Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 7, No: 2, 2012 (48-59) Electronic Journal of Food Technologies Vol: 7, No: 2, 2012 (48-59) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:1306-7648 Derleme (Review) Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler Halef DİZLEK Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Osmaniye/TÜRKİYE hdizlek@osmaniye.edu.tr Özet Bir ürünün niteliğindeki ve niceliğindeki değişiklikleri asgariye indirerek ürünü daha uzun süre korumak amacıyla yapılan depolama işlemiyle tahıllar, uzun yıllar bozulmadan muhafaza edilebilirler. Tahıllar, yılın belirli bir periyodunda - hasat sezonunda - yüksek düzeyde üretim marjına sahiptir ancak tüketimleri yıl içerisine yayılır. Tahılların üretim sezonu dışındaki ay, mevsim ve yıllarda da kullanılabilmeleri ve savaş, doğal afetler, açlık, kıtlık, kuraklık gibi özel durumlar karşısında stratejik öneme sahip temel gıda hammaddeleri olmaları nedenleriyle uygun koşullarda depolanmaları zorunluluk arz etmektedir. Aksi takdirde, depolama sırasında ürün kayıpları ciddi boyutlara ulaşmakta ve ürünün üretiminde ortaya konulan emek, işgücü, zaman, maddi kaynaklar gibi birçok husus heba olmaktadır. Tahılların depolanmasında etkili olan birçok etmen vardır. Bunların başlıcaları; depolanacak tahılın ve depo ortamının nem içeriği ile sıcaklığı, depolanan tahıl kitlesindeki yabancı madde miktarı, mikroorganizmalar, haşereler ve deponun özellikleridir. Depolamada ürün kalitesi üzerinde etkili olan tüm bu etmenler içerisinde en önemlisi, kitlenin nem içeriği ve sıcaklığıdır. Özellikle tahılların nem içeriklerinin bunların kritik nem düzeylerinin altında tutulması depolamada üzerinde önemle durulması gereken bir konudur. Anahtar Kelimeler: Hububat, depolama, nem, sıcaklık The Main Factors That are Effective Upon the Storage of Cereals Abstract Cereals could be conserved without a spoilage for long years with the help of the process of storage, which is performed for the purpose of conserving the product for longer periods by minimizing the changes on the quality and quantity of a product. It presents an obligation to store the cereals, which have a high-level production margin in a certain period of the year harvest season and yet is consumed throughout the year under suitable conditions, since they are classified as staple food raw materials that can also be used during months, seasons, and years outside of the production season and have a strategical importance in terms of special conditions such as wars, natural disasters, hunger, famine, and drought. Otherwise, serious production losses occur during the storage and many subjects such as effort, labour force, time, financial resources that are presented during the production are wasted. There is a number of factors that are effective upon the storage of cereals. They are primarily classified as the moisture content and temperature of the cereal to be stored and the storage room, amount of foreign substances on the stored cereal mass, microorganisms, insects and properties of the storage room. Among all these factors that are effective upon the product quality in storage, the most important one is the moisture content and temperature of the mass. Especially, the fact that moisture contents of cereals are kept under the critical moisture levels of these is a subject to be emphasized importantly. Key Words: Cereal, storage, moisture, temperature Bu makaleye atıf yapmak için Dizlek, H., Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2012,7(2) 48-59 How to cite this article Dizlek, H., The Main Factors That are Effective Upon the Storage of Cereals Electronic Journal of Food Technologies, 2012, 7(2) 48-59
