Gıda Endüstrisinde Kabuk Soyma Yöntemleri

Gıda Endüstrisinde Kabuk Soyma Yöntemleri, yöntemlerin avantaj ve dezavantajları. Kabuk soyma yöntemleri ile ilgili makaleler.

Gıda endüstrisinde kabuk soyma işlemi, meyve ve sebzelerde  istenilmeyen, yenilemeyecek  kısımların alındığı, sonuç ürünün görünüşünün geliştirildiği önemli bir  operasyondur. Bu deneyde amaç, çeşitli kabuk soyma yöntemlerinin öğrenilmesi ve patates ürünü üzerindeki etkilerinin incelenmesidir.

Kabuk soyma prosesinde gıda maddesinden uzaklaştırılan madde miktarının mümkün olduğunca az,  maliyetin  düşük, harcanan enerjinin indirgenmiş, laboratuvar ve materyal maliyetinin min. olması arzu edilen koşullardır.  Kabuğu soyulmuş yüzeylerin temiz ve zarar görmemiş olması gerekir. Kabuk soyma işleminde başlıca 5 metod kullanılır:

Flaş Buhar ile Kabuk Soyma:

Özellikle kök içeren sebzeler, dakikada 4-6 devir yapan buharlı kaplara kesikli bir şekilde beslenir.  Önceden belirlenmiş süre boyunca,  gıdanın tüm  yüzeyine  yüksek basınçlı buhar (1500 kPa) verilir.  Uygulanan işlem süresi gıdanın tipine göre farklılık gösterir. Örneğin patates 25 sn’de 90 lb/sq.in. basınçta işlem görür. Yüksek sıcaklık,  yüzey tabakada hızlı ısınmaya neden olur (15-30) fakat düşük termal kondüktiviteye sahip ürün,  ısının içine işlemesine engel olur.  Böylelikle ürün pişmez   Sonuçta gıdanın yapısı ve rengi korunmuş olunur.  İşlem sonunda gıdanın  yüzeyi tümüyle temizlenmiştir (flashes off).  Buhar kullanılmasıyla, kabuk soymada kullanılan bir çok materyale ihtiyaç kalmaz.  Gıdanın yüzeyinden ayrılan kabukları ortamdan uzaklaştırmak için su spreylerine ihtiyaç vardır.  Bu yöntemde düşük su tüketimi, minimum ürün kaybı, sonuç üründe iyi görünüş, iyi bir verim ( 4500 kg h-1 ) ve uzaklaştırılması oldukça kolay olan atık mevcuttur.

Bıçak ile Kabuk Soyma:

Bu yöntemde,  dönen meyve veya sebzelerin yüzeyleri, sabit tutturulmuş bıçaklara temas ettirilir.   Böylelikle gıdanın kabukları soyulur.  Alternatif olarak, gıda sabit, bıçaklar dönüyor olabilir.  Bu yöntem pratik olarak kabuğu  kolay soyulabilen, az bir meyve kaybının ve zedelenmenin kabul edilebileceği sitruslu meyvelere uygulanabilir.

Sürtünme ile Kabuk Soyma (Abrasion Peeling):

Bu yöntemde gıda,  karborundum (= silikon ve karbondan yapılmış aşındırıcı madde) silindirlerin üzerine veya karborundum ile doldurulmuş dönen kaplara doldurulur.  Aşındırıcı yüzeyler gıdanın dış yüzeyini soyar.  Daha sonra ortama  su verilerek soyulan kabuklar uzaklaştırılır.  Yöntemin avantajı, enerji maliyeti ve gerekli sermayenin düşük , sonuç ürünün görünüşünün iyi olmasıdır.  Dezavantajları ise:

1.       Flaş buhar ile kabuk soyma yöntemine oranla daha çok madde kaybı söz konusudur. (Sebzelerde Sürtünme yöntemi ile %25, Flaş Buhar yöntemi ile % 8-18).  İşlem sırasında çok dikkat edilirse kayıp ancak %15’e indirilebilmektedir (2).

