Ozmotik Dehidrasyon

Ozmotik Dehidrasyon Ozmotik kurutma özellikle meyve ve sebze gibi materyallerin, ozmoaktif maddelerin konsantre çözeltileri içine konması ve üründen su uzaklaştırılması işlemidir. Çok eski yıllardan beri bilinen bu yönteme son yıllarda daha fazla ilgi gösterildiği görülmektedir. .

Ozmotik kurutma olarak bilinen bu yöntem gıda maddelerinin (meyve, sebze, et, peynir ve balık) bütün veya parçalar halinde yüksek derişimli çözeltilerin içine konması ve üründen su uzaklaştırılması işlemidir. Su kaybının yanı sıra, ozmotik çözelti ile ürün arasındaki konsantrasyon farkından çözünen madde molekülleri de karşı akım ile difüzlenerek ürüne katılmaktadır. Bu nedenle ozmotik kurutma olarak adlandırılan bu işlem ayrıca “su uzaklaştırma doygun hale getirme işlemi” (impregnation soaking process) ya da “ozmotik konsantrasyon” (osmotic concentration) olarak da adlandırılmaktadır

Ozmotik kurutmada aynı anda oluşan üç farklı kütle aktarımı mevcuttur; ¨ Bunlardan ilki, üründen çözeltiye doğru olan su akışıdır. Ozmotik kurutma yoluyla gıda maddeleri 30 ile 50°C arasındaki sıcaklıklarda ilk üç saat içinde su içeriklerinin %70 kadarını kaybederler. ¨ Çözeltiden ürüne çözünen aktarımı ikinci kütle aktarımıdır. Böylece koruyucu ajanın, herhangi bir besin öğesinin veya duyusal kalite geliştiricinin istenilen miktarlarda ürüne katılımı mümkün olmaktadır. ¨ Üçüncü kütle aktarımı, ürüne ait çözünenlerin (şekerler, organik asitler, mineraller, vitaminler, vb.) çözeltiye özütlenmesidir. Bu kayıp, su kaybı ve çözünen aktarımının yanında nicelik bakımından ihmal edilebilirse de son ürünün bileşimi açısından önemlidir. Meyve ve Derişik çözelti sebze Su Çözünen Meyve veya sebzedeki çözünenler (şekerler, mineraller, organik asitler vb.)

Yaygın kurutma yöntemleri ile karşılaştırıldığında, ozmotik kurutmanın iki önemli özelliğinin diğer yöntemlere göre farklılık oluşturduğu görülmektedir. ¨ Bunlardan ilki ozmotik kurutmayla üründen suyun uzaklaştırılması, ¨ Diğeri ise üründe formülasyon etkisinin sağlanmasıdır. n Bu yönteme ait en önemli s1n1rlama ise üründeki nem miktar1n1n belli bir de.ere kadar dü_ürülebilmesidir. Bu nedenle ozmotik kurutma, hava ile kurutma, dondurma, konserveleme gibi işlemlerden önce bir ön işlem olarak kullanılmaktad1r.

Genellikle ürün yap1s1na ve işletme koşullar1na bağl1 olarak, kütle aktar1m1nda pek çok mekanizma etkilidir. Bunlar ozmoz, difüzyon, karş1l1kl1 ak1 etkileşimleri, hidrodinamik ak1ş ve çekmedir.

Ozmotik kurutma ile kalitenin geliştirilmesi ve enerji tasarrufu sa.lanabilir; ¨ Ozmotik kurutmada su üründen bir faz değişikliğine uğramadan ayr1lmaktad1r. Bu nedenle klasik kurutma yöntemlerine göre ozmotik kurutmaya ait enerji gereksinimi düşük düzeydedir.

Kalitenin geliştirilmesi, öncelikle asit şeker oran1n1n artmas1n1, yap1n1n iyile_tirilmesini ve kurutma ve depolama s1ras1nda pigmentlerin kararl1l1.1n1n artt1r1lmas1n1 sa.layan formülasyon de.i_iklikleri ile mümkündür. Ürüne kat1lan çözünen rehidrasyon s1ras1nda ürünün kararl1l1.1n1 artt1rmakta ve kurutma veya dondurma s1ras1nda, hücresel parçalanmalar1 ve çökmeleri engelleyerek do.al doku yap1s1n1 korumaktad1r.

Ozmotik kurutman1n mekanizmas1 Meyve ve sebzelerin ozmotik kurutulmas1nda mekanizman1n aç1klanabilmesi için hücre yap1s1n1n iyi tan1nmas1 gereklidir. Birçok meyve ve sebzenin yenen k1s1mlar1 daha çok paran_ima hücrelerinden olu_ur. ^ekilde olgun bir paran_ima hücresi model olarak gösterilmi_tir.

