T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU Proje Başlığı: Bezelyelerde klorofil degradasyon kinetiğinin belirlenmesi Proje Yürüt

T.C.

ANKARA ÜNİVERSİTESİ

BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU

Proje Başlığı: Bezelyelerde klorofil degradasyon kinetiğinin belirlenmesi

Proje Yürütücüsü : Prof. Dr. Feryal Karadeniz

Yardımcı Araştırıcılar: Yeşim Soyer, Nuray Koca, Hande Selen Burdurlu

Proje Numarası : 2003-07-11-073 Başlama Tarihi : 01.07.2003 Bitiş Tarihi : 01.07.2005

Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara- 2005

I. Projenin Türkçe Adı: Bezelyelerde klorofil degradasyon kinetiğinin belirlenmesi ÖZET

Bezelyelerde klorofil degradasyonu ve yeşil renk kaybı üzerine ısı uygulaması ve pH koşullarının etkisi 70 °, 80°, 90° ve 100 °C sıcaklıklarda araştırılmıştır. Ayrıca, çinko ilavesinin klorofil degradasyonu ve renk stabilitesi üzerine etkisi de incelenmiştir. –a (yeşil), -a/b oranı ve renk tonu (hue, h) değerlerindeki değişim ile ifade edilen yeşil rengin degradasyonu tristimulus kolorimetresi ile ölçülürken klorofil a ve klorofil b’deki değişim HPLC ile belirlenmiştir. Farklı haşlama sıcaklıklarında, klorofil a ve klorofil b degradasyonu ile yeşil renk kaybı birinci dereceden bir reaksiyona uymaktadır. Reaksiyonların sıcaklığa bağımlılığı Arrhenius eşitliği ile belirlenmiştir.

Klorofil a ve b için aktivasyon enerjileri sırasıyla 11.42 ve 7.85 kcal mol^-1 iken bu değer yeşil renk parametreleri için (–a, -a/b ve h) 12.39 ve 14.06 kcal mol^-1 aralığında değişmektedir. Buna ilaveten, pH 5.5, 6.5 ve 7.5’da klorofil a ve b degradasyonu da, yeşil renk kaybında olduğu gibi birinci dereceden bir reaksiyon kinetiğine uymaktadır.

Çalışılan tüm pH değerlerinde Ea değerleri klorofil a için 4.80-13.97 kcal mol ^–1 ve klorofil b için 6.84-11.02 kcal mol ^–1 aralığında değişmektedir. 70°, 80°, 90° ve 100 °C sıcaklıklarda farklı pH koşullarında –a değeri için aktivasyon enerjileri 8.13-12.03 kcal mol ^–1 aralığında iken –a/b için 8.77-12.03 kcal mol ^–1 aralığındadır. Çalışılan konsantrasyon aralığında (75, 100, 150 ppm) çinko ilavesinin haşlanmış bezelyelerde yeşil rengi geliştirmede etkili olmadığı saptanmıştır.

Projenin İngilizce Adı: Determination of chlorophyll degradation kinetics in green peas

ABSTRACT

The effects of heat treatment and pH conditions on the chlorophyll degradation and visual green color loss in green peas were studied at 70 °, 80°, 90° and 100 °C. The effect of zinc addition on chlorophyll degradation and color stability was also investigated. The visual green color degradation, as represented by the change of the –a (greenness), the ratio –a/b and hue (h) values, measured by tristimulus colorimeter while the changes in chlorophyll a and chlorophyll b were determined by HPLC. The degradation of chlorophyll a and chlorophyll b and green color loss fitted a first order reaction at different blanching

temperatures. The temperature dependence of reactions was determined by the Arrhenius equation. The activation energies (Ea) for chlorophylls a and b were found as 11.42 and 7.85 kcal mol^-1 respectively, while those for green color parameters (-a, -a/b, h) were in the ranges of 12.39 and 14.06 kcal mol^-1. In addition, the degradation of chlorophyll a and b as well as the visual green color loss also fitted a first-order kinetic model at pH 5.5, 6.5 and 7.5. The Ea values ranged from 4.80 to 13.97 kcal mol ^–1 for chlorophyll a and from 6.84 to 11.02 kcal mol ^–1 for chlorophyll b at all pH values studied. Activation energies for –a values ranged from 8.13 to 12.03 kcal mol ^–1, while for –a/b valuesranged from 8.77 to 12.03 kcal mol ^–1 at different pH conditions at 70, 80, 90 and 100 °C. It was determined that the Zn addition has no effect on improving the green color of blanched peas in the ranges of concentrations studied (75, 100, 150 ppm).

