Dondurulmuş Hamurla Ekmek Üretimi DONDURULMUŞ HAMURLAR Dondurulmuş hamur üretiminde amaç; geçici bir süre için maya aktivitesini durdurarak hamurun stabil kalmasını sağlamaktır. Dondurulmuş hamur kullanılarak üretilen ekmeklerin daha kısa sürede elde edilebilmesi, taze ekmeğe yakın görünüş ve tada sahip olması, üretimi için yer ve spesifik ekipmana gerek duyulmaması gibi avantajları bulunmaktadır 1 2 Bu avantajlarının yanı sıra donmuş hamur tekniğinin, ürünün kalitesini etkileyen ve göz önünde bulundurulması gereken bazı dezavantajları da vardır. Kompleks biyolojik aktif bir sistem olan hamur, dondurulmuş depolama sürecinde belirli oranda zarar görmektedir. Ayrıca dondurulmuş hamurların depolanması sırasında tat-koku bileşenleri ve besinsel bileşenlerinde de kayıplar olmaktadır. Kalite kaybına neden olan başlıca etmenler; 1. dondurma sırasında oluşan buz kristallerinin gluten ağına fiziksel olarak zarar vermesi 2. dondurarak depolama sırasında mayanın yaşama yeteneği ve aktivitesindeki azalma nedeniyle gaz üretme gücünün azalması ve buna bağlı olarak da ekmek hacminin düşük olması 3 4 Donmuş hamurdan üretilen ekmeklerin kalitesini etkileyen faktörler: hamur formülasyonu, maya kalitesi (aktivite, tazelik, direnç vb.), yoğurma süresi, dondurma hızı, depolama süresi, depolama sırasındaki sıcaklık değişimleri, çözünme şartları (sıcaklık, hız) Dondurulmuş hamurun üretiminde dikkat edilmesi gereken en önemli konu yoğurmanın etkin şekilde yapılması, gluten gelişiminin tam olarak sağlanması ve fermentasyonun başlamasına izin vermeyecek şekilde hemen dondurulmasıdır. 5 6 1
Hammaddeler Yoğurma Şekil verme Paketleme Dondurma Depolama Çözme Fermentasyon Pişirme Ara fermentasyonlar (normal ekmek) 7 Hamur sıcaklığı: normal ekmek üretiminde 24 26C. Dondurulmuş hamur üretilecekse en fazla 18-20C olmalıdır (Dondurma öncesinde maya aktivitesini azaltmak için) Spiral tip yoğurucular kullanılmalıdır. Hem hızlı, etkin yoğurma sağlar hem de sıcaklığın fazla yükselmesini engeller Ön fermentasyon yapılan ekşi hamur, sıvı ferment gibi teknikler kullanılmamalıdır Kesme, şekil verme ve dondurma işlemleri peş peşe hızlı bir şekilde yapılmalıdır. Küçük parçalar halinde kesmek ısı iletimi açısından daha avantajlıdır 8 Dondurma işlemi -18, -20C de yapılmalıdır. Donmayı hızlandırmak için çok düşük sıcaklıklar (<-30C) tavsiye edilmemektedir (mayayı olumsuz etkiler). Bunun yerine soğutucu havanın hızını arttırma yoluna gidilmelidir. Dondurulmuş hamurların çözündürülmesi işlemi de kalite üzerine etkilidir. Çözünme sırasında gluten ağının ve mayaların rehidrasyonu sağlanır. Çözünme işlemi tek bir sıcaklıkta ya da aşamalı olarak sıcaklığın artırılması yoluyla yapılabilir. Çözünme sırasında ürün yüzeyinde su yoğuşur ve kabukta lekelenmelere ve kabarcık oluşumuna neden olur. Aşamalı sıcaklık artışı bu durumu azaltır. Ayrıca aşamalı sıcaklık artışıyla, hamurun yüzeyi ve iç kısmının dengeli bir şekilde çözünmesi sağlanır. 9 Dondurulmuş hamurlar çözüldükten sonra çoğu kez gevsek, yapışkan ve kötü gaz tutan bir yapıdadır. Bu durum özellikle hamurun uzun süre depolanması ve donmuş hamurun birbiri ardına çözülmesi ve tekrar dondurulması halinde daha belirgin olarak ortaya çıkmaktadır. Hamur yapısında meydana gelen bu bozulmanın iki nedeni: donma sürecinde ölen maya hücrelerinin ortama bıraktığı indirgen bir bileşik olan glutatyon (disülfid bağlarını kırıp hamurun zayıflamasına sebep olur) yeniden kristalizasyon sonucu protein ağının zarar görmesi Bu zararın önlenmesinde oksidan madde düzeyinin arttırılması ve yüzey aktif madde kullanımı tavsiye edilmektedir. 