TARHANA ÜRETİMİ VE DEPOLANMASI SÜRESİNCE BİYOJEN AMİN OLUŞUMUNUN ARAŞTIRILMASI. Hasan KEŞKEKOĞLU

Transkript

1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) TARHANA ÜRETİMİ VE DEPOLANMASI SÜRESİNCE BİYOJEN AMİN OLUŞUMUNUN ARAŞTIRILMASI Hasan KEŞKEKOĞLU Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu: Sunuş Tarihi: Tez Danışmanı: Prof. Dr. Ali ÜREN Bornova-İZMİR

2 2

3 3 IX TEŞEKKÜR Yüksek lisans tez çalışmam süresince bana değerli görüş ve katkılarıyla yol gösteren, çalışmamın değerlendirilmesinde engin bilgisi ile katkıda bulunan hocam Sayın Prof. Dr. Ali ÜREN e, Laboratuar çalışmam süresince HPLC cihazını kullanmam konusunda her hürlü imkan ve desteği veren Fen Fakültesi Mikrobiyoloji Bölümü, Bölüm Başkan Yardımcısı değerli dostum Doç. Dr. Güven ÖZDEMİR ve laboratuar arkadaşlarıma, Lisans ve Yüksek lisans eğitimim süresince her türlü fedakârlığı gösteren, bana her zaman destek olan sevgili eşim Emine, canım oğlum Ozan ve canım kızım Ezgi ye, Çalışmalarımda her türlü desteği sağlayan bölüm arkadaşlarıma, Teşekkürü bir borç bilirim. Hasan KEŞKEKOĞLU

4 4

5 5 XI İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... V ABSTRACT... VII TEŞEKKÜR... IX ŞEKİLLER DİZİNİ... XV ÇİZELGELER DİZİNİ... XVII KISALTMALAR DİZİNİ... XIX 1. GİRİŞ LİTERATÜR ÖZETLERİ Biyojen Aminlerin Sınıflandırılması Biyojen Aminlerin Oluşum mekanizması Biyojen Amin Oluşumunu Etkileyen Faktörler ph nın Etkisi Sıcaklığın Etkisi Tuz Konsantrasyonunun Etkisi Starter Kültürlerinin Etkisi Oksijen Miktarının Etkisi... 11

6 6 XII İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa Gıda Katkı Maddelerinin Etkisi Biyojen Amin Oluşturan Mikroorganizmalar Biyojen Aminlerin Toksikolojisi Yasal Düzenlemeler Biyojen Amin Analiz Yöntemleri Biyojen Aminlerin Bulundukları Gıdalar Peynir Şarap Fermente Sucuklar Lahana Turşusu Balık ve Balık Ürünleri Tarhana Tarihçesi Tarhananın Özellikleri Tarhana Üretimi Tarhana Fermantasyonu... 33

7 7 XIII İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa Tarhana Kurutma Teknikleri Tarhananın Depolanması Tarhananın Kimyasal Kompozisyonu ve Besin Değeri Tarhananın Mikrobiyolojik Yapısı MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Tarhana Örneklerinin Hazırlanması Kullanılan Kimyasallar Yöntem Kullanılan Cihazlar Biyojen Amin Analizi Kimyasal Analizler ph Tayini Asitlik Tayini Kuru Madde Tayini Mikrobiyolojik Analiz İstatistiksel Analiz... 55

8 8 XIV İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa 4. BULGULAR Asitlik ph Kuru Madde Laktik Asit Bakterileri Sayımı Biyojen Amin Sonuçları SONUÇLAR VE TARTIŞMA KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 92

9 9 XV ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa 2.1. Poliaminlerin Sentezi Biyojen amin oluşumunun metabolik iz yolu Ev yapımı tarhananın şematik diyagramı Ev yapımı tarhananın güneşte kurutulması Tarhananın bez torbalar içinde muhafazası Tarhana örneklerine ait asitlik değişimi Tarhana örneklerine ait ph değişimi Tarhana örneklerine ait kuru madde değişimi Tarhana örneklerine ait LAB sayısı değişimi Tarhana örneklerine ait putresin değişimi Tarhana örneklerine ait agmatin değişimi Birinci örnekteki tiramin değişimi Standart karışıma ait kromatogram (1) numaralı tarhanaya ait 2. gün kromatogramı (1) numaralı tarhanaya ait 14. gün kromatogramı (1) numaralı tarhanaya ait 94. gün kromatogramı (2) numaralı tarhanaya ait 2. gün kromatogramı (2) numaralı tarhanaya ait 14. gün kromatogramı... 71

10 10 XVI ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) sayfa (2) numaralı tarhanaya ait 94. gün kromatogramı (3) numaralı tarhanaya ait 2. gün kromatogramı (3) numaralı tarhanaya ait 14. gün kromatogramı (3) numaralı tarhanaya ait 94. gün kromatogramı... 75

11 11 XVII ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa 2.1. Biyojen aminlerin sınıflandırılması Aminoasit ve dekarboksilasyon sonucu oluşan biyojen aminler Çeşitli gıdalarda bulunan biyojen aminler ve izole edilen bakter Çeşitli tarhana formülasyonları Ticari olarak üretilen tarhananın kimyasal yapısı Tarhananın aminoasit kompozisyonu Tarhananın vitamin ve mineral içeriği Tarhana formülasyonları Örneklem programı Stok çözelti hazırlamada kullanılan biyojen amin miktarları Dereceli elüsyon programı Tarhana örneklerindeki LAB sayısı değişimi Örneklere ait biyojen amin miktarları ve % bağıl standart sapm Örneklere ait toplam biyojen amin miktarları... 65

12 12

13 13 XIX KISALTMALAR DİZİNİ Kısaltmalar Açıklama DAO DNA FDA HPLC HNMT LAB MAO TCA Diaminooksidaz Deoksiribonükleik asit Gıda ve İlaç İdaresi (ABD) Yüksek basınç Sıvı Kromatografisi Histamin-N-metil transferaz Laktik Asit Bakterileri Monoaminooksidaz Trikloroasetikasit

14

15 1 1. GİRİŞ Biyojen aminler, bütün canlı hücrelerin metabolik prosesleri boyunca üretilen düşük molekül ağırlıklı organik bileşiklerdir. Bu yüzden çoğu gıda ürünlerinde bulunurlar. Gıdalarda oluşan başlıca biyojen aminler putresin, kadaverin, histamin, tiramin, triptamin, β-feniletilamin, spermin, spermidin, agmatin, metilamin, etilamin ve etanolamindir. Poliaminler insan ve hayvanlarda fizyolojik fonksiyonların yerine getirilmesinde çok önemli rol oynamaktadırlar (Ten Brink ve ark., 1990; Hernandez-Jover ve ark., 1997). Putresin, spermidin ve spermin; DNA, RNA ve protein sentezinin hemen hemen bütün basamaklarında rol almakta ve bu nedenle hücre büyüme ve çoğalmasında gerekmektedirler (Bardocz, 1995). Bazı biyojen aminler doğal olarak bitki dokusunda oluşabileceği gibi çoğu durumda gıda maddesinin üretimi ve depolanması sırasında serbest aminoasitlerin enzimatik veya ısıl dekarboksilasyonu neticesinde oluşmaktadır. Gıda maddesindeki biyojen amin seviyesi; gıda maddesinin türü, yetiştirilme koşulları, olgunlaşma derecesi, depolama koşullarına göre değişmektedir (Oliveira ve ark., 2005). Aminoasitlerden karbondioksitin ayrılmasıyla söz konusu aminoasidin amini oluşmaktadır. Bu olay organizmaya özgü enzimlerle olabildiği gibi mikrobiyal olarak da gerçekleşmektedir. Aminoasitlerden karbondioksidin ayrılmasına dekarboksilasyon, ilgili enzime dekarboksilaz adı verilir. Dekarboksilasyondan sorumlu dekarboksilazlar,

