Patlıcanlarda esmerleşme reaksiyonları ve işleme sırasında bu reaksiyonların önlenmesi üzerinde araştırmalar

Abstract

Ill ÖZET Hasat sonrası depolama ve işlemede mekaniki yaralanmaların sonucu olarak meyve ve sebzelerde beliren esmerleşme reaksiyonları meyve- sebze işleme teknolojisinde sorunlar yaratan yaygın bir olaydır. Bu durum, özellikle görünüşü olumsuz yönde etkilemekte ve ürünün ticari değerini azaltmakta, hatta ortadan kaldırmaktadır. Esmerleşme reaksiyonlarının ana sebebi; bitki dokusunda bulunan polifenollerin enzimatik yolla oksidasyonu ve/veya enzimatik olmayan reaksiyonların birlikte gelişmesiyle esmer renkli bileşiklerin oluşmasıdır. Sözko- nusu reaksiyonları başlatan enzim polifenoloksidaz enzimidir. Bu en zim ısıya çok dayanıklı değildir. İzole edildiği bitki çeşidi, subst rat ve pH'ya bağlı olarak 80 C'nin altında 10-20 dakika arasında ta mamen inaktif hale gelir. Özellikle gıda işlemede sıklıkla başvurulan haşlama uygulaması polifenoloksidaz enziminin çalışmasının durdurulması için önerilen yöntemlerden birisidir. Esmerleşme reaksiyonları haşla ma işleminin yanısıra; uygun kükürtdioksit bileşiklerinin kullanımı ve askorbik asit, benzoik asit, ditiokarbamat EDTA, merkaptobenztia zol, dimerkaptopropanol, L-sistein, glutation gibi kimyasal inhibitor maddelerin ilavesi ile önlenmektedir. Bu çalışmada ülkemizde üretimi yaygın olan bazı patlıcan çeşitleri ve beyaz-kabuklu Dourga çeşidinde meydana gelen enzimatik esmerleşme ler ve bu reaksiyonların işleme sırasında önlenmesi üzerinde etkili olabilecek faktörler incelenmiştir. Denemelerde Baluroi F.., Halep 18, Dourga, Kırçıllı Edirne, Topan 374 ve Avan F.. patlıcan çeşitleri kul lanılmıştır. Patlıcanlardaki enzimatik esmerleşme düzeyini belirlemek amacıyla standart halde hazırlanmış farklı çeşit patlıcan örnekleri farklı sü re ve haşlama çözeltilerinde haşlanmışlar, daha sonra belli peryotlar- da dondurularak saklanmışlardır. Haşlama ortamı olarak damıtık su, % 0,5 sitrik asit + % 2 NaCl + % 0,1 CaCU, % 0,2 Na-SA + % 0,5 sit rik asit ve bazı çeşitler için % 0,1 Na?S`0,. + % 0,5 sitrik asit kombi nasyonları kullanılmıştır. Bu haşlama ortamlarında 2,3 ve 4 dakika haşlanan örneklere ait polifenoloksidaz enzim aktiviteleri incelenmiş tir.IV Halep 18, Dourga, Kırçıllı Edirne ve Topaıı 374 patlıcan çeşitlerine ait bir grup örnek belirtilen ortamlarda haşlamayı takiben 6 ay sü reyle -20 C de dondurularak muhafaza edilmişlerdir. Avan F1 ve Baluroi F1 çeşitlerine ait örnekler ise daha önce sözedilen ortamlar da haşlandıktan sonra 3 ay ve 5 ay süreyle dondurularak muhafaza edil mişlerdir. Belirtilen bu dondurma peryotları sonunda örneklere ait polifenoloksidaz aktivite değerleri incelenmiştir. Bu çalışmalar doğrultusunda elde edilen önemli bulgular aşağıdaki gibi özetlenebilir: 1. Yapılan ön denemeler sonucu patlıcanlarda bulunan polifenoloksidaz enziminin optimum çalışmasının pH 6,3'de, kateşol için 0,1 M substrat konsantrasyonu ve 0,05 mi enzim konsantrasyonu ile gerçekleştiği sap tanmış ve bundan sonra yürütülen tüm denemeler için sözkonusu koşul lar kullanılmıştır. 