Tüketime Hazır Doğranmış Meyve ve Sebzelerin Raf Ömrünün Uzatılmasına İlişkin Yeni Bir Yöntem

“Invented by Hacettepe”

Esra Yardımoğlu, Patent Ofisi Koordinatörü, HT-TTM

Bugün Dünyamızda çöpe atılan gıdaların %61’i aslında uygun muamele edilirse yenebilir !

(Yıllık Ortalama gider/ ülke: 10 Milyar EUR)

 Çöpe atılan gıdaların yaklaşık yarısı (%46) fresh

Taze/ taze doğranmış meyvelerin atılma nedeni:

 Küflenme (% 37)

 Kötü görünüm (%25)

…

Özet
Meyve ve sebze işleme sanayinde kullanılan geleneksel ısıtma teknikleriyle elde edilen ürünlerde besin kayıplarının yanında duyusal kayıplarda görülmektedir. Günümüzde tüketicinin bilinçlenmesi ile beraber teknolojik gelişmeler ve minimum işlem görmüş gıdalara olan talebin artmasına paralel olarak meyve ve sebze işleme sanayinde geleneksel ısıtma uygulamalarına alternatif olabilecek yeni teknikler üzerine yapılan çalışmalar artarak devam etmektedir. Bu alanda üzerinde çalışılan yeni uygulamaların bir kısmını da ultrason, elektroplazmoliz (EP), vurgulu elektrik alan (PEF) ve ohmik ısıtma (OH) teknikleri oluşturmaktadır.
Meyve ve sebze işlemede çoğunlukla bu tekniklerin kullanılmasıyla mikroorganizma ve enzim inaktivasyonu hedeflenmekte, bir kısmı ile de üretim maliyetinin düşürülmesi amacıyla verim artışları sağlanmaktadır. Ayrıca bu tekniklerin kullanımı ile üretilen ürünlerin, geleneksel ısıtma uygulanarak üretilen ürünlere göre besin kalitelerinin yüksek olmalarını sağlamaları nedeniyle tercih edilmektedirler. Bu çalışmada, meyve ve sebze işleme sanayinde kullanılan ultrason, elektroplazmoliz, PEF ve ohmik ısıtma tekniklerinin temel özellikleri, mikroorganizma, enzim inaktivasyonu ve verim üzerine etkileri ile meyve, sebze işleme sanayindeki kullanım alanları üzerinde durulmaktadır.

Anahtar Kelimeler: meyve, Sebze, Ultrason, Elektroplazmoliz, Vurgulu elektrik alan, Ohmik ısıtma

…

Sebze ve Meyvelerin Kurutularak Muhafazası belgeseli

■Mısır ve fasulyede kullanılan lak çeşidi?

■Meyveler ve sebzeler ne kadar su kaybederse ticari değeri olmaz?

■Kırmızı pancarda renk stabilitesi için ne kullanılır?

■Kriyojenik dondurma avantajları nelerdir?

■Yumuşamanın önlenmesi için ne yapılmalıdır?

■Küre şeklindeki meyveyi 4 e ayırmak için ne kullanılır?

■Evaporatörden çıkan ürün kısmını değiştirmeden maliyeti nasıl düşürürsünüz?

■Pektik maddelerin ms acısından önemi nedir?

■Taze fasulye akım şemasını çiziniz

■Konserve gıdaların ve suyun donma eğrisi

■Süper sıcak işleme meyve kararlı hal soğutma yükü

■ Haşlama işleminde esas amaç nedir? Diğerlerinden 4ünü yazınız

· Enzim inaktivasyonu*
· Bitkisel dokulardaki gazların çıkarılması
· Sebzelerin ham tadının giderilmesi
· Yaprak sebzelerin hacmini azaltmak
· Kusurlu bölgeler daha belirgin hale geldiği için
· Mikroorganizma inaktivasyonu sağlanır

■ Aşağıdakilerden hangisi meyve sebzelerin ısıtılmasında ya da muhafazasında uygulanan yöntemlerden biri değildir?

a)HHP   b)PEF   C)RF   D)IR   e)MR

■ Aşağıdakilerden hangisi patatesin kabuğunun soyulması için uygulanabilecek yöntemlerden biri değildir?

a)NaOH çözeltisi   b) buhar   c) törpüleme   d)HCL   e)hiçbiri

■ PG/PL/PAL enzimi pektin molekülündeki galakturonik asit üniteleri arasındaki bağları kopartırken PME Enzimi galakturonik asit ünitelerinden metil grubunu ayırır

■ Kan şekerinin tatlılık değeri 100 birim kabul edildiğinde çay şekerinin tatlılığı 135 meyve şekerinin tatlılığı 234 birimdir.

■ Aşağıdaki terimleri tanımlayınız

Mekanik konsantrasyon; bir litre aroma konsantresinin kaç litre meyve suyundan elde edildiğini gösteren konsantrasyon derecesi değeridir.

Ticari sterilizasyon; tüm patojenler ve normal koşullarda bozulmaya neden olan mikroorganizmalar inaktive edilir. Bozulmaya neden olmayan ısıya dirençli mikroorganizmalar inaktive edilmez.

Termoplazmoliz: sıcaklık etkisiyle hücre zarının parçalanması

■ Ayva kesilip bekletildiğinde neden kararır? Önlemek için neler yapılabilir?

Ayva kesildiğinde kesilen yüzeydeki hücreler zarar görür. Hücre içindeki PPO enzimi ile fenolik bileşikler oksijen varlığında tepkimeye girerek enzimatik esmerleşmeye yol açar. Esmerleşmeyi önlemek için ayvanın kesilen yüzeyine antioksidan püskürtülebilir ya da bu çözeltinin içine daldırılabilir. Aynı zamanda kesilen ayvanın oksijenle teması kesilerek de su içinde bekletmek gibi kararma önlenebilir. Isıl işlemle de PPO inaktive edilebilir.

■ Teneke kutularda kapatma sonrası oluşan kenet yapısını çiziniz, kısımlarını üstünde gösteriniz.

■  Berrak elma suyu konsantresi üretim aşamalarını yazınız.

Yıkama-ayıklama-parçalama-(mayşe enzimasyonu/fermentasyonu)-presleme-ısıtma-soğutma-depektinizasyon-berraklaştırma-filtrasyon-aroma tutma-konsantre etme-konsantre berrak elma suyu

■ Nişastanın meyve sebze işleme teknolojisi açısından önemini kısaca açıklayınız?

Nişasta meyvelerin olgunlaşmasıyla birlikte glukoza dönüşerek meyvenin lezzetini etkiler
Meyve suyunda bulanıklığa neden olur
Kıvam verici / jel oluşturma özelliğine sahiptir.

■ Ispanak hücresini şematik olarak çizerek kısımlarını üzerinde gösteriniz

■ Konservelerin sterilizasyonunda kullanılan sistemlerden/makinelerden üç tanesini yazıp (dik otoklav hariç) dik otoklavın şeklini çizerek kısımlarını üzerinde gösteriniz.

1-otoklav gövdesi
2- kapak
3- kapak sıkıştırma kelepçeleri
4- buhar girişi
5- buhar dağıtıcı
6-su boşaltma
7-hava çıkışı
8-buhar sızdırma musluğu
9-emniyet ventili
10-manometre
11-termometre
Yatık otoklav-döner otoklav-hidrostatik otoklav-alev sterilizatörü

■ %68lik 5300kg şurup hazırlanacaktır bu amaçla (a) gereken şeker miktarını ve (b) gereken su miktarını ve (c) elde edilecek şurubu depolamak için gerekli en düşük tank hacmini hesaplayınız.

%68lik şurubun yoğunluğu 1,3347kg/l Şurup hacmi5300/1,3347=3970,93litre hacim 5300*0,68=3604kg şeker 5300–3604=1696kg su

■ Evaparatör yardımcı cihazlar 4 adet

Kondensör, vakum pompası, konsantre soğutucu, kontrol cihazları

■ Fenolik bileşiklerin önemi nelerdir?

Lezzet, renk, esmerleşme, bulanıklık, sağlık üzerine etkileri, teknolojik kullanımı (durultma)

■ Bir konserveye dolgu sıvısı konmazsa konserve bundan nasıl etkilenir ?

Dolumu yapılan meyve sebzeler arası boşluktan ötürü ısıl iletim sağlanamaz
Aroma korunamaz Oksijen uzaklaştırılamaz

■ Konserve ürettik ancak yumuşama oldu ne yapmalıyız ?

■  Konserve kapama makinesinden çıkan konservelerde hata varsa kapama makinesinin neresi kontrol edilmelidir.

alt ve üst tabaka, makara

■ Haşlamanın 4 dezavantajı

Dezavantajlar; 1-pişmiş tat oluşumu, tekstür, renk lezzet ve besin değerinde kayıplar, kuru madde kaybı, maliyet artar

■ Enzimatik esmerleşmeyi etkileyen faktörlerin isimlerini yazın.

