Farklı kurutma yaklaşımlarıyla aroma ve lezzet açısından zengin sarımsak tozları geliştirilmesi

Sarımsak (Allium sativum L.), içerdiği zengin aroma bileşenleri ve biyoaktif bileşenler nedeniyle tüm dünyada hem lezzet ve aroma verici bir gıda hem de bitkisel ilaç olarak, taze, konserve püre, sarımsak yağı ve toz formda yaygın bir şekilde tüketilmektedir. Özellikle sarımsağın kurutulmasıyla elde edilen toz form, toz gıda formülasyonlarına ve baharat karışımlarına eklenmesinin yanında yemeklere doğrudan katılabilecek uzun ömürlü ve katma değerli bir ürün olması açısından önem arzetmektedir. Bu çalışmada endüstriyel kullanımı yaygınlaşan ve tüketici talepleri artan sarımsak tozunun nitelikli olarak üretiminde Pirometre Kontrollü Kızılötesi Destekli Kırınım Pencereli Kurutma (PKD-KPK) yönteminin yeni yaklaşımlarla kullanımı ile endüstride yaygın uygulanan farklı kurutma yöntemleri karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Bu teknoloji sarımsak tozu üretiminde ilk kez kullanılmıştır. Biyoaktif bileşenlerce zengin, yüksek aroma içerikli sarımsak tozu üretimi amacıyla öncelikle püre haline getirilmiş sarımsağın kontrollü koşullarda PKD-KPK sisteminde kuruma koşulları optimize edilmiştir. Elde edilen optimum kurutma koşullarında püreye uygun taşıyıcılar ekleyerek kurutma yapılmış, bu kurutma için eklenen taşıyıcı kompozisyonu optimize edilmiştir. Ayrıca en iyi kurutma yaklaşımının belirlenebilmesi için optimum kurutma koşullarında köpük kurutma işlemi gerçekleştirilmiş, bu işlemin uygulama koşulları da optimize edilmiştir. Sarımsak tozunun aroma ve biyoaktif bileşenler açısından zengin bir yapıda üretilebilmesi amacıyla farklı kurutma yöntemleri sistematik olarak karşılaştırılmış; özellikle pirometre kontrollü kızılötesi destekli kırınım pencereli kurutma (PKD-KPK) sisteminin etkinliği detaylı biçimde değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında sarımsak püresi, PKD-KPK sisteminde optimize edilmiş koşullarda kurutulmuştur. Box-Behnken deney tasarımı ile gerçekleştirilen optimizasyon çalışması sonucunda en uygun kurutma koşulları 0.9 m/s hava akış hızı, 60 °C kurutma suyu sıcaklığı ve 30 °C püre yüzey sıcaklığı olarak belirlenmiş; bu koşullarda kuruma süresi 50 dakika olarak kaydedilmiştir. İkinci aşamada taşıyıcı kompozisyonu I-Optimal deney tasarımı ile optimize edilmiş ve optimum taşıyıcı oranları 1.841 g Arap zamkı ile 3.159 g maltodekstrin olarak tespit edilmiştir. Bu koşullarda kuruma süresi 33.6 dakika'ya düşmüştür. Sonraki aşamada kurutma hızını artırmak ve ürün niteliğini geliştirmek amacıyla köpük kurutma uygulaması da denenmiştir. Bu işlemde köpürtme ajanı olarak seçilen çöven ekstraktının optimum kullanım oranı %0.33 ve köpürtme süresi 2.25 dakika olarak belirlenmiş, bu koşullarda köpürtülen sarımsak püresinin PKD-KPK sisteminde kurutulmasıyla nihai nem oranına 28 dakikada ulaşılmıştır. Optimizasyon çalışmalarının ardından, farklı kurutma yöntemleriyle (PKD-KPK, sıcak hava kurutma, donuk kurutma) ve çeşitli sarımsak formlarıyla (püre, diş, dilim) elde edilen toz ürünler, duyusal, fiziksel ve