Etiket Arşivleri: Su Aktivitesi

Gıdaların Kurutulması

Kurutma; dayanma süresi kısa olan ürünlere uygulanan saklama yöntemlerinden biridir. Kısaca bir maddenin neminin alınması olarak tanımlanabilir (Bulduk, 2004). Kurutma gıdalarda mevcut suyun büyük bir kısmının uzaklaştırılarak, su miktarının (su aktivitesinin) mikroorganizma faaliyetlerini önleyecek seviyeye düşürülmesi işlemidir

(Ertugay ve ark., 1990).

Gıdaların kurutularak korunması yöntemi, insanın doğadan öğrendiği ve ilk çağdan beri uygulamakta olduğu en eski saklama yöntemidir. Gerçekten bu yöntem doğada çoğu zaman kendi kendine gerçekleşmektedir. Örneğin, çeşitli tahıllar ve baklagiller tarlada kendi halinde kuruyarak dayanıklı hale gelebilmektedir. Doğada kuruma, güneş ısısıyla gerçekleştiğinden, kurumanın her yerde ve her zaman bu yolla sağlanması olanaksızdır. Her ürüne güneşte kurutma yöntemi uygulanamaz. Bu sebeple bir çok ürünün diğer yöntemlerle kurutma yolları geliştirilmiştir (Cemeroğlu, 1986).

Yapılan bu çalışmada gıdaların nasıl kurutulması gerektiği, kurutmanın ana ilkeleri, gıdaların su ve su aktivitesi, kurutma hızına etki eden faktörler ve kurutmada meydana gelen değişmeler incelenmektedir. Bunlarla birlikte kurutma yöntemleri, püskürtmeli kurutma sistemleri ve püskürtmeli kurutucuların kullanım alanları ile ilgili çalışma yapılmaktadır..

  1. GIDALARIN KURUTULMASI

Kurutma gıdanın kalori değerini kaybetmeksizin ve hücrelerini parçalamaksızın suyunun uzaklaştırılmasıdır. Kurutulmuş gıda maddesi rutubet alırsa küf ve bakteri faaliyeti hızlanır. Renk değişimi ve istenmeyen koku meydana gelir. Enzim aktivitesi hızlanır. Topaklaşma ve diğer fiziksel değişmeler meydana gelir (Özkaya, 1995). Ortamdan uzaklaştırılan su serbest sudur. Kurutulan ürünlerin su aktivitesi değerinin düşmesi dayanıklılığı arttırmaktır. Her mikroorganizmanın faaliyetini sürdüreceği optimum su aktivitesi  sınırı mevcuttur. Bu sınırın altına inildiğinde mikroorganizma faaliyeti sağlanmış olup, soğukta veya donmuş saklanmalarına yardımcı olur (Gökoğlu, 2002).

Gıdalar ya güneş ısısından yararlanılarak ya da başka kaynaklardan elde edilen ısı yardımıyla kurutulmaktadır. Kurutma yöntemi bu şekilde iki ana gruba ayrılmakla birlikte, bunun çeşitli açılardan ayrıca gruplandırılması da olanaklıdır. Bu gruplandırmalardan birisi, kurutulacak maddedeki suyun uzaklaştırılması amacıyla gerekli ısının buraya taşınma yöntemine dayanmaktadır. Buna göre bu açıdan, “konveksiyon kurutma”, “kondüksiyon kurutma” ve “yüksek frekanslı (radyasyonlu) kurutma” olmak üzere başlıca üç farklı kurutma yöntemi söz konusu olmaktadır. Konveksiyon kurutmada suyun buharlaştırılması için gerekli ısı, çoğunlukla hava gibi bir gaz tarafından taşınır. Sıcak gaz (hava) kurutulacak maddenin içinden, üzerinden ve arasından geçirilir. Bu yöntem genel olarak “sıcak hava kurutma” tekniği olarak bilinir. Kondüksüyon kurutma yönteminde ise buharlaştırma için gerekli ısı kondüksiyonla taşınır. Yani kurutulacak madde hareketsiz kalırken veya hareket ederken bu sırada temas ettiği sıcak yüzeyden maddeye ısı taşınır. Radrasyon kurutmada ise kurutulacak maddeye ısı, herhangi maddi bir taşıyıcı gerekmeksizin, civardaki bir radyasyon alanına ulaştırılır (Cemeroğlu ve Acar, 1986).


