www.teknolojikarastirmalar.org ISSN: 1306-7648 Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2007 (2) 39-44 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Teknik Not Đrfan TURHAN, Nedim TETĐK, Mustafa KARHAN Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü 07058, Antalya ÖZET Keçiboynuzu ülkemizde Akdeniz kıyı şeridinde doğal alanlarda yetişmektedir. Eczacılık, kozmetik ve tekstil olmak üzere birçok endüstri dalında da yaygın olarak kullanılan bu meyveden en çok gıda endüstrisinde pekmez üretiminde faydalanılmaktadır. Bu amaçla ülkemizde pekçok meyveyi işleyerek pekmez üreten tesisler bulunmaktadır. Ancak bu tesislerin büyük çoğunluğu halen geleneksel üretim yöntemlerini uygulamaktadır. Bu derlemede keçiboynuzu pekmezinin üretim yöntemi ve pekmez kalitesini etkileyen faktörlerin üzerinde durulmuştur. Anahtar kelimeler: Keçiboynuzu, pekmez 1. GĐRĐŞ Keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) Leguminoseae familyasının Ceasalpinaceae alt familyasına dahil çok yıllık bir bitkidir ve Akdeniz ikliminin hakim olduğu bölgelerde yetişmektedir [1; 2]. Ülkemizde ise Urla dan (Đzmir) Samandağ a (Hatay) kadar olan 1,750 km lik sahil şeridinde doğal olarak yetişmektedir. Keçiboynuzunun yetiştiği alan genellikle kıyıdan 1-2 km iç kısımlara kadar olan sahil şerididir. Bunun yanında Kozan da (Çukurova) kıyıdan 90 km ve Mersin dolayında 25 km kadar iç kısımlarda da yetişme alanı bulduğu bilinmektedir [3]. Dünyada keçiboynuzu yetiştiriciliği yapılan toplam üretim alanı 200,000 ha civarında olmakla beraber, Avrupa daki Akdeniz kıyı şeridinde bulunan ülkelerin toplam üretim alanı 148,000 ha dolayındadır. Türkiye de ise 13,000 ha üretim alanı bulunmaktadır. Dünyada toplam keçiboynuzu üretiminin 315,000 ton/yıl olduğu tahmin edilmektedir. Bu üretimin %42 si Đspanya, % 16 sı Đtalya, %8 i Fas, % 6 sı Portekiz, % 6,5 i Yunanistan, % 5,5 Kıbrıs (özellikle de Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti) ve % 4,8 i Türkiye de gerçekleşmektedir. Türkiye, Kıbrıs ile birlikte yaklaşık 35,000 ton keçiboynuzu üretmektedir [4]. Ülkemizde uzun yıllardan beri elma, üzüm, dut ve keçiboynuzu meyvesinden geleneksel yöntemlerle pekmez üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu amaçla, presleme veya preslenmesi mümkün olmayan keçiboynuzu gibi kuru meyvelerin su ile ekstraksiyonu sonucunda elde edilen meyve suyunun konsantre edilerek pekmeze işlenmesi genellikle ilkel araçlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ekstraksiyon sıcaklığı ve süresi gibi ürün kalitesini doğrudan etkileyen faktörler göz önüne alınmamaktadır [6; 7].
