Drying of Lemon Peels with Hot Air, Microwave and Hot Air-Microwave Combination

Öz

In this study, the drying performance of lemon peel samples was investigated by drying processes with microwave, hot air and their combinations. Three different temperatures (40, 50 and 60°C) and three different microwave powers (90, 180 and 360 W) were used. Effects of drying conditions on drying rate and drying time were determined. Page and Modified Page models were found to be the best expressing models of the drying kinetics of lemon peels. With the increase in temperature and microwave power, the drying rate increased, while the drying time decreased. It was observed that the drying process performed with the combination of 60°C hot air and 360 W microwave had the highest drying rate with the shortest drying time of 24 minutes. The effect of drying processes on the color of lemon peels was determined by determining the L*, a*, b*, Hue angle, Chroma and ∆E* values and the color differences between fresh and dry samples. Due to the darkening of the samples under high microwave power, it was concluded that the use of 90 and 180 W is more suitable than 360 W. Total amount of phenolic substances increased in the dried samples compared to the fresh samples, while the antioxidant activity decreased. At 40°C, which has the longest drying time, the decrease in antioxidant activity was the highest with 85.54%. The drying process performed with the combination of 60°C and 360 W was the drying condition in which the total phenolic content increased the most with 186.11%.

Anahtar Kelimeler

• Lemon peel
• drying
• microwave
• hot air
• kinetic modeling

Limon Kabuklarının Sıcak Hava, Mikrodalga ve Sıcak Hava-Mikrodalga Kombinasyonu ile Kurutulması

Öz

Bu çalışmada, limon kabuğu örneklerinin mikrodalga, sıcak hava ve mikrodalga ile sıcak havanın kombinasyonlarıyla gerçekleştirilen kurutma işlemlerinin kuruma performansları araştırılmıştır. Çalışmada üç farklı sıcaklık değeri (40, 50 ve 60°C) ve üç farklı mikrodalga gücü (90, 180 ve 360 W) kullanılmıştır. Kurutma koşullarının kuruma hızı ile kuruma süresine etkileri tespit edilmiştir. Limon kabuklarının kuruma kinetiğini en iyi ifade eden modellerin Page ve Modifiye Page modelleri olduğu belirlenmiştir. Sıcaklık ve mikrodalga gücünün artışıyla birlikte örneklerin kuruma hızı artarken, kuruma süreleri azalmıştır. 60°C sıcak hava ile 360 W mikrodalga kombinasyonuyla yapılan kurutma işleminin en yüksek kuruma hızına sahip olduğu görülmüştür. Bu koşul 24 dakika ile en kısa kuruma süresine sahip kurutma işlemi olmuştur. Kurutma işlemlerinin limon kabuklarının rengine olan etkisi L*, a*, b*, Hue açısı, Kroma ve ∆E* değerleri belirlenerek taze ve kuru örnekler arasındaki renk farklılıkları incelenmiştir. Yüksek mikrodalga gücünün örneklerin renginde kararmalara neden olmasından dolayı limon kabuklarının kurutulmasında 90 ve 180 W kullanılmasının daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Yapılan tüm kurutma işlemlerinin sonucunda taze örneklere göre kuru örneklerde toplam fenolik madde miktarının arttığı, antioksidan aktivitenin ise azaldığı saptanmıştır. Kuruma süresi en uzun olan 40°C sıcak havada yapılan kurutmada antioksidan aktivitedeki azalma %85.54 ile en fazladır. 60°C sıcak hava ile 360 W mikrodalga kombinasyonu ile yapılan kurutma işlemi, toplam fenolik maddenin %186.11 ile en fazla artış olduğu kurutma koşul olarak saptanmıştır

Anahtar Kelimeler

• Limon kabuğu
• kurutma
• mikrodalga
• sıcak hava
• kinetik modelleme

Kaynakça

1. Alibaş İ, 2006. Characteristics of chard leaves during microwave, convective and combined microwave-convective drying. Drying Technology, 24(11): 1425-1435.
2. Alibaş İ, 2007. Microwave, air and combined microwave–air-drying parameters of pumpkin slices. LWT-Food Science and Technology, 40(8): 1445-1451.
3. Arslan D, Özcan MM, 2010. Study the effect of sun, oven and microwave drying on quality of onion slices. LWT-Food Science and Technology, 43(7): 1121-1127.
4. Cesur H, 2014. Kurutulmuş turunçgil kabuklarının kefirin bazı mikrobiyal, kimyasal ve fiziksel özelliklerine etkisi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
5. Demiray E, 2009. Kurutma işleminde domatesin likopen, β-karoten, askorbik asit ve renk değişim kinetiğinin belirlenmesi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
6. Demiray E, 2015. Havuç ve Kırmızı Biberin Farklı Kurutma Yöntemleri ile Kurutulması, Kuruma Karakteristiklerinin ve Bazı Kalite Özelliklerindeki Değişimin Modellenmesi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
7. Gorinstein S, Martın-Belloso O, Park YS, Haruenkit R, Lojek A, Cız M, Caspi A, Libman I, Trakhtenberg S, 2001. Comparison of some biochemical characteristics of different citrus fruits. Food Chemistry, 74 (3): 309-315.
8. Güzel M, Akpınar Ö, 2017. Turunçgil kabuklarının biyoaktif bileşenleri ve antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(2): 153-167.