Fenolik maddeler, oksijen, enzimler

■ Konserve terimlerini dar ve geniş anlamda açıklayınız.

Koruma anlamına gelir. Sızdırmaz kaplarda ısı uygulamasıyla dayanıklı hale getirilmiş gıdadır

■ M&S konserve üretiminde uygulanan ön işlemlerin isimleri nelerdir?

Yıkama, ayıklama, sınıflandırma, kabuk soyma, sap ayrıma, çekirdek çıkarma, uç alma kesme dilimleme parçalama haşlama kimyasal uygulama soğukta depolama

■ M&S konserve üretiminde uygulanan işlemler nelerdir?

Hammadde/ yıkama/ ayıklama /kesme doğrama uç alma kabuk soyma vs../sınıflandırma/ haşlama soğutma/ dolum/ salamura-şurup ekleme/ hava çıkartma/ kapatma/ ısıl işlem/ soğutma/ kurutma etiketleme/ depolama

■ Konservede hava çıkarma ve yöntemlerinin isimlerini yazınız.

Sıcak dolum, termik yöntem, mekanik yöntem, buhar enjeksiyonu

■ Aşağıdaki terimleri açıklayın

IQF: Bireysel Hızlı Dondurma
Rekristalizasyon; bir sıvı içinde çözünen katı kristallerinin, çözünürlüğün azalmasıyla tekrar kristalize olmasıdır.
Meyve pulpu; bulanık meyve sularının üretilmesinde kullanılan palperden geçen meyvenin posasının ayrılması ile elde edilen kısım.
Marmelât: meyve ezmesine, şeker ilavesiyle hazırlanan kıvamlı bir ürün olup, meyve parçaları bulunmaz. (reçel ile marmelat arasındaki fark meyve parçaları arasındaki büyüklük farkıdır)

■ Üretim sırasında salçanın rengi ölçülmüş aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir, ne gibi önlemler alınmalıdır? 35,33 21,96 12,93

Domates salçası üretiminde a/b oranının en az 1.80 olması istenir bunun altında olmasının nedeni:
Evaparatörde ürün yanmış olabilir. Bu durumda evaporasyon koşulları gözden geçirilmelidir.
Uygun olmayan hammadde (yeşil) kullanılmış olabilir. Bu durumda ayıklama bandına müdahale edilmelidir.

■ Depoların soğutma yükünün hesaplanmasında dikkate alınması gereken ısı kaynaklarından 4ünü yazınız

· Ürünün solunum ısısı
· Duvar, taban ve tavandan gelen ısı
· Depo çalışanlarının ve lambaların yaydığı ısı
· Depo kapsının açılıp kapanması sırasında havayla giren ısı
· Fan motorunun yaydığı ısı
· Nemlendirme amacıyla verilen suyun soğutulması
· Depoya giren ürünün depolama sıcaklığına kadar soğutulması

■  Yüksek esterleşme dereceli pektinin jel oluşturabilmesi için ortamda asit ve şeker Bulunmalı

■ Buna karşılık düşük esterleşme dereceli pektinin jelleşebilmesi için ortamda Ca bulunmalı

■ Bir meyve suyunda pektin kalıntısı olup olmadığını nasıl anlarız?

■ Çapı 1 mm olan bezelyeler -40°C’de soğuk hava üfleyebilen akışkan yatak dondurucuda dondurulacaktır. Bezelyenin donma noktası -1°C, yoğunluğu 1050 kg/ donma gizli ısısı 27 kj/kg donmuş bezelyenin ısı transfer katsayısı 2.6 w/mK, yüzey ısı transfer katsayısı (hi) w/mK ise bezelyenin donma süresini hesaplayınız. (p=16, r=124)

■ Reçelin temel bileşenleri nelerdir?

Meyve, şeker, pektin, asit, su, glikoz şurubu

■ Salça akım şemasını ve önemli parametrelerini yazınız

Ön işlemler (yıkama ayıklama)/ parçalama/ ısıtma/ palper/ konsantre etme/ dolum-ambalajlama (sıcak dolum-aseptik ambalajlama)

■ Gıdaların donma eğrilerini çiziniz.

■ Depektinizasyon yapılmazsa ne olur?

Meyve suyundaki çözünmüş pektin parçalanmaz
Berraklaştırma zorlaşır
Filtrasyon zorlaşır
Sonradan bulanma riski artar

■  Sebze ve meyveleri sınıflandırmada kullanılan aletler nelerdir?

■  Sebze ve meyveler soğukta depolanırken çimlenmeyi önleminin yöntemlerinelerdir?

■ Kurutma sistemlerinin isimlerini yazınız, birini anlatınız.

Doğal (güneşte) kurutma: hammadde/ayıklama/yıkama/kabuk soyma/dilimleme/çözeltiyle muamele/yayma ipe dizme/ son ürün
Yapay kurutma;
Tünel kurutucular
Akışkan yatak kurutucalar
Konveyör kurutucular
Sandık kurutucular
Diğer kurutma sistemleri
Kombine yöntemler
Dondurulmuş yöntemler

■ Aşağıdaki terimleri açıklayın

Rekristalizasyon; bir sıvı içinde çözünen katı kristallerinin, çözünürlüğün azalmasıyla tekrar kristalize olmasıdır.

Meyve pulpu; bulanık meyve sularının üretilmesinde kullanılan palperden geçen meyvenin posasının ayrılması ile elde edilen kısım.

■ Üretim sırasında salçanın rengi ölçülmüş aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir, ne gibi önlemler alınmalıdır?

35,33 21,96 12,93

■ Depoların soğutma yükünün hesaplanmasında dikkate alınması gereken ısı kaynaklarından 4ünü yazınız.

■ Haşlama işleminde esas amaç nedir? Diğerlerinden 4ünü yazınız

· Enzim inaktivasyonu*
· Bitkisel dokulardaki gazların çıkarılması
· Sebzelerin ham tadının giderilmesi
· Yaprak sebzelerin hacmini azaltmak
· Kusurlu bölgeler daha belirgin hale geldiği için
· Mikroorganizma inaktivasyonu sağlanır

■ Bir meyve suyunda pektin kalıntısı olup olmadığını nasıl anlarız?

■ Çapı 1cm olan bezelyeler soğuk hava üfleyebilen akışkan yatak dondururcuda dondurulacaktır. Bezelyen donma sıcaklığı -1 yoğunluk 1050kg/metre3 donma gizli ısısı 27kj/kg donmuş bezelyenin ısı transfer katsayısı 2.6W/m.k h= okunmuyor ise donma süresini hesaplayınız.(p=16 r okunmuyor)

■ Reçelin temel bileşenleri nelerdir?

■ Aşağıdakilerden hangisi meyve sebzelerin ısıtılmasında ya da muhafazasında uygulanan yöntemlerden biri değilidir?

a)HHP   b)PEF   C)RF   D)IR   e)MR

■ Aşağıdakilerden hangisi patatesin kabuğunun soyulması için uygulanabilecek yöntemlerden biri değildir?

a)NaOH çözeltisi   b) buhar   c) törpüleme   d)HCL   e)hiçbiri

■ Ayva kesilip bekletildiğinde neden kararır? Önlemek için neler yapılabilir?

Ayva kesildiğinde kesilen yüzeydeki hücreler zarar görür. Hücre içindeki ppo enzimi ile fenolik bileşikler oksijen varlığında tepkimeye girerek enzimatik esmerleşmeye yol açar. Esmerleşmeyi önlemek için ayvanın kesilen yüzeyine antioksidan püskürtülebilir ya da bu çözeltinin içine daldırılabilir. Aynı zamanda kesilen ayvanın oksijenle teması kesilerek de su içinde bekletmek gibi kararma önlenebilir. Isıl işlemle de ppo inaktive edilebilir.

■ Teneke kutularda kapatma sonrası oluşan kenet yapısını çiz kısımlarını üstünde göster?

■ Berrak elma suyu konsantresi üretim aşamalarını yazınız.

Yıkama-ayıklama-parçalama-(mayşe enzimasyonu/fermentasyonu)-presleme-ısıtma-soğutma-depektinizasyon-berraklaştırma-filtrasyon-aroma tutma-konsantre etme-konsantre berrak elma suyu

■ Nişastanın meyve sebze işleme teknolojisi açısından önemini kısaca açıklayınız?

Nişasta meyvelerin olgunlaşmasıyla birlikte glukoza dönüşerek meyvenin lezzetini etkiler. Meyve suyunda bulanıklığa neden olur. Kıvam verici / jel oluşturma özelliğine sahiptir.

■ Ispanak hücresini şematik olarak çizerek kısımlarını üzerinde gösteriniz.

■ Konservelerin sterilizasyonunda kullanılan sistemlerden/makinelerden üç tanesini yazıp (dik otoklav hariç) dik otoklavın şeklini çizerek üzerinde kısımlarını gösteriniz.