II. PROJENİN AMACI VE KAPSAMI

Projenin amacı, bezelyelerde en önemli duyusal kalite kriterlerinden birisi olan ve yeşil rengi veren klorofil pigmentinin degradasyon kinetiğinin belirlenmesidir. Buna ilaveten klorofil degradasyonunu engelleyici faktörler olan yüksek pH ve çinko ilavesi ile degradasyon düzeyinin saptanması da amaçlanmaktadır.

Ülkemizde üretilen önemli ürünlerden birisi olan bezelyelerde, bu konuda yapılmış bir çalışma bulunmamaktadır ve araştırma sonuçlarının hem uygulamaya hem de bilime katkısı olacağı düşünülmektedir.

PROJENİN KAPSAMI

Bu çalışmada, 70°, 80°, 90° (su banyosunda) ve 100 °C (yağ banyosunda) sıcaklıklarda farklı sürelerde (Çizelge 1) haşlanan bezelyelerde klorofil a ve klorofil b’nin degradasyon kinetiği belirlenmiştir.

Çizelge 1. Haşlama sıcaklıklarına göre örnek alma süreleri Sıcaklık (^oC) Örnek alma süreleri (dak)

70 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70

80 0, 10, 15, 20, 25, 35, 45, 55

90 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40

100 0, 3, 6, 9, 12, 15, 20

Ayrıca, farklı pH koşullarında haşlamanın klorofil degradasyon kinetiği üzerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla bezelyeler 5.5, 6.5 ve 7.5 pH olmak üzere 3 faklı tampon çözeltisi içerisinde aynı sıcaklıklarda haşlanmıştır. Haşlama sonunda belirli sürelerde alınan bezelyelerde (Çizelge 2) klorofil a ve klorofil b miktarları belirlenmiştir. Buna ilaveten, bezelyeler 70°, 80°, 90° ve 100 °C sıcaklıklarda farklı konsantrasyonlarda hazırlanan ZnCl₂ çözeltisinde de haşlanarak yeşil rengin korunması araştırılmıştır.

Çizelge 2. Farklı pH ve sıcaklık derecelerine göre örnek alma süreleri Örnek Alma Süreleri (dak) Sıcaklık

(°C) pH 5.5 pH 6.5 pH 7.5

70 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 0, 20, 50, 60, 80, 100 80 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 0, 5, 10, 15, 25, 35, 45, 55 0, 10, 20, 30, 40, 60, 70, 80 90 0, 5, 10, 15, 20, 25 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40 0, 10, 20, 30, 40, 60

100 0, 3, 6, 9, 12, 15, 20 0, 3, 6, 9, 12, 15, 20 0, 3, 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75

Farklı haşlama koşullarında belirli aralıklarda alınan bezelyelerde klorofil a ve klorofil b miktarları HPLC ile saptanmıştır (Schwartz and von Elbe 1983). Haşlama sırasındaki renk değişimi ise Minolta CR-300 kullanılarak CIE-L*a*b* renk sistemine göre belirlenmiştir.

III. MATERYAL VE YÖNTEM Materyal

Araştırma materyali olarak kullanılan bezelyeler, Tat Konserve ve Sanayii A.Ş.

(Bursa)’den temin edilmiştir. Bezelyeler deney yapılana kadar (en fazla 3 hafta süre için) delikli polietilen poşetlerde 0 ^oC de % 95 bağıl nemde depolanmıştır.

Bezelyelerde klorofil ekstraksiyonu, Canjura et al (1991) tarafından önerilen ve aşağıda detayları verilen metoda göre yapılmıştır. Klorofil ekstraktlarının, HPLC ile analizinde ise Schwartz and von Elbe (1983) tarafından önerilen metot kullanılmıştır.

Yöntem

Klorofil ekstraksiyonu: Çizelge 2’de belirtilen sürelerde alınan örnekler süratle buzlu su içerisinde soğutulup, süzüldükten sonra, kağıt havlu ile üzerindeki su alınmış ve

mL aseton (Merck) ilave edilmiş, Ultra-Turrax ile 2 dakika karıştırıldıktan sonra Whatman 42 filtre kağıdı kullanılarak buchner hunisinden süzülmüştür. Elde edilen filtrat % 80’lik aseton ile 25 mL’ye tamamlanmıştır. Klorofilin ısı, ışık vb etkenlere karşı duyarlı olması nedeniyle elde edilen ekstraktlar aynı gün içerisinde analiz edilmiştir.

