Ticari Değirmen ve Laboratuvar Tipi Bühler Değirmenin Kümülatif Kül ve Protein Eğrileri Üzerine Bir Araştırma

Transkript

1 Ticari Değirmen ve Laboratuvar Tipi Bühler Değirmenin Kümülatif Kül ve Protein Eğrileri Üzerine Bir Araştırma FARHAN ALFİN PROF. DR. ÜNSAL ÇAKMAKLI Ege Üniversitesi, Müh. Fak., Gıda Bölümü, Bornova, İzmir. ÖZET Ticari bir değirmen ile laboratuvar tipi Bühler değirmenden benzer randıman ve un elde etme imkanını incelemek için laboratuvar tipi Bühler değirmeni ve ticari değirmenlerin kümülatif kül ve protein eğrileri araştırılmıştır. Bühler değirmeninde B2 pasajının külü, B1 ve B3 pasajlarının külünden düşük olmuştur, C pasajlarının külü C1 den C3 e doğru artmaktadır. C ve B pasajlarında C1 den C3 e ve B1 den B3 e doğru protein miktarı artmaktadır. C pasajlarının protein miktarı B pasajlarından daha düşüktür. Bühler değirmenin un randımanı ticari değirmen randımanına ulaşamamıştır. Elde edilen unun kül miktarı %0.49 ve protein miktarı % Bu randıman ticari değirmende gerçekleştiğinde unun kül miktarı %0.57 ve protein miktarı %12.00 olabilir. GİRİŞ: Bir değirmende öğütülmekte olan buğdaydan elde edilen un miktarının fazla, undaki kül miktarının ise düşük olması istenir (ÜNAL, 1979). Buğdaylarda bulunan madensel maddeler tanede dıştan içe doğru azalır. Endospermde % 0.5, kepekte % 8 kadar madensel madde bulunur (ÜNAL, 1991). Uygulamada endosperm ve kabuğun kül miktarları dikkate alınarak; bir unun saf endosperm ve kabuk miktarları hesaplanmaktadır. Unun kül miktarı ile unun randımanı arasında pozitif korelasyon vardır (SEÇKİN, 1985). Öğütme denemesinin amaçları, unun fiziksel, kimyasal ve son ürününün özelliklerini belirlemek için gereken unun üretimi, buğday ıslah projelerinde çiftçiye önerilecek iyi öğütme nitelikleri olan buğdayların seçilmesi ve ticari öğütmeye benzer sonuçları elde etmek olarak ifade edilmektedir (POMERANZ ve ark., 1985). Buğdayın öğütme yeteneği, yalnız laboratuvar araştırma değirmenlerinin birisinde öğütülmesiyle tahmin edebilir. Sanayideki un verimi, deneysel öğütme metodlarının (AACC 1983, 26-20, 26-21, 26-30) kullanılmasıyla tahmin edilebilir (POMERANZ, 1988). Buğdayın ticari öğütme performansının öğütme denemesi ile değerlendirmesinde doğru sonuç elde etmek için öğütme denemesinde ticari randımanı sağlamak gerekmektedir (ORTH ve MANDER, 1975). LI ve POSNER (1989a) çalışmalarında deneysel testlerle ticari öğütme arasında yüksek bir korelasyon 1