Paran_ima hücreleri esas olarak hücre duvar1 ve sitoplazmadan meydana gelmi_tir. Bitki organ1 geli_tikçe paran_ima hücrelerinin duvarlar1 iç bas1nc1n etkisiyle gerginle_ir ve birbirleri üzerine s1k1 bir _ekilde y1.1l1r. Ancak bu olu_um s1ras1nda hücreler aras1 bo_luklar kal1r. Hücreler aras1 bo_luklar çe_itli gazlar ve su buhar1 ile doludur. Kom_u iki hücre birbirlerine bir ana tabaka (orta lamella) ile ba.l1d1r. Hücre duvar1n1n yap1s1nda selüloz, pektik maddeler ve di.er polisakaritlerle su bulunur.

Hücre duvar1 dokuya sa.laml1k, hücreye ise _eklini verir. Ancak hücre duvar1, maddelerin hücreye giri_ ç1k1_1 için ba_l1ca engel de.ildir. Hücre duvar1 yap1s1nda çap1 yakla_1k 3.5 nm olan gözenekler vard1r. Bu gözeneklerden su ve suda çözünen maddeler ozmotik çözeltiye geçebilir. Hücrenin içerdi.i maddeler hücre duvar1n1n içinde bulunur. Bu k1sma protoplazma denilmektedir. Protoplazma hücre duvar1ndan plazma membran1 ile ayr1lm1_t1r. Protoplazma içinde bulunan ögeler sitoplazma, çekirdek, plastidler, mitokondria, ni_asta ve vakuolden ibarettir. Sitoplazma organik ve inorganik maddelerin bir çözeltisi olup _effaf, yar1-s1v1 bir niteliktedir. Sitoplazmada su oran1 % 85 – 90 dolaylar1ndad1r.

Ozmoz, ozmotik kurutman1n temelidir. Ozmozun olu_abilmesi için sistemde ozmotik bas1nç fark1n1n mevcut olmas1 gereklidir. Ozmotik bas1nç ya farkl1 konsantrasyondaki iki çözelti aras1nda ya da bir çözelti ile bunun saf çözücüsü aras1nda ortaya ç1kmaktad1r. Bunun gözlenebilmesi için iki s1v1 aras1nda yaln1z çözücüyü geçiren bir zar1n, yar1 geçirgen, yar1 geçirici zar1n bulunmas1 gereklidir.

Ozmotik kurutma işleminde hücrenin içinde bulunan suyun ozmotik bas1nc1, dald1r1ld1.1 çözeltiden daha dü_üktür. Bu nedenle sistemde ozmotik bas1nç fark1ndan su hücre membran1 ve hücre duvar1ndan geçerek deri_ik çözeltiye do.ru difüzlenir. Çözelti içinde bulunan çözünür madde molekülleri ise plazma membran1ndan geçse de, hücrelerin içine aktif olarak giremez; ancak hücreler aras1 bo_luklara nüfuz eder. Bu nedenle plazma membran1 ozmotik kurutmada kütle aktar1m1na kar_1 direnç gösterir. Membran zarar görmedi.i sürece hücresel materyallerde meydana gelen kütle aktar1m mekanizmas1 ozmozdur.

Çözünen madde moleküllerinin hücreler aras1 bo_luklara girmesiyle hücreler üzerindeki ozmotik bas1nç artar. Artan ozmotik bas1nc1n etkisiyle hücre su kaybetmeye ve bunun sonucu olarak protoplazma büzü_meye ba_lar. Bitki hücrelerinin büzü_meye gösterdi.i direnç hücre duvar1 ile sitoplazma membran1 aras1ndaki interaksiyona ba.l1d1r. Protoplazman1n su kaybetmesi sonucu büzü_en plazma membran1 hücre duvar1ndan ayr1l1r ve bu durum bitki hücresinin bütünlü.ünün bozulmas1na (plazmoliz) neden olur.

Bütünlü.ü bozulan hücrelerde hücre duvar1 ile plazma membran1 aras1nda kalan bo_luk, plazmoliz bo_lu.u olarak adland1r1lmaktad1r. Ozmotik kurutma s1ras1nda ürün su kaybederken, ozmotik çözelti içindeki çözünür madde molekülleri hücreler aras1 bo_luklar ile hücre duvar1 ve plazma membran1 aras1nda olu_an bo_luklara dolar, ancak hücrenin içine giremez.

