Dikenli incir (opuntia ficus-indica) meyvesi pigmentlerinin kararlılığı üzerinde fermentasyonunun etkisi

Abstract

ÖZ Bu araştırmada, dikenli incir meyvesinin gelişme ve olgunlaşma sürecinde fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişmeler izlenmiştir. Meyveye sarı-turuncu rengini veren betalain pigmentlerinin sentezlenmeye başladığı dönem ile eş zamanlı olgunlaşmaya başlayan meyvenin toplam şeker ile toplam çözünebilir katı madde miktarlarında hızlı bir artış gözlenirken, diğer tüm bileşenlerin miktarında azalma görülmüştür. Meyvenin tam olgunluk zamanı, çiçeklenmeden 98-112 gün sonra olarak belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, meyve suyuna özütlenen pigment tutuklanmış Saccharomyces cerevisiae hücreleri (boncuk) ile fermentasyon sayesinde kısmen saflaştırılmıştır. Fermentasyon ile ortamda bulunan şekerin % 94.63 'ü kullanılırken, çözünen katı madde miktarında da % 60.51 oranında azalma sağlanmıştır. Meyve suyunda önce kesikli fermentasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerin ışığında tasarlanan akışkan yatak fermentörde en uygun seyrelme hızı 0.245sa_1 ve boncuk hacmi 200 mL olarak bulunmuştur. Dikenli incir pigmenti bu koşularda kısmen saflaştırılarak, 39°Briks değerine kadar deriştirilmiştir. Fermentasyon ile kısmen saflaştırılan sarı-turuncu pigmentlerin ısıl kararlılığı incelenmiştir. Tepkime hız sabitleri, yalancı-birinci-mertebeden tepkime varsayımı ile, 50, 70 ve 90°C için, sırasıyla, 0.0069, 0.0534 ve 0.2563 dak`1 olarak hesaplanmıştır. Aktivasyon enerjisi ise 88.38 kJ/mol olarak bulunmuştur. Elde edilen sarı-turuncu boya model bir gıda (%13 sükroz, %0.1 potasyum sorbat,.%0.05 portakal esansı, sitrik asit) sistemine eklenerek depolama kararlılığı belirlenmiştir. Pastörizasyon ve ışığın pigment kararlılığı üzerinde bir etkisi gözlenmezken, artan saklama sıcaklığı ile pigment kararlılığının hızla azaldığı görülmüştür. 20 günlük saklama süresi sonunda, derin dondurucuda (-18°C) saklanan boyalı model içecekte pigmentin korunduğu, buzdolabı sıcaklığında (4°C) %73. 14-75. 13 oranında korunduğu, bu oranın oda sıcaklığında ise %14.23-16.13'e düştüğü `gözlenmiştir (20°C). Anahtar Kelimeler: Dikenli İncir, betalain, pigment fermentasyonu, ısıl kararlılık

ABSTRACT In the first part of this research, the physical and chemical changes occurring during fruit growth and ripening was followed in cactus pear. In the ripening period which coincides with yellow-orange pigment synthesis, total sugar and total soluble solids contents increased, whereas the amount of all other components decreased. The full maturity time of the fruit was estimated as 98-1 12 days after anthesis. In the second part of this research, the fruit juice was fermented using immobilized Saccharomyces cerevisiae cells (beads) in order to partially purify the pigment. As 94.63% of the total sugar present in the medium was utilized, a 60.51 % reduction in total soluble solid content was obtained. The optimal dilution rate was found as 0.245 h`1 and optimal bead volume as 200 mL for the fluidized bed fermenter designed based upon the data obtained from batch fermentation experiments. Cactus pear pigments were partially purified under the conditions mentioned above and then concentrated to 39 °Brix. The thermal stability of the partial purified yellow-orange pigments were investigated. The reaction rate constants were evaluated as 0.0069, 0.0534 and 0.2563 min`1 at 50, 70 and 90°C respectively, assuming pseudo-first order reaction. The activation energy was evaluated as 88.38 kJ/mol. The storage stability of the yellow-orange dye obtained was investigated in a model food system containing %13 sucrose, %0.1 potassium sorbate, %0.05 orange flavor, citric acid. The effects of pasteurization and light on the storage stability of the pigment were not significant whereas a rapid decrease was observed with increasing storage temperatures. Almost no pigment loss was observed at -18°C, whereas pigment loss down to 73.14-75.13% at refrigeration temperature (4°C) and to 14.23-16.13% at room temperature (20°C) were observed at the end of 20 days storage. Key WoTds: Cactus pear, betalain, pigment fermentation, thermostability n