IŞINLAMANIN SÜNE
ZARARINA UĞRAMIŞ
BUĞDAY VE UNUN
KALİTESİ ÖZELLİKLERİ
ÜZERİNE ETKİSİ
TE
KNİK
R
A
P
O
R
TÜRKİYE ENERJİ, NÜKLEER VE MADEN ARAŞTIRMA KURUMU
TEKNİK RAPOR
IŞINLAMANIN SÜNE ZARARINA UĞRAMIŞ BUĞDAY VE UNUN KALİTESİ ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ
TÜRKİYE ENERJİ, NÜKLEER VE MADEN ARAŞTIRMA KURUMU
Bu çalışma TENMAK personeli tarafından gerçekleştirilmiş araştırma, geliştirme ve inceleme sonuçlarının paylaşımı amacıyla Teknik Rapor olarak hazırlanmış ve basılmıştır.
Teknik Rapor 2020/1-6 TENMAK yayınıdır. İzin almaksızın çoğaltılabilir. Referans verilerek kullanılabilir.
TÜRKİYE NERJİ, NÜKLEER VE MADEN ARAŞTIRMA KURUMU Adres : Mustafa Kemal Mah. Dumlupınar Bulv.
No: 192 Çankaya/ANKARA Tel : +90(312) 295 87 00 Fax : +90(312) 287 87 61 Web : www.taek.gov.tr
ÖNSÖZ
Buğday, başta ekmek olmak üzere pek çok unlu mamulün üretiminde kullanılan başlıca hammaddedir. Toplumumuzda ekmek, gıda tüketim alışkanlıklarımız incelendiğinde beslenmemizde önemli bir yere sahiptir. Hasat Öncesi buğdayın kalitesini ve verimini etkileyen en önemli unsur hububat zararlılarıdır. Bu zararlıların başında süne gelmektedir. Süne, beslenmek amacıyla proteolitik enzim içeren salgısını buğday tanesinin içerisine bırakarak gluten (öz) proteinlerinin hidrolizasyonuna ve bunun sonucunda da buğday-un kalitesinin önemli ölçüde düşmesine yo l açar. Ülkemizde kaliteli buğday üretilememesinin en önemli nedenlerinden bir tanesinin süne olduğu, süne hasarına uğramış buğdayların çoğunun değerlendirilemediği ve yem lik olarak kullanıldığı görülmektedir. Ülkemizin de içinde bulunduğu ülkelerde, süne proteazının aktivitesini durduracak veya azaltacak yöntemlerle, süne zararı görmüş buğdayların ekmeklik niteliklerini alınacak bazı önlemlerle düzeltmek veya en aza indirmek amacıyla çeşitli uygulamalar yapılmakta ve araştırmalar yürütülmektedir. Bu çalışmada ise gama ışınlarının buğdayda süne proteazının aktivitesine etkisi araştırılmıştır. Çalışma sonucunda ışınlamanın, süne proteaz aktivitesinin azaltılmasında etkili olduğu belirlenmiştir.
İÇİNDEKİLER
Tablolar Dizini... i
Şekiller Dizini... ii
Yönetici Ö zeti... iii
Executive Sum m ary... iv
Kısaltmalar... v
1. G İR İŞ ... 1
1.1. Geçmişten günümüze buğday... 2
1.2. Buğdayın sınıflandırılması...3
1.3. Buğday verileri...4
1.4. Buğday kalitesini etkileyen faktörler...5
1.5. Buğday tanesinin oluşum u...5
1.6. Süne...6
1.7. Süne sorununun tarihsel gelişimi... 8
1.8. Sünenin hububata verdiği zarar... 9
1.9. Sünenin buğday, un, hamur ve ekmek kalitesi üzerine etkileri... 11
1.10. Süne zararının ekmek kalitesine olumsuz etkilerini azaltan önlemler...13
1.11. Süne zararının belirlenmesinde kullanılan yöntemler ... 16
1.12. Buğday alımlarında izin verilen süne emgi oranları... 20
2. MATERYAL METOT...21
2.1. Materyal ... 21
2.1.1. Buğday örneklerinin hazırlanması... 21
2.2. Işınlama ... 21
2.3. Metot ... 21
2.3.1. Buğdayların öğütülmesi ... 21
2.3.2. Zeleny sedimentasyon değeri ta y in i... 22
2.3.3. Beklemeli sedimentasyon değeri tayini...22
2.3.4. Buğday endosperm proteinlerinin SE-HPLC ile analizi...22
2.3.5. Sodyum dodesil sülfat (SDS)’de çözünen (ekstrakte edilen) ve çözünmeyen (ekstrakte edilemeyen) protein miktarının Se-HPLC ile belirlenmesi... 22
2.3.6. Süne emgili buğdaylarda rölatif proteaz
aktivitesinin belirlenmesi... 24 2.3.7. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Azalan
Tam Yansıma Spektroskopisi (ATR-FTIR) ile proteinlerin ikincil
yapısındaki değişmelerin belirlenmesi...25 3. BULGULAR... 26
3.1. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
rölatif proteaz aktivitesinin belirlenmesi... 26 3.2. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Azalan Tam Yansıma Spektroskopisi (ATR-FTIR) ile proteinlerin ikincil yapısındaki
değişmelerin belirlenmesi...36 3.3. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
Zeleny ve beklemeli Zeleny değerleri... 39 4. SONUÇ...42 5. KAYNAKLAR... 44
TABLOLAR DİZİNİ
Tablo 1. Gama Cell’de yerleştirilen dozimetrelerin
doz değerleri ve ortalama doz...21 Tablo 2. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
sıcaklık inkübasyonu yapılmadan belirlenen % kromotogram alanları; yüksek moleküllü polimerik protein % (TP1), düşük moleküllü polimerik
protein % (TP2), monomer % (TM 3)... 28 Tablo 3. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
yüksek/düşük moleküllü polimerik protein oranı ve toplam polimerik protein/monomer oranı...29 Tablo 4. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
37°C’de 60 dakika inkübasyon yapılarak belirlenen % kromotogram alanları; yüksek moleküllü polimerik protein % (TP1), düşük moleküllü polimerik protein % (TP2),
monomer % (TM 3)... 32 Tablo 5. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
37°C’de 60 dakika inkübasyon yapılarak belirlenen yüksek/düşük moleküllü polimerik protein oranı ve toplam polimerik protein/monomer oranı... 33 Tablo 6. Işınlanmış ve süne zararına uğramış
buğdayda rölatif proteaz aktivitesi...35 Tablo 7. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda
proteinlerin sekonder yapıları... 38 Tablo 8. Işınlanmış ve süne zararına uğramış
buğdayda Zeleny (Sedimantasyon) ve
ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1. Çatalhöyük’te tahıl depolama alanları
(UNESCO Dünya Miras Listesi, 2012
İç Anadolu Bölgesi, Konya İli, Çumra İlçesi)...3
Şekil 2. Süt olum (protein), Sarı olum (nişasta), Tam olum ... 6
Şekil 3. Sünenin gelişme evreleri 1-5... 8
Şekil 4. Kurtboğazı ve akbaşak zararı... 10
Şekil 5. Sünenin taneye verdiği zarar... 10
Şekil 6. Sağlam taneler ve süne emgili taneler...17
Şekil 7. Süne emgi yeri (siyah nokta)... 17
Şekil 8. Zeleny sedimentasyon testi... 19
Şekil 9. Sağlam ve emgi zararına uğramış un örneklerinde Zeleny (Z) ve beklemeli Zeleny (BZ) sedimentasyon değeri... 19
Şekil 10. Sonikasyon yapılmadan (ekstrakte edilemeyen) ve sonikasyon yapıldıktan sonra (ekstrakte edilebilen) protein değişimi... 23
Şekil 11. Yüksek molekül ağırlıklı polimer, düşük molekül ağırlıklı polimer ve monomer proteinleri... 24
Şekil 12. Işınlama yapılmadan (0 kGy) sırasıyla %0 emgi ve %10 emgili unların ekstraksiyonundan elde edilen kromatogram...27
Şekil 13. Süne emgisi olmayan unların (%0 emgi) sırasıyla 0 kGy ve 8 kGy ışınlama sonrası kromatogramları... 30
Şekil 14. Işınlama yapılmamış (0 kGy), %10 emgili unların inkübasyon sonrası(37°C, 60 dk) elde edilen kromatogramı... 34
Şekil 15. 10 kGy ışınlanmış,%10 emgili unların inkübasyon sonrası (37°C, 60 dk) elde edilen kromatogramı... 34
YÖNETİCİ ÖZETİ
Buğday, beslenmemizde önemli bir yer tutar. Süne, buğday verimini ve kalitesini etkileyen en önemli zararlıdır. Sünenin, buğday üzerine beslenmek için bıraktığı salgısında bulunan proteolitik enzim, proteinlerin hidrolizasyonuna neden olur. Süne emgi oranının %3.5’i geçmesi halinde buğday, yemlik olarak değerlendirilir. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Gıda Teknolojisi Bölümü ile birlikte yürüttüğümüz bu çalışmada, belirli oranlarda süneli buğday içeren örnekler (% 0, 2, 3.5, 5, 10 ve 15) farklı dozlarda ışınlanarak (0,1,3,5,8 ve 10 kGy), ışınlamanın nispi (rölatif) proteolitik enzim aktivitesini azaltmada etkisi araştırılmıştır. Işınlanmamış örneklerde süne emgi oranı arttıkça rölatif proteaz aktivitesinin arttığı görülmüştür. Işınlamanın, 8 kGy ışınlama dozuna kadar proteaz aktivitesini azalttığı belirlenmiştir. 8 kGy’e kadar uygulanan dozlarda ise %5 süne emgi oranına kadar oluşan proteolitik enzim aktivitesini azaltmada etkili olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Buğday, buğday zararlısı, süne, proteolitik enzim
EXECUTIVE SUMMARY
Wheat is important in our diet. Suni bug has the most detrimental effect on wheat efficiency and quality. The proteolytic enzyme in the saliva, which is secreted on wheat for feeding, causes hydrolysis of proteins. If the suni bug proportion exceeds 3,5%, wheat is considered as feed. In this study carried out together with the Ministry of Agriculture and Forestry, Central Research Institute Directorate of Field Crops, Food Technology Division, samples containing defined proportions of suni bug damaged wheat (0, 2, 3.5, 5, 10, 15%) were irradiated at different doses (0,1,3,5,8,10 kGy) and effect of irradiation on decreasing the relative proteolytic activity was investigated. Relative protease activity was found to increase as proportion of suni bug increased in non-irradiated samples. Irradiation was found to decrease the proteolytic activity up to 8 kGy. At doses up to 8 kGy, it was determined to be effective in reducing the proteolytic enzyme activity up to suni bug proportion of 5%.
