Farklı kurutma yaklaşımlarıyla aroma ve lezzet açısından zengin sarımsak tozları geliştirilmesi
Development of flavour and aroma rich garlic powders using different drying approaches
- Tez No: 959160
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN TOPUZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Sarımsak (Allium sativum L.), içerdiği zengin aroma bileşenleri ve biyoaktif bileşenler nedeniyle tüm dünyada hem lezzet ve aroma verici bir gıda hem de bitkisel ilaç olarak, taze, konserve püre, sarımsak yağı ve toz formda yaygın bir şekilde tüketilmektedir. Özellikle sarımsağın kurutulmasıyla elde edilen toz form, toz gıda formülasyonlarına ve baharat karışımlarına eklenmesinin yanında yemeklere doğrudan katılabilecek uzun ömürlü ve katma değerli bir ürün olması açısından önem arzetmektedir. Bu çalışmada endüstriyel kullanımı yaygınlaşan ve tüketici talepleri artan sarımsak tozunun nitelikli olarak üretiminde Pirometre Kontrollü Kızılötesi Destekli Kırınım Pencereli Kurutma (PKD-KPK) yönteminin yeni yaklaşımlarla kullanımı ile endüstride yaygın uygulanan farklı kurutma yöntemleri karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Bu teknoloji sarımsak tozu üretiminde ilk kez kullanılmıştır. Biyoaktif bileşenlerce zengin, yüksek aroma içerikli sarımsak tozu üretimi amacıyla öncelikle püre haline getirilmiş sarımsağın kontrollü koşullarda PKD-KPK sisteminde kuruma koşulları optimize edilmiştir. Elde edilen optimum kurutma koşullarında püreye uygun taşıyıcılar ekleyerek kurutma yapılmış, bu kurutma için eklenen taşıyıcı kompozisyonu optimize edilmiştir. Ayrıca en iyi kurutma yaklaşımının belirlenebilmesi için optimum kurutma koşullarında köpük kurutma işlemi gerçekleştirilmiş, bu işlemin uygulama koşulları da optimize edilmiştir. Sarımsak tozunun aroma ve biyoaktif bileşenler açısından zengin bir yapıda üretilebilmesi amacıyla farklı kurutma yöntemleri sistematik olarak karşılaştırılmış; özellikle pirometre kontrollü kızılötesi destekli kırınım pencereli kurutma (PKD-KPK) sisteminin etkinliği detaylı biçimde değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında sarımsak püresi, PKD-KPK sisteminde optimize edilmiş koşullarda kurutulmuştur. Box-Behnken deney tasarımı ile gerçekleştirilen optimizasyon çalışması sonucunda en uygun kurutma koşulları 0.9 m/s hava akış hızı, 60 °C kurutma suyu sıcaklığı ve 30 °C püre yüzey sıcaklığı olarak belirlenmiş; bu koşullarda kuruma süresi 50 dakika olarak kaydedilmiştir. İkinci aşamada taşıyıcı kompozisyonu I-Optimal deney tasarımı ile optimize edilmiş ve optimum taşıyıcı oranları 1.841 g Arap zamkı ile 3.159 g maltodekstrin olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda kuruma süresi 33.6 dakika'ya düşmüştür. Sonraki aşamada kurutma hızını artırmak ve ürün niteliğini geliştirmek amacıyla köpük kurutma uygulaması da denenmiştir. Bu işlemde köpürtme ajanı olarak seçilen çöven ekstraktının optimum kullanım oranı %0.33 ve köpürtme süresi 2.25 dakika olarak belirlenmiş, bu koşullarda köpürtülen sarımsak püresinin PKD-KPK sisteminde kurutulmasıyla nihai nem oranına 28 dakikada ulaşılmıştır. Optimizasyon çalışmalarının ardından, farklı kurutma yöntemleriyle (PKD-KPK, sıcak hava kurutma, donuk kurutma) ve çeşitli sarımsak formlarıyla (püre, diş, dilim) elde edilen toz ürünler, duyusal, fiziksel ve kimyasal kalite parametreleri ile depolama özellikleri açısından karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Fiziksel özellikler açısından, esmerleşme indeksi en düşük değeri 6.56 ± 0.02 ile dondurarak kurutulan püre formundaki örnekte göstermiştir. Buna karşılık, fırında püre formunda kurutulan örnek 24.31 ± 0.29 esmerleşme indeksi ile bu parametre bakımından en yüksek değerlere sahip olmuştur. Partikül boyutu analizinde, en düşük D4,3 değeri 8.39 ± 0.25 ile püre formunda dondurarak kurutulmuş örnekte belirlenirken bu değer PKD-KPK sisteminde taşıyıcı eklenerek kurutulmuş örnekte 17.27 ± 1.29'a kadar çıkmıştır. Kimyasal analiz sonuçlarına göre, toplam fenolik içeriğinin (TFİ) 3.31 ± 0.01 mg GAE/100 g KM değeri ile en iyi PKD-KPK sisteminde köpük kurutulan örnekte korunmuş, en fazla kayıp ise 1.71 mg GAE/100 g KM değeri ile fırında püre halinde kurutulan örnekte belirlenmiştir. Antioksidan aktivite PKD-KPK sisteminde kurutulan örnek için 21.93 ± 0.11 g TEAA/kg KM ölçülürken dondurarak kurutulan örnekler için ise ortalama 18.26–11.64 g TEAA/kg KM aralığında kalmıştır. Allisin içeriği açısından PKD-KPK sisteminin koruyucu etkisi oldukça belirgin olmuştur. Bu sistemde kurutulan örneklerin allisin miktarları 