HPLC koşulları: Mobil faz olarak seçilen etilasetat, metanol ve su karışımı (50:37.5:12.5) akış hızı 1 mL/dak olacak şekilde kullanılmıştır. Dalga boyu 430 nm dir. Ekstraktlar 0,45 µ membran filtrelerden (HVHP, Millipore) geçirildikten sonra 20 µL’lik hacim HPLC’ye enjekte edilmiştir. Deneme koşullarında klorofil b ve klorofil a (Sigma) standartları’nın geliş zamanları sırasıyla 13 ve 27 dakika olarak saptanmıştır.

ZnCl2 çözeltisi: Haşlama ortamında son Zn konsantrasyonu 75, 100, 150 ppm olacak şekilde ZnCl2 çözeltileri hazırlanmıştır.

IV. ANALİZ VE BULGULAR

1. Klorofil a ve klorofil b’nin ısıl degradasyonu

Uygulanan her bir sıcaklık için klorofil a ve klorofil b kaybına ilişkin değerlerin logaritmaları aritmetik ölçekli bir grafiğe işlendiğinde lineer bir eğri elde edilmiştir (Şekil 1 ve 2). Dolayısıyla, bezelyede klorofil degradasyonun birinci dereceden tepkime kinetiğine göre geliştiği saptanmış ve tepkimeye ait denklemler ve regresyon katsayıları ise Çizelge 3’te verilmiştir.

0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

0 20 40 60 80

Süre (dak)

log (chl a, mg/kg)

70 °C 80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 1. Farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde klorofil a’nın değişimi

1,61 1,63 1,65 1,67 1,69 1,71 1,73 1,75 1,77

0 20 40 60 80

Süre (dak)

log (chl b, mg/kg)

70 °C 80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 2. Farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde klorofil b’nin değişimi

Çizelge 3. Klorofil degradasyonuna ilişkin eğrilerin denklemleri ve regresyon katsayıları Sıcaklık

(^oC)

Birinci dereceden reaksiyona ait denklem

Regresyon katsayısı (R²)

Klorofil a 70 y=-0.0084x + 1.8709 0.9475

80 y=-0.0097x + 1.7512 0.9977

90 y=-0.0192x + 1.8108 0.9937

100 y=-0.0301x + 1.7783 0.9861

Klorofil b 70 y=-0.0007x + 1.7414 0.9085

80 y=-0.0007x + 1.7253 0.9219

90 y=-0.0011x + 1.7179 0.9191

100 y=-0.0017x + 1.7173 0.9198

Klorofil a ve klorofil b’deki değişimin sıcaklığa bağlılığını ifade eden Arrhenius grafiği, Şekil 3’de, klorofil degradasyonu ile ilgili kinetik katsayılar ise Çizelge 4’te görülmektedir.

Chlorophyll b y = 3.9507x - 4.9507, R² = 0.878

Chlorophyll a y = 5.7472x - 12.686, R² = 0.9424

0 1 2 3 4 5 6 7 8

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T. 10³ (K)

- ln k

Şekil 3. Bezelyede klorofil a ve klorofil b’nin degradasyonuna ilişkin Arrhenius grafiği

Çizelge 4. Klorofil a ve klorofil b degradasyonuna ilişkin kinetik katsayılar

Q₁₀ Sıcaklık

(°C) k (dak ^–1)

t_1/2

(dak) 70-80 °C 70-90 °C 70-100 °C 80-90 °C 80-100 °C 90-100 °C

E_a kcal.mol^-1

Klorofil a 70 -0.0193 35.91 1.155 1.512 1.530 1.979 1.762 1.568 11.42

80 -0.0223 31.08 90 -0.0442 15.68 100 -0.0693 10.00

Klorofil b 70 -0.0016 433.22 1 1.253 1.344 1.571 1.558 1.545 7.85

80 -0.0016 433.22 90 -0.0025 277.26 100 -0.0039 177.73

Klorofil a’nın parçalanması için gerekli aktivasyon enerjisi (11.42 kcal.mol^-1), klorofil b’nin parçalanması için gereken aktivasyon enerjisinden (7.85 kcal.mol^-1) daha yüksektir.

Çizelge 1’de belirtilen sürelerle alınan örneklerde, Minolta CR-300 kullanılarak saptanan CIE-Lab değerlerine göre renk değişimleri; yeşil rengi ifade eden –a, yeşil rengin sarıya dönüşüm oranını ifade eden –a/b ve renk tonunu veren h değerleri ile saptanmıştır.

