T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
GLUTENSĠZ EKMEK ÜRETĠMĠ ÜZERĠNE ARAġTIRMALAR
Derya YARPUZ
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
Aralık-2011 KONYA Her Hakkı Saklıdır
TEZ KABUL VE ONAYI
Derya YARPUZ tarafından hazırlanan “Glutensiz Ekmek Üretimi Üzerine Araştırmalar” adlı tez çalışması 29/12/2011 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı‟nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir.
Jüri Üyeleri Ġmza BaĢkan
Prof. Dr. Selman TÜRKER ………..
DanıĢman
Doç. Dr. Nermin BİLGİÇLİ ………..
Üye
Prof. Dr. Ali TOPAL ………..
Yukarıdaki sonucu onaylarım.
Prof. Dr. Aşır GENÇ FBE Müdürü
iii
TEZ BĠLDĠRĠMĠ
Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
DECLARATION PAGE
I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.
Derya YARPUZ 29/12/2011
iv
ÖZET
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
GLUTENSĠZ EKMEK ÜRETĠMĠ ÜZERĠNE ARAġTIRMALAR
Derya YARPUZ
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
DanıĢman: Doç. Dr. Nermin BĠLGĠÇLĠ 2011, 104 Sayfa
Jüri
DanıĢman: Doç. Dr. Nermin BĠLGĠÇLĠ Prof. Dr. Selman TÜRKER
Prof. Dr. Ali TOPAL
Bu çalışmada lüpen (Lupinus albus L.) ve karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench.) unları kullanılarak besleyici değeri yüksek ve kaliteli glutensiz ekmek üretimi amaçlanmıştır. Glutensiz ekmek formülasyonlarında, mısır nişastası ve pirinç unu paçalıyla (50:50) yer değiştirme esasına göre farklı oranlarda lüpen unu (%0, 10, 20 ve 30) ya da karabuğday unu (%0, 10, 15 ve 20) ile katkı olarak guar gam (%0, 0,5 ve 1) ve mono ve di gliseritlerin diasetil tartarik asit esterleri (%0 ve 1) kullanılmıştır. Lüpen unu yada karabuğday unu ilaveli glutensiz ekmek üretimi (4 x 3 x 2) x 2 faktöriyel deneme desenine göre ayrı ayrı yürütülmüştür. Ekmeklerin fiziksel, kimyasal ve duyusal özellikleri belirlenmiştir. Glutensiz ekmek formülasyonunda lüpen unu oranının artması ile ekmeklerin ağırlık, hacim, ekmek içi ve kabuk rengi sarılık (b*) değerleriyle birlikte su, protein, selüloz, yağ, mineral madde (Ca, Cu, Mn, P, Fe ve Zn) ve esansiyel amino asit miktarları artarken; ekmek içi parlaklık (L*) ve 24. ve 72. saat ekmek içi sertlik değerleri düşmüştür. %30 lüpen unu kullanımı ile ekmeklerin protein ve Ca miktarı sırasıyla 3,1 ve 1,7 kat artmıştır. Lüpen unu ilavesi ile hazırlanan ekmek denemelerinde, formülasyona guar gum ve mono ve di gliseritlerin diasetil tartarik asit esterleri (DATEM) ilavesi ekmeklerin ağırlık ve hacim değerlerini arttırırken, kabuk kırmızılığı (a*) ile 24. ve 72. saat ekmek içi sertlik değerini düşürmüştür. Duyusal değerlendirmede %10-20 lüpen ilaveli ekmekler en yüksek genel beğeni puanını toplamıştır.
Karabuğday unu, glutensiz ekmeklerin ağırlık ve hacim, ekmek içi sertlik değerleri ile kül, protein, yağ, selüloz ve mineral madde (Cu, Mg, K, P, Fe ve Zn) miktarlarını olumlu etkilerken ekmek içi ve kabuk rengi koyuluğunu arttırmış, fitik asit miktarının 297,54 mg/100g‟a kadar yükselmesine neden olmuştur. %20 karabuğday unu kullanımı ile glutensiz ekmeklerin Mg, K ve Fe miktarı sırasıyla, 4,4, 1,6 ve 1,8 kat artmıştır. Formülasyona eklenen guar gam ve DATEM ekmeklerin teknolojik özellikleri üzerinde olumlu etkiye sahip olmuştur. Panelistler tarafından %10 karabuğday unu ilaveli ekmekler en fazla tercih edilmiştir.
Sonuç olarak, lüpen unu glutensiz ekmeklerin özellikle protein, esansiyel aminoasit ve Ca miktarı, karabuğday unu ise kül, K, Mg ve Fe miktarı açısından zenginleşmesine katkı sağlarken, %1 guar gam ve %1 DATEM kombinasyonu, lüpen ve karabuğday unu katkılı ekmeklerin teknolojik özelliklerini geliştirmiştir.
v
ABSTRACT
MS THESIS
RESEARCHES ON GLUTEN FREE BREAD PRODUCTION Derya YARPUZ
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY
THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN FOOD ENGINEERING
Advisor: Assoc. Prof. Dr. Nermin BĠLGĠÇLĠ
2011, 104 Pages Jury
Assoc. Prof. Dr. Nermin BĠLGĠÇLĠ Prof. Dr. Selman TÜRKER Prof. Dr. Ali TOPAL
In this study, gluten-free bread production with high nutritional properties and good quality from lupine (Lupinus albus L.) and buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.) flours was aimed. In the gluten-free bread formulations, corn starch and rice flour blend (50:50) replaced with lupine flour (0, 10, 20 and 30%) or buckwheat flour (0, 10, 15 and 20%). Guar gum (0, 0.5 and 1%) and diacetyl tartaric esters of mono and di glycerides (0 and 1%) were used as additives. Gluten free bread with lupine or buckwheat flour was conducted separately according to (4 x 3 x 2) x 2 factorial design. Physical, chemical, and sensory properties of breads were determined.
Increasing amount of lupine flour in gluten free bread formulation, increased bread weight, volume, crumb and crust yellowness (b*) with protein, cellulose, fat, mineral (Ca, Cu, Mn, P, Fe and Zn) and essential amino acid content, but decreased crumb brightness (L*), 24th and 72nd hours crumb hardness. Protein and Ca content of gluten free bread with 30% lupine flour increased 3.1 and 1.7 times, respectively. Addition of diacetyl tartaric esters of mono and di glycerides (DATEM) and guar gum into gluten free bread formulation containing lupine flour, increased weight and volume of bread but decreased the crust redness (a*) and 24th and 72nd hours crumb hardness. In sensory evaluation, bread containing 10-20% lupine flour had the highest overall acceptability scores.
Buckwheat flour positively affected bread weight, volume and crust hardness with ash, protein, fat, cellulose and mineral matter (Cu, Mg, K, P, Fe and Zn) contents while it increased darkness of crumb and crust color and phytic acid content up to 297.54 mg/100g. Mg, K and Fe content of the bread containing 20% buckwheat flour increased 4.4, 1.6 and 1.8 times, respectively. Addition of DATEM and guar gum has positive affect on technologic bread properties. Bread containing 10% buckwheat flour was preferred by the panelist.
As a result, lupine flour addition enriched the gluten free bread in terms of protein, essential amino acid, Ca, while buckwheat flour addition enriched especially ash, K, Mg and Fe content of bread. Combination of 1% guar gum and 1% DATEM improved technological properties of bread.
vi
ÖNSÖZ
“Glutensiz Ekmek Üretimi Üzerine Araştırmalar” adlı bu çalışma Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü‟nde yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır.