Kurutma Teknolojisi

Kurutma; gıda maddelerindeki serbest suyun gıdanın özelliğini önemli ölçüde kaybetmeyeceği bir düzeye kadar uzaklaştırılması işlemidir. Serbest suyun uzaklaştırılması ile gıdanın su aktivitesi (aw) değeri düşer ve gıda gıda maddesi mikroorganizmalara karşı dayanıklılık kazanır. Ancak serbest suyun tamamının uzaklaştırılması mümkün değildir. Çünkü kolloidal maddeler ve şekerler serbest suyu bağlama özelliğine sahiptir. 1 2 Kurutma İşleminin Yararları Gıda maddelerinin kurutulmasında; • Güneşte kurutma • Yapay kurutma (Başka kaynaklardan elde edilen ısı ile) 1. Kurumaya bağlı olarak ağırlıktaki azalma taşımada tasarruf sağlar Isının taşınması yöntemine göre kurutma; 2. Ürünün uzun süre (oda sıcaklığında) depolanmasını 1. Konveksiyon kurutma (Sıcak hava kurutma tekniği) sağlar v Tünel kurutucular v Akışkan yatak kurutucular 3. Kurutulmuş çeşitli bitkisel ve hayvansal ürünler birçok v Püskürterek kurutucular gıdanın üretiminde hammadde olarak kullanılabilir (Unlu 2. Kontakt kurutma (Sıcak yüzey temasıyla, Hareketli/Hareketsiz) mamuller, hazır çorba, süt tozu, bebek mamaları vb.) v Valsli (silindirik kurutucular) 3. Radyasyon kurutma (Mikrodalga, İnfrared) 3 4 SU AKTİVİTESİ: gıdadaki suyun buhar basıncının aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranıdır. Su aktivitesi değeri çözünmüş maddelerin niteliğine ve miktarına bağlı olarak değişmektedir p Bağıl nem (H ) a = = R Gıdalarda a <1 w w po 100 a : Su aktivitesi w Su aktivitesi değerinin deneysel yolla saptanmasında p: Gıdanın su buharı basıncı (mm Hg, atm, Pa, …) p : Gıda ile aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncı (mm Hg, atm, Pa, …) uygulanan yöntemler; o 1. Gravimetrik yöntem 2. Higrometrik yöntem Bir gıdanın su aktivitesi, o gıdadaki suyun mikroorganizmalar için yararlanabilirlik ölçüsüdür. Gıdaların ve diğer doğal ürünlerin fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri üzerinde de su aktivitesi etkilidir.

Sorpsiyon İzotermi Gıdalardaki Su : Gıdaların fiziksel, kimyasal, biyokimyasal ve mikrobiyolojik q Serbest Su (Porlarda ve ara boşluklarda) stabilitesini etkileyen faktörler “nem sorpsiyon izotermi” ile q Adsorbe Edilmiş Su (Bazı makromoleküllerin belirlenir (Gıdanın içerdiği su oranı ile su aktivitesi arasındaki ilişki) – nişasta, protein, pektin– yüzeylerinde adsorbe edilmiş halde) Gıdaların “Sorpsiyon İzotermi”, ‘’gıda maddesinin adsorbe ettiği su q Bağlı Su (Çeşitli bileşiklere bağlanmış halde) miktarının, kendisini çevreleyen atmosferin bağıl neminin fonksiyonu bulunur. olarak düzenlenmiş grafik” olarak tanımlanmaktadır. 1. Adsorpsiyon izotermi 2. Desorpsiyon izotermi 1.Adsorpsiyon izotermi: Teorik olarak tam kurutulmuş bir gıda bağıl nemi sabit tutulan bir atmosfer altında denge oluşana kadar bekletilir ve bu sürede gıdanın kazanmış olduğu nem nedeniyle artmış olan ağırlık saptanır (denge su içeriği). Böylece “çevrenin bağıl nemi” ve buna karşı gelen “gıdanın denge su içeriği” elde edilmiştir. Bu işlem aynı sıcaklıkta ve fakat bağıl nem gittikçe artan ortamlarda yürütülünce çok sayıda veri elde edilebilir. Bu verilerin bir grafiğe işlenmesiyle, o gıdanın o sıcaklıktaki “adsorpsiyon izotermi” saptanmış olur 2. Desorpsiyon izotermi: Adsorpsiyon izoterminde yapılan işlemler bu defa yaş bir gıdanın, sabit sıcaklıkta ve fakat bağıl nemi gittikçe azalan atmosferde tutulması şeklinde yürütülür. Bu defa gıdanın su kaybetmesi nedeniyle ağırlığının azalır. Elde edilen veriler bir grafiğe işlenirse, bu takdirde aynı materyalin “desorpsiyon izotermi” saptanmış olur. 9 10 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Su Aktivitesinin Gıdaların Bozulması ile İlişkisi Lipit Oksidasyonu Genellikle aw=0.6’nın altında tüm mikroorganizmaların ) Hidrolitik ı n Reaksiyon a faaliyetlerinin sona erdiği kabul edilmektedir. r i O ( ğ ı i z r Bakteriler a =0.90 ı e w H ç İ n m Mayalar a =0.85 o e y Nem w i N s İçeriği k Küfler a =0.70-0.75 (kserofilik küfler 0.65) a w e R Su akivitesi; mikroorganizmaların çoğalma ve faaliyetleri Enzimatik üzerinde, metabolit üretme yetenekleri üzerinde (toksin), Olmayan Enzim Aktivitesi Esmerleşme çeşitli reaksiyonların hızları üzerinde rol oynar. 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Su Aktivitesi (aw)

