Vişne suyunda berraklığın stabilizasyonu için polifenoloksidaz uygulaması üzerine araştırma

Abstract

ÖZET Doktora Tezi VİŞNE SUYUNDA BERRAKLIĞIN STABİLİZASYONU İÇİN POLİFENOLOKSİDAZ UYGULAMASI ÜZERİNE ARAŞTIRMA Gonca AYDAR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nevzat ARTIK Jüri: Prof. Dr. Nevzat ARTIK Prof. Dr. Levent BAYINDIRLI Doç. Dr. Feryal KARADENİZ Türkiye'de önemli bir ticari ürün olan vişne suyu ve vişne suyu konsantresinin üretiminde en büyük problem berraklığın korunmasıdır. Ancak vişne suyu konsantrasyon ve depolama sırasında bulanmaktadır. Sonradan bulanma denen bu olayın değişik nedenleri arasında fenolik maddelerin oynadığı rol başta gelmektedir. Berraklığın sağlanması için fenolik maddelerin uzaklaştırılmasında birçok yöntem kullanılmaktadır. Bu araştırma ile meyve suyu fenolik maddelerin uzaklaştırılmasında yeni bir teknik olan polifenoloksidaz (lakkaz) - ultrafiltasyon (UF) kombinasyonunun vişne suyunun berraklık stabilitesine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Tekniğin esası, sonradan bulanmaya neden olan reaktif fenolik maddelerin (flavonoidler ve sinnamik asitler) oksijen varlığında lakkaz ile okside edilerek oluşan büyük molekül ağırlığındaki polimerlerin ultrafiltrasyonla tutularak berrak, stabil meyve suyu elde edilmesine dayanmaktadır. Araştırmada presten ve depektizinasyondan sonra alınan vişne suyu 25 ve 50 °C (depektinizasyon sırasında) sıcaklıklarda farklı miktarlarda (0-500-1000-5000 U/L) lakkaz (Sigma, L 5510) ile 1 saat havalandırıldıktan sonra 2 farklı ayırma sınırlı UF membranlarından (20 kDa, selüloz triasetat-100 kDa, polisülfon) geçirilerek 6 ay depolandı. Lakkaz uygulanmış vişne suyu örnekleri, klasik yöntemle durultulmuş, PVPP uygulanmış ayrıca ısıtılmadan doğrudan preslenerek kendi polifenoloksidazı (PFO) ile havalandırılmış vişne suyu örnekleri ile karşılaştırıldı.Bütün vişne suyu örneklerinin depolama süresi boyunca toplam fenolik madde (TFM), kondense fenolik madde (KFM), antosiyanin miktarı, toplam renk yoğunluğu ve antosiyanin indeksi azalırken, degredasyon indeksi, NTU değeri, polimerik renk, tanenden kaynaklanan renk oranı ve esmerleşme indeksinin arttığı saptandı. Lakkaz uygulanmış vişne suyu örneklerinin lakkaz uygulanmamış kontrol örneklerine göre daha stabil oldukları saptandı. Ayrıca ayırmasının 20 kDa UF membranından geçirilen vişne suyu örneklerinin berraklık stabilitesi 100 kDa UF membranından geçirilen vişne suyu örneklerine göre daha iyi ancak renk daha açık bulundu. Berraklık stabilitesi en iyi olan vişne suyu örneği S0°C'de (depektinizasyon sırasında) 1000 U/L lakkaz ile 1 saat okside edildikten sonra 20 kDa UF membranından geçirilerek elde edildi. Bu örneğin NTU değeri 1.02'den 6 ay sonunda 4.83'e yükselirken, TFM miktarında % 14.28, KFM miktarında % 5.6 ve antosiyanin miktarında % 76.39 oranında azalma belirlendi. Lakkazsız kontrol örneğinde ise NTU değeri 3.36'dan 6 ay sonunda 39.90'a yükselirken, TFM miktarında % 30.77, KFM miktarında % 81 ve Antosiyanin miktarında % 84.75 azalma saptandı. PVPP uygulanmış (1 g/L) vişne suyunun 20 kDa UF'den geçirildikten sonra depolanması sırasında başlangıç NTU değeri 4. 11 'den 6 ay sonunda 15.98'e yükseldi, TFM miktarında % 26.1, KFM miktarında % 89 ve antosiyanin miktarında % 77.89 azalma belirlendi. Klasik yöntemle durultulmuş vişne suyunda ise NTU değeri 3.46'dan 6 ay sonunda 26.97'ye yükseldi, TFM miktarında % 26.69, KFM miktarında % 75 ve antosiyanin miktarında % 65.68 azalma saptandı. HPLC analizi ile berraklık stabilitesi en iyi olan örneğin fenolik maddelerinden catechol, catechin, klorogenik asit, epicatechin, p-coumarik asit, ferulik asit, floretin, o-coumarik asitin tamamen ayrıldığı gallik asit miktarında % 46.84 ve quercetin miktarında % 76.39 oranında azalma olduğu belirlendi. 1999, Sayfa: 130 ANAHTAR KELİMELER: Vişne suyu (Prunus cerasus L.), fenolik bileşikler, polifenoloksidaz (lakkaz), ultrafiltrasyon (UF), bulanıklık, stabilite 11