Çalışma süresi boyunca benden bilgilerini ve yardımlarını esirgemeyen ve çalışmalarımı yönlendirmemde büyük emekleri olan değerli danışman hocam Sn. Doç. Dr. Nermin BİLGİÇLİ‟ye,
Tez konumun seçilmesi ve sonuçlarının değerlendirilmesinde göstermiş oldukları desteklerinden dolayı Sn. Prof. Dr. Selman TÜRKER ve Sn. Prof. Dr. Adem ELGÜN‟e,
Bu zorlu süreçte laboratuar çalışmalarımda yardımlarını esirgemeyen hocalarım Sn. Arş. Gör. Dr. Nilgün ERTAŞ‟a ve Sn. Arş. Gör. Dr. M. Kürşat DEMİR‟e,
Bütün yaşamım boyunca zorluklara karşı yılmadan mücadeleyi öğreten, her konuda yanımda olan annem Şadiye YARPUZ‟a ve babam Şakir YARPUZ‟a, hiçbir zaman desteklerini esirgemeyen ağabeyim Dr.Yalçın YARPUZ‟a ve ablam Dilek YARPUZ‟a sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Derya YARPUZ KONYA-2011
vii ĠÇĠNDEKĠLER TEZ BĠLDĠRĠMĠ ... iii ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi ĠÇĠNDEKĠLER ... vii SĠMGELER VE KISALTMALAR DĠZĠNĠ ... ix 1. GĠRĠġ ... 1 2. KAYNAK ARAġTIRMASI ... 3 2.1. Çölyak Hastalığı ... 3 2.2. Gluten ... 4
2.3. Glutensiz Ekmek Üretiminde Kullanılan Bazı İngredientler ... 5
2.3.1. Pirinç unu ... 6
2.3.2. Mısır nişastası ... 7
2.3.3. Hidrokolloid ve yüzey aktif maddeler ... 7
2.4. Lüpen (Lupinus albus L.) ... 9
2.5. Karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench.) ... 12
2.6. Glutensiz ekmek ve hububat ürünlerinin üretimi ile ilgili çalışmalar ... 13
3. MATERYAL VE METOT ... 17 3.1. Materyal ... 17 3.2. Metot ... 17 3.2.1. Deneme planı ... 17 3.2.2. Ekmek denemeleri ... 19 3.2.3. Laboratuvar analizleri ... 19 3.2.3.1. Renk ... 19 3.2.3.2. Kimyasal analizler ... 20 3.2.3.2.1. Su ... 20 3.2.3.2.2. Kül ... 20 3.2.3.2.3. Protein ... 20 3.2.3.2.4. Selüloz ... 21 3.2.3.2.5. Fitik asit ... 21 3.2.3.2.6. Mineral madde ... 21
3.2.3.2.7. Esansiyel aminoasit kompozisyonu ... 21
3.2.3.3. Duyusal analizler ... 22
3.2.4. İstatiksel değerlendirme ... 22
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA ... 23
4.1. Analitik Sonuçlar ... 23
4.2. Araştırma Sonuçları ... 26
4.2.1. Lüpen unu ikameli glutensiz ekmek özellikleri ... 26
4.2.1.1. Ağırlık, hacim ve spesifik hacim ... 26
4.2.1.1.1. Ağırlık ... 26
4.2.1.1.2. Hacim ve spesifik hacim ... 29
viii
4.2.1.2.1. Simetri ... 33
4.2.1.2.2. Gözenek yapısı ... 34
4.2.1.3. Ekmek içi sertlik ... 34
4.2.1.4. Renk ... 36
4.2.1.4.1. Kabuk rengi ... 36
4.2.1.4.2. Ekmek içi rengi ... 42
4.2.1.5. Kimyasal özellikler ... 47 4.2.1.5.1. Su ... 47 4.2.1.5.2. Kül ... 48 4.2.1.5.3. Protein ... 48 4.2.1.5.4. Selüloz ... 49 4.2.1.5.5. Yağ ... 49 4.2.1.5.6. Fitik asit ... 50 4.2.1.5.7. Mineral madde ... 51
4.2.1.5.8. Esansiyel amino asit kompozisyonu ... 53
4.2.1.6. Duyusal özellikler ... 54
4.2.2. Karabuğday unu ikameli glutensiz ekmek özellikleri ... 56
4.2.2.1. Ağırlık, hacim ve spesifik hacim ... 56
4.2.2.1.1. Ağırlık ... 57
4.2.2.1.2. Hacim ve spesifik hacim ... 60
4.2.2.2. Simetri ve gözenek yapısı ... 62
4.2.2.2.1. Simetri ... 63
4.2.2.2.2. Gözenek yapısı ... 64
4.2.2.3. Ekmek içi sertlik ... 66
4.2.2.4. Renk ... 67
4.2.2.4.1. Kabuk rengi ... 67
4.2.2.4.2. Ekmek içi rengi ... 73
4.2.2.5. Kimyasal özellikler ... 77 4.2.2.5.1. Su ... 78 4.2.2.5.2. Kül ... 79 4.2.2.5.3. Protein ... 79 4.2.2.5.4. Selüloz ... 80 4.2.2.5.5. Yağ ... 80 4.2.2.5.6. Fitik asit ... 80 4.2.2.5.7. Mineral madde ... 81
4.2.2.5.8. Esansiyel amino asit kompozisyonu ... 83
4.2.2.6. Duyusal özellikler ... 84 5. SONUÇ VE ÖNERĠLER... 86 5.1. Sonuçlar ... 86 5.2. Öneriler ... 88 6. KAYNAKLAR ... 90 ÖZGEÇMĠġ ... 104
ix
SĠMGELER VE KISALTMALAR DĠZĠNĠ
a* : [(+) kırmızı, (-) yeşil] renk değeri b* : [(+) sarı, (-) mavi] renk değeri Ca : Kalsiyum cm : Santimetre cm2 : Santimetre kare cm3 : Santimetre küp CMC : Karboksimetilselüloz Cu : Bakır
DATEM : Mono ve digliseritlerin diasetil tartarik asit esterleri Fe : Demir
g : Gram
HPMC : Hidroksipropilmetilselüloz K : Potasyum
kg : Kilogram
L* : [(0) siyah, (100) beyaz] renk değeri mg : Miligram Mg : Magnezyum ml : Mililitre Mn : Mangan N/cm2 : Newton/santimetre kare P : Fosfor
SSL : Sodyum stearol 2-laktilat Zn : Çinko
1. GĠRĠġ
Çölyak hastalığı glutene karşı hassasiyet nedeniyle oluşan bir bağırsak emilim düzensizliğidir (Green ve Jabri, 2003; Hamer, 2005). Gluten ve gluten benzeri proteinlerde bulunan özel amino asit dizilimlerini içeren peptid zincirlerinin çölyak hastalığa neden olduğu belirtilmektedir. Bu peptid zincirleri buğdayda gliadin, çavdar, arpa ve yulafta ise prolamin fraksiyonlarında bulunmaktadır (Lee ve Newman, 2003; Gallagher ve ark., 2004; Skovbjerg ve ark., 2004).
Çölyak hastalığının genel belirtileri kronik ishal, karın bölgesinde şişlik ve yetersiz beslenmedir. Küçük çocuklarda kusma, ishal, karın şişliği, iştahsızlık, kilo alamama ve boy uzamasında yavaşlama gibi tipik belirtilerle ortaya çıkabileceği gibi daha ileri yaşlarda sadece kansızlık, boy kısalığı, kemik zayıflığı ve nedeni bilinemeyen karaciğer hastalığı gibi çok değişik belirtilerle de kendini gösterebilmektedir. Çölyak hastalığına sahip bireylerde demir, folik asit, kalsiyum, mineral ve B12 vitamini eksikliği
görülmekte ve kemik yoğunluğu azalmaktadır (Gallagher ve ark., 2004; Stepniak ve Koning, 2006).
Çölyak hastalığının tedavisi ancak hayat boyu glutensiz bir diyete devam etmekle mümkün olabilmektedir. Bunun için de gluten proteininin diyetten tümüyle uzaklaştırılması gerekmektedir (Koning, 2003; Lee ve Newman, 2003; Butterworth ve ark., 2004). Çölyak hastalarının diyetleri için, gluten ve gluten benzeri proteinleri içeren tahıllar (buğday, çavdar, arpa ve yulaf) güvenli sayılmaz iken (Lai, 2001), mısır ve pirinç gibi tahıllar, karabuğday, amarant ve quinoa gibi tahıl benzerleri, soya, nohut, mercimek ve lüpen gibi baklagiller güvenilir hammaddeler arasında yer almaktadır.
Glutensiz ürünlerde, gerekli ağ yapının oluşturulması, lezzet, kabul edilebilirlik ve raf ömrünün geliştirilmesi amacıyla, nişasta, süt ürünleri, gamlar ve hidrokolloidler, gluten olmayan diğer proteinler ve bunların kombinasyonlarını kapsayan hammaddelerle ilgili araştırmalar yapılmaktadır (İşleroğlu ve ark., 2008).
Lüpen (Lupinus albus L.) Türkiye'de acı bakla, delice bakla, gavur baklası, kurt baklası, mısır baklası, yahudi baklası, termiye gibi değişik isimlerle bilinmektedir (Yorgancılar, 1996). Lüpen zengin protein, lif, vitamin ve mineral madde içeriği ile önemli bir baklagildir. Lüpen gluten içermemesi ve yüksek besinsel değere sahip olması ile glutensiz ürünler için alternatif bir hammadde haline gelmiştir. Lüpenin kimyasal
bileşimi, çevresel ve genetik faktörlere bağlı olarak oldukça değişken olup, protein, yağ, lif ve şeker içeriği sırasıyla, %30-35, %5-10, %16,2 ve %5,8 olarak rapor edilmiştir (Desmaison, 1987; Doxastakis, 2000; Erbaş ve ark., 2005). Lüpen unu yüksek protein içeriğinin yanı sıra, yüksek su ve yağ tutma kapasitesi ve iyi bir emülsifiye edici ajan olması nedeni ile hububat ürünleri için önemli bir ingrediyenttir (Leterme ve Fenart, 1997).
Polygonaceae familyasına ait olan Karabuğday (Fagopyrum esculentum
Moench.), iyi dengelenmiş amino asit kompozisyonunun yanı sıra, yüksek miktarda mineral, vitamin ve lif içeriğine sahip bir bitkidir (Pomeranz ve Robbins, 1972; Marshall ve Pomeranz, 1982; Ikeda ve Kishida, 1993). Karabuğday tanesinin genel bileşimi %63,0-68,1 toplam karbonhidrat, %13,0-20,4 ham protein, %2,2-2,9 ham yağ, %2,7-4,3 kül‟den oluşmaktadır (Kim ve ark., 1994; Shim ve ark., 1998). Karabuğdayın gluten içermemesi, karabuğday ununu çölyak hastaları için uygulanan glutensiz diyetlerin önemli bir parçası haline getirmiştir (Aubrecht ve Biacs, 2001).
Bu araştırma ile çölyak hastaları için besleyici değeri yüksek ve kaliteli ekmek üretiminin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla lüpen ve karabuğday unları farklı oranlardaki guar gam ve emilgatör yardımı ile ekmek üretiminde kullanılarak, ekmek kalite özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır.
2. KAYNAK ARAġTIRMASI
2.1. Çölyak Hastalığı
Çölyak hastalığı (celiac disease), bağırsaklardaki sindirimi sağlayan villus denilen yapıların bozulmasıyla besin emilimini engelleyen ve ince bağırsakta hasarlar oluşturan bir hastalıktır (Akçelenk, 2004). Hastalarda buğday, arpa, çavdar ve yulafta bulunan proteinlere karşı hassasiyet oluşmakta, bu hububatları içeren yiyecekler tüketildiğinde, ince bağırsakta emilimi sağlayan ve parmak şekline benzeyen villusler görevini yapamaz hale gelmektedir (Anonymous, 2004).
Çölyak hastalığı hakkında bilinen ilk veriler M.S. I. yüzyılda yaşamış olan Kapodokyah Aretaeus'a aittir. Çölyak hastalığı 1888 yılında 1–5 yaş arası çocuklarda daha sık olmak üzere, tüm yaş gruplarında görülebilen kronik hazımsızlık olarak tanımlanmıştır (Taşdelen, 2004). Buğday, çavdar, arpa ve yulafta bulunan proteinin çölyak hastalığına neden olduğunu ve tüketilmemesi gerektiğini belirtmiştir. II. Dünya Savaşı süresince buğday kıtlığı nedeniyle çölyak hastalarında düzelme sağlanmıştır (Krause, 1968) .
Dünyada, çölyak hastalığının görülme sıklığı 1/500–1/3000 arasında değişirken, Türkiye'de görülme sıklığı ile ilgili farklı verilere ulaşılmakla birlikte 1/140-1/300 arasında olduğu rapor edilmektedir. Hastalık, Avrupa'da görülen ve genetik kökenli olan en yaygın hastalıklardan biri olarak bilinmektedir (Kavak, 2002). Hastalık kız çocuklarında erkek çocuklarına kıyasla daha sık görülmekte ve çölyak hastası bireylerin birinci derece akrabalarında bu hastalığın görülme oranı %10 olarak belirtilmektedir (Köksal ve Gökmen, 2000).