SİMGELER ve KISALTMALAR T.C. AB USA TMO TAEK AACCI HMW-GS LMW-GS TP1 TP2 TM3 SDS ATR-FTIR Türkiye Cumhuriyeti Avrupa Birliği
Amerika Birleşik Devletleri Toprak Mahsulleri Ofisi
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu
Uluslararası Amerikan Tahıl Kimyası Birliği Yüksek Molekül Ağırlıklı Gluten Alt Üniteleri Düşük Molekül Ağırlıklı Gluten Alt Üniteleri Yüksek Molekül Ağırlıklı Polimer
Düşük Molekül Ağırlıklı Polimer Monomer Proteinler
Sodyum Dodesil Sülfat
Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Azalan Tam Yansıma Spektroskopisi
A B % M Cm Mm Ml Nm Sn Dk o °C Ml Mm Mg G kGy Alfa Beta Yüzde Metre Santimetre Milimetre Mililitre Nanometre Saniye Dakika Derece Santigrat derece Mikrolitre Mikrometre Mikrogram Gravite Kilogray
1. GİRİŞ
İnsanların eski çağlardan bu yana temel gıda hammaddelerinin başında tahıllar (hububatlar) gelir. Tahıl terimi “Gramineae” familyasının tohumları olan buğday, mısır, çavdar, çeltik, arpa, yulaf, kuşyemi, darı ve tritikale gibi tanelerin tümünü ifade etmek için kullanılır [1]. Buğday, başta ekmek olmak üzere pek çok unlu
mamulün üretiminde kullanılan başlıca hammadde olması
nedeniyle tahıllar içerisinde ayrıcalıklı bir yere sahiptir ve birçok ülkede olduğu gibi ülkemizde de gerek ekim alanı gerekse üretim bakımından tahıllar içerisinde ilk sırada yer alan kültür bitkisidir. Buğdayın teknolojik kalitesi ve verimi üzerine çeşidin yetiştirme koşulları kadar, hasat öncesindeki hastalık ve hububat zararlılarının da etkisi çok büyüktür. Hasat öncesi buğday verimini ve kalitesini olumsuz etkileyen hububat zararlılarının başında süne (Eurygaster spp.), kımıl (Aelia spp.), ekin kambur böceği (Zabrus spp.), bambul
(Anisoplia spp.) ve hububat hortumlu böceği (Pachytychius hordei brulle) gibi zararlılar gelir. Bu böcekler içerisinde süne, özelde
buğdaya genelde ise hububata verdiği zarar itibariyle ön plana çıkar. Daha çok süt olum aşamasında buğday tanesine zarar veren süne, beslenmek amacıyla emgi yaparken özellikle proteolitik enzim içeren salgısını buğday tanesinin içerisine bırakarak gluten (öz) proteinlerinin hidrolizasyonuna ve bunun sonucunda buğday ve un
kalitesinin önemli ölçüde düşmesine yol açar. Protein
hidrolizasyonuna uğramış unlardan yapılan hamurlar zarar nispetine göre değişmekle birlikte yumuşak, cıvık, akıcı ve yapışkan karakter kazanır, gaz tutma kapasiteleri azalır, dolayısıyla bu tür hamurlardan yapılan ekmekler; düşük hacimli, bozuk gözenek yapılı, kolayca ufalanan tekstürlü ve güç hazmedilebilen bir niteliğe sahip olur [7]. Ülkemizin de içinde bulunduğu bazı ülkelerde, süne proteazının aktivitesini durduracak veya azaltacak yöntemlerle süne zararı görmüş buğdayların ekmeklik niteliklerini düzeltmek veya zararı en aza indirmek amacıyla çeşitli uygulamalar yapılmakta ve araştırmalar yürütülmektedir.
Bu çalışmada, belirli oranlarda süneli buğday içeren sağlam buğdaylar farklı dozlarda ışınlanarak, ışınlamanın nispi (rölatif) proteolitik enzim aktivitesine etkisi araştırılmıştır.
1.1. Geçmişten günümüze buğday
İnsanlık tarihi, Bereketli Hilal’de tarımın gelişmesiyle dönüşüm geçirmiştir. Bereketli Hilal bugünkü İran, Irak, Türkiye, Suriye, Lübnan, İsrail ve Filistin’i içine alan yay biçimindeki bölgeyi kapsamaktadır. Bereketli Hilal, buğday evcilleştirilmesinin merkezi olarak bilinse de arkeolojik araştırmalar, M.Ö. 7400-6000 tarihleri arasında neolitik dönemde yerleşim yeri olan Çatalhöyük’ün de bu süreçte önemli rolü olduğunu gösteriyor. Yeni analiz teknikleri ile birlikte kazıların ilk başladığı 1961 yılında bulunan kömürleşmiş buğday kalıntılarının DNA dizisi ile modern buğday türlerinin DNA’ları karşılaştırıldığında Çatalhöyük buğdayının, hem kabuklu (T. spelta) hem de kabuksuz (T. aestivum) modern hekzaploid buğday türüne yakın bir DNA dizinine sahip olduğu görülmüştür [3]. Buğday, insan yaşamını ekonomik ve kültürel olarak etkilerken, insan da buğdayın evrimini etkilemiştir. İlk tarım köylerinde ekilen siyez (Triticum monococcum) ve germik (Triticum dicoccum) buğday çeşitleri, yabani atalarına göre biraz daha iri taneli, kavuzlu (taneyi sıkıca saran örtü) ve başağı taşıyan sapları yarı kırılgan yapıda türlerdi. Daha sonraki dönemlerde ise iri taneli, uzun boylu, kavuzsuz ve bu nedenle işlemesi çok daha kolay olan makarnalık buğday (Triticum durum) ve ekmeklik buğday (Triticum aestivum) ortaya çıktı. Buğdayın geçirdiği bu genetik ve fiziksel değişiklikler, insanların kendi işlerine yarayan özellikteki buğdayları seçerek bir sonraki yıl ekmek üzere ayırmaları ile başlayıp zaman içinde birikerek oluşan seçim baskısının sonucudur. Bugün tüm dünyada ekimi yaygın olarak yapılan yalnız bu iki türdür. Türkiye’de çok kısıtlı miktarda da olsa çoğunlukla hayvan yemi olarak siyez ve germik tarımına rastlanmaktadır. Dünyanın başka bölgelerinde de yöresel iklim ve toprak koşullarına uygun kısıtlı miktarda üretimi yapılan başka buğday türleri ya da alt türleri mevcuttur. Örneğin, Avrupa’daki spelt buğdayı gibi (Triticum spelta) geçmişte çok yaygın olarak ekilirken sonradan makarnalık ve ekmeklik buğdaylar ile yeri değiştirilen ve kaybolan buğday türleri de vardır [2].
Şekil 1. Çatalhöyük’te tahıl depolama alanları [56] 1.2. Buğdayın sınıflandırılması
Karbonhidrat kaynağı olan buğday, un haline getirilerek ekmek ve diğer unlu gıdaların imalatında kullanıldığı gibi bulgur, makarna, irmik ve bisküvi gibi çok değişik ürünler şeklinde günlük beslenmemizde yer almaktadır. Öğütme teknolojisi sonucu ortaya çıkan kepek ve diğer yan ürünler ile düşük vasıflı buğdaylar hayvan yemi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca son yıllarda ortaya çıkan
yenilenebilir enerji kavramıyla birlikte buğdayın biyoetanol
üretiminde de kullanımına rastlanmaktadır.
Buğdaylar, botanik yapısına göre üç sınıfa ayrılmaktadır: - Triticum aestivum (ekmeklik buğday)
- Triticum durum (makarnalık buğday)
- Triticum compactum (topbaş veya bisküvilik buğday)
Ayrıca buğdaylar sertlik, tane rengi ve ekiliş durumuna göre de sınıflandırılmaktadır:
- Tane sertliğine göre; sert buğday, yarı sert buğday, yumuşak buğday.
- Tane rengine göre; kırmızı buğday, beyaz buğday. - Ekilişlerine göre; yazlık buğday, kışlık buğday.
Sanayicinin buğday tercihi, kullanım amacına göre değişmektedir. Örneğin, ekmeklik buğdaylarda protein oranı ve kalitesi ile un veriminin yüksek olması istenirken bisküvilik buğdaylarda ise düşük protein tercih edilmektedir.
