Elma suyu konsantrelerinin işlenmesi ve depolanması sürecinde hidroksimetil furfural oluşumunu etkileyen faktörler

Abstract

Ö Z E T Bu araştırmada, ülkemizde büyük miktarda üretimi yapılan Amasya, Golden delicious ve Hüryemez çeşidi elma lardan elde edilen elma sularının konsantreye işlenmesi sırasındaki ve bu konsantrelerin depolanması sürecindeki Hidroksimetil furfural (HMF) oluşumu incelenmiştir. Bu çe şitlerin seçiminde sadece üretim miktarları değil, aynı zamanda genellikle farklı asitlik.değerinde olmaları da gözönünde bulundurulmuştur. Konsantreye işleme 40 C, 50 C ve 60 C'lerde yapılmış, daha sonra elde edilen konsantratlar - 18 C, + 4 C ve + 16 + 2 C sıcaklıkta 9 ay süre ile depolanmıştır. Bu süre içinde örneklerin başlıca kimyasal nitelikleri üçer aylık aralıklarla incelenmiştir. Bu amaçla örneklerin titrasyon asitlikleri, pH değerleri, toplam ve indirgen şeker miktarları, briks dereceleri, formol sayıları ve hidroksimetil furfural miktarları saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar istatistiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmiştir. Elma sularında elde edilen sonuçlara göre titrasyon asitliği Hüryemez'de 7.09 g/kg, Golden'de 2.56 g/kg ve Amasya'da 0.81 g/kg dır. Örnekler arasında p < 0.01 düzeyin de fark vardır. pH değerleri Hüryemez, Golden ve Amasya'da sırası ile 3.44, 3,97, 4.20 olup p < 0.01 düzeyinde fark görülmüştür. İndirgen şeker miktarları Hüryemez'de 92.19 g/kg, Golden'de 81.20 g/kg ve Amasya'da 81.57 g/kg olup çeşitler arasında istatistiksel bakımdan önemli bir fark bulunmamaktadır. Toplam şeker miktarları Hüryemez'de 130.92 g/kg, Golden'de 114.58 g/kg ve Amasya'da 95.64 g/kg olup çeşitler arasında p < 0.01 düzeyinde farklılık vardır. Formol sayıları Hüryemez, Golden ve Amasya'da sırası ile 5.25, 3.32 ve 3.79 olup Hüryemez, Golden ve Amasya'dan farklı (p < 0.01) Golden ve Amasya arasındaki fark önemsiz bulunmuştur. HMF miktarları Hüryemez'de 1.05 mg/kg, Golden5-de D. 51 mg/kg ve Amasya'da 0.35 mg/kg olarak bulunmuştur. HMF miktarları açısından Hüryemez ile Gülden ve Amasya fark' farklı (p < 0. 