Uygulanan her bir sıcaklık için renk kriterlerindeki (-a, -a/b, h) değişimlerin logaritmaları aritmetik ölçekli bir grafiğe işlendiğinde lineer bir eğri elde edilmiştir (Şekil 4, 5, 6).

Dolayısıyla, bezelyede renk değişiminin birinci dereceden tepkime kinetiğine uyduğu saptanmıştır (Çizelge 5).

0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4

0 20 40 60 80

Süre (dak)

log (-a) 70 °C

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 4. Farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde CIE-Lab sistemine göre (-a) değerindeki değişim

Çizelge 5. CIE-Lab değerlerindeki değişime ilişkin denklemler ve regresyon katsayıları Renk

değeri

Sıcaklık (^oC)

Birinci dereceden reaksiyona ait denklem

Regresyon katsayısı (R²)

-a 70 y=-0.0027x + 1.3055 0.9363

80 y=-0.0031x + 1.2822 0.9538

90 y=-0.0060x + 1.2535 0.9726

100 y=-0.0111x + 1.2647 0.9525

-a/b 70 y=-0.0021x – 0.1697 0.9900

80 y=-0.0034x – 0.1595 0.9565

90 y=-0.0052x – 0.2252 0.9525

100 y=-0.0116x -0.1987 0.9693

h 70 y=-0.0004x + 2.0934 0.9908

80 y=-0.0007x + 2.0955 0.9484

90 y=-0.0010x + 2.0817 0.9391

100 y=-0.0022x + 2.0866 0.9657

-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1

0 20 40 60 80

Süre (dak)

log( -a/b) ^{70 °C}

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 5. Farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde CIE-Lab sistemine göre (-a/b) değişimi

2 2,02 2,04 2,06 2,08 2,1

0 20 40 60 80

Süre (dak)

log h 70 °C

80 °C

90 °C

100 °C

Şekil 6. Farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde CIE-Lab sistemine göre (h) değerindeki değişim

Bezelyedeki renk değişiminin sıcaklığa bağlılığını ifade eden Arrhenius grafiği, Şekil 7’de ve klorofil degradasyonu ile ilgili kinetik katsayılar Çizelge 6’da verilmiştir. CIE-Lab değerlerine göre belirlenen renk kaybına ait aktivasyon enerjileri ise –a, -a/b ve h değerleri için sırasıyla 12.39, 14.06, 13.87 kcal.mol^-1 olarak saptanmıştır.

h

y = 6.9802x - 13.322, R² = 0.9732

-a/b

y = 7.0773x - 15.231, R² = 0.9709

-a

y = 6.2335x - 12.936, R² = 0.9318

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T.10³ (K)

- ln k

-a

-a/b

h

Şekil 7. CIE-Lab değerlerindeki değişime ilişkin Arrhenius grafiği

Çizelge 6. CIE- Lab değerlerinin değişimine ilişkin kinetik katsayılar

Q₁₀ Renk

değeri

Sıcaklık (°C)

k (dak ^–1)

t_1/2

(dak) 70-80 °C 70-90 °C 70-100 °C 80-90 °C 80-100 °C 90-100 °C E_a kcal.mol^-1

-a 70 -0.0062 111.80 1.148 1.490 1.602 1.935 1.892 1.850 12.39

80 -0.0071 97.63 90 -0.0138 50.23 100 -0.0256 27.08

-a/b 70 -0.0048 144.41 1.619 1.573 1.768 1.529 1.847 2.230 14.06

80 -0.0078 88.87 90 -0.0120 57.76 100 -0.0267 25.96

h 70 -0.0009 753.42 1.750 1.581 1.765 1.428 1.773 2.200 13.87

80 -0.0016 433.22 90 -0.0023 300.98 100 -0.0051 136.99

2. Farklı pH koşullarında klorofil a ve klorofil b’nin ısıl degradasyonu

Uygulanan her bir sıcaklık ve pH derecesinde klorofil a ve klorofil b kaybına ilişkin değerlerin logaritmaları aritmetik ölçekli bir grafiğe işlendiğinde lineer bir eğri elde edilmiştir (Şekil 8-13). Farklı pH koşullarında haşlanan bezelyelerde de klorofil degradasyonun birinci dereceden tepkime kinetiğine göre geliştiği saptanmıştır.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (Chl a, mg/kg)

70 °C

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 8. pH 5.5’da haşlanan örneklerde klorofil a’nın degradasyonu

1,65 1,66 1,67 1,68 1,69 1,7 1,71 1,72 1,73

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (Chl b, mg/kg)

70 °C 80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 9. pH 5.5’da haşlanan örneklerde klorofil b’nin degradasyonu

