Transcript PowerPoint Sunusu

Meyve ve Sebzelerin Kurutulması
GIM 307 – Meyve Sebze Teknolojisi
İbrahim Gülseren, Ph.D.
Geçen Hafta
Oksidatif değişiklikler
Maillard reaksiyonu
Renk değişiklikleri (antosiyaninler, klorofiller, karotenoidler)
Karamelizasyon
Vitamin ve aroma kayıpları
SO2 – Gıdalarda Kullanımı
Mikroorganizmaların öldürülmesi (antimikrobiyal etki)
Görsel çekiciliğin sağlanması (genellikle rengin korunması)
Antioksidan koruma sağlanması (ransiditenin önlemesi)
Enzim inhibisyonu/inaktivasyonu (renk kayıplarının önlenmesi, olgunlaşmanın ve çürümenin
geciktirilmesi)
Enzimatik olmayan renk kararmalarının önlenmesi
Meyvelerin olgunlaşmasında kullanılan maddeler: Etilen ile bazı ülkelerde sakıncaları da olmakla
ve yasal olmayabilmekle birlikte kalsiyum karbür (karpit) – asetilen çıkışı
Kurutma - Amaçlar
Mikrobiyal bozulmaların önlenmesi
Reaksiyonların sınırlanması
Tat, koku, besin değeri korunması
Hacim azaltma, taşıma, depolama verimi
Gıdalardaki Suyun Dağılımı
Serbest su: Çözücü; muhafazada uzaklaştırılan su; bozulmanın ortamı.
Adsorbe su: Gıda bileşenlerinin ya da yapısal moleküllerin yüzeyi (%10-15)
Bağlı su: Yapılara girmiş ya da H bağları ile bağlanmış su (%3-5)
- Sedimentasyon, difüzyon ve viskozite deneylerinde bağlı olduğu
molekülle ortak hareket eder.
- Çözücü olarak kullanılamaz.
- Diğer su moleküllerinden farklı özellikler gösterir.
Fennema (1996)
Su Aktivitesi (Water activity, aw)
Termodinamik anlamda gıdadaki suyun denge buhar basıncının (P) aynı
sıcaklıktaki saf suyun denge buhar basıncına (Po) oranına «su aktivitesi»
denir. Sistemde var olan suyun, buharlaşabilme kapasitesi ile ilgilidir.
Hiç su içermeyen gıdalar için 0, saf su için 1.
0,9-1: Yüksek aw – En riskli gıda ürünleri (et,
taze meyve, sebzeler, süt.
0,6-0,9: Orta aw – Riski azaltılmış gıda ürünleri
(kuru meyveler, tuzlanmış balık)
≤ 0,6: Düşük aw – Az riskli gıda ürünleri (kakao,
kraker, kuru gıdalar)
Mikroorganizmaların Gelişme Sınırları
Su aktivitesi
Mikroorganizma Cinsi
0,91-0,95
0,88
0,8
0,75
Bakteriler
Mayalar
Küfler
Halofilik bakteriler (tuzu seven)
0,7
Ozmofilik bakteriler (yüksek şekerli ortamda
gelişim)
Kserofilik mikroorganizmalar (kuraklığı seven)
0,65
Demir (2012)
Psikrometri
Gaz-buhar
karışımlarının
termodinamik
özelliklerinin
anlaşılması
Kurutmaya Bağlı Değişiklikler
Çözünür madde göçü
Kabuk oluşumu
Çekme
Boyut ve şekil değişiklikleri
Rehidrasyon kapasitesi
Kimyasal değişiklikler
Çözünür Madde Göçü
Suyun hareket yönü, suda çözünür maddelerin dağılımını etkiler.
Genellikle küçük moleküller daha rahat hareket eder.
Haşlanma ve kurutma: Hücre parçalanması – Daha büyük moleküller de
geçirgen hale gelir.
Nem hareketi, genellikle merkezden yüzeye doğrudur.
Kompozisyon ve fiziksel özelliklerin dağılımı da etkilenir. Yüzeyde birikmeler
görülebilir.
Gözenek, kılcal ve çatlaklar – Yüzeyde yapışmalar
Kabuk Oluşumu
Hızlı kurumaya bağlı oluşur.
Çözünür kuru madde miktarından da etkilenir.
Kalite kayıpları, kuruma hızının azalması
Su, kabuk tabakasının aşamaz.
İki aşamalı kuruma
Su dağılımı ve aw etkilenir.
Hal Değişiklikleri (State Changes)
Cama (camsı) geçiş (Glass transition) – İkinci dereceden
değişiklikler (state changes)
Sıcaklık (C)
Doymamış çözelti
Aşırı doymuş
çözelti
Cam
Şeker konsantrasyonu (%)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S146685640
6000142
Çekme
Cama geçiş sonuç yerel çekmeler
görülebilir.
Bu durum da, meyve ve sebzelerin yığın
yoğunluğunu etkiler.
Aksi halde, hacimsel değişiklikler, sadece
uzaklaştırılan su miktarına bağlıdır.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S146685640
6000142
Boyut ve Şekil Değişiklikleri
Kurutma başlarken turgor hali geçerlidir.
Kuruma ile su fazındaki çözünmüş madde yoğunlukları artar. Hücrelerden su kaybı
olur.
Hacim kaybı ve şekil kaybı
Rehidrasyon Kapasitesi
Önemli rehidrasyon kayıpları (dondurarak kurutma dışında) söz konusudur.