01) Amasya ve Golden arasındaki fark önemsiz çıkmıştır. Farklı sıcaklıkta işlenen konsantrelerde saptanan HMF miktarları arasında önemli sayılabilecek bir değişiklik görülmemiştir. Buna karşın çeşitler arasında farklılık bulunmuş (p < 0.01) ve HMF miktarı en yüksek düzeyde Hüryemez konsantresinde (2.68 mg/kg), en düşük düzeyde ise Amasya konsantresinde (1.61 mg/kg) saptanmıştır. Depolamanın 3. ayı sonunda 'elde edilen sonuçlara göre HMF miktarları ortalama olarak - 18 C, + 4 C ve + 16 + 2 C de depolanan Hüryemez konsantresinde sırası ile 2.31 mg/kg, 2.77 mg/kg ve 10.66 mg/kg, Golden konsantresin de sırası ile 1.70 mg/kg, 1.74 mg/kg ve 9.50 mg/kg, Amasya konsantresinde sırası ile 1.26 mg/kg, 1.45 mg/kg ve 3.74 mg/kg bulunmuştur. Her üç çeşit HMF miktarları bakımından p < 0.01 düzeyinde farklıdırlar. Depolamanın 6. ayı sonunda elde edilen sonuçlara göre HMF miktarları ortalama olarak, - 18 C, + 4 C ve + 16 + 2 C de depolanan Hüryemez konsantresinde sırası ile 2.35 mg/kg, 3.27 mg/kg ve 28.11 mg/kg, Golden konsantresin de sırası ile 1.78 mg/kg, 2.17 mg/kg ve 16.13 mg/kg, Amas ya konsantresinde sırası ile 1.25 mg/kg, 1.38 mg/kg ve 7.40 mg/kg bulunmuştur. Her üç çeşit HMF miktarları açısın dan p <0.01 düzeyinde farklıdır. Depolamanın 9. ayı sonunda elde edilen sonuçlara göre HMF miktarları ortalama alarak, - 18 C, + 4 C ve + 16 + 2 C de depolanan Hüryemez konsantresinde sırası ile 2.30 mg/kg, 4.13 mg/kg ve 44.62 mg/kg, Golden konsantresin de sırası ile 1.63 mg/kg, 2.20 mg/kg ve 27.38 mg/kg, Amasya konsantresinde sırası ile 1.20 mg/kg, 1.90 mg/kg ve 12.31 mg/kg bulunmuştur. Her üç çeşit HMF miktarları açısından p < 0.01 düzeyinde farklıdır. Depolama süresi ilerledikçe her üç örnekte oluşan HMF miktarlarında devamlı olarak artış gözlenmiştir. HMFVI miktarındaki bu artış üzerinde çeşit özelliğinin ve depolama sıcaklıklarının etkisinin önemli olduğu görülmüştür. Her üç çeşide ait konsantre örneklerinde oluşan HMF miktarları, depo sıcaklıklarının yükselmesine paralel olarak artmıştır. + k C de depolanan örneklerdeki artış, + 16 + 2 C ye kıyasla daha az olurken; - 18 C de depolanan konsantre örneklerinde hiçbir değişiklik gözlenmemiştir. Gerek konsantreye işleme gerekse depolama sürecinde HMF oluşumuna paralel olarak bazı bileşim öğelerinde de değişiklikler olmuştur. Konsantrelerde, çeşitlere de bağlı olarak, depolama süresi uzadıkça, yüksek sıcaklıkta depolananlarda daha faz la olmak üzere, HMF miktarlarının sürekli artışına paralel biçimde formol sayısında devamlı olarak azalma görülmüş, indirgen şeker miktarları ise sakkarozun inversiyonu ile sürekli artmıştır. İndirgen şeker miktarındaki artış pH değeri en düşük olan Hüryemez konsantresinde en çok, pH değeri en yüksek olan Amasya konsantresinde en az olmuştur.