2 elde etmek için buğdayların değerlendirilmesinin %74, 76, 78, 80 ve 82 un verimleri gibi değişik ekstraksiyon oranlarında gerçekleştirilmesi gerekliliğini ortaya koymuşlardır. Böylece buğday örneğinin öğütme yeteneği belirlenebilir. Deneysel çalışmalarda değişik laboratuvar değirmenleri kullanılmaktadır. Bunlardan bazları; Allis, Chalmers, Bühler, Brabender Quadrumat Junior and Senior, Miag Multomat ve Ross dur. En yaygın laboratuvar öğütme değirmenleri Quadrumat Junior- Senior dur. Bühler, sürekli ve pnömatik çalışan bir pilot değirmendir. Bühler değirmeninin, denemenin kısa sürede gerçekleştirmesi ve çalıştırılmasının kolaylığı nedeni ile ve ticari değirmenden elde edilen unun ekmeklik özellikleri ile 65 randımanda laboratuvar değirmeninden elde edilen unun ekmeklik özelliklerinin karşılaştırılmasından yaygın olarak yararlanılmaktadır. Bühler değirmeni üstelik buğday öğütme özelliklerinin farklılıklarını gösterebilmektedir (POMERANZ ve ark., 1985). Buğday öğütme performansını değerlendirmede buğday davranışları, öğütme sırasında ve dağıtma sırasında çok önemlidir (POSNER ve DEYOE, 1986). Değirmenin öğütme kalitesinin, değişik buğdayların öğütme kalitesinin, değişik öğütme sistemlerinin öğütme performansının belirlenmesinde, buğdayların kümülatif kül eğrisi karşılaştırılmalarından yararlanılır (LİLLARD ve HERTSAGAARD, 1983). Kümülatif kül eğrisi endospermin kabuktan ayrılma yeteneğinin oranı yansıtmaktadır (POSNER ve HİBBS, 1997). Kümülatif kül eğrileri değirmen diyagramının oluşumunu sağlamakta ve öğütme süresince herhangi bir ayarlama gerektirmeyecek şekilde vals topu yerleşimini belirlemektedir (SHUEY ve Gilles, 1971). Buğdayların öğütme kalitesinin belirlenmesinde un verimi kadar undaki kül miktarı da yaygın olarak kullanılmaktadır (Lİ ve POSNER, 1989b). Unlarda protein miktarı (buğday proteini 1.3) formülüne göre teorik olarak hesaplanabilir. Buğday tanesinin ortasından dışarıya doğru artma gösterir. Bu sebeple un randımanı arttıkça protein miktarı da yükselir (ÜNAL, 1985). Buğdayın protein miktarı ve unun protein miktarı arasında sıkı bir korelasyon vardır (PERTEN ve ark., 1992). Un proteini ile buğday proteini arasındaki ilişkiye etki eden faktörler, randıman yanında buğday çeşididir. Buğday proteini ve un proteini arasındaki fark arasında değişebilir. Bu fark düşük proteinli buğdayların öğütülürken yüksek proteinli buğdaylara göre daha yüksektir (FARRAND, 1974). Bu çalışma, ticari değirmen ve laboratuvar tipi Bühler değirmeninde kümülatif kül ve protein eğrilerinin oluşturulması, birbiri ile karşılaştırılması, ve laboratuvar tipi Bühler değirmeni ticari öğütmeye benzer sonuçlar elde edebilmesinin araştırılması için yapılmıştır. MATERYAL VE METOD Materyal: Bu çalışmada, materyal olarak, %13.41 protein ve % 1.69 kül değerine sahip olan buğdayın un fabrikasında öğütülmesiyle, bütün pasajlarından elde edilen un kullanılmıştır. Bunun yanında un fabrikasında kullanılan %17 nemli tavlanmış buğday Bühler MLU 202 tipi laboratuvar değirmende 62 g/dk ile öğütülerek elde edilen 2