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2007 (2) 39-44 Tablo 1. Keçiboynuzu meyvesinin bileşimi [5] Bileşim Öğesi % Toplam Kuru Madde 91-92 Toplam Şeker 62-67 Đndirgen Şeker 13-18 Sakaroz 34-42 Fruktoz 10-12 Glukoz 7-10 Protein 4-6 Ham Selüloz 4.6-6.2 Ham Yağ 0.2-0.4 Pektik Madde 0.03-0.05 Toplam Kül 2-3 Toplam Asit (%SSA) 0.5-0.65 Keçiboynuzu meyvesi, yaklaşık % 90 meyve eti ve % 10 çekirdek olmak üzere, 2 kısımdan oluşmaktadır. Keçiboynuzu meyvesinin çekirdekleri galaktomannanca zengin olduğundan dolayı locust bean gum adı verilen kıvam artırıcı üretiminde kullanılmaktadır. Bunun yanında keçiboynuzu meyvesinin tüketim olgunluğuna ulaştığında % 91-92 toplam kuru madde, % 62-67 çözünür kuru madde (ÇKM) içermesi ve bu ÇKM içinde % 34-42 sakaroz, % 10-12 fruktoz ve % 7-10 glukoz bulunması bu meyveyi pekmez üretimi için çekici hale getirmiştir (Tablo 1). 2. Keçiboynuzu meyvesinden pekmez üretimi Doğal haliyle preslenmesi mümkün olmayan keçiboynuzu meyvesi su ile ekstrakte edilmekte ve elde edilen ekstrakt doğrudan konsantre edilerek pekmeze işlenmektedir (Şekil 1). Keçiboynuzu meyvesi Parçalama Nemlendirme Ekstraksiyon Evaporasyon (70º Briks) Ambalajlama Şekil 1. Keçiboynuzu pekmezinin üretim yöntemi 40
Turhan Đ., Tetik N., Karhan M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2007 (2) 39-44 Pekmez üretimi için genellikle keçiboynuzu zamkı üretmek amacıyla çekirdeği çıkarılmış keçiboynuzu kırması kullanılmakta ve çoğu kez 1/5 ile 1/10 oranında su ile karıştırılarak ekstraksiyon gerçekleştirilmektedir. Ekstraksiyonda difüzyon hızını artırmak amacıyla meyve parçaları önceden nemlendirilmekte ve ortam 80-90ºC ye kadar ısıtılmaktadır. Geleneksel olarak kesikli metotla ekstrakte edildikten sonra elde edilen % 10-12 ÇKM içeren ekstrakt 70º brikse kadar evapore edilmektedir. Elde edilen pekmez cam kavanozlara veya daha büyük metal kutulara doldurulmaktadır. 3. Keçiboynuzu pekmezinin bileşimi Keçiboynuzu pekmezinde toplam kuru madde % 71.49-72-73, ÇKM ise % 71-72 arasında değişmektedir (Tablo 2). Aynı tabloda keçiboynuzu pekmezlerinin ph değeri 5.10-5.25, titrasyon asitliği ise 0.86-0.89 arasında değişmektedir. 5-HMF keçiboynuzu pekmezinde 1.24-1.82 mg/kg arasında değişmekle birlikte piyasada üretilen diğer pekmez çeşitlerine oranla daha düşük olduğu belirlenmiştir. Bu da keçiboynuzu pekmezinin toplam asitlik değerinin düşük olmasından kaynaklanmaktadır. Tablo 2. Keçiboynuzu pekmezinin bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri [8] Bileşim Değişim Sınırları Standart sapma Standart hata Min. Max. Toplam Kuru Madde (%) 71.49 72.73 72.18 0.57 0.50 Çözünür Kuru Madde (%) 71.00 72.00 71.50 0.60 0.52 ph 5.10 5.25 5.18 0.08 0.07 Titrasyon asitliği (%) 0.86 0.89 0.87 0.01 0.01 Protein (%) 1.16 1.20 1.18 0.02 0.02 Formol sayısı 83.45 84.45 84.01 0.58 0.50 Toplam Fenolik Madde 1.32 1.88 1.62 0.29 