Başlangıç Sıcaklığı Kuruma Hızı Kurutulan ürünlerin belirli bir nem düzeyine eriştikten sonra (Kritik Δ t k ı l Nem) kurumaları gittikçe zorlaşır ve kuruma süresi uzar. k a c ı Δ t e S Ekzost Sıcaklığı l / t Birçok gıda maddesinin kritik nemi; gıdanın %58-65 bağıl nemli hava ı ü z K ı H ile dengeye eriştiği zaman, içerdiği su miktarına eşittir a m Ekzost Sıcaklığı u r u Kuruma Kuruma olayında, gıda maddelerinde serbest suyun uzaklaştığı K Ürün Eğrisi dönem “sabit kuruma hızı dönemi” adı verilir. Bu dönem boyunca, Sıcaklığı birim zamanda uzaklaşan su miktarı sabit kalmaktadır. % Nem Kuruma hızının düştüğü ve kalan suyu gıda maddesine bağlayan Başlangıç Sabit Kuruma Azalan Kuruma gücün arttığı dönem de “azalan kuruma hızı dönemi” denir Dönemi Hızı Dönemi Hızı Dönemi Süre 13 14 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Kuruma Hızına Etki Eden Etmenler Kurutmada Meydana Gelen Başlıca Değişimler 1. Gıda maddesinin bileşimi (Çözünmüş madde içeriği yüksek olan q Fiziksel Değişimler ürünler ve emülsiyonlar daha geç kurur) 2. Havanın sıcaklık derecesi (kurutucu havanın kuru ve ıslak 1) Bölgesel kuru madde birikimi (çözünmüş bileşenlerin su ile sıcaklıkları arasındaki fark ↑ kuruma hızı ↑) hareketi) 3. Havanın nemi 2) Kabuk bağlama (yüksek sıcaklık uygulaması; şeker içeriğinin yüksek olması) 4. Havanın kurutucudaki hızı (Hava hızı ↑ kuruma hızı ↑) 3) Kitle yoğunluğunda değişim (KY ↓; rehidrasyon kapasitesi ↑) 5. Geometrik düzenleme (maksimum yüzey alanı) 4) Kurutulmuş ürünün rehidrasyon yeteneği (ya da toz a) Parça iriliği ürünlerde instant özelliği)– kurutma yöntemi ve koşulları, b) Parça şekli (bütün, doğranmış vb.) rehidrasyon koşulları: süre ve sıcaklık c) Yığın kalınlığı (eşit, düzgün ve ince) 15 16 MEYVE VE SEBZELERİN KURUTULMALARI q Kimyasal ve Diğer Değişimler Ön işlemler: 1) Renkteki değişimler (Esmerleşme, Sararma, Karamelizasyon, – SO2 uygulaması) Ayıklama 2) Lezzetteki değişimler Sınıflandırma 3) Tekstürdeki değişimler Yıkama 4) Viskozitedeki değişimler Kabuk Soyma 5) Beslenme değerindeki değişimler (konsantre ürün Bölme / Dilimleme / Doğrama olduğundan besin değeri artar, ancak A, C, B1 vitamini ve Çekirdek Çıkarma karoten kaybı vb. görülür) Haşlama (Elma) 6) Depolama stabilitesindeki değişimler (hammadde yükü, Kükürtleme (Elma, Kayısı, Şeftali, Üzüm) hijyenik koşullar) Alkali Çözelti İçerisine Daldırma-Bandırma (Erik, Üzüm)

Kükürtleme Kükürt dioksit (SO ) enzimatik ve enzimatik olmayan 2 Kurutulacak meyveler genellikle haşlanmadığından, enzimler esmerleşmenin önlenmesinde ve mikrobiyolojik bozulmalara aktif kalmakta ve kurutma sıcaklığı çoğu kez bunları inaktif karşı direnci arttırmada yaygın olarak kullanılan bir maddedir. hale getirememektedir. Bunun sonucunda meyvelerde ön işlemler sırasında ya da kurutma işleminin başlangıcında hatta Kurutma teknolojisinde kükürtleme işlemi; depolama sırasında; • Kurutmadan önce (Kayısı, Şeftali, Armut) v Renk esmerleşmeleri • Kurutma sırasında (Elma) • Kurutmadan sonra (Üzüm) • Enzimatik Esmerleşmeler • Enzimatik Olmayan Esmerleşmeler (Maillard Reaksiyonu) yapılabilmektedir. 19 20 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ SO2 meyveye; Ürün tarafından tutulan SO miktarı üzerinde etkili • SO2 gazı (kerevetlerde, islim odası / kükürtleme odası) 2 olan etmenler; • Sülfit ve Bisülfit tuzları çözeltisi olarak başlıca 2 şekilde uygulanır. § Ürün cinsi § Olgunluk düzeyi SO2 gazı: Kükürt yakılarak SO2 gazı oluşturulur (%2). Kükürde %3 § KM içeriği sodyum nitrat eklenirse yanma kolaylaşır, oluşan SO2 gazı iki § Parça iriliği katına çıkar. § Kükürtleme süresi Sülfit ve Bisülfit tuzları çözeltisi; meyveler bu çözeltiye daldırılır veya çözelti meyve üzerine püskürtülür. § Kükürtleme sıcaklığı • Çözelti uygulamasında SO2 derine kadar sızamamakta § Kükürtleme odasındaki SO2 konsantrasyonu • Çözeltiye daldırılan meyvenin SÇKM’de kayıp olmakta 21 22 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Bandırma Kurumanın hızlandırılması amacıyla, meyve kabuğu üzeri ABD’de; mum tabakası ile kaplı meyvelerde (üzüm, vişne, erik, o %0.2-0.3’lük NaOH, 93 C, 1-5 sn elma,armut) bu tabakanın uzaklaştırılması amacıyla alkali o Na CO çözeltisi + yağ, 35-37 C, 30-60 sn 2 3 banyosuna daldırılması işlemine “bandırma” adı verilir. Avusturalya’da; Bandırma çözeltilerinin hazırlanmasında; sıcak bandırma: %0.3 NaOH + %0.5 K CO + %0.4 yağ, 2 3 § Odun külü ve zeytinyağından hazırlanan çözeltiler o 80 C, 2-3 sn § K CO , Na CO 2 3 2 3 soğuk bandırma: %5 K CO + %0.4 yağ, 1-4 dk 2 3 § NaOH § Sürfektanlar (etil oleat vb.)