Çevresel faktörler ve genetik yapı çölyak hastalığına neden olan iki önemli faktör olarak bilinmektedir (Kavak, 2002). Çevresel faktör olan gluten, hastalığın görülmesini belirgin olarak etkilemekte ve hastalık en çok buğdayın temel besin maddesini olarak kullanıldığı Avrupa, Kuzey Amerika ve Avusturya' da görülmektedir (Saraç, 1994).
Çölyak hastalığı insanları çok değişik şekillerde etkilemektedir. Bazı insanlarda belirtileri çocuklukta, bazılarında ise yetişkinliklerinde görülmektedir. Çölyak hastalığının oluşumunda rol oynadığı düşünülen faktörlerden birisi de kişinin anne sütüyle beslenme süresidir. Uzun süre anne sütüyle beslenen kişilerde çölyak hastalığı
belirtileri daha geç ortaya çıkmaktadır. Diğer bir faktör ise gluten içeren yiyeceklerin yenilmeye hangi yaşta başlandığı ve ne kadar gluten tüketildiğidir (Anonymous, 2004).
Çölyak hastalığının teşhisinde 3 kriter göz önüne alınmaktadır. 1. Bağırsak emilimindeki bozukluğun belirlenmesi,
2. İnce bağırsak biyopsi örneğinde belirgin mukoza değişikliklerinin belirlenmesi, 3. Glutensiz diyete iyi klinik yanıtın alınmasıdır (Demirdağ, 1985).
Bununla birlikte belirtisi olmayan insanlarda, çölyak hastalığının komplikasyonlarının riski hayat boyu devam etmektedir (Anonymous, 2004).
Çölyak hastalığının tipleri; klasik (tipik) form, atipik form, asemptomatik (sessiz) form, latent-potansiyel çölyak hastalığı ve geçici gluten intoleransı olarak sayılmaktadır (Kavak, 2002).
Çölyak hastalığı için tek tedavi glutensiz diyet uygulamaktır. Tedavi sonunda villuslar hiç zarar görmemiş gibi çalışmasını sürdürebilmektedir. İyleşme süreci, çocuklarda üç ile altı ay arasında değişirken, yetişkinlerde iki yıla kadar çıkabilmektedir. Ancak glutensiz diyetin yaşam boyu sürmesi gerekmektedir (Akçelenk, 2004). Glutensiz diyet uygulanarak iyi klinik yanıtın alınmaması durumunda damar yoluyla ilave besin takviyesi yapılmaktadır. Ayrıca bazı hastalar için ilaç tedavisi tercih edilmektedir (Anonymous, 2004).
Çölyak diyetlerinin, hastanın malnütrisyon durumu göz önüne alınarak enerji, protein, yağ, vitamin ve mineral dengesi sağlanmalıdır (Köksal ve Gökmen, 2000). Diyetin kalorisi, normal kalori gereksinimden %25 fazla olmalı ve günde 6-8 g/kg protein içermelidir. Yağ normal miktarda verilmeli, laktoz ise akut dönemde iyi tolere edilemediğinden kısıtlanmalıdır. Pişirme yöntemlerine dikkat edilmeli, sindirimi zor olması nedeniyle kırmızı-yeşil lahana, kuru baklagiller, soğan, kızartma, baharat ve yağ eklenmiş besinler bir süre verilmemelidir (Neyzi ve Koç, 1983).
2.2 Gluten
Gluten, buğdayda depo proteini olup, glutenin ve gliadin fraksiyonlarından oluşmaktadır. Gluten kuru madde esasına göre %75-86 oranında protein içermekte, geri kalan kısımda bulunan karbonhidrat ve lipid, gluten-protein matriksi içinde sıkıca tutulmaktadır. Gluten proteinlerinin yapısında bulunan aminoasitlerin %35‟i hidrofobik yan zincirlere sahip olup, bu özellik gluten proteinleri arasındaki hidrofobik ilişkileri
artırmaktadır. Bu sayede gluten yapısının stabilizasyonu sağlanmakta, hamurun pişme ve reolojik özelliklerinde gluten önemli bir rol oynamaktadır (Hoseney, 1994).
Yapılan çalışmalar sonucunda glutenin gliadin fraksiyonunun çölyak hastaları için toksik, glutenin fraksiyonunun ise daha az toksik olduğu belirlenmiştir (Özkaya, 1999). Yulaf prolaminlerinin toksisitesi halen tartışma konusu olmakla birlikte glutensiz diyette yulafın rolü hakkında henüz bir fikir birliği bulunmamaktadır. Ancak prolaminlerin yulaftaki toplam proteinin %10'nu oluştururken, buğday'da %70'ini oluşturması bazı çölyak hastalarının neden buğdaydan daha fazla miktarda yulafı tolere edebildiklerini açıklamaktadır (Denery ve ark., 1999).
Gluten, hamurun viskoelastik özelliklerinin yanı sıra hamurun fermantasyon süresince gaz tutabilme yeteneğinden de sorumludur. Çoğu fırıncılık ürününde görünüş ve ekmek içi yapısına katkıda bulunmaktadır. Ekmek formülasyonundan glutenin uzaklaştırılması, ekmekte hacmin düşmesine, kolay ufalanan ekmek içi tekstürüne, renk ve diğer kalite kusurlarına sebep olmaktadır (Gallagher ve ark., 2004).
Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliğinde „Glutensiz Gıdalar Tebliği‟ kapsamındaki ürünlere ait özellikler iki bölümde tanımlanmaktadır; bunlar; “Gluteni azaltılmış” olarak tanımlanan gıda maddelerinde gluten içeriği kuru maddede 200 mg/kg‟ı ve “Glutensiz” olarak tanımlanan gıda maddelerinde ise gluten içeriği kuru maddede 20 mg/kg‟ı geçmemeli, un ya da ekmek gibi önemli temel gıdaların yerine geçen glutensiz gıdalar yerine geçtikleri gıdalarla aynı miktarda vitamin ve mineral içermelidir şeklindedir (Anonim, 2011).
2.3 Glutensiz Ekmek Üretiminde Kullanılan Bazı Ġngredientler
Buğday ununda bulunan gluten proteini (gliadin ve glutenin) birbirleri ve diğer un bileşenleri ile etkileşerek güçlü ve viskoelastik bir hamur yapısı oluşturmakta ve fermantasyon sırasında oluşan gazın tutulmasını, ekmeğin kabarmasını sağlayarak, kabuk oluşumuna katkıda bulunmaktadır (Hoseney, 1994).
Glutenin uzaklaştırılması, fırıncılar için önemli sorunlar yaratmaktadır. Gluten eksikliğinin fırıncılık ürünlerinde sebep olduğu kalite kusurları, gluten yerine hidrokolloid kullanımı ile ortadan kaldırılmaya çalışılmaktadır (Gallagher ve ark., 2004).
Glutensiz ürünlerde yaygın olarak kullanılan ana ingrediyentler mısır nişastası, pirinç unu, patates nişastası, çeşitli baklagil unları, karabuğday, amarant ve quino gibi tahıl benzerleridir (Anand ve ark., 1978). Ayrıca ürünün yapısı, lezzeti, kabul edilebilirliği ve raf ömrünün geliştirilmesi amacıyla nişasta, süt ürünleri, gamlar ve hidrokolloidler, emülsifiyerler, gluten olmayan diğer proteinleri de kapsayan farklı yaklaşımlarda araştırmalar yapılmaktadır (Gobbetti ve ark., 2007).
Bu tez çalışmasında glutensiz ekmek üretiminde kullanılan bazı bileşenlere ait özellikler aşağıda özetlenmiştir.
2.3.1. Pirinç unu
Pirinç unu hipoalerjik özellikte, renksiz, yavan tada sahip bir hammaddedir. Diğer tahıllarla karşılaştırıldığında pirinç, yüksek lizin içeriğine sahip olup yetersiz lizin ve triptofan içeren buğday proteinine kıyasla daha dengeli aminoasit profiline sahiptir. Bununla birlikte pirinç proteinleri gluten içermediğinden ekmek üretiminde fermantasyon sırasında oluşan gazı tutabilecek ağ yapısına sahip değildir. Aynı durum gluten içermeyen diğer tahıl unları için de geçerlidir (Gujiral ve Rosell, 2004).
Gluten içermemesi, düşük sodyum miktarı, alerjik olmaması ve kolayca sindirilebilen karbonhidratlarının yüksek olması, pirinci özel diyetler için arzu edilen hammadde haline getirmektedir (Gallagher ve ark., 2004).
Pirinç unu, glutensiz ürünlerde istenilen tat ve rengi sağlaması ve sindiriminin kolay olması nedeniyle tercih sebebi olurken (Neuman ve Bruemmer, 1997), tamamen çözünmemesi, hamura viskoelastik yapı kazandıramaması, fermantasyon boyunca yetersiz karbondioksit gazı üretimi nedeniyle son üründe düşük hacim ve bazı kalite kusurları meydana getirmesi dezavantajları arasında yer almaktadır (He ve Hoseney, 1991).
Pirinç unu 100 g kuru madde üzerinden 80,1 g karbonhidrat, 5,9 g protein, 2,4 g besinsel lif, 1,4 g yağ, 0,6 g kül, 10 mg/100g kalsiyum, 0,4 mg/100g demir, 35 mg/100g magnezyum, 98 mg/100g fosfor ve 76 mg/100g potasyum, 0,1 mg vitamin E, 0,1 mg tiyamin, 2,6 mg niasin, 0,4 mg piridoksin, 4 mg folate ve 0,8 mg pantotenik asit içeriğine sahiptir (Rosell ve Marco, 2008).
Torbica ve ark. (2010), glutensiz ekmek yapımı için kullandıkları pirinç ununun kimyasal kompozisyonunu, %9,09 su, %7,31 protein, %0,26 kül, %0,16 selüloz, %0,30 yağ ve %81,5 nişasta olarak belirlemişlerdir.
2.3.2. Mısır niĢastası
Nişasta ve hidrokolloidler glutensiz ürünlerin tekstür ve görünüş özelliklerini geliştirmede yaygın olarak kullanılmaktadır. Nişastalar içinde en yaygın kullanılanlar mısır ve pirinç nişastasıdır.
