Köpük Kurutma Yöntemiyle Kurutulan Pırasanın (Allium Porrum L.) Fizikokimyasal ve Antioksidan Özellikleri

Abstract

Köpük kurutma, sıvı veya yarı katı ürünün köpürtücü ajanlarla karıştırılarak stabil köpük eldesini takiben yapılan kurutma işlemidir. Mevcut çalışmada, pulp haline getirilen pırasa (Allium porrum L.)'nın önce köpük haline getirilmesi sonra kurutulmasıyla toz üretimi gerçekleştirilmiştir. Bunun için önce sebze pulpu, yumurta akı, karboksimetil selüloz ve maltodekstrin çırpılarak köpük hale getirilmiştir. Köpürtücü ajan oranı, yüzey yanıt yöntemi ve merkezi kompozit tasarımı modeli kullanılarak köpük stabilitesi, hacmi ve yoğunluğu açısından optimize edilmiştir. Stabilite ve hacmi yüksek, yoğunluğu düşük optimum köpük eldesi için yumurta akı, karboksimetil selüloz ve maltodekstrin oranı sırasıyla %8.39, 1.50 ve 14.37 olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda elde edilen pırasa pulpu içeren köpükler, farklı sıcaklıklarda (50, 60, 70 ve 80°C) konvektif olarak ve dondurarak kurutulmuştur. Elde edilen tozların fizikokimyasal, antioksidan, akış ve morfolojik özellikleri ile kurutma kinetikleri belirlenmiştir. Tozların Gaz Kromatografisi Kütle Spektrosu (GC-MS) yardımıyla uçucu bileşen, sıvı kromatografisi (LC-MS-MS) ile fenolik bileşik profilleri çıkartılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen verilere göre en uygun kurutma modeli 'Midilli' olarak seçilmiştir. GC-MS ile yapılan uçucu bileşen analizi sonucunda kükürtlü bileşenlerden taze pırasa ve toz örneklerde trisülfit dipropilin baskın bileşen olduğu belirlenmiştir. Yüksek sıcaklıklarda furanlar grubu (70 ve 80°C) oluştuğu saptanmıştır. LC-MS/MS bireysel fenolik bileşik analizinde ise liyofilize toz ve taze pırasada sinapik asit baskın fenolik bileşik olarak tespit edilmiştir. Üretilen tozlarda en yüksek toplam fenolik madde (1368.87±114.43 mg/kg), toplam flavonoid (225.61±4.76 mg/kg) ve ABTS radikalini giderme etkisi (16.18±0.30 mmol/g) 70°C'de, DPPH serbest radikalini giderme etkisi (5.53±0.50 mmol/g) ve demir indirgeme antioksidan gücü (FRAP) (2.76±0.41mmol/g) 80°C'de kurutulanlarda belirlenmiştir. Çalışma sonucunda pırasa köpük kurutma ile elde edilen tozların fenolik bileşik, uçucu bileşen profilleri ve toz özellikleri birlikte değerlendirildiğinde; konvektif olarak 50°C kurutulan tozların diğerlerine göre daha üstün olduğu tespit edilmiştir.Foam drying refers to a process in which a liquid or semi-solid product is mixed with foaming agents to generate a stable foam, followed by subsequent drying. In this study, powder production was achieved by first foaming and then drying leek (Allium porrum L.) pulp. The vegetable pulp was combined with egg white, carboxymethyl cellulose (CMC), and maltodextrin and whipped to form a foam. The proportions of the foaming agents were optimized using Response Surface Methodology (RSM) in conjunction with a Central Composite Design (CCD) model, targeting foam stability, volume, and density. The optimal conditions for obtaining high foam stability and volume with low density were identified as 8.39% egg white, 1.50% CMC, and 14.37% maltodextrin. Under these optimized conditions, foams containing leek pulp were dried using both convective drying at varying temperatures (50, 60, 70, and 80°C) and freeze-drying techniques. The resultant powders were analyzed for their physicochemical, antioxidant, flow, and morphological properties, alongside the determination of drying kinetics. Volatile compounds were identified via Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS), while phenolic compound profiles were elucidated through Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS). The drying kinetics analysis indicated that the 'Midilli' model provided the best fit for the experimental data. GC-MS analysis identified trisulfide dipropyl as the predominant volatile compound in both fresh leek and powder samples. It has been determined that furans are formed at high temperatures (70 and 80°C). LC-MS/MS analysis revealed sinapic acid as the dominant phenolic compound in both freeze-dried powder and fresh leek samples. Powders produced at 70°C exhibited the highest total phenolic content (1368.87 ± 114.43 mg/kg), total flavonoid content (225.61 ± 4.76 mg/kg), and ABTS radical scavenging activity (16.18 ± 0.30 mmol/g). Powders dried at 80°C exhibited the higest DPPH radical scavenging activity (5.53 ± 0.50 mmol/g) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) (2.76 ± 0.41 mmol/g). Considering the phenolic and volatile compound profiles, alongside powder characteristics, it was concluded that powders obtained through convective drying at 50°C exhibited superior overall qualities compared to those produced under other conditions.