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (Chl a, mg/kg)

70 °C

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 10. pH 6.5’da haşlanan örneklerde klorofil a’nın degradasyonu

1,63 1,64 1,65 1,66 1,67 1,68 1,69 1,7 1,71 1,72

0 20 40 60 80 100

süre (dak)

log (Chl b, mg/kg)

70 °C 80 °C

90 °C

100 °C

Şekil 11. pH 6.5’da haşlanan örneklerde klorofil b’nin degradasyonu

0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 süre (dak)

log (Chl a, mg/kg)

70 °C

100 °C 80 °C 90 °C

1,61 1,62 1,63 1,64 1,65 1,66 1,67 1,68 1,69 1,7 1,71

0 20 40 60 80 100 120

süre (dak)

log (Chl b, mg/kg)

70 °C 80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 13. pH 7.5’da haşlanan örneklerde klorofil b’nin degradasyonu

Klorofil a ve klorofil b’deki değişimin sıcaklığa bağımlılığını ifade eden Arrhenius grafiği, Şekil 14 ve Şekil 15’de, klorofil degradasyonu ile ilgili kinetik katsayılar ise Çizelge 7 ve Çizelge 8’de görülmektedir.

0 1 2 3 4 5

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T 10³ (°K)

-ln k

pH 7.5

pH 6.5

pH 5.5

Şekil 14. Farklı pH koşullarında klorofil a’ya ilişkin Arrhenius grafiği

4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T 10³ (°K)

-ln k

pH 5.5 pH 6.5

pH 7.5

Şekil 15. Farklı pH koşullarında klorofil b’ye ilişkin Arrhenius grafiği

Çizelge 7. Farklı pH değerlerinde haşlanan bezelyelerde klorofil a degradasyonuna ilişkin kinetik katsayılar

Q10

pH T

(°C) k (dak^-)

t 1/2

(dak.)

70-80 °C

70-90 °C

70-100 °C

80-90 °C

80-100 °C

90-100 °C Ea

(kcal mol^-) pH 5.5

70 0.0263 26.35 1.928 2.117 1.665 2.325 1.559 1.045 13.78

80 0.0507 13.67

90 0.1179 5.87

100 0.1232 5.63

pH 6.5

70 0.0164 42.26 1.713 1.475 1.643 1.270 1.622 2.070 11.68

80 0.0281 24.66

90 0.0357 19.41

100 0.0739 9.36

pH 7.5

70 0.0099 70.00 1.515 1.310 1.222 1.133 1.101 1.071 4.96

80 0.0150 46.20

90 0.0170 40.76

100 0.0182 38.08

Çizelge 8. Farklı pH değerlerinde haşlanan bezelyelerde klorofil b degradasyonuna ilişkin kinetik katsayılar

Q10

pH T

(°C) k (dak^-)

t 1/2

(dak.)

70-80 °C

70-90 °C

70-100 °C

80-90 °C

80-100 °C

90-100 °C Ea

(kcal mol^-) pH 5.5

70 0.0016 433.13 1 1.250 1.466 1.563 1.785 2.040 9.51

80 0.0016 433.13

90 0.0025 277.20

100 0.0051 135.88

pH 6.5

70 0.0009 770.00 1.333 1.247 1.649 1.167 1.849 2.929 11.37

80 0.0012 577.50

90 0.0014 495.00

100 0.0041 169.02

pH 7.5

70 0.0007 990.00 1.286 1.309 1.314 1.333 1.333 1.333 6.77

80 0.0009 770.00

90 0.0012 577.50

100 0.0016 433.13

Uygulanan her bir sıcaklık ve pH derecesi için renk parametrelerindeki (-a, -a/b, h) değişimlerin logaritmaları aritmetik ölçekli bir grafiğe işlendiğinde lineer bir eğri elde edilmiştir (Şekil 16-17). Dolayısıyla, pH 5.5, 6.5 ve 7.5’da haşlanan bezelyelerde renk değişiminin de birinci dereceden tepkime kinetiğine uyduğu saptanmıştır.

