AYRAN ÜRETİMİNDE EN UYGUN ULTRASON GÜÇ VE SÜRESİNİN BELİRLENMESİ

Abstract

Ultrason (US) teknolojisi, fermente süt ürünleri üretiminde kaliteyi iyileştiren yenilikçi bir gıda işleme yöntemidir. Bu çalışmada, ayran örneklerinin bazı fizikokimyasal ö zelliklerinde iyileşme sağlayabilecek u ltrason g üç ve u ygulama s üresinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda çiğ süte 75, 100 ve 125 W güç seviyelerinde ve 0 (kontrol), 5, 10, 20 ve 30 dakika sürelerle US uygulanmış, ardından geleneksel yöntemle ayran üretilmiştir. Ayran örnekleri +4  °C’de 21 gün süreyle depolanmış; 1., 7., 14. ve 21. günlerde asitlik, pH, serum ayrılması, viskozite ve renk analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre US gücü arttıkça serum ayrılması azalmış, viskozite ve L* değerleri artmıştır (P<0.05). Sonuç olarak, incelenen ayran örneklerinde viskozite, serum ayrılması ve L* (parlaklık) özellikleri bakımından 100 W US gücü ve 20 dakikalık uygulama süresi, diğer uygulamalara kıyasla daha olumlu sonuçlar vermiştir.

Keywords

• Ultrason
• ayran
• fermente süt ürünleri

Supporting Institution

Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

2022-09-04-1556

Thanks

Çalışmaya verdikleri desteklerden dolayı Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi’ne teşekkür ederiz (Proje No: 2022-09-04-1556). Ayrıca, “100/2000 YÖK Doktora Programı” kapsamında burs vererek doktora eğitimine katkı sağlayan Yükseköğretim Kurulu (YÖK) Başkanlığına teşekkür ederiz.

DETERMINATION OF THE OPTIMAL ULTRASOUND POWER AND TIME IN AYRAN PRODUCTION

Abstract

Ultrasound (US) technology is an innovative food processing method that offers several advantages in fermented dairy production. This study aimed to determine the ultrasound power and duration that have an acceptable positive effect on some physicochemical properties of ‘ayran’ (a Turkish yogurt drink). Raw milk was treated with ultrasound at three power levels (75, 100, and 125 W) and different treatment times (0-control, 5, 10, 20, and 30 min.), followed by ‘ayran’ production using the conventional method. Samples were stored at 4  °C for 21 days; acidity, pH, serum separation, viscosity, and color parameters were analyzed on days 1, 7, 14, and 21. As ultrasound power increased, serum separation decreased, while viscosity and L* values increased (P<0.05). In conclusion, in the examined ‘ayran’ samples, the 100 W US power and 20-minute application time showed more positive effects compared to other applications in terms of viscosity, serum separation, and L* (brightness) properties.

Keywords

• Ultrasound
• ayran
• yogurt-based beverage products

Supporting Institution

Bu çalışma, “Farklı Aşamalarda Süte Ultrason Uygulanarak Üretilen ve Depolanan Ayran Örneklerinin Bazı Özelliklerinde Meydana Gelen Değişmeler” isimli ve 919915 numaralı lisansüstü tezden üretilmiş ve ICONFOOD'23 kongresinde sözlü bildiri olarak sunulmuştur.

Project Number

2022-09-04-1556

Thanks

The authors would like to thank the Bolu Abant İzzet Baysal University Scientific Research Projects Coordination Unit for their financial support to this study (Project No: 2022-09-04-1556). In addition, the authors would like to thank the Council of Higher Education (YÖK), Türkiye for providing a scholarship under the ‘100/2000 YÖK Doctoral Scholarship Program’, which contributed to the doctoral education.