16 2 hem hayvansal ve bitkisel dokular hem de mikroorganizmalar tarafından oluşturulabilirler. Genellikle dekarboksilazlar ya özel olarak bir tek aminoaside ya da bir dizi farklı aminoaside etki ederler. Çeşitli bakteri türlerinin aminoasitleri dekarboksile etme kabiliyetleri farklıdır. Bazı türler birçok aminoasidi dekarboksile ederken bazıları ise substrata özel dekarboksilaz aktivitesine sahip olup yalnız bir tek aminoaside etki ederler (Yerlikaya ve Gökoğlu, 2002). Biyojen aminler aldehit ve ketonların aminasyonu ile de oluşabilmektedir. Biyojen aminlerden en yaygın söz edileni histamin ve tiramin ise de; triptamin, putresin, kadaverin, serotonin, spermidin, spermin, agmatin ve β-feniletilamin gibi aminler de birçok gıdada dekarboksilaz tepkimeleri sonucu oluşmaktadır (Üçüncü, 2004). Kadaverin, putresin, histamin, tiramin, triptamin gibi biyojen aminler sırasıyla lisin, ornitin, histidin, tirozin ve triptofan aminoasitlerinin dekarboksilasyonu sonucu oluşmaktadırlar (Ten Brink ve ark., 1990; Moret ve Conte, 1996). Geleneksel fermente ürünlerimizden biri olan tarhana hakkında birçok yayın olmasına rağmen, tarhanada biyojen amin oluşum süreci ve biyojen amin içeriği hakkında herhangi bir yayın bulunmamaktadır. Bu çalışmada tarhana fermantasyonu ve depolanma sürecindeki biyojen amin oluşumu ve değişimi araştırılmıştır.

17 3 2. LİTERATÜR ÖZETLERİ 2.1. Biyojen Aminlerin Sınıflandırılması Biyojen aminler kimyasal özelliklerine göre üç gruba ayrılmaktadırlar. 1. Aromatik aminler 2. Alifatik di-, tri- ve poliaminler 3. Alifatik uçucu aminler İçerdikleri azot sayısına göre ise biyojen aminler, monoaminler, diaminler ve poliaminler olarak üç gruba ayrılırlar (Çizelge 2.1). Çizelge 2.1. Biyojen aminlerin sınıflandırılması Kimyasal yapılarına Aromatik aminler Alifatik di-, tri- ve Alifatik uçucu göre poliaminler aminler Histamin Tiramin Putresin Kadaverin Metilamin Etilamin β-feniletilamin Triptamin Agmatin Spermin İzopentilamin Etanolamin Serotonin Spermidin Azot sayısına göre Monoaminler Diaminler Poliaminler Metilamin Etilamin İzopentilamin Etanolamin β-feniletilamin Tiramin Histamin Triptamin Putresin Kadaverin Serotonin Agmatin Spermin Spermidin

18 Biyojen Aminlerin Oluşum Mekanizması Protein içeren, mikrobiyal veya biyokimyasal aktiviteye imkan sağlayıcı durumlara maruz gıdalarda genellikle biyojenik amin üretilebilmektedir. Genelde biyojen aminler proteince zengin gıdaların mikrobiyal bozulması veya peynir, balık ve et ürünleri, fermente gıdaların üretimi, olgunlaştırılması ve depolanması sırasında oluşur (Petrides ve Steinhart, 1996). Amin miktarı gıdanın doğasına ve mevcut mikroorganizmaya bağlı olarak bir değişkenlik gösterir. Aminoasitler, bakteriyel faaliyetler veya proteolitik aktivitenin bir sonucu olarak proteinden ayrılarak serbest forma geçebilir (Brink ve ark., 1990). Biyojen amin oluşumu için iki yol olasıdır. 1. Agmatin, putresin, spermidin ve spermin Nova sentezi yoluyla üretilirler (Şek.2.1). 2. Genel olarak biyojen aminler dekarboksilasyon reaksiyonları sonucu üretilirler (Şek. 2.2). Biyojen aminler genellikle serbest aminoasitlerin mikrobiyal enzimlerle dekarboksilasyonu sonucu oluşmaktadır. Aminoasitlerin dekarboksilasyonu α-karboksil grubunun uzaklaşmasıyla meydana gelir (Shalaby, 1996). Dekarboksilazlar hayvansal ve bitkisel dokuda yayılmış durumdadır ve hemen hemen tüm bakteriler aktif dekarboksilazdır. Bu da şunu ifade etmektedir ki, gıdalarda biyojen amin zehirlenmesi mikrobiyal şartlarda olabilmektedir (Askar, 1982). Biyojen amin oluşabilmesi için; Ortamda serbest aminoasitlerin bulunması, Dekarboksilaz pozitif mikroorganizmaların bulunması,

19 5 Mikroorganizmaların üreyebileceği ve dekarboksilaz enziminin aktif olabileceği uygun ortam koşullarının sağlanmış olması gerekir (Shalaby, 1996). Arginin Sitrulin Agmatin N-Karbomilputresin Ornitin S-Adenosilmetionin Putresin Dekarboksilated S-Adenosilmetionin Aminopropil Spermidin Spermin Şekil 2.1. Poliaminlerin sentezi (Cirilo ve ark., 2003) Serbest aminoasitler gıdalarda doğal olarak bulunabilir veya proteinlerin proteolitik aktivite sonucunda parçalanmasıyla oluşabilir. Aminoasitlerin yıkımlanması ile oluşan biyojen aminler; azotsuz metabolizma ürünlerinin aminleşmesi, aminoasitlerin sekonder dönüşümü ve azotlu bileşiklerin parçalanma ürünlerinin hidrolitik çözülmesi şeklinde de oluşturulur (Sinell, 1978; Tarrach, 1995).

20 6 Şekil 2.2. Biyojen amin oluşumunun metabolik iz yolu (Halasz, ark., 1994)

21 aminler Çizelge 2.2. Aminoasitler ve dekarboksilayonu sonucu oluşan biyojen Aminoasitler Glisin α ve β-alanin α ve β-aminobutirikasit α-aminoizobutirikasit Norvalin Valin Norlöysin Löysin Isolöysin Serin Treonin Arjinin Lizin Sistin Dihidroksifenilalanin Histidin Dihidroksifenilserin Fenilalanin Ornitin 5-Hidroksitriptofan Sistinasidi Tirozin Triptofan Aminlerin fizyolojik inaktivasyonunun en önemli yolu, aminooksidazlarca katalize edilen oksidatif deaminasyondur. Aminler önce aldehitlere dönüşür, aldehitler de ya ilgili asitlere yükseltgenirler ya da alkollere indirgenirler (Askar, 1982). Biyojen Aminler Metilamin Etilamin n-propilamin İzopropilamin n-butilamin Isobutilamin n-amilamin İzoamilamin 2-Metilbutilamin Etanolamin Propanolamin Agmatin Kadaverin Sisteamin Dopamin Histamin Noradrenalin β-feniletilamin Putresin Seratonin Taurin Tiramin Triptamin 7

22 Biyojen Amin Oluşumunu Etkileyen Faktörler Gıdaların biyojen amin içerikleri üretim koşullarına, uygulanan işlemlere, depolama koşullarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Aminler, gıdaların enzimatik aktivitesi veya bakterilerin dekarboksilaz aktivitesi ile üretildiğinden, gıdalardaki amin içeriğini kontrol etmek için dekarboksilaz aktivitesini engellemek ve bakteriyel gelişimi önlemek büyük önem taşımaktadır (Silla - Santos, 1996). Gıdalarda biyojen amin birikiminin yanı sıra biyojenik amin dekarboksilaz aktivitesini etkileyen bazı faktörler vardır. Uygun substrat, sıcaklık, ph, tuz konsantrasyonu, starter kültürlerin varlığı, oksijen miktarı ve gıda katkı maddeleri biyojen amin üretimini etkileyen önemli faktörlerdir. (Shalaby, 1996) ph nın Etkisi ph, dekarboksilaz aktivitesini ve dolayısıyla biyojen amin oluşumunu etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Biyojen amin oluşumunun asidik ortamlarda bakteri için koruyucu bir mekanizma olduğu bildirilmektedir (Maijala R, 1993). Asidik ortamlarda amino asit dekarboksilaz aktivitesi daha güçlü olmaktadır. Amin oluşumu için ph arasındaki koşullar optimum olarak kabul edilmiştir. Asidik ortamlarda (ph 5,0), Lactobacillus bulgaricus un amino asit ilave edilerek kuvvetlendirilmiş MRS Broth da daha fazla histamin, tiramin ve triptamin ürettiği tespit edilmiştir (Maijala, 1993).

