,259 a=1,000 b=0,009 n=2,231) 0,999 0,000 Çift Terimli(a=-1503 k0=-0,522 b=1504 k1=-0,522) 0,990 0,063 Newton (k=0,606) 0,903 0,134 Page (k=0,232 n=2,867) 0,992 0,045 Modifiye Page (k=0,601 n=2,867) 0,992 0,063 Henderson ve Pabis (k=0,639 a=1,071) 0,909 0,458 Logaritmik (k=0,495 a=1,187 c=--0,127) 0,921 0,155 Midilli ve Küçük (k=0,243 a=1,001 b=0,011 n=2,935) 0,999 0,032 Çift Terimli (a=324 k0=-0,319 b=-324 k1=-0,318) 0,924 0,187 71 Çizelge 4.2. GD çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları Sıcaklık Model R2 RMSE Newton (k=0,468) 0,981 0,173 Page (k=0,255 n=1,565) 0,995 0,032 Modifiye Page (k=0,418 n=1,565) 0,995 0,045 Henderson ve Pabis (k=0,473 a=1,017) 0,981 0,063 Logaritmik (k=0,428 a=1,051 c=--0,037) 0,983 0,063 Midilli ve Küçük (k=0,210 a=1,000 b=0,006 n=1,878) 1,000 0,000 Çift Terimli (a=3186 k0=-1,041 b=3185 k1=-1,041) 0,996 0,045 Newton (k=0,639) 0,980 0,173 Page (k=0,219 n=2,253) 0,992 0,045 Modifiye Page (k=0,510 n=2,253) 0,992 0,055 Henderson ve Pabis (k=0,642 a=1,007) 0,980 0,063 Logaritmik(k=0,610 a=1,023 c=-0,017) 0,981 0,071 Midilli ve Küçük (k=0,155 a=1,000 b=0,009 n=2,807) 0,999 0,000 Çift Terimli (a=-255 k0=-1,873 b=256 k1=-1,846) 0,993 0,055 Newton (k=0,575) 0,907 0,130 Page (k=0,222 n=2,700) 0,991 0,045 Modifiye Page (k=0,573 n=2,700) 0,991 0,063 Henderson ve Pabis (k=0,608 a=1,075) 0,914 0,141 Logaritmik (k=0,451 a=1,217 c=-0,156) 0,928 0,148 Midilli ve Küçük (k=0,228 a=1,002 b=0,012 n=2,817) 0,998 0,032 Çift Terimli (a=1868 k0=-1,814 b=-1867 k1=-1,816) 0,996 0,045 (°C) 65 70 75 72 Çizelge 4.3. GS çeşit elma için uygulanan ince tabaka modellerinin istatistik analiz sonuçları Sıcaklık Model R2 RMSE Newton (k=0,496) 0,986 0,141 Page (k=0,301 n=1,480) 0,995 0,032 Modifiye Page (k=0,445 n=1,480) 0,995 0,045 Henderson ve Pabis (k=0,500 a=1,012) 0,986 0,055 Logaritmik (k=0,467 a=-1,034 c=-0,023) 0,987 0,055 Midilli ve Küçük (k=0,244 a=1,000 b=0,006 n=1,813) 1,000 0,000 Çift Terimli (a=894 k0=-1,046 b=895 k1=-1,044) 0,996 0,045 Newton (k=0,676) 0,988 0,141 Page (k=0,339 n=1,805) 0,992 0,032 Modifiye Page (k=0,549 n=1,805) 0,992 0,055 Henderson ve Pabis (k=0,678 a=1,004) 0,988 0,045 Logaritmik (k=0,674 a=1,006 c=-0,002) 0,988 0,055 Midilli ve Küçük (k=0,215 a=1,000 b=0,009 n=2,506) 0,999 0,000 Çift Terimli (a=-880 k0=-0,517 b=0,881 k1=-0,517) 0,988 0,063 Newton (k=0,564) 0,922 0,118 Page (k=0,249 n=2,296) 0,995 0,032 Modifiye Page (k=0,546 n=2,296) 0,995 0,045 Henderson ve Pabis (k=0,595 a=1,071) 0,993 0,126 Logaritmik (k=0,428 a=1,230 c=-0,174) 0,945 0,127 Midilli ve Küçük (k=0,251 a=1,001 b=0,009 n=2,413) 1,000 0,000 Çift Terimli (a=1499 k0=-1,601 b=1498 k1=-1,603) 0,998 0,032 (°C) 65 70 75 4.1.1.4. Etkin diffüzyon katsayısı ve aktivasyon enerjisi Etkin difüzyon katsayısı kurutma aşamalarından elde edilen veriler kullanılarak ln(MR) –zaman grafiğinin eğiminden hesaplanmıştır (3.10). Örneklerin etkin difüzyon katsayıları 1,94-3,42x10-10 m2/s aralığında bulunmuştur (Çizelge 4.4). Kurutma sıcaklığının artışı moleküler hareketliliğin artmasına neden olduğundan etkin nem difüzyon katsayısında artış gözlenmiştir. Elma çeşitlerini difüzyon katsayıları arasındaki farklılıkların hücre duvarlarının kalınlığı, hücre boyut ve şekli gibi yapısal farklılıklardan kaynaklandığı düşünülmüştür. 73 4.1 4.2 4.3 Kurutulmuş gıda maddeleri için etkin difüzyon katsayılarının genellikle 10-9-1011 m2/s değerleri aralığında değiştiği bildirilmiştir (Madamba vd., 1996). Farklı elma çeşitlerinin değişik sıcaklıklarda difüzyon katsayılarının 2,2x10-12-6,4x10-9 m2/s aralıklarında olduğu bildirilmiştir (Okos vd., 2007). Diffüzyon katsayısı sıcaklık, ürün çeşidi gibi çeşitli faktörlerden etkilenmektedir (Madamba vd., 1996). Çizelge 4.4. Etkin nem difüzyon katsayıları (Deff) ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi SD GD GS Sıcaklık (°C) Deff (m2/s) 65 1,94x10-10 70 2,50 x10-10 75 3,33 x10-10 65 1,99 x10-10 70 2,59 x10-10 75 3,36 x10-10 65 2,00 x10-10 70 2,56 x10-10 75 3,42 x10-10 Ea (kJ/mol) R2 SEE 53,07 0,998 0,017 51,02 1,000 0,002 52,41 0,997 0,020 Difüzyon katsayılarının sıcaklıkla değişimi Arrhenius denkliği ile ifade edilmiş ve bu denklikten aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. SD, GD ve GS çeşit elmalardan üretilen elma cipsleri için difüzyon katsayıları üzerine sıcaklığın etkisi sırasıyla Eşitlik 4.1, 4.2 ve 4.3 ile ifade edilmiştir. Şekil 4.4’te Etkin nem difüzyon katsayılarının sıcaklıkla değişiminin Arrhenius denkliğine göre çizilen grafiği gösterilmiştir. Doğru eğiminden hesaplanan Aktivasyon enerjileri (Ea) ile regresyon analizi ile hesaplanan R2 ve SEE değerleri Çizelge 4.4’te verilmiştir. 74 286 288 290 292 294 296 298 -21,6 SD ln(Deff) -21,8 GD GS -22 -22,2 -22,4 -22,6 1/T (°K) x 105 Şekil 4.4. Etkin nem difüzyonu ve mutlak sıcaklık arasındaki değişimin Arrhenius-tipi bağıntısı Okos vd. (2007), elma için aktivasyon enerjisi değerlerinin 51,1-110,5 kj/mol aralığında bulunduğunu belirtmiştir. Farklı meyve ve sebzelerin aktivasyon enerjileri havuç için 28,36 kJ/mol (Doymaz, 2004), Chasselas ve Sultani üzümde 49 ve 54 kj/mol (Azzouz vd., 2002), kırmızı biberde 42,80 kJ/mol (KaymakErtekin, 2002), patateste 52,3 kJ/mol (Okos vd, 2007) olarak tespit edilmiştir. 4.1.2. Su Aktivitesi Kurutma sırasında ürün nem içeriğinin azalması ile birlikte bütün sıcaklık ve çeşitler için su aktivite değerleri azalmıştır. Elmaların başlangıç su aktivite değerleri 0,963-0,974 arasında tespit edilmiştir. Kurutma sırasında örneklerin su aktivite değerlerindeki değişim Şekil 4,5’de gösterilmiştir. Su aktivitesi değerlerinde kurutma süresince azalma istatistiksel olarak önemli (p<0.05) bulunmuştur. 65, 70 ve 75°C’de kurutulan elma cipsleri için su aktivite değerleri sırasıyla 0,17-0,19; 0,15-0,18; 0,15-0,18 değerleri arasında bulunmuştur. Farklı kurutma sıcaklıklarının örneklerin son su aktivitesi üzerine etkisi önemli bulunmamıştır. 75 %40 glukoz çözeltisinde osmotik dehidrasyon sonrası konvektif kurutma uygulanan elma cipslerinin su aktivitesi 0,3’e düşürülmüştür (Velickova vd., 2013). Lavelli ve Vantaggi (2009) kurutulmuş elmalarda depolama sırasında antioksidan maddeler ve renk stabilitesi için 0,316 aw değerinin en uygun değer olduğunu belirtmişlerdir. 76 SD 1,0 Su aktivitesi (aw) 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 GD 1,0 Su aktivitesi (aw) 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 GS 1,0 Su aktivitesi (aw) 0,8 65°C 0,6 70°C 0,4 75°C 0,2 0,0 0 2 4 Kurutma süresi (sa) 6 8 Şekil 4.5. Kurutma süresince su aktivitesinin zamana bağlı değişimi 77 4.1.3. Polifenol Oksidaz Enzim Aktivitesi Polifenol oksidaz (PFO, EC 1.14.18.1 ya da EC 1.10.3.2), fenolik bileşikleri substrat olarak kullanan, oksijen ile birlikte enzimatik esmerleşmeye neden olması sonucu meyve sebzelerin işlenmesi sırasında kalite kayıplarına yol açan enzim grubudur (Cemeroğlu vd., 2009). Meyve ve sebzelerde bulunan PFO enzim grubu sıcaklığa karşı dayanıklı bir enzim grubu değildir (Yemenicioğlu ve Cemeroğlu, 2013). Bu çalışmada PFO enzim aktivitesi yalnızca taze örneklerde tespit edilirken (Şekil 4.6) kurutma süresince her sıcaklık için alınan örneklerde PFO enzim aktivitesi tespit edilememiştir. Enzim kurutmanın ileri saatlerinde sıcaklığın etkisi ile inaktive olmuştur. Taze örneklerde GS çeşidinde PFO aktivitesi diğer çeşitlerden önemli düzeyde düşük bulunmuştur. SD çeşidinde en yüksek bulunan PFO aktivitesine çeşidin diğer çeşitlerden daha yüksek olan pH derecesinin de katkı sağladığı düşünülmektedir. Elma mitokondrisinden ekstrakte edilen PFO enziminin optimum çalışma pH’sının 7 civarında olduğu belirtilmekle birlikte bütün meyve dokusunda enzimin maksimum aktivite gösterdiği pH değerinin 4,5- 5,5 olduğu belirtilmiştir (Rocha vd., 1998). Soysal (2008) Starking Delicious çeşit elmada PFO aktivitesinin 45, 55 and 65°C sıcaklıklarda 25–65 dakika arasında, 75°C’de 0-10 dakika arasında azaldığını bildirmiştir. Golden Delicious ve Amasya çeşit elmalarda PFO aktivitesi 1008 ve 1585 Abs min-1 ml-1 olarak belirlenmiştir. Enzim aktivitesi kurutma işleminin 1. saatinde hızla azalarak, 60, 70 ve 80 °C sıcaklıklar için sırasıyla Golden Delicious elma çeşidinde başlangıç değerinin % 17,4, %10,3 ve % 4,6; Amasya elma çeşidinde başlangıç değerinin %9,8, %5,3 ve %4,5’i olarak tespit edilmiştir (Akyıldız ve Öcal, 2006). 78 Enzim aktivitesi (U/ml e.e.) 14000 SD 12000 GD 10000 GS 8000 6000 4000 2000 0 SD GD GS Şekil 4.6. Elma çeşitlerinin PFO enzim aktivitesi 4.1.4. pH ve Titrasyon Asitliği Kuruma sırasında örneklerdeki pH değişimi Çizelge 4.5’te ve titrasyon asitliği değişimi Çizelge 4.6’da gösterilmiştir. pH değeri SD örneğinde en yüksek, GS örneğinde en düşük bulunmuştur. Başlangıç titrasyon asitliği değerleri pH değerleri ile uyumlu SD örneğinde en düşük (0,98 g/100 g k.a.) GS örneğinde en yüksek (1,35 g/100 g k.a.) bulunmuştur. GS çeşidinin titrasyon asitliği değerleri diğer çeşitlerden daha yüksek tespit edilmiştir. Çizelge 4.5. Örneklerin pH değişimi Örnek SD GD GS Taze 4,43 ±0,06 3,93 ±0,05 3,51 ±0,08 Elma cipsi-65°C 4,42 ±0,13 3,96 ±0,05 3,62 ±0,07 Elma cipsi-70°C 4,43 ± 0,08 3,99±0,08 3,69±0,09 Elma cipsi-75°C 4,34 ±0,04 3,86 ±0,12 3,61±0,08 79 Çizelge 4.6. Örneklerin titrasyon asitliği değişimi (g/100 g MAE k.a.) Örnek SD GD GS Taze 0,98 ±0,01 1,20 ± 0,03 1,35 ±0,03 Elma cipsi-65°C 1,03 ± 0,02 1,22 ± 0,05 1,42 ±0,02 Elma cipsi-70°C 1,03 ± 0,05 1,14 ± 0,07 1,48 ±0,04 Elma cipsi-75°C 1,09 ± 0,05 1,17 ±0,06 1,43 ±0,02 Farklı elma çeşitlerinin organik asit içeriklerinin HPLC ile incelendiği çalışmada toplam asit miktarı 6,26-17,85 g/kg aralığında hesaplanmıştır. İncelenen çeşitlerden birisi olan Golden Delicious elmanın sitrik asit miktarı 0,61g/kg, malik asit miktarı 5,64 g/kg, toplam asit miktarı 6,26 g/kg olarak hesaplanmıştır (Hecke vd., 2006). Bu çalışmada elma cipslerinin titrasyon asitliği değerleri 1,03-1,48 g /100 g k.a.; pH değerleri 3,61-4,43 aralığında bulunmuştur. Kurutma sürecinde örneklerin pH değerlerinde önemli bir değişme olmamıştır. Titrasyon asitliği değerleri elma cipslerinde taze örneklerden yüksek bulunurken, bu artış istatistik olarak önemli bulunmamıştır. Amasya, Golden Delicious ve Starkrimson Delicious çeşit elmalardan üretilen elma cipslerinin toplam asitlik değerleri sırasıyla 1,38; 1,39 ve 1,22 g/100 g olarak belirlenmiştir (Akyıldız, 1999). Başka bir çalışmada dehidre elma ürünlerinin pH’sı 3,69; titrasyon asitliği 2,49 g MAE/100 g olarak verilmiştir (Lavelli, 2009). 4.1.5. Hidroksi Metil Furfural İçeriği 5-(hidroksimetil)-2-furaldehit (HMF), gıdalarda enzimatik olmayan esmerleşmeye neden olan Maillard reaksiyonu ve asitlerin katalize ettiği şeker parçalanmasının başlıca ürünlerindendir (Akkan vd., 2001). HMF karbonhidrat ve amino asit içeren gıdalarda aşırı ısıtma ve depolama sonucu oluşan kalite kaybının bir indikatörüdür. Bazı kurutulmuş meyveler ve karamelize edilmiş ürünlerde 1000 mg/kg gibi yüksek rakamlara ulaşabilmektedir (Cioroi, 2008). 80 Bu çalışmada kurutmanın ilk aşamalarında alınan örneklerde HMF tespit edilemediğinden 65°C sıcaklık için 5, 6, 8. saat örnekleri, 70° C sıcaklık için 4, 5, 6. saat örnekleri ve 75°C sıcaklık için 3, 4, 5. saat örneklerinde HMF miktarı analiz edilmiştir. Analiz edilen örneklerde HMF içeriği 0,39-8,62 mg/kg aralığında bulunmuştur. Bu çalışmada kurutma süresinin ilerlemesi ile birlikte HMF konsantrasyonunda artış tespit edilmiştir (Şekil 4.7). Farklı kurutma sürelerinde alınan örneklerde HMF konsantrasyonları arasındaki farklılıklar istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). Artan kurutma sıcaklığı HMF içeriğinde artışa sebep olmuştur. 70 ve 75°C’de kurutulan örneklerde bu artış istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). Özellikle 70 ve 75°C’de kurutulan GS çeşit elma örneklerinde HMF içeriği diğer çeşitlerden daha yüksek bulunmuştur (p<0,05). Akyıldız ve Öcal (2006), 80°C’de 4 saat kurutulan Amasya ve Golden Delicious elmalarda HMF miktarını sırasıyla 17,22 mg/kg ve 12,52 mg/kg olarak tespit etmişlerdir. Bu araştırma sonuçlarından daha fazla bulunan HMF içeriği uygulanan kurutma sıcaklığı nedeniyle olabileceği düşünülmüştür. 10 HMF (mg/kg k.a.) 8 6 SD GD 4 GS 2 0 5 6 65°C 8 4 5 6 70°C 3 4 5 75°C Kurutma süresi (sa) Şekil 4.7. Kurutma sırasında HMF konsantrasyonunun değişimi 81 Regresyon analizi sonucu elde edilen belirleme katsayıları değerlendirildiğinde daha yüksek R2 değerleri ile HMF miktarındaki artışın 0. derece reaksiyon kinetiğine uyum gösterdiği belirlenmiştir (Çizelge 4.7). HMF konsantrasyonundaki artışın sıcaklığa bağımlılığı Arrhenius eşitliği ile değerlendirilerek aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. GS çeşidindeki HMF oluşumu en yüksek aktivasyon enerjisi ile sıcaklık değişimine bağlılığı en fazla olan reaksiyondur. Çeşitli çalışmalarda, karmaşık reaksiyonlardan oluşan Maillard reaksiyonunun derecesini belirlemek amacıyla reaktan kayıpları (şeker, amino asit) ya da Amadori ürünleri, HMF oluşumu gibi çeşitli ürünlerin oluşumu ölçülmüştür. Lizin kaybı farklı sistemlerde birinci ve ikinci derece reaksiyon kinetiği ile açıklanmasına rağmen HMF gibi daha stabil Maillard ürünlerinin oluşumunun genellikle sıfırıncı derece kinetik modelle uyumlu olduğu saptanmıştır (Özkan vd., 2010). Çizelge 4.7. HMF içeriğinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi SD GD GS Sıcaklık (°C) 65 70 75 65 70 75 65 70 75 k0 (mg kg-1 sa1) 0,200 0,245 0,480 0,162 0,918 2,062 0,138 1,242 3,245 R2 SEE 0,959 0,838 0,895 0,923 0,964 0,923 0,939 0,886 0,993 0,0897 0,1527 0,2328 0,1012 0,2492 0,8444 0,0761 0,6313 0,3905 Ea (kJ/mol) R2 SEE 85,46 0,908 0,1969 249,41 0,961 0,3626 309,63 0,955 0,4861 4.1.6. Şeker bileşimi Kurutmanın şeker bileşenleri üzerine etkisini belirleyebilmek amacıyla taze elma dilimlerinde ve elma cipslerinde şeker bileşimi HPLC yardımıyla incelenmiştir. Taze ve kurutulmuş elma örneklerinde sukroz, glukoz ve fruktoz 82 olmak üzere üç adet şeker bileşeninin ayrımı yapılmıştır. Çizelge 4.8’de taze örneklerin ve elma cipslerinin sukroz, glukoz ve fruktoz miktarları verilmiştir. Fruktoz miktarı bütün çeşitlerde glukoz ve sukroz miktarına göre yüksek bulunmuştur. Kurutma ile sukroz ve glukoz miktarındaki değişimler istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. SD çeşidinden 75°C’de üretilen elma cipslerindeki fruktoz miktarı taze ve diğer sıcaklıklarda üretilen örneklere göre yüksek bulunmuştur (p<0,05). GS çeşidinde kurutma sıcaklığının artışı ile birlikte örneklerin fruktoz içeriğinde azalma meydana gelmiştir (p<0,05). Fruktozdaki azalma, GS çeşidindeki HMF konsantrasyonundaki artış ile ilişkilendirilerek enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarında kaynaklandığı düşünülmüştür. 83 fruktozun kullanılmasından Çizelge 4.8. Taze elmaların ve elma cipslerinin şeker içerikleri (g/100g k.a.) Çeşit SD GD GS Örnek Sukroz Glukoz Fruktoz Taze 10,38 ±2,22 10,99 ±0,66 31,22 ±5,90 Elma cipsi-65°C 9,49 ± 1,63 12,20 ±2,60 32,03 ±0,81 Elma cipsi-70°C 9,31 ± 2,01 11,91 ±1,85 32,47 ±1,52 Elma cipsi-75°C 9,93 ± 1,71 11,50 ±2,57 34,41 ±3,82 Taze 13,81 ±1,99 11,81 ±1,08 40,23 ±2,44 Elma cipsi-65°C 13,73 ±2,63 11,20 ±2,27 41,79 ±0,48 Elma cipsi-70°C 13,84 ±1,05 11,24 ±2,35 39,87 ±0,11 Elma cipsi-75°C 13,06 ±3,39 11,07 ±1,83 43,70 ±1,49 Taze 13,02 ±3,73 17,46 ±3,89 41,97 ±4,95 Elma cipsi-65°C 11,35 ±2,95 15,83 ±1,96 36,67 ±2,59 Elma cipsi-70°C 11,65 ±2,26 15,72 ±2,64 35,33 ±4,17 Elma cipsi-75°C 12,02 ±3,25 15,94 ±2,53 34,72 ±3,34 Hecke vd. (2006), farklı elma çeşitlerinin şeker içeriklerini HPLC yöntemi ile inceledikleri çalışmada sukroz, fruktoz ve glukozun yanı sıra düşük miktarlarda sorbitol içeriğine de rastlamışlardır. Örneklerin toplam şeker içeriği 115-150 g/kg taze ağırlık aralığında bulunmuştur. Golden Delicious çeşidinde sukroz, glukoz ve fruktoz miktarları yaklaşık olarak sırasıyla 35 g/kg, 25 g/kg ve 60 g/kg olarak tespit edilmiştir. Fuji çeşit elmalardaki taze örnekte 5,78 g/100 g toplam şeker içeriği dondurarak kurutma ve dondurarak kurutma ile kombine mikrodalga vakum kurutma uygulamaları sonrası 3,92-4,84 g/100 g aralığına düşmüştür. Benzer şekilde indirgen şeker içeriği de (1,38g/100 g) kurutma ile azalarak 0,74-1,04 g/100 g aralığında bulunmuştur (Huang vd., 2012). 