KURUTMA SİSTEMLERİ Katı Gıdaların Kurutulmasında Kullanılan Kurutucular Ülkemizde; 1) Kabin Kurutucular 2) Tünel Kurutucular K CO (%70 K CO + %30 potasyum tuzları) + %0.5 3) Konveyör Kurutucular 2 3 2 3 zeytinyağı içerisine daldırma ve ardından sergi 4) Akışkan Yatak Kurutucular 5) Sandık Kurutucular üzerinde güneşte kurutma uygulanır. Kurutma Akışkan Gıdaların Kurutulmasında Kullanılan Kurutucular sırasında ürün üzerine 2-3 defa çözeltiden 6) Püskürtmeli Kurutucular püskürtülür ve nem oranı %12-18 oluncaya kadar 7) Valsli (Silindirik) Kurutucular 8) Köpük Kurutucular kurutulur Hem Katı Hem Akışkan Gıdaların Kurutulmasında Kullanılan Kurutucular 9) Vakumlu Kurutucular 10)Kuruttuktan sonra dondurma 11)Puf yapı kazandıraran kurutucular 12)Dondurarak Kurutma 25 26 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Kabin Kurutucular Tünel Kurutucular Kurutulacak ürün, alt tarafı ızgara şeklinde kerevetlere yerleştirilir. Kabin kurutuculardan farkı kerevet istiflerinden oluşan arabalar bir tünel boyunca Kerevetler üst üste istiflenerek bir ray üzerinde hareket eder. vagon haline getirilir. Kurutma Eğer arabalarda sıcak hava aynı yönde hareket ederse “paralel akış tüneli” , sıcak kabinlerine alınır. Sıcak hava yan hava ile arabaların hareketi birbirine zıt yönde ise “zıt akış tüneli” denir. duvarlardan girerek kerevetler arasından geçer. Sonra yine yan duvarlardan kabin dışına çıkarak ısıtıcıya ulaşılır. Tünel kurutucuların kapasitesi 5-15 araba alacak büyüklükte olup Kabin kurutucular bir kaç ton kapasitelidir. Isıtıcı kapasitesi 12000-16000 kcal/ tünel 20 m 2 m sa, hava hızı 2,5-5 m/sn . Kurutma süresi 10-20 saat kadardır. uzunluğundadır. 1 m2 kerevet alanına Kabin Kurutuculardaki Sorunlar 10 kg ürün konabilir. • Kerevetler üzeride her yerde aynı kurutma hızının sağlanamamasıdır • Sıcak havanın kurutma hücresine ilk girdiği taraftaki ürün diğer taraftakilerine göre daha hızlı kurur (fan) 27 28 KURUTMA TEKNOLOJİSİ Konveyör Kurutucular Paslanmaz çelikten yapılmış elek şeklindeki bir bantla taşınan ürüne, alttan veya üstten hava verilmektedir. Ürün konveyör kurutucuda 2-3 saat kalır. İlke olarak nem oranı %10-15’e düşünce konveyör kurutucudan alınıp sonra sandık kurutucularda son nem oranına kadar kurutulur. Eni 2.5 m, boyu 25 m olan bir konveyör kurutucuda günde 35 ton yaş ürün kurutulabilir. Ürün kalınlığı 7-15 cm şeklinde yayılır.