9. Horuz E, Bozkurt H, Karataş H, Maskan M, 2017a. Effects of hybrid (microwave-convectional) and convectional drying on drying kinetics, total phenolics, antioxidant capacity, vitamin C, color and rehydration capacity of sour cherries. Food Chemistry, 230: 295-305.
10. Horuz E, Jaafar HJ, Maskan M, 2017b. Ultrasonication as pretreatment for drying of tomato slices in a hot air–microwave hybrid oven. Drying Technology, 35(7): 849-859.
11. Horuz E, 2018. Investigation of drying and quality parameters of some fruits and vegetables in home type hybrid (convectional-microwave) oven. Gaziantep Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
12. İzli N, Yıldız G, Ünal H, Işık E, Uylaşer V, 2014. Effect of different drying methods on drying characteristics, colour, total phenolic content and antioxidant capacity of Goldenberry (Physalis peruviana L.). International Journal of Food Science and Technology, 49(1): 9-17.
13. İzli N, 2016. Kayısının (Prunus armeniaca L.) konvektif, mikrodalga ve mikrodalga-konvektif yöntemleriyle kurutulması ve matematiksel modellenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 31(3): 375.
14. Kocayiğit F, 2010. Bazı sebzelerin kurutma karakteristiklerinin incelenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
15. Maskan M, 2000. Microwave/air and microwave finish drying of banana. Journal of Food Engineering, 44(2): 71-78.
16. McMinn WAM, 2006. Thin-layer modelling of the convective, microwave, microwave-convective and microwave-vacuum drying of lactose powder. Journal of Food Engineering, 72(2): 113-123.
17. Özel ÖF, 2010. Balkabağının farklı kurutma şartlarındaki kurutma karakteristiklerinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
18. Saraçoğlu T, 2017. Bazı Narenciye Çeşitlerinin Seçilmiş Fiziksel ve Hidrodinamik Özellikleri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 32(2): 206-215.
19. Seerangurayar T, Al-Ismaili AM, Jeewantha LJ, Al-Habsi NA, 2019. Effect of solar drying methods on color kinetics and texture of dates. Food and Bioproducts Processing, 116: 227-239.
20. Singleton VL, Orthofer R, Lamuela-Raventós RM, 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent. In Methods in enzymology (Vol. 299, pp. 152-178). Academic press.
21. Soysal Y, 2004. Microwave drying characteristics of parsley. Biosystems Engineering, 89(2): 167-173.
22. Tekgül Y, 2019. limon kabuğunun farklı kurutma yöntemleriyle optimum kurutma koşullarının belirlenmesi ve kurutma yöntemlerinin bazı kalite özellikleri ile uçucu bileşenler üzerine etkileri. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
23. Thaipong K, Boonprakob U, Crosby K, Cisneros-Zevallos L, Byrne DH, 2006. Comparison of ABTS, DPPH, FRAP, and ORAC assays for estimating antioxidant activity from guava fruit extracts, Journal of Food Composition and Analysis, 19(6-7): 669-675.
24. Tüfekçi S, 2014. Ultrases ön işleminin bamya ve elma örneklerinin kurutma performansları üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
25. Zambak Ö, 2015. Ultrases ön işleminin sığır bonfile ve tavuk göğüs etlerinin kurutma davranışları üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
26. Wang Z, Sun J, Chen F, Liao X, Hu X, 2007. Mathematical modelling on thin layer microwave drying of apple pomace with and without hot air pre-drying. Journal of Food Engineering, 80: 536-544.
27. Anonim, 2016. T. C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Veri Kontrol ve İstatistik Şube Müdürlüğü, Ankara.
28. Dahl GE, Elsasser TH, Capuco AV, Erdman RA, Peters RR, 1997. Effects of long day photoperiod on milk yield and circulating insulin-like growth factor-1. Journal of Dairy Science, 80: 2784–2789.
29. Faulkner A, 1999. Changes in plasma and milk concentrations of glucose and IGF-1 in response to exogenous growth hormone in lactating goats. Journal of Dairy Research, 66: 207-214.
30. Hamzaoui S, Salama KAA, Albanell E, Such X, Caja G, 2013. Physiological responses and lactational performances of late-lactation dairy goats under heat stress conditions. Journal of Dairy Science, 96: 6355–6365.
31. Jin J, Sawai K, Hashizume T, 2013. Effects of photoperiod on secretory patterns of growth hormone in adult male goats. Animal Science Journal, 84: 790–797.
32. Ma H, Zhang W, Song WH, Sun P, Jia ZH, 2012. Effects of tryptophan supplementation on cashmere fiber characteristics, serum tryptophan, and related hormone concentrations in cashmere goats. Domestic Animal Endocrinology, 43: 239–250.
33. Noyan A, 1988. Fizyoloji. Meteksan Ltd., 5. Baskı, S. 1007. Ankara.