Glutensiz Ekmekte Düşük Kalite ve Erken Bayatlama Sorunlarının Azaltılmasında Yeni Yaklaşımlar

Transkript

1 Glutensiz Ekmekte Düşük Kalite ve Erken Bayatlama Sorunlarının Azaltılmasında Yeni Yaklaşımlar Yrd. Doç. Dr. Semin Özge ÖZKOÇ Kocaeli Üniversitesi Gıda Teknolojisi Programı 12. Gıda Kongresi Edirne, 2016

2 Sunum akışı Giriş Glutensiz ekmekte genel sorunlar Kalite sorunları Bayatlama sorunları Yetersiz nütrisyonel içerik Ürün çeşitliliğinin azlığı Klasik üretim tekniklerinin yetersizliği Yeni yaklaşımlar Yeni bileşenler Yeni teknolojiler Genel değerlendirme 2

3 Çölyak hastalığı ve çölyak buzdağı Çölyak hastalığı, buğday, arpa, çavdar gibi bazı tahılların içerdiği prolamin grubu proteinlerin tetiklediği, genetik yatkınlığı olan bireylerde oto-immün mekanizmayla oluşan kronik bir ince bağırsak hastalığıdır. Teşhis konan ve tedavi edilen hasta sayısının gerçek hasta sayısının küçük bir kısmını (yaklaşık % 10 u) temsil ettiği düşünülmektedir. Fasano, A., Catassi, C., Gastroenterology, 120: Holtmeier, W., Caspary, W. F., Orphanet Journal of Rare Diseases,1: 3 3

4 Çölyak hastalığı En yüksek görülme sıklığının, Türkiye, Batı Avrupa, Kuzey Amerika, Avustralya gibi buğdayın beslenmede önemli yer tuttuğu bölgelerde olduğu bildirilmektedir. Türkiye de bulunan çölyak hastaları ile ilgili olarak kesin bir oran verilememekle birlikte Elsürer ve ark. (2005) yaptıkları çalışmada, araştırmaya katılan sağlıklı bireyler arasında doku transglutaminaz antibadi pozitif bireylerin oranının % 1,3 olduğunu tespit etmişlerdir. Elsürer, R., Tatar, G., Simşek, H., Balaban, Y.H., Aydınlı, M., Sokmensuer, C., Digestive Diseases and Sciences, 50:

5 Çölyak hastalığı 2010 yılında 6-17 yaş okul çocuklarında Türkiye genelinde yapılan ve çocuğun katıldığı diğer bir çalışmada, çölyak hastalığı sıklığının 1/212 olduğu bildirilmiştir (Dalgıç ve ark., 2011). Çocukluk çağının en yaygın emilim bozukluğu nedeninin çölyak hastalığı olduğu ve hem çocukları hem de bu hastalığa sahip yetişkinleri yaşam boyu etkilediği bilinmektedir. Dalgıç, B., Sarı, S., Özcan, B., Baştürk, B., Ensari, A., Eğritaş, Ö., Bükülmez, A., Barış, Z., Türk Çölyak Çalışma Grubu, Türk Ped Arş, 46:

6 Çölyak hastalığı ve glutensiz diyet Bilindiği gibi, çölyak hastalığının en başarılı tedavisi, mutlak glutensiz diyete uyulmasıdır. Bu nedenle glutensiz ürün geliştirme ve bu ürünlerin kalitelerinin iyileştirilmesi konularında birçok bilimsel çalışma yapılmaktadır. 6

7 Glutensiz ürünlerle ilgili yıllara göre makale sayıları ve yapılan atıf sayıları 2015 yılı dikkate alındığında 600 e yakın makale yayınlandığı ve bu alandaki makalelere i aşkın atıf yapıldığı görülmektedir. Web of Science verilerine göre 7

8 Glutensiz ekmekte genel sorunlar Düşük kalite Yetersiz nütrisyonel içerik Erken bayatlama Ürün çeşitliliğinin azlığı Klasik üretim tekniklerinin yetersizliği 8

9 Glutensiz ekmekteki kalite sorunları Düşük hacim Yüksek iç sertlik Soluk kabuk rengi Homojen olmayan gözenek yapısı Yapışkan iç yapı Ufalanan iç yapı Zayıf tat ve aroma Vb. 9