6.72–4.60 mg/kg KM aralığında değişirken fırında kurutulan örnkelerde bu değer oldukça düşük olarak 1.40–0.10 mg/kg KM aralığında tespit edilmiştir. Toplam aroma PKD-KPK sisteminde taşıyıcı eklenerek kurutulan örnekte en yüksek düzeyde korunurken (4.10E+08 ± 1.96E+05 pik alanı), en yüksek aroma kaybı ise 2.72E+08 ± 4.02E+05 (pik alanı) değeri ile dilim formda dondurarak kurutulan örnekte belirlenmiştir. Duyusal analizlerde, PKD-KPK sisteminde taşıyıcılı ve taşıyıcısız olarak kurutulan örnekler genel olarak panelistler tarafından yüksek (4.6 ve 4.3) puanlar almıştır. Depolama süresi boyunca izlenen parametrelerde, 90 gün sonunda tüm örneklerde genel olarak azalma eğilimi saptanmıştır. Ancak PKD-KPK sisteminde kurutulan örneklerde bu kayıplar minimal düzeyde kalmıştır. Örneğin, taşıyıcı kullanılan örnekte allisin içeriği depolamanın başlangıcında 6.33 mg/kg KM iken, 90. gün sonunda %24'lük bir kayıpla 4.81 mg/kg KM'ye gerilemiş; aynı sürede TFİ değeri 2.81'den 2.37 mg GAE/100 g KM'ye, antioksidan aktivite ise 13.47'den 11.64 g TEAA/kg KM'ye düşmüştür. Sıcak hava kurutmalı dilim örneğinde allisin miktarı %50'ın üzerinde kayba uğramış ve 0.67 mg/kg KM seviyesine inmiştir. Aroma değerlerinde ise izlenen diğer parametrelerdeki değişimin aksine tüm örneklerde artış belirlenmiştir. Dondurarak kurutulan örneklerde %50 üzerinde bir aroma artışı tespit edilmiş olup PKD-KPK sisteminde kurutulan örneklerde bu artış %14-16 arasında belirlenmiştir. Sonuç olarak, PKD-KPK kurutma sisteminin, gerek ürün kalitesi gerekse biyoaktif ve aromatik bileşen stabilitesi açısından diğer kurutma yöntemlerine göre daha başarılı olduğu belirlenmiştir. Bu sistemin, enerji verimliliği, ürün kalitesi ve raf ömrü parametrelerinde sunduğu avantajlar sayesinde endüstriyel uygulamalarda tercih edilebilirliği yüksek bir alternatif olabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Garlic (Allium sativum L.) is widely consumed around the world in various forms, such as fresh, canned purée, garlic oil and powder, as a flavouring and aromatising agent in food and as a herbal medicine, due to its rich aroma and bioactive components. The powdered form, obtained by drying garlic, is particularly important as it is a long-lasting, value-added product that can be added directly to meals, as well as to powdered food formulations and spice mixtures. This study tested the PKD-KPK method, which uses a pyrometer to control infrared-assisted diffraction window drying, for the qualified production of garlic powder. The industrial use of garlic powder has become widespread, and consumer demand has increased. Different drying methods commonly applied in the industry were tested comparatively. This technology was used for the first time in the production of garlic powder. To produce garlic powder that is rich in bioactive components and has a strong aroma, the drying conditions for pureed garlic in the PKD-KPK system were first optimised under controlled conditions. Under the optimum drying conditions obtained, drying was carried out by adding suitable carriers to the mash, and the carrier composition added for this process was optimised. Additionally, to determine the most effective drying approach, foam drying was conducted under optimal conditions, and the application parameters of this process were also refined. To produce garlic powder rich in aroma and bioactive components, the effectiveness of the PKD-KPK system was evaluated in detail, and different drying methods were systematically compared. In the first stage of the study, garlic purée was dried under optimised conditions in the PKD-KPK system. The optimum drying conditions were determined as a result of the Box-Behnken optimisation study: an air flow rate of 0.9 m/s, a drying water temperature of 60 °C and a mash surface temperature of 30 °C. The drying time was recorded as 50 minutes under these conditions. In the second stage, the carrier composition was optimised using the I-Optimal experimental design, determining the optimal carrier ratios as 1.841 g of gum arabic and 3.159 g of maltodextrin. Under these conditions, the drying time decreased to 33.6 minutes. In the next stage, foam drying was attempted to increase the drying speed and improve product quality. In this process, the optimum utilisation rate of the extract selected as the foaming agent was determined to be 0.33%, the foaming time was determined to be 2.25 minutes and the final moisture content was reached after 28 minutes of drying the foamed garlic puree in the PKD-KPK