23 9 Santos ve ark., (1986), uskumruda düşük bir ph da yüksek bir tiramin seviyesi tespit etmiştir. Glikoz gibi fermente olabilen karbonhidratların varlığı, bakterilerin gelişmesini ve aminoasit dekarboksilaz aktivitesini arttırmaktadır (Halasz ve ark., 1994). Çünkü şekerin parçalanması ile laktik asit oluşumundan dolayı, ph düşüşü sağlanmaktadır. Glikoz konsantrasyonunun %0,5 2 olduğu durumlar, optimal kabul edilirken, %3 ü aştığı durumlarda enzim oluşumunun inhibe olduğu rapor edilmektedir (Halasz ve ark., 1994) Sıcaklığın Etkisi Sıcaklık, bakterilerin amin üretimini büyük ölçüde etkilemektedir. Amin oluşumu için en uygun sıcaklık değerleri, bakteri türlerine göre değişir. Biyojen amin miktarlarının, depolama süresi ve sıcaklığı ile pozitif korelasyon içinde olduğu bildirilmektedir (Masson ve ark., 1997). Klausen ve Lund (1986), amin içeriğinin sıcaklığa bağlı olduğunu, uskumru ve ringada 10ºC deki biyojen amin içeriğinin 2ºC ye göre 2 20 kat daha yüksek olduğunu rapor etmişlerdir. Wendakoon ve ark. (1990), uskumrunun buzda depolanması sırasında hiçbir amin üretiminin olmadığını rapor etmiştir. Bununla birlikte, 20ºC de histamin, putresin, kadaverin ve tiramin büyük miktarlarda üretilmiştir. Ancak Santos ve ark. (1986), depolama sıcaklığının hamside maksimum tiramin içeriğini etkilemediğini tespit etmişlerdir.

24 10 Petrides ve Steinhart (1996) 10ºC de histamin oluşumunun yavaşlamakta, 5ºC de histamin üreten mikroorganizmalar inhibe olduklarından histamin oluşumunun tamamen durmakta olduğunu rapor etmişlerdir Tuz Konsantrasyonunun Etkisi Gıdalarda amin oluşumunun önlenmesinde tuz konsantrasyonu etkilidir. Sorbik asit, sitrik asit, malik asit; histamin oluşumunu azaltıcı etkiye sahiptir. Potasyum sorbatın da biyojen amin oluşumunu azaltıcı etkisi vardır (Shalaby ve Abd El-Rahman, 1995). Fermente sucukların depolanması ve fermantasyonu sırasında su miktarındaki ve tuz/su oranındaki değişiklik mikroorganizmaların çoğalması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ( Suzzi ve Gardini, 2003). Chander ve ark. (1989) tarafından yapılan bir çalışmada; ortamın tuz konsantrasyonunun 0 dan %6 ya çıkarılmasıyla Lactobacillus bulgaricus un ürettiği amin miktarının büyük ölçüde azaldığı tespit edilmiştir. Bu negatif etki, yüksek NaCl konsantrasyonu nedeniyle, hücre bölünmesinin azalması ve/veya mikrobiyal dekarboksilaz enzimi taşıyan membranlarda meydana gelen hasar olmak üzere iki nedene bağlanabilmektedir (Gardini ve ark., 2001) Starter Kültürlerin Etkisi Fermente sucuk üretiminde, amin üretmeyen starterlerin kullanımına dikkat etmek gerekmektedir (Santos, 1996). Amin üretmeyen starter kültürlerin kullanılması ile amin pozitif laktik asit

25 11 bakterilerinin gelişimi büyük ölçüde önlenebilmektedir. Fermente sucuklarda kullanılan starter kültürlerin, starter olmayan laktik asit bakterileri ile rekabet etmesi sonucu hem ürün kalitesi gelişir, hem de biyojen amin seviyeleri düşürülebilir (Maijala, 1993). Hernandez-Jover ve ark. (1997), fermente sucuk üretiminde starter kültür kullanımının, biyojen amin oluşumunu azalttığını fakat önlemediğini bildirmişlerdir. Peynirlerde, özellikle süt endüstrisinde kullanılan, Streptococcus lactis ve Lactobacillus helveticus gibi starter kültürler, histamin üreticileri olarak tanımlanmışlardır (Shalaby, 1996). Joosten ve Nunez (1996) tarafından yapılan bir çalışmada ise, bacteriocin üreten starterlerin peynirlerde histamin oluşumunu önlediği bildirilmektedir Oksijen Miktarının Etkisi Ortamın aerobik veya anaerobik oluşu biyojen amin oluşumunu etkileyen faktörlerden biridir. Oksijenli ortamda mikroorganizmalar tarafından biyojen amin üretimi daha fazla olur (Shalaby, 1996). Aerobik koşullarda anaerobik koşullara göre putresin üretimi iki kat daha fazladır. Enterobacter cloacae anaerobik ortamda aerobik ortama göre hemen hemen yarı seviyelerde putresin üretip, Klebsiella pneumoniae son derece az kadaverin sentezlemiştir (Halasz ve ark., 1994).

26 Gıda Katkı Maddelerinin Etkisi Gıda katkı maddesi olan ve koruyucu olarak kullanılan potasyum sorbat, üründeki biyojenik amin üretimini sınırlamaktadır. Ayrıca, sorbik asit, sitrik asit, malik asit histamin oluşumunu azaltıcı etkiye sahiptir (Shalaby ve Abd El-Rahman, 1995). Fermente sosislerde 500 ve 1000 mg/kg konsantrasyonlarında sodyum sülfit ilavesi kadaverin oluşumunu inhibe ederken, tiramin oluşumunu azaltmaktadır (Bover - Cid ve ark., 2001). Fermente et ürünlerinde asitliği arttıran katkı maddeleri ilavesi biyojen amin oluşumunu ph yı düşürmek suretiyle azaltmaktadır. Bununla birlikte fosfatlar gibi tampon ya da asitliği düzenleyici katkılar ph yı yükseltmeleri nedeniyle biyojen amin oluşumunu arttırabilmektedir (Bover - Cid ve ark., 2001) Biyojen Amin Oluşturan Mikroorganizmalar Gıdalarda biyojen aminlerin üretiminde, aminoasitleri dekarboksile edebilme yeteneğine sahip bakteriler rol oynamaktadır (Çiz. 2.3) (Shalaby, 1996). Aminoasit dekarboksilaz enzimleri bakteriler arasında geniş bir dağılım göstermemesine rağmen, Bacillus, Citrobacter, Clostridium, Escherichia, Klebsiella, Lactobacillus, Pediococcus, Photobacterium, Proteus, Pseudomonos, Salmonella, Shigella ve Streptococcus türleri bir ya da daha fazla aminoasidi dekarboksile etme yeteneğine sahiptirler (Ten Brink ve ark., 1990). Histamin tüm biyojen aminler içinde en yüksek biyolojik aktiviteye