3 pasajların unu ve ince kepeği 150 mikron elek ile elenmesiyle 7 pasaj olarak elde edilen un materyal olarak kullanılmıştır. Metod: Nem (ICC No. 110/1), kül (ICC No. 104) (ANON, 1982), protein (AACC 46-10) e göre yapılmıştır (ANON, 1990). ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA Bühler değirmeni öğütme sonuçları Çezelge 1 de verilmiştir. Buğdaylarda un verimi %60 ve fazla ise iyi, %50-60 arasında ise orta ve %50 den az ise düşük olarak değerlendirilmektedir (ULUÖZ, 1965). Elde edilen un verimi olan %64.23, iyi verim sayılmakta ancak ticari un verimine ulaşmamaktadır. Çizelge 1. Bühler laboratuvar değirmende öğütme pasajlarının özellikleri. Pasaj % Verim % Nem % Kül * % Protein * B B B C C C İ. K. U * Kuru maddede. + İnce kepek unu Bühler laboratuvar değirmeninin orijinal diyagramı Federal Almanya nın Detmold Hububat ve Patatescilik Araştırma Enstitüsünce değiştirilen vals aralıkları ve elek göz genişlikleri ile yeni bir diyagram geliştirilmiştir. Yeni diyagram ile öğütmede toplam un veriminin arttığı, kül miktarlarında fazla bir artış olmadığı, un kalitesinde olumsuz bir değişmenin meydana gelmediği belirlenmiştir (ÜNAL ve ALİLO, 1987). Black ve ark (1983) yaptıkları bir çalışmada Bühler laboratuvar değirmenini modifiye ederek ticari değirmenin randımanına yakın (75) un randımanı elde etmeye çalışmışlardır. Pasajlarda en yüksek un verimi C3, en düşük ise B3 olduğundan buğday sert olabilmektedir (Çizelge 1). Buğdaylardan elde edilen fraksiyonlarda buğdayların sertlik durumundan başka, % su miktarı, tavlama, dinlendirme, buğdayın valse akış hızı gibi faktörlerin de etkili olduğu bilinmektedir (ÜNAL ve ALİLO, 1987). Bir çalışmada, laboratuvar tipi Bühler değirmeninde B1 pasajı un oranı % , B2 pasajı , B3 pasajı 1.8-3, C1 pasajı , C2 pasajı , C3 pasajı arasında olduğu belirtilmiştir (ÜNAL ve ALİLO, 1987). Diğer bir araştırmada; farklı bölgelerde üretilen 1972 yılı ürünü 7 adet Bezostoya örneğinde B1 pasajı % , B2 pasajı % , B3 pasajı da % olarak elde edilmiştir. C1 pasajı % ; C2 pasajı % ; C3 pasajı da % arasında bulunmuştur (SEÇKİN, 1973). 3

4 SEÇKİN (1973) ve ÜNAL ve ALİLO (1987) çalışmalarının sonuçları ile kendi çalışmamız sonuçlarının karşılaştırılmasını içeren veriler Çizelge 2 de verilmiştir. Çizelge 2. Literatürde laboratuvar tipi Bühler değirmende pasajlarda un verimi sonuçları* Pasaj Seçkin (1973) Ünal ve Alilo (1987) Bu çalışmada B B B C C C * Toplam un üzerinden, %. EVA ve FİSHER (1957), laboratuvar tipi Bühler değirmenlerinin öğütme performanslarının değişmekte olduğunu bildirmişlerdir. Dolayısıyla buğdaylardan elde edilen fraksiyonlar farklı değirmenden dolayı değişebilmektedir. Genellikle B2 pasaj külü, B1 ve B3 pasajlarının külünden düşük olmuştur. C pasajlarının külü C1 den C3 e doğru bütün numunelerde artmaktadır (SEÇKİN, 1973). Bu çalışmada elde edilen un pasajlarının kül oranı SEÇKİN (1973) in sonuçları ile uyum halinde sayılabilir. Pasajların en yüksek un protein miktarı B3, en düşük ise C1 bulunmuştur (Çizelge 1). Elde edilen toplam un protein miktarı 12.36, buğdayın protein miktarı ile 1.05 fark göstermiştir. İlk kırma unu ve fraksiyonları endospermin iç kesiminden kaynaklanmaktadır. O yüzden ilk kırma unu parçacıkları iri ve ilk öğütme pasajının ununun; özellikle yüksek proteinli buğdaylarda; nişastası yüksektir. Öteki kırma pasajlarının ürünleri ileriye doğru alöron tabaksına yakın olan endospermden elde edilmekte ve protein oranı yükselmektedir (POMERANZ, 1982). Bu çalışmada, alöron tabakasının oluşumundan dolayı B2 ve B3 pasajlarının protein miktarı kullanılan buğdayın protein miktarından daha yüksek olduğu göze çarpmaktadır. Kümülatif kül eğrisi oluşumu için pasajların kül mkiktarı en düşük değerden en yüksek değere doğru sıralanmıştır. Pasajlardan alınan un verimlerinin birbirine eklenmesi ile kümülatif verim değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra pasaj örneklerinin kül miktarı ve pasaj verimleri kullanılarak kümülatif kül bulunmuştur. (LİLLARD ve HERTSAGAARD, 1983). Laboratuvar tipi Bühler değirmeninde öğütmede elde edilen değerler kümülatif kül eğrisini oluşturmak için Çizelge 3 de verilmiştir. Kümülatif kül ve protein eğrileri Şekil 1 ve 2 de gösterilmiştir. B3 pasajı kümülatif kül ve proteini çok yükselti fakat ince kepek ununun pasajı kümülatif külü ve verimi yükseltirken kümülatif proteine etki etmediği gözlenmiştir (Çizelge 3). 4