0,6 0,8 1 1,2 1,4

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (- a) ^{70 °C}

80 °C 90 °C 100 °C

Şekil 16. pH 5.5’da haşlanan bezelyelerde (-a) değerinin değişimi

-0,85 -0,75 -0,65 -0,55 -0,45 -0,35 -0,25 -0,15 -0,05

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (-a/b)

70 °C 80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 17. pH 5.5’da haşlanan bezelyelerde (-a/b) değerinin değişimi

2 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,1

0 20 40 60 80

süre (dak)

log (h)

70 °C

80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 18. pH 5.5’da haşlanan bezelyelerde (h) değerinin değişimi

0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3

0 20 40 60 80 100

süre(dak)

log (-a)

70°C

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 19. pH 6.5’da haşlanan bezelyelerde (-a) değerinin değişimi

-0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1

0 20 40 60 80 100

süre (dk)

log (-a/b)

70°C

80 °C

90 °C 100 °C

Şekil 20. pH 6.5’da haşlanan bezelyelerde (-a/b) değerinin değişimi

2 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,1

0 20 40 60 80 100

süre (dak)

log h ^{70 °C}

80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 21. pH 6.5’da haşlanan bezelyelerde (h) değerinin değişimi

0,85 0,95 1,05 1,15 1,25 1,35

0 20 40 60 80 100 120 140

süre (dak)

log (- a)

70 °C

80 °C 90 °C

100 °C

Şekil 22. pH 7.5’da haşlanan bezelyelerde (-a) değerinin değişimi

-0,70 -0,60 -0,50 -0,40 -0,30 -0,20 -0,10

0 20 40 60 80 100 120 140

süre (dak)

log (-a/b)

70 °C

80 °C 90 °C

100 °C

2,01 2,03 2,05 2,07 2,09 2,11

0 20 40 60 80 100 120 140

süre (dak)

log h

70 °C

80 °C 90 °C 100 °C

Şekil 24. pH 7.5’da haşlanan bezelyelerde h değerinin değişimi

CIE-Lab renk parametrelerindeki değişimin sıcaklığa bağımlılığını ifade eden Arrhenius grafiği, Şekil 25, 26 ve 27’de, farklı pH derecelerinde renk parametrelerindeki değişime ilişkin kinetik katsayılar ise Çizelge 9, 10 ve 11’de görülmektedir.

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T 10³ (°K)

-ln k

pH 7.5

pH 6.5

pH 5.5

Şekil 25. Bezelyelerde (-a) değerine ait Arrhenius eğrisi

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T 10³ (°K)

- ln k

pH 7.5

pH 6.5

pH 5.5

Şekil 26. Bezelyelerde (-a/b) değerine ait Arrhenius eğrisi

2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

2,65 2,7 2,75 2,8 2,85 2,9 2,95

1/T 10³ (°K)

- ln k

pH 7.5

pH 5.5 pH 6.5

Şekil 27. Bezelyelerde (h) değerine ait Arrhenius eğrisi

Çizelge 9. pH 5.5’da haşlanan örneklerde CIE-Lab değerlerinin değişimine ilişkin kinetik katsayılar

Q10

Renk değeri

T (°C)

k (dak^-)

t 1/2

(dak.)

70-80 °C

70-90 °C

70-100 °C

80-90 °C

80-100 °C

90-100 °C Ea

(kcal mol^-)

-a 70 0.0111 62.43 1.117 1.405 1.336 1.766 1.467 1.219 7.92

80 0.0124 55.89

90 0.0219 31.64

100 0.0267 25.96

-a/b 70 0.0092 75.33 1.522 1.518 1.445 1.514 1.417 1.325 9.40

80 0.0140 49.50

90 0.0212 32.69

100 0.0281 24.66

h 70 0.0018 385.00 1.555 1.472 1.446 1.393 1.401 1.410 9.16

80 0.0028 247.50

90 0.0039 177.70

100 0.0055 126.00

Çizelge 10. pH 6.5’da haşlanan örneklerde CIE-Lab değerlerinin değişimine ilişkin kinetik katsayılar

Q10

Renk değeri

T (°C)

k (dak^-)

t 1/2

(dak.)

70-80 °C

70-90 °C

70-100 °C

80-90 °C

80-100 °C

90-100 °C Ea

(kcal mol^-)

-a ⁷⁰ 0.0039 177.70 1.949 1.552 1.656 1.237 1.539 1.915 11.89

80 0.0076 91.18

90 0.0094 73.72

100 0.0180 38.72

-a/b 70 0.0046 150.65 1.609 1.595 1.599 1.581 1.607 1.632 11.68

80 0.0074 93.65

90 0.0117 59.23

100 0.0191 36.28

h ⁷⁰ 0.0009 770.00 1.777 1.598 1.622 1.438 1.561 1.696 11.78

80 0.0016 433.13

90 0.0023 301.30

100 0.0039 177.70

Çizelge 11. pH 7.5’da haşlanan örneklerde CIE-Lab değerlerinin değişimine ilişkin kinetik katsayılar

Q10

Renk değeri

T (°C) k (dak^-)

t 1/2

(dak.)