27 sahiptir. Escherichia, Salmonella, Clostridium, Bacillus ve Lactobacillus türleri histidin dekarboksilaz aktivitesine sahiptir (Halasz ve ark., 1994). 13 Çizelge 2.3. Çeşitli gıdalarda bulunan biyojen aminler ve bu gıdalardan izole edilen bakteriler (Shalaby, 1996). GIDA İZOLE EDİLEN BAKTERİ BİYOJEN AMİN Balık Peynir Et ve Et Ürünleri Mornogella morgoni Klebsiella pneumonia Hoilfnia alvei Proteus mirabilis Clostridium perfingens Enterobacter aerogenes Vibrio alginolytiens Bacillus spp. Staphylococcus xylosus Lactobacillus buchneri Lactobacillus 30a L. bulgaricus L. plantorum L. casei L. acidophilus Streptecoccus faecium S. mitis Bacillus macerans Propioni bacterria Pediococcus Enterobacteriaceae Lactobacillus Pseudomonas Streptococcus Histamin Tiramin Kadaverin Putresin Agmatin Spermin Spermidin Histamin Kadaverin Putresin Tiramin β-feniletilamin Triptamin Histamin Kadaverin Putresin Tiramin β-feniletilamin

28 14 Fermente Sebzeler Fermente Soya Ürünleri Micrococcus Lactobacillus plantarum Pediococci sp. Leuconostoc mesenteroides Rhizopus oligosporus Trichosporon beiglli Lactobacillus plantarum Triptamin Histamin Kadaverin Putresin Tiramin Triptamin Histamin Kadaverin Tiramin Triptamin Amin tüketimi sonucu, pek çok kişinin çeşitli hastalıklara maruz kalması sonucu, gıda endüstrisi tarafından düşük amin içerikli fermente gıda üretimi amaçlanmaktadır. Histamin, hassas kişilere zararlı olan tek amin olmadığından ve bazı biyojenik aminlerin sinerjistik etkiye sahip olmalarından dolayı gıda üreticileri, gıdalarda düşük amin seviyelerini sağlayan saklama koşullarını ve teknolojilerini optimize etmelidirler (Smith ve ark., 1993) Biyojen Aminlerin Toksikolojisi İnsan ve hayvanların biyolojik fonksiyonlarında önemli role sahip olan biyojen aminler, gıdalarla fazla miktarda alındıklarında toksik etki gösterebilirler. Balık ve balık ürünleri gibi proteince zengin gıdalarda belirli biyojen aminler, mikrobiyal gıda zehirlenmelerine sebep olduğu gibi, gıdaların depolanması sırasında kalite ve hijyen indikatörü olarak da değerlendirilmektedir (Simon-Sarkadi, Holzapfel, 1995).

29 15 Yüksek amin içeriği, histamin zehirlenmesi gibi gıda zehirlenmelerine yol açabilecek olması nedeniyle değil, aynı zamanda aminlerin kanserojen maddelere dönüşebilme potansiyeline sahip olmaları açısından da önemlidir. Özellikle putresin ve kadaverin, nitratla reaksiyona girerek heterosiklik kanserojen nitrozaminleri oluşturabilmektedir (Veciana - Nogues ve ark., 1997). Biyojen aminler parenteral yolla alındığında çok yüksek toksisite gösterirken, oral alımla daha az toksiktirler. Çünkü sağlıklı sıcakkanlı organizma, özellikle bağırsaklar başta olmak üzere karaciğer, böbrek ve akciğerlerde aminooksidazları içerir. Bu aminooksidazlar panzehir görevi yaparlar. Bağırsakta oluşmuş ya da besinlerle dışarıdan alınmış biyojen aminler sindirim kanalında önce mukopolisakkaritlere bağlanırlar, böylece alınan miktarın %60 ı rezorbe edilir. Bağırsak mukozasından geçişte toksinin detoksifikasyonu büyük ölçüde oksidatif deaminasyon, N-metilasyon veya asetilleşme ile oluşmakta, böylelikle biyojen aminler ait oldukları aldehitlere veya karboksilli asitlere dönüştürülebilmektedirler. Biyojen aminlerin yüksek dozda alınması halinde bu detoksifiye mekanizması yeterli olamamaktadır (Graf, 1992). şöyledir: Biyojen aminlerin meydana getirdiği toksikolojik etkiler özetle Yüksek miktarda biyojen amin içeren gıdanın tüketimi biyojen amin intoksikasyonunu başlatır. Nitritlerin varlığında N-nitrosaminlerin türevi olan bileşikleri meydana getirirler.

30 16 Monoaminoksidaz inhibitörü ilaçlarla tedavi edilen hastalarda hipertansif krizleri başlatırlar. Gıdalarla alınan yüksek miktarlardaki tiramin ve diğer aminlerin tüketimi migrene neden olur (Sinell, 1978). İnsan vücudu, biyojen aminlerin neden olduğu çeşitli toksik etkilerin ortaya çıkmasını önleyen kuvvetli bir detoksifikasyon sistemine sahiptir. Bu detoksifikasyon sistemi monoaminoksidaz (MAO), diaminoksidaz (DAO) ve histamin-n-metil transferaz (HNMT) dan oluşmaktadır (Silla-Santos, 1996). Normal şartlarda, gıdalarla alınan biyojen aminler, bu enzimler ile toksik olmayan ürünlere çevirilir. Biyojen aminlerin; gıdalarda çok yüksek düzeylerde bulunmadığında, metabolizmaları bloke edilmediğinde ya da genetik olarak değiştirilmediğinde insanlarda ciddi bir risk oluşturmadığı ifade edilmektedir (Veciana - Nogues ve ark., 1995). Fakat, yüksek miktarlarda biyojen aminlerin alınması, detoksifikasyon metabolizmasının çeşitli farmakolojik ajanlar (sıtma tedavisi ilaçları, antidepresif etkili ilaçlar vb.) ile inhibe edilmesi, genetik olarak detoksifikasyon enzimlerinin eksikliği, gastrointestinal rahatsızlıklar, alkol alımı gibi nedenlerden dolayı detoksifikasyonun yapılamaması sonucu, gıda zehirlenmeleri ortaya çıkabilmektedir (Hornero - Mendez ve Garrido - Fernandez, 1997). Biyojen aminlerin, özellikle histamin ve tiraminin alkollü içecekler yoluyla vücuda alımı durumunda baş ağrısı ve ciltte kızarmaya neden oldukları belirtilmektedir (Zeigler ve ark., 1994).

31 17 Hayvansal ve bitkisel kökenli bazı gıdaların içeriğinde bulunan histamin, β-feniletilamin ve tiramin insanlarda toksik etki yaratır. Ayrıca, gıdalarda biyojen aminlerin bir arada bulunuşunun da toksik etkilerin ortaya çıkmasında önemi büyüktür. Tiramin MAO, triptamin DAO, β- feniletilamin, DAO ve HNMT enzimlerini inhibe etmektedir (Ordonez ve ark., 1997). Spermin ve spermidin ise gastrointestinal duvardan histamin geçişini arttırmaktadır. Putresin ve kadaverin de histamin geçişini attıran aminler arasındadır (Shalaby, 1996) Yasal Düzenlemeler Gıda ve gıda ürünlerinde histamin ve diğer biyojenik aminlerin varlığıyla ilişkili kalite kriterleri teknolojik ve toksikolojik bakımdan önem taşımaktadır. Aminlerin toksikolojik seviyesini belirlemek, bireysel karakteristiklerden ve diğer aminlerin varlığından dolayı çok zordur. Amin oksidaz inhibe edici ilaçlar, alkol ve mide bağırsak hastalıkları diğer risk faktörleri histamin ve diğer aminlerin eşik noktasını belirlemede önemlidir (Shalaby, 1996). Avrupa Birliği (EU) 100g balık etindeki histamin yasal limitini 10 mg belirtirken, son olarak FDA (Food Drug Administration) bu limiti 5 mg olarak belirlemiştir (FDA, 1996). Histamin dışında diğer aminlerin toksik dozlarının belirlenmesi için çok az veri olmasına rağmen mg/kg tiramin için, 30 mg/kg ise β-feniletilamin için eşik doz olarak rapor edilmiştir (Ten Brink ve ark., 1990). Fermente ürünlerde toplam 1000 mg/kg toksikolojik açıdan sınır değer olarak belirtilmektedir(silla-santos, 1996).