Yatık otoklav-döner otoklav-hidrostatik otoklav-alev sterilizatörü
1-otoklav gövdesi
2- kapak
3- kapak sıkıştırma kelepçeleri
4- buhar girişi
5- buhar dağıtıcı
6-su boşaltma
7-hava çıkışı
8-buhar sızdırma musluğu
9-emniyet ventili
10-manometre
11-termometre

■ Meyve sebzelerin bileşim değişkenlerinin nedenleri ve bileşimlerinin yaklaşık değerlerini yazınız.

Bileşim değişkenleri nedenleri ürünün yetiştirildiği yörenin ekolojik koşulları özellikle toprak niteliği yetiştirme tekniği ve kültürel önlemler, olgunluk düzeyi, taşıma ve depolama gibi faktörlerdir. Meyveler; %80-85su %3–18 karbonhidrat %0,2–1 azotlu madde %0,1–0,3yağ %0,3–0,8mineral madde sebzeler; %90-95su %3-7 karbonhidrat %1-3 azotlu maddeler %1den az yağ %1-2 mineral maddeler

■ Meyvelerde pektin miktarı farklı nitelikte midir? Açıklayınız

■ Vitamin nedir vücuttaki işlevi bakımından önemi nedir?

■ Yağda eriyen vitaminleri yazınız ve anlatınız.

A,D,K,E vitaminleri
D vitamini bitkisel gıdalarda bulunmaz mantarda provitamin-D olarak bulunur. Ca ve P emilimi artırır.
E vitamini; gıdalarda ençok a-tokoferol bulunur. En önemli kaynağı bitkisel yağlardır (soya)
K vitamini; en önemli formları k-1, k-2 kaynaklar ıspanak, beyaz lahana, bezelye

1. AMAÇ

Meyve ve sebze hazırlık bölümünde, hazırlık işlemine başlamadan önce ürünlerin üzerindeki potansiyel tehlikelerin uzaklaştırılması.

2. KULLANILAN FORM

3. SORUMLULUK

Chef De Partie, Kısım Elemanları

4. UYGULAMA

• Çiğ olarak tüketime sunulacak tüm sebze ve meyveler dezenfeksiyon işlemine tabi tutulmalıdır.

• Dezenfeksiyon öncesi işlemler:

  • Dezenfeksiyon işlemi için kullanılan makine, dezenfekte edilen malzemelerin işlenmesinde kullanılacak bıçaklar, tablalar, rendeler, sebze doğrama makinesi ve parçaları, mutlaka kullanımdan önce ilgili temizlik/dezenfeksiyon talimatına  uygun olarak dezenfekte edilmelidir.

  • Yıkama öncesinde, göbek, marul gibi sebzelerin çürük yaprakları ayrılıp, doğranmalıdır. Domatesler ve salatalıklar yapraklı baş kısımları kesilmelidir. Roka, maydanoz ve dereotları ipleri çözülüp, çürük ve sarı yaprakları ayıklanmalıdır. Havuçların kabukları soyulmalıdır.

• Dezenfeksiyon:

  • Aşağıda belirtildiği şekilde üç basamakta dezenfeksiyon işlemi gerçekleştirilir.

    • Basamak: Malzemeler tozu, toprağı ayrılana dek, yıkama makinesinde yıkanır. Durulanır.

    • Basamak:

      • Dozaj makinesinden gerekli dezenfektan ve su sebzelerin üzerine akıtılır.

      • Makine 10 dakika çalıştırılır

    • Basamak:

      • dezenfektanlı su boşaltılır.

      • Temiz su ile en az iki kez durulanır.

    • Dezenfeksiyon Sonrası İşlemler:

      • Dezenfekte edilen meyve ve sebzeler vakit geçirilmeden kullanılacakları bölüme taşınırlar.

Gıdaların kurutulması gıda maddesinden nemin uzaklaştırılması olarak tanımlanır. Gıdaların kurutularak dayandırılma yöntemi ilk çağlardan beri uygulanmakta olan en eski muhafaza yöntemi ise de işlemin endüstriyel boyuta taşınması 18. yüzyılda gerçekleşmiştir.

Gıda maddelerine uygulanan kurutmanın birçok amacı vardır. n Bunlardan en önemli olanı depolama sırasında ürünün bozulmasını önlemektir. Kurutma ile ürünün nemi mikrobiyal gelişme ve diğer reaksiyonları sınırlamaya yeterli seviyeye düşürülerek bu amaca ulaşılır. n Ayrıca nem miktarının düşürülmesiyle tat, koku ve besin değeri gibi kalite özelliklerinin de korunması sağlanmaktadır. n Kurutma işleminin diğer bir amacı da, ürün hacmini azaltarak, taşınma ve depolanmasında verimliliği arttırmaktır.

Hava – Su Buharı Karışımlarının Özellikleri n Kurutma gibi işlemlerde kurutma yoluyla uzaklaştırılan suyun hava-su buharı fazı içerisinde buharlaştırılması söz konusudur. Bu nedenle hava-su buharı karışımlarındaki su buharı miktarının tanımlanması gerekli olmaktadır. Bu amaçla farklı tanımlar kullanılabilmektedir. Bunlar; mutlak nem, molal nem, % nem, % bağıl nem ve çiğlenme noktasıdır.

Hava – Su Buharı Karışımlarının Özellikleri n Mutlak nem (H): Hava-su buharı karışımının mutlak nemi, 1 kg kuru hava tarafından taşınan suyun kilogram cinsinden miktarıdır. Birimi kg w/kg kh’dır. n Bağıl nem (Hr): 1 kg kuru havanın taşıdığı nem miktarının aynı sıcaklıkta taşıyabileceği maksimum nem miktarına oranı olarak ifade edilebilir.

Hava – Su Buharı Karışımlarının Özellikleri n Çiğlenme noktası: Doymamış bir hava-su buharı karışımı soğutulacak olursa, toplam basınç değişmediği sürece başlangıçtaki bileşenlerin bağıl miktarlarında ve kısmi basınçlarında bir değişme meydana gelmez. Bu durum belli bir sıcaklığa kadar böylece devam eder. Karışımdaki su buharının kısmi basıncı, saf sıvının buhar basıncına eriştiği sıcaklıkta, hava-su buharı karışımı doymuş hale gelir ve sıcaklığın daha da düşmesi suyun yoğunlaşmasına neden olur. Su buharının kısmi basıncının, saf suyun buhar basıncına eşit olduğu sıcaklığa karışımın “çiğlenme” veya “yoğuşma noktası” denir.

Denge Nem Miktarı ve Su Aktivitesi n Gıda maddeleri sabit sıcaklık ve neme sahip bir ortamda bekletildiğinde, su alırlar veya verirler. Yeterli süre sonunda bulundukları ortam ile dengeye ulaşırlar. Dengede maddenin su kaybetme hızı ile kazanma hızı birbirine eşit olur. Bu durumda maddenin nem miktarı sabit kalır. Bu nem miktarı denge nem miktarı (Xe) olarak bilinir. Gıda maddesinin denge nem miktarının bilinmesi kurutma, konsantrasyon, depolama, karıştırma ve paketleme koşullarının saptanmasında çok önemlidir.

Denge Nem Miktarı ve Su Aktivitesi n Su aktivitesi gıdalarda bulunan suyun kullanılabilirliğini gösteren termodinamik bir özelliktir. n Su aktivitesi, gıda maddesindeki suyun yapıya ne şekilde bağlı olduğunu, bazı kimyasal ve enzimatik reaksiyonlarda, mikrobiyolojik faaliyetler için kullanılabilme durumu ve derecesini göstermektedir.

Bir gıda maddesinin su aktivitesi gıda maddesinin içerdiği suyun kısmi buhar basıncının aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranı olarak ifade edilir. P w a = w o P w n Burada; n aw = su aktifliği, Pw = örnekteki nemin kısmi buhar basıncı, P o n = aynı sıcaklıktaki suyun saf buhar basıncıdır.

Denge Nem Miktarı ve Su Aktivitesi n % bağıl nem için aşağıdaki eşitlik yazıldığında aw için farklı bir tanım daha elde edilir: P w H = ´100 r Po w H r a = w 100

Su aktifliği ürüne ait, denge bağıl nemi ise ürünün dengede olduğu ortama ait özelliklerdir. n Bu nedenle, iki eşitlik sadece denge halinde birbirine eşittir.

Sorpsiyon izotermleri n Denge nem miktarı ortamın sıcaklık ve bağıl nemine bağlı olarak değişmektedir. Değişmez sıcaklıkta farklı bağıl nemdeki ortamlarda tutulan örneklerin denge nem miktarları, ortamın % bağıl nemlerine karşı (veya su aktivitesi) grafiğe alındığında sorpsiyon izotermi elde edilir. n Sorpsiyon sözcüğü, adsorpsiyon ve desorpsiyon izotermlerinin her ikisini de belirlemek için kullanılan bir sözcüktür. Sorpsiyon izotermi

Sorpsiyon işlemi tersinir değildir. Bu nedenle de denge nem miktarı dengeye ulaşma yönüne de bağlı olur. Tamamen kuru maddenin nem kazanarak dengeye ulaşması sonucu çizilen izoterme adsorpsiyon izotermi; nemli bir maddenin nem kaybederek dengeye ulaşması sonucu çizilen izoterme desorpsiyon izotermi denir.