References

1. Abesinghe, A. M. N. L., Islam, N., Vidanarachchi, J. K., Prakash, S., Silva, K. F. S. T. & Karim, M. A. (2019). Effects of ultrasound on the fermentation profile of fermented milk products incorporated with lactic acid bacteria. International Dairy Journal, 90, 1-14.
2. Adekunte, A., Tiwari, B., Cullen, P., Scannell, A., & O’Donnell, C. (2010). Effect of sonication on colour, ascorbic acid and yeast inactivation in tomato juice. Food Chemistry, 122(3), 500–507.
3. Ahmed, M. R., Yasmin, J., Lee, W. H., Mo, C., & Cho, B. K. (2017). Imaging technologies for nondestructive measurement of internal properties of agricultural products: A review. Journal of Biosystems Engineering, 42(3), 199-216.
4. Akdeniz, V., Akalın, A. S. (2017). Ultrason uygulamasının süt ürünlerinde homojenizasyon, jel yapısı, viskozite ve su tutma kapasitesi üzerine etkisi. Gıda, 42(6), 743-753.
5. Al Musa, R. (2025). The Impact of Ultrasonic Treatment on the Physiochemical and Microbial Properties of Iraqi Soft Cheese. Journal of Food Science and Technology (Iran), 22(160), 50-62.
6. Astráin-Redín, L., Skipnes, D., Cebrián, G., Álvarez-Lanzarote, I., & Rode, T.M. (2023). Effect of the Application of Ultrasound to Homogenize Milk and the Subsequent Pasteurization by Pulsed Electric Field, High Hydrostatic Pressure, and Microwaves. Foods 2023, 12, 1457.
7. Brito, I. P. C. & Silva, E. K. (2025). Ultrasound-induced gelation of proteins in plant-based milk: Structural modifications, rheological properties and network formation mechanism. Food Hydrocolloids, 166, 111342.
8. Carrillo-Lopez, L. M., Garcia-Galicia, I. A., Tirado-Gallegos, J. M., Sanchez-Vega, R., Huerta-Jimenez, M., Ashokkumar, M., & Alarcon-Rojo, A. D. (2021). Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry, 73, 105467.