Buğday tanesi, kabuk (perikarp), rüşeym (embriyo) ve endosperm olmak üzere üç kısma ayrılır. Endosperm, tanenin %80-85’ini
oluşturur ve buğdayın un elde edilen kısmıdır. Kabuk,
endospermden ayrılarak kepek elde edilen ve çoğunlukla yem sanayinde kullanılan kısmıdır, tanenin %14’ünü oluşturur. B kompleks vitaminlerin büyük kısmı ve proteinin %19’u kepektedir. Rüşeym (embriyo), tohumun çimlenmesini sağlayan bölümüdür. Yüksek oranlı yağlı madde içerir, buğday yağı elde edilmesinde kullanılmaktadır ve erken bozulmaya neden olduğu için genellikle ayrılması tercih edilir [4].
Buğday tanesinin bileşimi, çeşitlerine göre ve bölgesel olarak
değişiklik göstermesine rağmen ortalama %12 su, %70
karbonhidrat, %12 protein, %2 yağ, %2.2 selüloz ve %1.8 kül içermektedir. Buğdayın ve diğer tahılların kimyasal yapılarının başlıca bileşen grubu karbonhidratlar olmasına karşın bunların içerdikleri protein fraksiyonlarının nicelikleri ve nitelikleri mamul ürün üretiminde kaliteye etki eden temel öğeler olmaları nedeniyle özel bir öneme sahiptirler. Ekmek üretiminde buğdayı diğer tahıllardan üstün kılan en önemli özelliği, bileşimindeki proteinlerin yaklaşık %85’inin gluten proteinlerinden (glutenin ve gliadin) oluşmasıdır [5]. 1.3. Buğday verileri
Türkiye dünya buğday üretiminde %3 civarında bir paya sahiptir. Ülkemizde buğday verimi yıllar itibariyle yükselme kaydetmesine rağmen ortalaması dünya veriminin altındadır. Yüksek kaliteli tohum kullanımı buğdayda verimliliği etkileyen en önemli faktördür. Buğdayın kendi kendine döllenen bir bitki olması ve ekilen tohumlukların 3 yılda bir sertifikalı tohumluklarla yenilenmesi nedeni ile ülkemizde her yıl yaklaşık 540 bin ton buğday tohumluğu kullanılması gerekmektedir. Ülkemizde üretilen sertifikalı tohumluk miktarı 2007 yılında 210 bin ton iken 2014 yılında 403 bin ton, 2015
yılında 484 bin ton ve 2017 yılında 508 bin ton olarak gerçekleşmiştir. Türkiye’nin buğday üretimi 2016 yılında 20.600.000 ton iken 2017 yılında %4,4 artışla 21.500.000 ton olmuştur. Türkiye’de 2000 yılında 92 milyon dekar alanda buğday ekimi yapılırken, 2017 yılında 77 milyon dekar alanda buğday ekilmiştir.
Ülkemizde buğday yaygın olarak İç Anadolu Bölgesi’nde
üretilmektedir. Bunu Marmara Bölgesi ve Güney Doğu Anadolu Bölgesi takip etmektedir. Üretimin en az olduğu bölgeler Doğu Anadolu ve Ege Bölgeleridir. Türkiye üretiminin %20-25’i kadar buğday ithalatı gerçekleştirmektedir. Ülkemizde buğday ithaline karşın, önemli miktarda un ihracatı gerçekleştirilmektedir. 2017 yılında 3.5 milyon tona yakın un ihraç edilmiştir. Un ihracatı yaptığımız ülkeler arasında en önemli pay Irak’a aittir. Un ihracının yarısı bu ülkeye yapılmaktadır [6].
Türkiye’de 2016-2017 döneminde 18.757 bin ton buğdayın yurt içinde; gıda olarak tüketimi 14.490 bin ton, tohumluk olarak kullanımı 1.381 bin ton, yemlik olarak kullanımı 2.305 bin ton ve kayıp 581 bin ton iken kişi başına tüketim 182 kg’dır [6].
1.4. Buğday kalitesini etkileyen faktörler
Buğdayın teknolojik kalitesini ve verimini; çeşidin genetik özellikleri, yetişme koşulları (iklim, toprak özellikleri, gübreleme, agronomik uygulamalar) ve gerek vejetasyon döneminde gerekse depolama sırasında görülen hastalık ve hububat zararlıları da önemli ölçüde etkiler [7]. Hasat öncesi buğdayın verimini ve kalitesini olumsuz yönde etkileyen zararlılarının başında ülkemizde yaygın adlarıyla süne ve kımıl gelmektedir. Süne ve kımıl bazen periyodik bazen de müteakip yıllar buğday üretimini olumsuz yönde etkileyerek büyük boyutlarda ekonomik kayıplara yol açar [8].
1.5. Buğday tanesinin oluşumu
Buğday tanesinin oluşumu üç aşamada meydana gelmektedir. Birinci aşama süt olum (protein birikimi) aşamasıdır. Endosperm’de ilk biriken maddeler proteinlerdir. 3-5 günlük genç endosperm hücrelerinde nişasta hemen hemen hiç yoktur. Tanede depolanan proteinin yaklaşık yarısı döllenmeden önce sap ve yapraklarda birikmiş proteinlerden geri kalan ise döllenmeden sonra sap ve yapraklarda oluşarak taneye taşınan proteinlerden ibarettir. Bu proteinler endosperm hücreleri içinde petek yapı dokusunda bir ağ
doku meydana getirirler. Tane en büyük hacmini alır. Döllenmeden
sonra 20-25 gün süren bu dönem sonunda tanede su oranı % 60
dolayında olup tane içi boza kıvamındadır.
Sarı olum (nişasta birikimi) aşamasında tanedeki su oranı %60'ın altına düştükten sonra protein birikmesi durur, nişasta birikimi hızla
artmaya başlar. Nişasta tanecikleri süt olum devresinde
endospermde oluşan protein ağlarının içini doldurur, danede hacim küçülmesi olur ve endosperm balmumu kıvamını alır. 10-25 gün süren bu dönem sonunda su oranı %40'a düşer ve besin maddeleri birikimi durur.
Fizyolojik olum (tam olum) aşamasında tanede besin maddeleri birikimi durduktan sonra birikmiş maddelerin olgunlaşması sürer. Kurak ve sıcak bölgede 2-3 gün nemli ve kıyı bölgelerde ise 5-10 gün süren bu fizyolojik olum dönemi sonunda tane tohum özelliğini kazanır, su oranı %18.5-33'e düşer. Bu dönemden sonra dane sadece su kaybeder. Su oranı %13.5-14.5'un altına düşünce dane olgun hale gelmiştir. Kurak bölgelerde tanedeki nem oranı %7' ye kadar düşebilir [4]. Şekil 2. Süt olum (protein) Sarı olum (nişasta) Tam olum [4] 1.6. Süne
Buğday verimini ve kalitesini olumsuz etkileyen hububat
zararlılarının başında gelen süne (ergini); toprak renginde bazen siyah kırmızımsı veya kirli beyaz bazen de bu renklerin karışımı alacalı renkte geniş vücutlu, 9-14 mm uzunlukta, 7-8 mm genişlikte, üstten bakıldığında üçgen şeklinde (üçgen başlı), üst tarafı tümsek, vücudu yassıca oval yapıda, yılda tek nesil veren, ömrü bir yıl olan ve bağlı bulunduğu familya gereği pis koku yayan emici bir böcektir.
Süne; yılda ortalama 80 döl veren, Eurygaster cinsine bağlı, hortumları aracılığıyla buğdaygilleri farklı dönemlerde emerek onlara değişik şekillerde zarar veren böceklerin genel ismidir [9,10,11,12]. Literatürde "sunn pest”, "suni bug”, "cereal bug”, "stink bug”, "chinch bug” veya wheat bug gibi değişik isimler verilen sünenin, Ülkemizin hemen tüm buğday ekili alanlarında görüldüğü ve ekonomik kayıplara yol açan; Dünya’da 15, Türkiye’de ise 7
türünün bulunduğu bildirilmektedir. Bunların en önemlileri;
Eurygaster integriceps Put., Eurygaster maura L. ve Eurygaster austriacus Schrk., E. dillaticollis Dohrn, E. hottentota F., E. schreiberi Mont ve E. testudinaria Geoff.’dır. Ülkemizde ise Eurygaster integriceps Put., Eurygaster maura L. ve Eurygaster austriacus Schrk. türlerinin yaygın olduğu bildirilmektedir. Süne,
ülkemizin de içinde bulunduğu 25o-55o kuzey enlemleri ile 20o-80o boylamları arasında kalan Avrupa’nın kuzeyi hariç diğer Avrupa, Orta ve Yakın Doğu ile Kuzey Afrika ülkelerinde yaygındır [4]. Sünenin yaşam süresi bir yıldır. Bu sürenin yaklaşık 9 aylık dönemini dağlarda (1000-2000 m) geven bitkisinin kökleri, kirpi otunun yaprakları arasında ve farklı bitki kalıntılarının birkaç cm altında diyapoz (gıda almadan duraklama=gelişmesinin bir süre durması) halinde geçirir ve bu döneme kışlama, kış mevsimini geçirdiği yerlere ise kışlak adı verilir. Süne, yaşamının yaklaşık 3/4’ünü idame ettiği kışlama aşamasında diyapoz devresini tamamlar. Bu sırada yazlama döneminde hububat tanelerinden temin ettiği rezerve besin maddelerini kendisi için uygun olmayan kış koşullarında tüketmek suretiyle kış mevsimine karşı koyan süne, zayıflamış bir vaziyette, yaşamının kalan üç aylık aktif dönemini geçirmek için ekinlerin yetişmeye başladığı ilkbahar aylarında, diapoz dönemini geçirdiği toprak katmanının 11 -13oC, hava sıcaklığının 20-22oC’ye yükselmesi ile birlikte kışlaklardan 10-150 km arasında bir göç gerçekleştirerek tahıl ekili alanlara (ovalara) iner [11, 13]. Ovalara inen sünelerin ilk (birincil) beslendiği bitkiler başta buğday olmak üzere arpa, ikincil veya alternatif konukçu olarak beslendiği bitkiler ise çavdar, mısır ve çeşitli otlardır (Agrotis,
Avena, Bromos, Dactylis, Festuca, Lolium.Poa spp vb). Süne bu
dönemde hem üremekte hem de tahıllara değişik şekillerde zarar vermektedir. Süneler bir taraftan beslenirken diğer taraftan da çiftleşerek yumurtlamaya başlarlar. Yumurtalarını buğday, arpa ve diğer bitkilerin yapraklarına bırakırlar. Yumurtadan çıkan birinci yaş
nimflerin (süne yavrusu) aktiviteleri ve gıda gereksinimleri çok düşüktür. İkinci yaş nimfler aktif olarak beslenmeye başlarlar. Beşinci yaş nimfler ilk ağırlıklarının 100 katı kadar artması sonucunda şişerek çok yavaş hareket ederler. En son nimf döneminden (5. nimf) yeni nesil ergin dönemine geçiş iklim koşullarına bağlı olarak yıldan yıla ve bölgeden bölgeye değişmekle birlikte 10 Haziran-30 Temmuz tarihleri arasında gerçekleşir. Ortaya çıkan yeni nesil erginler, yoğun olarak başaklarda beslenir ve kışı geçirmek üzere vücutlarına yağ depo ederler. Gıda kaynakları bol ve hava koşulları uygun olduğunda bu dönem 10 gün içinde tamamlanırken, yağışlı dönemlerde daha uzun sürebilir. Beslenme süreci tamamlanır tamamlanmaz yeni ergin süneler kışlaklara göç etmeye başlarlar [13].