2.       Büyük miktarlarda atık su sorunu mevcuttur.  Hem pahallı hem de zor bir işlem gerektirmektedir.

3.       Başarılı bir kabuk soyma söz konusu değildir,  çünkü tüm yüzeylerin aşındırıcı yüzeylere temas etmesi gerekiyorki bu da çok zordur..

4.  Şekli düzgün olmayan ürün yüzeyleri (örneğin patatesler üzerindeki kabartılar) bu yöntemle işlem gördüğünde son görünümleri iyi olmayabiliyor, bu yüzden elle müdahaleye ihtiyaç duyulabilmektedir.

Bu yöntemle istisnai olarak en verimli bi şekilde soğanlar işlem görmektedir ( verim 2500 kgh –1 )

4.Kostik Çözelti ile Kabuk Soyma:

Bu yöntemde öncelikle standart ekipmanlarla ürünün tozu alınır ve bir ön yıkamadan geçirilir. Sodyum hidroksitin lye olarak adlandırılan  seyreltik çözeltisi 100-120 o C’ye ısıtılır.  En eski yöntemlerden biri olan bu metotta, ürün %1-2 lik kostik çözeltisinden kesikli olarak geçirilir. Böylelikle ürünün kabuğunun yumuşaması sağlanır. Daha sonra yüksek basınçta su spreyleri kullanılarak yumuşayan kabuklar ve kimyasallar  gıdadan uzaklaştırılır .  Proseste bazen asit nötralizasyonu banyoları kullanılır.  Elle yapılan son müdahaleler (düzeltme, dizme…) ile işlem sonuçlandırılır.

Ürün kaybı yaklaşık olarak %17’dir.  Kök içeren gıdalar için en fazla tercih edilen bir yöntem olmasına rağmen bazı ürünlerin renginde değişmeye neden olmaktadır .  Ayrıca maliyeti de yüksek bir metottur.  Günümüzde bu yöntemin yerine daha çok buhar veya flaş yöntem ile kabuk soyma tercih edilmektedir.  Bu yöntemin günümüzde geliştirilmiş hali kuru kostik ile kabuk soyma dır. Gıda, %10’luk sodyum hidroksit içine batırılır ve yumuşayan dış yüzey lastik diskler veya silindirler ile uzaklaştırılır.  Bu şekilde su tüketimi de azaltıldığı gibi aynı zamanda madde kaybı da azaltılmış olunur.  Gıdadan uzaklaştırılan atıkta paste (macun) şeklinde olduğundan uzaklaştırılması kolay bir şekilde gerçekleştirilir.

5.Ateş ile Kabuk Soyma:

Kabuk soymanın bu metodu, en çok soğanlar için kullanılmaktadır. Konveyör bant, gıdayı döndürerek  sıcaklığı 1000oC’den yüksek olan fırına götürür. Soğanın kökleri ve dış kabukları yanar  Yanan bu kısımlar yüksek basınçlı su spreyleri ile uzaklaştırılır. Ortalama ürün kaybı %9’dur .Ayrıca patlıcan ve domates gibi ürünlerde de bu metot kullanılır. Ürün alev önünde döndürülür. Alev hızlı bir ısınma sağlayacağı için kabuk hemen ayrılır. Basınçlı su spreyleri kullanılarak kabuklar ortamdan alınır.

Yukarıda anlatılan başlıca kabuk soyma yöntemleri dışında başka yöntemlerde kullanılmaktadır.  Bunlardan biri dondurarak kabuk soyma yöntemidir.  Buna göre sıvı azot –79oC’lik ortam sağladığı için, içine daldırılan ürün bu sıcaklıkta donar. Çözüldüğü zaman kabuğu ayrılır. Ayrıca enzimler kullanılarak da kabuk soyulabilir. Enzim çözeltileri kabuğun eriyip yok olmasını sağlar.  Salamura ile de kabuk soyulmaktadır.  Ürün kabukları soyuluncaya kadar doygun tuzlu su çözeltisinde bekletilir.  Daha sonra ürün fazla tuzun da gitmesi amacıyla suyun altında yıkanır.  İşlem sonunda üründe pişme söz konusudur .