0.25 5-HMF (mg/kg) 1.24 1.82 1.53 0.41 0.29 Toplam şeker (%) 62.20 63.20 62.80 0.43 0.37 Đnvert şeker (%) 16.60 17.40 17.05 0.34 0.29 Sakaroz (%) 44.40 45.40 45.00 0.43 0.37 L 16.32 16.33 16.33 0.01 0.01 a 1.28 1.31 1.29 0.01 0.01 b 1.2 1.21 1.21 0.01 0.01 Mineraller (mg/100g) Potasyum (K) 10255.1 10892.4 10573.8 367.4 318.2 Fosfor (P) 766.30 789.39 777.85 12.76 11.05 Magnezyum (Mg) 551.20 559.79 555.45 4.42 3.83 Kalsiyum (Ca) 3104.71 3195.02 3149.87 51.28 44.41 Sodyum (Na) 165.32 177.28 171.30 6.35 5.50 Demir (Fe) 11.57 16.81 14.19 2.51 2.18 Bakır (Cu) 4.29 6.30 5.30 0.82 0.71 Çinko (Zn) 1.10 7.41 4.26 3.12 2.70 Manganez (Mn) 2.02 4.57 3.29 1.07 0.92 Keçiboynuzu meyvesinin ve dolayısıyla pekmezinin dikkat çekici özelliklerinden birisi de içerdiği şeker içindeki (% 62.20-63.20) sakaroz oranının (% 44.40-45.40) yüksek olmasıdır [8]. Keçiboynuzu pekmezinin ekstraksiyon koşulları üzerine yapılan bir araştırmada ise keçiboynuzu meyvesinde toplam şeker % 52.78-62.36, glukoz % 7.84-9.60, fruktoz % 10.16-12.23 ve sakaroz % 34.22-39.14 arasında 41
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2007 (2) 39-44 değiştiği belirlenmiştir. Meyve ve şeker miktarları arasında farklılıklar görülse de şeker profilinin hemen hemen aynı olduğu görülmektedir [7]. Keçiboynuzu meyvesi mineral madde açısından da oldukça zengindir. Özellikle potasyum 10255.10-10892.40 mg/100g arasında değişen en yüksek değere sahiptir. Potasyum u sırasıyla kalsiyum (3104.71-3195.02 mg/100g), fosfor (766.30-789.39 mg/100g) ve magnezyum (551.20-559.79 mg/100g) takip etmektedir. Keçiboynuzu pekmezinde saptanan Hunter L ve Hunter b değerlerinin 16.32-16.33 ve 1.2-1.21 arasında olduğu belirlenirken kırmızılığın ifadesi olan Hunter a değerinin (+1.28-1.31) olduğu tespit edilmiştir. Keçiboynuzu pekmezindeki bu renk koyuluğunun a değerindeki artıştan dolayısıyla da HMF den çok karamelizasyondan ileri geldiği düşünülmektedir. 4. Keçiboynuzu pekmezi üretimini etkileyen faktörler Keçiboynuzu meyvesinden geleneksel yöntemlerle pekmez üretiminde ekstraksiyon sıcaklığı ve süresi gibi ürün kalitesini doğrudan ilgilendiren faktörler göz önüne alınmamaktadır. Ancak ürün kalitesini doğrudan etkileyen bu faktörlerin optimize edilmesi gerekmektedir. 4.1. Sıcaklığın Etkisi Şekerli ürünlerin özellikle yüksek sıcaklıklarda ısıtılması sonucunda 5-HMF oluşumu artmakta ve elde edilen ürün kalitesini yitirmektedir. Ancak ülkemizde geleneksel yöntemlerle üretilen keçiboynuzu pekmezinde ekstraksiyonda yüksek sıcaklık uygulanmaktadır. Ekstraksiyonda yüksek sıcaklığın tercih edilmesi difüzyon hızını artırırken mikrobiyel gelişimi de engelleyici bir etkiye sahiptir. Ancak yüksek sıcaklıklarda fenolik bileşiklerin ekstrakta geçişi kolaylaşmakta ve bu bileşiklerin oksidayonu sonucunda esmer renkli bileşikler lezzeti olumsuz etkilediği gibi ürün rengini de bozmaktadır (sındaki yüksek sıcaklık 5-HMF oluşumundan çok ürün rengi üzerine etkilidir [10]. 