70-80 °C

70-90 °C

70-100 °C

80-90 °C

80-100 °C

90-100 °C Ea

(kcal mol^-)

-a 70 0.0021 330.00 0.857 1.414 1.414 1.778 1.826 1.429 9.75

80 0.0018 385.00

90 0.0041 165.00

100 0.0060 115.50

-a/b 70 0.0025 277.20 0.92 1.456 1.349 2.304 1.642 1.170 8.74

80 0.0023 301.30

90 0.0053 130.75

100 0.0062 111.77

h ⁷⁰ 0.0005 1386.0 1 1.549 1.335 2.400 1.549 1 8.62

80 0.0005 1386.0

90 0.0012 577.50

100 0.0012 577.50

3.Çinko ilavesinin klorofil degradasyonu üzerine etkisi

Bezelye ve haşlama suyu dikkate alındığında son konsantrasyon 75, 100 ve 150 ppm olacak şekilde hazırlanan ZnCl2 çözeltisinde haşlanan örneklerde Zn ile klorofilin kompleks oluşturmadığı ve yeşil rengin korunmadığı gözlenmiştir. Çinkonun renk üzerine etkisi CIE- Lab parametreleri ile belirlenmiştir. Ancak, Çizelge 12’de görüldüğü gibi faklı konsantrasyonlardaki Zn’nun haşlanan bezelyelerde yeşil rengin azalma hızını değiştirmediği saptanmıştır.

Çizelge 12 . Farklı çinko konsantrasyonlarında CIE-Lab değerlerindeki değişime ait denklemler

Renk değeri T (°C) Zn konsantrasyonu (ppm)

75 100 150

-a 70 y = -0.0018x +1.1867 y = -0.0019x +1.2027 y = -0.0021x +1.1999 80 y = -0.0037x +1.1714 y = -0.0045x +1.1818 y = -0.0051x +1.1737 90 y = -0.0053x +1.1631 y = -0.0076x +1.1888 y = -0.0069x +1.1770 100 y = -0.0064x +1.1380 y = -0.0066x +1.0851 y = -0.0119x +1.1606 -a/b

70 y = -0.0020x -0.1494 y = -0.0019x -0.1368 y = -0.0020x -0.1361 80 y = -0.0040x -0.1424 y = -0.0047x -0.1504 y = -0.0054x -0.1624 90 y = -0.0070x -0.1832 y = -0.0075x -0.1516 y = -0.0072x -0.2072 100 y = -0.0075x -0.1978 y = -0.0059x +0.3104 y = -0.0113x -0.2093 h

70 y = -0.0004x +2.0980 y = -0.0006x +1.4302 y = -0.0004x +2.1008 80 y = -0.0008x +2.0995 y = -0.0009x +2.0970 y = -0.0008x +1.4171 90 y = -0.0013x +2.0899 y = -0.0015x +2.0953 y = -0.0014x +2.0852 100 y = -0.0015x +2.0875 y = -0.0011x +2.0649 y = -0.0021x +2.0843

V. Sonuç ve Öneriler

1. Farklı sürelerde ve farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde klorofil a ve klorofil b birinci dereceden reaksiyon kinetiğine göre parçalanmaktadır. Klorofil degradasyonunun ıspanakta (Schwartz and von Elbe 1983), bezelyede (Steet and Tong 1996), brokoli suyunda (Weemaes et al. 1999) ve kivide (Robertson and Swinburne 1981) de birinci dereceden tepkime kinetiğine uyduğu saptanmıştır. Yüksek sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde klorofil degradasyonu daha hızlı gerçekleşmektedir. Klorofil a’nın sıcaklığa karşı klorofil b’ye kıyasla daha duyarlı olduğu hız sabitlerinden de görülmektedir. Klorofil a için belirlenmiş olan yüksek aktivasyon enerjisi de bu bulguyu desteklemektedir.Steet and Tong (1996) bezelyelerde klorofil a ve klorofil b’nin parçalanmasındaki aktivasyon enerjilerini sırasıyla 19.5 ve 17.1 kcal/mol; Ryan-Stoneham and Tong (2000) ise bu değerleri 17.5 ve 17 kcal/mol olarak saptamışlardır. Ispanakta ise bu değerlerin sırasıyla 25.2 ve 22.5 kcal/mol olduğu (Schwartz and von Elbe 1983) ve klorofil a’nın parçalanma hızının klorofil b’ye oranla daha hızlı olduğu (Conjura et al. 1991) saptanmıştır. Gupte et al (1964) ise ıspanakta klorofilin termal degradasyonu için aktivasyon enerjisini klorofil a ve klorofil b için sırasıyla 14.3 ve 35 kcal/mol olarak saptamışlardır.

