Gıda İlimleri ve Teknolojisi
Alanındaki Son Araştırmalar, Buluşlar
ve Getirdikleri Yenilikler
Handan Sacır *
Giriş
Y a p ıla n bütün deneysel gözlem ler, saha araştırmaları ve istatistiksel veriler 2000 yılı insanının bir açlık tehlikesi ile karşı karşıya kalacağı kanısını uyandırm aktadır. Buna göre nüfus patlamasına paralel olmayan dü n ya yiyecek üretimi ve stoku durum u günün birinde insanların yiyecek için savaşmaları sorununu ciddi bir şekilde akla getirmektedir. Bu nedenle hüküm etler, resmi araştırma enstitüleri, üniversiteler, bilim adam ları, ordu araştırma laboratuvarları ve özel endüstri kurum lan geleceğin insanını doyurabilm e çabalan içinde şimdiden yoğun araş tırm alar yapm aktadırlar. Bu alandaki tüm çaba ve araştırmalann genellikle yoğunlaştırıldıkları belli başlı konular şöyle sıralanabilir.
U cu z, elverişli ve fakat besin değerleri düşük olan yiyeceklerin zenginleştirilm esi, yeni ve ucuz protein kaynaklarının geliştirilmesi, alışılmamış yeni protein kaynaklarının yaratılması ve yapılması, sütün yerini tutacak ürünlerin geliştirilmesi, yiyeceklerin enzimlerle m uamele edilerek besleyici değerlerinin arttırılması, yenm eğe hazır yiyeceklerin hazırlanm ası ve bunlarla ilgili olarak çeşitli saklama, hazırlama ve pişirm e yöntem lerinin geliştirilmesi, dondurulmuş-kurutulmuş ve ışın landırılm ış yiyeceklerin yaygın bir şekilde kullanılm ağa başlanması, uzay çalışm alarına paralel olarak uzayda beslenme konularının araş tırılması göze hem en çarpan konular olarak karşımıza çıkmaktadır.
B unlardan başka yiyeceklerin bozulm a nedenleri, sebze ve m ey velerin doku kültürlerinin araştırılması, yiyecek kirlenmesi (poliisyon),
* T a r ım Bakanlığı E v Ekonom isi O kulu Beslenme Ö ğretm eni ve H acettepe Ü n i versitesi M E S E F D oktora Öğrencisi.
afflatoxinler, salmonellalar, pestisidler ve additiflerin yiyeceklere olan etkileri de son yılların araştırma konuları arasında yer alm aktadır.
Bütün bu çalışmalar son yıllardaki gıda ilmi, teknolojisi, m ü h en disliği ve endüstrisi alanlarındaki yoğun araştırmalar, gelişm eler ve yem liklerin sonuçlandır denilebilir. Buna göre yapılm ış ve yapılm akta olan bu çalışmalar aşağıdaki şekilde özetlenebilir.
Yeni protein kaynakları
Dünyadaki yetersiz diyetle beslenen bölge insanlarının ortalam a protein ve kalori alış miktarlarının çok düşük olması nedeniyle y er yüzünün 2 /3 nüfusu toplam protein, hayvansal protein ve kalori y ö nünden beslenme standardının altındadır. 2000 yılı insanına yeterli besin sağlamak için 1959-61 yılları dünya yiyecek stokunu en az ü ç kez çoğaltmak gerekmektedir.