5 %Protein % Kül Un Mamuller Teknolojisi 8(4):42-48, 1999 Çizelge 3. Bühler laboratuvar değirmeni kümülatif kül eğrisi verileri Pasaj % Verim %Kül Kümülatif Verim Kümülatif kül % Protein Kümülatif protein C C C ,00 B B B İ.K.U İnce kepek unu kümülatif kül egrisi C1 C2 C3 B3 B1 B2 I.K.U Randiman Şekil 1. Laboratuvar tipi Bühler değirmenin kümülatif kül eğrisi. Kümülatif Protein egrisi B3 I.K.U B B C1 C3 C Randiman Şekil 2. Laboratuvar tipi Bühler değirmenin kümülatif protein eğrisi. 5

6 Un fabrikasının öğütme sonuçları Çizelge 4 de verilmiştir. Pasajların kül ve protein miktarları arasında sıkı bir ilişki (R=0.86, p<0.01) bulunmuştur. Pasajların en yüksek un verimi C1 (toplam 15.05), en düşük ise B4 ve B5 (0.67) tir. Kırma pasajlarının toplam un verimi %4.96, öğütme pasajlarının toplam un verimi %57.67 diğer pasajların ise %16.11 ve bunların elde edilen una oranları : kırma pasajları için %6.3 öğütme pasajları için % 73.2 diğer pasajları için ise %20.5 olarak bulunmuştur. Çizelge 4. Un fabrikası öğütme pasajların özellikleri. Pasaj % Verim % Nem % Kül * % Protein * B B B B B B B B B B B B B C1-A C1-B C1-A C2-A C2-B C3-A C3-A C C C C C C C C C C DIV1-2/ DIV1-2/ DIV1-2/ DIV DF DF KK Randıman * Kuru maddede. 6

7 En düşük kül ve protein miktarları C1-A3 pasajı, en yüksek değerleri ise B5-2 ve KK pasajları vermiştir. Birinci kırma pasajlarının unlarının kül miktarı üçüncü kırma pasajlarının kül miktarlarından fazla olduğu belirlenmiştir (Çizelge 4). Kümülatif kül ve protein eğrileri oluşturmak için gereken verileri Çizelge 5 de verilmiştir. Kümülatif kül ve protein eğrileri Şekil 3 ve 4 de gösterilmiştir. Genellikle laboratuvar tipi Bühler değirmenin öğütme pasajlarının kül miktarları un fabrikası pasajlarının kül miktarlarından daha düşük olduğu gözlenmiştir. Laboratuvar tipi Bühler değirmeninin pasajları ile un fabrikasının pasajlarının kül miktarı karşılaştırıldığında, Bühler B1 pasajı, un fabrikasının B2-2 pasajına; Bühler B3 pasajı, un fabrikasının B3-3 pasajına eşitlenmiştir. Tip 1 unu elde etmek için (%0.5 kül kuru maddede) randıman 15.5, tip 2 unu elde etmek için (%0.6 kül kuru maddede) randıman olmalı, dolayısıyla un fabrikasının diyagramı tip 2 unu elde etmek için ideal olduğu ortaya çıkamaktadır. Laboratuvar tipi Bühler diğermeninde unda randıman (64.24) elde edilmiştir. Bu randımanda unun kül miktarı %0.49, protein miktarı %12.36 dir. Aynı randımanla un fabrikasında çekilen unun kül miktarı %0.57, protein miktarı %12.0 düzeylerindedir. Buna göre Bühler değirmeninden elde edilen unun kül miktarı daha düşük iken protein miktarı daha yüksek bulunmuştur. Çizelge 5. Un fabrikası kümülatif kül eğrisi verileri Pasaj % Verim %Kül Kümülatif Verim Kümülatif kül % Protein Kümülatif protein C1-A C C2-B C2-A C C3-A C B C3-A C1-A B B C1-B C B B B DIV1-2/ B B DIV DIV1-2/ B B B