Nişasta sanayinin ana hammaddesi olarak kullanılan mısır, un, nişasta, nişasta bazlı şekerler, yağ ve alkol üretiminde kullanılmaktadır (Anonymous, 2007). Gluten içermemesi nedeni ile mısır unu, kırması ve nişastası glutensiz ürünler için de önemli bir hammaddedir.
Mısır nişastasının 100 g kuru madde esasına göre bileşimi, 0,40 g protein, 80 mg yağ, 85,90 g karbonhidrat, 3 mg sodyum, 7 mg potasyum, 1 mg mangan ve 8 mikrogram B2 vitamini olarak rapor edilmiştir (Kraut, 1989).
Mariotti ve ark. (2009), glutensiz ekmek üretimi için kullandıkları mısır nişastasının kimyasal kompozisyonunu %13,70 su, %0,69 yağ, %1,91 zedelenmiş nişasta ve %95‟in üzerinde toplam nişasta olarak belirlemişlerdir.
Toufeili ve ark. (1994), glutensiz ekmek için kullandıkları mısır nişastasında %8,01 su, %0,44 protein, %1,14 yağ ve %0,36 kül bulunduğunu tespit etmişlerdir.
2.3.3. Hidrokolloidler ve yüzey aktif maddeler
Fırıncılık ürünlerinde, prosesi kolaylaştırmak, hammaddedeki değişiklikleri karşılamak, kalitedeki sürekliliği garanti altına almak ve istenilen özelliklerde ve tazelikte gıda üretimini sağlamak amacıyla, enzimler, yüzey aktif maddeler, hidrokolloidler, askorbik asit ve potasyum bromat gibi ekmek katkı maddeleri kullanılabilmektedir (Ribotta ve ark., 2004).
Gam terimi ilk olarak yapışkan, zamkımsı, bitkilerden sızan doğal maddeler için kullanılmıştır. Gamın teknik olarak kabul edilen tanımı ise, kıvam artırıcı ve/veya jelleştirici etki vermek için suda dağılabilen veya çözünebilen polimerik karbonhidratlar
şeklindedir. Bu tip maddeler kolloidal yapıda ve hidrofilik kolloid özellikte olduklarından “hidrokolloidler” olarakta adlandırılırlar (Glicksman, 1969).
Hidrokolloidler, kıvam verici, emülsiyonları stabilize edici, film ve jel oluşturucu, tekstürel özellikleri ve su tutmayı artırıcı, su hareketini kontrol edici, bayatlamayı geciktirici ve genellikle gıda kalitesini artırıcı ve muhafaza edici ajanlar olarak kullanılmaktadırlar (Christianson ve ark., 1981; Dziezak, 1991; Schenz, 1995; Ward ve Andon, 2002). Kullanım alanları arasında son yıllarda tahıl teknolojisinde başta ekmek ve mayalı ürünler olmak üzere glutensiz ve donmuş tahıl ürünleri, kek, bisküvi, makarna, tarhana, erişte, v.b. ürünler sayılabilir (Sidhu ve Bawa, 2002; Guarda ve ark., 2004).
Guar gam, gıda ve gıda dışı amaçlı kullanılan önemli kıvam verici bir polisakkarittir. Ana zinciri (1-4)-bağlı β-D-mannopiranozil birimlerinden oluşmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda pseudoplastik özellikte yüksek viskozite vermektedir. Suda dağıtıldığında hidrate olarak 10-15 dakika içerisinde ısıtmadan son viskozite değerinin yaklaşık yarısına ulaşmaktadır. Ekonomik olmasının yanında nötral yapıda olduğu için gıda bileşenleri ile uyumludur. Başlıca kullanım alanları fırıncılık ürünleri, süt ürünleri, soslar ve kedi-köpek mamalarıdır. Fırıncılık ürünlerinde su tutma özelliği ile yoğurma toleransını ve raf ömrünü arttırmaktadır (Saldamlı, 2005). Guar gam glutensiz ürün formülasyonlarında en yaygın kullanılan gam çeşitlerinden biridir.
Emülsifiyer, surfaktant veya emülgatör olarak da adlandırılan yüzey aktif maddeler, içerisinde düşük konsantrasyonlarda bulundukları sıvıların yüzey davranışını değiştiren, yüzey aktiviteye sahip maddelerdir. Bu maddelerin en iyi bilinen özelliği birbiriyle karışım teşkil etmeyen, ayrı fazlar oluşturan iki sıvı arasındaki yüzey gerilimini azaltmaları ve dispers sistemlerden oluşan emülsiyonlarda emülsiyon kararlılığını geliştirmeleridir.
Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan yüzey aktif maddeler, mono ve digliseritler, mono ve digliseritlerin diasetil tartarik asit esterleri (DATEM), succinylated monogliseritler, sorbitol esterleri, acyl laktilatlar ve lesitin olarak sayılabilir.
Bir yüzey aktif maddenin başlıca özelliği, hidrofilik ve lipofilik gruplar içermesidir. Yüzey aktif madde molekülündeki yağ asidi zinciri, molekülün lipofilik; OH grupları, organik asitler veya tuzları, polietilen zincirleri ise hidrofilik kısmını oluşturmaktadır. Bir yüzey aktif madde molekülünün fonksiyonelliği, büyük ölçüde bu madde molekülünün bir ucunun suya karşı ilgisinin fazla olmasından (polar, hidrofilik, ve
suda çözünen) diğer ucunun ise yağlara karşı ilgisinin fazla olmasından (nonpolar, lipofılik ve yağda çözünen) kaynaklanmaktadır (Elgün ve Ertugay, 1995).
DATEM, monogliseritlerdeki hidroksil gruplarının uygun molekül ağırlığındaki suda çözünen bir asitle esterleştirilmesiyle elde edilir. Diasetil tartarikasit gibi bir asitle monogliseritlerin esterleştirilmesiyle yüzey aktif maddenin hidrofilik özelliği artırılır. Daha ziyade ekmekçilik alanında kullanılan DATEM, hamurda shorteningin ince ve üniform bir şekilde dağılmasını sağlayarak, düzgün homojen bir hamur elde edilmesine yardımcı olur. Ayrıca hamur daha uygun bir işlenebilirlik kazanarak, ekmek içi yumuşaklığı, kabuk gevrekliği ve ekmek hacmi artmakta, ekmekte arzu edilen gözenek yapısı teşekkül etmekte ve bayatlama gecikmektedir (Elgün ve Ertugay, 1995).
Hamur güçlendirici ve stabilize edici ajanlar olarak kullanılan hidrokolloidlerin yararlı etkileri, yüzey aktif maddeler ile birlikte kullanıldıkları zaman daha da güçlenebilmektedir (Joensson ve Toernaes, 1987; Mettler ve Seibel, 1993).
Mettler ve Seibel (1993), tarafından yapılan bir çalışmada, monodigliseridler ve DATEM ile guar gam ve karboksimetilselüloz (CMC) gibi katkıların, belirli oranlardaki kombinasyonlarının tam buğday unu ekmeği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, hidrokolloidler ve yüzey aktif maddelerin tam buğday unu ekmeğinin kalite özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir.
Ribotta ve ark. (2004), dondurulmuş ekmek hamurundan ekmek üretimi üzerine yaptıkları çalışmada, formülasyonda DATEM ve guar gam kullanımının ekmek tekstür ve hacmini geliştirdiğini rapor etmişlerdir.
2.4. Lüpen (Lupinus albus L.)
Konya ve çevre illerde termiye olarak adlandırılan lüpen, acı bakla, delice bakla, gavur baklası, kurt baklası, mısır baklası, yahudi baklası gibi değişik isimlerle bilinmektedir (Yorgancılar, 1996). Tek yıllık otsu gövdesinden yeşil gübre ve yem bitkisi, tohumlarından da insan ve hayvan beslenmesinde yararlanılmaktadır (Baytop, 1994).
Dünyada 200 türü ile baklagiller içersinde büyük bir cinsi oluşturmaktadır (Pate ve ark., 1985). Bitki dünyada geniş bir yayılım gösterip 3000 yıldır Akdeniz bölgesinde yeşil gübre ve tohumları için yetiştirilmiştir. Türkiye‟de L. albus ve L. pilasus’un ziraati yapılmaktadır (Baytop, 1963).
10-100 cm yüksekliğinde olan lüpen, tek yıllık bir bitkidir. Lifçe zengin bitkinin sapları ip ve kağıt yapımında kullanılabilmektedir. Bitkinin tüm kısımları lüpen yağı içermektedir (Baytop, 1963). Yüksek yağ içeriği ile sabun üretiminde, sapındaki lifler ile kumaş yapımında, fonksiyonel bileşikleri ile kozmetikte cilt güzelleştirici ve koruyucu yüz maskesi yapımında da kullanılmasına rağmen (Anonim, 2004), ülkemizde genellikle taneleri haşlanarak acılığı giderilip termiye adı ile çerez şeklinde tüketilmektedir (Bozoğlu ve Topal, 2005). Acı lüpende spartein lupanin ve oxilupanin başta olmak üzere çeşitli alkoloidler bulunmaktadır. Anadolu‟da lüpen tohumlarının suda kaynatılarak hazırlanan ekstraktları hipoglisemik ajan olarak kullanılmaktadır. Lüpen alkoloidlerinin hipoglisemik etkileri üzerine çalışmışlar hala devam etmektedir.
Tatlı lüpenler zengin protein içeriğiyle insan yiyeceği olarak kullanılmaktadır (Pate ve ark., 1985). Tohumlarının yaklaşık %40 protein, %20 yağ içeriği ile soya fasulyesi ile karşılaştırılabilecek durumda olması lüpeni soya alternatifi yapmaktadır (Ballester ve Carreno, 1986). Lüpen, dünyada ekmek, bisküvi, kek, makarna, şekerleme, soya sosu gibi ürünlerde hammadde olarak soya alternatifi, antioksidan içeriği yüksek kaliteli bitkisel yağ, glutensiz un, emilsüfiyer madde, süte alternatif ürünler ve çerez olarak kullanılmaktadır (Mülayim ve Acar, 2008).