Dünyadaki yetersiz beslenme sorununu çözüm lem ek ve gelecek nesillere yeterli miktarda besin sağlamak am acıyla yapılan yeni protein kaynakları bulm a ve bunları geliştirme çabaları yeni ve bilin m eyen bir konu olmaktan çıkmıştır. Y en i protein kaynaklarından en çok bilinenleri balık proteini konsantreleri ile soya proteinidir. Balık proteini konsant resi (FPC) ile zenginleştirilmiş m am alarla beslenen bebeklerin ve yalnız balık proteini konsantresiyle beslenen çocukların b u besini beğendikleri, tolere ettikleri ve tam am en kullandıkları bildirilm ek tedir.1- 2 A y n ca balık proteini konsantresinin tipik O rta -D o ğ u diyet leriyle sıçanlarda denenmesinden de olum lu sonuçlar alınmış o ld u ğ u belirtilmektedir.3 Soya proteinlerinin çeşitli yiyeceklerde hem zen gin leştirici, hem tam am layıcı, hem de o yiyeceğin yerini alacak şekilde kullanılması çok uygulanan bir yöntem olarak sayısız örneklerle ra por edilmektedir.4-5- 6> 7> 8>9. 10
Son yıllarda yeni protein kaynaklan elde etme ve geliştirm e k o nusunda yağlı tohum lar, özellikle pam uk, ay çiçeği, yer fıstığı ve b e n zerleri geniş çapta kullanılmaktadır. Bu m addeler çoğunlukla yen i besinler yaratm ada, ekmek yapım ında, yiyecekleri zenginleştirm ede denenmekte ve bu alanda daha ileri araştırmalar tavsiye edilm ekte dir.5. 10, 11, 12, 13
A lışılm am ış yeni besin kaynakları
K ullanılm ası uzak bir olasılık taşıyan protein ve diğer besin kaynakları elde etmek ve bunları gelecekte kullanabilm ek bilim adam larını uzun bir süredir meşgul etmektedir. Alışılmamış besin türleri araştırm alarına verilecek örneklerin sayısı oldukça kabarıktır. Bunların en çok dikkati çekenleri şunlardır:
1. H a yva n , bitki ve deniz ürünleri karışımlarından yüksek proteinli yeni yiyecek yapm a,
2. T ü m nitrojeni form üle edilmiş am ino asitlerden gelen yapay (sentetik) yiyecek yapm a,
3. Y a p a y am in o asitlerle bitkisel proteinleri zenginleştirme, 4. Y er fıstığı proteininin izolesiyle süt elde etme,
5. Et artıklarından fabrike etler üretme,
6. Peynir yapım ın dan arta kalan sudan ısıyla koagüle olup ça b u cak eriyebilen ezm eler (flakes) yapm a,
7. D o ğ a l gazı ferm antasyonla % 60-70 proteine çeviren tek hücreli m ikroorganizm aları kullanm a yoluyla protein elde etme, 8. Y a pra k ve yosunlardan protein elde etme,
9. Proteinli m eşrubat tozları hazırlam a ve kullanma,
10. Sellüloz artıklarını m ikroorganizm alarla yiyeceklere dönüş türm e.4' 5- 6> e> l4> 15’ 16
Yiyeceklerin zenginleştirilmesi
U cu z ve elverişli yiyeceklerin gerek doğal gerek yapay maddelerle zen ginleştirilm esi uzun süredenberi uygulanm akta olan bir yöntem dir. Bu alandaki son çalışm alar daha çok tahılların lizinle zenginleştirilmesidir. D ü n y a n ın protein den yetersiz bölgelerindeki en sınırlı am ino asit olarak lizin ve m ethionine üzerinde durulm akta ve bu konuda çalışan kimse lerde lizin yetersizliğinin lizinle zenginleştirme çabaları ile önlenebi leceği kanısı uyanm aktadır. B uğday taneleri infüzyon tekniği ile zen- ginleştirilebilm ekte ve bu m uam eleyi görmüş olan buğdaydaki lizin n orm a l koşullar altında bir yıl dayanm aktadır.17- 18 Mısırın lizin içeriğini yükseltm e ve pam uk tohum unu lizinle zenginleştirme alanla rın da d a çalışm alar yapılm akta, çeşitli tohum ların tüm protein içe riklerini kim yasal uygulam alarla çoğaltm a denem eleri devam etmek tedir.8' 10' 19 H indistanda m ayalı ve mayasız ekmek yapım ında kulla nılan unların lizinle zenginleştirilerek pişme sonrası ekmek kalitesi ve lizin tayinlerinin yapıldığı bildirilm ektedir. Tahılın çok tüketildiği b ölgelerd e y apılacak lizin zenginleştirmesi için % 0.12 veya % 0.2 lizin dü zeyi bazı yazarlarca tavsiye edilm ektedir.20- 21
Yiyeceklere uygulanan enzimatik süreçler
T a h ılla r, yağlı tohum lar ve baklagiller enzim lerle m uam ele edilerek protein ve vitam in değerleri yüksek ve fakat ucuz yiyecekler elde etme den em eleri d e yapılm aktadır,5. 23. 24 % 18-20 protein ve % 55-65 nişasta kapsayan ve % 30 tahıl % 70 bakliyat ( % 50 nohut, % 20 m ercim ek
veya balda) karışımı bir form ülanın a - am ilazla m uam ele edilerek kullanıldığı açıklanmakta, ve bu karışımla beslenm ede sindirim veri minin (coefficiency) % 94-99, protein elverişlilik oranının (P E R ) 2.48-2.64 ve net kullanılan protein oranının (N P U ) 65-70 oldu ğu Buffa22 tarafından rapor edilmektedir. Y ağı alınmış susam, yer fıstığı ve baklagillerin enzimle m uam ele gördüklerinde eriyebilen protein içeriklerinin susam için % 7.21 den % 64.14 e, nohut için % 16.68 den % 86.12 e çıktığı Sreekantiah ve arkadaşları23 tarafından belir tilmektedir. Bu maddelerle uygun bir karışım yapılıp iyi dengelenm iş amino asitlerin bulunduğu proteince zengin bir yiyecek hazırlanabileceği yazarlarca tavsiye edilmektedir.