8 % Protein % kül Un Mamuller Teknolojisi 8(4):42-48, 1999 DF C DF DIV1-2/ C C C C B C B KK Kümülatif kül egrisi Randiman Şekil 3. Un fabrikasının kümülatif kül eğrisi. Kümülatif protein egrisi Randiman Şekil 4. Un fabrikasının kümülatif protein eğrisi. 8

9 SONUÇ: Laboratuvar tipi Bühler değirmeninin ticari un fabrikası ile karşılaştırılmasında, elde edilen un randımanı Bühler değirmeninde düşük olup ve ticari un fabrikasından elde edilen randımana ulaşamamaktadır. Elde edilen unun Bühler değirmeninde kül miktarı daha düşük olmasına rağmen protein miktarı daha yüksek bulunmuştur. KAYNAKLAR: Reference ANON., ICC- STANDARD International Association For Cereal Chemistry. ANON., American Association of Cereal Chemists (AACC). AACC, St. Paul, Minnesota, USA. Black, H.C., Preston. K.R., ve Dexter J.E., Modifications to the Bühler mill to produce a flour comparable in yield and quality to the Allis-Chalmers laboratory mill. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 16(3): , Eva. W. J. ve Fisher. M. H., Studies on variance in Buhler mills. With a bibliography on experimental milling. Cereal Sci. Today 2:124. Farrand, E. A., Study of relatioships between wheat protein contents of two U. K. varieties and derived flour protein contents at varying extraction rates. Cereal Chem. 51(1): Li, Y. Z. ve Posner, E. S., 1989a. An experimental milling technique for various flour extraction levels. Cereal Chemi. 66 (4) Li, Y.Z. ve Posner, E. S., 1989b. The determination of wheat quality potential by experimental milling. AOM Bulletin. Dec Lillarrd, D. W. Jr. ve Hertsgaard, D. M., Computer analysis plotting of milling data: HRS wheat cumulative ash curves. Cereal chem. 60(1): Orth R.A. ve Mander, K.C., Effect of milling yield on flour composition and breadmaking quality. Cereal Chem. 52:305. Perten, H., Bondesson, K., ve Mjörndal, Å., Gluten index variations in commerical Swedish wheat samples. Cereal Foods World, 37(8):655. Pomeranz, Y., Grain endosperm structure and end-use properties. Proc 7 th world cereal and bread congress, Prague. Pomeranz, Y., Wheat Chemistry and Technology, Vol II. 3 rd ed., AACC St. Paul, MN, 562p. Pomeranz, Y., Bolte, L. C., Finney, K. F. ve Shogren, M. D., Effect of variation in tempering on micro milling of hard winter wheat. Cereal Chem. 62(1): Posner E. S. ve Deyoe, C. W., Changes in milling properties of newly harvested hard wheat during storage. Cereal Chem. 63: Posner E. S. ve Hibbs A. N., Wheat Flour Milling, AACC, St. Paul, Minnesota, USA, p341. 9

10 Seçkin, R., Değişik çevre şartlarda yetiştirilen Bezostaya buğdayının çğütme fraksiyonlarının miktarları, bazı kimyasal bileşimleri ile ekmeklik kalitesi üzerinde araştırma. A. Ü. Ziraat fakültesi yıllığı Seçkin, R., Buğday tanesinin fiziki özellikleri öğütmenin temel prensipleri ve unda bazı kalite kriterleri, Standard ekonomik ve teknek dergi, özel sayı II. :51. Shuey, W. C. ve Gilles, K. A., Milling evaluation of hard red spring wheats. Northwest. Miller, Jul. p. 9. Uluöz, M., Buğday Un ve Ekmek Analiz Metodlari, E. Ü., Zir. Fak., Yay. No. 57, İzmir, 95s. Ünal, S. S., Buğdaylarda kaliteyi etkileyen faktörler ve birbirleri arasındaki ilişkiler. Gıda 4(2):71. Ünal, S. S., Hububat Teknolojisi, Ege Üniversitesi Müh. Fak., Yay. No: 29, İzmir, 219s. Ünal, S. S.,1985. Unlarda yapılan kimyevi analiz metodları, Standard Ekonomik ve Teknik dergi, Özel Sayı II Ünal, S. S. ve Alilo, A., Bühler laboratuvar değirmeninde uygulanan farklı diyagramların un niteliklerine etkisi. Türkiye tahıl simpozyumu,