10 Kalite Sorunlarının Nedenleri En temel neden, yapıda glutenin olmayışıdır. Gluten yapıda olmadığında ekmek kalitesini olumlu etkileyen formülasyondaki diğer bileşenler ile gluten arasındaki etkileşimler meydana gelememektedir. Glutensiz formülasyona ilave edilen temel maddelerin; tam olarak gluten fonksiyonelliğine sahip olamamaları, istenmeyen ya da zayıf tat, koku ile yetersiz fiziksel ve reolojik özellikler göstermeleri. 10

11 Ekmek kalitesinde glutenin rolü hamura uzayabilirlik, esneklik verir, yapıda suyu tutar, yapıda gazları tutar, birçok ürünün görünüşünden ve yapısından sorumlu elzem bir proteindir. 11

12 Ekmeğin kalitesinde nişastanın rolü yapıda suyu tutar, glutenle interaksiyona girerek, fermantasyon sonucu oluşan gazı tutabilecek bir yapı (nişasta-gluten matriksi) oluşturur, ekmek mayası için besin özelliği görür, glutenle birlikte ekmeğe son hacim ve yapı özellikleri kazandırır. 12

13 Erken bayatlama sorunu Yüksek iç sertlik Fazla su kaybı Ufalanan yapı 13

14 Erken bayatlamanın nedenleri Formülasyonda yapıda suyu tutacak bileşen miktarının az oluşu Formülasyonda çeşitli kaynaklardan elde edilen nişastaların kullanılması nedeniyle ekmekte bayatlamadan sorumlu tutulan nişasta retrogradasyonunun gerçekleşmesi Formülasyonda glutenin olmayışı nedeniyle istenen kuvvetli ağ yapının elde edilemeyişi ve yapı bütünlüğünün korunamayışı 14

15 Yeni Yaklaşımlar I. Yeni bileşenler II. Yeni teknolojiler 15

16 Yeni yaklaşımlar - I Yeni bileşenler Gluten ikame edici olarak yeni malzemelerin kullanımı Yeni katkı maddelerinin kullanımı 16

17 Yeni yaklaşımlar - II Yeni teknolojilerin kullanımı Yeni işleme teknolojileri (ekşi hamur fermantasyonu, ekstrüzyon işleme, yüksek basınç uygulamaları, enzimatik işleme, kızılötesi-mikrodalga kombinasyon pişirme, vb.) Üretim koşullarının değiştirilmesi (karıştırma süresi, fermentasyon koşulları, vb.) Ambalajlama teknolojileri (Aktif paketleme, MAP, vb. 17

18 I. Yeni bileşenler Nişasta Nütr. bileşen Un Enzim Protein Gam, emülgatör Diyet lif 18

19 Temel unlar I. Yeni bileşenler Özel unlar Nişasta Protein Diyet lif Gamlar Enzimler Pirinç Karabuğday Mısır Soya Dirençli nişasta Ksantan Proteaz Esmer pirinç Amarant Patates Peyniraltı suyu Mısır Kinoa Tapyoka (tapioca) İnulin Guar Amylase Mısır (zein) Beta-glukan CMC TG Sorgum Baklagil unları Pirinç Yumurta Keten tohumu HPMC Glukoz oksidaz Manyok (cassava) Bezelye Baklagil proteinleri Tahıl lifleri LBG Patates Keten tohumu Kestane Keçiboynuzu Ham muz Portakal posası Kepek 19

20 Örnek çalışma Keten tohumu ilavesinin glutensiz ekmeklerin kalitelerine ve bayatlamalarına etkileri (Seyhun ve Özkoç, 2016) Sunumumda bu çalışmanın bazı kalite verilerini paylaşacağım, poster çalışmasında da bayatlama verilerini bulabilirsiniz. %5 keten tohumu içeren glutensiz ekmek hamuru Seyhun, N., Ozkoc, S.O., Influence of flaxseed on the quality and staling of gluten-free breads. LWT- Food Science and Technology, değerlendirme aşamasında) 20

21 Glutensiz ekmek formülasyonu Seyhun, N., Ozkoc, S.O., Influence of flaxseed on the quality and staling of gluten-free breads. LWT- Food Science and Technology, değerlendirme aşamasında) 21

22 Bazı kalite verileri Seyhun, N., Ozkoc, S.O., Influence of flaxseed on the quality and staling of gluten-free breads. LWT- Food Science and Technology, değerlendirme aşamasında) 22