kimyasal kalite parametreleri ile depolama özellikleri açısından karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Fiziksel özellikler açısından, esmerleşme indeksi en düşük değeri 6.56 ± 0.02 ile dondurarak kurutulan püre formundaki örnekte göstermiştir. Buna karşılık, fırında püre formunda kurutulan örnek 24.31 ± 0.29 esmerleşme indeksi ile bu parametre bakımından en yüksek değerlere sahip olmuştur. Partikül boyutu analizinde, en düşük D4,3 değeri 8.39 ± 0.25 ile püre formunda dondurarak kurutulmuş örnekte belirlenirken bu değer PKD-KPK sisteminde taşıyıcı eklenerek kurutulmuş örnekte 17.27 ± 1.29'a kadar çıkmıştır. Kimyasal analiz sonuçlarına göre, toplam fenolik içeriğinin (TFİ) 3.31 ± 0.01 mg GAE/100 g KM değeri ile en iyi PKD-KPK sisteminde köpük kurutulan örnekte korunmuş, en fazla kayıp ise 1.71 mg GAE/100 g KM değeri ile fırında püre halinde kurutulan örnekte belirlenmiştir. Antioksidan aktivite PKD-KPK sisteminde kurutulan örnek için 21.93 ± 0.11 g TEAA/kg KM ölçülürken dondurarak kurutulan örnekler için ise ortalama 18.26–11.64 g TEAA/kg KM aralığında kalmıştır. Allisin içeriği açısından PKD-KPK sisteminin koruyucu etkisi oldukça belirgin olmuştur. Bu sistemde kurutulan örneklerin allisin miktarları 6.72–4.60 mg/kg KM aralığında değişirken fırında kurutulan örnkelerde bu değer oldukça düşük olarak 1.40–0.10 mg/kg KM aralığında tespit edilmiştir. Toplam aroma PKD-KPK sisteminde taşıyıcı eklenerek kurutulan örnekte en yüksek düzeyde korunurken (4.10E+08 ± 1.96E+05 pik alanı), en yüksek aroma kaybı ise 2.72E+08 ± 4.02E+05 (pik alanı) değeri ile dilim formda dondurarak kurutulan örnekte belirlenmiştir. Duyusal analizlerde, PKD-KPK sisteminde taşıyıcılı ve taşıyıcısız olarak kurutulan örnekler genel olarak panelistler tarafından yüksek (4.6 ve 4.3) puanlar almıştır. Depolama süresi boyunca izlenen parametrelerde, 90 gün sonunda tüm örneklerde genel olarak azalma eğilimi saptanmıştır. Ancak PKD-KPK sisteminde kurutulan örneklerde bu kayıplar minimal düzeyde kalmıştır. Örneğin, taşıyıcı kullanılan örnekte allisin içeriği depolamanın başlangıcında 6.33 mg/kg KM iken, 90. gün sonunda %24'lük bir kayıpla 4.81 mg/kg KM'ye gerilemiş; aynı sürede TFİ değeri 2.81'den 2.37 mg GAE/100 g KM'ye, antioksidan aktivite ise 13.47'den 11.64 g TEAA/kg KM'ye düşmüştür. Sıcak hava kurutmalı dilim örneğinde allisin miktarı %50'ın üzerinde kayba uğramış ve 0.67 mg/kg KM seviyesine inmiştir. Aroma değerlerinde ise izlenen diğer parametrelerdeki değişimin aksine tüm örneklerde artış belirlenmiştir. Dondurarak kurutulan örneklerde %50 üzerinde bir aroma artışı tespit edilmiş olup PKD-KPK sisteminde kurutulan örneklerde bu artış %14-16 arasında belirlenmiştir. Sonuç olarak, PKD-KPK kurutma sisteminin, gerek ürün kalitesi gerekse biyoaktif ve aromatik bileşen stabilitesi açısından diğer kurutma yöntemlerine göre daha başarılı olduğu belirlenmiştir. Bu sistemin, enerji verimliliği, ürün kalitesi ve raf ömrü parametrelerinde sunduğu avantajlar sayesinde endüstriyel uygulamalarda tercih edilebilirliği yüksek bir alternatif olabileceği düşünülmektedir.