” Su, ozmotik çözelti ile temas eden ürünün öncelikle yüzeyinde bulunan hücrelerden çözeltiye geçer. ” Yüzeyde bulunan hücrelerin suyunu kaybetmesi, ayr1ca ozmotik çözeltide bulunan çözünen moleküllerinin hücreler aras1 bo_lu.a girmesiyle iç k1s1mda bulunan hücreler de su kaybetmeye ba_lar. ” Böylece kuruman1n meydana geldi.i tabaka iç k1s1mlara do.ru ilerler. Yukar1da da belirtildi.i gibi taze ürünlerin hücre duvar1 yar1 geçirgen bir membran gibi davranmakta ve üründen yanl1zca su ve dü_ük molekül a.1rl1kl1 maddelerin geçi_ine izin vermektedir.

Ozmotik kurutma s1ras1nda hücre yap1s1nda meydana gelen de.i_im _ekilde gösterildi.i gibi _ematize edilebilir: Meyve/Sebze Ozmotik çözelti Hücreler aras1 bo_luk Plazmoliz Hücre { bo_lu.u Çözünen Hücre Su duvar1 Plazma Meyve veya membran1 sebzedeki çözünenler Protoplaz ma

Ozmotik dehidrasyon s1ras1nda meydana gelen su kayb1 ve çözünür madde kazan1m1, çözelti ve ürünün su aktiflikleri e_it oluncaya kadar devam eder. n 0_lemin ba_lang1c1nda ozmotik kurutma mekanizmas1, ozmoaktif maddelerin penetrasyonu ve hücreden suyun materyalin yüzeyine do.ru uzakla_mas1 ile kontrol edilmekte, daha sonra da bu maddelerin doku içindeki difüzyonundan etkilenmektedir.

Ozmotik kurutulan ürünlerin ortak özelli.i yüzeysel çözünen tabakas1n1n oluşumu ve bu tabakan1n korunmas1d1r. Örne.in, _eker çözeltisi içinde kurutulan ürüne çözünen madde girmekte ve 2-3 mm kal1nl1.1nda bir tabaka olu_turmaktad1r. Böyle bir tabakan1n oluşumu ozmotik kurutma s1ras1nda kütle aktar1m1n1n kontrol edilmesinde, çözünenle doyurman1n s1n1rland1r1lmas1nda ve askorbik asit ve fruktoz gibi suda çözünen maddelerin kayb1n1 azaltmada çok önemli etkiye sahiptir.

Ozmotik kurutma uygulamalar1nda _eker çözeltileri özellikle de sakaroz çözeltisi yayg1n olarak kullan1lmaktad1r. Sebzelerin ozmotik kurutulmas1nda ise sodyum klorür veya sakaroz/sodyum klorür çözeltileri kullan1lmaktad1r. Bu yöntem ile ürünün nem içeri.i belli de.ere kadar düşürülebildi.inden, ozmotik kurutma bir ön işlemdir.

Ozmotik kurutmay1 etkileyen ba_l1ca faktörler; ¨ bitki dokusunun özellikleri, ¨ çözeltinin çe_idi ve konsantrasyonu, ¨ s1cakl1k, ¨ süre, ¨ çalkalamad1r. Bitki dokusunun özellikleri ozmotik kurutmada kütle aktar1m1n1 etkileyen en önemli faktörlerden birisidir. Doku yoğunluğu, doku s1kl1ğ1, suda çözünen ve çözünmeyen kuru madde içeri.i, hücreler aras1 boşluklar ve gaz1n varl1ğ1, suda çözünür pektin ve protopektin oran1, pektinin jelle_me derecesi ve enzimatik aktivite, olgunla_ma derecesi, başlang1ç nem içeri.i, ürünün başlang1ç çözünür madde içeri.i bu özellikler aras1ndad1r.

Çözünen maddenin özellikleri i_lemin ba_lang1c1ndaki su kayb1n1, denge nem miktar1n1 ve dengeye ula_mak için geçen süreyi önemli ölçüde etkiler. Ø Yüksek molekül a.1rl1.1na sahip çözünen maddelerin kullan1lmas1, çözünür kuru madde kazan1m1nda azalmaya, su kayb1nda artmaya neden olur. Ø Dü_ük molekül a.1rl1.1na sahip çözünür maddeler ise kuru madde kazan1m1n1 artt1r1rken, su kayb1 azalmaktad1r. Ozmotik kurutmada sakaroz-tuz karışımlar1 gibi iki çözünenin birlikte kullan1lmas1 s1kl1kla uygulanan bir yöntemdir. Böylece her iki çözünenin avantajlar1ndan yararlanmak mümkün olmaktad1r. S1cakl1ktaki art1_ ise kuruma h1z1n1 artt1rmakta ve böylece i_lem süresini k1saltmaktad1r.

Bir cevap yazın