Şekil 3. Sünenin gelişme evreleri 1-5 [4]. 1.7. Süne sorununun tarihsel gelişimi
Süne zararlısı ile ilk defa nerede ve ne zaman karşılaşıldığı tam olarak bilinmemektedir. Bununla birlikte, binlerce yıllık tarihi geçmişi bulunan Diyarbakır şehrinin etrafını çevreleyen surlarda süne böceğinin rölyefleri bulunmaktadır. Ekmeklik buğdaylarda süne zararına ait bilinen ilk yazılı ve resmi kayıt 1901 ve 1909 yıllarında Rus Çarlığına bağlı Ukrayna’da görülen tahribattır. Yüksel (1968), Rus bilim adamı Vassiliev (1910)’in yayınladığı bilgilere dayanarak
Eurygaster Integriceps Put.’un 1901-1902 yıllarında Rusya’nın bazı
sahalarında önemli zararlar yaptığını ve bundan dolayı mahsulün hasat edilemediğini belirtmiştir. Sorunun ilk kez bilimsel olarak aydınlatılması 1931 yılında Alman hububat kimyacısı Berliner’in İspanya’dan getirilen süne hasarlı buğday örnekleri üzerinde
çalışmaları sayesinde olmuştur. Berliner yaptığı çalışmalar
sonucunda söz konusu buğdayların akıcı, yapışkan, çamurumsu bir gluten yapısına (slimy gluten) sahip olduklarını, bu buğdayların
unlarından hazırlanan hamurlarda yumuşama, cıvıklaşma ve akma şikayetleri ile ortaya çıkan zarara süne proteazının neden olduğunu bildirmiştir. Aynı yıl ve bunu izleyen yıllarda İspanya’dan başka Macaristan, Almanya, Avusturya, Moldovya, Türkiye, Mısır, İran, Irak, Ürdün, Afganistan, Rusya, İtalya, Yugoslavya, Bulgaristan ve Yunanistan’da önemli ölçülerde süne zararı rapor edilmiştir [13]. Sünenin buğdaya bıraktığı proteazın bazı biyokimyasal özellikleri Kretovich (1944), kısmi saflaştırılması (365 kat) ve karakteristik özellikleri (optimum pH 8.5), optimum aktivite gösterdiği sıcaklık (35oC), izoelektrik nokta (8.0) ve molekül ağırlığı (15.000) belirlenmiştir [11, 38, 39].
Türkiye’de süne zararı ilk kez 1927 yılında rapor edilmiştir [54] . 1954 yılında Diyarbakır’da böceğin adını alan"Geçici Süne Araştırma İstasyonu”kurulmuş, 1958 yılında ise söz konusu istasyon süneye karşı mücadele çalışmaları yapan kalıcı bir kurum olmak üzere enstitüye dönüştürülmüştür [14]. Ülkemizde yıldan yıla değişmekle birlikte süne ve kımıl birinci derecede; Adana, Kahramanmaraş, Gaziantep, Şanlıurfa, Mardin, Siirt, Elazığ, Adıyaman, Diyarbakır, ikinci derecede ise; Afyon, Sivas, Kayseri, Yozgat, Nevşehir, Niğde, Kırşehir, Konya, Çorum, Ankara, Eskişehir, Tokat ve Çankırı illerinde zarara neden olmaktadır. Trakya bölgesi (Tekirdağ, Edirne, Kırklareli) ise 1987 yılında yaşanan salgından itibaren ciddi boyutlarda süne zararı altındadır [15].
1.8. Sünenin hububata verdiği zarar
Sünenin kışlaklardan inişinden itibaren hububata verdiği zarar, buğdayın zarar gördüğü anda hangi olgunlaşma döneminde olduğuna bağlı olarak 3 kısımda (kurtboğazı, akbaşak ve tane zararı) toplanabilir. Süne erginleri, kardeşlenme dönemindeki hububatı kökboğazı üzerinden emerek kurutur ve bu zarar sonucu bitki başak bağlayamaz. Delinen sapın karakteristik şekilde sararması sonucu kurt boğazı veya göbek kurusu adı verilen zarar meydana gelir. Çiçeklenme zamanındaki sapın başağın hemen altından delinerek emilmesi sonucunda başaklar tane bağlayamaz ve başağın tamamı veya bir kısmı kuruyarak karakteristik beyaz renk alır. Bu zarara akbaşak zararı adı verilir. Hububatın tane bağladığı dönemde gerek erginler gerekse nimfler süt olum devresindeki buğday tanelerine daha çabuk ve daha fazla, sarı olum
devresindeki ve sertleşmiş yani olgunlaşmış tanelere ise daha az zarar verirler. Tane sertleşmeden (süt olum dönemi) emildiğinde tane içeriğinin büyük bir kısmı emilebilir, böylece tane içi büyük ölçüde boşalarak hafifler ve buruşuk bir görünüm kazanır. Bu tip zarar sonucu buğdayın hektolitre ve bin tane ağırlığı gibi fiziksel özellikleri olumsuz yönde etkilenir ve buğdayın öğütme kalitesi, un verimi düşer [4].
Şekil 4. Kurtboğazı ve akbaşak zararı [4]
Şekil 5. Sünenin taneye verdiği zarar [4]
Kurtboğazı ve akbaşak zararları buğday verimini ve tohumların çimlenme yeteneğini azalttığı için buğday yetiştiricisini, tane zararı ise buğdayın teknolojik (hamur ve ekmek-makarna) kalitesini olumsuz etkilediği için değirmencileri ve fırıncıları ilgilendirir. Buğday çeşitleri arasında süne zararı ile oluşan verim ve kalite kaybı bakımından farklılık olduğu, çevre koşullarının da süne zararının boyutunu etkilediğini bildirmiştir. Hububat tarlalarına yakın çevrede süne için uygun kışlakların bulunması, kış mevsiminin şiddeti, yağışların düzeni, ilkbaharda hava sıcaklığının seyri,
rüzgarların süresi ve şiddeti ile hububatın hangi büyüme safhasında olduğu, ortaya çıkacak süne zararı üzerinde etkilidir. Bazı çeşitler morfolojik veya fizyolojik özellikleri nedeniyle daha az zarara uğrarken, bazılarının aynı emgi oranında diğer çeşitlere göre daha çok kalite kaybına uğradığını bildirilmiştir. Sünenin buğday tanesinde emdiği bölgenin sabit bir alanla sınırlandırılamayacağı, tanenin hangi oluşum evresinde bulunmasıyla ilintili olarak tane içeriğinin çoğunu emebileceği gibi, sadece bir kısmını da emebileceği bildirilmektedir. 1000 adet buğday tanesi içerisinde 3-4 adet süne zararı görmüş tane bulunması halinde bile buğdayın teknolojik kalitesinin bozulduğu ve salgın olduğu yıllarda zarar görülen bölgede hasat edilen ürünün tamamının ekmek üretiminde kullanılamaz duruma geldiği bildirilmiştir. Yaklaşık %3 süne zararı görmüş buğdayın sağlam buğdayın niteliklerini bozmak için yeterli olduğunu belirtmişlerdir. Ülkemizde süne konusunda çalışan ilk araştırıcılardan Tekeli (1964) ile Lodos (1980) ise buğday kitlesindeki süne emgi oranının %2 olması durumunda buğdayın teknolojik vasfının kaybolduğunu bildirmişlerdir. Bu da sünenin buğdaya verdiği zararın ne kadar büyük öneme sahip olduğunu göstermektedir [4].
1.9. Sünenin buğday, un, hamur ve ekmek kalitesi üzerine etkileri
Süne zararının buğdayın teknolojik kalitesini bozmasının nedeni, hasat öncesi dönemde bu zararlının buğdayı emerek beslenirken taneye bıraktığı yüksek proteolitik ve kısmen de amilolitik enzim
aktivitesine sahip sindirim salgısıdır. Bu enzimler buğday
proteinlerini özellikle gluten proteinlerini parçalayarak buğdayın teknik değer ölçülerinin bir diğer ifadeyle buğday kalitesinin önemli düzeyde gerilemesine yol açarlar. Critchley (1998), süne zararı ile buğdayın 1000 tane ağırlığının %8-22, Hariri ve ark. (2000) ise %24 oranında azaldığını bildirmişlerdir [10, 13].