32 18 Şaraplarda histamin için tavsiye edilen üst limit Almanya da 2 mg/l, Belçika da 5-6 mg/l, Fransa da 8 mg/l, İsviçre de 10 mg/l dir (Lehtonen, 1996). Yüksek miktarda şarap tüketimi sonucu 8 mg/l konsantrasyonunda histaminin vücuda alınmasının baş ağrısına neden olduğu ifade edilmiştir (Gloria ve ark., 1998) Biyojen Aminlerin Analiz Yöntemleri Histamin ve diğer biyojen aminlerin nitel ve nicel tayinleri için florimetri, kromotografi, kapiler elektroforez vb. gibi teknikler kullanılmaktadır. Bunların içerisinde kromatografik yöntemler en uygun yöntemlerdir. İnce tabaka kromatogrofisi (TLC), gaz sıvı kromatografisi (GLC) ve yüksek performans sıvı kromatografisi (HPLC) biyojen amin analizlerinde yoğun bir şekilde kullanılan kromatografik yöntemlerdir (Shakila ve ark., 2001) Biyojen amin analizleri genel olarak iki aşamadan oluşmaktadır. 1. Amin ekstraksiyonu ve saflaştırma 2. Aminlerin analitik bir yöntemle tespiti (Moret ve Conte, 1996). Ekstraksiyon aşaması, söz konusu aminlerin gıda matriksinden izole edilmesi için gerekli ve kritik bir basamaktır (Busto ve ark., 1994). Gıdalarda bulunan biyojen aminlerin analizlerinde çoğunlukla HPLC yöntemi kullanılmaktadır. Peynir, balık, et ve et ürünleri gibi gıdalar çok kompleks gıdalar olduklarından, önce bu gıdalardaki biyojen aminlerin ekstrakte edilmesi ve ardından ekstrakttaki safsızlıkların

33 19 uzaklaştırılması gerekir. Gıdalardan biyojen aminleri çekmek için en çok 0,1 M HCl, %5 lik TCA ve 0,6 M HClO 4 kullanılmaktadır. Elde edilen asidik ekstraktın saflaştırılması için, ekstrakt organik bir solvent veya solvent karışımı ile çalkalanır. Böylece biyojen aminler organik faza alındıktan sonra, organik faz tekrar 0,1 M HCl ile çalkalanarak biyojen aminlerin HCl li faza geçmesi sağlanır. Gıdalar kompleks olmadığında, örneğin turşu salamurası, şarap ve birada, yukarıda anlatılan basamaklardan bir veya birkaçı uygulanmayabilir (Özdestan ve Üren, 2006). Ekstraksiyon ve saflaştırma işlemlerinden sonra biyojen aminlerin türevlendirilmesi gerekir. En çok kullanılan türevlendirme reaktifleri dansil klorür, OPA ve benzoil klorürdür. Türevler çoğunlukla metanol-su veya asetonitril-su karışımından oluşan dereceli elüsyon programı kullanılarak C 18 kolonda ayrılır. OPA türevleri kullanıldığında fluoresans dedektör, diğerlerinde UV-görünür dedektör kullanılır (Özdestan ve Üren, 2006). Özdestan (2004) benzoil klorür ile türevlendirme koşullarının optimasyonu amacıyla yaptığı çalışmada, optimum hareketli faz ph sının 6,0, kolon sıcaklığının 22 o C, türevlendirme sırasında çalkalama süresinin 1 dk ve türevlendirme sıcaklığının 25 o C olduğunu rapor etmiştir. Ayrıca 1 ay süreyle biyojen amin türevlerinin +4 o C de bekletilmesinin herhangi bir biyojen amin kaybına neden olmadığını rapor etmiştir.

34 Biyojen Aminlerin Bulundukları Gıdalar Peynir Peynirler, biyojen amin miktarları bakımından önem taşıyan gıdalar arasında bulunmaktadır. Peynirlerin olgunlaşma sırasında proteolotik enzimler kazeinin parçalanmasına ve ortamda bulunan serbest aminoasitlerin artmasına yol açar. Bu aminoasitlerin bakteriyel enzimlerle dekarboksilasyonu sonucunda ise biyojen aminler oluşur. Peynirlerde bulunan başlıca biyojen aminler; histamin, tiramin, triptamin, putresin, kadaverin, β-feniletilamindir (Durlu-Özkaya ve ark.,1999). Koehler ve Eitenmiller (1978), inceledikleri çeşitli peynir örneklerinde tiramini en yaygın bulunan amin olarak tespit etmişlerdir. Örneklerde en yüksek tiramin konsantrasyonu 1320 mg/kg, ortalama olarak 216 mg/kg, β-feniletilamin seviyesi ise 102 mg/kg olarak bulunmuştur. İncelenen örneklerdeki triptamin seviyesinin daha düşük oranlarda bulunduğu belirtilerek, ortalama olarak 20 mg/kg olduğu bildirilmiştir. Vale ve Gloria (1998), ise Brezilya da üretilen peynirlerde yaptıkları incelemelerde örneklerin tümünde spermin bulunduğunu belirterek; kadaverin, tiramin, histamin ve putresin miktarlarının sırasıyla 111, 21,25, 19,65 ve 17,37 mg/100 g olarak tespit edildiğini bildirmektedir. Spermin, agmatin, β- feniletilamin, serotonin, spermidin ve triptamin ise 4,1 mg/100 g dan daha düşük olarak saptanmıştır.

35 21 Peynirlerde biyojen amin oluşumunda; peynir yapımında kullanılan sütün kalitesi, sütün çiğ ya da pastörize edilmiş olması, kullanılan starter kültürün tipi, peynirin mikroflorası, tuz oranı, ph değeri, su aktivitesi, kofaktörlerin varlığı, amin katabolizması, sıcaklık, olgunlaşma süresi ve depolama koşulları gibi pek çok faktör etkili olmaktadır (Üçüncü, 2004). Peynirlerde yüksek miktarlarda biyojen amin bulunması, o ürünün uygun koşullarda üretilmediğinin ve bikrobiyal bulaşmaya maruz kaldığının bir göstergesi olarak kabul edilmektedir (Yıldız ve Yetişmeyen, 2005). Durlu-Özkaya ve Tunail (2000), Ankara da bulunan süpermarketlerden tesadüfi olarak toplanan 25 adet beyaz peynir örneğinin biyojen amin içeriğini saptamışlardır. Triptamin, β- feniletilamin, putresin, kadaverin, histamin, tiramin ve spermidin içeriği araştırılan peynir örneklerinde putresin (örneklerin %56 sında) ve tiramin (%44 ünde) dominant aminler olarak tespit edilmiştir. Örneklerin %28 inin β-feniletilamin, %16 sının histamin ve %8 inin kadaverin içerdiği, triptamin ve spermidine ise rastlanmadığı belirlenmiştir. Ayrıca örneklerin %12 sinde hiçbir biyojen amin bulunmamıştır. Beyaz peynir örneklerinde β-feniletilamin (12,7 mg/100 g), putresin (13,6 mg/100 g) ve tiramin (8,77 mg/100 g) miktarının yüksek olduğu, β-feniletilamin dışında bu değerlerin toksik dozun altında bulunduğu saptanmıştır.

36 Şarap Biyojen aminler şarapta laktik asit bakterileri tarafından üretilen ve şarabın kalitesi açısından istenmeyen maddelerdir. Şaraplarda bulunan en önemli biyojen aminler histamin, tiramin ve putresindir. Metilamin, etilamin, β-feniletilamin, izopentilamin ve kadaverin gibi diğer biyojen aminler üzüm suyunda bulunmakta ve şarap üretim prosesi sırasında miktarlarında değişiklikler olmaktadır (Lonvaud-Funel, 2001). Şaraplarda bulunan biyojen aminler; Hammaddede bulunabilmektedirler. Alkolik fermantasyon sırasında mayalar tarafından üretilebilmektedirler. Malolaktik fermantasyon sırasında bakteriler tarafından üretilebilmektedirler (Anlı ve ark., 2004). Üren ve ark. (2001) gerçekleştirdikler bir çalışmada geç hasat edilen üzümlerin asitliğinin düşük olması nedeniyle, bu üzümlerden elde edilen şarapların en yüksek biyojen amin içeriğine sahip olduklarını tespit etmişlerdir. Şaraplarda bulunan, malolaktik fermantasyonda rol oynayan bakteriler, aminoasitlerin dekarboksilasyonu için gerekli olan enzimlere sahiptirler. Şaraplarda söz konusu bakteriler tarafından kullanılabilecek yeteri kadar aminoasit bulunmaktadır. Şaraplarda biyojen aminlerin bulunuşu büyük ölçüde mikrofloraya bağlı olmakla beraber, alkolik fermantasyon sonrasındaki aminoasit kompozisyonuna da bağlıdır.