Sorpsiyon izotermleri n Adsorpsiyon izotermi tamamen kurutulmuş maddenin belirli bağıl nemdeki ortamlarda tutulması ve nem kazancına bağlı ağırlık artışının saptanmasıyla çizilir. n Adsorpsiyon izotermleri ürünlerin nem çekme özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. n Desorpsiyon izotermi ise başlangıçta nemli gıda maddesinin aynı ortamlarda tutulması ve nem kaybının saptanmasıyla belirlenir.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler A. Fiziksel değişiklikler Kurutma sırasında meydana gelen fiziksel ve yapısal değişiklikler çekme, çözünür madde göçü, kabuk oluşumu, rehidrasyon kapasitesinde ve uçucu tat ve koku bileşenlerinde gözlenen kayıplardır. 1. Çözünür madde göçü Kurutma sırasında kurutulan madde içinde hareket eden tek bileşen su değildir. Canlı dokuda su, pek çok bileşeni içeren bir çözelti halinde bulunmaktadır. Bu bileşenler küçük molekül ağırlıklı şekerlerden, oldukça hidratlanmış büyük moleküllere kadar bir değişim gösterirler. Kuruma sırasında çözünmüş maddelerin bir kısmı da madde içinde yer değiştirir. Doku canlı iken, hücre duvarının yarı-geçirgen yapısına bağlı olarak, çözeltideki su ve bazı düşük molekül ağırlıklı moleküller hücre duvarı boyunca difüzlenir.

A. Fiziksel değişiklikler 1. Çözünür madde göçü 2. Kabuk oluşumu 3. Çekme 4. Kurutma sırasında oluşan boyut ve şekil değişiklikleri 5. Rehidrasyon kapasitesi

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler Genellikle sebzeler sebze kurutmadan önce haşlanır, bu durumda, doku özelliklerinde değişiklik meydana gelir ve hücre duvarı büyük moleküllere de geçirgen hale gelir. Haşlanmış böyle sebze dilimi hava ile kurutulduğunda, kuruma yüzeyde oluştuğu için merkezden dış yüzeye doğru yer alan her bir tabaka diğerine göre daha nemlidir ve yüzeyde kuruyan tabakalar alt tabakaları baskılamaktadır. Kuruma sırasında nem hareketi merkezden yüzeye doğrudur ve akışın nedeni daha önce de belirtildiği gibi sıvı veya buhar akışı veya serbest su moleküllerinin difüzyonudur. Uçucu olmayan çözünür madde göçü buhar hareketi ve difüzyona bağlı olmayıp, sadece sıvı çözelti hareketi ile gerçekleşir. Bu nedenle çözünmüş madde göçü, meyve ve sebzenin fiziksel yapısı kadar madde içinde sıcaklık ve nem dağılımını etkileyen kurutma koşullarına da bağlı olur.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler Nem hareketi, sıvı akışına bağlı olarak gerçekleşiyorsa, çözünür maddeler de su ile birlikte yüzeye taşınır. Ancak, çözeltinin hücre duvarını aşmasını gerektiren hallerde, düşük molekül ağırlıklı olanlar kolloidal yapıda olanlardan ayrılır. Bu şekilde yüzeye taşınan kuru madde su buharlaşıp ayrılınca, yüzeyde bir kuru madde yığılımı görülür. Yüzeydeki çözünür madde konsantrasyonu arttığında, bu kez de yüzeyden iç kısma çözünen difüzyonu başlar. Konsantrasyon farkı olduğu sürece difüzyon devam eder. Meyve ve sebzedeki sürekli sıvı fazı ortadan kalktığında çözünür madde difüzyonu da durur.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler Çözünür madde göçüne neden olan benzer bir durum da hücre sıvısının yüzeye ve hatta dışarı akmasıdır. Ancak bu olay farklı bir şekilde gelişir. Kuruyan yüzey tabakalarındaki çekme, dilimin iç kısımları üzerinde baskı yaratarak meyve veya sebze suyunun gözenek, kılcal veya çatlaklar yoluyla yüzeye taşınmasıyla sonuçlanır. Bu şekilde yüzeye ulaşan sıvının hücre içindeki tüm maddeleri içermektedir. Bu nedenle yüzey yapışkan ve cıvık bir sıvı ile kaplanır. Bu olay özellikle erik ve kayısı gibi yumuşak dokulu meyvelerin kurutulmasında ortaya çıkmaktadır.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler 2. Kabuk oluşumu Kurutma koşullarının hatalı seçilmesi sonucu oluşan bir olaydır ve kurutmanın ilk aşamasında kurutma hızının yüksek olmasından kaynaklanır. Böylece yüzeyde oluşan kuru tabaka büzüşerek alt tabakalara baskı yapar. Ancak, alt tabakalar henüz nemli olduğundan üstten yapılan basınca direnç gösterir. Bu durumda kuruma sonucu büzüşme olanağı bulamayan üst tabakalar gerilip sert bir kabuk haline dönüşür. Kabuk bağlama ile birlikte kuruma hızı da birden düşer. Kabuk bağlama çözünür kuru madde göçüne bağlı olarak da oluşabilir. Bu durum özellikle şekerlerce zengin olan meyvelerin kurutulmasında gözlenir. İç kısımlardaki su bu tabakayı aşamadığından kuruma durur ve ürün dışı kuru ve sert, içi ıslak bir halde kalır.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler 3. Çekme Çekme, kuruma sırasında meydana gelen en önemli yapısal değişikliktir ve genelde kurumanın başlangıç aşamalarında görülür. Çekme gıdada yapının çökmesi sonucu meydana gelir;. Ancak meyve ve sebzelerde yapısal çekmenin engellenmesi de çok zordur ve sonuçta kurutma sırasında yapısal çekme ve çökme kaçınılmazdır. Dondurarak kurutma gibi düşük sıcaklıklarda yapılan kurutma işlemlerinde, çekmenin belli ölçülerde engellenmesi mümkündür.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler Kurutulan herhangi bir materyalde hiç bir çekme olmazsa ve materyal kurutma sonunda da başlangıçtaki boyutlarını korursa, bu materyalin kuruma sonundaki yığın yoğunluğu sadece kaybedilen su kadar azalır. Kurutma koşulları eğer iç kısımlarına göre materyal yüzeyinin daha fazla ve hızlı kurumasına neden olmayacak kadar ılımlıysa, kütle beraberce kurur ve muntazam bir çekme oluşarak materyal şeklini kaybeder ve hacmi son derece küçülür. Ancak dış tabakanın oluşumuna yol açan bir kurutma uygulanmış ise, daha sonra kuruyan alt tabakanın üzerine çökemediğinden kurumuş ürünün içinde kat kat boşluk ve çatlaklar oluşur. Böyle bir kurumuş ürün dış görüntüsüyle, orijinaline benzer ve sanki hiç çekme olmamış veya çok az olmuş izlenimi verir. Bunlarda yığın yoğunluğu çok düşüktür.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler 4. Kurutma sırasında oluşan boyut ve şekil değişiklikleri Küp şeklinde doğranmış bir sebzenin örneğin havucun hava ile kurutulduğunu düşünelim. Kurutmanın başlangıcında doku “turgor” halindedir. Hücre içindeki sıvı basınç ve hücre membranı gerilim altındadır. Sebze diliminin yüzeyi havuç suyu nedeniyle nemlidir. Kuruma ile birlikte yüzeyden su buharlaşır ve buna bağlı olarak yüzey sıvısında çözünen derişimi artar. Bu şekilde oluşan konsantrasyon gradyanına bağlı olarak, iç kısımlarda bulunan daha seyreltik çözeltideki su geçirgen hücre duvarlarını aşarak dış yüzeye doğru hareket eder. Hala sıvı içeren ve bu nedenle gerilmiş halde olan yüzey hücreleri kaybettikleri sıvıya bağlı olarak hacimlerini azaltıp düzleşirler. Dış yüzey hala yaş ve sıkıştırılamayan iç yüzeylerin üzerinde büzüşür. Kurumanın ilerlemesiyle birlikte, dış yüzeydeki hücreler tamamen düzleşir ve gerilir. Havuç küpünün köşeleri kaybolur ve yastık şekline dönüşür. (a) (b) (c)

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler 5. Rehidrasyon kapasitesi Kurutulmuş bir üründe aranan en önemli özellik suda tutulduğunda taze halinde içerdiği kadar su alarak eski haline ve şekline dönmesidir. Bu özellik dondurularak kurutulan ürünlerde önemli ölçüde sağlanabilirse de, geleneksel kurutma yöntemleriyle kurutulanlarda önemli ölçüde kaybedilmiş olur. Kurutulmuş bir ürünün rehidrasyon yeteneği, onun suda belli koşullarda tutulması sonucu kazandığı su miktarı ile ölçülür. Ancak rehidrasyon sırasında koşullar özellikle suyun sıcaklığı ve süre rehidrasyon kapasitesi üzerinde etkilidir.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler B. Kimyasal değişiklikler Kurutma sırasında yukarda anlatılan fiziksel değişmelerin yanı sıra çeşitli kimyasal değişmeler de meydana gelmektedir. n Bir gıda maddesi kurutulduğu zaman, karşılaşılan en önemli sorunlardan biri esmerleşme olarak adlandırılan renk değişimidir. n Renk esmerleşmesi kurutmadan önce, kurutma sırasında veya depolama süresinde oluşur. n Esmerleşme enzimatik veya enzimatik olmayan reaksiyonlar sonucu olabilir. n Özellikle meyveler gibi haşlanmadan kurutulan ürünlerde enzim faaliyetleriyle, başta polifenoller olmak üzere birçok maddenin yükseltgenmesine bağlı enzimatik renk esmerleşmesi meydana gelir.