ABSTRACT PhD Thesis A RESEARCH ON THE STABILIZATION OF CLARITY IN SOUR CHERRY JUICE BY APPLICATION OF POLYPHENOLOXYDASE Gonca AYDAR Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Food Engineering Supervisor: Prof-Dr. Nevzat ARTIK Jury: Prof.Dr. Nevzat ARTIK Prof.Dr. Levent BAYINDIRLI Assoc.Prof.Dr. Feryal KARADENİZ The major problem in the production of concentrated sour cherry juice and sour cherry juice production that are important commercial products for Turkey, is the stabilization of clarity, However, cherry juice becomes turbid during the concentration process or during the storage. This event is called post production turbidity and phenolic compounds is the main factors with some others. Many different methods are used to stabilize clarity by seperating phenolic compounds. In this research, investigation as the effect of a new technique, based on the combination of polyphneoloxydase (laccase) and ultrafiltration applications, on the stabilization of clarity was aimed. This technique depends on oxidization of reactive phenolic compounds such as flavonoids and cinnamic acid that are cause post turbidity, in the presence of oxygen. Then the new high molecular weight compounds formed after oxidization, separated by ultrafiltration. In the course of study, the sour cherry juices obtained after press and depectinization are holded 25°C and 50°C (during depectinization) then aerated with different amonunts of laccase (Sigma, L5510) (0-500-1000-5000 U/L) for 1 hour. After aeration sour cherry juices were filtered through two different UF membranes (20 kDa, cellulose-triacetate- 100 kDa, polysulphon) and stored for 6 months. Laccase applicated sour cherry juices were then clarified by using conventional methods The samples were compared with the sour cherry juices which were PVPP applied, pressed without heating and aerated with their own PPO (polyphenoloxydase). HIDuring storage, total phenolic compounds (TPC), condensed phenolic compounds (CPC), anthocyanine content, total colour density and anthocyanine index have decreased in all sour cherry juices where as degredation index, NTU value, polymeric colour, colour rate arose from tannin and browning index have increased. The laccase added samples were more stable when compared to the sample without laccase. In addition, samples UF Altered using 20 kDa UF membranes were more stable than the samples UF filtered using 100 kDa UF membranes. However the color of 20 kDa filtered samples were lighter. The most stable sour cherry juice sample was the one which kept 50°C (during depectinization), 1000 U/L laccase added and oxidized 1 hour and than filtered though 20 kDa UF membrane. NTU value of this sample has increased from 1.02 to 4.83 but TPC and CPC amounts were decreased at the rates of 14.28 % and S6.0 %, respectively in six mounths. In the samples without laccase, NTU value has increased from 3.36 to 39.90 in six months. However amounts of TPC, CPC and anthocyanin were decreased at the rates of 30.77 %, 81 % and 84.75 %, respectively. Of the sample in which PVPP was applied ( 1 g/L) then filtered through 20 kDa UF membranes, NTU value has increased from 4.11 to 15.98 in 6 months. Contents of TPC, CPC and anthocyanins were decreased at the rates of 26.1 %, 89 % and 77.59 %, respectively. In the sour cherry juice clarified by using conventional methods, NTU value has increased from 3.46 to 26.97 in 6 months. Decreasing rates of TPC, CPC and anthocyanines were 26.69 %, 75 % and 65.68 %, respectively. When the most stable sample, according to clarity, analysed by HPLC, it was found that all of catechol, catechin, chlorogenic acid, epicatechin, p-coumarik acid, ferulic acid, floretin, o-coumarik acid were removed from the sample. Also the amounts of gallic acid 46.84 % and quercetin 76.39 % have decreased. 1999, Pages: 131 Key Words: Sour chery juice (Prunus carecus L.), HPLC, phenolic compounds, polyphenoloxidase (laccase), ultrafiltration (UF), turbidity, stability IV