Yine Critchley (1998), süne zararı ile genellikle buğdayın çimlenme gücünün de düştüğünü, bu noktada %14 oranında emgili tane içeren buğday kitlesinin çimlenme oranında %12’lik bir azalmanın meydana geldiğini ifade etmiştir [10, 13].
Sünenin salgıladığı proteolitik enzimler, bu zararlı tarafından emgili olan buğday taneleri öğütüldüğünde una karışır ve unda su
aktivitesinin düşük olması sonucu herhangi bir olumsuz etkileri görülmez. Enzimlerin aktif hale geçerek faaliyet gösterebilmeleri için ortamın nem ve sıcaklığının uygun olması ve belirli bir sürenin geçmesi gerekir. Un, su ile yoğrulup hamur haline getirildiğinde yani yeterli nem ve sıcaklık bulunan ortamda enzimler aktivite göstererek gluten proteinlerini parçalar. Gluten proteinlerinin hidrolizi sonucu hamur yumuşar, yoğurma ve şekil verme sırasında elastikiyeti azalır ve yayılır. Bunun sonucunda hamurun elde ve makinede işlenmesi güçleşir, fermantasyonda gaz tutma kapasitesi düşer, ekmeğin kabarması engellenir [13]Sünenin salgıladığı proteolitik enzimler, gluten alt fraksiyonları olan gliadin ve glutenini parçalar [16]. Ancak, yapılan çalışmalar gluteninin süne proteazına karşı gliadinden daha hassas olduğunu ve hızla parçalanarak suda çözünür forma geçtiğini göstermiştir. İspanya’da yapılan bir çalışmada (Rosell vd 2002), süne proteazının spesifik olarak glutenini hidrolize ettiği, bu noktada yüksek ve düşük molekül ağırlıklı glutenin alt üniteleri (sırasıyla HMW-GS ve LMW-GS) arasında bir fark bulunmadığı belirlenmiştir. Buna karşılık bazı araştırıcılar [17,18,19], süne kaynaklı proteazın özellikle glutenin proteininin yüksek molekül ağırlıklı alt ünitelerini etkilediğini, bazı düşük molekül ağırlıklı glutenin alt ünitelerini ise etkilemediğini bildirmişlerdir [16].
Süne proteazı, serin endoproteaz özelliktedir. Bu enzim daha çok buğdayın suda çözünen proteinlerinden molekül ağırlığı 30.000 70.000 dalton arasında olan fraksiyonlarını parçalar. Parçalanma
sonunda molekül ağırlığı 30.000 daltondan küçük olan
fraksiyonların oranı artar. [13]. %3 oranında süne zararının özellikle gluten kalitesi düşük buğdayların tüm farinogram değerlerinde olumsuz değişikliklere neden olduğunu, ekmek hacminde ise unun gluten kalitesine bağlı olarak %15-16 oranında azalmaya neden olduğunu saptamışlardır. Hariri ve ark. (2000), %10 ve daha yüksek oranlarda zarar görmüş tane içeren buğday ununun, yassı ekmeğin kalitesini önemli düzeyde olumsuz etkilediğini, %20 zarar oranında ise bu ekmeğin üretiminin olanaksız hale geldiğini bildirmişlerdir [20].
Köse ve ark. (1997), 4 farklı buğday çeşidine ait unları un paçalı yapmak suretiyle %0 (sağlam), %3 ve %6 süne emgili olacak biçimde hazırladıkları çalışmalarında; farklı çeşitlere ait buğday unlarının aynı oranda emgiye sahip olsalar bile, buğdayların genetik
ve çeşit özelliklerine bağlı olarak unların kalitelerinin farklılık gösterdiğini (Cressey vd 1987; Kınacı ve Kınacı 2004), buğday alımında ve paçal yapımında, buğdayların süne emgili tane oranlarının yanı sıra çeşit özelliklerine de dikkat edilmesi gerektiğini bildirmişlerdir [21, 22, 23]. Araştırıcılar, süne emgi oranının artmasına koşut olarak un ve hamurun reolojik özelliklerinin (farinograf, ekstensograf ve alveograf değerlerinin) bozulduğunu tespit etmişlerdir. Süne zararının unun protein kalitesi ile ilgili olan etmenlerden sedimantasyon, farinogram ve alveogram değerlerini azalttığı ve süne zararı görmüş tane oranı arttıkça hamurun yapışkan, cıvık bir yapı kazandığı ve ekmeğe işlenemediği bildirilmiştir [24]. Süne zararına uğramış buğdaylara ait unların hamur ve ekmek özellikleri üzerine; buğday tanesindeki zarar derecesinin, zararlı tane oranının ve sünenin zarar verme derecesinin, buğdayın kalitesinin ve ekmek yapma yönteminin etki ettiği bildirilmiştir [15]. Süne zararı görmüş buğday unlarından ekmek yapımının tahribatın düzeyine bağlı olarak güçleştiği, çoğu durumda bu tip unların hamurlarının akıcı bir nitelik kazanarak işlenme niteliklerinin azaldığı ve başta hacim olmak üzere ekmek niteliklerinde bozulmaların ortaya çıktığı belirtilmiştir [5].
1.10. Süne zararının ekmek kalitesine olumsuz etkilerini azaltan önlemler
Süne proteazının aktivitesini durduracak veya azaltacak
yöntemlerle süne zararı görmüş buğdayların ekmeklik niteliklerini alınacak bazı önlemlerle düzeltmek veya en aza indirmek amacıyla çeşitli araştırmalar yürütülmektedir. Bu araştırmalar başlıca 3 konu etrafında toplanmıştır. Bunlar; buğdayın öğütülmesi sırasında önlem alınması, katkı maddeleri kullanılması ve ekmek üretim aşamalarında değişiklikler yapılmasıdır. Bu uygulamaların amacına ulaşabilmesi yani başarılı olabilmesi için süne hasarına uğramış buğday partilerinin iyi karakterize edilmesi ve buna göre kullanılacak katkı maddelerinin cinsi ve miktarı, ekmek yapımı sırasındaki değişiklikler vb. diğer uygulamaların iyi ayarlanması gerekir. Buğdayda meydana gelen süne zararını, öğütme aşamasında
değirmende alınabilecek teknolojik önlemlerle azaltmak
mümkündür. Bu amaçla zarar görmüş buğday sıcak su veya buharla tavlanması, tavlamadan sonra buğdayın ışınlanması ve mikrodalga uygulamasına tabi tutulması, sağlam ve kuvvetli buğdaylarla belirli ölçüler dahilinde paçal yapılması, buğday
kitlesinin yıkanarak yoğunluk farkından yararlanmak suretiyle süne emgili tanelerin ayrılması, süne zararına uğramış buğdayların; belirli bir sıcaklıkta kısa süre depolanması, düşük randımanlı una işlenmesi, son yıllarda geliştirilen ve süne emgili taneleri ayıklama işlemini başarılı bir biçimde yaptığı bildirilen elektronik renk ayırma cihazı (Sortex) kullanılması ve süne zararından fazla etkilenen un pasajlarının kullanılmaması gibi tedbirler alınabilir.
Süne zararına uğramış buğdayların sanayi tipi değirmende öğütülmeden önce kuru temizleme sistemindeki makinelerinden geçirilmesiyle zarar görmüş tane oranının %26.4’ten %23’e, yıkamadan geçirilerek emgili tanelerin uzaklaştırılmasıyla zarar
görmüş tane oranının %12.8’e düşürüldüğü, laboratuvar
koşullarında ise; kuru temizleme ve yıkayarak ayırma yöntemleri kullanılarak zarar görmüş tane oranının %26.1’den %7.7’ye düşürüldüğü belirlenmiştir [25, 26]. Süne zararının sanayi tipi un değirmeninde un pasajlarına farklı düzeyde etki ettiği, zarardan fazla etkilenen un pasajlarının ayrılarak kalitenin arttırılabileceği belirlenmiştir [27].
Süne proteazı ile buğdayda doğal olarak bulunan proteaz, ısıl işlem ile sıcak ve buharla tavlama yöntemleriyle (buğdayın tavlanması sırasında yüksek nem ve sıcaklık normları kullanılarak) inaktif
edilerek süne zararı azaltılabilir [24, 28, 29]. Ertugay vd (1995),
süne zararı görmüş buğdayların 70oC’de 30-60 dakika sıcak
tavlanması ile elde edilen unların; kalitatif özelliklerinin
korunduğunu, fizikokimyasal özelliklerinin iyileştiğini ve ekmeklik kalitesinin geliştiğini (ekmek hacminin arttığını, gözenek yapısının ve tekstürün iyileştiğini) belirlemişlerdir [32, 33, 34]. %3-12 arasında süne emgili tane içeren buğday, soğuk ve buharla tavlama yöntemleriyle tavlanmış ancak bunlardan sadece buharla tavlı buğdaylardan ekmek yapılabilmiştir [29]. Dıraman ve Boyacıoğlu (1997), 70oC’de 2-3 dakikalık bir ısıl işlem ile süne zararı görmüş
buğdayların kalitesinde olumlu gelişmeler sağlandığını
bildirmişlerdir [31]. Dıraman ve Atlı (2005), buharla tavlama yapılan buğday örneklerinin gluten elastikiyeti ve gluten indeksi değerlerinin ısıl işlemin olumlu etkisiyle arttığını, %3-5 süne hasarlı buğday örneği için ekmeklik kalitenin geliştirilmesi amacıyla 2-3 dakikalık buharla tavlamanın uygun olacağını tespit etmişlerdir[30].