Kurutma Sırasında Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler n Renk esmerleşmesini engellemede en etkin yol ürünün kükürtlenmesidir. n Esmerleşme derecesine bağlı olarak üründe oluşan kusurlar da değişmektedir. n Eğer esmerleşme az miktarda olmuşsa, ürünün sadece görünüşüyle ilgili soruna yol açmaktadır, ama ileri derecede esmerleşme olmuşsa, görünüşte meydana gelen kusurun yanı sıra ürünün tat-kokusunda ve rehidrasyon kapasitesinde de önemli ölçüde bozulma meydana gelebilmektedir.

Kurutulan ürünlerde ayrıca uçucu bileşenler de su buharı ile taşınarak uzaklaşmaktadır. Bu durum gıdanın karakteristik tat ve kokusunun geri dönüşümsüz olarak kaybolmasına neden olmaktadır. Bu kaybı azaltmak için pek çok fiziksel yöntem önerilmiş ve bazıları endüstriyel boyutta da uygulanmıştır. Uygulanılan yöntemlerde, kurutucuyu terk eden havadan uçucu bileşenlerin tutulması ve bu bileşenlerin kurutulmuş ürüne eklenerek ürün özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.

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. n 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; n 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. n Çözeltiden ürüne çözünen aktarımı ikinci kütle aktarımıdır. Böylece koruyucu ajanın, herhangi bir besin öğesinin veya duyusal kalite geliştiricinin istenilen miktarlarda ürüne katılımı mümkün olmaktadır. n Üçüncü kütle aktarımı, ürüne ait çözünenlerin (şekerler, organik asitler, mineraller, vitaminler, vb.) çözeltiye özütlenmesidir. Bu 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. n Bunlardan ilki ozmotik kurutmayla üründen suyun uzaklaştırılması, n Diğeri ise üründe formülasyon etkisinin sağlanmasıdır. n Bu yönteme ait en önemli sınırlama ise üründeki nem miktarının belli bir değere kadar düşürülebilmesidir. Bu nedenle ozmotik kurutma, hava ile kurutma, dondurma, konserveleme gibi işlemlerden önce bir ön işlem olarak kullanılmaktadır.

Ozmotik kurutma ile kalitenin geliştirilmesi ve enerji tasarrufu sağlanabilir; n Ozmotik kurutmada su üründen bir faz değişikliğine uğramadan ayrılmaktadır. Bu nedenle klasik kurutma yöntemlerine göre ozmotik kurutmaya ait enerji gereksinimi düşük düzeydedir. n Kalitenin geliştirilmesi, öncelikle asit şeker oranının artmasını, yapının iyileştirilmesini ve kurutma ve depolama sırasında pigmentlerin kararlılığının arttırılmasını sağlayan formülasyon değişiklikleri ile mümkündür. Ürüne katılan çözünen rehidrasyon sırasında ürünün kararlılığını arttırmakta ve kurutma veya dondurma sırasında, hücresel parçalanmaları ve çökmeleri engelleyerek doğal doku yapısını korumaktadır.

1. Ozmotik kurutmanın mekanizması Meyve ve sebzelerin ozmotik kurutulmasında mekanizmanın açıklanabilmesi için hücre yapısının iyi tanınması gereklidir. Birçok meyve ve sebzenin yenen kısımları daha çok paranşima hücrelerinden oluşur. Şekilde olgun bir paranşima hücresi model olarak gösterilmiştir. Olgun bir paranşima hücresinin yapısı (Acar ve Gökmen, 2000)

Paranşima hücreleri esas olarak hücre duvarı ve sitoplazmadan meydana gelmiştir. Bitki organı geliştikçe paranşima hücrelerinin duvarları iç basıncın etkisiyle gerginleşir ve birbirleri üzerine sıkı bir şekilde yığılır. Ancak bu oluşum sırasında hücreler arası boşluklar kalır. Hücreler arası boşluklar çeşitli gazlar ve su buharı ile doludur. Komşu iki hücre birbirlerine bir ana tabaka (orta lamella) ile bağlıdır. Hücre duvarının yapısında selüloz, pektik maddeler ve diğer polisakaritlerle su bulunur. Olgun bir paranşima hücresinin yapısı (Acar ve Gökmen, 2000)

Hücre duvarı dokuya sağlamlık, hücreye ise şeklini verir. Ancak hücre duvarı, maddelerin hücreye giriş çıkışı için başlıca engel değildir. Hücre duvarı yapısında çapı yaklaşık 3.5 nm olan gözenekler vardır. Bu gözeneklerden su ve suda çözünen maddeler ozmotik çözeltiye geçebilir. Hücrenin içerdiği maddeler hücre duvarının içinde yani protoplazmada bulunur, Protoplazma hücre duvarından plazma membranı ile ayrılmıştır. Sitoplazma organik ve inorganik maddelerin bir çözeltisi olup şeffaf, yarı-sıvı bir niteliktedir. Sitoplazmada su oranı % 85 – 90 dolaylarındadır.

Ozmoz, ozmotik kurutmanın temelidir. Ozmozun oluşabilmesi için sistemde ozmotik basınç farkının mevcut olması gereklidir. Ozmotik basınç ya farklı konsantrasyondaki iki çözelti arasında ya da bir çözelti ile bunun saf çözücüsü arasında ortaya çıkmaktadır. Bunun gözlenebilmesi için iki sıvı arasında yalnız çözücüyü geçiren yarı geçirgen bir zarın bulunması gereklidir. Ozmotik kurutma işleminde hücrenin içinde bulunan suyun ozmotik basıncı, daldırıldığı çözeltiden daha düşüktür. Bu nedenle sistemde ozmotik basınç farkından su hücre membranı ve hücre duvarından geçerek derişik çözeltiye doğru difüzlenir. Çözelti içinde bulunan çözünür madde molekülleri ise plazma membranından geçse de, hücrelerin içine aktif olarak giremez; ancak hücreler arası boşluklara nüfuz eder. Bu nedenle plazma membranı ozmotik kurutmada kütle aktarımına karşı direnç gösterir. Membran zarar görmediği sürece hücresel materyallerde meydana gelen kütle aktarım mekanizması ozmozdur.

Çözünen madde moleküllerinin hücreler arası boşluklara girmesiyle hücreler üzerindeki ozmotik basınç artar. Artan ozmotik basıncın etkisiyle hücre su kaybetmeye ve bunun sonucu olarak protoplazma büzüşmeye başlar. Bitki hücrelerinin büzüşmeye gösterdiği direnç hücre duvarı ile sitoplazma membranı arasındaki interaksiyona bağlıdır. Protoplazmanın su kaybetmesi sonucu büzüşen plazma membranı hücre duvarından ayrılır ve bu durum bitki hücresinin bütünlüğünün bozulmasına (plazmoliz) neden olur.

Bütünlüğü bozulan hücrelerde hücre duvarı ile plazma membranı arasında kalan boşluk, plazmoliz boşluğu olarak adlandırılmaktadır. Ozmotik kurutma sırasında ürün su kaybederken, ozmotik çözelti içindeki çözünür madde molekülleri hücreler arası boşluklar ile hücre duvarı ve plazma membranı arasında oluşan boşluklara dolar, ancak hücrenin içine giremez.