Patates’in taze veya yaşlı olması kabuğunun soyulması işlemini etkilemektedir. Mekanik soyma işleminde patatesin taze olması istenir çünkü taze patetesin yapısı  fazla su içerdiği için yaşlı patetese göre daha serttir ve sürtünme işlemi daha iyi gerçekleştiği için patetes daha kolay soyulur. İşlemin hızı artar. Ayrıca yaşlı patetes suyunu kaybettiği için kabuğu daha da kalınlaşır ve iç yapısı elastiki hale dönüşmeye başlar. Bu nedenle soyma işleminde daha kalın kabuk ve daha fazla ürün atılır ve bu maliyeti artırır.

Kabuk soyma yöntemleri ile ilgili makaleler:

1. Patates kabuklarını buharla soyma prosesi sırasında, patatesin yüzeye yakın tabakalarındaki dokular kısa süreler için yüksek sıcaklıklara maruz kalırlar. Bu çalışmanın amacı; ani ve şiddetli ısıtmanın patates dokularının hücresel yapısına etkilerini ve efektif buharla kabuk soyma işlemi için gerekli minimum sıcaklık ve pişirme sürelerini saptamaktır.

Yapılan deneyler sonucunda; efektif bir buharla kabuk soyma prosesi için 17s. 100°C’ de pişirmenin uygun olacağı saptanmıştır. Bu koşullar dahilinde, patatesin kabuğa yakın kısımlarındaki hücresel yapılar zayıflayacak ve böylece basınçlı su uygulaması sırasında kabuklar kolayca patatesten ayrılacaktır.

2. Yapılan çalışmada patatesin ve benzeri ürünlerin kabuklarını soymak için tasarlanmış; malzemenin koyulacağı bir konteyner ile makinanın temeli olan döner diskten oluşan bir proses ekipmanı incelenmiştir. Bir mil yardımıyla dönen bu disk konteynıra alttan temes ederek kabukların soyulmasını sqağlamaktadır. Diski çeviren mil elektrik enerjisiyle çalışan bir güç kaynağından beslenir ve ayrıca bir kontrol istasyonuna bağlıdır .

3. Yapılan çalışmada patates ve kuşkonmazın kabuk soyma süreleri ( 12, 24 ve 36 s) ve ürüne uygulanan devir sayıları  ve uygulanan buharın kalitesi incelenmiştir. Patateste ısı nüfuz etme süreleri ile kuşkonmazdaki peroksidaz aktiviteleri de kontrol edilmiştir. Sonuçlara göre patateste en iyi kabuk soyma kalitesini elde etmek için 36 s.’de 3 devirlik prosese , kuşkonmazda ise 20 sn.’de 1 devirlik prosese ihtiyaç duyulmaktadır .

4. Yapılan çalışmada patates için kabuk soyma ekipmanları tartışılmıştır. Kuru ekipmanların su kullanımını azalttığı; bıçaklı sistemlerin proseste kayıpları minimuma indirdiği; lazerli sistemlerin soyulmuş patates kalitesini kontrol ettiği gözlenmiştir. Ayrıca yapılan çalışmada buharlı kabuk soyma ekipmanları da iki ayrı üreticinin performansları karşılaştırılarak araştırılmıştır .

5. Patateslerin NaOH kullanılarak kimyasal yolla soyulması çözelti difüzyonu ile ilgili parametreler, enerji transferi ve kimyasal kinetik kullanılarak modellenmiştir. Model Shrinking Core Model ve Fick’in ikinci kanunu kullanılarak formüle edilmiştir. Enerji ve kütle denkliklerinin kurulması için reaksiyon ısıları ihmal edilmiştir. Kurulan modellerle deneysel sonuçlar arasında mukayeseler yapılmış ve ortak sonuçlara ulaşılmıştır.

