Abstract

The application of current electrical heating processes is increasing with the developing technology. One of the current electrical heating methods as an alternative to the traditional heating process is Ohmic heating. Ohmic heating process is based on the heating principle that depends on the heat generation in the product by passing alternating current from the solid / liquid substance. Ohmic heating is regarded as a particularly fast, homogeneous and efficient heating. In the present study, with the help of ohmic heating process (13 V / cm at constant voltage gradient), the grape juice is heated from 20 °C to 90 °C and kept at a constant temperature for 4 different processing times (0, 20, 40 and 60 min.) It was aimed to examine some quality characteristics of grape juice. In addition, it was purposed to examine the electrical conductivity value, which is one of the important properties for ohmic heating during the process, and to determine the total spent energy value for the waiting time at different constant temperature (90 °C). While the heating time of grape juice from 20 °C to 90 °C was determined as 311 ± 5.01 s, it was stated that the temperature change due to time has a linear trend. In addition, it has been determined that as the temperature increases, the electrical conductivity value increases. It has been found that the electrical conductivity value of grape juice during the heating process varies between 0.144-0.582 S / m. In addition, during the ohmic heating application, as the holding time increases, the total consumed energy value increases but the average power value decreases. The changes in some quality characteristics during the heating of grape juice and holding at constant temperature were investigated. It was determined that the amount of Total Phenolic Content (TFC), which is particularly sensitive to heat treatment, in grape juice during the heating and waiting periods was between 466-367 mg/L in terms of Galic acid equivalent. In addition, it was found that the hydroxymethylfurfural (HMF) content of grape juice was between 0.60-4.71 ppm depending on the process of holding at different constant temperature. As a result, it was concluted that it influences the TFC amount and HMF content, which are among the quality criteria, on the waiting time at 90 °C (p <0.05).

Keywords

• Ohmic heating
• Electrical conductivity
• TPC
• HMF

Üzüm Suyunun Isıtılmasında Güncel Elektriksel Isıtma Uygulaması; Ohmik Isıtma

Öz

Gelişen teknoloji ile beraber güncel elektsiksel ısıtma işlemlerinin uygulaması giderek artmaktadır. Geleneksel ısıtma işlemine alternatif güncel elektriksel ısıtma yöntemlerinden birisi de Ohmik ısıtma işlemidir. Ohmik ısıtma işlemi katı/sıvı maddeden alternatif akım geçilmesiyle ürün içerisinde ısı jenerasyonuna bağlı olarak ürünün ısınma prensibine dayanmaktadır. Ohmik ısıtma işlemi özellikle hızlı, homojen ve verimli bir ısıtma olarak kabul edilmektedir. Mevcut çalışmada, ohmik ısıtma işlemi yardımıyla (sabit voltaj gradyanında 13 V/cm) üzüm suyunun 20 °C’den 90 °C’e kadar ısıtılması ve bu sıcaklıkta (90 °C) farklı işlem süresinde (0, 20, 40.ve 60 dk.) tutularak, üzüm suyunun bazı kalite özelliklerinin incelenmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca işlem sırasında ohmik ısıtma için önemli özelliklerinden olan elektriksel iletkenlik değerinin incelenmesi ve sabit sıcaklıkta (90 °C) farklı tutma sürelerinde toplam harcanan enerji değerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Üzüm suyunun 20 °C’den 90 °C’ye ısınma süresi 311±5.01 s olarak belirlenirken, zamana bağlı sıcaklık değişiminin lineer eğilimde olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sıcaklık arttıkça elektriksel iletkenlik değerinin arttığı belirlenmiştir. Üzüm suyunun ısıtma işlemi sırasındaki elektriksel iletkenlik değerinin 0.144-0.582 S/m arasında değiştiği bulunmuştur. Ayrıca ohmic ısıtma uygulaması sırasında sabit sıcaklıkta tutma süresi arttıkça toplam harcanan enerji değerinin arttığı ancak ortalama güç değerinin ise azaldığı bulunmuştur. Üzüm suyunun ısıtılması ve sabit sıcaklıkta tutma sırasında bazı kalite özelliklerinde değişim incelenmiştir. Özellikle ısıl işleme duyarlı olan Toplam Fenolik Madde (TFM) miktarının ısıtma ve sabit sıcaklıkta tutma sürelerindeki üzüm suyundaki miktarının Galik asit eşdeğeri cinsinden 466-367 mg/L arasında olduğu belirlenmiştir. Bunun yanısıra üzüm suyunun farklı sabit sıcaklıkta tutma işlemine bağlı olarak hidroksimetilfurfural (HMF) içeriğinin 0.60-4.71 ppm arasında olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak kalite kriterlerinden olan TFM miktarı ve HMF içeriği üzerine 90°C’de tutma süresi üzerine etkisi olduğu belirlenmiştir (p<0.05).