Sandık Kurutucular Akışkan Yatak Kurutucular Özelikle sebzelerde kurumanın son aşamasında kullanılan sistemlerdir. Tekne şeklindeki bantlı kurutucuların geliştirilmiş tipi olup, tekne içinde Ana kurutucuda (tünel ya da konveyör) kurutulmuş ürün bir sandığa kurumakta olan materyal devamlı olarak hareket halinde kalır. Böylelikle doldurulup alttan ılık, kuru hava verilerek son nem içeriğine kurutulur. parçacıklar hızla kururlar. Kurutularak ürün alttan yüksek bir hızla verilen sıcak hava ile askıda kalır. Kurutmanın son aşaması olduğu için suyun uzaklaşması zorlaşır. Ayrıca, ürün belli bir neme kurutulmuş olduğundan sıcaklığa duyarlıdır, bu Hızlı bir kurumanın sağlandığı bu aşamada düşük sıcaklık (40-45°C) kullanılmalıdır. Dolayısıyla kuruma kurutucularda, tahıllar, bezelye ve süresi uzundur (~30 sa). diğer parça halindeki sebzeler başarı ile kurutulabilmektedir. Eni 1 m, uzunluğu 2-2,5 m, yüksekliği 1,5-2 m olan sandıklar Meyveler öz suyunu vererek -sabit birbirlerine yapışıp bir kitle halinde -hareketli olacağı için, bu sistem meyve kurutmaya elverişli değildir. -kontinü (yavaş hareketli bant sistemi) 31 32 KURUTMA TEKNOLOJİSİ Valsli (Silindirik) Kurutucular Bu kurutucularda ilke içten ısıtılan bir silindirin (vals) sıcak yüzeyine ince bir tabak halinde yayılan sıvı veya lapa halindeki gıdanın silindirin dönüşü sırasında yüzeyde kuruması ve buradan kazınıp alınmasıdır. Isıtma buhar, sıcak su veya ısı iletimi yüksek bir sıvı ile yapılır. Tek valsli kurutucularda vals hafifçe, kurutulacak sıvıya değmekte olup, vals üzerinde ince bir film bu yolla oluşmaktadır. Çift valsli kurutucularda ise, paralel iki vals birbirlerine doğru dönerler. Besleme yukarıdan yada aşağıdan yapılır. 33 34 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Valsli kurutucular; • kurutma hızı yüksek, ısı kullanım yönünden ekonomiktir. • sadece ısıya dayanıklı olan akışkan gıdalara uygulanır (süt, patates püresi, hazır çorbalar, bebek mamaları, …). Valsli kurutucularda dikkat edilmesi gereken özellikler; • Hammaddenin özellikleri • Silindir yüzeylerin konumu • Kazıyıcının konumu • Silindirlerin devir hızı (Yanmayı engellemeli) • Silindir üzerinde tutulan ürünün kalınlığı

Spreyli (Püskürtmeli) Kurutucular Püskürterek kurutmada ilke, kurutulacak ürünün atomize edilmesi ile son derece geniş bir yüzey kazandırılması ve böylece sıcak hava içinde hızlı bir kuruma sağlanmasıdır. • sıvı veya viskositesi düşük ezme ve püre halindeki ürünlere uygulanır. • Kurutma hızı yüksektir ve elde edilen ürün toz halindedir (10-200 m) • Kuruma süresi 1-10 sn’dir. • Yanma meydana gelmez ve elde edilen ürünün kalitesi yüksektir. 37 38 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ Köpük Kurutucular Dondurarak Kurutma “Liyofilizasyon (=freze drying)” Sıvı ve püre halindeki gıdalar köpük haline getirilerek kolayca kurutulur. Sıvıyı, köpük haline getirmekle yüzeyi arttığından su buharının uzaklaşması hızlanmaktadır. Bu yöntemle kurutulacak ürün önce dondurulmakta ve böylece gıdadaki Önce sıvı ürün stabil bir köpük su bulunduğu yerde buz halinde bağlanmakta, daha sonra buz uygun haline getirilir, daha sonra elde koşular altında sublime edilmektedir. edilen köpük kurutulur. • Isıya duyarlı ürünlerin kurutulmasında kullanılır. Böylece kaliteli ürünler elde edilebilir. Doğal yapısı köpük oluşturucu ürünler (yumurta, et, süt) • Dondurarak kurutulmuş ürünlerin aroma ve beslenme değeri çok dışındaki diğer gıdalarda köpük yüksektir. oluşturucu katkı maddeleri kullanılabilir (soya proteini, • Ürünün şeklinde ve boyutlarında bir değişme olmaz. emülgatörler, gamlar vb.) • Dondurarak kurutulmuş ürünün rehidrasyon yeteneği fazladır. Bu yöntemle kurutulan Dondurarak kurutmada karşılaşılan olumsuzluklar; kırılganlık ürünlerin kalitesi, dondurarak kazandırması ve ambalajlama, depolama ve taşımada ekonomik açıdan kurutulan yada vakumla olumsuzluklara neden olur. kurutulan ürünlere yakındır. 39 40 KURUTMA TEKNOLOJİSİ KURUTMA TEKNOLOJİSİ GÜNEŞTE KURUTMA • Güneşte kurutulan meyvelerin bazı özellikleri Güneş enerjisinden yararlanarak açık havada yapılan kurutma işlemidir. Güneşte kurutma ürün çeşidine göre 5–20 günde tamamlanmaktadır. Ürün, özelliğine bağlı olarak toprak, beton, branda veya temiz bezlere serilerek kurutulur. Güneşte kurutma ürünün yapısında ve besin değerinde olumsuzluklara yol açabilmektedir.