Unların güneş ışığına serilerek ultraviyole ışınlarının etkisi ile süne enzimi aktivitesinin azaltılabileceği bildirilmektedir [24,35].
Süne enziminin inaktivasyonunda mikrodalganın uygulanabilirliği konusunda olumlu sonuçlar elde edilmiştir [19,31] Tavlanmış buğdaylara ışınlama (10 kGy) ve 1-3 dakikalık mikrodalga uygulamalarının (130-625 W) proteaz aktivitesini önemli ölçüde azalttığı belirlenmiştir. Süne zararı görmüş buğdaylara tavlamadan sonra mikrodalga uygulamasının buğdayın un verimini, unun kuru gluten miktarını ve ekmeğin hacmini arttırdığı saptanmıştır [36]. Süne zararına uğramış buğdayların sağlam ve kuvvetli buğdaylarla belirli ölçüler dahilinde paçal yapılmasıyla süne zararının nispeten azaltılabileceği bildirilmektedir. Süne emgili tane oranının belirli bir düzeyden yüksek olması durumunda (bu düzey buğday kalitesine bağlı olarak değişir) o buğdaydan elde edilen unun ekmeklik niteliklerini düzeltmenin mümkün olmadığı ancak sınırlı düzeyde süne zararı görmüş buğdayların sağlam buğdaylar ile paçal
yapılmaları durumunda ekonomiye kazandırılabileceği
belirtilmektedir.
Sortex elektronik renk ayırma cihazı kullanılarak süne emgili tanelerin buğdayda oluşturduğu beyaz renkli alan dikkate alınarak buğday kitlesindeki emgi düzeyinin azaltılabileceği belirtilmiştir [55, 37] .
Süne zararı görmüş buğday unlarının kalitesinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılan yöntemlerden birisi de aşırı proteolitik
aktivitenin azaltılması ve hamurun gluten yapısının
kuvvetlendirilmesi amacıyla, ekmek yapımında katkı maddeleri kullanılmasıdır. Özü yumuşatıcı enzimlerin (proteazların) etkinliğini azaltarak özün yumuşamasını önlediği bildirilen yemek tuzunun süne zararı görmüş buğday unları ile ekmek yapımında %3’e varan
oranlarda kullanılabileceği ve hamur formülüne proteolitik
aktivitenin azaltılmasında etkili olduğu bilinen L-Askorbik asitin,
potasyum bromat (KBrO3) gibi oksidanların daha fazla katılmasının
ekmek niteliklerini geliştirdiği bildirilmiştir. Gluten parçalayıcı enzimlerin (proteinaz) ortamda %10’luk sodyum salisilat bulunması durumunda inaktif hale geldiğini, ancak ortamdan salisilat tuzunun kaldırılması durumunda enzimin gluten proteinlerini hidrolize etme
aktivitesinin devam ettiğini belirlemişlerdir. Süne zararı görmüş buğday unlarında katkı maddesi kullanılmasıyla ekmeklerde hacim artışı, ekmek şeklinde iyileşme, ekmek içi niteliğinde gelişme ve gözeneklerde homojenlik sağlandığını tespit etmişlerdir. Süne emgili buğday unlarıyla hamur ve ekmek yapımında hamurun pH’sını düşürmek suretiyle enzim aktivitesini düşürmek için sitrik ve laktik asit gibi organik asitlerin kullanılması tavsiye edilmektedir [13]. Süne zararına uğramış buğdayların unlarıyla ekmek yapımında kaliteyi ıslah etmek amacıyla başvurulan ve yukarıda bahsedilen temel uygulamalar, hamur ve ekmek niteliklerini başta süne emgi oranı olmak üzere buğdayın sahip olduğu temel karakteristiklere de
bağlı olarak belirli düzeylerde iyileştirebilmektedir. Bu
uygulamalarda süne emgili buğday ununun yalın olarak sahip olduğu niteliklerin iyi bilinmesi, uygulanacak ıslah yöntemlerinin ve özellikle kullanılacak ekmek katkı maddesinin hamur formülüne uygun konsantrasyonda katılması son derece önemlidir [13].
1.11. Süne zararının belirlenmesinde kullanılan yöntemler Süne, buğday tanelerine, süt olum devresinde daha fazla, sarı olum devresinde ve sertleşmiş yani olgunlaşmış dönemde ise daha az zarar verir. T ane sertleşmeden (süt olum) emildiğinde tane içeriğinin büyük bir kısmı emilebilmekte böylece tane içi büyük ölçüde boşalarak hafiflemekte ve buruşuk bir görünüm kazanmaktadır. Böyle taneler yoğunluk farkından dolayı temizleme makinalarında
ayrılabilmektedir. Ancak tane sarı olum devresinde zarar
gördüğünde tane şekli ve yoğunluğu fazla etkilenmediğinden
temizleme makinasında ayrılması mümkün olmamaktadır.
Olgunlaşmanın ileri safhasında meydana gelen bu süne zararı, tanenin göz ile muayene edilmesi sonucu, tane üzerinde bir veya daha fazla siyah nokta ve bu noktalar etrafı nda çoğu zaman çöküntü ile beraber açık renkli bölge süne zararını gösterir. Bu bölgeye tırnak ile bastırıldığında kolaylıkla çöküntü meydana gelir. Aşırı derecede zarar görmüş taneler ise tamamen buruşabilir [4, 38, 27].
Şekil 6. Sağlam taneler ve süne emgili taneler
%
Şekil 7. Süne emgi yeri (siyah nokta)
Unun gluten miktarının ve özellikle gluten kalitesinin
belirlenmesinde kullanılan bazı temel analiz metotları modifiye
edilerek, unda süne zararının tespitinde kullanılabileceği
bildirilmiştir [13]. Analiz yöntemlerinde yapılan değişiklik, süne zararının ortaya çıkarılabilmesi için süne proteazının gereksinim duyduğu 3 temel koşulun (su, sıcaklık, süre) sağlanması yönünde gerçekleştirilmiş ve bu etmenler içerisinde daha çok süre üzerinde
durulmuştur. Çünkü mevcut analiz yöntemlerinin unda
gerekli olan süreye sahip olmadıkları belirlenmiştir. Bu amaçla glütenin kimyasal, fizikokimyasal ve reolojik özelliklerini belirlemek amacıyla günümüze kadar geliştirilen sedimantasyon, gluten indeks, farinograf, miksograf, ekstensograf, alveograf testleri gibi hububat laboratuvarlarında rutin olarak uygulanan yöntemler ile glutende yumuşamanın ve gluten elastikiyetinin/uzayabilirliğinin belirlendiği testlerin modifiye edilerek uygulanmaları önerilmektedir. Bu yöntemler üzerinde yapılan değişiklikler ise esas olarak süne proteazının faaliyetine olanak tanımak amacıyla unun su ile
muamele edilmesinden sonra belirli bir süre beklemeye
bırakılmasıdır. Bu bekleme süresi 30 dakika ile 2 saat arasında değişmektedir. Ancak sürenin uzun tutulması süne zararının ortaya çıkarılması için daha faydalıdır. Günümüzde bu amaçla yani unda süne ve kımıl zararının belirlenmesinde en fazla kabul gören ve uygulanan yöntem; Zeleny isimli araştırıcı tarafından ortaya konulan sedimantasyon (çökelme) testinin [41], içerisinde Zeleny’nin de bulunduğu diğer bir araştırıcı grubu tarafından (Greenaway vd 1965) değişikliğe tabi tutulması ile belirlenen"Gecikmeli (beklemeli, geri, değiştirilmiş) Sedimantasyon”testidir [40,41]. Bu testin ortaya çıkarılması şu şekilde olmuştur; Greenaway vd (1965), değişik oranda süne ve kımıl zararına uğramış buğdayların unlarında, Zeleny sedimantasyon testini modifiye ederek uygulamışlar ve bu şekilde söz konusu testin, süne-kımıl zararın boyutlarının tespitinde kullanılabileceğini göstermişlerdir [40, 41]. Zeleny sedimantasyon testinde 5 dakika olan standart hidratasyon süresini uzatarak 30, 60, 120 ve 180 dakika olarak uyguladıklarında farklı çökelme değerleri elde eden araştırıcılar, süne zarar oranı arttıkça gecikmeli sedimantasyon değerinin düştüğünü tespit etmişlerdir. O tarihten bu yana söz konusu test, süne enzim zararının bulunduğu ülkelerdeki un analiz laboratuvarlarında rutin olarak uygulanmaya konulmuştur [13,4]. Zeleny (sedimentasyon) analizi, gluten miktarı ve kalitesi hakkında bilgi veren pratik bir yöntemdir. Sedimentasyon değeri gluten miktar ve kalitesini belirttiğinden gluten kalitesi farklı olan
buğdayların değerlendirilmesinde, gluten kalitesi aynı olan
buğdayların ise protein miktarının tahmin edilmesinde pratik ve çabuk bir yöntemdir [43]. Zeleny sedimentasyon değeri (ml) ile proteinin ekmeklik kalitesi arasındaki ilişki şöyledir; 60 ml’den büyük değerler aşırı kuvvetli, 49-59 ml çok kuvvetli, 39-48 ml kuvvetli, 20 29 ml zayıf ve 20 ml’den küçük değerler aşırı zayıf olarak belirlenmiştir [46].