4.2. Çözücü miktarı Keçiboynuzu meyvesinden yüksek miktarlarda ÇKM elde etmek ekstraksiyon için kullanılan su miktarına bağlıdır. Geri alınması ekonmik olması koşuluyla su miktarını artırmak ekstraksiyon verimini yükseltecektir. Bunun yanında su miktarının yüksek olması keçiboynuzu meyvesinin dokusunun geçirgenliğini artırmakta ve daha iyi bir kütle transferi sağlamaktadır [11]. 4.3. Partikül Boyutu Keçiboynuzu meyvesinin partikül boyutunun küçültülmesi difüzyon hızını artırarakn ekstraksiyon süresini kısaltmaktadır. Küçük partiküller sıvıyla temas eden yüzey alanının artmasını sağlamaktadır. Böylece ÇKM nin katı içinde kısa mesafede yüzeye ulaşması mümkün olabilmektedir. Ancak aşırı öğütme sıvının partiküller arasında dolaşımını güçleştirmektedir [12; 13]. Ayrıca karıştırma düzeyi, temas kademe sayısı, devir sayısı ve basınç gibi faktörler de keçiboynuzu meyvesinden pekmez üretimini doğrudan etkileyen faktörler arasındadır. 5. Keçiboynuzu pekmezinin sağlık üzerine etkileri Keçiboynuzu pekmezi beslenme açısından önemli bileşim öğelerini içermektedir. Keçiboynuzu pekmezinin beslenme açısından önemi daha çok içerdiği şekerlerden kaynaklanmaktadır. Şeker içeriğinin önemli bir kısmının monosakkaritlerden oluşması sindirim sisteminde kolaylıkla emilimini sağlamaktadır [14]. Genel olarak pekmezler iyi enerji kaynağı olarak bilinmektedir. Örneğin %70 dolayında ÇKM içeren bir pekmez verdiği enerji bakımından karşılaştırıldığında; 200 g pekmezin yaklaşık 1150 g süte, 42
Turhan Đ., Tetik N., Karhan M. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2007 (2) 39-44 300 g ekmeğe ve 390 g ete eşdeğer olduğu bildirilmektedir [15]. Zengin mineral madde kompozisyonu nedeniyle de pekmezler büyüme çağındaki çocuklar, işçiler, sporcular, gebe ve emzikli anneler için eşsiz bir gıda maddesi olarak tanımlanmaktadır [16; 17; 18]. Keçiboynuzu pekmezi ayrıca 0.0022-0.014 Vitamin B1, 0.15 Vitamin B2, 1.4 mg/100 niasin içermektedir [18; 19]. 6. Sonuç Keçiboynuzu meyvesinden pekmez üretimi ülkemizde birçok bölgedeki tesislerde geleneksel yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. Her tesisin kendine özgü uyguladığı yöntemler keçiboynuzu pekmezi bileşim öğelerinin geniş sınırlar içerisinde yer almasına neden olmaktadır. Bu nedenle keçiboynuzu pekmezi üretiminde geleneksel yöntemler uygulanması yerine modern tesislerde standart üretim metotlarının hayata geçirilmesi daha iyi olacaktır. Yine herşeyden önce kaliteli ve standartlara uygun bir pekmez üretimi için hammadde seçimi ve temizliğine dikkat edilmeli, evaporasyon ve ekstraksiyon işlemi sırasında çok yüksek olmayan uygun sıcaklıklar seçilmelidir. Üretim metodu optimize edilmiş yöntemlerle üretilen ürünler hem besin değerini kaybetmeycek hem de yurt dışına ihraç edilebilecek kaliteye ulaşmış olacaktır. 