9. Devore, J., & Peck, R. (1993). Statistics: The exploration and analysis of data, Duxbury Press, An imprint of Wadsworth Publishing Company, Belmont/California/USA.
10. Dolatowski, Z. J., Stadnik, J. & Stasiak, D. (2007). Applications of ultrasound in food technology. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 6(3), 88-99.
11. Duman, Ü.S. (2019). Ayranın Fizikokimyasal ve Reolojik Özellikleri Üzerine Transglutaminaz Enzimi ile Ultrasonikasyon İşleminin Birlikte Kullanımının Etkisi. [Yüksek Lisans Tezi, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi], YÖK Ulusal Tez Merkezi.
12. Duran, A. & Eraslan, E. C. (2023). Current Research in Engineering. S. Bardak & Ü. Kaya (Eds), Ultrasound Applications In Food Technology.  (Chapter 10, pp. 197-224). Gece Publishing.
13. Ektik, N. ve Tavşanlı, H. (2021). Yoğurt üretiminin farklı aşamalarında ultrason uygulamasının yoğurtların mikrobiyolojik ve bazı fizikokimyasal özellikleri üzerine etkisinin değerlendirilmesi. Izmir Democracy University Health Sciences Journal, 4(1), 94-104.
14. Erkaya, T., Başlar, M., Şengül, M., & Ertugay, M. F. (2015). Effect of thermosonication on physicochemical, microbiological and sensorial characteristics of ayran during storage. Ultrasonics Sonochemistry, 23, 406-412.
15. Ertugay, M. F., Baslar, M., Sengul, M., & Sallan, S. (2012). The effect of acoustic energy on viscosity and serum separation of traditional Ayran, a Turkish Yoghurt Drink. GIDA, 37(5), 253-257.
16. Flores-Jiménez, N. T., Ulloa, J. A., Urías Silvas, J. E., Ramírez Ramírez, J. C., Rosas Ulloa, P., Bautista Rosales, P. U., & Gutiérrez Leyva, R. (2019). Effect of high-intensity ultrasound on the compositional, physicochemical, biochemical, functional and structural properties of canola (Brassica napus L.) protein isolate. Food Research International, 121, 947–956.
17. Guimarães, J. T., Balthazar, C. F., Scudino, H., Pimentel, T. C., Esmerino, E. A., Ashokkumar, M., & Cruz, A. G. (2019). High-intensity ultrasound: A novel technology for the development of probiotic and prebiotic dairy products. Ultrasonics Sonochemistry, 57, 12–21.
18. Gursoy, O., Yilmaz, Y., Gokce, O., & Ertan, K. (2016). Effect of ultrasound power on physicochemical and rheological properties of yoghurt drink produced with thermosonicated milk. Emirates Journal of Food and Agriculture, 235-241.
19. Jadhav, H. B., Das, M., Das, A., Geetha, V., Choudhary, P., Annapure, U., & Alaskar, K. (2024). Enhancing the functionality of plant-based proteins with the application of ultrasound–A Review. Measurement: Food, 13, 100139, 1-12.
20. Kenari, R. E., & Razavi, R. (2021). Effect of sonication conditions: Time, temperature and amplitude on physicochemical, textural and sensory properties of yoghurt. International Journal of Dairy Technology, 74(2), 332-343.
21. Keskin, M., Setlek, P. ve Demir, S. (2017). Renk ölçüm sistemlerinin gıda bilimleri ve tarımda kullanım alanları [Bildiri sunumu]. International Advanced Researches & Engineering proceeding içinde (s. 2350-2359).
22. Khouryieh, H. A. (2021). Novel and emerging technologies used by the US food processing industry. Innovative Food Science Emerging Technologies, 67: 102559. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102559.
23. Kilic-Akyilmaz, M., Kurt, C., Uzunoglu, T. P., Turkmen, F., Gunes, G., & Erem, E. (2023). Comparison of high intensity ultrasound and heat treatment for extending shelf life of a fermented milk beverage. International Dairy Journal, 141, 105617. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2023.105617.
24. Kurt A., Çakmakçı S., Çağlar A. (1996). Süt ve mamülleri muayene ve analiz metotları rehberi, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 257, Erzurum.
25. Kurt, Ç. (2013). Yüksek güçlü ultrases işleminin fermente süt içeceğinin fiziksel özelliklerine etkisi [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
26. Lucey, J. A., Tamehana, M., Singh, H., & Munro, P. A. (1999). Stability of model acid milk beverage: effect of pectin concentration, storage temperature and milk heat treatment. Journal of texture studies, 30(3), 305-318.
27. Nguyen, T. M. P., Lee, Y. K., & Zhou, W. (2009). Stimulating fermentative activities of bifidobacteria in milk by highintensity ultrasound. International dairy journal, 19(6-7), 410-416.
28. Ragab, E. S., Zhang, S., Korma, S. A., Buniowska-Olejnik, M., Nasser, S. A., Esatbeyoglu, T., Lv, J., Nassar, K. (2023). Physicochemical and rheological properties of stirred yoghurt during storage induced from high-intensity thermosonicated goat and cow milk. Fermentation, 9(1), 42.
29. Singla M., Sit N. (2021). Application of ultrasound in combination with other technologies in food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry, 73, 105506. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105506.
30. Şengül, M., Başlar, M., Erkaya, T., & Ertugay, M. F. (2009). Ultrasonik homojenizasyon işleminin yoğurdun su tutma kapasitesi üzerine etkisi. GIDA, 34(4), 219-222.
31. Tamuçay-Özünlü, B., Koçak, C. (2010). Farklı inkübasyon sonu asitliğinin ayran kalitesine etkisi. GIDA, 35(2), 113-119.
32. Tarım ve Orman Bakanlığı. (2022, Kasım). Türk Gıda Kodeksi Fermente Süt Ürünleri Tebliği. https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2022/11/20221130-5.htm.
33. Taş, T. K., Güzel-Seydim, Z. (2010). Çeşitli yağ ikame maddeleri ve probiyotik kullanımının ayran kalite kriterleri üzerine etkilerinin belirlenmesi. GIDA, 35(2), 105-112.
34. Uzunoğlu, T.P. (2012). Yüksek güçlü ultrases işleminin kısa ve uzun ömürlü ayranın mikrobiyolojik ve duyusal özelliklerine etkisi [Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi.
35. Yang, S., Piao, Y., Li, X., Mu, D., Ji, S., Wu, R., & Wu, J. (2023). A new decontamination method for Bacillus subtilisin pasteurized milk: Thermosonication treatment. Food Research International, 163, 112291.
36. Yazar Özen, A. (2017). Ultrasonikasyon uygulamasının ayran üretiminde bazı kalite parametrelerine etkisi [Yüksek Lisans Tezi, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi] YÖK Ulusal Tez Merkezi.
37. Yüksel, F. (2013). Gıda teknolojisinde ultrases uygulamaları. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(2), 29-38.