Ülkemizde tatlı lüpen çeşitleri bulunmadığı (Mülayim ve ark., 2002) için acı formlar tüketilmeden önce zehirli etkisi olan acılık verici maddelerden arındırılmaktadır. Tohumlar öncelikle 60-70 °C‟de 1-2 saat haşlanıp, özel havuzlara alındıktan sonra burada durağan suda 2-4 gün boyunca en az 4-5 defa su değiştirilerek, kırsal kesimde ise, haşlama işlemi tamamlandıktan sonra lüpenin akarsu kenarında 2-4 gün süre ile suya bastırılarak bekletilmesi şeklindeki doğal ekstraksiyonla acılık veren alkoloitlerin uzaklaştırılmasıyla tatlandırma işlemi tamamlanmaktadır (Yorgancılar ve ark., 2009).
Lüpen tanesinin %7 su, %1,47-3,4 kül, %32,0-36,7 ham protein (%12,8 i albumin, %79,2 si globulin), %11,5-15,1 yağ, %9,8 ham lif ve %37,8-43,6 oranında azotsuz ekstrakt içerdiği rapor edilmiştir (Doxastakis, 2000; Doxastakis ve ark., 2002).
Lüpen %40 civarındaki protein içeriğiyle tahıllardan daha fazla proteine sahip olup, aynı zamanda zengin bir vitamin, mineral, kalsiyum ve demir deposudur. Baklagiller içinde soya protein içeriği açısından ilk sırada yer alsa da verim ve üretim miktarının yükseltilmesi durumunda lüpen yüksek protein (%28,0-47,6) içeriğiyle soya ile rekabet edebilecek durumdadır (Williams, 1979; Sator, 1983).
Desmaison ve ark. (1987), lüpen tanesindeki protein içeriğini, genotipi ve yetiştirilen bölgeyi göz önüne alarak %33-47 olarak rapor etmişlerdir. Tanede yapısal polisakkarid (selüloz, hemiselüloz ve lignin) miktarı %7,4-8 arasında değişmektedir (Brillouet ve Riochet, 1983). Lüpen tanelerinde tripsin inhibitörü ve saponin gibi antibesinsel faktörler yok denecek kadar azdır, ancak tane %1-3 arasında alkoloid içermektedir. Bu oran tatlı lüpenlerde %0,001-0,002‟den daha azdır (Musquiz ve ark., 1993; Evans, 1994).
Erbaş ve ark. (2005), yaptığı bir çalışmada, kabuksuz lüpen tanelerinde; %32,2 ham protein, %16,2 ham lif, %8,32 su, %5,95 yağ, % 2,65 kül, %5,82 şeker, 3,9 mg/kg thiamin (B1), 2,3 mg/kg riboflavin (B2), 39 mg/kg niasin bulunduğunu belirlemişlerdir.
Aynı araştırmada palmitik asit (16:0) %11,6 ; sterik asit (18:0) %1,9; oleik asit (18:1) %55,4; linoleik asit (18:2) %22,4 ve linolenik asit (18:3) %8,7 olarak rapor edilmiştir.
Dervas ve ark. (1999), kabukları ayrılmış tam yağlı lüpen ununun kimyasal kompozisyonu %7,1 su, %2,9 kül, %30,6 protein, %6,4 yağ ve %50,0 polisakkarit olarak belirlemişlerdir.
Lüpenin tohum kabuğunun kalın olması sebebiyle kabuklu tüketimi tercih edilmemekte, bu durum da lüpenin mineral içeriğini bir miktar düşürmektedir. Bu şekilde tüketilmesine rağmen zengin mineral içeriği sebebiyle insan beslenmesinde önemini korumaktadır (Yıldız ve Yazgan, 2000). Yorgancılar ve ark. (2009), acılığı giderilmiş lüpen tanesi, kabuk ve iç kısmında mineral madde içeriğini belirledikleri çalışmalarında, lüpen tanesinde (iç+kabuk) kuru ağırlıkça 4797 mg/kg fosfor, 249 mg/kg potasyum, 5514 mg/kg kalsiyum, 936 mg/kg magnezyum, 691 mg/ kg sodyum, 36 mg/kg bor, 7 mg/kg bakır, 39 mg/kg demir, 1109 mg/kg mangan ve 53 mg/kg çinko içeriği belirlemişlerdir. Ayrıca tanesinin kabuksuz tüketimiyle %6 ile 45 oranında mineral madde kaybı olduğu da rapor edilmiştir.
Rahman ve Moslehuddin (1997), tam lüpen ununda 2,1 g/kg kalsiyum, 3,5 g/kg fosfor, 1,4 g/kg magnezyum, 0,6 g/kg sodyum, 6,2 g/kg potasyum, 27 g/kg çinko ve 5,3 g/kg fitat belirlemiştir
Sujak ve ark. (2006), tam lüpen ununun ham protein miktarını %36,3 ve amino asitlerin miktarını (g/16 g N), Lizin 4,9; Metiyonin+Sistein 2,5; Sistein 1,9; Treonin 3,5; İsolösin 4,3; Triptofan 0,6; Valin 4,1; Lösin 7,8; Histidin 3,3; Fenil alenin+Tirozin 5,6 ve Tirozin 1,7; Arjinin 11,4; Aspartik asit 10,5; Serin 4,5; Glutamik asit 23,5; Prolin 3,5; Glisin 4,3 ve Alanin 3,2 olarak rapor etmişlerdir.
2.5. Karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench.)
Polygonaceae familyasına ait, çalı görünümlü, serin iklim koşullarında ve fakir
topraklarda yetişebilen tek yıllık bir bitkidir (Aeceeba, 1987). Tohumu kimyasal ve yapısal kompozisyonu bakımından tahıllara benzerlik göstermektedir (Pomeranz, 1983; Li ve Zhang, 2001). Karabuğdayın en dikkat çeken özellikleri; yüksek besin değeri, gluten içermemesi, çevre şartlarına karşı dayanıklılığı ve kötü ekolojilerde yetişebilmesidir (Taira, 1974).
Karabuğday tanesinin protein içeriği çeşit ve çevresel faktörle bağlı olarak %7-21 arasında değişmektedir (Mazza, 1993; Fornal, 1999; Barta ve ark., 2004). Proteinin %18,2‟sini albumin, %43,3‟nü globulin, %0,8‟ni prolamin, %22,7‟ni glutenin ve % 5‟ni diğer nitrojen kalıntıları oluşmaktadır (Ikeda ve ark., 199l).
Karabuğday proteinleri, sindirilebilirliği oldukça düşük olmasına rağmen iyi dengelenmiş amino asit kompozisyonu sayesinde yüksek bir biyolojik değere sahiptir (Pomeranz ve Robbins, 1972; Marshall ve Pomeranz, 1982; Ikeda ve Kishida, 1993). Ayrıca diğer bitki proteinlerinde sınırlayıcı amino asit olan arjinince zengindir (Pomeranz ve Robbins, 1972; Ikeda ve Khisida, 1993).
Karabuğdayda glutenin bulunmaması, karabuğday ununu çölyak hastaları için uygulanan glutensiz diyetlerin önemli bir parçası haline getirmiştir (De Francischi ve ark., 1994; Wijngaard ve Arendt, 2006). İmmünolojik analizler karabuğdayın çölyak hastaları için hiçbir zararlı prolamini içermediğini göstermektedir (Aubrecht ve Biacs, 2001).
Karabuğday tanesi, %0,65-0,76‟sı indirgen şeker olmak üzere %67,8-70,1 oranında toplam karbonhidrat içeriğine sahiptir. Nişasta, karabuğdayın temel karbonhidrat bileşeni olup toplam karbonhidratın %54,5‟unu oluşturmaktadır. Ayrıca karabuğday nişastanın %33,5‟lik kısmı dirençli nişastadır (Mazza, 1993; Li ve Zhang, 2001; Steadman ve ark., 2001a).
Öğütülmüş karabuğday tanesinin kepek fraksiyonu besinsel lif açısından oldukça zenginken (%13-16), karabuğday unu ise daha düşük oranda lif içeriğine (%1,7-8,5) sahiptir (Steadman ve ark., 2001a). Karabuğday besinsel lif ve dirençli nişasta içeriğinden dolayı vücutta daha yavaş sindirilmekte ve karabuğdayla üretilen ürünler düşük glisemik indekse sahip olmaktadır. Beyaz buğday unu ile üretilen ekmeğin glisemik indeksi 100 kabul edildiğinde, %50 karabuğday unu ikamesiyle
hazırlanan ekmeklerde glisemik indeks değeri %66,2‟ye düşmektedir (Skrabanja ve ark., 2001).
Steadman ve ark. (2001a), bütün karabuğday tanesinde toplam lipit içeriğinin %1,5-4,0 arasında değiştiğini rapor etmiştir. Karabuğdayın yağ asidi kompozisyonunun %80‟ini doymamış yağ asitleri bunun %40‟dan fazlasını da çoklu doymamış yağ asitleri oluşturmaktadır (Krkoskova ve Mrazova, 2005).
Karabuğdayın mineral kompozisyonu çeşit ve yetiştirme koşullarına göre farklılık göstermekte olup, genel olarak pirinç, sorgum, mısır, buğday ve diğer tahıllardan daha zengin mineral içeriğine sahiptir (Wijingard ve Arendt, 2006).
Karabuğday taneleri; çinko, bakır, mangan ve selenyum gibi mikro elementlerin ve potasyum, sodyum, kalsiyum ve magnezyum gibi makro elementlerin önemli bir kaynağıdır (Wei ve ark., 2003). Karabuğday tanesinde 565 mg/100g potasyum, 490 mg/100g fosfor, 267 mg/100g magnezyum, 19,7 mg/100g kalsiyum, 3,03 mg/100g demir, 2,92 mg/100g çinko ve 1,64 mg/100g mangan bulunur (Steadman ve ark., 2001b). Karabuğdayda özellikle çinko, bakır ve potasyumun biyoyararlılığı yüksektir.
Karabuğday ununun 100 g‟ı; çinko, bakır, magnezyum ve mangan için tavsiye edilen günlük tüketim miktarının yaklaşık olarak %13-89‟unu karşılamaktadır (Ikeda ve ark., 1991). Ayrıca karabuğdayın tam ununda fitik asit miktarı ise ortalama 10,3 mg/g olarak rapor edilmiştir (Shim ve ark., 1998).
Karabuğday tohumları un olarak öğütülüp pek çok unlu mamulün formülasyonunda diğer hububat unları ile karıştırılarak kullanılabilmektedir. Karabuğday unu, farklı ülkelerde, noodle, erişte, ekmek, makarna, kek, krep, pankek, kahvaltılık tahıl, dondurma külahları, bisküvi, fonksiyonel diyet amaçlı ve glutensiz ürünlerin üretiminde kullanılabilmektedir (Marshall ve Pomeranz, 1982; Skerrit, 1986; Tomotake ve ark., 2000; Manthey ve ark., 2004).