37 23 Alkolik fermantasyonda görev alan mayalar, üzümün başlangıç kompozisyonunu değiştirerek çeşitli maddelerle birlikte serbest aminoasitlerin oluşumuna neden olmaktadırlar. Alkolik fermantasyon sonrasında gerçekleşen malolaktik fermantasyonda rol oynayan bakteriler ise bu aminoasitleri dekarboksile edebilmektedirler. Mayalar tarafından gerçekleşen alkolik fermantasyon ne kadar kısa tutulursa bakterilerin hidrolize edebileceği peptid ve dekarboksile edebileceği aminoasit miktarı o ölçüde fazla olmaktadır (Lonvaud-Funel, 2001). Cilliers ve Van Wyk (1985) tarafından Kuzey Afrika şaraplarında gerçekleştirilen bir çalışmada, malolaktik fermantasyonla üretilen şaraplardaki biyojen aminlerin, malolaktik fermantasyon gerçekleştirilmeden yapılanlara oranla iki kattan daha fazla oranda biyojen amin içerdiği tespit edilmiştir. Malolaktik fermantasyonun histamin düzeyine etkisinin araştırıldığı bir çalışmada histamin miktarında malolaktik fermantasyon sırasında çok büyük bir artış olduğu belirlenmiştir (Lehtonen, 1996). Kırmızı şarap üretiminde uygulanan üzüm kabuklarıyla fermantasyon işlemi sırasında şaraptaki histamin miktarı artmaktadır. Aynı zamanda kırmızı şarap üretimi sırasında tortu ile uzun süre tutulursa peptidlerin ve serbest amino asitlerin laktik asit bakterilerince hidrolizasyonu ve dekarboksilasyonu için uygun süre ve ortam sağlanmış olur. Bu durum şaraplarda yüksek oranda biyojen amin konsantrasyonuna neden olur (Üren ve ark. 2001).

38 Fermente Sucuklar Sucuklarda oluşan en önemli biyojen aminler; putresin, histamin kadaverin, tiramin, triptamin, β-feniletilamin, spermidin ve spermin dir (Paulsen ve ark., 1997). Sucuklarda tespit edilen biyojen amin seviyeleri için genellikle çok değişik değerler belirtilmiştir. Bu değişik konsantrasyonlar, olgunlaşma prosesinin süresindeki farklılıklar ve değişiklikler, fermentasyondan sorumlu doğal mikrofloranın dekarboksilaz aktivitesindeki değişiklikler, bazı aminlerin metabolizması ve biyosentezi, kullanılan etin kalitesindeki büyük farklılıklar gibi faktörlerden etkilenebilmektedir (Shalaby, 1996). Ayhan ve ark. (1999) tarafından yapılan bir çalışmada Türk sucuklarında starter kültürlerin biyojen amin oluşumuna etkisi incelenmiştir. Söz konusu çalışma sonucunda starter kullanılmadan üretilen sucuklarda putresin ve tiramin miktarlarının depolama ile artış gösterdiği ancak starter eklenerek üretilen sucuklarda putresin oluşumunun durduğu, tiramin düzeyinde ise bir değişiklik olmadığı tespit edilmiştir. Farklı starter kültürlerin ve proses rejimlerinin biyojen amin oluşumunu kontrol edebileceği aynı çalışmada ifade edilmiştir. Koehler ve Eitenmiller (1978) tarafından sucuk örneklerinde triptamin, tiramin ve β-feniletilamin seviyelerinin incelendiği bir çalışmada, tiramin seviyesinin diğer ikisine göre daha yüksek olduğu bildirilmiştir. Örneklerde, en yüksek tiramin miktarı 374 mg/kg, ortalama olarak 133 mg/kg, β-feniletilamin ve triptamin miktarları ise ortalama 184 mg/kg ve 29 mg/kg olarak bulunmuştur. Finlandiya da üretilen

39 25 sucuklarda bulunan biyojen aminlerin araştırıldığı bir çalışmada, tiraminin en sık rastlanılan amin olduğu belirtilerek, mg/kg seviyelerinde tespit edildiği belirtilmiştir. Diğer aminlerden histaminin, mg/kg, β-feniletilaminin 1 48 mg/kg ve triptaminin mg/kg düzeylerinde olduğu rapor edilmiştir (Eerola ve ark., 1996) Lahana Turşusu Lahana turşusu hazırlanmasında salamuralı fermantasyon uygulanmamakta, kuru tuz kullanılarak hücre öz suyu dışarı çıkarılmaktadır (Özdestan, 2004). Lahana turşusunda da biyojen aminler önemli miktarlarda bulunabilmektedir. Bu ürün ile yapılan çeşitli çalışmalarda, histamin düzeyinin 24,4 100 mg/kg arasında, putresin miktarının ise 150 mg/kg ın üzerinde bulunabildiği rapor edilmiştir (Hornero-Mendez ve Garrido Fernandez, 1997). Kalac ve ark. (1999), inceledikleri örneklerde ortalama tiramin, putresin ve kadaverin miktarlarının sırasıyla 174, 146 ve 50 mg/kg olduğunu, histaminin ise 7,8 mg/kg olarak tespit edildiğini bildirerek; triptamin, spermidin ve özellikle spermin miktarlarının oldukça düşük bulunduğunu belirtmişlerdir. Yücel ve Üren (2006) tarafından yapılan bir çalışmada salamura kullanılarak hazırlanmış lahana turşularının biyojen amin (putresin, kadaverin, triptamin, spermin, sermidin, histamin, tiramin) miktarlarının Alman tipi susuz lahana turşularına oranla daha düşük düzeyde olduğu tespit edilmiştir. Bu durumun lahana turşularının satışa sunulmadan önce

40 26 yeni hazırlanan salamura ile muameleleri sonucu oluşan bir seyrelmeden ya da aminolitik bakteri aktivitelerinden kaynaklanabileceği belirtilmiştir Balık ve Balık Ürünleri Protein bakımından önemli bir besin kaynağı olan balık ve balık ürünleri, hasat aşamasından tüketim noktasına kadar uygun koşullarda tutulmadığı takdirde insan sağlığı için tehlikeli bir besin haline gelmektedir. Balık; nötral ph, yüksek su aktivitesi ve yüksek miktarda serbest aminoasit içermesiyle karakterize edilmektedir. Bu nedenle mikrobiyal bozulmalara açıktır. Mikroorganizmalar serbest aminoasitleri, karşılık gelen biyojen aminlere dekarboksile edebilmektedirler (Leuschner ve Hammes, 1999). Biyojen aminler balıkların bozulmasının tespiti açısından bir kalite kriteri olarak kabul edilmektedirler (Hwang ve ark., 1997). Histamin, putresin, kadaverin, tiramin, spermin, spermidin gibi pek çok farklı çeşit biyojen amin uskumru, ringa, ton balığı ve sardalye gibi balıklarda tespit edilmiştir (Silla-Santos, 1996). Balık kası (özellikle koyu renkli kaslar) oldukça yüksek oranda tirozin ve histidin içerir. Et rengi koyu olan balıklarda beyaz etli balıklara oranla daha fazla histidin vardır (Erkan, 2004). Histidin ilgili mikroorganizmalar tarafından histamine dönüştürülebilmektedir (Halasz ve ark., 1994). Bu nedenle balık ve balık ürünleri histamin zehirlenmesinden sorumlu tutulan başlıca gıda grubu olarak değerlendirilmektedir (Çolak ve Aksu, 2002).