METOD:

Elle Kabuk Soyma:
1. 5 adet patatesin ağırlıkları hasass terazide ölçüldü.
2. Bıçak yardımıyla kabukları soyuldu.
3. Kabuksuz halleriyle bir daha ağırlıkları ölçüldü.

Salamura Kabuk Soyma:
1. 5 adet patatesin ağırlıkları hasass terazide ölçüldü.
2. Patatesler kaynayan doygun tuzlu su çözeltisine daldırıldı.
3. 7 dakika kaynayan çözeltide bekletildi.
4. Patatesler, tuzun ayrılması amacıyla suyun altında yıkandı ve kabukları soyuldu.
5. Kabuksuz halleriyle bir daha ağırlıkları ölçüldü.

Otoklavda Kabuk Soyma:
1. 5 adet patatesin ağırlıkları hasass terazide ölçüldü.
2. Patatesler otoklava yerleştirildi.110-121 ºC de 3-4 dakika otoklavda bırakıldı ve daha sonra soyuldu.
3. Kabuksuz halleriyle bir daha ağırlıkları ölçüldü.

SONUÇLAR:

1.Elle Soyma Yöntemi: Patates örneklerinin  elle soyulma yöntemi ile kabukları soyulmuştur. Patateslerin  ilk ve son ağırlıkları ve bu ağırlıklardan yola çıkarak hesaplanan ortalama ağırlıklar tablo 1′ de verilmiştir.

Tablo 1.Patates örneklerinin soyulmadan önceki ve sonraki ağırlıkları

Tablo 1’de ortalama ağırlıklara göre patatesin ağırlığında 15,67 g azalma olmuştur. Bu azalma % 10,14’e karşılık gelmektedir.

2.Salamura Kabuk Soyma Yöntemi: Patatesler kaynayan doygun tuzlu su çözeltisine daldırıldı ve  (7 dk) kaynayan çözeltide bekletildikten sonra kabukları soyuldu. Patateslerin  ilk ve son ağırlıkları ve bu ağırlıklardan yola çıkarak hesaplanan ortalama ağırlıklar tablo 2′ de verilmiştir.
Tablo 2.Patates örneklerinin soyulmadan önceki ve sonraki ağırlıkları.

Tablo 2’e göre ; patatesin ağırlığında 15,992 g azalma olmuştur. Bu azalma % 9,49’a karşılık gelmektedir.

3.Otoklavda Kabuk Soyma Yöntemi: Otoklav kullanılarak kabukları soyulan patateslerin  ilk ve son ağırlıkları ve bu ağırlıklardan yola çıkarak hesaplanan ortalama ağırlıklar tablo 3′ te verilmiştir.

Tablo 3.Patates örneklerinin soyulmadan önceki ve sonraki ağırlıkları.

Tablo 3’e göre ; patatesin ağırlığında 11,70 g azalma olmuştur. Bu azalma % 7,14 ‘e karşılık gelmektedir.Fakat, ortalama hesaplanırken 5. değer dikkate alınmamıştır. Çünkü, otoklav işleminden sonra ağırlıkta azalma olmamıştır.Değer yanlış ölçülmüştür.

TARTIŞMA

Bu deneyde patates için elle kabuk soyma, salamura kabuk soyma, otoklavda kabuk soyma gibi üç farklı kabuk soyma yöntemleri ile kabuk soyma işlemleri gerçekleştirilmiştir. Patateslerin  ilk ve son ağırlıkları ve bu ağırlıklardan yola çıkarak hesaplanan ortalama ağırlıkları elle kabuk soyma için tablo 1′ de, salamura ile kabuk soyma için tablo 2’de ve otoklavda kabuk soyma için tablo 3’de verilmiştir.