4.1.7. Askorbik asit içeriği ve ısıl degradasyon kinetiği Askorbik asit genellikle meyve ve sebzelerde bulunan, çeşitli hastalıklara karşı koruma sağlamasının yanında biyolojik antioksidan olarak da görev yapan esansiyel bir besin öğesidir (Santos ve Silva, 2008). Askorbik asit gıda işleme aşamalarında önemli kayba uğramaktadır (Kırca ve Cemeroğlu, 2001). Kurutma 84 sırasında askorbik asit kaybı yüksek kurutma sıcaklıklarından etkilenmektedir (Marfil vd., 2008). Bu çalışmada başlangıç askorbik asit içerikleri 15,7-16,3 mg/100 g k.a. olan taze elmalarda kuruma sırasında askorbik asit miktarında önemli düzeyde azalma meydana gelmiştir (p<0,05). Kurutma sıcaklığı arttıkça askorbik asit miktarının azaldığı saptanmıştır. Askorbik asit miktarı 65°C’de kurutulan örneklerde 6,297,24 mg/100 g k.a.; 70°C’de kurutulan örneklerde 5,57-5,88 mg/100 g k.a. ve 75°C’de kurutulan örneklerde 4,82-5,21 mg/100 g k.a. aralığında bulunmuştur. Soyulmamış, ortalama 138 g ağırlığındaki bir elmanın askorbik asit içeriği 8 mg olarak bildirilmiştir (Gebhardt ve Thomas, 2002). Altı elma çeşidinde ortalama C vitamini konsantrasyonu 100 g meyvede 12,8 mg olarak belirtilmiştir (Lee vd., 2003). Vrhovsek vd. (2004), Red Delicious, Granny Smith ve Golden Delicious elma çeşitlerinde askorbik asit içeriğini sırasıyla 0,7; 2,7 ve 7,7 mg/100 g taze ağırlık olarak tespit etmişlerdir. Golden delicious ve İtalyan yerli çeşit elmalarda askorbik asit içeriği 9,02-18,78 mg/100 g k.a. aralığında bulunmuştur (Sacchetti vd., 2008). Askorbik asit kaybı, askorbik asidin dehidro askorbik aside oksidasyonu ve bunu takiben 2,3 diketogulonik aside hidrolizi ve ileri basamaklarda besinsel olarak inaktif ürünlere polimerizasyonu şeklinde kimyasal bozunma ile gerçekleşmektedir. Sıcaklık oksidasyon hızını arttırdığından ısıl işlem meyve ve sebzelerde C vitamini kaybı ile sonuçlanmaktadır (Dewanto vd., 2002). Osmotik işlem sonrası mikrodalga vakum kurutma uygulanan elma örneklerinde askorbik asit kaybı başlangıç miktarının %60’ı olarak tespit edilmiştir (Erle ve Schubert, 2001). Açık havada kurutma, fırında kurutma ve vakum kurutma yöntemlerinin Red Field çeşit elmada askorbik asit konsantrasyonu üzerine etkileri farklı bulunmuştur. Kuru maddede 112 mg/100g başlangıç askorbik asit içeriği açık havada kurutulan örneklerde (47°C de 7 saat) 55,53 mg/100g; fırında kurutulan örneklerde (70°C’de 7 saat) 78,14 mg/100g; 20°C’de vakum kurutulan örneklerde (24 saat) 110,91 mg/100g; 50°C’de vakum kurutulan örneklerde (24 saat) 53,13 mg/100g olarak tespit edilmiştir (Joshi vd., 2011). 85 Bütün olarak konvektif ve osmotik kurutma uygulanmış domateslerde askorbik asit parçalanması birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Bozunma hızı sıcaklığa bağımlı bulunmuş ve Arrhenius eşitliğine uyum göstermiştir (Marfil vd., 2008). Bu çalışmada askorbik asidin ısıl degradasyon kinetiği 1. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir (Çizelge 4.9). Askorbik asit kaybının sıcaklığa bağlılığını gösteren Arrhenius grafiği Şekil 4.8’de gösterilmiştir. Doğru eğiminden hesaplanan askorbik asit kaybının aktivasyon enerjileri SD çeşidinde en yüksek; GS çeşidinde en düşük hesaplanmıştır. Elmanın infrared kurutulması sırasında askorbik asit kaybı pseudo birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum gösterirken (Timoumi vd., 2007), domates (Marfil vd., 2008), armut (Djendoubi Mrad vd., 2012) ve mandalinanın (Akdaş ve Başlar, 2014) kurutulmasında askorbik asit kaybının birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum gösterdiği bulunmuştur. Askorbik asit kaybının aktivasyon enerjileri konvektif kurutma uygulanan armutlar için 15,7 kJ/mol (Djendoubi Mrad vd., 2012), konvektif ve vakum kurutma uygulanan mandalinalar için 46,248-51,275 kJ/mol (Akdaş ve Başlar, 2014) olarak belirlenmiştir. Çizelge 4.9. Askorbik asit içeriğinin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma çeşidi SD GD GS Sıcaklık (°C) k1 (sa-1) R2 SEE 65 0,107 0,956 0,0739 70 0,155 0,902 0,1234 75 0,212 0,907 0,1423 65 0,122 0,948 0,0906 70 0,172 0,977 0,0637 75 0,215 0,935 0,1187 65 0,112 0,923 0,1037 70 0,166 0,955 0,0864 75 0,225 0,909 0,1486 86 Ea (kJ/mol) R2 SEE 68,32 0,996 0,0323 66,99 0,998 0,0194 55,51 0,987 0,0458 1/T (K) x 105 -1 286 288 290 292 294 296 298 -1,5 ln (k1) SD GD GS -2 -2,5 Şekil 4.8. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında askorbik asit miktarındaki değişimin Arrhenius grafiği 4.1.8. Toplam fenolik madde içeriği ve ısıl değişim kinetiği Taze elma örneklerinde TFM miktarları SD, GD ve GS için sırasıyla 275, 384 ve 341 mg GAE/100 g k.a. olarak belirlenmiştir. Diğer çalışmalarda toplam fenolik madde miktarı Golden Delicious çeşit elmada 98 mg GAE/100g (Wolfe vd., 2003); Red Delicious çeşit elmada 176 mg GAE/100g olarak belirlenmiştir. Her üç sıcaklık ve her üç çeşit için kurutma ile birlikte TFM miktarında artış görülmüştür. 65°C, 70°C ve 75°C sıcaklıklarda kurutma sonrası örneklerde TFM miktarları sırasıyla SD çeşidi için 419, 368 ve 337 mg GAE/100 g k.a.; GD çeşidi için 525, 473 ve 442 mg GAE/100 g k.a.; GS çeşidi için 488, 436 ve 408 mg GAE/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. Bu artışların çözünmez polimerler ile kovalent bağlı formda bulunan fenolik bileşenlerin sıcaklık etkisi ile serbest hale geçerek yeni serbest fenolik 87 fraksiyonların oluşumu sebebi ile olduğu düşünülmektedir (Choi vd, 2006). Bunun yanında TFM miktarındaki artış bileşenlerin örnekten hücre duvarlarının ve diğer bağların yıkımı ile daha iyi ekstrakte edilebilmesi ile açıklanabilmektedir (Dewanto vd., 2002; Kamiloğlu, 2012). Isıl işlemin yerfıstığı kabuğunda (Lee vd., 2006), limon kabuğu (Jeong vd., 2004), üzüm çekirdeği ekstraktında (Kim vd., 2006) toplam fenolik içeriği arttırmada etkili olduğu bulunmuştur. Yer fıstığı iç kabuğundaki toplam fenolik madde artışının nedeni Maillard reaksiyon ürünlerinin oluşumu ve/veya fenolik bileşenlerin serbest kalması olabileceği belirtilmiştir (Francisco ve Resurreccion, 2009). TFM miktarındaki kurutma sırasındaki değişim 1. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir (Şekil 4.9). Çizelge 4.10’da TFM miktarındaki değişimin lineer regresyon analizi sonuçları ve Arrhenius eşitliğinden hesaplanan aktivasyon enerjileri verilmiştir. TFM miktarındaki değişimin Arrhenius grafiği Şekil 4.10’da gösterilmiştir. TFM içeriği bakımından sıcaklık değişiminden en fazla etkilenen çeşit GS, en az etkilenen çeşit SD olarak belirlenmiştir. 88 6,1 6 ln (CTFM ) 5,9 5,8 5,7 5,6 5,5 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 6,3 ln (CTFM ) 6,2 6,1 6 5,9 6,3 65°C 70°C 75°C ln (CTFM ) 6,2 6,1 6 5,9 5,8 0 2 4 6 8 Kurutma süresi (sa) Şekil 4.9. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TFM miktarının birinci derece ısıl değişim grafiği 89 Çizelge 4.10. TFM içeriğinin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi Sıcaklık (°C) 65 SD GD GS k1 (sa-1) R2 SEE 0,053 0,999 0,0058 70 0,047 0,995 0,0085 75 0,040 0,965 0,0159 65 0,038 0,981 0,0169 70 0,034 0,982 0,0111 75 0,028 0,986 0,0071 65 0,046 0,950 0,0337 70 0,040 0,957 0,0208 75 0,033 0,943 0,0171 Ea (kJ/mol) R2 SEE 27,52 0,991 0,0185 29,84 0,973 0,0357 32,48 0,990 0,0235 Çeşitli kurutma çalışmalarında toplam fenolik madde miktarındaki değişim armutta (Djendoubi Mrad vd., 2012) sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğine; nar (Karaaslan vd., 2013), elma (Henríquez vd., 2014), ve mandalinada (Akdaş ve Başlar, 2014) birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Arrhenius denkliği ile hesaplanan aktivasyon enerjileri nar tanelerinde 21,93-36,23 kJ/mol (Karaaslan vd., 2013); mandalinada 55,037-55,124 kJ/mol aralığında belirlenmiştir. -2 286 288 290 292 294 296 298 SD -2,4 ln(k1) GD GS -2,8 -3,2 -3,6 -4 1/T (K) x 105 Şekil 4.10. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TFM miktarındaki değişimin Arrhenius grafiği 90 4.1.9. Toplam flavonoid içeriği ve ısıl değişim kinetiği Toplam flavonoid içeriği taze örneklerde SD, GD ve GS örnekleri için sırasıyla 130, 93 ve 119 mg Kateşin Eşdeğeri (KE)/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. Kim vd., (2003) Gala çeşit elmanın toplam flavonoid içeriği taze örnekte 62 mg KE/100 g olarak belirlenmiştir. Kurutma sırasında toplam flavonoid miktarında artış gözlenmiştir. 65°C, 70°C ve 75°C sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinde toplam flavonoid miktarları sırasıyla SD çeşidi için 191, 191 ve 207 mg KE/100 g k.a., GD çeşidi için 187, 186 ve 196 mg KE/100 g k.a., GS çeşidi için 184, 179 ve 191 mg KE/100 g k.a. olarak belirlenmiştir. Toplam flavonoid miktarındaki kurutma sırasındaki bu değişim 0. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir (Şekil 4.11; Çizelge 4.11). Reaksiyon hız sabitleri kullanılarak oluşturulan toplam flavonoid değişiminin Arrhenius grafiği Şekil 4.12’de gösterilmiştir. Doğru eğimlerinden hesaplanan Ea değerleri Çizelge 4.11’de verilmiştir. SD çeşidi en düşük aktivasyon enerjisi ile flavonoid miktarının sıcaklık değişimine en dayanıklı çeşit olarak belirlenmiştir. Mandalinanın vakum ve konvektif kurutulmasında toplam flavonoid değişimi birinci derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiş, aktivasyon enerjisi 48,230 kJ/mol olarak belirlenmiştir (Akdaş ve Başlar, 2014). 91 SD Toplam Flavonoid Miktarı (mg KE/100g k.a.) 250 200 150 100 50 0 Toplam Flavonoid Miktarı (mg KE/100g k.a.) 0 2 4 6 8 GD 250 200 150 100 50 0 Toplam Flavonoid Miktarı (mg KE/100g k.a.) 0 2 4 6 8 GS 250 65°C 200 70°C 75°C 150 100 50 0 0 2 4 6 Kurutma süresi (sa) 8 Şekil 4.11. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam flavonoid miktarının ısıl değişim grafiği 92 Çizelge 4.11. Toplam flavonoid içeriğinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi Sıcaklık (°C) k0 (mg 100 R2 SEE g-1 Ea R2 SEE (kJ/mol) sa-1) SD GD GS 65 8,247 0,938 6,7525 70 9,572 0,986 2,7821 75 10,013 0,974 3,3883 65 13,576 0,970 7,5726 70 15,342 0,971 6,3816 75 18,009 0,984 4,7556 65 11,234 0,971 6,2234 70 12,965 0,975 5,0136 75 14,191 0,982 4,0040 19,04 0,917 0,0413 27,64 0,993 0,0172 22,90 0,985 0,0202 4 SD 3 GD ln (k) GS 2 1 0 286 288 290 292 294 296 298 1/T (K) x 105 Şekil 4.12. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam flavonoid miktarındaki değşimin Arrhenius grafiği 4.1.10. ORAC değerleri ve ısıl değişim kinetiği Taze örneklerin ORAC değerleri SD, GD ve GS için 9,16; 6,37; 6,03 mmol TE/100g k.a. olarak bulunmuştur. Toplam Fenolik Madde ve Toplam Flavonoid miktarındaki değişime benzer şekilde örneklerin ORAC değerleri kurutma 93 aşamalarında artarak elma cipslerinde 9,25-15,41 mmol TE/100g k.a. aralığında tespit edilmiştir (Şekil 4.13). Piga vd. (2003) yaptıkları çalışmada kurutma sonrası kuru eriklerdeki antioksidan aktivitedeki artışı kurutma sırasında oluşan Maillard reaksiyon ürünlerinden kaynaklandığını belirtmişlerdir. Kurutma sırasında ORAC değerindeki değişim 0. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir Arrhenius grafiğinden (Şekil 4.14) elde edilen Ea değerleri Çizelge 4.12’de verilmiştir. Aktivasyon enerjileri incelendiğinde GD çeşidinin ORAC değişimi için reaksiyon hızının sıcaklığa daha hassas görülmektedir. 94 olduğu SD mmol TE/100 g k.a. 16 12 8 4 0 0 2 4 6 8 GD mmol TE/100 g k.a.. 16 12 8 4 0 0 2 4 6 8 GS 16 mmol TE/100 g k.a.. 65°C 70°C 12 75°C 8 4 0 0 2 4 6 Kurutma süresi (sa) 8 Şekil 4.13. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında ORAC değerlerinin ısıl değişim grafiği 95 Çizelge 4.12. ORAC değerlerinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi R2 SEE 65 k0 (mmol/ 100 g sa) 0,623 0,982 0,2674 70 0,879 0,971 0,3651 75 1,316 0,984 0,3527 65 0,358 0,966 0,2157 70 0,690 0,968 0,3053 75 0,969 0,957 0,4275 65 0,761 0,982 0,3247 70 1,080 0,997 0,1376 75 1,564 0,978 0,4875 Sıcaklık (°C) SD GD GS Ea (kJ/mol) R2 SEE 73,16 0,997 0,0287 97,60 0,970 0,1233 70,49 0,999 0,0125 0,8 ln (k0) 0,4 SD GD 0 286 288 290 292 294 296 298 GS -0,4 -0,8 -1,2 1/T (K) x 105 Şekil 4.14. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında ORAC değerlerindeki değişimin Arrhenius grafiği 4.1.11. TEAC değerleri ve ısıl değişim kinetiği Taze örneklerin TEAC değerleri SD, GD ve GS için 7,75; 5,62; 6,43 mmol TE/100 g k.a. olarak bulunmuştur. Toplam fenolik madde miktarı ve ORAC değerlerindeki değişime benzer şekilde örneklerin TEAC değerleri kurutma aşamalarında artarak son üründe en yüksek değere ulaşmıştır. 65°C, 70°C ve 96 75°C sıcaklıklarda üretilen elma cipsi örneklerinde TEAC değerleri sırasıyla SD çeşidi için 14,59; 17,77 ve 17,97 mmol TE/100 g k.a., GD çeşidi için 12,81; 13,28 ve 14,51 mmol TE/100 g k.a., GS çeşidi için 12,27; 15,77 ve 15,84 mmol TE/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. TEAC değerlerinin kurutma sırasındaki değişim Şekil 4.15’te verilmiştir. ORAC değişim kinetiğine benzer şekilde TEAC değerlerindeki değişim 0. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Değişimin Arrhenius eşitliğine uyumunu gösteren çizim Şekil 4.16’da verilmiştir. TEAC değerlerinin lineer regresyon analizi sonuçları ve çeşitler için hesaplanan aktivasyon enerjileri Çizelge 4.13’te verilmiştir. Choi vd. (2006), Shiitake mantarında uzayan ısıl işlem ve yüksek sıcaklığın (121°C) toplam antioksidan aktiviteyi önemli düzeyde arttırdığını belirtmiştir. Bu antioksidan bileşenlerin özellikle serbest fenolik bileşenlerin miktarının artması ile açıklanmıştır. Bitkilerdeki çoğu antioksidan bileşen çözünmez polimerlere kovalent bağlarla bağlı olarak bulunmaktadır. Isıl işlemin hücre duvarını parçalayarak antioksidan bileşenleri çözünmez kısımdan serbest bıraktığı ve biyoyararlı antioksidan bileşen miktarını artırdığı belirtilmiştir. Isıl işlem sırasında antioksidan aktiviteye sahip yeni bileşenlerin oluşumu antioksidan aktivitenin artmasının bir diğer nedeni olarak ileri sürülmüştür. Akdaş ve Başlar (2014) mandalinanın vakum ve konvektif kurutulması sırasında elektron transferi temelli bir antioksidan aktivite belirleme yöntemi olan DPPH değerlerindeki değişimin birinci derece reaksiyon kinetiğine uyduğunu ve aktivasyon enerjilerinin 39,99-41,85 kJ/mol arasında olduğunu bildirmişlerdir. 97 SD 20 mmol TE/100 g k.a. 18 16 14 12 10 8 6 4 0 2 4 6 8 6 8 GD 20 mmol TE/100 g k.a. 18 16 14 12 10 8 6 4 0 2 4 GS mmol TE/100 g k.a. 20 18 65°C 16 70°C 14 75°C 12 10 8 6 4 0 2 4 6 Kurutma süresi (sa) 8 Şekil 4.15. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TEAC değerlerinin ısıl değişim grafiği 98 Çizelge 4.13. TEAC değerlerinin sıfırıncı derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi R2 SEE 65 k0 (mmol/ 100 g sa) 0,856 0,989 0,2924 70 1,747 0,983 0,5589 75 2,150 0,959 0,9293 65 0,892 0,958 0,5957 70 1,270 0,982 0,4098 75 1,804 0,970 0,6661 65 0,852 0,914 0,8380 70 1,587 0,983 0,4542 75 1,969 0,990 0,4184 Sıcaklık (°C) SD GD GS Ea (kJ/mol) R2 SEE 90,37 0,913 0,2010 68,93 1,000 0,0033 82,18 0,932 0,1609 1,0 SD 0,8 GD ln(k0) 0,6 GS 0,4 0,2 0,0 286 288 290 292 294 296 298 -0,2 -0,4 1/T (K) x 105 Şekil 4.16. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında TEAC değerlerindeki değişimin Arrhenius grafiği 4.1.12. Elma cipslerinin başlıca fenolik bileşen içerikleri İncelenen örneklerde HPLC ile ayrımı yapılarak tanımlanan başlıca fenolik bileşenler Gallik asit, Klorojenik asit, Kateşin, Kafeik asit, Epikateşin ve Rutin’dir. Şekil 4.17’de 65°C’de kurutulan GD çeşidine ait örnek kromatogram verilmiştir. 99 Şekil 4.17. 