Effects of microwave and freeze drying methods on characteristics of propolis extract
Mikrodalga ve dondurarak kurutma yöntemlerinin propolis özütü özellikleri üzerine etkisi
- Tez No: 864310
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Bu çalışmada kuruma davranışı, kuruma kinetiği, enerji verimliliği, termal ayrışma özellikleri ve mikrodalga kurutma ile dondurarak kurutma yöntemlerinin kurutulmuş propolis ekstraktlarının su aktivitesi, çözünürlük, morfolojik yapısı, antioksidan özellikleri, toplam fenolikler ve toplam flavonoidler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Mikrodalga ile kurutulan ve dondurularak kurutulan propolis ekstraktlarının kuruma davranışı, nem içeriği ile kuruma süresi arasında doğrusal olmayan bir ilişki olduğunu ve kuruma süresi arttıkça nem içeriğinin azaldığını göstermiştir. Lojistik ile Jena ve Das modelleri mikrodalga kurutma davranışını en iyi açıklayan modeller olurken, Jena ve Das modeli propolis ekstraktının dondurularak kurutulması için en uygun model olmuştur. Mikrodalga kurutmada mikrodalga güç değerinin arttırılması kuruma sürelerini kısaltmış ve mikrodalga güç değerinin artmasıyla efektif difüzyon katsayısı artarak en yüksek değere 900 W mikrodalga güç değerinde ulaşmıştır. Dondurarak kurutma, propolis ekstraktının kurutulmasında enerji verimliliği en az olan yöntem olmuştur. Kurutulmuş propolis ekstraktlarının bozunması beş aşamada gerçekleşmiş ve doğal olarak kurutulmuş, mikrodalgada kurutulmuş ve dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktları 47 ila 52 °C arasında erime sıcaklıkları vermiş ve tek bir endotermik tepe gözlenmiştir. Dondurularak kurutulan ve mikrodalga ile kurutulan propolis tozlarının su aktivite değerleri ~0.38 olarak bulunmuş olup, toz gıda ürünleri için bu değer 0.20-0.40 su aktivitesi aralığındadır. Mikrodalga güç seviyesi arttıkça, mikrodalgada kurutulmuş propolis ekstraktlarının çözünürlüğünün arttığı ancak dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktının en yüksek çözünürlüğe sahip olduğu görülmüştür. Daha düşük mikrodalga kurutma güç değerlerinde daha az çatlak ve küçük gözenekler oluşurken, daha yüksek mikrodalga güç değerlerinde daha fazla çatlak ve daha fazla gözenekli yüzey yapısı oluşmuştur. Mikrodalgayla kurutulmuş propolis ekstraktlarının aksine, dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktı, iğne benzeri bir mikro yapıya sahip çok sayıda küçük gözenek sergilemiştir. Dondurularak kurutulmuş ve mikrodalgada kurutulmuş propolis ekstraktları, taze propolis ekstraktına göre daha düşük toplam fenolik içerik değerlerine sahip olmuştur. Dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktında toplam fenolik içerik kaybı %3,8'den az olurken, mikrodalga kurutulmuş propolis ekstraktlarında toplam fenolik içerik kaybı %16,3'ten fazla olmamıştır. Mikrodalga ile kurutulmuş ve dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktlarının toplam flavonoid içeriği, taze propolis ekstraktının toplam flavonoid içeriği ile karşılaştırıldığında etkilenmediği görülmüştür. En yüksek toplam fenolik içerik ve toplam flavonoid içerik değerlerine, dondurularak kurutulmuş propolis ekstraktı ve mikrodalgada 900 W güç değerinde 90 saniye kurutulan propolis ekstraktı sahip olmuştur. Mikrodalgada kurutulmuş propolis ekstraktlarının DPPH serbest radikal temizleme aktiviteleri, mikrodalga güç seviyelerinden etkilenmiş ve mikrodalga güç seviyesinin artmasıyla azalmıştır. Taze propolis ekstraktına en yakın DPPH serbest radikal temizleme aktivitesine, dondurularak kurutulmuş ve mikrodalgada 900 W güç değerinde kurutulmuş propolis ekstraktı sahip olmuştur. Dondurularak kurutulmuş ve mikrodalga kurutulmuş propolis ekstraktlarının ABTS radikal temizleme kapasiteleri, DPPH serbest radikal temizleme aktivitelerine benzer bir eğilim izlemiştir. Sonuç olarak, propolis ekstraktının mikrodalgada 900 W güç değerinde kurutulması en kısa kuruma süresini, en yüksek etkili nem yayılımını ve taze propolis ekstraktına çok benzer fenolik ve flavonoid içerik seviyelerini sağladığından en verimli kurutma koşulu olmuştur.