2. Denemelerde kullanılan patlıcan çeşitleri arasında en yüksek polifenoloksidaz enzim aktivitesi 728000±4330 U/100 g ile Topan 374 çeşi dine, en düşük polifenoloksidaz enzim aktivitesi ise 155133±1414 U/100 g ile Avan F1 çeşidine ait bulunmuştur. 3. Denemeler sonucu, patlıcan çeşitlerine uygulanan haşlama ortamları içerisinde polifenoloksidaz enzim aktivitesi açısından en etkili ola nı % 0,2 Na2S20c + % 0,5 sitrik asit kombinasyonudur. Uygulanan haşla ma süreleri içerisinde ise, 4 dakikalık haşlama en iyi sonuçların alın dığı süre olarak saptanmıştır. Üzerinde çalışılan çeşitlerde sözedilen süre ve haşlama ortamında haşlanıp, haşlama sonrası saptanan polifenol oksidaz enzim aktiviteleri; Halep 18 çeşidi için 4333±866 U/100 g, Dourga, Baluroi F.. ve Avan F.. çeşitleri için 0 düzeyinde bulunmuştur. Kırçıllı Edirne ve Topan 374 patlıcan çeşitlerine uygulanan % 0,1 Na^S-O- + % 0,5 sitrik asit kombinasyonunda 4 dakika haşlama sonucu saptanan polifenoloksidaz aktiviteleri sırasıyla 6066*867 U/100 g ve 0 düzeyindedir. 4. Bu örneklere ait polifenoloksidaz aktiviteleri -20 C de 6 ay sü reyle depolama sonunda Halep 18 ve Dourga için 0, Kırçıllı Edirne çeşi di için 18488±2161 ü/100 g ve Topan 374 çeşidi için 11266±2600 U/100 g olarak bulunmuştur. Sözüedilen son iki çeşitte 6 aylık dondurma peryo du sonunda görülen polifenoloksidaz enzim aktivite artışının enziminrej enere olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak bu artışlar da dondurucunun sıcaklığının, zaman zaman meydana gelen elektrik ke sintilerinden dolayı bir miktar yükselmesinin de etkili olduğu tahmin edilmektedir. Polifenoloksidaz enzim aktivitesi açısından en iyi so nuçların alındığı % 0,2 Na2S20,- + % 0,5 sitrik asitte 4 dakika haşla nan Baluroi F1 ve Avan F1 çeşitlerinde -20 C de 3 ay depolama sonun da enzim aktivitesi saptanmamıştır. 5 aylık depolama sonunda ise Avan F1 çeşidinde yine polifenoloksidaz enzim aktivitesi saptanmamış, Baluröi F1 çeşidinde de 3033±433 U/100 g gibi düşük düzeyde bir akti vite değeri elde edilmiştir. 5. Tintometre ile gerçekleştirilen renk değerlendirmelerine göre, de nemelerde üzerinde çalışılan bütün çeşitlerde en iyi sonuçlar, haşla ma ortamı olarak % 0,2 Na2S20,- + % 0,5 sitrik asit kullanıldığı örnek lerde alınmıştır ve bu örneklerde esmerleşmeye rastlanılmamıştır. % 0,5 sitrik asit + % 2 NaCl + % 0,1 CaCl2 kombinasyonunda haşlanan örnekler, haşlama sonrası kısa bir peryot muhafaza için uygun sonuç lar vermiş olmasına rağmen 3 ay ve 6 ay gibi uzun süreli depolamalar da yoğun bir esmerleşmenin meydana gelmesi nedeniyle tercih edilmemiş lerdir.