Ozmotik kurutma sırasında hücre yapısında meydana gelen değişim şekilde gösterildiği gibi şematize edilebilir: • Su, ozmotik çözelti ile temas eden Meyve/Sebze Ozmotik çözelti ürünün öncelikle yüzeyinde bulunan hücrelerden çözeltiye geçer. Hücreler • Yüzeyde bulunan hücrelerin arası suyunu kaybetmesi, ayrıca ozmotik boşluk çözeltide bulunan çözünen Hücre Plazmoliz moleküllerinin hücreler arası boşluğa { boşluğu girmesiyle iç kısımda bulunan hücreler de su kaybetmeye başlar. Çözünen • Böylece kurumanın meydana Hücre Su geldiği tabaka iç kısımlara doğru duvarı ilerler. Plazma Meyve veya membranı sebzedeki Yukarıda da belirtildiği gibi taze çözünenler ürünlerin hücre duvarı yarı geçirgen Protoplaz bir membran gibi davranmakta ve ma üründen yanlızca su ve düşük molekül ağırlıklı maddelerin geçişine izin vermektedir.

Ozmotik dehidrasyon sırasında meydana gelen su kaybı ve çözünür madde kazanımı, çözelti ve ürünün su aktiflikleri eşit oluncaya kadar devam eder. n Genellikle ürün yapısına ve işletme koşullarına bağlı olarak, kütle aktarımında pek çok mekanizma etkilidir. Bunlar ozmoz, difüzyon, karşılıklı akı etkileşimleri, hidrodinamik akış ve çekmedir.

Ozmotik kurutulan ürünlerin ortak özelliği yüzeysel çözünen tabakasının oluşumu ve bu tabakanın korunmasıdır. Örneğin, şeker çözeltisi içinde kurutulan ürüne çözünen madde girmekte ve 2-3 mm kalınlığında bir tabaka oluşturmaktadır. Böyle bir tabakanın oluşumu ozmotik kurutma sırasında kütle aktarımının kontrol edilmesinde, çözünenle doyurmanın sınırlandırılmasında ve askorbik asit ve fruktoz gibi suda çözünen maddelerin kaybını azaltmada çok önemli etkiye sahiptir. n Ozmotik kurutma uygulamalarında şeker çözeltileri özellikle de sakaroz çözeltisi yaygın olarak kullanılmaktadır. Sebzelerin ozmotik kurutulmasında ise sodyum klorür veya sakaroz/sodyum klorür çözeltileri kullanılmaktadır. Bu yöntem ile ürünün nem içeriği belli değere kadar düşürülebildiğinden, ozmotik kurutma bir ön işlemdir.

Ozmotik kurutmayı etkileyen başlıca faktörler; n bitki dokusunun özellikleri, n çözeltinin çeşidi ve konsantrasyonu, n sıcaklık, n süre, n çalkalamadır. Bitki dokusunun özellikleri ozmotik kurutmada kütle aktarımını etkileyen en önemli faktörlerden birisidir. Doku yoğunluğu, doku sıklığı, suda çözünen ve çözünmeyen kuru madde içeriği, hücreler arası boşluklar ve gazın varlığı, suda çözünür pektin ve protopektin oranı, pektinin jelleşme derecesi ve enzimatik aktivite, olgunlaşma derecesi, başlangıç nem içeriği, ürünün başlangıç çözünür madde içeriği bu özellikler arasındadır.

..

Meyve Sebze Muhafazasında yeni Teknolojiler Bu başlık altında gıdaların ve özellikle meyve, sebze ve ürünlerinin ultrason, vurgulu elektrik alan ve vurgulu ışık ile muhafazası incelenektir.

Gıda Endüstrisinde Ultrason Kullanımı Ultrason (sonikasyon); sözlük anlamı itibariyle, saniyede 20.000 veya daha fazla titreşim gerçekleştiren ses dalgaları ile enerji meydana getirilmesi olarak ifade edilmektedir.

Uygulanan ses dalgasının büyüklüğü ve kullanılan frekansa bağlı olarak çok çeşitli uygulamalara olanak sağlayan bir seri fiziksel, kimyasal ve biyokimyasal etkiler gerçekleşebilmektedir. Gıda prosesleri amacıyla kullanılan düşük frekanslı (20- 100 kHz) ve yüksek güçlü ultrason (power ultrasound) ultrason uygulamalarında, kavitasyon (gaz kabarcıklarının içe doğru patlamaları nedeniyle oluşan etki) oluşabilmektedir. Kavitasyonda açığa çıkan ısı ve buna bağlı olarak o ortam sıcaklığının 550 C’ye hızlı değişir ve basınç 50 Mpa’a kadar çıkar. Ultrason uygulaması ile mikroorganizmaların ölümü, ortamdaki bu basınç ve sıcaklık değişimleri nedeniyle oluşan kavitasyon ile açıklanmaktadır.

Ultrasonun hücrelerde meydana getirdiği yıkım etkisi konusunda farklı teoriler mevcuttur. Ultrasonik dalga bir sıvıdan geçtiğinde çok küçük kabarcıklar veya boşluklar meydana getirmekte, başka bir ifade ile “kavitasyon” oluşmaktadır. Bu kabarcıklar sönümlendikleri anda ise o noktalarda lokal olarak yüksek sıcaklık ve basınç oluşturmaktadırlar. ¢ Sıcaklık ve basınçta meydana gelen bu ani değişimler ise hücre duvarının yapısının bozulmasına neden olmaktadır

Mikrobiyal inaktivasyon açısından bir diğer mekanizma ise serbest radikal oluşumu ile açıklanmaktadır – Ultrason uygulaması sırasında OH radikalleri ve hidrojen peroksit oluşmakta ve meydana gelen bu bileşenlerin önemli bakterisidal etkileri bulunmaktadır.

Meydana gelen kavitasyonun derecesi çeşitli parametrelerden etkilenmektedir. Sıcaklık: Örneğin yüksek sıcaklıklarda daha fazla kabarcık meydana gelmektedir. Çünkü sıcaklık arttıkça buhar basıncı artmakta ve gerilim kuvveti azalmaktadır. Ancak yüksek sıcaklıklarda, daha fazla kabarcık oluşmasına karşın bu kabarcıkların sönümlendikleri andaki şiddeti, dolayısıyla da etkinlikleri azalmaktadır.

Frekans: Ultrason frekansı da önemli bir parametredir ve maksimum kabarcık boyutlarını belirler. Düşük frekanslarda (örneğin 20 kHz), kabarcıklar daha büyük boyutlarda oluşur ve bunlar sönümlendiği an daha yüksek enerji meydana getirirler. ¢ Yüksek frekanslarda ise kabarcık meydana gelmesi zorlaşır ve örneğin 2.5 MHz Üzerinde kavitasyon oluşmaz.

Dalga büyüklüğü: Kavitasyon şiddetinde, ultrason dalgasının büyüklüğü de etkilidir. Eğer yüksek şiddette kavitasyon isteniyorsa ultrason büyüklüğü de arttırılmalıdır.

Ortamın viskozitesi: Kavitasyonu etkileyen diğer bir önemli faktör de sıvı ortamın viskozitesidir. Viskozitesi yüksek ortamlarda ultrason difüzyonu kolaylıkla engellenebilir ve bu durumda da meydana gelen kavitasyonun etkinliği azalır. Alternatif olarak ise sıvı ısıtılarak viskozitesinin azaltılması sağlanmalı ve böylece ultrasonun difüzyon şansı arttırılmalıdır.

Ultrason uygulamaları gıdalarda mikrobiyal inaktivasyon açısından tek başına yeterli derecede etkili değilken, diğer yöntemlerle birlikte kullanılması durumunda sinerjist etki yaratmaktadır. Güvenli ürün oluşturmak için gerekli ultrasonikasyon periyodu oldukça uzundur. Bu nedenle, genellikle ultrasonikasyon basınç, ısı ve basınç+ısı kombinasyonları şeklinde uygulanır. Ayrıca yapılan bir çok çalışmada ultrason uygulamasının ekstrem pH ve klorlama gibi diğer dekontaminasyon yöntemleriyle birlikte kullanılmasının daha etkili olduğu belirtilmiştir.

Ultrasonla kombine olarak kullanılabilecek bir yöntem ısıl işlem olup bu uygulamaya “termosonikasyon” (TS) denilmektedir. ¢ Ancak ortam sıçaklığı sıvının kaynama noktasına yakın değerlere ulaştığı zaman bu sıcaklıktaki sıvının buhar basıncının artması dolayısıyla kavitasyon şiddetinde azalma meydana gelmektedir. ¢ Bu problemin üstesinden gelebilmek için ise termosonikasyon işlemi basınç altında (100-700 kPa) gerçekleştirilmekte ve bu uygulamaya “manotermosonikasyon” (MTS) denilmektedir.

Ultrason uygulamalarından mikrobiyal inaktivasyon yanında enzim inaktivasyonu amacıyla da yararı anıIabilmektedir. ¢ Ultrasonun tek başına kullanılması enzimler üzerinde önemli bir inaktivasyon etkisi göstermezken diğer yöntemlerle kombine kullanımı (TS veya MTS) sinerjist etki yaratmaktadır.

