Effect of various processes on the fumaric acid and some other properties of apple juice

Fumarik asit (FA) (trans-but-2-enedioic asit), laktik asit, patulin (4-hidroks -4 H-furo (3,2 c)-piran- 2-(6H) bir), hidroksimetilfurfural (HMF), renk ve berraklık değerleri elma suyunda önemli kalite kriterlerini oluşturmaktadır. Özellikle meyve ve meyve sularında mikroorganizmalar tarafından meydana getirilen FA ve patulin insan sağlığı açısından risk oluşturmaktadır. Taze hazırlanmış (ısıl işlem görmemiş) elma sularında doğal FA içeriği 0'dan 1,7 mg/L'ye kadar değişebilir. Yüksek fumarik asit miktarı, elmalarda mikrobiyolojik bir bozulmanın oluştuğunu işaret edebilir. Fumarik asit miktarında artış olmasına neden olan kriterlerden bir tanesi de sentetik L- malik asit katkısıdır. HMF, elma suyunda önemli kalite kriterlerinden bir başkasını oluşturur. Ketopentozların dehidrasyonu, HMF değerinin yüksek oluşu, yüksek ısıl işlemin üretimde gerçekleştiğini gösterir. Bu nedenle Uluslararası Meyve Suyu Üreticileri Federasyonu, HMF'nin meyve suyu içerisinde maksimum konsantrasyonunun 5 mg/L olduğunu kabul etmişlerdir. Bu çalışmada, elma suyuna uygulanan önceden belirlenmiş olan sekiz farklı porses uygulamasının [ Ultra filtrasyon (UF), Aktif karbon (AK), Polyvinylpolypyrolidone (PVPP), Jelatin (J) + Bentonit (B), (J+B) + UF, (J+B) + AK, (J+B) + PVPP ve (J+B) + Kiselgur (K) ] fumarik asit (FA), hidroksimetil furfural (HMF), renk ve berraklık değerleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. UF uygulaması ve (J+B) + UF uygulaması hariç, farklı dozlarda kullanılan AK, K, PVPP, J ve B'in FA ve HMF ile renk ve berraklık değerleri üzerindeki etkileri de tespit edilmiştir. FA ve HMF değerlerindeki azalma, renk ve berraklık değerlerindeki artışlar; AK, K, PVPP, J ve B miktarlarının arttırılması ile elde edilmiştir. FA ve HMF değerinde elde edilen en iyi sonuç sırasıyla 2,63 ve 3,14 mg/L'dir. Bu değerlere (J+B) + AK uygulaması gerçekleştirilerek ulaşılmıştır. Diğer taraftan elma suyu örneklerinde en iyi renk ve berraklık değerlerine (J+B) + UF uygulaması gerçekleştirilerek ulaşılmıştır. Bu en iyi değerler sırası ile 76,23% ve 98,25%'dir. Bu araştırmanın yapılmasında dikkate alınan bir amaç ise elma suyu üretimi yapan tesislerin kullandıkları jelatin (J), bentonit (B), aktif karbon (AK), polyvinylpolypyrolidone (PVPP), kiselgur (K)’un en iyi kalite değerlerini verecek en ekonomik kullanım miktarlarının tespit edilerek bu endüstriye yardımcı olabilmektir.Fumaric acid (FA) (trans-but-2-enedioic acid), lactic acid, patulin (4-hydroxy-4 H-furo (3,2 c)- pyran-2-(6H) one), hydroxymethylfurfural (HMF), color and clearness are important quality criteria in apple juice. FA and patulin produced by microorganisms in fruits and fruit juice cause certain quality defects and health hazards. The natural FA content of freshly prepared (not heat treated) clarified AJ (8-14.8 oBrix) varied from 0 to 1.7 mg/L. Previous studies have shown that FA content can be increased from malic acid during the processing of AJ. The allowable FA value for AJ (authentic and not decayed) considered to be no higher than 3 mg/L. High FA content may indicate microbiological degradation of apples, adulteration due to addition of synthetic L-malic acid, microbial spoilage of juices and over processing of AJ. HMF is one other quality criteria of AJ. The presence of HMF is considered as an indication of quality deterioration. It is formed as a result of dehydration of ketopentoses, particularly in acidic or high-temperature environments and a high level of HMF suggests that thermal exposure has been excessive. So, the International Federation of Fruit Juice Processors (IFFJP) recommends a maximum concentration of 5 mg/L HMF in fruit juices. In this study, the effects of eight different processing treatments of apple juice (AJ) production [Ultra filtration (UF), Activated charcoal (AC), Polyvinylpolypyrolidone (PVPP), Gelatine (G)+Bentonite (B), (G+B)+UF, (G+B)+AC, (G+B)+PVPP and (G+B)+Kieselguhr (K)] on the fumaric acid (FA), hydroxymethylfurfural (HMF), color and clearness values of AJ were investigated. With the exception of UF and (G+B)+UF treatments, the effects of different doses of AC, K, PVPP, G and B on the FA, HMF, color and clearness values were also determined. A decrement in FA and HMF and increment in color and clearness were determined with increasing amounts of AC, K, PVPP, G and B. The best results in FA and HMF values were obtained as 2.63 and 3.14 mg/L, respectively, using the process of (G+B)+AC. On the other hand, the best improvement in color and clearness of the juice samples were observed as 76.23% and 98.25%, respectively, using the process of (G+B)+UF. The aim of this research was to determine the effects of various processing treatments on the FA, HMF, color and clearness values of AJ. It also aims to help the AJ manufacturing industry for determining the minimum usage levels of gelatine (G), bentonite (B), activated charcoal (AC), polyvinyl polypyrolidone (PVPP), kieselguhr (K), in the production of AJ and AJ concentrate