2.6. Glutensiz ekmek ve hububat ürünlerinin üretimi ile ilgili çalıĢmalar
Gluten içermeyen unlar, buğday unu yerine unlu mamüllerde özellikle de ekmek formülasyonlarında kullanıldığında, başta ürünün hacmi, tekstürü ve duyusal özellikleri olmak üzere kalite üzerinde olumsuz etkiye sahip olabilmektedir. Oluşan bu olumsuz etkileri giderebilmek için çeşitli katkı maddeleri kullanılmaktadır (Özer, 1998).
Demirkesen ve ark. (2010b), farklı oranlarında pirinç unu ve kestane unu, hidrokolloid olarak ksantan-guar gam ve ksantan-lokust bean gum, emülgatör olarak da DATEM kullanarak glutensiz ekmek üretmişlerdir. Buğday ekmeğine benzerlik yönünden en iyi formülasyon %70 pirinç unu, %30 kestane unu, ksantan-guar gam ve DATEM ilavesi ile elde edilmiştir. Bu formülasyonun kullanıldığı glutensiz ekmeklerin duyusal özellikleri, spesifik hacmi ve kabuk rengi diğer ekmeklere göre daha üstün bulunmuştur.
Sanchez ve ark. (2006), mısır nişastası, pirinç unu ve cassava nişastası kullanılarak yaptıkları glutensiz ekmek çalışmasında optimum ekmek özelliklerini %74,2 mısır nişastası, %17,2 pirinç unu ve %8,6 cassava nişastası kullanımında belirlemişlerdir. Ayrıca formülasyona %0,5 soya unu dahil edilerek ekmek tekstür özelliklerinin geliştiği rapor edilmiştir.
Olatunji ve ark. (1992), %70 sorgum unu, %30 mısır nişastası, su, tuz, şeker ve maya kullanarak ürettikleri glutensiz ekmekte istenilen hacim, tekstür ve ağırlığı elde etmişlerdir.
Yapılan başka bir çalışmada glutensiz ekmek formülasyonlarında buğday nişastası yerine %3 ve 9 oranında pirinç nişastası kullanıldığında ekmek içi renginin daha az sarı, kabuğun ise daha koyu renk aldığı belirlenmiştir. Çalışma neticesinde kabuk sertliğinin etkilenmediği, fakat ekmek içi sertliğinin azaldığı rapor edilmiştir (Gallagher ve ark., 2002).
Çölyak hastalarına yönelik glutensiz fırın ürünlerinin yapısal özelliklerini geliştirmek için yapılan bir çalışmada, mısır nişastası, amarant unu, bezelye protein izolatı ve lif kullanılmıştır. Formüle lifin dahil edilmesiyle hamurun duyusal ve fiziksel özellikleri gelişmiş, son ürün tekstüründe olumlu sonuçlar tespit edilmiştir (Mariotti ve ark., 2009).
Lazaridou ve ark. (2007), glutensiz ekmek formülasyonunu geliştirmek için yaptıkları çalışmada, hidrokolloidlerin hamur reolojisine ve ekmek kalitesine etkisini araştırmışlardır. Formülasyonda mısır nişastası, pirinç unu, sodyum kazeinat ve %1-2 oranında pektin, karboksimetilselüloz (CMC), agar ve ksantan gam kullanılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre elastikiyet ve deformasyon direnci bakımında en iyi sonuç ksantan gam > CMC > pektin > agar şeklinde belirlenmiştir. Hidrokolloidlerin formülasyonda oranı arttıkça ekmek kalitesi olumlu etkilenmiştir. Ayrıca ksantan gam
hacme daha fazla olumlu etki yaparken, pektin oranının artması hacimde azalmalara neden olmuştur.
Schober ve ark. (2003), glutensiz ekmek üretimi üzerine yaptığı çalışmalarında, mısır nişastasının yanında 10 farklı sorgum unu, su, tuz, şeker, farklı oranlarda ksantan gam (%0,3-1,2), süt tozu (%1,2-4,8) ve kuru maya kullanmışlardır. Formülasyondaki su miktarının artmasıyla ekmek spesifik hacmi artmış, gam miktarının artmasıyla hacim olumsuz etkilenmiştir. Ayrıca süt tozu miktarı arttıkça ekmek ağırlığında azalma gözlenmiştir.
Toufeili ve ark. (1994), glutensiz ekmek üretimi üzerine yaptıkları araştırmada prejelatinize mısır nişastası-pirinç unu ve mısır ununun yanında metilselüloz, yumurta albumini, gam arabik kullanmışlardır. Formülasyona 3 g gam arabik dahil edilerek buğday ekmeğine benzer özellikte ekmek elde edilmiştir. Bayatlama süresi, buğday ekmeğine göre daha hızlı gerçekleşmiştir.
Hart ve ark. (1970), mısır nişastası, farklı gamlar, enzimler, emülsifiyerler ve shortening ilave ederek sorgum ekmeği üretmişlerdir. CMC ile birlikte hidroksipropil metilselilozun (HPMC) kullanıldığı ekmek formülasyonunda optimum gaz tutma ile minimum ekmek çökmelerinin belirlendiği rapor edilmiştir. Formülasyonda nişasta ve CMC‟nin birlikte kullanılmasıyla buğday ekmeğine benzer yapı oluşturulmuştur. -amilaz, proteaz ve emilsüfiyer katkı maddelerinin eklenmesiyle daha zayıf ekmek yapısı oluşurken, shortening ve metilselüloz türevlerinin eklenmesiyle daha yumuşak tekstür elde edilmiştir.
HPMC, guar gam, ksantan gam, locust been gam ve -amilaz kullanılarak üretilen glutensiz pirinç ekmeklerinde, amilopektin retrogradasyonunun daha geç gerçekleştiği, raf ömrü süresince; tekstür özelliklerini ve tazeliğini koruduğu belirtilmiştir (Gujiral ve Rosell, 2004; Schober ve ark., 2008).
Demirkesen ve ark. (2010a), glutensiz ekmek üretiminde pirinç unu, farklı gamlar (guar, ksantan, lokust bean gum, HPMC, pektin, ksantan-guar, ksantan-lokust bean gam karışımı) ve emilgatör (DATEM ve purawave) kullanmıştır. DATEM ile birlikte ksantan-guar gam içeren ekmekler ideal elastikiyete sahip bulunmuştur. Ayrıca DATEM ilavesi tüm ekmeklerin spesifik hacmini ve ekmek iç yapısını olumlu etkileyerek kaliteyi arttırmıştır.
Lopez ve ark. (2005), pirinç unu (%45) ile beraber mısır nişastası (%35) ve cassava nişastası (%20) kullanarak tatlımsı ve üniform glutensiz ekmek üretimini
gerçekleştirirken, Sanchez ve ark. (2006), glutensiz ekmek üretiminde %17,2 pirinç unu, %74,2 mısır nişastası ve %8,6 cassava nişastası, Lazaridou ve ark. (2007), pirinç unu, mısır nişastasıyla birlikte sodyum kazeinat, pektin, CMC, agar, ksantan gam veya yulaf -glukanı kullanarak son ürünün tekstür ve kalitesini şahit ekmeğe göre olumlu bulmuşlardır.
Bilgiçli (2008), glutensiz erişte formülasyonunda, mısır nişastası ve pirinç unu ile birlikte %20 ve 30 oranlarında karabuğday tam unu kullanmıştır. Karabuğday tam unu ilavesi ile erişte örneklerinde; pişirme kaybı, renk ve fitik asit içeriklerinin olumsuz yönde etkilediğini ancak kül, potasyum, magnezyum ve fosfor içeriğinin arttığını belirlemiştir. Duyusal olarak %20 oranında karabuğday tam unu ilavesinin panelistler tarafından beğenildiğini ve glutensiz erişte üretiminde mineral maddece zenginleştirme açısından %20 oranında karabuğday tam ununun kullanılabileceğini rapor etmiştir.
Glutensiz tarhana üretimine yönelik bir araştırmada ise, %40 ve 60 oranlarında karabuğday tam unu, mısır nişastası ve pirinç unu ile birlikte tarhana formülasyonunda kullanılmıştır (Bilgiçli, 2009c). Karabuğday tam unu ikamesi ile tarhanaların potasyum, magnezyum ve fosfor açısından zenginleştiği, ancak renklerinin olumsuz etkilendiği belirtilmiştir.
Vomberger ve Gostencnik (2005), buğday unu kullanmaksızın, karabuğday unu ile gerçekleştirdiği bisküvi üretiminde, kabul edilebilir sonuçlar elde etmişlerdir.
3. MATERYAL VE METOT
3.1. Materyal
Ekmek denemelerinde kullanılan pirinç unu, mısır nişastası, rafine sofra tuzu, taze yaş maya, toz şeker, sıvı yağ, süt tozu ve sodyum bikarbonat Konya piyasasından temin edilmiştir. Katkı maddesi olarak guar gam ve DATEM (Rikevita, Malezya) kullanılmıştır.
Lüpen (Lupinus albus L.) Konya‟nın Beyşehir ilçesinden acılığı giderilmiş olarak temin edilmiştir. Lüpen unu, lüpen tohumlarının kabuklarının el ile ayrılmasından sonra kurutularak, iç kısmının çekiçli değirmende (Perten-3100 Laboratuvar Değirmeni, Perten Instruments, AB, Huddinge, İsveç) öğütülmesinden sonra, 140μ elekten elenerek elde edilmiştir.
Karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench.) Yar Bakliyat, Antalya‟dan temin edilmiştir. Karabuğday tam unu, karabuğday tanelerinin çekiçli değirmende %100 randımanla öğütülmesi ile elde edilmiştir.