Özet (Çeviri)
This study investigated drying behavior, drying kinetics, energy efficiency, thermal decomposition characteristics and the effects of microwave drying and freeze drying methods on properties of dried propolis extracts, including water activity, solubility, morphological structure, antioxidant properties, total phenolics and total flavonoids. Drying behavior of microwave dried and freeze dried propolis extracts showed that there was a non-linear relationship between moisture content and drying time where the moisture content decreased with increasing the drying time. The logistic, and Jena and Das models were the best models describing the microwave drying behavior while the Jena and Das model was the most appropriate model for freeze drying of propolis extract. Increasing the microwave power outputs in microwave drying shortened drying times, and effective moisture diffusivity value increased with increasing the microwave power output, reaching its highest value at 900 W. Freeze drying was the least energy efficient method for the drying of propolis extract. The degradation of dried propolis extracts took place in five stages, and only one distinct endothermic peak related to melting temperature, which ranged between 47 and 52 ℃, were observed for naturally dried, microwave dried and freeze dried propolis extracts. The water activity values of freeze dried and microwave dried propolis powders were found to be ~0.38, which was within the range of water activity 0.20-0.40 for powdered food products. As the microwave power level was increased, the solubility of microwave dried propolis extracts increased, but the freeze dried propolis extract had the highest solubility. Fewer cracks and little pores were noticeable at lower microwave drying power outputs, but more crack formation and more porous surface structure were observed at higher microwave power outputs. Unlike the microwave dried propolis extracts, the freeze dried propolis extract exhibited many tiny pores with a needle-like microstructure. Freeze dried and microwave dried propolis extracts exhibited lower total phenolic content values than that of the fresh propolis extract. The loss in total phenolic content was less than 3.8% in the freeze dried propolis extract whereas the loss in total phenolic content was not higher than 16.3% in microwave dried propolis extracts. The total flavonoid contents of microwave dried and freeze dried propolis extracts were not affected as compared to the total flavonoid content of the fresh propolis extract. The highest total phenolic content and total flavonoid content values were obtained for the freeze dried propolis extract and the propolis extract microwave dried at 900 W for 90 seconds. The DPPH free radical scavenging activities of microwave dried propolis extracts were affected by microwave power levels, and decreased with increasing the microwave power level. The DPPH free radical scavenging activity closest to the fresh propolis extract was obtained for the freeze dried and microwave dried propolis extract at 900 W. The ABTS radical scavenging capacities for the freeze dried and microwave dried propolis extracts followed a similar trend as those of DPPH free radical scavenging activities. As a conclusion, microwave drying of propolis extract at 900 W was the most efficient drying condition because it yielded the shortest drying time, the highest effective moisture diffusivity, and phenolic and flavonoid content levels very similar to those for the fresh propolis extract.
Benzer Tezler
- Mikrodalga ve ultrases ön işlemli kurutma yöntemlerinin antosiyanince zengin bazı meyvelerin kurutma kinetiği ve kalite özelliklerine etkisi
The effect of microwave and ultrasound pretreatment drying methods on drying kinetics and quality characteristics of some anthocyanin-rich fruits
İREM AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH KARASU
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP HAZAL TEKİN ÇAKMAK
- Elma çeşitlerinin kurutulmasında farklı kurutma yöntemlerinin etkisinin belirlenmesi ve yapay zekâ algoritmalarıyla karşılaştırılması
Determination of the effects of different drying methods on drying of apple cultivars and comparison of artificial intelligence algorithms
NECATİ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2021
ZiraatErciyes ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEVDET SAĞLAM
- Dondurularak kurutulmuş kivi püresi tozu kullanılarak hazırlanan keklerde pişirme yöntemi ve formülasyonun kalite kriterlerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of cooking methods and formulation on the quality characteristics of cakes prepared by the addition of freeze dried kiwi puree powder
KADRİYE ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. S. NUR DİRİM
- Mikrodalga ile kurutma işleminde döner tabla hızının limon kabuğunun kurutma kinetiği ve bazı kalite özellikleri üzerine etkisi
Effect of turntable rotation rate on drying kinetics and some quality properties of lemon peel during microwave drying
SEVİLAY SAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiOrdu ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIL BARUTÇU MAZI
- Farklı yöntemlerle kurutulan Arapgir mor reyhanının (Ocimum basilicum) kuruma davranışlarının incelenmesi ve kuru ürünün bazı kalite özelliklerinin belirlenmesi
Investigation of the drying behaviour of Arapgir purple basil (Ocimum basilicum) dried using different methods and determining some quality characterictics of the dry product
KADRİYE ALTAY
Doktora
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. SAFİYE NUR DİRİM
PROF. DR. ALİ ADNAN HAYALOĞLU