Şekil 8. Zeleny sedimentasyon testi
Protein kalitesi, özün miktar ve vasıfları ile ilgilidir, genetik bir özelliktir ve çeşide göre değişir. Hamurun uzaması ve şekil alması, uzamaya karşı direnç göstermesi, elastikiyeti, gaz tutma gücü ve kapasitesi bu özelliklere bağlıdır. Zeleny sedimentasyon değerinin yüksek bulunması kalitenin yüksek olduğunu gösterir ve böyle unlardan yapılan ekmeklerin hacimleri de yüksek olur [42].
z BZ z BZ
s
42§1
43 27 2m
n M
l lSağlam Buğday Süne emgili buğday
Z BZ
Süne emgili buğday
Şekil 9. Sağlam ve emgi zararına uğramış un örneklerinde Zeleny (Z) ve
beklemeli Zeleny (BZ) sedimentasyon değeri [4]
Süne (Eurygaster spp)’nin buğday tanesine bıraktığı pretolitik enzim, uygun koşullarda (sıcaklık, nem ve süre) gluten proteinlerinin parçalanmasına neden olur. Emgi zararını belirlemek için ekmeklik
buğdayda Zeleny sedimentayon testi modifiye edilerek
kullanılmaktadır. Zayıf un çözeltisindeki un partiküllerinin belirli zaman içinde oluşan çökelti miktarının gluten proteinlerinin hidrolizi
sonucu azalması esasına dayanır. Süne veya kımıl zararı gören unlarda proteolitik enzim aktivitesi sonucunda gluten parçalanır ve
bunların beklemeli Zeleny değeri, Zeleny sedimentasyon
değerinden düşük çıkar (Şekil 9). Aradaki fark arttıkça süne zararının da arttığı anlaşılır. Süne zararı kabul edilebilir ölçülerin altında ise beklemeli Zeleny sedimentasyon değeri, Zeleny sedimentasyon değerinden yüksek çıkmaktadır [4].
1.12. Buğday alım larında izin verilen süne emgi oranları
TMO eksperleri tarafından ağırlık yöntemine göre gerçekleştirilen süne analizi sonucunda elde edilen veriler (% gram) buğday
alımlarında temel kalite kriterlerinden biri olarak
değerlendirilmektedir. Emgi oranına ilişkin bu kriterde üst emgi oranı ilk olarak %6, daha sonra %5 ve %4 olarak değerlendirilmiştir. Bugün için ise bu değer %3.5 olarak dikkate alınmaktadır. Bu değerin %3.5’in üzerine çıkması durumunda ürün ekmeklik değerini kaybederek yemlik sınıfına dahil edilmektedir. TMO’nun AB’ye uyum çerçevesinde yapılan çalışmalar sonucunda yönetmelik revize edilmiştir. Bu revizyon kapsamında süne ve haşere tahribatı içeren kusurlu tane (cılız tane + diğer hububat + haşere tahribatı + embriyo kararması + kurutma sırasında ısıya fazla maruz kalma + süne ve kımıl zararı) oranının %7’yi geçmemesi gerekmektedir [47, 48,4]
2. MATERYAL VE METOT 2.1. Materyal
2.1.1. Buğday örneklerin hazırlanması
T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Gıda Teknolojisi Bölümü yoğun olarak süne emgisi içeren buğdayı temin etmiştir. İçerisinden sadece süne emgili taneler, 3-4 kişilik grup (Tarım ve Orman Bakanlığı personeli ve TAEK faaliyet yürütücüsü) tarafından gözle muayene edilerek tek tek ayrılmıştır. Ayrılan süne emgili taneler (yaklaşık 500-600 g), temiz buğdaylara %0, 2, 3.5, 5, 10 ve 15 oranlarında tartılarak % gram olarak katılmıştır.
2.2. Işınlama
Başkanlığımız yerleşkesinde bulunan deneysel ışınlama kaynağı (Gamma Cell) kullanılarak hazırlanan örnekler 1, 3, 5, 8 ve 10 kGy
dozlarında ışınlanmıştır. Işınlama sırasında Harwell Amber
dozimetre kullanılarak 0, 1, 3, 5, 8 ve 10 kGy doz ölçümleri belirlenmiştir. Dozimetreler alt, orta ve üst olmak üzere 3 bölgeye yerleştirilmiş ve üçünün ortalaması alınarak doz değerleri belirlenmiştir.
Tablo 1. Gama Cell’de yerleştirilen dozimetrelerin doz değerleri ve ortalama
doz İstenen Doz Alt dozimetre Orta dozimetre Ust Dozimetre Ortalama Doz 1 kGy 1.00 1.00 0.90 0.97 kGy 3 kGy 3.09 2.80 3.20 3.03 kGy 5 kGy 5.32 4.81 4.93 5.02 kGy 8 kGy 8.46 8.67 8.89 8.00 kGy 10 kGy 10.37 9.53 9.95 9.95 kGy 2.3. Metot 2.3.1. Buğdayların öğütülm esi
Farklı % süne oranları (0, 2, 3.5, 5, 10 ve 15) ve farklı ışınlama dozlarında hazırlanmış (0, 1, 3, 5, 8 ve 10 kGy) buğdaylar; T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma
Enstitüsü Müdürlüğü, Gıda Teknolojisi Bölümü’nde bulunan Bühler laboratuvar tipi un değirmeni (Bühler MLU 202. Uzwil. İsveç) kullanılarak, AACCI Standart Metot No:26-21 ve 26-31 (Anonymous 2000)’e göre öğütülerek un haline geti rilmi ştir[44].
2.3.2. Zeleny sedim entasyon değeri tayini
Un örneklerinde Zeleny sedimentasyon analizi, International Association for Cereal Science and Technology (ICC) Standart Metot No:116/1 (Anonymous 2008)’e göre yapılmıştır [45]
2.3.3. Beklemeli Zeleny sedim entasyon değeri tayini
Un örneklerinde beklemeli Zeleny sedimentasyon değerleri Köksel vd (2000)’e göre belirlenmiştir [46].
2.3.4. Buğday endosperm proteinlerinin SE-HPLC ile analizi Proteinler Biosep SEC-4000 kolonunda (Phenomenex. Torrance. CA. USA) HPLC cihazı (Waters) ile analiz edilmiştir. Kolon 66-670 kDa arasındaki proteinlerin ayırımında kullanılmaktadır. Mobil faz olarak 25°C’de %0.05 (v/v) trifloroasetik asit içeren asetonitril:su (50:50) çözeltisi kullanılmıştır [49]. ‘Diode Array’ dedektör kullanılarak 214 nm’de ölçüm yapılmıştır.
2.3.5. Sodyum Dodesil Sülfat (SDS)’de çözünen (ekstrakte edilen) ve çözünmeyen (ekstrakte edilemeyen) protein miktarının SE-HPLC ile belirlenm esi
Buğday örneklerinde SDS’ de çözünen toplam protein miktarı Gupta vd (1993) tarafından önerilen HPLC yöntemine göre tespit edilmiştir [49]. Örnekler (10 mg) mikrosantrifüj tüplerine tartılmış ve üzerine 40 |j,l deiyonize su ilave edilmiştir. Tüpler vortekslendikten sonra tüm örnekler liyofilize edilmiştir. Bu örnekler üzerine 1.5 ml %0.5 (w/v) SDS-fosfat tamponu (pH 6.9) ilave edilmiş sonikasyon (15 sn)
uygulayarak çözünür (ekstrakte edilebilen), sonikasyon
uygulamadan çözünmez protein (ekstrakte edilemeyen)
fraksiyonlarına ayrılmıştır. Örnekler 17.000 G de 10 dk
santrifüjlendikten sonra 0.45-pm PVDF filtreden geçirilmiştir. Bu şekilde ekstrakte edilen örnekler (20 pL) oto örnekleyiciye (Waters. USA) yüklenmiş ve 2 ml/dk. akış hızıyla 15 dk. kolonda ilerlemiştir [49].
38-1 without sonic 2: Diode Array
Şekil 10. Sonikasyon yapılmadan (ekstrakte edilemeyen) ve sonikasyon
yapıldıktan sonra (ekstrakte edilebilen) protein değişimi
Sonikasyon yapılmadan ekstraksiyon yapıldığında (ilk
kromatogram) protein yapısındaki monomer yüzdesi fazla olurken, sonikasyon yapıldıktan sonra ekstraksiyon gerçekleştirildiğinde yüksek molekül ağırlıklı polimer proteinlerin yüzdesi artmaktadır (Şekil 10). Analizlerde sonikasyon yapılarak (ekstrakte edilebilen) protein değişimi incelenmiştir. Bu durumda kromatogramda görülen pikler sıra ile yüksek molekül ağırlıklı polimer (TP1), düşük molekül ağırlıklı polimer (TP2) ve monomer proteinleri (TM3) olmak üzere Şekil 11’de gösterildiği gibi 3 alana bölünmüş ve bu alanlardan miktarları ve birbirine oranları hesaplanmıştır.
Şekil 11. Yüksek molekül ağırlıklı polimer, düşük molekül ağırlıklı polimer ve
monomer proteinleri
2.3.6. Süne em gili buğdaylarda rö la tif proteaz aktivitesinin belirlenm esi
Buğday örneklerinde SDS’ de çözünen toplam protein miktarı Gupta vd (1993) tarafından önerilen HPLC yöntemine göre tespit edilmiştir. Örnekler (10 mg) mikrosantrifüj tüplerine tartılmış ve tüplere 40 pl deiyonize su ilave edilmiştir. Tüpler vortekslendikten sonra 37°C’ de 0 (inkübasyonsuz) ve 60 dk. inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonrasında tüm örnekler liyofilize edilmiştir. Bu örnekler üzerine 1.5 ml %0.5 (w/v) SDS-fosfat tamponu (pH 6.9) ilave edilmiş sonikasyon (15 sn) uygulayarak çözünür (ekstrakte edilebilen) protein fraksiyonlarına ayrılmıştır. Örnekler 17.000 G’de 10 dk santrifüjlendikten sonra 0.45-pm PVDF filtreden geçirilmiştir.