23 Sonuçlar Keten tohumu ilavesinin glutensiz ekmeklerin rengini koyulaştırdığı, hacmini arttırdığı ve iç sertlik değerlerini düşürdüğü görülmüştür. Seyhun, N., Ozkoc, S.O., Influence of flaxseed on the quality and staling of gluten-free breads. LWT- Food Science and Technology, değerlendirme aşamasında) 23

24 II. Yeni teknolojiler a. Ekşi hamur fermantasyonu b. Yüksek basınç uygulaması c. Ekstrüzyon işleme 24

25 a. Ekşi hamur fermantasyonu Ekşi hamur, doğal olarak bulunan ya da ilave edilen LAB ve ekmek mayası ile fermante edilmiş ekmek hamurudur. Ekşi hamur fermantasyonunun hamur özelliklerini, ekmek hacmini ve dokusunu aromasını ve besinsel değerini iyileştirdiği, bayatlamayı geciktirdiği, ekmeği mikrobiyel bozulmalardan koruduğu bilinmektedir. O Shea, N., Arendt, E. and Gallagher, E., Journal of Food Sceince, 79(6): R Deora, N.S., Deswal, A., Mishra, H.N., Food Engineering Reviews, 6: Capriles, V.D., Areas, J.A.G., Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13:

26 b. Yüksek basınç uygulaması Yüksek basınç uygulanan unlarda, nişastanın daha düşük sıcaklıklarda jelatinize olması nedeniyle ürün doku özelliklerinin iyileştiği, hacminin arttığı, raf ömrünün uzadığı bildirilmektedir. Diğer yandan, protein polimerizasyonunun ve çapraz bağlanmaların gerçekleştiği, bunun da hamur elastikiyetine ve dayanımına olumlu etki yaptığı bildirilmektedir. O Shea, N., Arendt, E. and Gallagher, E., Journal of Food Sceince, 79(6): R Deora, N.S., Deswal, A., Mishra, H.N., Food Engineering Reviews, 6: Capriles, V.D., Areas, J.A.G., Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13:

27 c. Ekstrüzyon uygulamaları Ön ekstrüzyon işlemine tabi tutulmuş glutensiz unlardaki nişastanın jelatinize edilmesi ile glutensiz ekmeklerin kalitelerinin arttırıldığı belirtilmektedir. Diğer uygulamada ise ekstrüzyon-enzim işleme yolu ile nişastanın sıvılaştırılması gerçekleştirilerek, glutensiz unlarda protein miktarının konsantre edilebildiği, aynı zamanda daha saf, kolay sindirilebilir protein konsantreleri elde edilebildiği bildirilmektedir. O Shea, N., Arendt, E. and Gallagher, E., Journal of Food Sceince, 79(6): R Deora, N.S., Deswal, A., Mishra, H.N., Food Engineering Reviews, 6: Capriles, V.D., Areas, J.A.G., Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13:

28 Genel Değerlendirme Glutenin tam anlamıyla fonksiyonel özelliklerini sağlayacak ve glutenin yerini tutabilecek bir bileşen ne yazık ki henüz bulunmamaktadır. Ancak formülasyonlarda birçok bileşen bir araya getirilerek gluten özellikleri sağlanmaya çalışılmaktadır. Birçok bileşenin yapıda bulunması hem avantaj hem dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. 28

29 Genel Değerlendirme Glutensiz formülasyonlar oluşturulurken farklı özelliklere sahip birçok bileşen kullanılması nedeniyle elde edilen sonuçlar, daha çok formülasyona özel (Case sensitive formulation) olmaktadır. Farklı teknolojilerin kullanıldığı çalışmalarda da standart bir formülasyon üzerinden gidilmediğinden yeni teknolojinin proses koşulları, formülasyona özel (Case sensitive formulation) olmaktadır. 29

30 Genel Değerlendirme Bu nedenle elde edilen veriler ile glutensiz ürünün kalitesine yönelik bir genelleme yapılamamaktadır. Glutensiz ürün geliştirme ve bu ürünlerin kalitelerinin iyileştirilmesi konularının önümüzdeki yıllarda da bilim insanlarının dikkatini çekmeye devam edeceği ve yeni çalışmalar yapmaya teşvik edeceği açıkça görülmektedir. 30