10 ÖN-PİŞİRİLMİŞ (KISMİ PİŞİRİLMİŞ) HAMUR Donmuş hamurdan üretilen ekmeklerde ürün kalitesi ile ilgili bazı problemlerin tamamen çözülememiş olması, üreticileri kısmi pişmiş ekmekleri dondurarak muhafaza etmeye yöneltmiştir. Bu yöntem, hamurların tartılıp şekillendirilmesi ve kısmi olarak pişirildikten sonra dondurularak muhafaza edilmesi ile üretim sürecini önemli ölçüde kısaltmaktadır. Kısmi pişirmede amaç; kabukta renk oluşumu için gerekli reaksiyonlar gerçekleşmeden glutenin koagüle olması ve nişastanın jelatinizasyonunun sağlanmasıdır. Kısmi pişmiş ekmeklerin kalitesini etkileyen proses parametreleri; formülasyon fermentasyon koşulları ön pişirme sıcaklık ve süresi, dondurma işlemi son pişirme koşulları 11 12 2
Bu ekmeklerde gözlenen en önemli olumsuzluk: kabuk soyulmasıdır. Ayrıca düşük hacim, pürüzlü yüzey, daha sıkı iç yapı, koyu kabuk rengi ve daha hızlı bayatlaması da diğer olumsuzluklardır. Dondurulmuş hamurların aksine ön pişirme yapılacak hamurlarda tüm ekmek yapma metotları kullanılabilir. Ancak çok büyük boyutlardaki ekmeklerde tercih edilmemelidir (kabuk hataları fazla olur) Kısmi pişirilmiş hamurlar düşük sıcaklıkta ya da dondurularak muhafaza edilirler. 13 Ön pişirme işlemi yüksek sıcaklık/kısa süre şeklinde uygulanmalıdır (tam kuruma olmaması için) Ön pişirme için optimum süre, toplam süresinin %75 kadarıdır. Ön pişirilmiş ve dondurulmuş ekmekler direk fırına konulup pişirilebilir, çözündürme ve tekrar fermentasyona gerek olmayabilir (bu durum yöntem ve hamura göre değişebilir). Ürünün son pişme süresi, standart toplam süre ile kısmi pişirilme süresi arasındaki fark kadardır. İkinci pişirmeden sonra hacimde %10 azalma olur. Büyük hacimli ekmekte azalma daha çok olur. 14 DONDURMA İŞLEMİNİN HAMUR BİLEŞENLERİ ÜZERİNE ETKİSİ I. UN Donmuş hamurla ekmek üretiminde, dondurma işlemi, nakliye koşulları, sıcaklık değişiklikleri ve çözünme vb. tüm faktörlerden dolayı normal ekmek için istenecek undan çok daha kaliteli bir una ihtiyaç duyulur. Geleneksel yöntemlerde, undaki istenen protein miktarı %11 dir. Bu rakam donmuş hamurda vital gluten ilavesi ile veya yüksek glutenli buğday kullanarak %13 e kadar yükseltilmelidir. Ekstensograf sonuçlarına göre (uzama ve direnç), dondurularak yapılan depolama süresince ve dondurma-çözünme sonrası hamur direncinin azaldığı bilinmektedir. Sabit maya aktivitesiyle (dondurulmamış hamurla aynı düzeyde) gerçekleştirilen denemelerde ekmek hacminin azalmasındaki ana sebebin, dondurma, dondurarak depolama ve çözündürme sürecinde maya gücü kaybı olduğu görülmüştür. 15 16 elektron mikroskobu tarama metodu ile yapılan çalışmalarda, 24 hafta depolanan fermente olmamış hamurlarda oluşan buz kristallerinin gluten ağının parçalanmasına neden olduğu görülmüştür. -18C de dondurma sürecinde glutenin depolimerizasyona uğrayarak molekül ağırlığı 120.000 den 88.000 e değişir. Hamurun uzun süreli depolanması sonucu glutenin depolimerizasyonu artar. Bu durum vital gluten desteğiyle iyileştirilebilir 17 Başka önemli bir konu da nişasta içeriğidir. Dondurulmuş hamurdan ekmek yapıldığında, undaki zedelenmiş nişastanın % 7 den fazla olmaması gerekir. Aşırı zarar görmüş nişasta, hamurun işlenmesi ve fermantasyonu süresince problem oluşturur. Nişastanın fazla parçalanmasını engellemek için amilaz enzim aktivitesinin de düşük olması gerekir. Ekmek bayatlamasında da nişasta önemlidir. Donmuş hamur olarak 30 günden daha fazla muhafaza edilen örneklerde kontrol ekmeklere göre çok daha büyük retrogradasyon olduğu görülmüştür. 18 3