Soğuk Muhafaza ( Prof. Dr. Özgül EVRANUZ )

Kurutma nedir? • Bilinen en eski ve halen en yaygın olarak uygulanan bir muhafaza yöntemidir. • Tanım: Kurutma herhangi bir maddenin içerdiği suyun, buharlaştırılarak uzaklaştırılması işlemidir. • Suyun madde içinden yüzeye (sıvı veya buhar difüzyonu) ve daha sonra yüzeyden buharlaşarak havaya hareketi söz konusudur. • Suyun buharlaştırılması için gereken enerji: – Güneş enerjisi (doğal kurutma=natural drying) – Sıcak hava (suni kurutma=artificial drying)

Gıdaların kurutularak muhafazası • Güneşte veya güneş enerjisinden yararlanarak kurutma, günümüzde, gelişmiş ülkeler de dahil olmak üzere, yaygın bir şekilde yapılmaktadır. • Gıda maddelerinin sıcak hava ile kurutulması çalışmaları II. Dünya Savaşı yıllarına rastlar. • Amaç gıdanın dayanma süresini uzatmaktır. • Su miktarı azaldıkça bozulma reaksiyon hızları yavaşlar ve belirli bir seviyenin altında minimum olur (Belirli seviye nedir? Nasıl belirlenir?)

Diğer su uzaklaştırma işlemleri??? • Presleme, • Santrifüj, • Filtrasyon, Membran ayırma, • Adsorpsiyon • Evaporasyon/distilasyon

Gıdaların kurutulmasının sağladığı yararlar • Gıda maddesinin hacmi ve ağırlığı azalır (taşıma ve depolamada kolaylık sağlanır). • Mikrobiyal bozulma önlenir. • Enzimatik, enzimatik olmayan, oksidayon reaksiyonları gibi diğer bozulma reaksiyonlarının hızı azalır. • Kuru ürünlerle yeni gıda formülasyonları hazırlanır (hazır çorbalar, kek ve puding karışımları gibi).

Güneşte kurutma-Suni kurutma karşılaştırma Güneşte kurutma Suni kurutma  Kurutma işlemi açık havada, Kurutma sıcaklığı ve süresi ürün yere veya uygun bir zemin kontrol edilebilir, üzerine serilerek yapılır. Kurutma koşulları kontrol Ürün kapalı sistemler içinde edilemez, gece-gündüz farkı kurutulduğundan kalitesi olduğu gibi, kurutma koşulları daha iyi korunur, günden güne de değişir, v Kurutma sırasında hijyenik Kalite değişkendir, standart bir koşullar sağlanabilir, kalite elde edilemez  Daha fazla ürünü daha kısa  Kurutma hızı oldukça yavaştır, sürede kurutmak hijyenik koşulların sağlanması mümkündür, zordur, kurutma sırasında ürün  Kurutma sırasında ürün kaybı fazladır, v Geniş alana ihtiyaç vardır, kaybı azdır. işçilik fazladır,

Kuru gıdaların kalitesi • Mikrobiyolojik kalite • Renk • Aroma, • Besin değeri, • Fiziksel görünüm (büzülme, sertleşme, kabuk bağlama), • Kütle yoğunluğu, • Tekrar su alma özelliği

Proses gereksinimleri • Proses koşulları üründe en az değişikliğe neden olacak şekilde seçilmelidir, örn., renk, aroma, besin değeri. • Kurutulmuş ürün tekrar su aldığı zaman ilk haline dönebilmelidir.

Proses optimizasyonu • Gıda kalitesinin en iyileştirilmesi (deneyler yaparak, sıcaklık, hava hızı ve kuruma süresi saptanır. Kurutma işlemine, ürün nemi güvenli depolama nemine ulaşana kadar devam edilir) • Kurutucunun en verimli şekilde çalıştırılması (sıcak hava miktarı ve özellikleri, kurutulacak ürün kuruma süresi) konularını kapsar

Kontrol edilen parametereler – Sıcaklık, – Basınç (normal atmosfer koşullarında, vakum altında, süblimasyonla), – Isıtma yöntemi (sıcak hava, mikrodalga, vb), – Kuru ürünün nemi,

Kuru gıdaların nemi ne olmalıdır? • Kuru gıdaların dayanma özelliği su içeriği kontrol edilerek sağlanmaktadır. • Bozulma reaksiyonlarının su ile ilişkisi var, ancak su miktarı ile doğrudan bir ilişki bulunmamaktadır. • Çalışmalar, bozulma reaksiyon hızlarının, suyun tutulma şekli ve buhar basıncıyla ilişkisi olduğunu göstermiştir. • Kuru gıdalarda bozulma reaksiyon hızları ile su miktarı arasındaki ilişki “su aktivitesi”terimi ile açıklanmaktadır.