3.2. Metot
3.2.1. Deneme planı
Glutensiz ekmek üretimi çalışmaları lüpen unu ve karabuğday unu ile ayrı ayrı yürütülmüştür. Çalışmalarda; buğday unu yerine, ana bileşen olarak mısır nişastası ve pirinç unu 50:50 oranında kullanılmıştır. Buna karşın bu iki bileşen ile karşılıklı eşit olarak yer değiştirme esasına göre formülasyona çalışmanın birinci kısmında ekmek üretiminde (%0, 10, 20 ve 30) lüpen unu ve ikinci kısımda ise (%0, 10, 15 ve 20) karabuğday unu ilave edilmiştir. Çalışmanın her iki kısmında da katkı olarak guar gam (%0, 0,5 ve 1) ve DATEM (%0 ve 1) kullanılmıştır. Ekmek denemeleri her iki kısımda da (4 x 3 x 2) x 2 tesadüf parselleri deneme desenine göre iki tekerrürlü olarak yürütülmüştür.
Çizelge 3.1. Lüpen ve karabuğday unu ikameli glutensiz ekmek üretiminde kullanılan
değişkenlerin oranları
Mısır niĢastası:
Pirinç unu (%) Lüpen unu (%)
Guar gam (%) DATEM1 (%) 0 0 0 0 1 50:50 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 10 0 0 0 1 45:45 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 20 0 0 0 1 40:40 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 30 0 0 0 1 35:35 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 Mısır niĢastası:
Pirinç unu (%) Karabuğday unu (%)
Guar gam (%) DATEM1 (%) 0 0 0 0 1 50:50 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 10 0 0 0 1 45:45 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 15 0 0 0 1 42,5:42,5 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1 20 0 0 0 1 40:40 0,5 0 0,5 1 1 0 1 1
3.2.2. Ekmek denemeleri
Ekmek üretiminde Yalvaç ve ark. (2001)‟nın metodu modifiye edilerek kullanılmıştır. 100 gram mısır nişastası+pirinç unu esasına göre; %3 maya, %1,5 tuz, %6 şeker, %2 kabartma tozu, %5 süt tozu ve 5 ml sıvı yağ kullanılarak ekmek üretimi gerçekleştirilmiştir.
Hamur bileşenleri tek seferde direk yoğurma sistemi kullanılarak akıcı kek kıvamında bir hamur elde edilene kadar karıştırılmıştır. Elde edilen hamurlar 30°C‟de %85 nispi nemde 30 dakika kitle fermantasyonuna tabi tutulduktan sonra, 225°C‟de (Arçelik ARMD-580, İstanbul, Türkiye) 30 dakika süreyle pişirilmiştir.
Üretilen ekmeklerin fırından çıkarıldıktan 1 saat sonra ağırlıkları tartılmış, hacimleri ölçülmüştür. Ekmek hacimleri kolza tohumları ile yer değiştirme esasına göre belirlenmiştir. Ekmeklerin spesifik hacim değerleri ise ekmek hacminin ağırlığına oranlanması ile hesaplanmıştır (Elgün ve ark., 2005). 24 saat sonra bütün ekmeklerin, ekmek içi gözenek yapısı ve simetri değerleri belirlenmiş, diğer duyusal özellikler teknolojik özellikler bakımından üstün bulunan %1 guar gam ve %1 DATEM katkılı ekmek örneklerinde yapılmıştır.
Ekmek içi sertlik ölçümü için, ekmek paralellerinden biri 24 saat, diğeri 72 saat sonra polietilen torbasından çıkarılarak testere ağızlı elektrikli bıçak ile özel yapılmış kalıp yardımıyla 20 mm kalınlığında 5 dilime kesilmiştir. Orta dilimin iki yanında kalan dilimlerin dışa bakan yüzeylerinden, biyolojik test cihazı kullanılarak, 5mm‟lik baskı derinliğinde Aydın ve Öğüt (1991)‟e göre sertlik değeri (N/cm2
) belirlenmiştir.
3.2.3. Laboratuvar analizleri
3.2.3.1. Renk
Glutensiz ekmek üretiminde kullanılan hammaddelerden lüpen unu, karabuğday unu, mısır nişastası ve pirinç unu ile ekmek örneklerinin kabuk ve iç renk değerleri “L*” [(0) siyah, (100) beyaz], “a*” [(+) kırmızı, (-) yeşil] ve “b*” [(+) sarı, (-) mavi] Minolta CR-400 (Konica Minolta Sensing, Inc., Osaka, Japan) cihazı ile ölçülmüştür (Oliver ve ark., 1992). Granüler toz hammaddelerde 5 ayrı noktada renk ölçümü
gerçekleştirilmiştir. Ekmek içi ve kabuğunda yine 5 ayrı noktada renk ölçümü gerçekleştirilerek ortalama değerler kullanılmıştır.
3.2.3.2. Kimyasal analizler
Glutensiz ekmek üretiminde kullanılan bazı hammaddeler (lüpen unu, karabuğday unu, mısır nişastası ve pirinç unu) ile teknolojik özellikler bakımından üstün bulunan glutensiz ekmek örneklerinde (%1 guar gam ve %1 DATEM katkılı) kimyasal analizler gerçekleştirilmiştir.
3.2.3.2.1. Su
Ekmek üretiminde kullanılan un ve nişasta örnekleri ile glutensiz ekmeklerin su miktarı AACC (44-15A) metoduna göre 130 oC‟de gerçekleştirilmiştir (Anonymous,
1990).
3.2.3.2.2. Kül
Un ve nişasta örnekleri ile glutensiz ekmeklerin kül miktarı tayini AACC (08-01) metoduna göre yapılmıştır. Ekmek örnekleri kurutulup öğütüldükten (<1 mm) sonra nişasta ve un örnekleri ise direkt olarak 3-5 g arasında porselen krozelere tartılmış ve kül fırınında 550 oC‟de yakılarak kül analizi gerçekleştirilmiştir (Anonymous, 1990).
Sonuçlar kuru madde esasına göre hesaplanmıştır.
3.2.3.2.3. Protein
Ekmek üretiminde kullanılan un ve nişasta örnekleri ile glutensiz ekmeklerin protein tayini AACC (46-12) metoduna göre, Kjeldahl yöntemiyle yapılmış olup, örneklerin protein miktarları 6,25 çarpım faktörü kullanılarak hesaplanmıştır (Anonymous, 1990).
3.2.3.2.4. Selüloz
Un ve nişasta örnekleri ile glutensiz ekmeklerin selüloz miktarı tayini, AACC (32-10) metoduna göre gerçekleştirilmiştir (Anonymous, 1990).
3.2.3.2.5. Fitik asit
Fitik asit analizleri Haugh ve Lantzsch (1983)‟e göre kolorimetrik metot kullanılarak yapılmıştır. Örneklerdeki fitik asit, 0,2 N hidroklorik asit çözeltisi ile ekstrakte edildikten sonra belli miktardaki demir III çözeltisi ile muamele edilip çöktürülmüştür. Serum kısmında kalan demir miktarı spektrofotometrik yolla belirlenerek, elde edilen sonuçlardan fitik asit miktarı hesaplanmıştır.
3.2.3.2.6. Mineral madde
Un, nişasta ve ekmek örneklerindeki mineral madde miktarı tayini için, 0,25 g kuru örnek 7 ml HNO3 kullanılarak mikrodalga yakma sisteminde (Mars 5, CEM
Corporation, USA) yaş yakma metoduyla yakılmış, elde edilen süzüklerde mineral madde içerikleri ICP-AES (inductively-coupled plasma spectrometer) cihazında (Vista Series, Varian International, AG, İsviçre) tayin edilmiştir (Skujins, 1998).
3.2.3.2.7. Esansiyel aminoasit kompozisyonu
Esansiyel amino asit kompozisyonunun tayininde Ultra Hızlı Sıvı Kromatografisi yöntemi kullanılmış olup, analizin prensibi; örneğin 6 N HCI ile 24 saat 110 °C‟de etüvde hidroliz edildikten sonra türevlendirilerek UV detektörde okunması esasına dayanmaktadır (Dimova, 2003; Anonim, 2007; Gheshlaghi ve ark., 2008).
Mobil Faz A: Sodyum dihidrojen fosfat dihidrat/disodyum hidrojen fosfat dihidrat.
Mobil Faz B: Asetonitril (HPLC saflıkta) Kolon: C18, 5 μm, 4x6x150 mm
Kolon Sıcaklığı: 40°C UV detektör, 254 nm
3.2.3.3. Duyusal analizler
Ekmeklerin duyusal değerlendirmesi, 30-55 yaşları arasındaki 10 kişi tarafından gerçekleştirilmiştir. Ekmek içi gözenek yapısı ve simetri değerleri tüm ekmek örneklerinde belirlenirken, renk, tat, koku, yumuşaklık, çiğneme özelliği ve genel beğeni değerleri, yalnızca teknolojik özellikler bakımından daha üstün bulunan %1 guar gam ve %1 DATEM kombinasyonu ile üretilen ekmeklerde belirlenmiştir.
3.2.4. Ġstatistiksel değerlendirme
Araştırma sonucunda elde edilen veriler TARİST programı kullanılarak, varyans analizine tabi tutulmuş olup, ana varyasyon kaynaklarının ortalamaları ise Duncan çoklu karşılaştırma testi ile karşılaştırılmıştır (Düzgüneş ve ark., 1987).
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA
4.1. Analitik Sonuçlar
Glutensiz ekmek üretiminde hammadde olarak kullanılan lüpen unu, karabuğday unu, mısır nişastası ve pirinç unu örneklerine ait kimyasal analiz sonuçları ve renk değerleri Çizelge 4.1‟de verilmiştir.
Hammaddelerin kül miktarları %0,19 ve 2,13 arasında değişmiş olup, karabuğday unu, tam un şeklinde üretilmesi ve kül içeriği bakımından zengin kabuk tabakasının una dahil olması nedeni ile en yüksek kül değerine sahip olmuştur. Hammaddeler içinde lüpen unu en yüksek protein (%38,65) ve yağ (%12,23) miktarına sahip olurken, bunu %12,43 protein ve %3,86 yağ değerleri ile karabuğday unu takip etmiştir. En düşük selüloz (%0,20), protein (%0,43) ve yağ (%0,31) miktarı ise mısır nişastasında bulunmuştur (Çizelge 4.1).
Örneklerdeki en yüksek fitik asit miktarı karabuğday ununda (1604,25 mg/100g) bulunurken, bunu sırasıyla pirinç unu (378,42 mg/100g), lüpen unu (250,01 mg/100g) ve mısır nişastası (78,12 mg/100g) izlemiştir. Lüpene acılık giderme sırasında uygulanılan uzun süreli suda bekletme ve ısıl işlem fitik asit miktarının düşük bulunmasına neden olmuştur.