41 27 Histamin zehirlenmesinin belirtileri, Scomberesocidae ve Scombridae (ton ve uskumru) familyasına ait balıkların tüketimi sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle histamin zehirlenmesi Scombroid zehirlenmesi olarak da adlandırılmaktadır (Leuschner ve Hammes, 1999). Ancak son yıllarda yapılan çalışmalar bu zehirlenmelerin Scomboroidae familyasına ait olmayan balık türlerinin (sardalye, hamsi, ringa, lambuga vb.) tüketimi ile de ilişkili olduğunu göstermiştir (Mater ve ark., 2001). Düşük sıcaklıklarda depolanan balıklarda biyojen amin oluşumunun azaldığı bilinmektedir (Özoğul ve ark., 2004). Balık endüstrisinde avlanmadan sonra balığın düşük sıcaklıkta depolanması biyojen amin oluşumunu kontrol eden en önemli faktördür. Histamin oluşumuna katkıda bulunan bazı bakteriler balığın solungaçlarında ve bağırsaklarında bulunur. Yüksek sıcaklıkta depolama durumunda kas dokusuna bakterilerin geçişi ile histamin üretimi söz konusu olmaktadır (Yerlikaya ve Gökoğlu, 2002) Tarhana Geleneksel bir Türk çorbası olan tarhana, yüksek besin içeriği ve uzun raf ömrü nedeniyle Türk mutfağının vazgeçilmezleri arasındadır. Yöreden yöreye üretim metodu ve girdiler bakımından farklılık göstermektedir (Tamer ve ark., 2007).Tarhana; buğday unu veya buğday kırması (buğday tanesinin hiçbir kısmı ayrılmadan öğütülmüş hâli) veya irmik veya bunların karışımı ile yoğurt, biber (kırmızı etli biber ve/veya yeşil sivri biber), tuz, soğan, domates, tat ve koku verici sağlığa zararsız bitkisel maddelerin (dere otu, nane, tarhana otu) karıştırılıp yoğrulduktan

42 28 ve fermente edildikten sonra kurutulması, öğütülmesi ve elenmesiyle elde edilen besinsel değeri yüksek olan bir gıda maddesidir. Duyusal özellikler açısından isteğe bağlı olarak tarhana üretiminde fermantasyonun gelişimi için maya kullanılabilmektedir (Anon, 2004) Tarihçesi Tarhanayla ilgili çeşitli rivayetler bulunmakla birlikte, Türkler tarafından Orta Asya da yaşadıkları dönemden bu yana bilinen ve sevilerek tüketilen geleneksel bir gıda maddesi olduğu, Orta Asya dan göç eden Türkler ve Moğollar tarafından Anadolu, Orta Doğu, Macaristan ve Finlandiya ya getirilerek tanıtılmış olduğu ve bu ülkelerde de tüketilmeye başlanıldığı çeşitli literatürlerde belirtilmektedir. Divanü Lügati t Türk te tarhana için, yazdan kışa saklanan yoğurt anlamında tar kelimesi kullanılmıştır. Türk sözlüklerinde ilk olarak Kıpçak ve Mısır Memluk Türklerine ait değişler arasında tarhanah şeklinde yazılmıştır. Geleneksel gıdamız Arap ülkelerinde kish, Orta Doğuda kışlık, Macaristan da tahonya, Finlandiya da ise talkuna adıyla tanınmaktadır(temiz ve Pirkul, 1990; Kemahlıoğlu, 2007). Bu tip geniş coğrafyaya yayılmış ürünlerin tarihsel gelişimlerin belirlenmesiyle ilk kimler tarafından üretildiğinin belirlenmesi oldukça zor olmakla beraber, üretimlerinde metotların yöreden yöreye ve bölgesel olanaklara bağlı olarak değişeceği açıktır. Ancak tarhana olarak bilinen ürünün üretiminde buğday temel olmak üzere hububatlar ve fermente süt

43 (yoğurt) mamulleri her zaman ana bileşenleri oluşturmaktadır (Kemahlıoğlu, 2007) Tarhananın Özellikleri Tarhana üretiminde kullanılan girdi çeşitleri ve miktarları kişisel alışkanlıklara bağlı olarak yöreye göre farklılıklar göstermesine rağmen TS 2282 (Anon., 2004) tarhana standardında tarhananın özellikleri şöyle belirtilmiştir: protein miktarı kuru maddede en az %12, rutubet miktarı en çok %10, tuz miktarı kuru maddede en çok %10, asitlik derecesi (%67 lik etil alkole geçen) en az 10 (100 g tarhana için sarfedilen 1 M NaOH hacmi), en çok 35, külün %10 luk hidroklorik asitte çözünmeyen kısmı (tuz hariç) en çok %0,2 olmalıdır. Ayrıca duyusal özellikler açısından tarhanalar, kendilerine özgü tat, koku ve görünüşte ve sarımtırak kırmızı renkte olmalı, kirlenmiş, bozulmuş olmamalı, içinde yabancı organik madde ve gözle görülebilen küf, gıda maddeleri tüzüğünde izin verilenlerin dışında sağlığa zararsız da olsa yabancı madde bulunmamalıdır Tarhana Üretimi Tarhana üretiminin yapıldığı yöre insanının olanak ve alışkanlıklarına bağlı olarak girdi çeşitleri ve miktarları değişiklik gösterdiği için standart bir üretim metodu yoktur (İbanoğlu ve ark., 1999). Genelde ev yapımı olarak üretilen tarhana, son yıllarda ticari olarak da üretilmeye başlamıştır (Özdemir ve ark, 2007).

44 30 TS 2282 (Anon., 2004) tarhana standardına göre tarhanalar dört çeşit olarak sınıflandırılmıştır. 1. Un tarhanası 2. Göce tarhanası 3. İrmik tarhanası 4. Karışık tarhana Genel olarak Ege bölgesinde (İzmir, Manisa) üretilen un tarhanası, halk arasında harç olarak adlandırılan, domates, biber, soğan ve aroma verici otların kaynatılması ile elde edilen sebze karışımının, soğutulduktan sonra yoğurt ve un ile karıştırılması ve hazırlanan hamurun farklı sürelerde fermantasyona bırakılması sonucu elde edilen üründür (Siyamoğlu, 1961; Anon., 2004). Göce tarhanası; Ankara, Maraş, Muğla ve Aydın yörelerinde yaygın olarak üretilen, buğday kırması (buğday tanesinin hiçbir kısmı ayrılmadan öğütülmüş hâli) ile yoğurt, biber (kırmızı etli biber ve/veya yeşil sivri biber), tuz, soğan, domates, tat ve koku verici sağlığa zararsız bitkisel maddelerin (dere otu, nane, tarhana otu) karıştırılıp yoğrulduktan ve fermente edildikten sonra kurutulması, öğütülmesi ve elenmesiyle elde edilen besinsel değeri yüksek olan bir gıda maddesidir. İrmik tarhanası; irmik, yoğurt, biber (kırmızı etli biber ve/veya yeşil sivri biber), tuz, soğan, domates, tat ve koku verici sağlığa zararsız bitkisel maddelerin (dere otu, nane, tarhana otu) karıştırılıp yoğrulduktan