Su aktivitesi (a )nedir? w • aw = Gıda maddesinin içerdiği suyun buhar basıncının(p), aynı sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına (p ) oranı 0 p a = w p 0 • Su aktivitesi gıdanın bileşimi ve sıcaklıkla değişir. • Teori: Gıda maddesi içinde bulunduğu havanın neminden etkilenir. Gıdanın içinde bulunduğu havanın buhar basıncı, gıdanın içerdiği suyun buhar basıncından büyükse gıda nem alır, küçükse, gıda su kaybederek nemi azalır (kuruma). Bu nem alışverişi havadaki suyun buhar basıncı, gıdanın içerdiği suyun buhar basıncına eşit olana dek devam eder. Bu duruma “denge hali”, denge halinde gıdanın içinde bulunduğu havanın bağıl nemine de “denge bağıl nemi” (equilibrium relative humidity (ERH)) denir.

Hava nemi ile su aktivitesi arasındaki ilişki Su aktivitesi, gıdanın içinde bulunduğu atmosfer havasıyla nem alış verişinin durduğu “denge halinde” ölçülür. Denge halinde gıdanın içinde bulunduğu havanın bağıl nemi “denge bağıl nemi” ile su aktivitesi arasında aşağıdaki ilişki vardır. p ERH a = = w p 0 100 p ERH = ´100 = a ´100 w p 0

Su aktivitesinin ölçülmesi • The water activity (aw) represents the ratio of the water vapor pressure of the food to the water vapor pressure of pure water under the same conditions and it is expressed as a fraction. If we multiply this ratio by 100, we obtain the equilibrium relative humidity (ERH) that the foodstuff would produce if enclosed with air in a sealed container at constant temperature. Thus a food with a water activity (aw) of 0.7 would produce an ERH of 70%.

The approximate water activities of some common foods aw Food group 1-0.95 Fresh fruit, meat, milk 0.95-9 Cheese 0.9-0.85 Margarine, 0.85-0.8 Salted meats 0.8-0.75 Jam 0.75-0.65 Nuts 0.6 Dried fruit 0.65-0.60 Honey 0.5 Pasta 0.3 Cookies 0.2 Dried veg., crackers 0.2 Milk powder

Gıda maddesinin dayanıklılığı • Gıda maddesinin nemi dayanıklılığı hakkında karar vermek için yeterli bir gösterge değildir. • Dayanıklılığı belirleyen iki etmen, a ve bozulma w mekanizmasıdır (mikrobiyal, enzimatik, otoksidasyon gibi). • Bileşimi farklı gıdaların nem içeriği aynı olsa bile farklı a değerlerine sahip olabilirler. w • Gıda maddesinin güvenli saklama nemi, normal saklama koşullarında, karakteristik bozulma reaksiyon hızının en yavaş olduğu aw değerine karşı gelen nem değeridir.

Örnekler • Kuru baklagiller, yağlı tohumlar, kuru meyveler için güvenli depolama neminde aw, en çok 0,70 (mikrobiyal bozulma engellenir) • Kuru sebzeler için güvenli depolama neminde aw, en çok 0,40 (mikrobiyal, enzimatik ve otoksidasyon reaksiyonları engellenir) • Süt tozu, toz içecekler, makarna, çikolata ve şekerlemeler için güvenli depolama neminde a w 0,10-0,30 (Bozulma reks. hızları en düşük seviyededir. Ürünün doku yapısı önemlidir. Ürün depolama süresi içinde nem almamalıdır)

Many spoilage reaction are influenced by a w • Almost all microbial activity is inhibited below an aw of 0.6 • Bacteria below 0.9, Yeast below 0.8, Molds below 0.7, bacterial spores the minimum aw is about 0.25 • Staph a.: 0.86 • C. bot.: 0.94 • Chemical oxidation reaction below 0.4 to 0.6 • Enzyme reactions below 0.8 • Key point: Many chemical rxns, except enzymatic, will take place at lower Aw’s than microbial growth.

Gıda maddelerinde suyun bulunma şekli • Bağlı su: – COOH ve NH (amin) gruplarına İYONİK BAĞ ile bağlı, 2 – OH ve NH3 (amid) gruplarına HİDREJEN BAĞI ile bağlı, • Serbest su: Gözeneklerde serbest halde bulunan su • Gıda maddesinin su ile etkileşime giren maddelerinin cins ve miktarına bağlı olarak gıda maddesinin içerdiği suyun buhar basıncı değişir. Bu nedenle gıda maddesinin, sadece su içeriğine bakarak , aw ’sinin ne olacağını söylemek mümkün değildir. Aynı su içeriğine sahip farklı gıda maddelerinin aw ’ leri farklı olabileceği gibi, yüksek su içeriğine sahip gıda maddesinin aw ’si daha küçük olabilir.

Psikrometri: hava- su buharı karışımlarının özellikleri Bazı Tanımlar: • Kuru termometre sıcaklığı (dry bulb temp) • Yaş termometre sıcaklığı (wet bulb temp.) • Hava mutlak nemi (absolute humidity) • Hava bağıl nemi (relative humidity) (%RH) • Çiylenme noktası (dew point) • Adyabatik soğuma (adiabatic cooling)

Sorpsiyon izotermi nedir? • Gıda maddelerinde, sabit sıcaklıkta, a ile su içeriği w arasındaki ilişkiyi gösteren eğriye, “sorpsiyon izotermi” denir. • Sorpsiyon izotermi biliniyorsa, hangi aw değerinde nemin ne olacağı veya hangi nemde aw’nin ne olacağı şekilden bulunabilir.