Sebepler:
Hücre duvarının elastikliği (denatürasyon,
osmotik özelliklerin kaybı)
Nişastanın şişme (swelling) özelliği
Hücre ve dokuların kapiler yapısı kaybolur.
Patlatarak puf yapı kazandırma: Porozitenin
arttırılması.
Basit bir rehidrasyon testi
Kapilarite (Capillarity)
Kurutmaya Bağlı Esmerleşme
Haşlanmadan kurutulma – Kurutma ve depolama sırasında oluşabilir.
Enzimatik ve enzimatik olmayan esmerleşmeler
SO2: Enzim inaktivasyonu; enzimatik olmayan esmerleşmelerin durdurulması
Renk kayıplarına ek olarak, aroma bileşikleri de kaybolabilir (hava akışı).
Aromaların geri kazanılması (örneğin, su buharı havayı karıştırıp aroma bileşiklerini
yoğunlaştırma - https://www.google.com/patents/EP2509433A1?cl=en)
Meyve ve Sebzeler –
Kurutma Teknikleri
GIM 307 – Meyve Sebze Teknolojisi
İbrahim Gülseren, Ph.D.
Osmotik Kurutma (Konsantrasyon)
Numunelerin yüksek konsantrasyonlu çözeltilere konulması
Numunelerden su kaybı; buna ek olarak, numunelerin çözünen maddeleri içine
çekmesi (sonraki işlemlerde koruyabilir) – Enerji tasarrufu sağlayabilir.
Proses koşulları: 30-50 C - %70 su kaybı (ilk 3 saat)
Son olarak, üründeki çözünen maddeler de kaybolabilir
(vitamin, mineral).
Soru: Bu yöntemin dondurarak kurutma, hava ile kurutma gibi
yöntemlerden temel farkları nedir?
Osmotik kurutma deneyi (512 defa hızlandırılmış)
http://www.youtube.com/watch?v=tcA_tskaq6w
Diyaliz tüpü
(osmotik
seyreltme ya da
konsantrasyonda
kullanılabilir).
Osmotik Kurutma - 2
Meyveler: Çok zaman sakaroza konur.
Sebzeler: Sodyum klorür veya
sodyum klorür/sakaroz
Küçük moleküller - Yüksek osmotik etki
Yavaş su kaybı, çözünenler artar.
Büyük moleküller – Daha düşük osmotik etki
ama hızlı su kaybı
Ön işlem sayılabilir. Neden?
Kurutma Sistemleri
En etkin kurutma sistemlerinin, ürünün iç kısımları ile hava arasında en yüksek
buhar basıncı ve sıcaklık farklarını yaratan sistemler olduğu, yapılan ısı ve kütle
aktarımı analizlerine dayanarak söylenebilmektedir.
http://www.youtube.com/watch?v=BritbSPRju8
Sebze kurutucu – Türkçe link
Kabin Kurutucular (Cabinet Dryer)
Kesikli çalışan sistemlerdir.
Etkili ısı transferi için, sıcak hava ürün
yüzeyinden hızla geçirilmelidir.
Tekdüze ürün elde edilmesi zordur.
http://www.youtube.com/watch?v=ynKhYmPyr7I
Tünel Kurutucular (Tunnel Dryer)
Sürekli (continuous) çalışabilen
sistemlerdir.
Hava akışı ile vagon hareketi aynı ya da
farklı yönlerde olabilir.
Ters akış etkin ama kaliteyi sınırlayabilir.
Enerji tasarrufu için çıkan hava geri
beslenebilir.
Ön kurutma işlemli tünel kurutucu (vagonsuz)
http://www.youtube.com/watch?v=RjbDQtzMXfQ
Akışkan Yataklı Kurutucu (Fluidised Bed Drier)
Sürekli (continuous) çalışabilen
sistemlerdir.
Hava akışı ile kurutulan malzemeler
havada asılı halde kalır (belirli süre-sıcaklık
profili izlenerek)
Küçük parçacıklar daha yavaş akış
hızlarında akışkan hale getirilebilir.
http://www.youtube.com/watch?v=rNjLkYuWi0U
http://www.youtube.com/watch?v=ALUXKn4IvuU
Etkili bir teknoloji olmakla birlikte, her
ürün için uygun olmaktadır.
Topak halindeki maddelerin kurutulması
Püskürtmeli Kurutucu (Spray Dryer)
Sürekli (continuous) çalışabilen
sistemlerdir.
Sıvı gıdalar için uygundur.
Sıcak hava akışı ile kurutulan malzemeler,
genellikle %5 nemin altında toplanır.
Evaporatif soğumaya bağlı olarak,
numuneler yüksek kalite ve hızlı
rehidrasyon kabiliyeti edinir.
http://www.youtube.com/watch?v=4M6lOr4Zvkc
Dondurarak Kurutma (Liyofilizasyon)
Genellikle kesikli çalışabilen sistemlerdir.
Ürün kalitesi ve yapısal özellikleri düşük
sıcaklık ve vakum sayesinde
korunmaktadır.
Süblimleşme esasına dayanır.
http://www.youtube.com/watch?v=LwbQhVUJPqU
Kurutulmuş ile dondurularak kurutulmuş gıdaların
kıyaslanması
http://www.youtube.com/watch?v=BnoRcouqoBE
Evaporatif soğumaya bağlı olarak,
numuneler yüksek kalite ve hızlı
rehidrasyon kabiliyeti edinir.
Süblimleşme
Katı
Sıvı
Gaz