VI SUMMARY Browning reactions occurring in fruits and vegetables from mechanical bruises suffered during post-harvest storage and processing is.a widespread problematic phenomenon in fruit-vegetable processing technology. This phenomenon negatively influences product appearance and reduces, or even annihilates commercial worth. The principal cause of browning is the enzymatic oxidation of polyphenols of the plant tissues and/or concurrent development of non-enzymatic reactions, forming compounds of a off colour. The enzyme polyphenoloxydase is the agent responsible for the onset of these reactions. This enzyme is not highly resistant to heat. Depending on the particular plant species whence isolated, the substrate and pH degree, it can be totally inactivated within 10-20 minutes at a temperature below 80 C. The practice of blanching, frequently resorted to especially in food processing is one of the procedures suggested for arresting activity of polyphenoloxydase. Alongside the blanching method, browning reactions can be checked with the use of suitable sulphur dioxide compounds or addition of such chemical inhibiting agents as ascorbic acid, benzoic acid, d i thio carbamate, EDTA, mercaptobenzothiazol, dimercaptopropanol, L-cysteine, glutathione, etc. This treatise examines enzymatic browning phenomena occurrences in certain varieties of eggplant species (Solanum melongena), inter alia the white-skinned `dourga` variety, and factors likely to be effective in preventing these reactions. Used for trials were forms, Baluroi F.. Halep 18, Dourga, Kırçıllı Edirne, Topan 374 and Avan F... With the object of ascertaining levels of enzymatic browning in the eggplant varieties named, samples prepared in the standart manner were blanched in different blanching solutions for different intervals, frozen for given periods and stored. Distilled water, 0.5% citric acid + 2% NaCl +0.1% CaCl2, 0.2% Na7S`0,-+ 0.5 citric acid, and for certain varieties 0.2% Na`S`0i- + 0.5% citric acid combinations were tried as blanching media, and for these media polyphenoloxydase enzyme activities were investigated on samples blanched for 2, 3 & 4 minutes.Vll A set of specimens from Aleppo 18, Dourga, Kırçıllı Edirne and Topan 374 eggplant varieties were kept refrigerated at -20% for a period of 6 months. Specimens of Avan F^ and of Baluroi F.. forms, also blanched in the above-mentioned blanching media were kept refrigerated for 3 and 5 month periods. Polyphenoloxydase activity levels of all samples were examined after the said refrigeration periods. Findings of significance, obtained from this work can be summarised as follows: 1. Preliminary trials revealed optimal activity of phenoloxydase enzyme on eggplants to be at pH 6.3, with 0.1 M substrate concentra tion for catechol and 0.05 ml concentration for enzyme, and for all subsequent tests the said conditions were used as reference. 2. Of all the eggplant varieties and forms tried for testing purposes, polyphenoloxydase activity was found to be the highest for Topan 374 at 728,000 4330±U/100 g and to be the lowest for Avan F at 155,133*1414 U/100 g. 3. Assessment of test results showed that among the blanching media used on various eggplants the 0.2% Na_S`0_ + 0.5% citric acid combina tion was the most effective in regard to polypenoloxydase activity. As for durations of blanching, 4-minute scald was found to produce the best results. Polyphenol oxydase enzyme activities on the forms put to tests, measured after blanching in the media and for the dura tions as above-said, were found to be 433±866 U/100 g for Aleppo 18 and 0 for Dourga, Baluroi F- and Avan F... For Kırçıllı Edirne and Topan 374, polyphenoloxydase activities after a 4-minute blanching in 0.1% Na-S-O- +0.5% citric acid were found to be 6066±867 U/100 g and 0, respectively. 4. For the same specimens, polyphenaloxidase activities after 6-month storage at -20 C were noted to be 0 for Aleppo 18 and for Dourga, 18,488±2161 U/100 g and 11,266±2,600 U/100 g for Topan 3744. For the last two forms the rise in polyphenoloxydase enzyme activity after 6-month cold storage is assumed to be a result of regeneration of the enzyme, with the added probability of certain amount of temparature rise from time to time in the freezer due to occasinal power cuts.vııı On the Baluroi F1 and Avan F1, blanched for 4 minutes in 0.2% Na`S`0,. +0.5 citric acid, the combination which was found to be the most effective in arresting polyphenoloxydase activities, which`, were found to be nil at the end of 3-month storage at -20 C. Whereas, at the end of the 5th month of cold storage, activity was measured at a low 3,033*433 U/100 g level for Baluroi F.. but again zero for Avan F1. 5. Colorimetric evaluations using a tintometer revealed the best results, to be produced on the tested forms by 0.2% Na-S^O- + 0,5% citric acid blanching medium, with not the slightest browning of samples. Samples blanching in the 2% NaCl + 0.1% CaCl` medium were disregarded, because while this agent produced acceptable results for short periods of storage, extensive browning was observed after prolonged preservations of 3 and 4 months.