65°C sıcaklıkta kurutulan GD örneğine ait örnek kromatogram Örneklerin fenolik bileşen içerikleri Çizelge 4.14’te verilmiştir. SD çeşidinde fenolik asitlerden gallik asit (18,86 mg/100 g k.a.) ve klorojenik asit (15,5 mg/100 g k.a.) miktarı kateşinlerden daha yüksek bulunmuştur (kateşin 10,17 mg/100 g k.a.; epikateşin 11,18 mg/100 g k.a.). GD çeşidinde kateşin miktarı en yüksek değerde(16,97 mg/100 g k.a.) bulunurken epikateşin miktarı en düşük (9,50 mg/100 g k.a.) bulunmuştur. GS çeşidinin taze örneklerinde gallik asit miktarı 27,69 mg/100 g k.a. değeriyle en yüksek konsantrasyonda bulunmuştur. Elmanın fenolik bileşen konsantrasyonu çeşit, hasat zamanı-olgunluk, kültürel koşullar gibi faktörlerden etkilenmektedir. Örneğin sinamik asit türevleri ve kateşin miktarları meyvenin yeni oluşmaya başladığı zamanlarda yüksek konsantrasyonlarda bulunurken olgunlaşmanın ilerlemesi ile birlikte miktarlarında hızla azalma gözlenmektedir (Spanos ve Wrolstad, 1992). Bunun yanında elma kabuğu ve etli kısmında fenolik bileşen konsantrasyonu büyük farklılık göstermektedir. Elma kabuğunda en fazla (−)-epikateşin birimlerinden oluşan prosiyanidinler, (+)-kateşin, (−)-epikateşin, klorojenik asit, phloridzin ve kuersetin konjugatları bulunmaktadır. Elma pulpunda (+)-kateşin, prosiyanidinler, (−)-epikateşin ve phloridzin kabukta bulunandan daha düşük miktarlarda bulunmaktadır. Kuersetin konjugatları kabukta daha fazla 100 bulunurken klorojenik asit pulpta daha yüksek miktarlarda bulunmaktadır (Van der Sluis, 2001; Boyer ve Liu, 2004; Karaman vd., 2013). Podsedek vd. (2000), inceledikleri 10 elma çeşidinde klorojenik asit miktarını diğer fenolik bileşenlerden daha yüksek oranda bulmuşlardır. Çizelge 4.14. Örneklerin başlıca fenolik bileşen içerikleri (mg/100 g k.a.) Fenolik Bileşenler (mg/100 g k.a.) Çeşit Örnek Taze SD Klorojenik asit Kateşin Epikateşin Kafeik asit Rutin 18,86±2,56 15,50±1,18 10,17±2,87 11,18±0,75 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-65°C 26,35±1,17 58,29±3,60 49,93±4,41 26,05±1,44 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-70°C 25,63±2,64 53,01±5,72 49,33±4,93 26,52±3,89 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-75°C 26,22±5,67 26,22±5,67 32,90±7,90 18,13±5,59 0,00±0,00 0,00±0,00 Taze GD Gallik asit 15,16±3,24 10,06±2,04 16,97±4,37 9,50±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-65°C 54,82±6,02 33,44±5,53 45,03±1,84 30,81±2,45 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-70°C 52,95±6,37 34,67±5,38 41,04±4,36 25,99±4,52 9,74±1,32 25,31±2,24 EC-75°C 52,31±7,24 27,80±4,00 27,24±4,40 12,38±1,77 6,63±1,07 35,41±1,97 Taze GS 27,69±0,94 10,17±0,73 25,56±6,90 14,62±0,63 0,00±0,00 0,00±0,00 EC-65°C 37,54±0,77 60,64±4,45 54,58±1,50 54,58±1,50 4,38±0,48 25,84±0,22 EC-70°C 30,63±4,31 42,09±3,27 48,22±5,18 36,24±5,04 4,66±0,14 31,61±5,84 EC-75°C 33,82±3,34 44,15±1,19 34,19±1,67 21,12±1,78 6,30±0,37 33,95±6,03 EC: Elma cipsi Bu çalışmada bulunan sonuçlardan daha yüksek olarak, elma posası liyofilizatlarında fenolik bileşenlerinin incelendiği çalışmada epikateşin 9,3; kateşin 2,4; klorojenik asit 14,3 mg/g olarak tespit edilmiştir (Schieber vd., 2003). Elma suyu üretiminde kullanılan 46 elma çeşidinin incelendiği çalışmada klorojenik asit, epikateşin ve prosiyanidin B2 miktarları, analizde tespit edilen fenolik bileşiklerin yaklaşık %80’ini oluşturmuştur. Çeşitler içinde klorojenik asit 21-351 mg/L, epikateşin 0-206 mg/L ve prosiyanidin B2 0-247 mg/L aralığında bulunmuştur. Toplam fenolik içerik miktarı 10 katlık bir aralıkta değişim göstermiştir (Mangas vd., 1999; Kalt, 2005). 101 Farklı elma çeşitlerinin etli kısımları ve kabuklarındaki fenolik kompozisyonunu incelendiği çalışmada Granny Smith çeşit elmanın etli kısmında kateşin 63,6;klorojenik asit 19,3; epikateşin 30,1 ve kafeik asit 9,2 mg/kg ve kabukta kateşin 120,2 ve epikateşin 98,8 mg/kg olarak tespit edilmiştir (Karaman vd., 2013). Bu çalışmada SD çeşidinden 65°C’de kurutulan elma cipslerinde fenolik bileşen miktarları en yüksek bulunurken bunu 70 ve 75°C’de üretilen elma cipsleri takip etmiştir. GD çeşidinden üretilen elma cipslerinde gallik asit, klorojenik asit, kateşin ve epikateşin miktarları en yüksek 65°C’de üretilen elma cipslerinde tespit edilmiştir. Nişastanın jelatinizasyonu ve bağlı durumdaki fenolik bileşenlerin tükenmesi sonucunda (Yang vd., 2014), 65°C sıcaklıkta kurutulanlara kıyasla 70 ve 75°C sıcaklıkta kurutulan örneklerde sıcaklığa hassas fenolik bileşenlerde bir miktar kayıp olduğu düşünülmüştür. SD çeşidinin hiçbir örneğinde tespit edilemeyen kafeik asit ve rutin GD çeşidinin 70 ve 75 °C’de üretilen cipslerinde tespit edilmiştir. Gallik asit, klorojenik asit, kateşin ve epikateşin miktarları 65°C’de üretilen GS çeşidinden elma cipslerinde taze örnekler ile 70 ve 75°C’de üretilen elma cipslerine kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Elma cipsi örneklerinde kafeik asit ve rutin fenolik bileşikleri kurutma sıcaklığı ile artan oranlarda bulunmuştur. SD ve GS çeşidinde gallik asit, GD çeşidinde rutin dışındaki fenolik bileşenlerin kurutma ile değişimi istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). Üç aşamalı tambur kurutucu kullanılarak 300-700°C sıcaklıktaki hava ile örnek sıcaklığı 50–60°C sıcaklığı aşmayacak sekilde kurutulan endüstriyel elma suyu üretiminden kalan elma posasında fenolik bileşenlerin stabilitesi araştırılmıştır. Kurutulmuş posada flavanol miktarındaki azalmaya karşın flavonol ve hidroksisinamat konsantrasyonunda artış bulunmuştur (Schieber vd., 2003). Başka bir çalışmada benzer şekilde kurutma eriklerde kafeik asit miktarında artışa sebep olmuştur. Benzer şekilde taze eriklerde kafeik asit bulunmazken 102 kurutulmuş eriklerde 9,8-10,5 mg/kg kafeik asit tespit edilmiştir. Kafeik asit miktarındaki artışın muhtemel sebebinin hidroksisinamik asitlerin (neoklorojenik ve klorojenik asit) yüksek sıcaklık ve asidik ortamda parçalanması olduğu düşünülmüştür (Miletic´ vd., 2013 ). Genellikle taze bitkisel ürünlerin fenoliklerin kurutma sırasındaki degradasyonu sebebi ile kurutulmuş ürünlerden daha yüksek fenolik içeriğe sahip olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte domates, shiitake mantarı gibi kurutulmuş ürünlerin tazelere kıyaslandığında daha yüksek fenolik içeriğe sahip olduğu belirtilmiştir (Suvarnakuta, 2011). Isıl işlem hücresel bileşenlerin parçalanması yüzünden vakuollerde biriken fenolik asitlerin serbest kalmasına yol açabilmektedir. (Dewanto, 2002). Bitkilerdeki çoğu antioksidan bileşen çözünmez polimerlere kovalent bağlarla bağlı olarak bulunmaktadır. Isıl işlemin hücre duvarını parçalayarak antioksidan bileşenleri çözünmez kısımdan serbest bıraktığı ve biyoyararlı antioksidan bileşen miktarını arttırdığı ileri sürülmektedir (Choi vd, 2006). Kurutulmuş eriklerde artan gallik asit içeriği, gallik asit ve şekerlerin esterleri olan gallotaninlerin ısıl parçalanması ile ilişkilendirilmiştir. Madrau vd. (2010) 85°C’de kurutma sırasında neoklorojenik asit konsantrasyonunda artış tespit etmiş, klorojenik asit konsantrasyonunun ise değişmediğini bildirmiştir (Miletic´ vd., 2013 ). 4.1.13. Renk değişimi ve ısıl değişim kinetiği Kurutma sırasında materyal rengi yalnızca yüzeyden suyun buharlaşması sebebi ile değil aynı zamanda enzimatik esmerleşme, enzimatik olmayan esmerleşme ve karamelizasyon reaksiyonları sebebi ile de değişime uğramaktadır (Krokida vd., 2000). Kurutma süresince elma dilimlerindeki renk değişimi Hunter L, a ve b değerlerinin ölçümü ile belirlenmiştir (Ek D). Başlangıç L değeri en yüksek GS çeşit elmada (72,63), en düşük SD çeşit elmada (71,17) tespit edilmiştir 103 (p>0,05). Hunter L değerleri her üç kurutma sıcaklığı ve her üç çeşit için azalarak en düşük 75°C’de kurutulan örneklerde belirlenmiştir. Kurutma işlemi süresince esmerleşmenin bir diğer göstergesi olarak bütün çeşit ve sıcaklıklarda Hunter a ve b değerlerinde artış gözlenmiştir. Hunter a değeri en yüksek 75°C’de SD çeşidinden üretilen elma cipslerinde (8,14), en düşük 65°C’de GS çeşidinden üretilen elma cipslerinde (1,83) ölçülmüştür. Bütün sıcaklıklar için kurutma sırasında Hunter L değerlerindeki azalma, a ve b değerlerindeki artış önemli bulunmuştur (p<0,05). Kararmayı önlemek için farklı kimyasallara daldırılan ve doğal kurutma, 65°C’de konvektif kurutma ile mikrodalga kurutma uygulamaları yapılan Amasya elmalarında CIE L* a* b* değerleri benzer şekilde değişiklik göstermiştir. Kimyasal ile muamele edilmeyen kontrol grubunda daha fazla olmak üzere L* değerinde azalış, a* ve b* değerlerinde artış belirlenmiştir (Tarhan vd., 2009). Hunter L, a ve b değerlerinden Eşitlik 3.11’den hesaplanan ve toplam renk değişimini ifade eden ΔE değerleri Çizelge 4.15’te verilmiştir. Her üç sıcaklık için ΔE değeri en yüksek SD çeşit elmadan üretilen örneklerde, en düşük GS çeşit elmadan üretilen örneklerde hesaplanmıştır. SD çeşit elmanın ön işlemler sırasında enzimatik esmerleşmeye diğer çeşitlerden daha fazla maruz kalması nedeniyle olabileceği düşünülmektedir. 75°C üretilen örneklerde renk değişimi diğer sıcaklıklarda meydana gelen renk değişiminden daha yüksek bulunmuştur. Bunun yüksek sıcaklıklarda meydana gelen enzimatik esmerleşme reaksiyonlarından kaynaklandığı düşünülmektedir. HMF konsantrasyonu GS çeşit elmalarda en yüksek oranda bulunmasına karşın bu sonuç enstrümental olarak belirlenen renk değerlerine yansımamıştır. SD çeşit elmanın PFO aktivitesi ile renk parametre sonuçları arasındaki ilişki göz önüne alındığında enzimatik esmerleşmenin SD çeşidinden üretilen elma cipslerinin kalite özellikleri üzerinde önemli etkisi olduğu sonucuna varılmıştır. 104 Çizelge 4.15. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin Toplam Renk değişim (ΔE) değerleri Çeşit Kurutma sıcaklığı SD GD GS 65°C 9,68 9,46 8,63 70°C 13,15 10,04 10,35 75°C 17,99 16,94 15,01 Regresyon analizi sonucunda yüksek R2 ve düşük SEE değerleri veren toplam renk değişim değerlerinin ısıl değişimi 1. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir (Çizelge 4.16). Değişimin sıcaklıkla ilişkisini gösteren Arrhenius çizimi Şekil 4.18’de verilmiştir. Doğru eğimlerinden hesaplanan Ea değerleri Çizelge 4.16’da verilmiştir. Aktivasyon enerjileri değerlendirildiğinde sıcaklık artışının etkisiyle renk değişimine en dayanıklı çeşit GD çeşidi, en hassas çeşit SD çeşidi olarak tespit edilmiştir. Çizelge 4.16. Toplam renk değişiminin birinci derece reaksiyon kinetiğinin lineer regresyon analizi sonuçları ve aktivasyon enerjileri (Ea) Elma Çeşidi SD GD GS Sıcaklık (°C) k1 (h-1) R2 SEE 65 0,009 0,942 0,0058 70 0,060 0,916 0,0331 75 0,105 0,921 0,03071 65 0,034 0,991 0,0082 70 0,066 0,944 0,0292 75 0,093 0,925 0,0483 65 0,012 0,935 0,0082 70 0,037 0,918 0,0203 75 0,127 0,962 0,0463 105 Ea (kJ/mol) R2 SEE 241,07 0,915 0,5314 98,64 0,970 0,1248 230,86 0,999 0,0587 1/T (°K)x105 286 288 290 292 294 296 298 0 SD GD GS ln (k1) -1 -2 -3 -4 -5 Şekil 4.18. SD, GD ve GS çeşit elmaların kurutulması sırasında toplam renk değişimi (ΔE) değerlerinin Arrhenius grafiği Konvektif kurutma ve osmotik işlem ile konvektif kurutmanın kombine olarak uygulandığı elma cipslerinde toplam renk değişim değerleri sırasıyla 14,2 ve 4,6 olarak belirlenmiştir (Velickova vd., 2013). Farklı sıcaklık ve hava hızlarında kurutulan Granny Smith elmaların toplam renk değişimi en yüksek 40°C sıcaklıkta 1,5 m/s hızda kurutulan elma dilimlerinde (37,17) en düşük 80°C sıcaklıkta 0,5 m/s hızda kurutulan elma dilimlerinde (18,75) bulunmuştur. Aynı hava hızlarında artan kurutma sıcaklıkları ile toplam renk değişiminin azalması düşük sıcaklıkta kuruma süresinin uzamasına ve esmerleşme ürünlerinin artmasına bağlanmıştır (VegaGálvez vd., 2012). Farklı kimyasal çözeltilere daldırılarak Gold Rush çeşit elmadan 70°C’de kurutularak üretilen elma cipslerinde CIE L*a*b* değerlerinden hesaplanan toplam renk değişimi en yüksek daldırma uygulanmamış örneklerde (7,94), en düşük %0,5 askorbik asit çözeltisine daldırılan örneklerde (6,41) tespit edilmiştir (Magdic vd., 2009). 106 Krokida vd., (2001) elma, muz, patates ve havuç konvansiyonel, mikrodalga, vakum, dondurarak ve ozmotik kurutma yöntemleri ile kurutulmuş renk değişim kinetikleri Hunter L, a, b değerleri üzerinden incelemişlerdir. Kurutma yöntemleri renk özelliklerini önemli düzeyde etkilemiştir. Konvektif, mikrodalga ve vakum kurutma örneklerinde aşırı esmerleşme ile birlikte L değerinde azalma, a ve b değerlerinde düşüş gözlenmiştir. Kırmızılık (a) ve sarılık (b) değerleri birinci derece değişim kinetiğine uyum göstermiştir. Ozmotik kurutmada L değerinde azalma, a ve b değerlerinde artma önemsiz düzeyde gözlenmiştir. Renk karakteristiklerini en iyi koruyan kurutma yöntemi dondurarak kurutma olmuştur. Taze elmalarda sırasıyla 50,22; 0,07 ve 16,87 olarak ölçülen CIE L* a* b* değerleri 40,4°C sıcaklıkta 24 saat kurutma sonrası 71,36; 1,07 ve 27,82 (Hunter L: 65,36 a: -2,55 b: 22,89) olarak ölçülmüştür (Rababah vd., 2005). Farklı kurutma yöntemleri uygulanan kivilerde toplam renk değişimi ΔE’nin ısıl değişim kinetiği sıfırıncı ve birinci derece reaksiyon kinetiğiyle uyum gösterdiği bildirilmiştir (Maskan, 2001). 4.1.14. Tekstürel özellikler Kırılma kuvveti tekstürel özelliklerin değerlendirilmesinde sıklıkla kullanılan bir parametredir. Yüksek kırılma kuvveti gevrek (crunchy) tekstürel özellikleri oluşturan kalın hücre duvarlı büyük hücre boşlukları ile ilişkilendirilirken, düşük kırılma kuvveti kırılgan ve daha az sertliği oluşturan birim alandaki ince duvarlı çok sayıda hücre ile ilişkilendirilmektedir (Yağcı ve Göğüş, 2012). Meyvelerde hücre duvarı kalınlığı, hücre boyut ve şekli, hücreler arası boşlukların hacmi gibi yapısal özellikler taze ve işlenmiş ürünlerin tekstürel kalitesinin belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Bu yüzden farklı elma çeşitlerinden üretilen ürünler farklı tekstürel özellikler gösterebilmektedir (Sham, 2000). 107 Farklı sıcaklıklarda farklı çeşit elmalardan üretilen elma cipslerinin kırılma kuvveti değerleri Şekil 4.19’da gösterilmiştir. Kırılma kuvveti değeri en yüksek 75°C’de GS çeşit elmadan üretilen elma cipslerinde (4,73 N), en düşük 65°C’de SD çeşit elmadan üretilen elma cipslerinde (3,98 N) tespit edilmiştir. Farklı çeşit kullanımı ve kurutma sıcaklığının kırılma kuvveti üzerine etkisi istatistik olarak önemli bulunmamıştır. Farklı mikrodalga kuvvetleri ve farklı sıcaklık uygulamaları ile Sawa çeşidinden üretilen kurutulmuş elmaların kırılma kuvvetleri bu çalışma sonuçlarına yakın olarak 2,6-4,3 N aralığında bulunmuştur (Marzec vd., 2010). Bu çalışmadan daha yüksek olarak ultrason uygulaması ile ön işlem uygulanmış, dikdörtgen şeklinde dilimlenmiş elma dilimlerinin maksimum kırılma kuvveti 21,79-97,26 N aralığında tespit edilmiştir (Brnčić vd., 2010). Kızıl ötesi ve konvektif kurutma uygulanan kurutulmuş elmaların maksimum kırılma kuvveti değerleri 6,43-9,07 N değerleri arasında değişiklik göstermiştir (Nowak ve Lewicki, 2005). Farklı sıcaklık ve sürelerde vakum kızartılmış elma cipslerinde kırılma kuvvetleri 3,92-22,56 N olarak belirlenmiştir (Shyu ve Hwang, 2001). Dondurarak kurutma ve mikrodalga vakum kurutma uygulamaları ile kurutulan elmaların sertlik değerleri 1558-2140 g (~15,28-20,99 N) olarak belirlenmiştir (Huang vd., 2012). Yer elmasından kızartılarak ya da mikrodalga pişirme yöntemi ile üretilen gevrek atıştırmalıkların kırılma kuvvetleri yaklaşık olarak sırasıyla 0,69-2,45 N ve 2,75-5,69 N olarak belirlenmiştir (Baltacıoğlu ve Esin, 2013). 108 SD GD GS 5 Kırılma kuvveti (N) 4 3 2 1 0 65°C 70°C 75°C Şekil 4.19. Elma cipslerinin kırılma kuvveti değerleri (N) 4.1.15. Duyusal özellikler Çeşitler bazında en beğenilen sıcaklığı belirlemek için Lezzet Profili Analizi Tanımlayıcı Test Tipi ile gerçekleştirilen duyusal değerlendirme sonuçları Şekil 4.20’de verilmiştir. Renk değerleri bakımından en yüksek beğeniyi, bütün çeşitler için toplam renk değişim değerinin en düşük olduğu sıcaklık olan 65°C sıcaklıkta üretilen elma cipsleri almıştır. GS çeşidi için 65°C’de üretilen elma cipslerinin renk değerlerindeki farklılık 70 ve 75°C’de üretilenlere göre istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). Şekil, koku, çıtırlık (elle ve ağızda), kırılganlık, sertlik, çiğnenebilirlik, tatlılık, ekşilik, hafif karamelize tat (hoşa giden) parametreleri bakımından 75°C’de üretilen elma cipsleri panelistler tarafından en yüksek puanları almıştır. Bu sonuçlara paralel olarak Genel değerlendirme sonuçlarında da tüm çeşitler için en yüksek puanı alan elma cipsleri 75°C’de üretilen elma cipsleri olmuştur (Şekil 4.21). 109 SD Karamelize tat Ekşilik Tatlılık 6 5 4 3 2 1 0 Renk Şekil 65 70 Koku 75 Çıtırlık Çiğnenebilirlik Kırılganlık Sertlik Çıtırlık (ağızda) GD Karamelize tat Ekşilik Tatlılık 6 5 4 3 2 1 0 Renk 65 Şekil 70 Koku 75 Çıtırlık Çiğnenebilirlik Kırılganlık Sertlik Çıtırlık(ağızda) GS Karamelize tat Ekşilik Tatlılık 6 5 4 3 2 1 0 Renk 65 Şekil 70 Koku 75 Çıtırlık Çiğnenebilirlik Kırılganlık Sertlik Çıtırlık(ağızda) Şekil 4.20. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin duyusal değerlendirme sonuçları 110 Genel Değerlendirme Puanı 7 6 5 4 SD 3 GD 2 GS 1 0 65°C 70°C Kurtuma sıcaklığı 75°C Şekil 4.21. Farklı sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinin genel değerlendirme sonuçları Duyusal değerlendirmenin ilk aşamasında en beğenilen elma cipsi üretim sıcaklığının 75°C olarak belirlenmesinin ardından ikinci aşamada üç elma çeşidinden bu sıcaklıkta üretilen elma cipsleri panelistlere servis edilmiştir. Duyusal değerlendirmenin ikinci aşamasından elde edilen sonuçlar Şekil 4.22’de gösterilmiştir. GS çeşit elmadan üretilen elma cipsleri renk, şekil, çıtırlık (ağızda), sertlik, çiğnenebilirlik ve ekşilik parametlerinden en yüksek puanları almıştır. Ekşi tadı ile bilinen ve titrasyon asitliği değerleri diğer çeşitlerden yüksek bulunan Granny Smith çeşidinden üretilen elma cipslerindeki ekşilik panelistler tarafından algılanarak duyusal değerlendirme sonuçlarına yansımıştır. SD çeşit elmadan üretilen elma cipsleri ise koku ve tatlılık parametrelerinden daha yüksek puan almıştır. GD çeşit elmadan üretilen elma cipsleri çoğu parametreden GS çeşidinden üretilen elma cipslerine yakın puanlar almakla birlikte çıtırlık (elde), kırılganlık ve karamelize tat parametrelerinden daha yüksek puan almıştır. GD ve GS çeşit elmaların renk, çıtırlık (elde), kırılganlık, çıtırlık (ağızda), sertlik, çiğnenebilirlik, karamelize tat ve genel değerlendirme parametreleri arasındaki farklar istatistik olarak önemli bulunmamıştır. SD çeşidi renk, çıtırlık, sertlik, çiğnenebilirlik, ekşilik ve genel değerlendirme parametrelerinden diğer çeşitlere göre düşük puan almıştır (p<0,05). SD çeşidinde tatlılık parametresi ise en yüksek puanı almıştır 111 (p<0,05). SD, GD ve GS çeşidinden üretilen elma cipsleri için genel değerlendirmede 6 puan üzerinden sırasıyla ortalama 4,32; 4,92 ve 4,99 puan almıştır. GS çeşit elmadan 75°C sıcaklıkta üretilen elma cipsleri en fazla beğeniyi aldığından çalışmanın ambalajlama ve depolama kısmında araştırma materyali olarak kullanılmıştır. Karamelize tat Ekşilik Tatlılık 6 5 4 3 2 1 0 Renk GS Şekil GD Koku SD Çıtırlık Çiğnenebilirlik Kırılganlık Sertlik Çıtırlık (ağızda) Şekil 4.22. SD, GD ve GS çeşitlerinden 75°C sıcaklıkta üretilen elma cipslerinin duyusal değerlendirme sonuçları Amasya, Golden Delicious ve Starkrimson Delicious çeşit elmalardan üretilen elma cipslerinin duyusal özelliklerinin renk, tat ve koku, kırılganlık parametreleri bakımından değerlendirildiği çalışmada Golden Delicious çeşidinden üretilen elma cipsleri tat ve koku parametreleri bakımından diğer çeşitlerden daha yüksek puan almıştır (Akyıldız, 1999). Kalsiyum klorür ile ön işlem uygulanmış elma cipslerine uygulanan duyusal analizde Fuji ve Golden Delicious çeşit elmalardan üretilen elma cipsleri Red Delicious çeşidinden üretilenlere göre daha yüksek elma lezzeti ve daha düşük istenmeyen lezzet puanı almıştır. Bitki hücre duvarına mekanik kuvvet sağlayan kalsiyum klorür ile muamele edilen elma cipsleri kırılganlık parametresi bakımından daha yüksek puan alırken çeşitler bazında Fuji çeşidi daha fazla kırılgan bulunmuştur (Sham, 1997; Sham vd., 2001). 112 4.2. Elma Cipsininin Kalite ve Antioksidan Özelliklerine Ambalaj ve Depolamanın Etkisinin Değerlendirilmesi Çalışmanın ikinci kısmında duyusal değerlendirmede panelistler tarafından en fazla beğeniyi alan GS çeşidinden 75°C sıcaklıkta üretilen elma cipsleri nem ve oksijen bariyeri olan PET-OPA-Al-CPP ambalaj ve bariyer özelliği olmayan HDPE ambalajlar kullanılarak ambalajlanmış ve 6 ay depolama sürecinde kalite ve antioksidan özelliklerdeki değişim değerlendirilmiştir. Ambalajlanmış örneklere ait analiz bulguları aşağıda verilmiştir. 4.2.1. Nem içeriği ve su aktivitesi Başlangıç nem içeriği %2,27 olarak ölçülen elma cipsi örneklerinin nem içeriklerinde ve su aktivitelerindeki değişim Şekil 4.23 ve 4.24’te verilmiştir. Depolama sürecinde HDPE ambalajla paketlenen örneklerin nem içeriği bariyer ambalajlı örneklerin nem içeriğinden daha yüksek bulunmuştur (p<0.05). Depolamanın sonunda HDPE torbalarda ambalajlanan örneğin nem içeriği % 8,52 ve bariyer ambalajlı örneğin nem içeriği ise % 2,97 olarak tespit edilmiştir. 12 PET-OPA-Al-CPP HDPE Nem (%) 8 4 0 0 1 2 3 4 Depolama süresi (ay) 5 6 Şekil 4.23. Depolama sürecinde elma cipslerinin nem içeriklerindeki değişim (%) 113 Nem değerlerine benzer şekilde başlangıç su aktivite değeri 0,225 olan elma cipslerinden HDPE ambalaj ile ambalajlananların su aktivite değeri yükselerek depolama sonunda 0,358 (p<0,05), bariyer ambalaj ile ambalajlananların su aktivite değeri ise istatistik olarak önemli değişim göstermeyerek 0,201 olarak tespit edilmiştir. PET-OPA-Al-CPP HDPE 0,5 Su aktivitesi (aw) 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 1 2 3 4 Depolama süresi (ay) 5 6 Şekil 4.24. Depolama sürecinde elma cipslerinin su aktivitelerindeki değişim Konopacka vd. (2002), elma cipsinin sorpsiyon ve tekstürel özelliklerinin inceledikleri çalışmada en iyi kırılganlık özelliğini gösterdiği su aktivite değeri 0,12 olarak bildirilmiştir. Elma cipsinin kritik su aktivite değeri ise 0,18, bu değere karşılık gelen nem içeriği ise kuru maddede 3,5 g H2O/100 g olarak belirtilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen bariyer ambalaj ile paketlenen elma cipslerinin nem içeriği bulguları Konopacka vd. (2002) tarafından verilen nem içeriği değerlerinden daha düşük bulunurken su aktivite değerleri ise daha yüksek bulunmuştur. Bariyer ambalajlı örneklerin nem içeriğindeki değişim istatistik olarak önemli bulunmazken, HDPE ambalajlı örneklerdeki nem değişimi ise istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). 114 Ambalaj materyallerinin su buharı geçirgenliği değerleri ve elde edilen sonuçlar göz önüne alındığında elma cipsinin depolama sürecinde kalite özelliklerini koruması bakımından PET-OPA-Al-CPP lamine ambalajın daha uygun olduğu görülmektedir. 4.2.2. Renk değerleri Depolama başlangıcında örneklerin Hunter L, a, b değerleri sırasıyla 65,86; 4,10 ve 18,54 olarak ölçülmüştür. Depolama süresince elma cipslerindeki renk değişimi Şekil 4.25’de gösterilmiştir. Depolamanın 6. Ayında PET-OPA-Al-CPP ambalaj kullanılarak ambalajlanan örneklerin Hunter L, a ve b değerleri 68,05; 5,74 ve 18,40 olarak belirlenmiştir. HDPE ambalaj ile ambalajlanan örneklerde ise Hunter L, a ve b değerleri 67,20; 5,98 ve 20,37 olarak kaydedilmiştir. Farklı ambalajlar ile ambalajlanan örneklerin renk değerleri arasında istatistik olarak fark bulunmamıştır. Eşitlik 3.11’den hesaplanan toplam renk değişimi değerleri 6. ayda Bariyer ambalaj ile ambalajlanan örneklerde 2,74, HDPE ambalaj ile ambalajlanan örneklerde 2,95 olarak hesaplanmıştır (Çizelge 4.17). 115 72 70 L 68 66 64 62 60 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 10 8 a 6 4 2 0 25 PET-OPA-Al-CPP HDPE 20 b 15 10 5 0 0 1 2 3 4 Depolama süresi (ay) 5 6 Şekil 4.25. Depolama sürecinde elma cipslerinin Hunter L, a, b değerlerindeki değişim 116 Çizelge 4.17. Ambalajlanmış elma cipslerinin depolama süresince Toplam Renk Değişimi (ΔE) Değerleri Depolama Süresi (Ay) Ambalaj 1 2 3 4 5 6 PET-OPA-Al-CPP 2,63 3,22 3,15 2,43 1,06 2,74 HDPE 2,67 3,92 2,40 2,71 3,33 2,95 Osmotik ön işlem sonrası 105°C’de 60 dk kurutularak üretilen ve metalize polipropilen ambalaj ile azot atmosferinde paketlenerek 6 ay oda sıcaklığında muhafaza edilen elma cipslerinin depolama sonundaki toplam renk değişimi 5,4 olarak belirlenmiştir (Velickova vd., 2013). 4.2.3. Kırılma kuvveti Depolama başlangıcında elma cipslerinde 3,57 N olarak ölçülen sertlik değerleri her iki ambalajla paketlenen örneklerde de artarak Bariyer ambalajlı örneklerde 4,80 N; HDPE ambalajlı örneklerde 10,06 N olarak ölçülmüştür (p<0,05). Kırılma kuvveti değerleri, örneklerin depolama sürecinde nem içerikleri ve su aktivite değerlerinin tekstürel özelliklere yansıdığını göstermektedir (Şekil 4.26). PET-OPA-Al-CPP HDPE 12 Kırılma kuvveti (N) 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 Depolama süresi (ay) 5 6 Şekil 4.26. Depolama sürecinde elma cipslerinin kırılma kuvveti değerlerindeki değişim (N) 117 Metalize polipropilen ambalaj ile azot atmosferinde ambalajlanmış ve oda sıcaklığında muhafaza edilmiş elma cipslerinin 6. aydaki sertlik değeri 14,7 N olarak belirlenmiş, başlangıç sertlik değeri ile olan fark önemsiz bulunmuştur (Velickova vd., 2013). 4.2.4. Antioksidan özellikler Çizelge 4.18’de PET-OPA-Al-CPP ve HDPE ambalaj ile ambalajlanmış elma cipslerinin depolama süresince antioksidan bileşenler ve antioksidan kapasitelerinde meydana gelen değişimler verilmiştir. Elma cipslerinin üretimi takiben askorbik asit içeriği 5,94 mg/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. Depolama sırasında her iki ambalajlı örnekte de askorbik asit içeriğinde kayıp meydana gelmiştir. Bu kayıp bariyer ambalajda %12,78, HDPE ambalajda ise %14,19 olarak belirlenmiştir. Her iki ambalaj için başlangıç ve depolama sonunda askorbik asit değişimi istatistik olarak önemli bulunmuştur (p<0,05). Askorbik asit miktarının depolama süresince azalmasının sebebinin depolama süresince parçalanmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Askorbik asit pH, sıcaklık, ışık, enzim, oksijen ve metalik katalizörlerin varlığında kolaylıkla parçalanan bir vitamindir (Santos ve Silva, 2008). Yapılan çalışmalarda askorbik asidin teknolojik işlem ve depolama sürecindeki en fazla kayba uğrayan vitamin olduğu belirtilmiştir (Özdemir vd., 1997). 118 Çizelge 4.18. Ambalajlanmış elma cipslerinin antioksidan bileşenleri ve antioksidan kapasite değerlerinde depolama süresince meydana gelen değişimler Depolama süresi (ay) Antioksidan Bileşen & Kapasite Askorbik asit (mg/100 g k.a.) Ambalaj materyali 0 1 2 3 4 5 6 PET-OPA-Al-CPP 5,94±0,22 5,71± 0,22 5,88± 0,32 5,69± 0,14 5,39± 0,08 5,45± 0,12 5,18± 0,03 HDPE 5,94±0,22 5,83± 0,26 5,80± 0,57 5,50± 0,15 5,22 0,20 5,04± 0,14 5,10± 0,16 Toplam Fenolik Madde (mg GAE/100 g k.a.) PET-OPA-Al-CPP 683,27±22,50 665,82± 15,14 651,74± 26,01 650,25± 18,11 651,79± 40,55 HDPE 683,27±22,50 660,32± 19,21 640,70± 18,28 634,90± 54,30 648,53± 24,24 639,42± 33,65 634,17± 20,43 Toplam Flavonoid miktarı (mg KE/100 g k.a.) PET-OPA-Al-CPP 191,16±6,45 183,35± 5,87 208,57± 12,72 183,85± 6,28 180,20± 2,28 169,07± 1,68 163,33± 2,35 HDPE 191,16±6,45 189,36± 6,87 186,75± 5,42 186,75± 2,48 192,19± 3,16 170,40± 8,34 161,61± 9,05 PET-OPA-Al-CPP 13,36±0,87 12,83± 0,42 12,75± 1,23 13,49± 0,41 11,82± 0,38 11,24 0,70 12,38± 0,25 HDPE 13,36±0,87 11,96± 0,64 12,06± 0,57 11,45± 0,60 13,69± 0,34 12,75± 0,25 12,18± 0,25 PET-OPA-Al-CPP 12,26±0,40 12,31± 0,48 12,40± 0,19 12,38± 0,26 12,23± 0,57 12,17± 0,27 12,29± 0,24 HDPE 12,26±0,40 12,13± 0,41 12,33± 0,30 12,24± 0,09 12,28± 0,34 12,20± 0,32 12,17± 0,59 TEAC (mmol TE/100 g k.a.) ORAC (mmol TE/100 g k.a.) 119 649,90 34,07 632,40± 39,71 Amasya, Golden Delicious ve Starkrimson Delicious çeşit elmalardan üretilen polietilen torbalarda oda sıcaklığında muhafaza edilen elma cipslerinde 8 aylık depolama süresi sonunda askorbik asit kaybı sırasıyla %96; 95 ve %97 olarak tespit edilmiştir (Akyıldız, 1999). Toplam fenolik madde miktarı depolama süresince azalarak 6. ayda % değişim PET-OPA-Al-CPP ve HDPE ambalajda sırasıyla %7,45 ve %7,19 olarak bulunmuştur. Golden Delicious çeşit elmalardan 75°C’de kurutularak üretildikten sonra çift katlı polietilen torbalara konularak depolanan örneklerde 4 ve 8 aylık dönemler sonunda toplam fenolik madde kaybı sırasıyla %8 ve %27 oranında bulunmuştur (Akyıldız, 1999). 191 mg KE/100 g k.a. olarak belirlenen başlangıç toplam flavonoid miktarı azalarak bariyer ambalajlı örneklerde %14,56, HDPE ambalajlı örneklerde %15,46 kayba uğramıştır. Elma cipslerinin ORAC ve TEAC başlangıç değerleri sırasıyla 12,26 µmol/100 g k.a. ve 13,36 µmol/100 g k.a. olarak belirlenmiştir. ORAC değerlerinde başlangıç değerlerine kıyasla Bariyer ve HDPE ambalaj için sırasıyla %7,32 ve %8,80 azalma tespit edilmiştir. TEAC değerlerinde ise Bariyer ambalaj için %0,31 artış; HDPE ambalajda %0,67 azalma görülmüştür. Küp şeklinde dilimlenerek %7 nem içeriğine kadar kurutulmuş elmalar HDPE ambalajlarda oda sıcaklığında, karanlık ortamda 6 ay depolanmıştır. TEAC yöntemi ile belirlenen antioksidan aktivite değerleri depolamanın ilk ayında artış, depolamanın sonuna doğru düşüş göstermiştir. Antioksidan aktivitede depolamanın başlangıcında görülen bu artışın sebebi kateşin gibi polifenolik bileşiklerin kimyasal ve enzimatik oksidasyonu ile açıklanmıştır (Sacchetti vd., 2008). 120 Konvektif kurutma uygulanan farklı çeşit eriklerin DPPH yöntemi ile belirlenen antioksidan aktivitelerinde depolamanın 8 ve 12. aylarında 1,5-2 kat artış tespit edilmiş, bu artış maillard reaksiyonu ara ürünü Hidroksi Metil Furfural ile ilişkilendirilmiştir (Del Caro vd., 2004). 4.2.5. Maya küf gelişimi Depolama boyunca hiçbir örnekte maya küf gelişimi gözlenmemiştir. Su aktivitesi 0,6 değerinin altında olan gıdalar mikrobiyel gelişmeye elverişsizdir (Topal, 1996). Her iki ambalaj için su aktivite değerleri ürünün uzun süre muhafazası için güvenli olarak bulunmuştur. 121 5. SONUÇ Bu çalışmada farklı elma çeşitlerinden farklı sıcaklıklarda dehidrasyon yöntemi ile elma cipsi üretimi gerçekleştirilmiştir. Kurutma aşamalarında alınan örneklerde çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikler belirlenmiştir. Elma cipslerinin duyusal değerlendirmesinde en yüksek puanı alan çeşit ve sıcaklıkta üretilen örnek iki farklı ambalaj materyali kullanılarak ambalajlanmış, 6 ay depolama sürecinde örneklerin kalite ve antioksidan özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre 65°C, 70°C ve 75°C sıcaklıklarda kuruma hızları ürün nemine ve zamana bağlı olarak giderek azalan bir eğilim sergilemiştir. Elmaların kuruma davranışını açıklayan en uygun model Midilli ve Küçük modeli olarak belirlenmiştir. Örneklerin etkin difüzyon katsayıları sıcaklıkla birlikte yükselerek 1,94-3,42x10-10 m2/s aralığında bulunmuştur. Aktivasyon enerjileri farklı çeşitler için 51,02-53,07 kJ/mol aralığında tespit edilmiştir. Kurutma sırasında su aktivitesindeki azalma ile birlikte elma cipslerinin 65, 70 ve 75°C sıcaklıklar için su aktivite değerleri sırasıyla 0,17-0,19; 0,15-0,18; 0,150,18 değerleri arasında bulunmuştur. PFO enzim aktivitesi SD çeşit elmalarda en yüksek ve GS çeşit elmalarda en düşük bulunmuştur. SD çeşidinin PFO aktivitesinin yüksek oluşu bu çeşitten üretilen elma cipslerinin enstrümental ve duyusal olarak belirlenen renk özelliklerine yansıdığı düşünülmüştür. pH ve titrasyon asitliği değerleri sırasıyla tüm örnekler için 3,51-4,46 ve 0,981,48 g/100 g k.a. değerleri arasında tespit edilmiştir. GS çeşidi örnekleri yüksek titrasyon asitliği ve düşük pH değerlerine SD çeşidi örnekleri düşük titrasyon asitliği ve yüksek pH değerlerine sahip bulunmuştur. Kurutmanın ilk aşamalarında örneklerde HMF tespit edilememiştir. Analiz edilen örneklerde HMF içeriği 0,39-8,62 mg/kg aralığında bulunmuştur. 122 Özellikle 70 ve 75°C’de kurutulan GS çeşit elma örneklerinde HMF içeriği diğer çeşitlerden daha yüksek bulunmuştur. Taze örneklerde sukroz, glukoz ve fruktoz miktarları sırasıyla 10,38-14,02; 10,99-17,46; 31,22-41,97 g/100g k.a. aralığında bulunan şeker bileşenlerinden kurutma sırasında sukroz ve glukoz miktarındaki değişimler önemli bulunmamıştır. GS çeşidinde kurutma sıcaklığının artışı ile birlikte örneklerin fruktoz içeriğinde azalmanın enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarında kullanılmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Başlangıç askorbik asit içerikleri 15,7-16,3 mg/100 g k.a. olan taze elmalarda kuruma sırasında askorbik asit miktarında önemli azalma meydana gelmiştir. Askorbik asidin ısıl bozunması 1. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Askorbik asit kaybının aktivasyon enerjileri SD, GD ve GS çeşitleri için sırasıyla 68,32; 66,99 ve 55,51 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Toplam fenolik madde miktarında her üç sıcaklık ve her üç çeşit için kurutma ile birlikte artış görülmüştür. SD çeşidi için 419, 368 ve 337 mg GAE/100 g k.a.; GD çeşidi için 525, 473 ve 442 mg GAE/100 g k.a.; GS çeşidi için 488, 436 ve 408 mg GAE/100 g k.a. olarak tespit edilmiştir. Toplam fenolik madde miktarındaki kurutma sırasındaki değişim 1. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Değişimin sıcaklığa bağlılığını gösteren Arrhenius denkliğinden hesaplanan Ea değerleri SD, GD ve GS çeşitleri için 27,52; 29,84 ve 32,48 kJ/mol olarak belirlenmiştir. SD, GD ve GS örnekleri için sırasıyla 130, 93 ve 119 mg KE/100 g k.a. olarak tespit edilen toplam flavonoid içeriği kurutma sırasında artış göstermiştir. Değişim 0. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiş, çeşitler için aktivasyon enerjileri 19,04-27,64 kJ/mol aralığında hesaplanmıştır. Taze örneklerin ORAC değerleri SD, GD ve GS için 9,16; 6,37; 6,03 mmol TE/100g k.a. olarak bulunmuştur. Örneklerin ORAC değerleri kurutma aşamalarında artarak elma cipslerinde en yüksek değere ulaşmıştır. Kurutma 123 sırasında ORAC değerindeki değişim 0. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Ea değerleri SD, GD ve GS çeşitleri için sırasıyla 73,16; 97,60 ve 70,49 kJ/mol olarak tespit edilmiştir. Toplam Fenolik Madde miktarı ve ORAC değerlerindeki değişime benzer şekilde örneklerin TEAC değerleri kurutma aşamalarında artarak elma cipslerinde en yüksek değere ulaşmıştır. 65, 70 ve 75°C sıcaklıklarda üretilen elma cipslerinde TEAC değerleri 12,27-17,97 mmol TE/100 g k.a. aralığında bulunmuştur. TEAC değerlerindeki değişim 0. Derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Aktivasyon enerjileri 68,93-90,37 kJ/mol olarak belirlenmiştir. Elma cipslerinin HPLC ile ayrımı yapılarak tanımlanan başlıca fenolik bileşenleri Gallik asit, Klorojenik asit, Kateşin, Kafeik asit, Epikateşin ve Rutin olarak belirlenmiştir. 65°C sıcaklıkta kurutulan elma cipslerinde Gallik asit, Klorojenik asit, Kateşin, Kafeik asit, Epikateşin miktarları en yüksek düzeyde bulunmuştur. Kafeik asit ve Rutin, yalnızca 70 ve 75°C’de GD çeşidinden üretilen elma cipsleri ile GS çeşidinden üretilen elma cipslerinde tespit edilmiştir. Renk değerleri esmerleşmeye bağlı olarak değişmiştir. Hunter L değerinde düşme, Hunter a ve b değerlerinde artış tespit edilmiştir. 75°C’de L değerindeki azalma daha belirgin görülmüştür. SD çeşidinden ve 75°C sıcaklıkta üretilen örneklerde toplam renk değişimi değeri diğer çeşit ve sıcaklıkta üretilen örneklerden daha yüksek bulunmuştur. Toplam renk değişiminin ısıl değişimi 1. derece reaksiyon kinetiğine uyum göstermiştir. Elma cipslerinde yapılan tekstürel analiz sonucu kırılma anındaki kuvvet 3,984,73 N aralığında bulunumuş, Farklı çeşit kullanımı ve kurutma sıcaklığının kırılma kuvveti üzerine etkisi istatistik olarak önemli bulunmamıştır. Lezzet Profili Analizi Tanımlayıcı Test Tipi ile gerçekleştirilen duyusal değerlendirme sonuçlarına göre bütün çeşitler içinde 75°C’de üretilen elma cipsleri şekil, koku, çıtırlık, kırılganlık, sertlik, çiğnenebilirlik, tatlılık, ekşilik, hafif karamelize tat parametreleri bakımından daha yüksek puan almıştır. 124 75°C’de SD, GD ve GS çeşitlerinden üretilen elma cipslerinde GS çeşidinden üretilen elma cipsleri renk, şekil, çıtırlık (ağızda), sertlik, çiğnenebilirlik ve ekşilik parametlerinden daha yüksek puanlar almıştır. Duyusal değerlendirmede en fazla puanı alan GS çeşidinden 75°C’de üretilen elma cipsleri bariyer özellikte (PET+OPA+ALU(9µm)+CPP) ve bariyer olmayan (HDPE) ambalajlar kullanılarak paketlenmiştir. Oda sıcaklığında 6 ay depolama sırasında farklı ambalajlarla ambalajlanan örneklerde % nem ve su aktivitesi bariyer ambalajda önemli düzeyde düşük belirlenmiştir. Bariyer ambalaj, elma cipslerinin başlangıç nem içeriğini ve su aktivitesini önemli ölçüde muhafaza etmiştir. Depolama sonunda Toplam renk değişimi PET/OPA/ALU/CPP ve HDPE ambalaj ile ambalajlanan örneklerde 2,74 ve 2,95 olarak hesaplanmıştır. Tekstürel özelliklerin bir göstergesi olan kırılma kuvveti değerleri artarak PET/OPA/ALU/CPP ambalajlı örneklerde 4,80 N; HDPE ambalajlı örneklerde 10,06 N olarak ölçülmüştür. Depolama sırasında PET-OPA-Al-CPP ambalajlı örnekte %12,78, HDPE ambalajda ise %14,19 askorbik asit kaybı meydana gelmiştir. Başlangıç konsantrasyonu 683 mg GAE/100 g k.a. olan toplam fenolik içeriği örneklerde depolama süresince azalmış ve 6. Ayda % değişim PET-OPA-Al-CPP ve HDPE ambalajda 7,45 ve %7,19 olarak bulunmuştur. Depolama sürecinde toplam flavonoid miktarı azalarak PET-OPA-Al-CPP ambalajlı örneklerde %14,56, HDPE ambalajlı örneklerde %15,46 kayba uğramıştır. Başlangıç ORAC ve TEAC değerleri sırasıyla 12,26 ve 13,36 µmol TE/100g k.a. olan elma cipslerinde PETOPA-Al-CPP ve HDPE ambalaj için sırasıyla ORAC değerlerinde %7,32 ve %8,80 azalma, TEAC değerlerinde PET-OPA-Al-CPP ambalajda %0,31 artış; HDPE ambalajda %0,67 azalma görülmüştür. Kullanılam farklı ambalajların antioksidan özellikler üzerine etkisi istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur. Her iki ambalaj ile ambalajlanan örneklerde depolama sırasında maya küf gelişimine rastlanmamıştır. 125 Ambalajlamanın etkisi elma cipslerinin antioksidan özellikleri üzerine istatistiksel olarak önemsiz bulunurken, duyusal kaliteyi doğrudan etkileyen nem içeriği, su aktivitesi ve tekstürel özellikler üzerine önemli bulunmuştur. Ambalaj materyalinde oksijen bariyerinin koruyucu etkisi saptanmadığından elma cipsi için ambalaj seçiminde ürünün nem içeriğini koruyacak, yalnızca su buharı bariyer özeliğinde ambalaj materyallerinin tercih edilmesi ambalaj maliyetlerinin azaltılması bakımından faydalı olabilecektir. 126 KAYNAKLAR Acar, J., Gökmen, V., 2007. Fenolik bileşikler ve doğal renk maddeleri. Saldamlı,İ., (Ed.) Gıda Kimyası İçinde (463-492). Hacettepe Üniversitesi Yayınları, Ankara. Akdaş, S., Başlar, M., 2014. Dehydration and degradation kinetics of bioactive compounds for mandarin slices under vacuum and oven drying conditions. Journal of Food Processing and Preservation. DOI: 10.1111/jfpp.12324. Akkan, A.A., Özdemir, Y., Ekiz, H.L., 2001. Derivative spectrophotometric determination of 5‐(hydroxymethyl)‐2‐furaldehyde (HMF) and furfural in Locust bean extract. Food/Nahrung, 45(1), 43-46. Akpinar, E.K., 2006. Determination of suitable thin layer drying curve model for some vegetables and fruits. Journal of Food Engineering, 73(1), 75-84. Akpinar, E.K., Bicer, Y., Midilli, A., 2003. Modeling and experimental study on drying of apple slices in a convective cyclone dryer. Journal of Food Process Engineering, 26(6), 515-541. Akyıldız, A., 1999. Kurutulmuş elma cipsi üretim tekniği üzerine araştırma. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri. Enstitüsü, Doktora Tezi, Adana. Akyildiz, A., Aksoy, S., Benli, H., Kiroglu, F., Fenercioglu, H., 2004. Determination of changes in some characteristics of persimmon during dehydration at different temperatures. Journal of Food Engineering, 65, 95–99. Akyıldız, A., Öcal, N.D., 2006. Effects of dehydration temperatures on colour and polyphenoloxidase activity of Amasya and Golden Delicious apple cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(14), 23632368. Albayrak, S., Sağdiç, O., Aksoy, A., 2010. Bitkisel ürünlerin ve gıdaların antioksidan kapasitelerinin belirlenmesinde kullanılan yöntemler. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26(4):401-409. An, F., Qiu, D., Song, H., Wu, X., Tong, J., Guo, R., 2015. Effects of Instant Pressure Drop Puffing with Super‐Heated Vapor on the Physical Properties of Granny Smith Apple Chips. Journal of Food Process Engineering. doi:10.1111/jfpe.12157 Anonim, 2011a, http://faostat.fao.org Anonim, 2011b, Eğirdir Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü, http://www.ebkae.gov.tr 127 Anonim, 2014a. http://faostat.fao.org Anonim, 2014b. Bitkisel Üretim İstatistikleri,www.tuik.gov.tr Apak, R., Güçlü, K., Demirata, B., Özyürek, M., Çelik, S. E., Bektaşoğlu, B., Özyurt, D., 2007. Comparative evaluation of various total antioxidant capacity assays applied to phenolic compounds with the CUPRAC assay. Molecules, 12(7), 1496-1547. Arts I, D. J, Harnack L, Gross M, Folsom A., 2001. Dietary catechins in relation to coronary heart disease among postmenopausal women. Epidemiology, 12:668-675. Arts, I.C., Hollman, P.C. Feskens, E.J., Bueno de Mesquita, H.B., Kromhout, D. 2001. Catechin intake and associated dietary and lifestyle factors in a representative sample of Dutch men and women.Eur. J. Clin. Nutr., 55, 76– 81. Aviram, M., Rosenblat, M., Gaitini, D., Nitecki, S., Hoffman,A., Dornfeld, L., Volkova, N., Presser, D., Attias, J., Liker, H., Hayek, T., 2004. Pomegranate juice consumption for 3 years by patients with carotid artery stenosis reduces common carotid intima-media thickness, blood pressure and LDL oxidation. Clinical Nutrition, 23, 423–433. Babalis, S.J., Belessiotis, V.G., 2004. Influence of the drying conditions on the drying constants and moisture diffusivity during the thin-layer drying of figs. Journal of Food Engineering, 65(3), 449–458. Balasundram, N., Sundram, K., Samman, S., 2006. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food Chemistry, 99, 191-203. Baltacıoğlu, C., Esin, A., 2013. Crisp Production from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) and Investigation of Quality Parameters. Academic Food Journal/Akademik GIDA, 11(2). Barbosa-Cánovas, G.V., Vega-Mercado, H., 1996. Dehydration of Foods. Chapman & Hall, New York, 53-59. Barta, J., 2006. Fruit Drying Principles. Hui, Y.H. (Ed.), Handbook of Fruits and Fruit Processing içinde (81-93), Blackwell Publishing, Iowa, USA. Belitz, H.D., Groosch, W., Schieberle, P., 2004. Food Chemistry, 3 rd revised edt., Springer, Berlin. Ben Mabrouk, S., Benali, E., Oueslati, H., 2012. Experimental study and numerical modelling of drying characteristics of apple slices. Food and Bioproducts Processing, 90(4), 719-728. 128 Berk, Z. 2009. Dehydration. In: Food Process Engineering and Technology, Elseiver Inc. Block, G., Patterson, B., Subar, A., 1992. Fruit, vegetables and cancer prevention: a review of the epidemiological evidence. Nutrition and Cancer, 18, 1–29. Boeing H, Bechthold A, Bub A, Ellinger S, Haller D, Kroke A, Leschik-Bonnet E., Müller M.J., Oberritter, H., Schulze, M., Stehle, P., Watzl, B., 2012. Critical review: vegetables and fruit in the prevention of chronic diseases. European Journal of Nutrition. 51(6), 637-663. Boyer, J., Liu, R.H., 2004. Apple phytochemicals and their health benefits. Nutrition Journal, 3(5), 12. Bozdemir, S., Yılmaz, E., 2013. Kızartılmış çerezler ve besin değerini geliştirme çalışmaları. Dünya Gıda Dergisi, Haziran 2013. Bravo, L., 1998. Polyphenols: Chemistry, dietray sources, metabolism and nutritional significance. Nutrition Reviews, 56 (11), 317-333. Brennan, J.G., 1997. Food Dehydration: A Dictionary and Guide. CRC Press; 1 edition, 189 p. Brncic, M., Karlovic, S., Penava, A., Bosiljkov, T., Ježek, D., & Tripalo, B. (2010). Textural properties of infra red dried apple slices as affected by high power ultrasound pre-treatment. African Journal of Biotechnology, 9(41), 6907-6915. Budak, H.N., 2010. Elma ve Üzümden Üretilen Sirkelerin Bileşenleri ve Fonksiyonel Özellikleri Üzerine Araştırma. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 167s, Isparta. Budak, H.N., Ertekin-Filiz, B., Meydan, Ç., Şimşek, A. 2011. Elma ve elma ürünlerinin tanıtımı ve Turizm açısından değerlendirilmesi. I. Uluslararası, IV. Ulusal Eğirdir Turizm Sempozyumu. 1-4 Aralık 2011. Isparta. Büyüktuncer, Z., Başaran, A.A., 2005. Fitoöstrojenler ve sağlıklı yaşamdaki önemleri. Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi Dergisi, 25 (2), 7994. Carranza-Concha, J., Benlloch, M., Camacho, M.M., Martinez-Navarrete N., 2012. Effects of drying and pretreatment on the nutritional and functional quality of raisins. Food and Bioproducts Processing, 90, 243–248. Çaylak, E., 2011. Hayvan ve bitkilerde oksidatif stres ile antioksidanlar. Tıp Araştırmaları Dergisi, 9(1), 73-83. 129 Cemeroğlu, B., 2013. Gıdalara Uygulanan Bazı Özel Analiz Yöntemleri. Gıda Analizleri (Editör: Cemeroğlu, B.). Bizim Grup Basımevi, Ankara. 480s. Cemeroğlu, B., Karadeniz, F., Özkan, M., 2003. Meyve ve Sebze İşleme Teknolojisi. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, No:28, Ankara. Cemeroğlu, B., Özkan, M., 2009. Kurutma Teknolojisi. Cemeroğlu B. (Ed), Meyve ve Sebze İşleme Teknolojisi İçinde. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları No:39. Chang, C.H., Lin, H.Y., Chang, Y.C. and Liu, Y.C., 2006. Comparisons on the antioxidant properties of fresh, freeze-dried and hot-air-dried tomatoes. Journal of Food Engineering, 77, 478–485. Choi, Y., Lee, S.M., Chun, J., Lee, H.B., Lee, J., 2006. Influence of heat treatment on the antioxidant activities and polyphenolic compounds of Shiitake (Lentinus edodes) mushroom. Food Chemistry, 99(2), 381-387. Chottamom, P., Kongmanee, R., Manklang, C., Soponronnarit, S., 2012. Effect of osmotic treatment on drying kinetics and antioxidant properties of dried mulberry. Drying Technology, 30(1), 80-87. Chunthaworn, S., Achariyaviriya, S., Achariyaviriya, A., Namsanguan, K., 2012. Color kinetics of longan flesh drying at high temperature. Procedia Engineering, 32, 104-111. Cioroi, M., 2008. 5-Hydroxymethylfurfural–A possible indicator in the prezervation abilities of the thermally processed food. Revue Roumaine de Chimie, 53(5), 379-382. Conte, A., Pellegrini, S., Tagliazucchi, D., 2003. Synergistic protection of PC12 cells from b-amyloid toxicity by resveratrol and catechin. Brain Research Bulletin, 62, 29–38. Contreras, C., Martín-Esparza, M. E., Chiralt, A., Martínez-Navarrete, N., 2008. Influence of microwave application on convective drying: Effects on drying kinetics, and optical and mechanical properties of apple and strawberry. Journal of Food Engineering, 88(1), 55-64. D’Abrosca, B., Pacifico, S., Cefarelli, G., Mastellone, C., & Fiorentino, A. 2007. ‘Limoncella’apple, an Italian apple cultivar: Phenolic and flavonoid contents and antioxidant activity. Food Chemistry, 104(4), 1333-1337. Dadalı, G., Demirhan, E., & Özbek, B., 2007b. Color change kinetics of spinach undergoing microwave drying. Drying technology, 25(10), 1713-1723. Dadalı, G., Kılıç Apar, D., & Özbek, B., 2007a. Color change kinetics of okra undergoing microwave drying. Drying Technology, 25(5), 925-936. 130 De Torres, C., Diaz-Maroto, M.C., Hermosin-Gutierrez, I., Perez-Coello, M.S., 2010. Effect of freeze-drying and oven-drying on volatiles and phenolics composition of grape skin. Analytica Chimica Acta, 660, 177–182. Dev, S.R., Raghavan, V.G., 2012. Advancements in drying techniques for food, fiber, and fuel. Drying Technology, 30(11-12), 1147-1159. Devahastain,S., Niamnuy, C., 2010. Modelling quality changes of fruits and vegetables during drying: a review. International Journal of Food Science and Technology, 45,1755-1767. Devic, E., Guyot, S., Daudin, J.D. and Bonazzi, C., 2010. Kinetics of polyphenol losses during soaking and drying of cider apples. Food and Bioprocess Technology, 3, 867-877. Dewanto, V., Wu, X., Adom., K.K., Liu, R.H., 2002. Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity. Journal of Agricultural Food Chemistry, 50, 3010-3014. Dincer, I., Hussain, M.M., 2004. Development of a new Biot number and lag factor correlation for drying applications. International Journal of Heat and Mass Transfer, 47(4), 653-658. Doymaz, İ., İsmail, O., 2011. Drying characteristics of sweet cherry. Food and Bioproducts Processing, 89(1), 31-38. Djendoubi Mrad, N., Boudhrioua, N., Kechaou, N., Courtois, F., Bonazzi, C., 2012. Influence of air drying temperature on kinetics, physicochemical properties, total phenolic content and ascorbic acid of pears. Food and Bioproducts Processing, 90(3), 433-441. Donovan, J.L.; Meyer, A.S.; Waterhouse, A.L., 1998. Phenolic composition and antioxidant activity of prunes and prune juice (Prunus domestica). Journal of Agricultural Food Chemistry, 46, 1247-1252. Eberhardt, M.V., Lee, C.Y., Liu, R.H., 2000. Antioxidant activity of fresh apples. Nature, 405, 903-904. El Gharras, H., 2009. Polyphenols: food sources, properties and applications–a review. International Journal of Food Science and Technology, 44(12), 2512-2518. Erbay, Z., 2008. Zeytin Yaprağının Sıcak Hava ile Kurutulmasının Modellenmesi, Optimizasyonu ve Ekserji Analizi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Temmuz 2008, 214 sayfa, İzmir. Erbay, Z., Icier, F., 2010. A review of thin layer drying of foods: theory, modeling, and experimental results. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 50(5), 441-464. 131 Erle, U., Schubert, H., 2001. Combined osmotic and microwave-vacuum dehydration of apples and strawberries. Journal of Food Engineering, 49(2), 193-199. Ertekin Filiz, B., Seydim, A. C., 2014. Antioxidant properties of some dried fruits. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 2(3). Evranuz, Ö., 1988. Gıda Maddelerinin Kurutulması Sırasında Kuruma Kinetiğini Kontrol Eden Faktör ve Kalite Üzerine Etkileri. Gıda Dergisi, 13(1). Escarpa, A., Gonzalez, M.C., 1998. High-performance liquid chromatography with diode-array detection for the determination of phenolic compounds in peel and pulp from different apple varieties. Journal of Chromatography A, 823(1), 331-337. Ferreira, D., Guyot, S., Marnet, N., Delgadillo, I., Renard, C. and Coimbra, M.A., 2002. Composition of phenolic compounds in a Portuguese pear (Pyrus communis L. var. S. Bartolomeu) and changes after sun-drying. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 4537-4544. Feskanich D, Ziegler R, Michaud D, Giovannucci E, Speizer F, Willett W, Colditz G., 2000. Prospective study of fruit and vegetable consumption and risk of lung cancer among men and women. Journal of the National Cancer Institute, 92,1812-1823. Francisco, M.L.L.D., Resurreccion, A.V.A., 2009. Total phenolics and antioxidant capacity of heat-treated peanut skins. Journal of Food Composition and Analysis, 22(1), 16-24. Gao, Q.H., Wu, C.S., Wang, M., Xu, B.N., Du, L.J., 2012. Effect of drying of jujubes (Ziziphus jujuba Mill.) on the contents of sugars, organic acids, αtocopherol, β-carotene, and phenolic compounds. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60(38), 9642-9648. Geankoplis CJ. 2011. Taşınma Süreçleri ve Ayırma Süreci İlkeleri, Çev. Yapıcı S, İzmir Güven Kitabevi, İzmir, Türkiye. Gebhardt, S.E., Thomas, R.G., 2002. Nutritive value of foods. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Homeand Garden Bulletin 72 Gil, M.I., Tomas-Barberan, F.A., Pıerce, B.H., Holcroft, D.M., Kader, A.A., 2000. Antioxidant activity of pomegranate juice and its relationship with phenolic composition and processing. Journal of Agricultural Food Chemistry, 48, 4581-4589. Gillman, M.W., Cupples, L.A., Gagnon, D., Posner, B.M., Ellison, R.C., Castelli, W. P., 1995. Protective effect of fruits and vegetables on development of stroke in men. Journal of the American Medical Association, 273, 1113–1117. 132 Gobbi, S., Farris, S., Limbo, S., & Torreggiani, D. (2012). Influence of Cultivar And Process Conditions on Crispness of Osmo‐Air‐Dried Apple Chips. Journal of Food Process Engineering, 35(5), 810-820. Gorinstein S, Zachwieja Z, Folta M, Barton H, Piotrowicz J, Zember M, Weisz M, Trakhtenberg S, Martin-Belloso, O., 2001. Comparative content of dietary fiber, total phenolics, and minerals in persimmons and apples. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(2), 952-957. Green, R.C., 2007. Physicochemical Properties and Phenolic Composition of Selected Saskatchewan Fruits: Buffaloberry, Chokecherry and Sea Buckthorn. University of Saskatchewan, PhD Thesis, 318p, Saskatoon. Güçlü, K., Altun, M., Ozyurek, M., Karademir, S.E., Apak, R., 2006. Antioxidant capacity of fresh, sun- and sulphited-dried Malatya apricot (Prunus armeniaca) assayed by CUPRAC, ABTS/TEAC and folin methods. International Journal of Food Science and Technology, 41, 76–85. Guiné, R. P. F., Ferreira, D. M. S., Barroca, M. J., & Gonçalves, F. M., 2007. Study of the drying kinetics of solar-dried pears. Biosystems engineering, 98(4), 422-429. Guiné, R.P.F., 2005. Drying kinetics of some varieties of pears produced in Portugal. Food and Bioproducts Processing, 83(4), 273-276. Guo C, Yang J, Wei J, Li Y, Xu J, Jiang Y, 2003. Antioxidant activities of peel, pulp and seed fractions of common fruits as determined by FRAP assay. Nutrition Research, 23,1719–1726. Gupta, R.K., Kumar, P., Sharma, A., Patil, R.T., 2011. Color kinetics of aonla shreds with amalgamated blanching during drying. International Journal of Food Properties, 14(6), 1232-1240. Halliwell, B., 1996. Antioxidants in human health and disease. Annual Review of Nutrition, 16, 33–50. Halvorsen, B.L., Holte, K., Myhrstad, M.C.W., Barikmo, I., Hvattum, E., Remberg, S.F., Wold, A.B., Haffner, K., Baugerod, H., Andersen, L.F., Moskaug, J., Jacobs, D.R., Blomhoff, R., 2002. A systematic screening of total antioxidants in dietary plants. Journal of Nutrition, 132, 461-471. He, J., Giusti, M., 2010. Anthocyanins: Natural colorants with health-promoting properties. Annual Review of Food Science and Technology, 1, 163-187. Hecke, K., Herbinger, K., Veberič, R., Trobec, M., Toplak, H., Štampar, F., Keppel, H., Grill, D., 2006. Sugar-, acid-and phenol contents in apple cultivars from organic and integrated fruit cultivation. European Journal of Clinical Nutrition, 60(9), 1136-1140. 133 Henríquez, C., Córdova, A., Almonacid, S., Saavedra, J., 2014. Kinetic modeling of phenolic compound degradation during drum-drying of apple peel byproducts. Journal of Food Engineering, 143, 146-153. Hertog, M.G., Feskens, E.J., Hollman, P.C., Katan, M.B., Kromhout, D., 1993. Dietary antioxidant flavonoids and risk of coronary heart disease: the Zutphen Elderly Study. Lancet, 342,1007–1011. Hollman, P.C., Katan, M.B., 1999. Dietary flavonoids: intake, health effects and bioavailability. Food and Chemical Toxicology, 37, 937–942. Huang, D., Ou, B., Hampsch-Woodill, M., Flanagan, J., Prior, R., 2002. Highthroughput Assay of Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC) Using a Multichannel Liquid Handling System Coupled with a Microplate Fluorescence Reader in 96-Well Format. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 4437-4444. Huang, D., Ou, B., Prior, R. L., 2005. The chemistry behind antioxidant capacity assays. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(6), 1841-1856. Huang, L.L., Zhang, M., Wang, L.P., Mujumdar, A.S., Sun, D.F., 2012. Influence of combination drying methods on composition, texture, aroma and microstructure of apple slices. LWT-Food Science and Technology, 47(1), 183-188. Huang, M., Ho, C., Lee, C., 1992. Phenolic compounds in food and their effects on health. American Chemical Society, 507 (2), 8–34. Hyson, D.A., 2011. A comprehensive review of apples and apple components and their relationship to human health. Advances in Nutrition: An International Review Journal, 2(5), 408-420. Hyson, D.A., 2011. A comprehensive review of apples and apple components and their relationship to human health. Advances in Nutrition: An International Review Journal, 2(5), 408-420. Ignat, I., Volf, I., Popa, V.I., 2011. A critical review of methods for characterisation of polyphenolic compounds in fruits and vegetables. Food Chemistry, 126, 1821-1835. Isabelle, M., Lee, B.L., Lim, M.T., Koh, W.P., Huang, D., Ong, C.N., 2010. Antioxidant activity and profiles of common fruits in Singapore. Food Chemistry, 123,77–84. İşleroğlu, H., Yıldırım, Z., Yıldırım, M., 2005. Fonksiyonel Bir Gıda Olarak Keten Tohumu. Journal of the Agricultural Faculty of Gaziosmanpasa University, 22(2), 23-30. 134 Jaganath, I.B., Crozier, A., 2010. Dietary flavanoids and phenolic compounds. Fraga, C.G. (Ed.). In Plant Phenolics and Human Health: Biochemistry Nutrition, and Pharmacology (1-49). A John Wiley & Sons, Inc. Publication, New Jersey. Jeong, S.M., Kim, S.Y., Kim, D.R., Jo, S.C., Nam, K.C., Ahn, D.U., Lee, S.C., 2004.. Effect of heat treatment on the antioxidant activity of extracts from citrus peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(11), 3389-3393. Jesionkowska, K., Sijtsema, S.J., Konopacka, D., Symoneaux, R., 2009. Dried fruit and its functional properties from a consumer’s point of view. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, ISAFRUIT Special Issue 85–88. Jha, S.N., 2010. Colour Measurements and Modeling. Jha, S.N. (Ed.), In Nondesturctive Evaluation of Food Quality: Theory and Practice. Springer, 288p. Joshi, A.P.K., Rupasinghe, H.P.V., Khanizadeh, S., 2011. Impact of drying processes on bioactıve phenolics, vitamin C and antioxidant capacity of red‐fleshed apple slices. Journal of Food Processing and Preservation, 35(4), 453-457. Kalt, W., 2005. Effects of production and processing factors on major fruit and vegetable antioxidants. Journal of Food Science, 70(1), R11-R19. Kamiloglu, S., 2012. Effect of sun-drying on polyphenols and in vitro bioavailability of Sarilop and Bursa siyahi figs (Ficus carica l.). İstanbul Technical University Graduate School of Science Engineering and Technology, Msc Thesis, 108p, İstanbul. Karaaslan, S., 2014. Trabzon Hurmasının Mikrodalga ile Kurutulmasında Uygun Kuruma Modelinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 9(1), 8-15. Karaaslan, M., Yilmaz, F.M., Cesur, Ö., Vardin, H., İkinci, A., Dalgiç, A.C., 2013. Drying kinetics and thermal degradation of phenolic compounds and anthocyanins in pomegranate arils dried under vacuum conditions. International Journal of Food Science & Technology, 49(2), 595-605. Karadeniz, F ve Ekşi, A. 2001. Elma Suyunda Fenolik Madde Dağılımı Üzerine Araştırma. Tarim Bilimleri Dergisi, 7 (3), 135-141. Karadeniz, F., Burdurlu, H. S., Koca, N., Soyer, Y. (2005). Antioxidant activity of selected fruits and vegetables grown in Turkey. Turkish journal of agriculture and forestry, 29(4), 297-303. Karadeniz, F., Durst, R.W. and Wrolstad, R.E. (2000). Polyphenolic composition of raisins. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48, 5343-5350. 135 Karakaya, S., El, S. N. ve Tas, A. A., 2004. Antioxidant activity of some foods containing phenolic compounds. International Journal of Food Science and Nutrition 52:501–508. Karaman, Ş., Tütem, E., Başkan, K.S., Apak, R., 2013. Comparison of antioxidant capacity and phenolic composition of peel and flesh of some apple varieties. Journal of the Science of Food and Agriculture, 93(4), 867-875. Karamürsel, D., 2009. Türkiye Elma Endüstrisine Genel Bir Bakiş. Tarım Türk Dergisi, Yıl: 2009, Sayı:15, Sayfa:13-14. Kaur, C., Kapoor, H.C., 2001. Antioxidants in fruits and vegetables-the millennium's health. International Journal of Food Science and Technology, 36, 703-725. Kaya, A., Aydın, O., Demirtaş, C., 2007a. Drying kinetics of Red Delicious apple. Biosystems Engineering, 96(4), 517–524. Kaya, A., Aydin, O., Demirtas, C., Akgün, M., 2007b. An experimental study on the drying kinetics of quince. Desalination, 212(1), 328-343. Kaya, A., Aydin, O., Kolayli, S., 2010. Effect of different drying conditions on the vitamin C (ascorbic acid) content of hayward kiwifruits (Actinidia deliciosa Planch). Food and Bioproducts Processing, 88, 165–173. Kaymak Ertekin, F., 2002. Drying and rehydrating kinetics of green and red peppers. Journal of Food Science, 67(1), 168-175. Kaymak-Ertekin, F., Gedik, A., 2005. Kinetic modelling of quality deterioration in onions during drying and storage. Journal of Food Engineering, 68(4), 443-453. Kerkhofs, N.S., Lister, C.E., Savage, G.P., 2005. Change in colour and antioxidant content of tomato cultivars following forced-air drying. Plant Foods for Human Nutrition, 60(3), 117-121. Kevers, C., Falkowski, M., Tabart, T.J., Defraigne, J.O., Dommes, J., Pincemail, J., 2007. Evolution of antioxidant capacity during storage of selected fruits and vegetables. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55, 8596– 8603. Kim, S.W.J., Lee, C.Y., 2003. Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chemistry, 81 321–326. Kim, S. Y., Jeong, S. M., Park, W. P., Nam, K. C., Ahn, D. U., & Lee, S. C. (2006). Effect of heating conditions of grape seeds on the antioxidant activity of grape seed extracts. Food chemistry, 97(3), 472-479. 136 Kiranoudis, C.T., Maroulis, Z.B., Marinos-Kouris, D., 1992. Drying Kinetics of Onion and Gren Pepper. Drying Technology, 104, 995-1011. Kırca, A., Cemeroğlu, B., 2001. Askorbik asidin degradasyon mekanizması. Gıda Dergisi, 26(4). Knekt, P., Isotupa, S., Rissanen, H., Heliövaara, M., Järvinen, R., Häkkinen, S., Reunanen, A., 2000. Quercetin intake and the incidence of cerebrovascular disease. European journal of clinical nutrition, 54(5), 415-417. Koca, İ., Karadeniz, B., Tural, S., 2006. Antosiyaninlerin antioksidan Aktivitesi. Türkiye 9. Gıda Kongresi, 24-26 Mayıs 2006, Bolu, 133. Konopacka, D., Plocharski, W., Beveridge, T., 2002. Water Sorption and crispness of fat‐free apple chips. Journal of Food Science, 67(1), 87-92. Krokida, M.K., Tsami, E., Maroulis, Z.B., 1998. Kinetics on color changes during drying of some fruits and vegetables. Drying Technology, 16(3-5), 667685. Krokida, M.K., Kiranoudis, C.T., Maroulis, Z.B., Marinos-Kouris, D., 2000. Drying related properties of apple. Drying Technology, 18(6), 1251-1267. Krokida, M.K., Maroulis, Z.B., Saravacos, G.D., 2001. The effect of the method of drying on the colour of dehydrated products. International Journal of Food Science and Technology, 36(1), 53-59. Kutlu, N., İşci, A., Şakıyan Demirkol, Ö., 2015. Gıdalarda İnce Tabaka Kurutma Modelleri. Gıda, 40, doi: 10.15237/gida.GD14031. Larrauri, J.A., Ruperez, P. Saura-Calixto, F., 1997. Effect of drying temperature on the stability of polyphenols and antioxidant activity of red grape pomace peels. Journal of Agricultural Food Chemistry, 45, 1390-1393. Lavelli, V., 2009. Combined effect of storage temperature and water activity on the antiglycoxidative properties and color of dehydrated apples. Journal of Agricultural Food Chemistry, 57(24), 11491-11497. Lavelli, V., Vantaggi, C., 2009. Rate of antioxidant degradation and color variations in dehydrated apples as related to water activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(11), 4733-4738. Lawless, H.T., Heymann, H., 2010. Sensory Evaluation of Food Principles and Practices. 2nd ed. XXIII, ISBN 978-1-4419-6488-5. Le Marchand, L., Murphy, S., Hankin, J., Wilkens, L., Kolonel, L:, 2000. Intake of flavonoids and lung cancer. Journal of the National Cancer Institute, 92:154-160. 137 Lea, A.G., Arnold, G.M., 1978. The phenolics of ciders: bitterness and astringency. Journal of the Science of Food and Agriculture, 29(5), 478-483. Lee, K.W., Kim, Y.J., Kim, D.O., Lee, H.J., Lee, C.Y., 2003. Major phenolics in apple and their contribution to the total antioxidant capacity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(22), 6516-6520. Lee, S.C., Jeong, S.M., Kim, S.Y., Park, H.R., Nam, K.C., Ahn, D.U., 2006. Effect of farinfrared radiation and heat treatment on the antioxidant activity of water extracts from peanut hulls. Food Chemistry, 94(4), 489-493. Lee, C. Y., 2012. Common Nutrients and Nutraceutical Quality of Apples. New York Fruit Quarterly, 20 (3), 3-7. Leong, S.Y., Oey, I., 2012. Effects of processing on anthocyanins, carotenoids and vitamin C in summer fruits and vegetables. Food Chemistry, 133(4), 1577-1587. Liu, R.H., 2003. Health benefits of fruit and vegetables are from additive and synergistic combinations of phytochemicals. The American Journal of Clinical Nutrition, 78, 517-520. Liu, R.H., Eberhardt, M.V., Lee, C.Y., 2001. Antioxidant and antiproliferative activites of selected New York apple cultivars. New York Fruit Quarterly, 9, 15-17. Lopez, J., Uribe, E., Vega-Galvez, A., Miranda, M., Vergara, J.,Gonzalez, E., 2010. Effect of air temperature on drying kinetics, vitamin C, antioxidant activity, total phenolic content, non-enzymatic browning and firmness of blueberries variety O’Neil. Food Bioprocess Technology, 3(5), 772-777. Lotito, S.B., Frei, B., 2004. Relevance of apple polyphenols as antioxidants in human plasma: contrasting in vitro and in vivo effects. Free Radical Biology and Medicine, 36 (2), 201-211. Luthria, D. L., 2006. Significance of sample preparation in developing analytical methodologies for accurate estimation of bioactive compounds in functional foods. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86, 2266-2272. MacDonald‐Wicks, L.K., Wood, L.G., Garg, M.L., 2006. Methodology for the determination of biological antioxidant capacity in vitro: a review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86(13), 2046-2056. Madrau, M.A., Piscopo, A., Sanguinetti, A.M., Del Caro, A., Poiana, M., Romeo, F.V., Piga, A., 2009. Effect of drying temperature on polyphenolic content and antioxidant activity of apricots. European Food Research and Technologie, 228, 441–448. 138 Madrau, M.A., Sanguinetti, A., Del Caro, A., Fadda, C., Piga, A., 2010. Contribution of melanoidins to the antioxidant activity of prunes. Journal of Food Quality, 33(s1), 155-170. Magdić, D., Lukinac, J., Jokić, S., Čačić-Kenjerić, F., Bilić, M., Velić, D., 2009. Impact analysis of different chemical pre-treatments on colour of apple discs during drying process. Croatian Journal of Food Science and Technology, 1(1), 31-35. Mangas, J.J., Rodríguez, R., Suárez, B., Picinelli, A., Dapena, E., 1999. Study of the phenolic profile of cider apple cultivars at maturity by multivariate techniques. Journal of agricultural and food chemistry, 47(10), 40464052. Marfil, P.H.M., Santos, E.M., Telis, V.R.N., 2008. Ascorbic acid degradation kinetics in tomatoes at different drying conditions. LWT-Food Science and Technology, 41(9), 1642-1647. Martins, S.I.F.S., Jongen, V.M.F., van Boekel, M.A.J.S., 2001. A review of Maillard reaction in food and implications to kinetic modelling. Trends in Food Science and Technology, 11, 364–373. Marzec, A., Kowalska, H., Zadrożna, M., 2010. Analysis of instrumental and sensory texture attributes of microwave–convective dried apples. Journal of Texture Studies, 41(4), 417-439. Maskan, M., 2001. Kinetics of colour change of kiwifruits during hot air and microwave drying. Journal of Food Engineering, 48(2), 169-175. McCabe W.L., Smith, J.C., Harriot, P., 1993. Unit operations in chemical engineering. 5th ed., McGraw-Hill Inc, 301p, New York. Meija-Meza, E.I., Yanez, J.A., Remsberg, C.M., Takemoto, J.K., Davies, N.M., Rasco, B., Clary, C., 2010. Effect of dehydration on raspberries: Polyphenol and anthocyanin retention, antioxidant capacity, and antiadipogenic activity. Journal of Food Science, 75(1), 5–12. Meilgaard, M.,Civille G.V., and Carr, B.T.1999. Sensory Evaluation Techniques. 3rd Ed. USA: CRC Press,LLC. Miletić, N., Mitrović, O., Popović, B., Nedović, V., Zlatković, B., Kandić, M., 2013. Polyphenolic Content and Antioxidant Capacity in Fruits of Plum (Prunus domestica L.) Cultivars “Valjevka” and “Mildora” as Influenced by Air Drying. Journal of Food Quality, 36(4), 229-237. Miller, N.J., Rice-Evans, C.A., 1997. The relative contributions of ascorbic acid and phenolic antioxidants to the total antioxidant activity of orange and apple fruit juices and blackcurrant drink. Food Chemistry, 60(3), 331337. 139 Min, S.C., Kim, Y.T., Han, J.H., 2010. Packaging and the shelf life of cereals and snack Foods. Robertson, G.L. (Ed), In Food Packaging and Shelf Life. CRC Press, 388p, Boca Raton. Naczk, M., Shahidi, F., 2004. Extarction and analysis of phenolics in food. Journal of Chromatography A, 1054, 95-111. Nayak, B., Liu, R.H., Tang, J., 2013. Effect of processing on phenolic antioxidants of fruits, vegetables and grains—A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, DOI:10.1080/10408398.2011.654142. Nicoli, M. C., Anese, M., Parpinel, M., 1999. Influence of processing on the antioxidant properties of fruit and vegetables. Trends in Food Science & Technology 10, 94-100. Nicoli, M.C., Anese, M., Parpinel, M.T., Franceschi, S., Lerici. R.C., 1997. Loss and/or formation of antioxidants duringf processing and storage: Cancer Letters. 114, 71- 74. Nieto, A., Salvatori, D., Castro, M. A., Alzamora, S. M., 1998. Air drying behaviour of apples as affected by blanching and glucose impregnation. Journal of Food Engineering, 36(1), 63-79. Nijhuis, H.H., Torringaa, H.M., Muresan, S., Yuksel, D., Leguijta, C., Kloek, W., 1998. Approaches to improving the quality of dried fruit and vegetables. Trends in Food Science and Technology, 9(1),13-20. Nowak, D., Lewicki, P. P. (2005). Quality of infrared dried apple slices. Drying technology, 23(4), 831-846. Novakovic, M.M., Stevanovic, S.M., Gorjanovic, S.Z., Jovanovic, P.M., Tesevic, V.V., Jankovic, M.A., Suznjevic, D.Z., 2011. Changes of hydrogen peroxide and radical-scavenging activity of raspberry during osmotic, convective, and freeze-drying. Journal of Food Science, 76(4), 663–668. Oke, M., Paliyath, G., 2006. Biochemistry of Fruit Processing. Hui, Y.H., (Ed). In: Food Biochemistry amd Food Processing,. Pp: 531-769. Okos, M.R., Campanella, O., Narsimhan, G., Singh, R.K., Weitnauer, A.C., 2007. Food Dehydration. Heldman, D.R., Lund, D. B. (Eds.). In Handbook of Food Engineering, CRC press. Opara, E.C., 2002. Oxidative stress, micronutrients, diabetes mellitus and its complications. The Journal of the Royal Society for the Promotion of Health, 122(1), 28-34. 140 Ouchemoukh, S., Hachoud, S., Boudraham, H., Mokrani, A., Louaileche, H., 2012. Antioxidant activities of some dried fruits consumed in Algeria. LWTFood Science and Technology, 49(2), 329-332. Ozçatalbaş O., Turhanogullari Z., Kutlar I., 2009. Dunya Elma Uretım Sektorunun Genel Durumu ve Gelışmeler. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi 2 (1),139-144. Özdemir, M., Devres, O., 1999.Turkish hazelnuts the properties and the effect of microbiological and chemical changes on the quality Food Review International, 15, 309–333. Özilgen, M., Özdemir, M., 2001. A review on grain and nut deterioration and design of the dryers for safestorage with special reference to Turkish hazelnuts. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 41(2),95-132. Özkan, M., Cemeroğlu, B., Kırca Toklucu, A., 2010. Gıda Mühendisliğinde Reaksiyon Kinetiği. Bizim Grup Basımevi, 174s, Ankara. Parker, T.L., Wang, X.-H., Pazmıño, J., Engeseth, N.J., 2007. Antioxidant Capacity and Phenolic Content of Grapes, Sun-Dried Raisins, and Golden Raisins and Their Effect on ex Vivo Serum Antioxidant Capacity. Journal of Agricultural Food Chemistry, 55, 8472–8477. Pellegrini N, Serafini M, Colombi B, Del Rio D, Salvatore S, Bianchi M, Brighenti F., 2003. Total Antioxidant Capacity of Plant Foods, Beverages and Oils Consumed in ItalyAssessed by Three Different In Vitro Assays. Journal of Nutrition, 133, 2812-2819. Pellegrini, N., Serafini, M., Salvatore, S., Del Rio, D., Bianchi M., Brighenti, F., 2006. Total antioxidant capacity of spices, dried fruits, nuts, pulses, cereals and sweets consumed in Italy assessed by three different in vitro assays. Molecular Nutrition and Food Research, 50,1030 – 1038. Pelli, K., Lyly, M., 2003. Antioxidants in the Diet. Flair- Flow 4 synthesis report. Instiut National de la Recherche Agronomique, 23, France. Pietta, P-G., 2000. Flavonoids as Antioxidants. Journal of Natural Products, 63(7), 1035- 1042. Piga, A., Del Caro, A., Corda, G., 2003. From plums to prunes: Influence of drying parameters on polyphenols and antioxidant activity. Journal of Agricultural Food Chemistry, 51, 3675-3681. Podsedek, A., Wilska-Jeska, J., Anders, B., Markowski, J., 2000. Compositional characterisation of some apple varieties. European Food Research and Technology, 210, 268-272. Rababah, T.M., Ereifej, K.I., Howard, L., 2005. Effect of ascorbic acid and dehydration on concentrations of total phenolics, antioxidant capacity, 141 anthocyanins, and color in fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53 (11), 4444-4447. Rahman, M.S., 2008. Post-drying aspects for meat and horticultural products. hen, X.D. and Mujumdar, A.S. (Edts) In Drying Technologies in Food Processing (252-269). Blackwell Publishing, West Sussex, UK. Raju, P.S., Bawa, A.S., 2006. Food Additives in Fruit Processing. Hui, Y.H. (Ed) In Handbook of Fruits and Fruit Processing. Blackwell Publishing. Ramos, I.N., Silva, C.L.M., Sereno, A.M., Aguilera, J.M., 2004. Quantification of microstructural changes during first stage air drying of grape tissue. Journal of Food Engineering 62,159–164. Ratti C, Mujumdar A. 2005. Drying of fruits. Barrett, D., Somogyi, L., Ramaswamy, H. (Eds) In: Processing fruits. (2nd ed.) CRC Press, pp 127159, Boca Raton, FL. Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., Rice-Evans, C.A., 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine, 26, 1231–1237. Ribeiro, H. S., Ax, K., Schubert, H., 2003. Stability of lycopene emulsions in food systems. Journal of Food Science, 68(9), 2730-2734. Rice-Evans, C., Packer, L., 1998. Flavonoids in health and disease. Marcel Dekker, 467s. New York. Rizvi, S.S.H., 1995. Thermodynamic properties of foods in dehydration. Rao M.A., Rizvi, S.S.H. (Eds) In Engineering Properties of Foods (223-309) Marcel Dekker, New York. Robertson, G.L., 2006. Packaging of cereals, snack foods and confectionery. In: Food Packaging Principles and Practice. Second Edition. Taylor & Francis. 417-446. Rocha, A.M., Cano, M.P., Galeazzi, M.A., 1998. Characterisation of ‘Starking’apple polyphenoloxidase. Journal of the Science of Food and Agriculture, 77, 527-534. Roos, Y.H., 2001. Water activity and plasticization. Eskin, N.A.M., Robinson, D.S. (Eds). In: Food Shelf and Stability: Chemical, Biochemical and Microbiological Changes, CRC Pres, Boca Raton, Florida. Rupasinghe, H.P.V., Joshi, A.P.K., 2013. Phytochemicals and health benefits of dried apple snacks. Alasalvar, C., Shahidi, F. (Eds:). In: Dried Fruits: Phytochemicals and Health Effects, Wiley-Blackwell, 508p. 142 Sablani, S.S., Andrews, P.K., Davies, N.M., Walters, T., Saez, H. and Bastarrachea, L., 2011. Effects of air and freze drying on phytochemical content of convential and organic berries. Drying Technology, 29, 205–216. Sacchetti, G., Cocci, E., Pinnavaia, G.G., Mastrocola, D., Rosa, M.D., 2008. Influence of processing and storage on the antioxidant activity of apple derivatives, International Journal of Food Science and Technology, 43, 797–804. Sacilik, K., Elicin, A.K., 2006. The thin layer drying characteristics of organic apple slices. Journal of Food Engineering, 73(3), 281-289. Santos-Buelga, C., Scalbert, A., 2000. Proanthocyanidins and tannin-like compounds - nature, occurrence, dietary intake and effects on nutrition and health. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80 (7), 10941117. Santos, P.H.S., Silva, M.A., 2008. Retention of vitamin C in drying processes of fruits and vegetables—A review. Drying Technology, 26(12), 1421-1437. Sarı, M., Karaaslan, S., 2014. Ananasın Mikrodalga ile Kurutulması ve Uygun Kuruma Modelinin Belirlenmesi. Ziraat Fakültesi Dergisi, Süleyman Demirel Üniversitesi, 9(1), 42-50. Schieber, A., Hilt, P., Streker, P., Endre, H.U., Rentschler, C., Carle, R., 2003. A new process for the combined recovery of pectin and phenolic compounds from apple pomace. Innovative Food Science and Emerging Technology, 4,99–107. Segnini, S., Dejmek, P., Öste, R., 1999. Reproducible texture analysis of potato chips. Journal of Food Science, 64(2), 309-312. Sellapan, S., Akoh, C.C., Krewer, G., 2002. Phenolic compounds and antioxidant capacity of Georgia grown blueberries and blackberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 2432-2438. Serrano, J., Puupponen-Pimi, R., Dauer, A., Aura, A., Saura-Calixto, F., 2009. Tannins: Current knowledge of food sources, intake, bioavailability and biological effects. Molecular Nutrition and Food Research, 53, 310–329. Sesso, H., Gaziano, J.M., Liu, S., Buring, J., 2003. Flavonoid intake and risk of cardiovascular disease in women. American Journal of Clinical Nutrition, 77, 1400-1408. Shaheen, S., Sterne, J., Thompson, R., Songhurst, C., Margetts, B., Buerney, P., 2001. Dietary antioxidants and asthma in adults- population based casecontrol study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine,164, 1823-1828. 143 Shahidi, F., Naczk, M., 1995. Food Phenolics. Technomic Publishing Company Book, 199-225, Lanchester, USA. Sham, P.W.Y., 2000. Effect of calcium pretreatments, vacuum levels, and apple varieties, on the texture of vacuum microwave dehydrated apple chips. The University of British Columbia. The Faculty of Graduate Studies. MSc Thesis, 138 p, Vancouver, Canada. Sham, P.W.Y., Scaman, C.H., Durance, T.D., 2001. Texture of vacuum microwave dehydrated apple chips as affected by calcium pretreatment, vacuum level, and apple variety. Journal of Food Science, 66(9), 1341-1347. Sharma, K.D., Kumar, R., Kaushal, B.L., 2000. Effect of packaging on quality and shelf-life of osmo-air dried apricot. Journal of Scientific and Industrial Research, 59(11), 949-954. Shoji, T,. Akazome, Y., Kanda, T., Ikeda M., 2004. The toxicology and safety of apple polyphenol extract. Food and Chemical Toxicology, 42(6), 959– 967. Shyu, S.L., Hwang, L.S., 2001. Effects of processing conditions on the quality of vacuum fried apple chips. Food Research International, 34(2), 133-142. Simal, S., Femenia, A., Garau, M. C., Rosselló, C., 2005. Use of exponential, Page's and diffusional models to simulate the drying kinetics of kiwi fruit. Journal of Food Engineering, 66(3), 323-328. Singh, S., Singh R.P., 2008. In vitro methods of assay of antioxidants: An Overiew. Food Reviews International, 24, 392-415. Singleton, V.L., Orthofer, R., Lamuela-Raventos, R.M., 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteau reagent. Methods in Enzymology, 299,152-178. Singleton, V.L., Rossi, J.A., 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic- phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16, 144-158. Slatnar, A., Klancar, U., Stampar, F. and Veberic, R., 2011. Effect of drying of figs (Ficus carica L.) on the contents of sugars, organic acids, and phenolic compounds. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59, 1169611702. Smith, P.G., 2011. Evaporation and Drying. In Introduction to Food Process Engineering. Food Science Text Series, pp 299-334. Son, M.S., 2004. Antibrowning treatments on several apple cultivars for dehydrated apple chips, Food Science and Biotechnology, 13 (2),115-118. 144 Soysal, Ç., 2008. Kinetics and thermal activation/inactivation of starking apple polyphenol oxidase. Journal of food processing and preservation, 32(6), 1034-1046. Soysal Y, Ayhan Z, Eştürk O. 2009. Mikrodalga ile meyve ve sebzemkurutmada enerji kullanım verimliliği ve ürün kalitesinin arttırılmasında ilerimkurutma tekniklerinin uygulanması üzerine araştırmalar. TübitakTovag Proje No: 105 O 547 . Spanos, G.A., Wrolstad, R.E., 1992. Phenolics of apple, pear, and white grape juices and their changes with processing and storage. A review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40(9), 1478-1487. Stadtman, E.R., 1948. Nonenzymatic Browning in Fruit Products. Mrak, E.M., Stewart, G.F. (Eds). In: Advances in Food Research (325-372). Academic Press, Second Printing, New York. Stracke BA, Rŭfer CE, Weibel FP, Bub A, Watzl B, 2009. Three-Year Comparison of the Polyphenol Contents and Antioxidant Capacities in Organically and Conventionally Produced Apples (Malus domestica Bork. Cultivar ‘Golden Delicious’). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 4598–4605. Stracke, B.A., Rŭfer, C.E., Weibel, F.P., Bub, A., Watzl, B., 2009. Three-Year Comparison of the Polyphenol Contents and Antioxidant Capacities in Organically and Conventionally Produced Apples (Malus domestica Bork. Cultivar ‘Golden Delicious’). J. Agric. Food Chem., 57: 4598–4605. Subbaramaiah, K., Chung, W.J., Michaluart, P., Telang, N., Tanabe, T., Inoue, H., 1998. Resveratrol inhibits cyclooxygenase-2 transcription and activity in phorbol ester-treated human mammary epithelial cells. Journal of Biological Chemistry, 273, 21875–21882. Sultana, B., Anwar, F., Ashraf, M. and Saari, N., 2012. Effect of drying techniques on the total phenolic contents and antioxidant activity of selected fruits. Journal of Medicinal Plants Research, 6(1), 161–167. Šumic, Z., Tepic, A., Vidovic, S., Jokic, S., Malbaša, R., 2013. Optimization of frozen sour cherries vacuum drying process. Food Chemistry, http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.07.102. Sun, J., Chu, Y.F., Wu, X., Liu, R.H., 2002. Antioxidant and antiproliferative activities of common fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(25), 7449-7454. Suvarnakuta, P., Chaweerungrat, C., Devahastin, S., 2011. Effects of drying methods on assay and antioxidant activity of xanthones in mangosteen rind. Food Chemistry, 125(1), 240-247. 145 Szajdek, A., Borowska, E.F., 2008. Bioactive Compounds and Health-Promoting Properties of Berry Fruits, A Review. Plant Foods for Human Nutrition, 63,147–156. Tang, N.P., Zhou, B., Wang, B., Yu, R.B., Ma, J., 2009. Flavonoids intake and risk of lung cancer: a meta-analysis. Japanese Journal of Clinical Oncology, doi:10.1093/jjco/hyp028. Tarhan, S., Ergüneş, G., Güneş, M., Mutlu, A., 2009. Farklı kurutma koşullarinin Amasya elmasının kuruma süresi ve kalitesi üzerine etkileri. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi 2(2),1-6. Tarko, T., Duda‐Chodak, A., Sroka, P., Satora, P., Tuszyński, T., 2010. Production of flavored apple chips of high antioxidant activity. Journal of Food Processing and Preservation, 34(4), 728-742. Tarko, T., Duda‐Chodak, A., Tuszyński, T., 2009. The influence of microwaves and selected manufacturing parameters on apple chip quality and antioxidant activity. Journal of Food Processing and Preservation, 33(5), 676-690. Tarozzi, A., Marchesi, A., Cantelli-Forti, G., Hrelia, P., 2004. Cold-storage affects antioxidant properties of apples in Caco-2 cells. The Journal of Nutrition, 134(5), 1105-1109. Thomkapanich, O., Suvarnakuta, P. and Devahastin, S., 2007. Study of intermittent low-pressure superheated steam and vacuum drying of a heat-sensitive material. Drying Technology, 25, 205–223. Timoumi, S., Mihoubi, D., Zagrouba, F., 2007. Shrinkage, vitamin C degradation and aroma losses during infra-red drying of apple slices. LWT-Food Science and Technology, 40(9), 1648-1654. Toor, R.K., Savage, G.P., 2006. Effect of semi-drying on the antioxidant components of tomatoes. Food Chemistry, 94, 90–97. Topal, Ş. 1996. Gıda Güvenliği ve Kalite Yönetim Sistemleri. TÜBİTAK-Marmara Araştırma Merkezi, Gıda ve Soğutma Teknolojileri Bölümü, GebzeKocaeli. Tsao, R., Yang, R., 2003. Optimization of a new mobile to know the complex and real polyphenolic composition: Towards a tool phenolic index using high performance liquid chromatography. Journal of Chromatography A, 1018, 29-40. Tülek, Y., Demiray, E., 2014. Sıcak Hava Kurutma Yönteminde Farklı Sıcaklık ve Ön İşlemlerin Trabzon Hurmasının Renk ve Kuruma Karakteristiklerine Etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 20(1), 27-37. Tunalıer, Z., Öztürk, N., Kaan, M., Başer, K.H.C., Duman, H., Kırıner, N., 2004. Bazı Sideritis Türlerinin Antioksidan Etki ve Fenolik Bileşikler Yanında İncelenmesi. 14. Bitkisel İlaç Hammaddeleri Toplantısı, 130-138. 146 Üçüncü, M., 2007. Aktif Ambalajlama Teknolojisi ve Akıllı Ambalajlar Gıdaların Ambalajlanmasına İlişkin Öneriler. Gıda Ambalajlama Teknolojisi. Meta Basım Matbaacılık Hizmetleri, 896 s, İzmir. Üretir, G., Özilgen, M., Katnas, S., 1996. Effects of velocity and temperature of air on the drying rate constants of apple cubes. Journal of Food Engineering, 30, 339-350. Uylaşer, V., İnce, K., 2008. Şaraptaki Antioksidanlar ve Fenolik Bileşikler. Türkiye 10. Gıda Kongresi, 1151-1154, Erzurum. Van Boekel, M.A., 2008. Kinetic modeling of food quality: a critical review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 7(1), 144-158. van der Sluis, A.A., Dekker, M., de Jager, A., Jongen, W.M., 2001. Activity and concentration of polyphenolic antioxidants in apple: effect of cultivar, harvest year, and storage conditions. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(8), 3606-3613. Vanamala, J., Cobb, G., Turner, N.D., Lupton, J.R., Yoo, K.S., Pike, L.M., Patil, B.S., 2005. Bioactive compounds of grapefruit (Citrus paradise Cv. Rio Red) respond differently to postharvest irradiation, storage, and freeze drying. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 3980-3985. Vega-Gálvez, A., Ah-Hen, K., Chacana, M., Vergara, J., Martínez-Monzó, J., GarcíaSegovia, P., Lemus-Mondaca, R., Di Scala, K., 2012. Effect of temperature and air velocity on drying kinetics, antioxidant capacity, total phenolic content, colour, texture and microstructure of apple (var. Granny Smith) slices. Food Chemistry, 132(1), 51-59. Velickova, E., Winkelhausen, E., Kuzmanova, S., 2013. Physical and sensory properties of ready to eat apple chips produced by osmo-convective drying. Journal of Food Science and Technology, 1-11. Velić, D., Planinić, M., Tomas, S., & Bilić, M., 2004. Influence of airflow velocity on kinetics of convection apple drying. Journal of Food Engineering, 64(1), 97-102. Vermeiren, L., Devlieghere, F., Van Beest, M., De Kruijf, N., Debevere, J., 1999. Developments in the active packaging of foods. Trends in Food Science and Technology, 10(3), 77-86. Vermerris, W., Nicholson, R., 2006. Phenolic Compounds and their Effects on Human Health. Phenolic Compound Biochemistry, 235-255. Villota, R., Hawkes, J.G., 2007. Reaction kinetics in food systems. Handbook of Food Engineering (second ed.), pp. 125–286. Boca Raton, Florida. Vinson, J.A., Su, X., Zubik, L., Bose, P., 2001. Phenol antioxidant quantity and quality in foods: Fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(11), 5315-5321. 147 Visioli, F., Borsani, L., Galli, C., 2000. Diet and prevention of coronary disease: the potential role of phytochemicals. Cardiovascular Research, 47, 419– 425. Vrhovsek, U., Rigo, A., Tonon, D., Mattivi, F., 2004. Quantitation of polyphenols in different apple varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(21), 6532-6538. Walker, J.R., 2001. Polarographic and Spectrophotometric Assay of Diphenol Oxidases (Polyphenol Oxidase). Current Protocols in Food Analytical Chemistry. Wang, Z., Sun, J., Chen, F., Liao, X., & Hu, X., 2007b. Mathematical modelling on thin layer microwave drying of apple pomace with and without hot air pre-drying. Journal of Food Engineering, 80(2), 536-544. Wang, Z., Sun, J., Liao, X., Chen, F., Zhao, G., Wu, J., Hu, X., 2007a. Mathematical modeling on hot air drying of thin layer apple pomace. Food Research International, 40(1), 39-46. Waterhouse, A.L., 2002. Wine phenolics. Annals of the New York Academy of Sciences, 957, 21-26. Williamson, G., Manach, M., 2005. Bioavailability and bioefficacy of polyphenols in humans. II. Review of 93 intervention studies. American Journal of Clinical Nutrition, 243–255. Wojdyło A, Oszmıański J, Laskowski P., 2008. Polyphenolic Compounds and Antioxidant Activity of New and Old Apple Varieties. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 6520–6530. Wojdylo, A., Figiel, A. and Oszmianski, A., 2009. Effect of drying methods with the application of vacuum microwaves on the bioactive compounds, color, and antioxidant activity of strawberry fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 1337–1343. Wolfe, K., Wu, X., Liu, R.H., 2003. Antioxidant activity of apple peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(3), 609-614. Wu, X., Beecher, G.R., Holden, J.M., Haytowitz, D.B., Gebhardt, S.E., Prior, R.L., 2004. Lipophilic and hydrophilic antioxidant capacities of common foods in the United States. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52 (12), 4026-37. Wu, J., Gao, H., Zhao, L., Liao, X., Chen, F., Wang, Z., Hu, X., 2007. Chemical compositional characterization of some apple cultivars. Food Chemistry, 103(1), 88-93. 148 Wu, C. Duckett, S.K., Neel, J.P.S., Fontenot, J.P., Clapham, W.M., 2008. Influence of finishing systems on hydrophilic and lipophilic oxygen radical absorbance capacity (ORAC) in beef. Meat Science, 80, 662–667. Xanthopoulos, G., Nastas, C. V., Boudouvis, A. G., Aravantinos-Karlatos, E., 2014. Color and Mass Transfer Kinetics During Air Drying of Pretreated Oyster Mushrooms (Pleurotus ostreatus spp.). Drying Technology, 32(1), 77-88. Yağcı, S., Göğüş, F., 2012. Quality control parameters of extrudates and methods for determination. Maskan, M., Altan, A. (Eds.). In Advances in food extrusion technology. CRC Press. Yağcıoğlu, A, 1999. Tarım Ürünleri Kurutma Tekniği. Ege Üniversitesi ZiraatFakültesi Yayınları, No:536, Bornova, İzmir. Yang, L., Zhang, H., Cheng, L., Gu, Z., Hua, D., Qi, X., Qian,H., Wang, L., 2014. Effect of extrusion on the hydrophilic antioxidant capacity of four whole grains. Journal of Food and Nutrition Research, 2(2), 80-87. Yao, L.H., Jiang, Y.M., Shi, J., Tomas-Barberan, F.A., Datta, N., Singanusong, R., Chen, S.S., 2004. Flavonoids in food and their health benefits. Plant Foods for Human Nutrition, 59(3), 113-122. Yemenicioğlu, A., Cemeroğlu, B., 2013. Enzim Aktivitesi Tayin Yöntemleri. Cemeroğlu, B. (Ed). Gıda Analizleri İçinde. Bizim Grup Basımevi, 480s. Ankara. Zhang, M., Tang, J., Mujumdar, A.S., Wang, S., 2006. Trends in microwave related drying of fruits and vegetables. Trends in Food Science and Technology 17,524-534. Zhishen, J., Mengcheng, T., Jianming, W., 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food Chemistry, 64, 555-559. Zlatanović, I., Komatina, M., Antonijević, D., 2013. Low-temperature convective drying of apple cubes. Applied Thermal Engineering, 53(1), 114-123. Zorić, Z., Dragović-Uzelac, V., Pedisić, S., Kurtanjek, Ž., Elez Garofulić, I., 2014. Kinetics of the degradation of anthocyanins, phenolic acids and flavonols during heat treatments of freeze-dried sour cherry marasca paste. Food Technology and Biotechnology, 52(1), 101-108. 149 EKLER EK A. Duyusal Değerlendirme Formu EK B. Kurutma kabini içindeki sıcaklığın zamanla değişimi EK C. Midilli ve Küçük modeline göre tahmini değerler ile deneysel değerlerin karşılaştırılması EK D. Elmaların kuruma sırasında Hunter L a ve b değerlerindeki değişim 150 EK A. Duyusal değerlendirme formu Duyusal Değerlendirme Formu Deney Adı: Elma Cipsinin Bazı Kalite ve Antioksidan Özelliklerine Kurutma, Ambalajlama ve Depolamanın Etkisi Deney Yapacak Kişinin Adı: Bilge ERTEKİN FİLİZ Bu duyusal değerlendirmede Elma cipsine özgü dış görünüş-yapı, koku, tat ve genel değerlendirme başlıkları altında spesifik tanımlayıcı kelimeler yer almaktadır. Örnekler için skaladaki en uygun puanın altına örnek kodunu belirtiniz. Örnekler arasında ağzınızı su ile çalkalamayı unutmayınız. GÖRÜNÜŞ Kahverengi 1 2 3 Kabuklu kenarların kıvrık oluşu 1 2 Çiğ-ham koku 1 2 3 3 4 . 4 5 4 Kabuklu kenarların düzgün oluşu 5 6 KOKU (Kırarak koklayınız) Hoşa giden hafif karamelize elma kokusu 5 6 5 4 Sarımtrak renk 6 Aşırı karamelize koku 3 2 1 SES (Örnekleri el ile kırarak değerlendiriniz) 1 2 Çıtırlık derecesi 3 4 5 6 TEKSTÜR (Örnekleri el ile kırarak değerlendiriniz) Elastik 1 1 2 3 4 5 2 AĞIZDAKİ SES Çıtırlık derecesi 3 4 5 151 Kırılgan 6 6 AĞIZDAKİ TEKSTÜR Sertlik Elastik 1 2 3 4 5 Gevrek 6 Çiğnenebilirlik Zor Kolay 1 2 3 4 5 6 5 6 5 6 TAT 1 2 Tatlılık derecesi 3 4 1 2 Ekşilik derecesi 3 4 Yavan Tat 1 2 Hoşa giden hafif karamelize elma tadı 4 5 6 5 3 Hoşa gitmeyen aşırı karamelize tat 3 2 1 4 GENEL DEĞERLENDİRME 1 2 3 4 152 5 6 EK B. Kurutma kabini içindeki sıcaklığın zamanla değişimi SD 80 Sıcaklık (°C) 75 SD65 70 SD70 SD75 65 60 0 100 200 300 400 500 Kurutma süresi (dk) GD 80 Sıcaklık (°C) 75 GD65 70 GD70 GD75 65 60 0 100 200 300 400 500 Kurutma süresi (dk) GS 80 Sıcaklık (°C) 75 GS65 70 GS70 GS75 65 60 0 100 200 300 400 500 Kurutma süresi (dk) Şekil B.1. Kurutma kabini içindeki sıcaklığın zamanla değişimi 153 EK C. Midilli ve Küçük modeline göre tahmini değerler ile deneysel değerlerin karşılaştırılması SD Tahmini Nem Oranı 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,2 1 GD 1 Tahmini Nem Oranı 0,4 0,6 0,8 Deneysel Nem Oranı 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 Deneysel Nem Oranı 0,8 1 GS Tahmini Nem Oranı 1 0,8 0,6 65°C 70°C 0,4 75°C 0,2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Deneysel Nem Oranı 1 Şekil C.1. Midilli ve Küçük modeline göre tahmini değerler ile deneysel değerlerin karşılaştırılması 154 EK D. Kurutma sırasında elmaların Hunter L a b değerlerindeki değişim Çizelge D.1. Kurutma sırasında elmaların Hunter L a b değerlerindeki değişim Süre (sa) Sıcaklık SD GD GS L a b L a b L a b 0 71,17 -1,88 18,42 71,25 -1,99 16,96 72,63 -4,48 14,34 2 70,98 3,29 26,08 72,16 2,42 23,45 72,31 0,79 20,42 68,51 3,51 25,56 67,76 3,47 23,78 71,31 1,90 20,36 67,66 3,64 25,13 67,60 3,36 23,66 72,92 1,63 20,55 6 67,10 3,68 25,02 67,89 3,44 23,81 71,77 1,38 19,84 8 68,40 4,04 25,55 67,84 3,51 23,86 71,19 1,83 20,04 0 71,17 -1,88 18,42 71,25 -1,99 16,96 72,63 -4,48 14,34 2 64,77 4,54 23,69 71,40 2,92 23,14 72,18 2,60 19,74 65,23 4,91 24,01 68,23 3,16 22,28 71,97 2,53 19,14 65,07 5,18 24,21 69,70 2,93 22,54 71,21 2,46 18,96 5 62,82 5,41 23,37 69,09 3,26 22,07 70,20 3,04 19,11 6 61,50 5,67 23,13 65,10 4,03 22,12 69,10 3,52 19,87 0 71,17 -1,88 18,42 71,25 -1,99 16,96 72,63 -4,48 14,34 1 63,30 5,72 26,39 62,85 5,57 20,01 70,84 2,13 18,59 60,10 7,94 23,20 62,33 7,27 21,35 70,76 4,68 20,31 59,16 7,96 22,98 58,08 7,31 20,03 67,29 4,27 19,92 4 58,35 8,00 22,20 59,41 7,45 20,40 64,91 5,45 19,76 5 56,81 8,14 22,53 57,68 7,57 20,37 63,16 5,84 19,72 4 5 3 4 2 3 65°C 70°C 75°C 155 ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : Bilge ERTEKİN FİLİZ Doğum Yeri ve Yılı : Isparta, 1983 Medeni Hali : Evli Yabancı Dili : İngilizce E-posta : bilgefiliz@sdu.edu.tr Eğitim Durumu Lise : Senirkent Sağlık Meslek Lisesi Lisans : SDÜ Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü Yüksek Lisans : SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim dalı Mesleki Deneyim Araştırma Görevlisi-SDÜ Mühendislik Fakültesi 2007-…….. (halen) Yayınları Ekinci, Y., Okur, O., Ertekin, B., Guzel-Seydim, Z. 2008. Effects of Probiotic Bacteria and Oils on Fatty Acid Profiles of Cultured Cream. European Journal of Lipid Science and Technology. 110(3):216-224. Ertekin, B., Guzel-Seydim, Z.B. 2010. Effect of fat replacers on kefir quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 90(4):543-548. Guzel-Seydim, Z, Kok-Tas, T, Ertekin-Filiz, B, Seydim, AC, 2011. Effect of different growth conditions on biomass increase in kefir grains. Journal of Dairy Science, 94(3):1239-42. Budak, H.N., Ertekin-Filiz,B., Seydim, A.C., Koşkan, Ö., Guzel-Seydim, Z.B. 2013. Comparison of antioxidant properties of traditional and commercial pomegranate sours. Journal of Food, Agriculture & Environment. 11 (3&4):368-371 . Seydim, A.C., Ertekin, B., 2006. Farklı Ambalaj Kullanımının Fındık Yağı Depolama Stabilitesi Üzerine Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10-3. 156 Ekinci, F.Y., Sofu, A., Ilgın, A., Ertekin, B., Yıldız, A., Göl, Ö., 2006. Gıda Sistemlerindeki Doğal Koruyucu Maddeler: Bakteriyosinler. Akademik Gıda, 4:22. Okur, Ö.D., Ertekin,B., Seydim, Z., 2007. Peynir Olgunlaşması Süresince Proteolizi Etkileyen Faktörler. Akademik Gıda, 5:27. Ertekin,B., Okur, Ö.D., Güzel-Seydim, Z., 2009. Peynirde Aminoasit Katabolizması ile Lezzet Bileşenlerinin Oluşumu. GIDA, 34(1):43-50. Ertekin, B. ve Güzel-Seydim, Z., 2009. Süleyman Demirel Üniversitesi Gıda Kulübü. Akademik Gıda, 7(2):36. Gülcan, Ü., Ertekin, B., Seydim, A.C., 2009. Meyve Suyu Endüstrisinde Alternatif Ambalaj Kullanımı. Gıda Teknolojisi, 13(6):48-50. Ertekin, B., Seydim, A.C., 2009. Bitkisel Sıvı Yağların Ambalajlanması, Standard, 48 (570) 62-67. Okur,Ö, Ertekin, B., Gün, İ., Güzel-Seydim, Z.2010. Süt ve Süt Ürünlerinde Maillard Reaksiyon Oluşumu. Süt Dünyası. 6(6):60-62. Ertekin-Filiz, B., Seydim, A.C., 2011. Gıda Ambalajlarının Güvenliği, Standard, 50 (588) 48-53. Ertekin Filiz, B. ve Seydim, A.C., 2014. Bazı Kurutulmuş Meyvelerin Antioksidan Özellikleri. Türk Tarım Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi 2(3):128-131. 157