2. MAYA Donma sırasında hücrelerdeki canlılığın azalmasına etkili faktörler: a) düşük sıcaklık b) hücre içi buz oluşumu c) hücre dışında çözünmüş madde konsantrasyonunda artış (hücre membranının yapısında fizikokimyasal değişiklere neden olur) d) hücrelerarası buz konsantrasyonu Maya dirençli bir mikroorganizma olsa da maya aktivitesi donma işleminden fazla etkilenir. Bu yüzden donmuş hamur formülasyonunda daha yüksek maya oranı ilavesi tavsiye edilir. Maya hücrelerinin mümkün olduğu kadar daha az tahrip olması için en elverişli soğutma oranı 2C/dk dır. Tavsiye edilen oran üzerindeki değerler, hücrelerarası buz oluşumu nedeniyle zararı büyütecektir. 19 20 Mayalar, ekmek hamuru içinde yalnız oldukları gibi davranmazlar. Hamur içine ilave edildikten sonra dondurulmuşsa donma etkisiyle ölen hücre oranı, dışarıda donmuş bir mayadakinden çok daha fazladır. Bu durum şöyle açıklanabilir; aktif hücrelerin plazma membranları stabil hücrelerden çok daha ince olduğu için dirençleri de daha zayıf olacaktır. Donmuş hamurlarda, CO 2 üretiminde %13 lük bir kayıp olduğu görülmüştür. Bu kayıp 45 gün depolama ile %38; 60 gün depolama ile %52 olmaktadır. Bu yüzden dondurma işlemi mayaların ölmesine sebep olduğu gibi hayatta kalan mayaların CO 2 üretimini de azaltır. Maya ne kadar uzun süre donmuş halde kalırsa, bundan üretilen ekmeğin hacmi çok daha düşük olur 21 22 Farklı kaynaklardan izole edilen mayalar içerdikleri yağ kompozisyonlarına bağlı olarak farklı hassasiyetlere sahiptir. Başlıca sterol/fosfolipid oranı plazma membran direncini etkiler. Donmuş hamurla ekmek yapımında kullanmak için donmaya dayanıklı maya türleri keşfedilmiştir Ayrıca, maya koruyucu olarak trehalose kullanımı önerilmektedir. (donmaya karşı maya direncinin artırılması için % 5 trehalose) Trehalose: 1, 1-glukozid bağlı α-glukoz dimeri 3. OKSİDAN MADDELER Oksitleyici ajanlar, gluten gücünü artırarak, daha büyük hacimde ekmek elde etmek için ekmek yapımında oldukça önemli bir role sahiptir. Donmuş hamurla yapılan ekmekte, buzun mekanik etkisiyle protein matrikslerini zayıflatması ve indirgen maddelerin ortaya çıkması nedeniyle oksidan madde ilavesi çok önemlidir. (Askorbik asit) 23 24 4
4. EMÜLGATÖRLER Donmuş hamurlarda ürün kalitesini iyileştirmek için en fazla SSL ve DATEM önerilmektedir. SSL in donma-çözünme zararına hassas hamur bileşenlerinin özelliklerini degistirerek, hamuru don zararından koruduğu bildirilmektedir DATEM ilavesiyle hacimde büyüme, ekmek şekli ve kalitesinde artış görülür. %0,75-1,50 arasında gliserol kullanımının donmuş hamurlardaki hacme etkisi çok azdır ama ekmek içi yapısına olumlu etkisi vardır. Ayrıca; Yağ kullanımı artırılabilir, (%4-6) Su miktarı azaltılabilir (serbest su azalır, buz kristalleri azalır) Tuz miktarı artırılabilir (%2.5 a kadar) 25 26 27 28 Kek ve Bisküvi Hamurları Keklerin kabarması kimyasal kabartıcılar ile sağlandığından düşük sıcaklıklarda depolamanın, kabartıcı ajanlara olumsuz bir etkide bulunmadığı söylenebilir. Kek hamuru -40 veya -18 C derin dondurucuda 2 ay saklanabilmekte ve istenildiği zaman pişirilip tüketilebilmektedir. Kısmi pişirilip dondurulmuş kek hamurları ile de olumlu sonuçlar alınmıştır. 20 dakika ön pişirme ve -18 C de dondurup 3 ay depolama sonrasında üretilen keklerin hacim ve tekstür özellikleri kontrole yakın bulunmuştur. Bisküvi hamurları şekil verilmeden yada şekil verildikten sonra dondurulabilir. Bisküvi hamurunun -18 C de 6 ay depolanabildiği belirtilmiştir. Bu sürede, hamurların renklerinde değişiklik olmamakta ve bisküvi kalitesi korunmaktadır. 29 30 5