Yenmeğe hazır yiyecekler
Kolaylık ve rahatlık sağlamak am acıyla yenm eğe hazır yiyeceklerin yapımı son yıllarda hızlı bir şekilde geliştirilmekte, don durulup-kuru- tulmuş yiyeceklerin kullanılma alanlarının yine son yıllarda çoğ a ld ığ ı dikkati çekmektedir. Bunlara ek olarak kaynatılabilen özel plastik tor balarda dondurulmuş, lokm a veya küpler haline getirilmiş hazır yiy e ceklerin lezzet, tad, renk ve koku çalışmaları yapılm aktadır. D ü n yan ın birçok ülkelerinde ötedenberi fazla miktarda tüketilmekte olan hazır toz kahve (instant coffee) yerini bugün özellikle Birleşik A m erika’da d on - durulup-kurutulmuş kahveye hızla terketmektedir. D on du ru lu p-k u ru - tulmuş yiyeceklerin çoğu üzerlerine kaynar su eklenmesiyle beş dakika da yenmeğe hazır hale gelmektedirler. Y en m eğe hazır yiyeceklerin en çok kullanıldığı yerlerden birinin de hiç kuşkusuz uzay yolculukları olduğunu belirtmek yerinde olur.4-24-25>26
Yeni saklama yöntemleri
Yıllardanberi uygulana gelen konserve yolu ile saklama ve kurutm a (dehydration) yöntem leri yanında bugün son derece m odern y ön tem lerin geliştirilmiş ve uygulanmakta oldukları bilinm ektedir. Bu yeni yöntem ler de şöyle özetlenebilir:
1. K onserve yapım ında yüksek ısı-kısa süre tekniğini uygulam a, 2. Yiyecekleri kurutarak saklama,
3. D ondurarak (frozen foods) saklama, 4. Ö n ce pişirip-kurutma,
5. Ö n ce pişirip-dondurm a, 6. D ondurup-kurutm a,
8. Ö n ce pişirip-dondurup-kurutup-sıkıştırm a, 9. Işınlayarak saklama,
10. K ayn atılabilen paketlerde dondurm a,
11. Bükülebilen, yer tutm ayan (flexible) paketlerle paketleme. Bu yön tem ler bilim in, mühendisliğin ve teknolojinin yiyeceklere getirdiği yeniliklerdir.4’ 24’ 23
Saklam a Kolaylıkları
1. Konserve ve kurutma: En eski ve en çok uygulanan saklama yollan olarak bilinm ektedir. Yalnız günüm üzde her iki yöntem de son derece geliştirilmiş olarak uygulanm aktadır. Son yıllarda kurutma yöntemiyle patatesin bile saklanması yapılm akta olan uygulamalar arasında be lirtilm ektedir.-’3
2. Dondurarak saklama: Son yılların en çabuk yayılan saklama yön tem lerin den biridir. D ondurarak saklamada temel ilke, yiyeceklerin bünyesindeki suyu buz kristalleri haline getirip donmuş ortamda mik ro o rg a n izm a faaliyetini önlem ektir. Bu yöntem den geliştirilen dondu- ru p-k u ru tm a tekniğinin temel ilkesi ise donan suyu buharlaştırmaktır. K u ru tu la ca k yiyecek çiğ ya da pişmiş olarak dondurulup, sonra vakumlu k urutm a odaların a yerleştirilmektedir. Bu tür yiyecekler süratle rutubet alırlar ve oksijenden bozu lm a oranları yüksektir. Bu nedenle kaliteyi sağlam ak için don durulup-kuıutulm uş yiyecekler vakum altında veya vaku m odaların dan alınır alınm az invert gaz atmosferinde paketlen m ektedirler.24
3. Işınlayarak saklama: Y iyeceklerin ışınlama ile saklanmaların da iki yön tem uygulanm aktadır. 1) 1 m egarad ve daha fazla ışın kullanarak saklam a yön tem i ki bu işlem sterilize diye tanımlanmakta, 2) 1 m ega rad ve dah a az ışın kullanarak saklama yöntem i de pastörize diye bilin m ektedir. Bunlardan ilki soğuk depolalam ayı gerektirmeden uzun süre dayan abilm ekte, İkincisi ise ancak soğuk depolarda saklanabilmektedir. B ilindiği gibi ışınlam ada kullanılan gam m a ışınlan ya atom reaktör lerinde yapılan radyo izotoplardan, ya elektron ışınlarından veya m a kinelerden elde edilen x ışınlarından yayılırlar. Işınla sterilize edile cek yiyeceklerde proteolitik enzim lerin faaliyetlerini önlem ek için ön ced en kısmen veya birkaç dakikalık bir pişirme (blanching) süreci u ygulanm ası gerekm ektedir. Işınlanmış yiyeceklerin bükülebilen pa ketlerle saklanması konusu da henüz araştırma aşamasındadır.-4
KAYNAKLAR
1. T avill, F. and G onik, A . Use o f Fish Protein Concentrate in the Diets o f W ea n lin g Infants. A m . J. Clin. Nutr. 2 2 : 1571 1968.