45 ve fermente edildikten sonra kurutulması, öğütülmesi ve elenmesiyle elde edilen besinsel değeri yüksek olan bir gıda maddesidir. 31 Karışık tarhana; buğday unu, buğday kırması ve irmikten en az ikisi ile yoğurt, biber (kırmızı etli biber ve/veya yeşil sivri biber), tuz, soğan, domates, tat ve koku verici sağlığa zararsız bitkisel maddelerin (dere otu, nane, tarhana otu) karıştırılıp yoğrulduktan ve fermente edildikten sonra kurutulması, öğütülmesi ve elenmesiyle elde edilen besinsel değeri yüksek olan bir gıda maddesidir. Tarhana üretiminde genellikle kese (torba) yoğurdu kullanılmasına rağmen bazen işletme tipi yoğurt da kullanılmaktadır. Yoğurt-un oranı genellikle ½ olmasına karşın bazı formülasyonlarda 1/1 de olabilmektedir (Dağlıoğlu, 2000). Çizelge 2.4 de çeşitli tarhana formülasyonları verilmiştir. Çizelge 2.4. Çeşitli tarhana formülasyonları Kullanılan malzemeler (g) Erbaş ve ark., 2006 Özdemir ve ark., 2007 İbanoğlu ve ark., 1999 Un Yoğurt Domates (pure) Kırmızı biber (toz) Soğan Dereotu Nane Fesleğen Tuz Maya Su

46 32 Laktik asit fermantasyonu ürünü olan tarhana, üretiminin yapıldığı yöresel hammadde olanakları ve kişisel alışkanlıklara bağlı olarak formülasyonda kullanılan temel maddeler açısından değişiklik gösterebilmektedir. Kullanılan malzemelerin ve miktarlarının yöresel olarak farklı olmasına rağmen ev yapımı veya fabrikasyon tipi tarhana üretimi genel olarak ve aynı yolla dört aşamada üretilmektedir (Özdemir ve ark., 2007). Karışım hamuru Fermantasyon Kurutma Öğütme Ev yapımı tarhananın şematik diyagramı Şekil 4 de verilmiştir. Tarhana hamuru hazırlanışında genel olarak un, yoğurt, maya (Saccharomyces cerevisiae), çeşitli sebzeler (domates, soğan, nane, kırmızı biber), tuz ve çeşitli yöresel baharatlar (kekik, nane, dereotu, tarhana otu) kullanılmaktadır. Ev yapımı tarhanada sebzeler önce doğranıp çiğ veya pişirildikten sonra hamura katılmaktadır. Çoğunlukla taze domates veya taze biber kullanılmasına rağmen tarhana yapımında domates veya biber salçası da kullanılabilmektedir. Homajen bir hamur oluşturabilmek için bütün girdiler 5 dk kadar iyice karıştırılır. Tarhana fermente bir gıda olduğu için o C de 1-5 gün fermantasyona bırakılır (Özdemir ve ark., 2007). Fermantasyon süresi sonunda kurutma aşaması için hamur önce küçük parçalar halinde, daha sonra daha küçük parçalara ayrılarak

47 33 güneşte veya çeşitli kurutma teknikleriyle kurutulur. Kurumuş tarhana bir öğütücüde öğütülerek bez torbalar içinde serin ve kuru bir yerde uzun süre saklanabilmektedir. Bütün girdilerle tarhana hamurunun hazırlanması Fermantasyon (30-35 o C de 1-5 gün) Kurutma (80 o C de %10 neme kadar) Öğütme 2007). Depolama Şekil 2.3. Ev yapımı tarhananın şematik diyagramı (Özdemir ve ark., Tarhana Fermantasyonu Ekmek mayası (Saccharomyces cerevisiae) ve laktik asit bakterileri (LAB) (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus lactis, Lactococcus diacetylactis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus

48 34 acidophilus, Leuconostoc cremoris ve Lactobacillus casei) hububat ürünleri fermantasyonunda en önemli fermantatif mikroorganizmalardır (Özdemir ve ark., 2007). Tarhana fermantasyonu, tarhanaya karakteristik ekşilik, asidik tat ve maya aroması veren yoğurt bakterileri (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus) ve ekmek mayası (Saccharomyces cerevisiae) tarafından gerçekleştirilir (Dağlıoğlu, 2000; Bilgiçli ve İbanoğlu, 2007). Laktik asit fermantasyonu sırasında ortamdaki protein, karbonhidrat ve yağ gibi bileşenlerin bakteri kültürleri tarafından kullanılarak yapısal değişikliklere uğratılması, tarhananın daha kolay sindirilebilmesi (laktoz intolerans kişilerin de rahatlıkla tüketilebileceği) ve daha besleyici özellik kazanmasını sağlar (Bilgiçli ve İbanoğlu, 2007; Kemahlıoğlu, 2007). Hububat ürünlerinde, homofermantatif LAB temel olarak laktik asit üretirler. Heterofermantatif LAB ise laktik asit, asetik asit, bu asitlerin etil esterleri, karbondioksit ve birçok aromatik bileşik oluştururlar (Özdemir ve ark., 2007). Göçmen ve ark. (2004) yapmış oldukları çalışmada tarhanada 41 çeşit aromatik bileşik tespit etmişlerdir. Laktik asit bakterilerinin diğer bir etkisi antimikrobiyal aktivitedir. Laktik asit bakterileri; organik asitler (laktik asit, asetik asit, formik asit, fenillaktik asit, kaproik asit), karbondioksit, hidrojen peroksit, diasetil, etanol, bakteriosinler, reuterin ve reutericyclin gibi çeşitli antimikrobiyal maddelerin oluşmasını sağlarlar. Örneğin laktik asit tarhanaya aroma vermesinin yanında küflerin üremesini de

49 35 engellemektedir. Bu yolla son ürünün raf ömrü artmakta, mikrobiyal güvenliği sağlanmakta, iyi bir tekstür oluşturulmakta ve hoş bir duyusal profil sağlanmaktadır (Leroy ve De Vuyst, 2004). Türkiye nin değişik yörelerinde nane, kekik, dereotu ve tarhana otu değişik aroma kazandırmak amacıyla tarhana hamuruna katılmaktadır. Tarhana otu (Echinophora sibthorpiana) özel bir aroma vermek amacıyla kullanılmaktadır (Değirmencioğlu ve ark., 2005). Değirmencioğlu ve ark. (2005) tarhana otunun fermantasyon aktivitesi üzerine yaptıkları bir araştırma sonucunda; tarhana otunun, fermantasyonun ilk iki gününde LAB sayısı ve maya popülasyonu artışını önlediğini tespit etmişlerdir. Tarhana üretiminde kullanılan yoğurt tipi (kese veya taze) ve miktarı fermentasyon esnasındaki ve son üründeki LAB sayısı üzerine direkt etkilidir (İbanoğlu ve ark., 1999). Fermantasyon süresi çeşitli literatürlerde 1-7 gün olarak belirtilmesine rağmen, bu süre ekmek mayası kullanılmaması durumunda 21 güne kadar çıkabilmektedir Tarhana Kurutma Teknikleri Kurutma işlemi tarhana üretiminin en önemli basamaklarından biridir (Maskan ve İbanoğlu, 2002). Tarhanada genellikle kabuklaşmayı ve mikrobiyal bozulmayı önlemek için nem oranı %10 ve altına düşürülmektedir (Kaya ve ark., 1999).

50 36 Fermente bir ürün olan tarhanada kurutma işlemi, ev tipi üretimde genel olarak güneşte(şekil 2.4), fabrikasyon üretimde ise kurutma fırınlarında gerçekleştirilmektedir (Dağlıoğlu ve ark., 2002). Tarhananın duyusal karakteri, besin değeri, mikrobiyal kalitesi ve rengi uygulanan kurutma tekniğinden olumlu veya olumsuz olarak direkt etkilenmektedir (Hayta ve ark., 2002). Şekil 2.4. Ev tipi üretimde tarhananın güneşte kurutulması Hayta ve ark. (2002) çeşitli kurutma teknikleri üzerine yaptıkları çalışmada endüstriyel mikrodalga (IMD) ile kurutulan tarhanaların köpürme stabilitesi, su tutma kapasitesi, yağ absorpsiyon kapasitesi, duyusal özellikleri ve renk kabul edilebilirliği bakımından dondurarak kurutma (FD), tünel kurutucu (TD) ve ev tipi mikrodalga (HMD) ile kurutma tekniklerine göre daha üstün olduğunu rapor etmişlerdir.