SUMMARY In this study, the formation of Hydroxymethyl furfural (HMF) in the process of concentration of apple juice extracted from Amasya, Golden delicious and Hüryemez varieties of apple and increase of HMF during the storage of concentrates have been investigated. These varieties of apple were chosen since they had great production potential and different pH values.. Apple juices uere concentrated at three different temperatures in rotary vacuum evaporator to the degree of 7D % of the ref ractometry extract. The evaporation tempera tures applied mere 40 C, 50 C and 60 C. The concentrates uer e then stored at - 1B C, + 4 C and + 16 + 2 C in three groups for 9 months. The chemical analyses (titratable acidity, pH, reducing sugar, total sugar as invert sugar, brix degree, formol titration and HMF content) uere per formed for 3 months interval. Statistical evaluation of the collected data mas carried Dut by factorial variance analysis. According to the results obtained from the analysis, the acidity of the apple juices extracted from Hüryemez, Golden and Amasya varieties uere 7.09 g/kg, 2.56 g/kg and D.81 g/kg respectively and marked differences uere deter mined betueen them. The pH values for the varieties analys ed shoued 3.44 for Hüryemez, 3.97 for Golden and 4. 2D for Amasya and a statistically significant difference (p < D.D1) uas determined betueen these varieties. In the case of reducing sugar contents, there uas no significant diffe rence betueen Hüryemez, Golden and Amasya varieties and the follouing results of 92.19 g/kg, 81.20 g/kg and 81.57 g/kg uere obtained for Hüryemez, Golden and Amasya, respec tively. The total sugar content uas found to be 130.92 g/kg for Hüryemez, 114.58 g/kg for Golden and 95.64 g/kg forVI 11 Amasya and a significant difference (p < 0.01) was deter mined to exist between these varieties. The formol values were found as 5.25, 3.32 and 3.79 for Hüryemez, Golden and Amasya, respectively. Hüryemez was observed to be different (p < D.D1) when compared to Golden and Amasya, but the difference between Golden and Amasya was not important. It was found out that both Golden and Amasya were different when compared to Hüryemez as far as HMF contents of the samples were concerned. The HMF contents of Hüryemez, Gol den and Amasya were obtained to be 1.05 mg/kg, 0.51 mg/kg and 0.35 mg/kg, respectively. At the beginning of the storage, no statistically significant difference were found for the HMF content of concentrates evaporated at 40 C, 50 C and 60 C. However the HMF content of three types of concentrates were found to be different (p < 0.01) when compared to each other. Hüryemez concentrates showed the highest value and Amasya showed the lowest value. The average values for HMF content of concentrates at the end of 3 months of storage period at - 18 C, + 4 C and + 16 + 2 C temperatures were found to be 2.31 mg/kg, 2.77 mg/kg and 10.66 mg/kg for Hüryemez, 1.70 mg/kg, 1.74 mg/kg and 9.50 mg/kg for Golden and 1.26 mg/kg, 1.45 mg/kg and 3.74 mg/kg for Amasya, respectively. A statistically significant difference (p < 0.01) was observed between these varieties. The average values for MHF content of concentrates at the end of 6 months of storage period at - 18 C, + 4 C and + 16 + 2 C temperatures were found to be 2.35 mg/kg, 3.27 mg/kg and 28.11 mg/kg for Hüryemez, 1.78 mg/kg, 2.17 mg/kg and 16.13 mg/kg for Golden and 1.25 mg/kg, 1.38 mg/kg and 7.40 mg/kg for Amasya, respectively. A statistical significant difference (p < 0.01) was observed between these varieties too. The average values for HMF content of concentrates at the end of 9 months ûf storage period at - 18DC« + ti°Cr IX and + 16 + 2 C temperatures were found to be 2. 30 mg/kg, İ+.13 mg/kg and kk.SZ mg/kg fur HQryemez, 1.63 mg/kg, 2.20 mg/kg and 27.38 mg/kg far Golden and 1.20 mg/kg, 1.9G mg/kg and 12.31 mg/kg for Amasya, respectively. A statistical significant difference (p < 0.01) was observed between these varieties. The HMF contents of three types of concentrates increased with the rise in temperature during the storage. But the increase in HMF content of samples stored at + U C was determined to be lower than the ones stored at - 16 + 2 C. However, no statistically significant increase was observed in HMF content of samples stored at - 18 C. A regular correlation was obtained among the increase of HMF content and changes in other components of concentrates during evaporation of apple juices and stor age of concentrates. It was found that the storage time had an important effect on the increase of HMF content. The accumulation of HMF was determined to be more as the time of storage of concentrates lasted longer. High storage temperature caused increase in HMF content of all samples stored at + k C and + 16 + 2 C. A parallel relation was observed between the increase of HMF content and decrease of formol number while the reducing sugar content increased due to the inversion of sucrose. The rate of increase in reducing sugar content was found to be related with pH of concentrates and the lower pH value the sample had, the more increase in reduc ing sugar content was observed.