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 1. GİRİŞ Tahılların (hububatların) ve tahıl ürünlerinin ülkemizin ekonomisine ve toplumumuzun beslenmesine olan katkısı büyüktür. Bunların başlıca nedenleri arasında; ülkemizin de içinde bulunduğu iklim kuşağının buğday ve diğer tahılların yetiştirilmesi için uygun olması, ülkemizin önemli bir tahıl üreticisi ülke olması (2010 yılı dünya toplam tahıl üretim miktarı yaklaşık 2.2 milyar ton olup aynı yıl ülkemiz tahıl üretim miktarının yaklaşık 32.5 milyon ton olduğu bildirilmektedir [1].), toplumumuzun sahip olduğu beslenme alışkanlıkları içerisinde tahıl ürünlerinin önemli yer tutması [2; 3] ve tahılların çok yönlü kullanılma (un, irmik, nişasta, bulgur, ekmek, şehriye, makarna, kek, pasta, bisküvi, viski, bira vb.) imkanı [4; 5] sayılabilir. Yukarıda da belirtildiği üzere yıllık üretim miktarları çok fazla olan tahılların, hasat edildikleri zaman dilimleri aynı tahıl cinsi ve aynı ülke için genellikle aynı zamana denk gelmektedir. Ancak bunların ve ürünlerinin tüketilmelerinin bir anda ol(a)maması ile doğal afetler ve savaş gibi özel durumlar karşısında stratejik öneme sahip gıda hammaddeleri olmaları nedeniyle insanların tahılları depolama gereksinimi ortaya çıkmıştır. Tahıllar günlük tüketilen gıdalar; et, taze meyveler ve sebzeler ile karşılaştırıldığında daha kolay depolanabilirler. Tahılların bu özellikleri içerdikleri nem miktarının düşük (%10-14) olmasından kaynaklanır [6]. Uygun nem miktarı, uygun sıcaklık, mikroorganizmaların zararlı etkilerinden uzak, haşere ve kemirgenlerden arındırılmış depolama koşullarında tahıllar çok uzun yıllar hasat edildikleri andaki özelliklerini büyük ölçüde koruyarak depolanabilirler. Buna karşılık depolama koşulları uygun değil ise depolamayla beklenilen yarar elde edilemez [7]. Geçmişte ve günümüzde dünyanın bazı bölgelerinde görülen depolama kayıpları önemli miktarda ürün kaybına ve hatta bazı coğrafyalarda açlığa, kıtlığa neden olmaktadır [6]. Ayrıca, güvenli bir depolama yapılamadığı takdirde tahılların üretim miktarının artmasının ülkelerin ekonomilerine zarar olarak yansıması (üretim yapılırken ortaya konulan emek, işgücü, zaman, su-elektrik sarfiyatı, tohum-gübre kullanımının heba olmasından dolayı) kaçınılmazdır. Bu nedenlerden dolayı değirmencilikte depolama, üzerinde önemle durulması gereken bir konudur [8]. Çünkü, uygun koşullarda depolanan tahıllar depolama süreci içerisinde nitelik ve nicelik açısından değer kaybına uğramadan ya da mümkün olan en az kayba uğrayarak uzun yıllar muhafaza edilebilir. Bunun için tahılların depolandığı ortamların sahip olmaları gereken özelliklerin iyi bilinmesi ve buna göre depolama tekniğinin bilinçli bir şekilde uygulanması gerekir. Tahılların muhafazasının temel amacı, tanenin tüm besin maddelerini ve işleme değerini taze hububattaki durumuyla mümkün olduğu kadar uzun süre korumaktır. Tahılların bu amaca uygun bir biçimde muhafaza edilmeleri de ancak tahılların hasat sonrası fizyolojilerinin, mikroorganizma etkinliklerinin ve bunlar üzerinde çevre ve depolama koşullarının etkilerinin bilinmesiyle başarılabilir [9]. Literatür taramasına dayanan bu çalışmada; tahılların depolanmasında etkili olan başlıca etmenler ve depolamada dikkat edilmesi gereken hususlar açıklanmaya çalışılmıştır. 