Anahtar Kelimeler

• ohmik ısıtma
• elektriksel iletkenlik
• toplam fenolik madde
• HMF

References

1. Akarca, G., & Tomar, O. (2018). Siyah ve Yeşil Çay İle Üretilen Kombucha Çaylarının Antimikrobiyal ve Antioksidatif Özellikleri. European Journal of Science and Technology, 14, 96–101. doi: 10.31590/ejosat.478054
2. Atik, İ., Şevik, R., & Karasu, S. (2019). Soğuk Press Kiraz (Prunus avium) Çekirdeği Yayının Fizikokimyasal Özellikleri, Yağ Asidi, Sterol, Tokoferol ve Fenolik Bileşen Karakterizasyonu. European Journal of Science and Technology, 17, 959–965. doi: 10.31590/ejosat.656768
3. Bayram, Y., Torlak, Y., & Sağdıç, O. (2019). Üvez Meyvesinin Antioksidan Aktivitesi. European Journal of Science and Technology, 16, 933–939. doi: 10.31590/ejosat.589736
4. Baysal, T., İçier, F., & Baysal, H. A. (2011). Güncel Elektriksel Isıtma Yöntemleri (1. Basım). Sidas Medya Yayınları.
5. FAO. (2019). Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT. Retrieved from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
6. Guida, V., Ferrari, G., Pataro, G., Chambery, A., Di Maro, A., & Parente, A. (2013). The effects of ohmic and conventional blanching on the nutritional, bioactive compounds and quality parameters of artichoke heads. LWT - Food Science and Technology, 53(2), 569–579. doi: 10.1016/j.lwt.2013.04.006
7. Icier, F. (2010). Ohmic blanching effects on drying of vegetable byproduct. Journal of Food Process Engineering, 33(4), 661–683. doi: 10.1111/j.1745-4530.2008.00295.x
8. Icier, F. (2012). Ohmic Heating of Fluid Foods. In Novel Thermal And Non-Thermal Technologies For Fluid Foods (pp. 305–367). Elsevier Inc. doi: 10.1016/B978-0-12-381470-8.00011-6

9. Icier, F., & Ilicali, C. (2004). Electrical conductivity of apple and sourcherry juice concentrates during ohmic heating. Journal of Food Process Engineering, 27(3), 159–180.
10. Içier, F., Yildiz, H., & Baysal, T. (2008). Polyphenoloxidase deactivation kinetics during ohmic heating of grape juice. Journal of Food Engineering, 85(3), 410–417. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2007.08.002
11. İncedayi, B., Seyhan, B., & Çopur, Ö. U. (2019). Ohmik Isıtma Destekli İşlemlerin Gıdalarda Kullanımı ve Kalite Üzerine Etkisi Use of Ohmic Heating Assisted Treatments in Foodstuffs and Impact on Quality. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi Journal of Agricultural Faculty of Bursa Uludag University, 33(2), 341–354.
12. Karadağ, A. (2019). Türkiye’deki Bazı Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin Antioksidan Potansiyalleri ve Fenolik Kompozisyonları. European Journal of Science and Technology, 16, 631–637. doi: 10.31590/ejosat.592711
13. Kiraca, M. A., & Şenol, M. A. (2017). Türkiye Bağcılığında Ekonomik Durum Analizi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, 122–131. doi: 10.17100/nevbiltek.287811
14. Louarme, L., & Billaud, C. (2012). Evaluation of ascorbic acid and sugar degradation products during fruit dessert processing under conventional or ohmic heating treatment. LWT - Food Science and Technology, 49(2), 184–187. doi: 10.1016/j.lwt.2011.12.035
15. Sabanci, S., Cevik, M., Cokgezme, O. F., Yildiz, H., & Icier, F. (2018). Quality characteristics of pomegranate juice concentrates produced by ohmic heating assisted vacuum evaporation. Journal of the Science of Food and Agriculture, 4. doi: 10.1002/jsfa.9474
16. Sabancı, S. (2017). Ohmik ısıtma destekli vakum altında evaporasyon sisteminin kurulumu, performans değerlendirmesi, işlemin deneysel ve kuramsal incelenmesi/Setting up and performance evaluation of ohmic heating assisted vacuum evaporation system, and experimental investiga [Doktora tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ege Üniversitesi]. Retrieved from https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
17. Sabancı, S., & Icier, F. (2019). Effects of Vacuum Ohmic Evaporation on Some Quality Properties of Sour Cherry Juice Concentrates. International Journal of Food Engineering, 15(9). doi: 10.1515/ijfe-2019-0055
18. Yildiz, H., Bozkurt, H., & Icier, F. (2009). Ohmic and conventional heating of pomegranate juice: Effects on rheology, color, and total phenolics. Food Science and Technology International, 15(5), 503–512. doi: 10.1177/1082013209350352