Tablo 1’e göre elle kabuk soymada ortalama ilk ağırlık 154.59 g, son ağırlık 138.91 g’dır. Ortalama ağırlıklara göre patatesin ağırlığında 15.67 g azalma olmuştur ve bu azalma % 10.14’e karşılık gelmektedir. Tablo 2’ye göre salmura ile kabuk soymada ortalama ilk ağırlık 168.39 g, son ağırlık 152.39 g’dır. Ortalama ağırlıklara göre patatesin ağırlığında 15.992 g azalma olmuştur ve bu azalma % 9.49’a karşılık gelmektedir. Tablo 3’e göre otoklavda kabuk soymada ortalama ilk ağırlık 163.86 g, son ağırlık 152.15 g’dır.

Ortalama ağırlıklara göre patatesin ağırlığında 11.70 g azalma olmuştur ve bu azalma % 7.14’e karşılık gelmektedir. Hesaplanan kayıp miktarlarına göre en fazla kayıp elle soyma yönteminde olurken, an az kayıp otoklavda soyma yönteminde olmuştur. Kabuk soymada amaç mümkün olduğu oranda en az kısmı uzaklaştırarak hammadde kaybını en aza indirmektir. Böylece maliyet azalacaktır. Bu amaca en uygun yöntem en az hammadde kaybının olduğu otoklavda kabuk soyma yöntemidir. Hammadde maliyeti en yüksek elle soymadır.

Patatesin kabuğunun soyulması için uygulanan bu üç yöntemi işlem kolaylığına göre karşılaştıracak olursak: otoklavda doyma yönteminde patatesler piştiği için kabukları daha kolay ayrılmıltıştır. Yani otoklavda soyma yönteminde kabukların ayrılması işlemi diğer yöntemlere göre daha kolay olmuştur. Böylece işlem süresi de daha kısa sürede olmuştur. Slamura ile kabuk soyma yönteminde patatesler tam pişmediği için kabukların ayrılması işlemi kolay olmamıştır, ve bu işlem süresini artırmaktadır. Elle kabuk soyma işleminde fazla hammadde kaybının olmaması için pateteslerin dikkatli soyulması gerekmektedir. Bu işlem hızını azaltmaktadır. Buna göre en hızlı kabuk soyma işlemi otoklavda kabuk soyma yönteminde olmuştur. Zamandan tasarruf yapılması harcanan enerjiyi azaltmakta ve maliyeti düşürmektedir.

Uygulanan kabuk soyma yöntemlerinin patetesin yapısında yaptığı değişiklikler bakımından incelenirse: Elle kabuk soyma patatesin yapısında bir değişiklik yapmamıştır, salamura ile soyma patatesin pişmeye başlamasına neden olmuştur, otoklavda soyma patatesin tamamen pişmesine neden olmuştur ve pişme halkası  oluşumu gözlenmemiştir. Salamura ile soyma yönteminde pateteslerin tamamı pişmemiştir, yüzeye yakın bölgeler pişmiştir. Bu nedenle patatesin iç yapısında şekil 1’deki gibi pişme halkaları oluşmuştur. Bu halkanın boyutu patetesin büyük veya küçük olmasına, taze veya yaşlı olmasına göre değişmektedir. Büyük patatesin pişme halkası küçük patateslerinkine göre daha incedir. Taze patateslerin pişme halkası daha fazla su tutuğu için yaşlı patatese göre daha kalındır.

Patatesin kabuğunu soymak için incelenen bu üç yöntemden sadece bir tanesinin patetes kabuk soyması için uygundur gibi bir yargıya varılamamaktadır. Çünkü kabuk soyma yöntemleri sadece bir hammadde hazırlama prosesidir ve daha sonra olacak ürün işleme proseslerine uygun olarak tercih edilirler. Burada uygulanan otoklavda kabuk soyma ve salamura ile kabuk soyma patatese kızartma işleminin uygulanacağı proseslere (cips üretimi gibi) uygun değilken daha sonra haşlama içerecek proselere (püre yapımı, salata yapımı) uygundur. Çünkü bu yöntemlerde patatesin pişmesi söz konusudur. Elle kabuk soyma yöntemi ise patatese kızartma işleminin uygulanacağı proseslere uygundur çünkü pişirme söz konusu değildir.