2. Farklı sürelerde ve farklı sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerde yeşil renkteki kaybın CIE-Lab renk sisteminde yer alan -a, -a/b ve h parametreleri dikkate alındığında da birinci dereceden reaksiyon kinetiğine göre gerçekleştiği belirlenmiştir.

3. Üç farklı pH değerinde (5.5, 6.5 ve 7.5) haşlanan bezelyelerde de klorofil a ve b birinci dereceden reaksiyon kinetiğine göre parçalanmaktadır. Asidik koşullarda klorofil hızla kayba uğramakta, buna karşılık bazik ortamda daha yavaş parçalanmaktadır. Nitekim, klorofil a ve b’nin yarısının parçalanması için geçen süre düşük pH değerlerinde azalmaktadır. Farklı pH koşullarında farklı süre ve sıcaklıklarda haşlanan bezelyelerdeki yeşil renk kaybının birinci dereceden reaksiyona uyduğu CIE- Lab renk parametrelerindeki değişimlerinden de görülmektedir. Lajollo and Marquez (1982) farklı pH koşullarında ıspanaktaki klorofil degradasyonunun birinci dereceden reaksiyona göre gerçekleştiğini belirlemişlerdir. Ayrıca, Gunawan and Barringer (2000) pH 3-8 aralığındaki değerlerde brokolide feofitinizasyon oluşumunun birinci dereceden

4. Farklı konsantrasyonlarda hazırlanan ZnCl2 çözeltilerinde haşlanan bezelyelerde CIE-Lab değerleri dikkate alındığında, denenen Zn konsantrasyonlarında klorofil ile çinkonun kompleks oluşturmadığı ve dolayısıyla yeşil rengin korunmadığı belirlenmiştir.

VI. KAYNAKLAR

Canjura, F.L., Schwartz, S.J., Nunes, R.V. 1991. Degradation kinetics of chlorophylls and chlorophyllides. Journal of Food Science 56: 1639-1643.

Gunawan, M.I. & Barringer, S.A. 2000. Green color degradation of blanched broccoli (Brassica oleracea) due to acid and microbial growth. Journal of Food Processing Preservation, 24: 253-263.

Gupte, S.M., El-Bisi, H.M. and Francis, F.J. 1964. Kinetics of thermal degradation of chlorophyll in spinach puree. Journal of Food Science 29: 379-382.

Lajollo, F.M. and Marquez, U.M.L. 1982. Chlorophyll degradation in spinach system at low and intermediate water activities. Journal of Food Science 47: 1995-1998, 2003.

Robertson, L., Swinburne, D. 1981. Changes in chlorophyll and pectin after storage and canning of kiwifruit. Journal of Food Science 46: 1557-1559, 1562.

Ryan-Stoneham, T., Tong, C.H. 2000. Degradation kinetics of chlorophyll in peas as a function of pH. Journal of Food Science 6:1296-1302.

Schwartz, S.J. & Von Elbe, J.H. 1983. Kinetics of chlorophyll degradation to pyropheophytin in vegetables. Journal of Food Science, 48: 1303-1306.

Steet, J.A, Tong, C.H. 1996. Degradation kinetics of green color and chlorophylls in peas by colorimetry and HPLC. Journal of Food Science 61: 924-927,931.

VII. EKLER

a) MALİ BİLANÇO

Ödenek adı Gelir Miktarı (TL)

Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 1.358.720

Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 1.641.280

Menkul mal gayrimaddi hak alım, bakım ve onarım 7.280.240

Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 2.100.000

Toplam Ödenek 12.380.240

Ödenek adı Gider Miktarı (TL)

Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 358.720

Tüketime yönelik mal ve malzeme alımları 1.770.000

Menkul mal gayrimaddi hak alım, bakım ve onarım 2.100.400

Toplam Gider 4.229.120

Toplam Ödenek 12.380.240

Kalan 8.151.120

b) Yayınlar

1. Burdurlu, H.S., Karadeniz, F., Koca, N. and Soyer, Y. 2005. Effect of heat treatment on chlorophyll degradation and color loss in green peas. Journal of the Science of Food and Agriculture (submitted).

2. Koca, N., Karadeniz, F., Burdurlu, H.S. 2005. Effect of pH on chlorophyll degradation and colour loss in blanched green peas. Food Chemistry (submitted).