system. Following the optimisation studies, the powdered products obtained using different drying methods (PKD-KPK, oven drying and freeze drying) and from various forms of garlic (purée, cloves and slices) were evaluated in terms of their sensory, physical and chemical quality parameters, as well as their storage properties. In terms of physical properties, the lowest browning index value of 6.56 ± 0.02 was observed in the freeze-dried purée form. Conversely, the oven-dried mash sample exhibited the highest browning index value of 24.31 ± 0.29. In particle size analysis, the lowest D4,3 value of 8.39 ± 0.25 was determined in the freeze-dried mash sample, while this value increased to 17.27 ± 1.29 in the sample dried using a carrier in the PKD-KPK system. According to the chemical analysis results, the total phenolic content (TPC) was best preserved in the foam-dried sample in the PKD-KPK system, at 3.31 ± 0.01 mg GAE/100 g KM. The highest loss was determined in the oven-dried purée sample, at 1.71 mg GAE/100 g KM. Antioxidant activity was found to be 21.93 ± 0.11 g TEAA/kg KM for samples dried using the PKD-KPK system, whereas freeze-dried samples exhibited an average range of 18.26–11.64 g TEAA/kg KM. In terms of allicin content, the protective effect of the PKD-KPK system was significant. While the allicin content of samples dried using this system ranged from 6.72 to 4.60 mg/kg KM, oven-dried samples were found to have a much lower value in the range of 1.40 to 0.10 mg/kg KM. The sample dried by adding a carrier in the PKD-KPK system preserved the highest level of total aroma (peak area of 4.10E+08 ± 1.96E+05), while the sample dried by freeze-drying in slice form experienced the highest aroma loss (peak area of 2.72E+08 ± 4.02E+05). In the sensory analysis, samples dried with and without a carrier in the PKD-KPK system generally received high scores (4.6 and 4.3) from the panelists. During the storage period, the monitored parameters showed a decreasing trend in all samples after 90 days. However, losses were minimal in samples dried using the PKD-KPK system. For instance, the allicin content of the sample with a carrier was 6.33 mg/kg KM on day 0; this decreased to 4.81 mg/kg KM after 90 days, representing a loss of 24%. The TPC value fell from 2.81 to 2.37 mg GAE/100 g KM, and the antioxidant activity decreased from 13.47 to 11.64 g TEAA/kg KM during this period. In the oven-dried slice sample, over 50% of the allicin content was lost, decreasing to 0.67 mg/kg KM. Contrary to the changes in other parameters, aroma values increased in all samples. Freeze-dried samples showed an increase in aroma of over 50%, whereas the increase was between 14% and 16% in samples dried using the PKD-KPK system. In conclusion, the PKD-KPK drying system demonstrated superior performance in terms of product quality, as well as the stability of bioactive and aromatic components. Its advantages in terms of energy efficiency, product quality, and shelf-life parameters suggest that it may be a highly preferable alternative for industrial applications.
Benzer Tezler
- Sinüzoidal duvarlı kapalı dikdörtgen geometride yüzey ışınımı ile doğal taşınımın sayısal incelenmesi
Numerical analysis of natural convection with surface radiation in a rectangular enclosures with wavy wall
MEHMET AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT TEKKALMAZ
- Farklı bergamot suyu tozu ekstraktı katkılı kitosan bazlı yenilebilir filmlerin karakterizasyonu ve taze kesilmiş meyve salatasında kullanımı
Characterization of chitosan-based edible films with different extracts of bergamot juice powder and their use in fresh-cut fruit salad
BAHAR DEMİRCAN
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP SEDAT VELİOĞLU
- High-throughput production of drug-loaded microparticles using a microfabricated nozzle array
Mikrofabrikasyonlu nozul dizisi kullanilarak ilaç yüklü mikropartiküllerin yüksek kapasiteli üretimi
SÜLEYMAN ÇELİK
Doktora
İngilizce
2025
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
- Wittgenstein felsefesinde 'yapı' düşüncesi
The 'structure' thought in the Wittgenstein's philosophy
MERT YORULMAZ
- Ortaklığa dayalı konut finansmanında atlamalı ödemelerle borcun geri ödenme süreci için model geliştirilmesi
Generating model for the process of loan amortization in the shared equity home financing with skipped payments
ÖMER ÖNEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EkonometriSüleyman Demirel ÜniversitesiEkonometri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH EROĞLU