Ekstrakte edilen örnekler (20 pL) oto örnekleyiciye (Waters. uSa)
yüklenmiş ve 2 ml/dk. akış hızıyla 15 dk kolonda ilerlemiştir [49].Örneklerin toplam proteinlerinde inkübasyon sonrası yüksek polimerik proteinlerin düşük polimerik proteinlere oranındaki (TP1- yüksek polimerik/TP2-düşük polimerik) azalma, rölatif proteaz aktivitesi değeri olarak belirlenmiştir [49].
Relatif Proteaz Aktivitesi (%) (TPj / 1P2) inkübasyonsuz - (TPj / 1P2) inkübasyonlu ^ (TP /1P2) inkübasyonsuz
2.3.7. Fourier dönüşüm lü kızılötesi azalan tam yansıma spektroskopisi (ATR-FTIR) ile proteinlerin ikincil yapısındaki değişm elerin belirlenm esi
Örnekler TENSOR 27 FTIR spektroskopisi (Bruker Optik GmbH. Ettlingen. Germany) kullanılarak analiz edilmiştir. Örnekler ATR
(Attenuated Total Reflectance) üzerinde ZeSe kristaline
yerleştirilerek dikkatle sıkıştırılmıştır. Spektrum 4000-6000 cm-1 aralığında, 4.0 cm-1 çözünürlüğünde ve her bir ölçüm için ortalama 128 tarama yapılarak alınmıştır. Analiz için en az 3 spektrum ortalaması alınmıştır. Spektrumlar Bruker OPUS 6.5 yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır.
3. BULGULAR
3.1. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda rö la tif proteaz aktivitesinin belirlenm esi
Ekmek yapımındaki en önemli kriter, protein miktarının yanı sıra proteinin kalitesidir. Hatta protein kalitesi çoğu kez protein miktarından da önemlidir. Eşit protein miktarına sahip olan iki buğdayın ekmeklik kalitesinin aynı olmaması daha çok onların protein kalitelerinin farklı olmasından kaynaklanır. Protein kalitesi daha çok genetik kontrol altında olup çeşitle ilgili bir özelliktir [43]. Yapılan bu çalışmada, farklı % süne oranları (0, 2, 3.5, 5, 10 ve 15) ve farklı ışınlama dozlarında (0, 1, 3, 5, 8 ve 10 kGy) ışınlanmış un örnekleri hazırlanmıştır. Bir grup örnek sıcaklık inkübasyonu yapılmadan, diğer grup 37°C’de 60 dakika tutularak inkübe edilmiştir. Analiz edilen örneklerden elde edilen kromotogramda yüksek molekül ağırlıklı polimer proteinler (TP1), düşük molekül ağırlıklı polimer proteinler (TP2) ve monomer proteinler (TM3) olmak üzere belirlenen pik alanları ve birbirlerine oranları hesaplanmıştır (Şekil 12, Tablo 2).
1 I Sm (Mn, 2x3) 2: Diode Array
Şekil 12. Işınlama yapılmadan (0 kGy) sırasıyla 0 emgi ve 10 emgili unların
ekstraksiyonundan elde edilen kromatogram
Yapılan bu çalışmada sonucunda, sünenin buğday üzerine bıraktığı enzimin un proteinlerinde parçalanmaya sebep olduğu tespit edilmiştir. Un örneklerinde süne emgi oranı arttıkça yüksek molekül ağırlıklı polimer proteinleri parçalanarak düşük molekül ağırlıklı polimer proteinlerine dönüşmektedir. Işınlama yapılmadan yani 0 kGy’de süne emgi oranı arttıkça yüksek molekül ağırlıklı protein %0 emgi oranında %20.26 iken, %10 emgi oranında %17.23’e ve %15 emgi oranında %16.11’e düşmüştür. Düşük molekül ağırlıklı
polimerik protein %0 emgi oranında %13.97 iken %10 emgi
oranında %15.52 ve %15 emgi oranında %16.09’a yükselmiştir (Tablo 2). Yine aynı şekilde yüksek moleküllü polimerik proteinlerin düşük moleküllü polimerik proteinlere oranında azalma olduğu görülmektedir. 0 kGy’de %0 emgi oranında %1,45 iken, %15 emgi oranında %1’e düşmüştür (Tablo 3).
Tablo 2. Işınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda sıcaklık inkübasyonu
yapılmadan belirlenen % kromotogram alanları; yüksek moleküllü polimerik protein % (TP1), düşük moleküllü polimerik protein % (TP2), monomer % (TM3) Süne Zararı Doz kGy Protein% % 0 1 3 5 8 10 0 20,26 20,31 20,88 21,41 21,64 20,78 2 19,68 20,18 20,52 20,96 21,08 20,67 3,5 19,17 19,70 20,30 20,71 20,86 20,55 5 18,51 19,23 19,94 20,67 20,82 20,17 10 17,23 18,74 20,12 20,61 20,96 20,08 15 16,11 18,42 19,72 20,57 20,98 20,16 != Ç öj o :3 d) _ ö E * p. d> </>
â ö
>-
°-0) E D ü ş ü k m o le k ü ll ü p o li m er ik p ro te in T P 2 0 13,97 13,54 13,38 13,13 12,44 13,07 2 14,36 14,01 13,32 12,55 12,18 13,33 3,5 5 10 14,75 14,80 15,52 13,96 14,19 14,30 12,92 12,87 13,24 12,53 12,45 12,51 12,03 12,34 12,33 13,01 12,92 13,07 15 16,09 14,39 13,41 12,54 12,27 13,01 Mon om er T M 3 0 65,77 66,15 65,74 65,46 65,92 66,15 2 65,96 65,81 66,16 66,49 66,74 66,00 3,5 66,08 66,34 66,78 66,76 67,11 66,44 5 66,69 66,58 67,19 66,88 66,84 66,91 10 67,25 66,96 66,64 66,68 66,71 66,85 15 67,80 67,19 66,87 66,89 66,75 66,83Süne emgisi olmayan unlara (%0 emgi) farklı dozlarda ışınlama uygulandığında, 8 kGy ışınlama dozuna kadar yüksek moleküllü polimerik proteinlerin arttığı, 10 kGy dozda ise tekrar azaldığı görülmektedir (Şekil 13). 0 kGy’de %20.26 olan yüksek moleküllü polimerik proteinlerin 8 kGy’de %21,64’e yükseldiği, 10 kGy’de ise %20.78’e düştüğü görülmektedir. Düşük molekül ağırlıklı polimerik proteinlerde 0 kGy’de %13.97 iken 8 kGy’de %12.44’e düştüğü 10 kGy’de ise %13.07 olduğu görülmektedir (Tablo 2). Yine aynı şekilde 8 kGy ışınlama dozuna kadar yüksek moleküllü polimerik
proteinlerin düşük moleküllü polimerik proteinlere oranında artma, bu dozun üstünde tekrar azalma olduğu görülmektedir. %0 emgi oranında 0 kGy’de %1,45 olan oran 8 kGy’de %1,74’ye yükselmiş, 10 kGy’de tekrar %1,59’a düşmüştür. Işınlamanın, toplam polimerik proteinlerin monomer oranına etkisi olmadığı belirlenmiştir (Tablo 3).
Tablo 3. İşınlanmış ve süne zararına uğramış buğdayda yüksek/düşük
moleküllü polimerik protein oranı ve toplam polimerik protein/monomer oranı
Süne Doz
Protein Zararı kGy
% % 0 1 3 5 8 10 Yüks ek m o le k ü ll ü p.p. /D üş ü k m o le k ü ll ü p .p . 0 1,45 1,50 1,56 1,63 1,74 1,59 2 1,37 1,44 1,54 1,67 1,73 1,55 3,5 1,30 1,41 1,57 1,66 1,73 1,58 5 10 15 1,25 1,11 1,00 1,36 1,31 1,28 1,55 1,52 1,47 1,66 1,65 1,64 1.69 1.70 1.71 1,56 1.54 1.55 T o p la m p o li m e rik p./ Mo n o me r 0 0,52 0,51 0,52 0,53 0,52 0,51 2 3,5 0,51 0,51 0,52 0,51 0,51 0,50 0,50 0,50 0,50 0,49 0,51 0,50 5 10 0,50 0,49 0,50 0,49 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 15 0,48 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50
1-1 Sm (Mn, 2x3) 2: Diode Array
Şekil 13. Süne emgisi olmayan unların (%0 emgi) sırasıyla 0 kGy ve 8 kGy
ışınlama sonrası kromatogramları
Sıcaklığın, sünenin bıraktığı enzim üzerine etkisini belirlemek
amacıyla yapılan 37°C’de inkübasyon çalışmasında yine
ışınlanmamış örneklerde, süne emgi oranı arttıkça yüksek molekül ağırlıklı polimer proteinleri parçalanarak düşük molekül ağırlıklı polimer proteinlerine dönüşmektedir. Yüksek molekül ağırlıklı protein %0 emgi oranında %19.97 iken, %10 emgi oranında %13.65’e ve %15 emgi oranında ise %12,02’e düşmüştür. Düşük molekül ağırlıklı polimerik protein %0 emgi oranında %14.06 iken %10 emgi oranında %16.45’e ve %15 emgi oranında %16.93’e yükselmiştir. Monomer oranları ise %0 emgi oranında %65.97 iken %10 emgi oranında %69.90 ve %15 emgi oranında %71.05’e yükseldiği görülmüştür. Sıcaklığın etkisiyle enzim faaliyetinin artarak yüksek moleküllü polimer proteinlerin parçalanmasını hızlandırdığı ve yüzdesinin daha fazla düştüğü ve monomer protein yüzdelerinin arttığı görülmektedir (Tablo 4). Yine aynı şekilde yüksek moleküllü polimerik proteinlerin düşük moleküllü polimerik proteinlere oranında azalma olduğu görülmektedir. 0 kGy’de %0