Mineral madde miktarı bakımından lüpen ve karabuğday unları mısır nişastası ve pirinç unu ile karşılaştırıldığında, zengin mineral içerikleri dikkat çekmektedir. Mısır nişastası ve pirinç unu, rafine ürünler olduklarından mineral madde miktarları oldukça düşük seviyelerde bulunmuştur. Lüpen unu kalsiyum (Ca), bakır (Cu) ve mangan (Mn), karabuğday unu ise magnezyum (Mg), potasyum (K), fosfor (P) ve demir (Fe) miktarları bakımından en yüksek değerlere sahip olmuştur. Lüpen ununun Ca içeriği (239,150 mg/100g) karabuğday ununun yaklaşık 15 katı, Mn içeriği (75,965 mg/100g) ise karabuğday ununun yaklaşık 36 katı olarak bulunmuştur. Karabuğday ununun Mg (294,210 mg/100g) ve K (658,350 mg /100g) içeriği ise, lüpen ununun Mg (66,900 mg/100g) ve K (53,200 mg/100g) içeriğinden oldukça yüksek olduğu Çizelge 4.1‟de görülmektedir.
Levent ve Bilgiçli (2011), lüpen ununun kül, protein, yağ, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, P ve Zn içeriğini sırasıyla %1,55, %38,71, %10,44, 396,0 mg/100g, 1,79 mg/100g,
Çizelge 4.1. Glutensiz ekmek üretiminde kullanılan bazı hammaddelere ait kimyasal analiz sonuçları ve
renk değerleri1
Lüpen unu Karabuğday unu Mısır niĢastası Pirinç unu
Su (%) 6,99±0,03d 9,82±0,01b 8,95±0,03c 11,40±0,03a Kül (%) 1,85±0,01b 2,13±0,03a 0,19±0,03d 0,60±0,01c Protein (%)2 38,65±0,13a 12,43±0,18b 0,43±0,27d 6,66±0,33c Selüloz (%) 1,90±0,01a 1,20±0,03b 0,20±0,01d 0,33±0,03c Yağ (%) 12,23±0,06a 3,86±0,07b 0,31±0,08d 0,95±0,06c Fitik asit (mg/100g) 250,01±7,07c 1604,25±8,49a 78,12±9,90d 378,42±11,3b Mineral madde (mg/100g) Ca Cu Mn 239,150±1,63a 0,825±0,02a 75,965±0,23a 15,350±1,20b 0,745±0,01b 2,110±0,08b 2,850±1,20c 0,050±0,01d 0,110±0,13c 6,350±1,77c 0,245±0,02c 1,075±0,53d Mg 66,900±2,69b 294,210±2,70a 0,300±00d 35,170±2,87c K 53,200±3,96c 658,350±3,75a 4,450±4,31d 112,800±3,54b P 479,400±5,37b 641,645±5,30a 145,325±6,97d 316,290±6,24c Fe 4,260±0,04b 4,845±0,05a 0,280±0,03d 0,795±0,04c Zn 3,400±0,07a 2,595±0,08b 0,255±0,09d 1,350±0,11c Renk L* 88,34±0,08c 78,98±0,06d 99,71±0,06a 94,27±0,06b a* -1,56±0,04d 2,88±0,01a -1,50±0,01c -1,10±0,03b b* 26,65±0,08a 16,05±0,06b 4,51±0,07d 10,16±0,06c 1Sonuçlar kuru madde üzerinden verilmiştir. Aynı harfle işaretlenmiş ortalamalar istatistiki olarak
birbirinden farklı değildir (p<0,05). 2
Tüm hammaddelerde N x 6,25 faktörü kullanılmıştır.
4,62 mg/100g, 59,2 mg/100g, 100,5 mg/100g, 152,89 mg/100g, 615,5 mg/100g, 5,29 mg/100g olarak belirlemişlerdir.
Yıldız (2009), karabuğday ununun kül, protein, selüloz, fitik asit, Ca, Fe, K, Mg ve P içeriklerini sırasıyla %1,73, %12,1, %1,2, 1480 mg/100g, 22 mg/100g, 2,8 mg/100g, 433 mg/100g, 235 mg/100g ve 455 mg/100g olarak belirlemiştir.
Glutensiz ekmek üretiminde hammadde olarak kullanılan lüpen unu, karabuğday unu, mısır nişastası ve pirinç ununa ait renk değerleri de Çizelge 4.1‟de verilmiştir. En yüksek kırmızılık (a*) ve en düşük parlaklık (L*) değerleri koyu kabuk rengi ve yoğun pigmentasyonu nedeniyle karabuğday ununda belirlenmiştir. En yüksek sarılık (b*) değeri ise, doğal sarı renginden dolayı lüpen ununda bulunmuştur.
Çizele 4.2. Lüpen ve karabuğday unlarına ait esansiyel amino asit kompozisyonu (mg/100g) 1
Lüpen unu Karabuğday unu
L-Valin 1320,39±0,66a 711,58±0,304b L-Lösin 3299,50±1,11a 1279,29±1,23b L-Ġsolösin 1505,35±0,53a 581,48±0,49b L-Treonin 1636,71±0,42a 807,52±0,89b L-Lizin 755,72±0,67a 678,72±0,44b L-Triptofan 332,27±0,54a 284,60±0,43b L-Metiyonin 181,91±0,77b 308,06±0,65a L-Fenilalanin 2091,06±0,76a 1003,57±1,09b L-Arjinin 530,07±0,47b 1450,81±1,55a L-Histidin 1017,75±0,99a 789,03±0,11b
1Sonuçlar kuru madde üzerinden verilmiştir. Aynı harfle işaretlenmiş ortalamalar istatistiki olarak
birbirinden farklı değildir (p<0,05).
Lüpen unu ve karabuğday unu örneklerinin esansiyel aminoasit kompozisyonuna ait değerler Çizelge 4.2‟de özetlenmiştir. Lüpen unu, arjinin ve metiyonin amino asitleri dışında diğer esansiyel amino asitler açısından karabuğday unundan daha yüksek değerlere sahip olmuştur.
Ham protein miktarının yüksek ve esansiyel aminoasit içeriğinin dengeli olması nedeniyle lüpen proteininin besinsel değeri yüksektir. Diğer baklagillerde olduğu gibi lüpende de kükürt içeren amino asitlerin miktarı biraz düşüktür.
Kaya ve Yalçın (1999), beyaz, mavi ve sarı lüpen çeşitleri üzerinde yaptığı çalışmada, beyaz lüpenin yüksek protein verim oranı, yüksek esansiyel amino asit indeksi ve aynı zamanda yüksek lösin ve tirozin kullanılabilirliğine sahip olduğunu, bu özellikler açısından beyaz lüpeni sırasıyla, mavi ve sarı lüpen çeşitlerinin izlediğini belirlemiştir.
Tahılların özellikle buğdayın lizin, metiyonin, treonin ve triptofan aminoasitlerince eksik olduğu bilinmektedir. Soya ununda lizin aminoasit içeriği 27,8 g/kg iken, bu değer sarı lüpende 18,4 g/kg ve buğdayda ise 3,4 g/kg dır. Treonin ve triptofan aminoasit içeriği, lüpende buğdaydan daha fazladır (Kirchgessner, 1987).
Landin ve ark. (2002), baklagillerin esansiyel aminoasit içeriklerini belirlemek üzerine yaptığı bir çalışmada lüpen ve faba fasülyesinin amino asit içeriği yönünden birbirine benzerlik gösterdiğini rapor etmişlerdir. Baklagillerin genel özelliklerinden biri, kükürt içeren aminoasitler bakımından fakir olmasıdır. Faba fasulyesi ve lüpende kükürtlü aminoasitlerden metiyonin ve triptofan miktarlarının sırasıyla 0,72 g/kg ve 0,70 g/kg, 0,77 g/kg ve 0,74 g/kg değerleri ile buğdaydan daha düşük olduğu
belirtilmiştir. Arjinin içeriği bakımından lüpen 10,60 g/kg ile faba fasulyesinden daha yüksek değere sahip olmuştur. Ayrıca lüpenin serin, prolin, sistin ve tirosin içerikleri faba fasulyesinden daha fazla olduğu belirtilmiştir.
4.2. AraĢtırma Sonuçları
4.2.1. Lüpen unu ikameli glutensiz ekmek özellikleri
4.2.1.1. Ağırlık, hacim ve spesifik hacim
Farklı oranlarda lüpen unu, guar gam ve DATEM ilavesi ile hazırlanan glutensiz ekmek örneklerine ait ağırlık, hacim ve spesifik hacim değerleri Çizelge 4.3‟de, bu değerlere ait varyans analizi sonuçları Çizelge 4.4‟de ve Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçları ise Çizelge 4.5‟de verilmiştir.
4.2.1.1.1. Ağırlık
Deneme desenine göre hazırlanan ekmeklerin ortalama ekmek ağırlığı değerleri 176,9 g olarak belirlenmiştir (Çizelge 4.3). Varyans analizi sonuçlarına göre glutensiz ekmek ağırlığı üzerinde, lüpen unu, guar gum ve DATEM oranları p<0,01 düzeyinde önemli bulunmuştur (Çizelge 4.4). Ayrıca ekmek ağırlığı üzerine etkili “Lüpen unu
oranı x guar gam oranı x DATEM oranı” interaksiyonu da önemli (p<0,01)
bulunmuştur.
Duncan çoklu karşılaştırma testi sonuçlarına göre ekmek formülasyonunda lüpen unu ikame oranının artması ekmeklerin ağırlık değerlerini yükseltmiş, lüpen unu katılmayan kontrol örneklerinde ortalama 166,601 g olan ekmek ağırlığı, %30 lüpen unu ilavesinde 186,476 g‟a ulaşmıştır. Ekmek verimi açısından olumlu olan ağırlık artışı, ekmek içinde kalan suyun mikrobiyal bozulmayı hızlandırıcı etkisinden dolayı ekmek kalitesini olumsuz yönde etkileyebilmektedir (Elgün ve Ertugay, 1995).
Buğday ununa lüpen unu ilavesiyle hazırlanan ekmek hamurlarında, artan lüpen unu oranına bağlı olarak su absorbsiyonunun da yükseldiği çeşitli araştırmalarda rapor edilmiştir (Campos ve ark., 1978; Dervas ve ark., 1999; Mubarak, 2001; Doxastakis ve