Saccharomyces cerevisiae üzerine US etkisi 0 A.işlem görmemiş hücre, B.20 dak, 20kHz ve 45 C hücre,D.hücre içi zarar görmüş hücre ve hücre duvarı kalıntısı,L. Parçalanmış hücre ve hücre duvarı

Gıda endüstrisinde kullanım alanları 1. sıvı gıdalarda degassing işleminde, 2. oksidasyon/redüksiyon reaksiyonlarının indüklenmesinde, 3. enzimlerin inaktivasyonunda ve Isı, basınç ve ultrason kombinasyonları da (manotermosonikasyon) ısıya dirençli enzimlerin inaktive edilmesinde kullanılmaktadır. 4.canlı hücrelerin aktivitesini arttırmak, 5. gıdaların yüzey temizliğini sağlamak, 6. ultrasonik olarak destekli ekstraksiyon, kristalizasyonun indülenmesinde emülsifikasyon, filtrasyon, kurutma ve dondurma proseslerinde kullanılmaktadır.

Vurgulu Elektrik Alan (PEF Uygulamaları) Bu yöntemde iki elektrot arasına yerleştirilmiş gıdaya yüksek voltaj ve kısa vurgular uygulanır, Elektrik akımı gıdanın içinden mikrosaniyede geçer, PEF’de Elektrik enerjisi kısa vurgular halinde uygulandığındn gıda ısınmadan bakterilerin hücre membranları mekanik etkilerle parçalanır ¢ Geleneksel metotda ise elektrik enerjisi gıdanın içinde termal enerjiye dönüşür bu da mikrobiyal inaktivasyonu sağlar

PEF uygulandığı gıdada tat-kokuda ve gıda kalitesinde minimum kayıpla mikroorganizmaların inaktivasyonunu sağlar Enerji verimliliği yüksektir, ürün işleme düşük maliyetlidir. PEF tüketicilere mikrobiyal açıdan güvenli minimum işlenmiş, besin değeri yüksek gıdalar sunar bunun yanısıra ekonomik ve etkili enerji kullanımı sağlayan bir teknolojidir PEF en yaygın olarak kullanıldığı alanlar içinde meyve suyu, çorbalar ve süt gibi sıvı gıdalar vardır

Sıvı gıdalar yüksek konsantrasyonda iyon içerdiklerinden iletken olarak kabul edilirler ¢ Gıdada PEF oluşturabilmek için çok kısa bir zaman diliminde yüksek akım değişimi oluşturulmalıdır Vurgunun oluşumu kapasitörün yavaş yüklenmesi ve hızlı boşalımı ile gerçekleşir

Elektrik alan vurguları çoğunlukla üstel azalma yada kare dalga formundadır ¢ Üstel azalma vurgusu, çok hızlı maksimum değere yükselip yavaşça sıfıra inen tek yönlü voltajdır

Kare dalga formunda ise, voltaj hızlıca sıfırdan maksimum değerine yükselir, belirlenen süre bu değerde kalır ve aniden sıfıra düşer

Serbest yükler membran yüzeyinin her iki tarafında da birikir ¢ Yüzey yüklerinin birikmesi elektromekanik stresi ve transmembran potensiyeli arttırır. ¢ Hücre membranının içinde ve dışındaki zıt yüklerdeki çekimden dolayı sıkıştırma basıncı artar buda membran kalınlığının azalmasına neden olur, ¢ Elektrik alan gücü belli bir seviyeyi geçtiği zaman membranda porlar oluşmaya başlar

Membranın zarar görmesinin nedeni küçük moleküllerin ve iyonların sızmasından dolayı oluşan osmotik dengesizliktir Sitoplazmik içeriğin osmotik basıncından dolayı hücre şişmeye başlar ve porlar büzüşür, hücre hacmi %155 olduğunda hücre membranı parçalanır ve hücre dağılır

PEF uygulamasında yalnızca mikrobiyal inaktivasyon değil aynı zamanda enzimlerin inaktivasyonunu da sağlamalıdır ¢ Ancak vejetatif hücrelerle karşılaştırıldığında enzimler PEF uygulamasına daha dayanıklıdır. Bazı çalışmalarda mikrobiyal inaktivasyon için yeterli olan PEF uygulamasının lipaz, PPO ve glukoz oksidaz gibi enzimler için yalnızca sınırlı bir inaktivasyon sağladığı belirlenmiştir.

Lipaz, glukoz oksidaz ve ısıya dayanıklı a- amilaz aktivitesinde %70-85 azalma, l Polifenoloksidaz ve peroksidaz aktivitesinde ise %30-40 oranında azalma, l Alkaline fosfatazda ise yalnızca %5 oranında aktivite azalma olmaktadır. PEF uygulamasının enzimler üzerine sınırlı etkisi olmasından dolayı, bu işlem ısıl uygulanma veya soğukta depolama gibi yardımcı yöntemlerle birlikte kullanılmalıdır.

Yüksek şiddetli PEF; -sıvı ürünlerin pastörizasyonu, -mikrobiyal yükün azaltılması -enzim inaktivasyonu ¢ Düşük şiddetli PEF; -Hücre içi metabolit ekstraksiyonu (elektroplazmoliz) -Kurutma verimliliğinin artırılması (ozmotik dehidrasyon) -Enzim aktivitesi

Vurgulu ışık ¢ Vurgulu ışık, şidddetli ve kısa süreli ışık vurgusu kullanımını içeren yeni bir gıda muhafaza yöntemidir. Saniye fraksiyonu düzeyinde uygulanan birkaç flaş ile yüksek düzeyde mikrobiyal inaktivasyon sağlanabilmektedir. Bu teknoloji esas olarak ambalajlama materyallerinin yüzeylerinde, şeffaf eczacılık ürünlerinde ve diğer yüzeylerde sterilizasyon veya mikrobiyal yükün azaltılması amacıyla uygulanmaktadır. Vurgulu ışık teknolojisi aynı zamanda gıda maddelerinde kalitenin iyileştirilmesi ve raf ömründe uzama sağlanması amacıyla kullanılabilir. Bununla birlikte vurgulu ışık teknolojisinin gıda endüstrisinde ticari olarak kullanımı henüz yaygın değildir.Ancak bazı bu konuda bazı patentler bulunmaktadır.

…

Meyve ve Sebzelerin Bileşimi Meyve ve sebzeler ve bunlardan elde edilen ürünlerin bileşimini, nitelik ve nicelik olarak kesin değer ve sınırlarla belirleyip tanımlamak çok zor ve hatta hemen hemen olanaksızdır. Meyve ve sebzelerin bileşimi türlere göre çok farklıdır. Ancak bunun dışında aynı çeşit meyve veya sebzelerin bileşimlerinin de belli ölçüler içinde değiştiği bir gerçektir

Örneğin elmanın bileşimi daima aynı değildir, bileşim öğelerinde nitelik ve nicelik bakımından bazı sapmalar her zaman görülür. Bu durum her türlü meyve ve sebze çeşidi için geçerlidir. Şu halde herhangi bir meyve veya sebze türünün ana bileşim öğeleri, genel olarak gerek nitelik ve gerek nicelik bakımından belirli sınırlarda oynarsa da, daha az miktarda bulunan minor komponentler denen unsurların bazıları büyük sınırlarda değişmektedir. İşte bu nedenle, bir ürünün tüm dünya için geçerli olabilecek bir bileşim tablosunu ortaya koymak olanaksızdır.

Meyve ve sebzelerin aynı çeşitlerinde dahi görülen bu bileşim farklılığı, ürünün yetiştirildiği yörenin ekolojik koşulları, özellikle toprak niteliği varyete, yetiştirme tekniği ve kültürel önlemler, olgunluk düzeyi, taşıma ve depolama gibi sayısız faktörlerden etkilenmektedir. ¢ Bütün bu nedenlerle, meyve sebze ve bunların ürünlerinin bileşimleri değişik kaynaklarda çoğu kez farklı olarak verilmektedir. Bu farklılıklar bir yanlışlık sonucu olmayıp, doğanın kendine özgü davranışının bir sonucudur.

Ancak genel olarak, meyvelerde; ¢ %80–85 su, ¢ %0.2– 1.0 azotlu maddeler, ¢ %0.1–0.3 yağ, ¢ %3– 18 karbonhidrat ¢ ve %0.3–0.8 mineral maddeler bulunduğu söylenebilir. ¢ Aynı şekilde sebzeler için; ¢ %90–95 su, ¢ %1–3 azotlu maddeler, ¢ %1’den daha az yağ, ¢ %3–7 karbonhidrat ¢ ve %1–2 mineral maddeler bulunduğu da söylenebilir.

Meyve ve sebzeler insan beslenmesinde esas olarak mineral maddeler ve vitaminlerin kaynağı olarak görülürler. Gerçekten birçok meyve ve sebze, belli vitaminleri önemli düzeyde içerirler. Diğer bazıları ise, insan için alınması zorunlu mineral maddelerin ana kaynağını oluştururlar. Ayrıca meyve ve sebzeler sindirime yardımcıdırlar, içerdikleri organik asitler ve selüloz nedeniyle özellikle taze meyveler doğal laksatif etkiye sahiptirler.