2 . Brinkman, G . L ., Shoradam bal, B. and M adh ave, V . A . Feeding T rial o f Fish Protein Concentrate with Preschool Children. A m . J . Clin. N utr. 2 3 : 395, 1970.
3 . M u n ro, I. C ., M orrison A . B. and M yer, M . Fish Protein C on centrate as a Supplem ent to Cereal Diets. J. A m . Dietet. Ass. 5 5 : 399, 1969.
4 . Scientists Research Tomorrovv’s A dvances: Research in ’69-Part 1. F o o d Eng. 4 1 : 66, 1969.
5 . Russo, J . R . Can Nevv Protein Sources A vert W o rld Shortage? F o o d Eng. 4 1 : 8 0 , 1969.
6 . Hannigan, K . J . Research in the’ 70 s... Better Products for a Better w orld . Part II. Univ. Research. F ood Eng. 42 : 75, 1970.
7 . Im proved Properties o f T extured Proteins. F ood Eng. 4 2 : 161, 1970. 8 . L a Chance, P. A . T h e N ew Proteins. F ood T ech . 2 4 : 33, 1970.
9 . V egetable Protein Products. H osp. and Nurs. H om e F ood M a n . 6 : 40, 1970. 10. K im , J. C. and D e Ruiter, D . Foods o f the Future. F ood T ech . 2 2 : 55, 1968. 11. Hannigan, K . J. Better Products for a Better W orld . Part 1. G overn m en t and
Ind. Research. F ood Eng. 4 2 : 63, 1970.
12. Lavvhon, J. T ., Carter, C. M . and M attil, K . F. Influence o f the D eep -F at F rying M ediu m on the Acceptibility and Stability o f Glandless C ottonseed K e m e ls For Use as a H igh-Protein L ow -C ost Edible Nut. F oo d T ech . 2 4 : 93, 1970. 13. Matthevvs, R . H ., Sharpe, E. J . and Clark, W . M . T h e U se o f Som e O ilseed
Flours in Bread. Cereal Chem. 4 7 : 181, 1970. 14. Advances in Technology. F ood Eng. 4 1 : 133, 1969.
15. YVingerd, W . H ., Saperstein, S. and Lutvvak, L . Bland, Soluble W h ey Protein Concentrate has Excellent Nutritional Properties. F o od T e ch . 2 4 : 34, 1970. 16. Ziem ba, J . V . Low -C ost Protein from N aturel Gas. F oo d Eng. 4 2 : 112, 1970. 17. Ferrel, R . E., Fellers, D . A . and Shepherd. A . D . D eterm ination o f Free Lysine
and M ethionine in A m in o A c id Fortified VVheat.'Cereal C hem . 4 6 :6 1 4 , 1969. 18. Ferrel, R . E., Shepherd. A . D. and G audagni, D . G . Storage Stability o f Lysine
in Lysine-Fortified VVheat. Cereal Chem . 4 7 : 33, 1970.
19. Schvveizer, C. J . and Ries, S. K . Protein Content o f Seed. Science 1 6 5 : 73, 1969.
2 0 . Matthevvs, R . H ., Richardson, G. and Lichtenstein, H . Effect o f Lysine F ortifica - tion on quality o f Chappaties and Yeast Bread. Cereal C hem . 4 6 : 14, 1969.
2 1 . G raham , G . G ., Placko, R . P., A ceved o, G ., M orales, E. and C ord an o, A . Lysine Enrichm ent o f VVheat F lou r: Evaluation in Infants. A m . J . Clin. N utr. 2 2 : 1459, 1969.
22 . Bufla, A . E nzym e-Treated VVeaning F o od M ixtures. Assig. C hildren. U N I C E F Yayınlarından 107, 1969.
23 . Sreekantiah, K . R ., Ebine, H ., O hta, T . and N akano, M . E nzym atic Processing in V egetable Protein Foods. F ood T ech . 2 3 : 1055, 1969.
2 4 . K lick a, M . V . C on ven ien ce-K eyn ote o f the F uture- J . H om e E con . 6 1 : 707, 1969.
2 5 . K erm it, B. K e y Factors in A ccep tan ce o f N ew Foods. F o o d T ech . 2 3 : 1159, 1969.