7. Kaynaklar 1. Seçmen, Ö. 1974. Ceratonia siliqua L. nin Ekolojisi. Bitki 1 (4): 533-543. Đzmir 2. Seçmen, Ö. 1975. Studies In The Biosystematics of Ceratonia siliqua L. Proceedings of The Third MPP Meeting. Đzmir. In Turkey. 3. Vardar, Y., Seçmen, Ö. ve Öztürk, M. 1980. Some Distributional Problems and Biological Characteristic of Ceratonia In Turkey. Portuc. Acta Biol., (A) XVI (1-4): 75-86. 4. Anonim, 2000. Production of carob fruit annual. FAO statistics. 5. Karkacıer, M., Artık, N. 1995. Keçiboynuzunun (Ceratonia siliqua L.) Fiziksel Özellikleri, Kimyasal Bileşimi ve Ekstraksiyon Koşulları. Gıda 20(3): 131-136. 6. Turhan, Đ. ve Karhan, M. 2004. Doğal bir ürün; Keçiboynuzu. Dünya Gıda. 12,76-79. 7. Batu, A., 2005. Production of Liquid and White Solid Pekmez in Turkey. Journal of Food Quality, 28, 417-427. 8. Turhan, Đ., Tetik, N., Karhan, M. and Tavukcuoglu, H.R. 2007. Characterization and 5- hydroxmethylfurfural content of Carob pekmez. Journal of Food Quality. (In press) 9. Palma, M., Pıneıro, Z. and Barroso, G. 2001. Stability of Phenolic Compounds during Extraction with Superheated Solvents. Journal of Chromatography A, 921: 169-174. 10. Turhan, Đ., Tetik, N., Aksu, M., Karhan, M. and Certel M. 2006. Liquid-solid extraction of soluble solids and total phenolic compounds of carob bean (Ceratonia siliqua L.). Journal of Food Process Engineering. 29, 498-507. 11. Pekıc, B., Kovac, V., Alonso, E. and Revılla, E. 1997. Study of The Extraction of Proanthocyanidins from Grape Seeds. Food Chemistry, 61: 201-206. 12. Bonilla, F., Mayen, J. and Medına, M. 1999. Extraction of Phenolic Compounds from Red Grape Marc for Use as Food Lipid Antioxidants. Food Chemistry, 66: 209-215. 43
Teknolojik Araştırmalar : GTED 2007 (2) 39-44 13. Palma, M., and Barroso, C.G. 2002. Ultrasound-assisted Extraction and Determination of Tartaric and Malic acids from Grapes and Winemaking by-products. Analytica Chimia Acta, 458: 119-130. 14. Aksu, M.I. ve Nas, S. 1996. Dut pekmezi üretim tekniği ve çeşitli fiziksel-kimyasal özellikleri. Gıda 21(2):83-88. 15. Batu, A. 1993.Kuru Üzüm ve Pekmezin Đnsan Sağlığı ve Beslenmesi Açısından Önemi. Gıda 18(5):303-307. 16. Velioğlu, S. ve Artık, N.1993. Bazı pekmez örneklerinin standartlarda (TS 3792) uygunluğunun belirlenmesi üzerine araştırma. Standar,t 32(376) 51-54. 17. Cemeroğlu, B., Yavaş, Đ., Özçelik, F. ve Artık, N. 1994. Tarsus yöresi üzümlerinin değerlendirilmesine ilişkin yatırım alternatifleri (Rapor). A.Ü. Ziraat Fak.Gıda Müh. Böl., 315s.Ankara. 18. Baysal, A. 1996. Beslenme. Hatioğlu Yayınevi, 494s, Ankara. 19. Ünal, F.1991. Türkiye de çeşitli bölgelerden toplanan bal ve pekmez içeriğinde bulunan tiamin, riboflavin, askorbik asit ve demir miktarının araştırılması (Beslenme ve Gıda Bilimleri Programı Bilim Uzmanlığı Tezi-Yayımlanmamış).Hacettepe Üniv. Sağlık Bil. Enst. 98s,Ankara. 44