Detrmination of sorption isotherms These curves are determined experimentally. Moisture sorption isotherms are sigmoidal in shape for most foods, and a moisture sorption isotherm prepared by adsorption (starting from the dry state) will not necessarily be the same as an isotherm prepared by desorption (starting from the wet state). This phenomenon of different aw vs moisture values by the two methods is called moisture sorption hysteresis and is exhibited by many foods. Hysteresis represents the difference in aw between the absorption and desorption isotherms (Figure 8-6).

Figure: Typical moisture isotherms for foods.

Sorpsiyon izotermine sıcaklığın etkisi

Water sorption by foods depends, among others, on: 1) the microstructure of the product; 2) the physical-chemical state of food components (e.g., amorphous and crystalline sucrose), 3) the chemical composition (e.g., protein, starch, and oil). Hence, it is impossible to predict a priori the water vapor pressure exerted by a complex food system and MSIs have to be determined experimentally. Published data for sorption isotherms of many foods are available as well as a comprehensive bibliography on the subject.

Kuruma mekanizması Kurutma işlemi “ısı ve kütle iletim hızı” problemidir. Kurutulan madde içinde ısı ve kütle iletimi: Kurutulan maddenin ısıtılması (ısı iletimi=maddenin ısıl iletkenliği ile sınırlıdır), madde içindeki suyun yüzeye taşınması (kütle iletimi=maddenin doku yapısı ile ilgilidir) Kuru ürünün kalitesi ile kuruma hızı arasında yakın ilişki vardır.

Kuruma Hızı • Kurutulan madde yüzeyindeki ısı ve kütle iletimi: Yüzeyin sıcaklığı ve nemi (yüzeydeki su buharı basıncı) • Birçok kurutma işleminde kurutma işlemini kontrol eden süreç, kurutulan madde içinde gerçekleşen ısı ve kütle iletim hızıdır. • Bir kurutma işleminde başlıca araştırma konuları – Suyun difüzyon hızı, – Kuru ürünün kalitesidir. – Suyun yüzeyden havaya difüzyonu (statik veya konveksiyon) (Madde yüzeyinde ölçülen su buhar basıncı ile içinde bulunduğu havanın buhar basıncı arasındaki fark),

Suyun buharlaşma hızını etkileyen etmenler • Suyun madde içinde yüzeye taşınması ve/veya yüzeyden buharlaşması hızına etki eden etmenler: – Maddenin içerdiği suyun buhar basıncı ile içinde bulunduğu havanın buhar basıncı arasındaki fark (havanın nem alma kapasitesi =psikrometrik özelliklerle hesaplanabilir), – Kurutulan ürüne ısı iletim hızı (Hava sıcaklığı), – Sıcak hava hızı (suyun yüzeyden uzaklaştırılma hızını belirler), – Maddenin kalınlığı, (suyun yüzeye ulaşması için gittiği yol) ve yüzey alanı,

Genel Mikrobiyoloji ( MEGEP )

  • 1. BAKTERİLER

  • 1.1. Mikrobiyolojiye Giriş

  • 1.1.1. Mikroorganizmalar

  • 1.1.2. Mikroorganizmaları Sınıflandırma Sistematiği

  • 1.1.3. Mikroorganizmaları İsimlendirme Sistematiği

  • 1.2. Bakterilerin Hücre Yapıları

  • 1.3. Bakterilerin Mikroskopta Görünüşlerine Göre (Morfolojik) Sınıflandırılmaları

  • 1.4. Bakterilerin Gelişimine Etki Eden Faktörler

  • 1.4.1. Hava (Oksijen)

  • 1.4.2. Sıcaklık

  • 1.4.3. pH Değeri

  • 1.4.4. Su Aktivitesi

  • 1.4.5. Ozmotik Basınç

  • 1.5. Bakterilerin Çoğalmaları

  • 1.6. Gıdalarda Bulunan Önemli Bakteriler

  • 2. MAYALAR

  • 2.1. Genel Özellikleri

  • 2.2. Mayaların Mikroskopta Görünüşlerine (Morfoloji) Göre Sınıflandırılmaları

  • 2.3. Mayaların İsimlendirilmesi

  • 2.4. Mayaların Gelişimine Etki Eden Faktörler

  • 2.5. Mayaların Çoğalması

  • 2.5.1. Eşeyli Çoğalma

  • 2.5.2. Eşeysiz Çoğalma.

  • 2.6. Gıdalarda Bulunan Önemli Mayalar

  • 3. KÜFLER

  • 3.1. Genel Özellikleri

  • 3.2. Küflerin Mikroskopta Görünüşlerine (Morfoloji) Göre Sınıflandırılmaları

  • 3.3 Küflerin İsimlendirilmeleri

  • 3.4. Küflerin Gelişimine Etki Eden Faktörler

  • 3.5. Küflerin Çoğalması

  • 3.6. Gıdalarda Bulunan Önemli Küfler

Kaynak: http://www.megep.meb.gov.tr/?page=moduller