Meyve ve sebzelerin bileşimi değişik faktörlere bağlı olarak belirli bir değişkenlik gösterdiği gibi, bunlardan elde edilen çeşitli ürünlerin bileşimleri de çok farklıdır. Çünkü meyve ve sebzelerin bileşimi, hasatla beraber değişmeye başlar. Bunların çeşitli ürünlere işlenmeleri sırasında da çok önemli değişmeler olmakta ve genellikle besleyici öğelerin bazıları uygulanan koşullara bağlı olarak az veya çok kaybolmaktadır.  Her şeyden önce, meyve ve sebzeler işlenirken, henüz hazırlık aşamasında, kabuk soyma, doğrama, yıkama, v.s. gibi ön işlemlerde dahi önemli ağırlık kayıplarına uğramaktadır.

Karbonhidratlar  1.Şekerler  2.Polisakkaritler  a.Nişasta  b.Selüloz ve hemiselüloz  c.Pektik maddeler (pektin)  3. Şeker türevleri

1. Şekerler  Meyvelerinve sebzelerin çözünür katı maddesinin büyük bir kısmını şeker oluşturur. Şekerler meyvelerde genel olarak tümüyle heksozlardan glukoz (üzüm şekeri) ve fruktozdan (meyve şekeri) ibarettir. Bu şekerler tablolarda çoğu zaman “indirgen şeker” olarak belirtilirler. Ayrıca meyvelerde çok değişken miktarlarda sakkaroz da bulunur. Meyve türleri için karakteristik olan glukozun fruktoza oranı da meyve türü ve cinsine göre değişir. ¢ Diğer monosakkaritler (basit şeker; heksozlar ve pentozlar) ve oligosakkaritler (bileşik şeker) doğada ve bazen de meyve ve sebzelerin bileşiminde çoğu zaman “glikozit” ve “şeker esteri” gibi diğer maddelerle bileşik halde bulunurlar.

2. Polisakkaritler  Polisakkaritler çok sayıda monosakkaritten oluşurlar, suda ya kolloidal olarak çözünmüş veya dispers halde bulunurlar, tatlı değillerdir. Meyve ve sebzelerdeki polisakkaritler genel olarak nişasta, selüloz, hemiselüloz ve pektinden oluşmaktadır

2.1.Nişasta  Nişasta; glukoz ünitelerinden oluşan bir polisakkarit olup, biri amiloz, diğeri amilopektin denilen iki ayrı kısımdan oluşur. ¢ Amiloz, glukoz moleküllerinin düz bir zincir şeklinde birleşerek oluşturduğu nişasta fraksiyonudur. ¢ Amilopektin ise, glukoz moleküllerinin dallı bir şekilde birleşmesiyle oluşmuş nişastanın diğer fraksiyonudur. Nişasta birbiriyle karışık halde bulunan bu iki fraksiyondan oluşur. Nişastanın kökenine göre bu iki fraksiyonun nişasta içindeki oranları değişmektedir.  Bu iki fraksiyonun meyve ve sebze işleme açısından en önemli özellikleri su içinde farklı çözünürlükleridir.

Nişasta ilke olarak hemen hemen her bitkisel üründe vardır. Hemen her meyvede ham haldeyken nişasta bulunduğu halde, olgun meyvelerde tümden kaybolur. Örneğin ham muzlarda %17 dolayında bulunan nişasta, olgunlaşma ile hızla kaybolarak %1’in altına düşer. Aynı şekilde elma, armut ve ayva gibi meyvelerde ham haldeyken önemli düzeyde bulunan nişasta, olgunluk ilerledikçe azalır. Ham elmaların elma suyuna işlenmesinde nişasta önemli sorunlar ortaya çıkarmaktadır.Bunun gibi, bazı sebzelerde başlangıçta bulunan nişasta, olgunlaşma ilerledikçe kaybolurken, bazılarında olgunlaşma ilerledikçe miktarı artmaktadır. Örneğin domatesler yeşilken nişasta içerdikleri halde, olgunlaşma ile nişasta tümden kaybolmaktadır. Buna karşın bezelyeler kartlaştıkça nişasta oranı artmaktadır. Baklagiller nişastaca zengin sebzelerdir. Nişastaca en zengin sebze patatestir ve nişasta miktarı %12–21 arasında geniş sınırlar içinde oynamaktadır.

Nişasta gıda endüstrisinde birçok ürünün hazırlanmasında koyulaştırıcı olarak kullanılmaktadır. ¢ Bazı ürünlerde ise önemli bir soruna neden olmaktadır. Nişasta çözeltileri bir süre bekleyince, önce görünüşü opalesans bir nitelik kazanır. Sonra bir yumaklaşma şeklinde bulanma ortaya çıkar ve bunu izleyerek yumakçıklar çökelti oluşturur ve nihayet tortu gittikçe sıklaşıp, sertleşir. Retrogradasyon adı verilen bu olay sonucu oluşan çökelti soğuk suda çözünmez. Retrogradasyonda esas rolü amiloz oynamaktadır.

Retrogradasyon nişasta içeren sebzelerden yapılan konservelerde, bazı çorba konservelerinde ve elma sularında önemli olumsuzluklar doğurmaktadır. Örneğin bezelye konservesi üretiminde, sterilizasyon sırasında dolgu sıvısına geçen amiloz zamanla önce bulanmaya, sonra konservede tortu oluşmasına neden olmaktadır. Özellikle cam kavanozlarda yapılan bezelye konservelerinde bu nedenle görünüş son derece bozulmaktadır. Retrogradasyon elma suyu üretiminde de önemli bir sorundur. Özellikle ham elmalardan üretilen elma suyunda retrogradasyon bulanmaya neden olur.

2.2.Selüloz ve hemiselüloz  Meyve ve sebzelerde bulunan diğer önemli polisakkaritler selüloz ve hemiselülozdur.  Selüloz aynen nişastada olduğu gibi, çok sayıda glukoz ünitesinin birleşmesiyle oluşmuştur. Ancak bu birleşmede biraz daha farklı bir yapı oluştuğu için, selülozun özellikleri nişastadan farklıdır. ¢ Hemiselüloz ise, aynen selülozda olduğu gibi bitkisel dokuların odunlaşmış kısımlarında bulunan polisakkaritlerdir. Ancak bunlar selülozda olduğu gibi sadece glukoz ünitelerinden değil, değişik karbonhidratlardan oluşmuş heteropolimerlerdir. ¢ Selüloz ve hemiselülozun en önemli benzer nitelikleri, parçalanmaya karşı dirençli bileşikler olmaları, soğuk veya sıcak suda çözünmemeleri ve insanlar tarafından hazmedilememeleridir. Bunların hazmedilmez olmaları beslenme fizyolojisi açısından önemlerini artırmaktadır.

2.3.Pektin (Pektik bileşikler) Meyve ve sebzelerin teknolojik açıdan en önemli polisakkaritleri pektindir. Bu ürünlerde pektin miktarı %0.51.0 düzeyindedir. ¢ Pektin yunanca “pektos” koyu kıvamlı, ağır anlamına gelen bir kelimeden türetilmiştir.

Pektin, selüloz, hemiselüloz ile birlikte bitkilerin hücre duvarlarında bulunur ve hücreleri birbirine bağlayan ve dokuya sertlik veren temel bileşiktir. Ayrıca hücre stoplazmasında çözünmüş halde de pektin bulunmaktadır ¢ Pektin, gerçekte özellikleri birbirine benzeyen ve pektik maddeler adı verilen bir madde grubu içinde yer alır. Ancak çoğu zaman bu maddelerin tümü için de pektin sözcüğü kullanılabilmektedir. Pektik maddeler grubunda yer alan bileşikler şunlardır:

Çekirdek Vakuol Orta lamella Hücre duvarı Stoplazma Primer Hücre Duvarı I Orta Lamella Primer Hücre Duvarı II Selüloz Ksiloglukan Pektin Protein Arabinan Galaktan Arabinogalaktan

Pektik Maddeler ¢ Pektik asit (poligalakturonik asit): Esterleşmemiş galakturonik asit birimlerinden oluşan zincir. Asit formda suda çözünmez, kısmen nötralizasyondan sonra suda çözünür ve kalsiyum ile jel oluşturur. ¢ Pektat: Pektik asitin (poligalakturonik asit) nötral veya asidik tuzudur. Çok az sayıda metoksil grubu içerir. (Napektat suda çözünmekte, ancak Capektat suda çözünmemektedir.) ¢ Pektin: Kısmen veya tümüyle metil alkolde esterleşmiş (metilize olmuş) poligalakturonik asittir. Metoksil grubu sayısı (esterleşme derecesi) ve polimerizasyon derecesine bağlı olarak özellikleri değişmektedir.

…