2. DEPOLAMA 2.1. Depolamanın Tanımı Depolama; bir ürünün özelliklerindeki ve kalitesindeki değişiklikleri en aza indirerek ürünü daha uzun süre korumak demektir. TS 12973 [10] e göre depolama; çeşitli ürün, mamul madde vb. nin farklı amaçlarla değerlendirilmesine kadar, bir plan dahilinde belli depolarda çeşitli şekillerde depolanmasıdır. Muhafaza; depolarda sağlıklı bir depolama yapmak için gerekli ön tedbirlerin alınmasından başlar, 49
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler depolama süresince depolanan ürünün nitelik ve nicelik yönünden bir kayba uğramaması için gerekli bütün önlemlerin alınmasını kapsar [10]. Depolamada amaç; başlangıçtaki ürünün niteliğinin olabildiğince korunması ve ürünün niteliği üzerinde olumsuz etkide bulunan değişimlerin en aza indirilmesi için depolama koşullarının kontrol edilmesidir [11]. Ürünün uygun koşullarda depolanması, bunun kalitesinde önemli bir değişme olmadan daha uzun süre muhafaza edilmesini sağlar. Ancak depolama koşulları üzerine etkili olan etmenlerin olumsuz yönde oluşumu, değişimi ve/ya da artışı depolamayı güçleştirir [12]. Bu etmenler aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır: 1. Ürünün sıcaklığı ve nem içeriği, 2. Depodaki havanın nispi nemi ve deponun sıcaklığı, 3. Üründeki yabancı madde miktarı, 4. Mikroorganizmaların (özellikle küf mantarları [funguslar]) zararları, 5. Haşere (kemirgenler, böcekler) zararları ve 6. Depoların özellikleri, depolanacak ürünlerin taşınma yöntemleri ve taşıma araçları [12; 13]. Depolama koşulları üzerine etkili olan bu etmenlerin dışında, depodaki bitkisel ürünlerin fiziksel ve biyolojik özellikleri de depolama koşulları üzerinde etkilidir [14]. 2.2. Bitkisel Ürünlerin Depolanması İnsanların beslenmesinde bitkisel ürünler önemli bir yer tutar. İnsanlar, gıdalarını ya doğrudan bitkisel ürünlerden ya da bitkilerle beslenen hayvanlardan sağlanan ürünlerden temin ederler. İnsanlar gıda olarak bitkilerin yapraklarından, saplarından, gövdelerinden ve tohumlarından yararlanırlar. Tohumlar başlıca üç alt gruba ayrılırlar: Tahıllar (buğday, arpa, çavdar, mısır vb.), baklagiller (bakla, fasulye, nohut, mercimek vb.) ve yağlı tohumlar (fındık, ceviz, ayçiçeği, susam vb.) [15; 16]. Tahıllar karbonhidrat bakımından çok zengindirler. Baklagiller ve yağlı tohumlar sırasıyla önemli protein ve lipid (yağ) kaynağıdırlar. Bunlar arasında tahılların, diğer tohumlara göre daha düşük miktarda nem ve lipid içermelerinden dolayı, depolanmaları daha kolaydır [17]. 2.3. Tahılların Depolama Koşullarını Etkileyen Başlıca Etmenler Tahılların depolama koşulları üzerine etkili olan etmenlerin başında ortamın nemi ve sıcaklığı gelir [18]. Depolamada nem ve sıcaklık hem tahıl tanelerinin hem de mikroorganizma ve böceklerin yaşamlarını sürdürmeleri açısından çok önemlidir [12]. Bu etmenler aşağıda kısaca açıklanmaya çalışılmıştır. 2.3.1. Depolama Yapılacak Ortamın Nemi Havada bulunan su buharı miktarına nem denir. Nem, depolamada en önemli etmendir [6; 7; 18]. Eğer sadece depolama yapılacak ortamın ve depolanan tahılın nemi kontrol altında tutulabilirse, diğer şartlar uygun olmasa bile tahıllar birkaç yıl bozulmadan depolanabilirler [19]. Çünkü nem, tanenin canlılığının devamını [8] ve tahıl kitlesinin (yığınının) depolanma kalitesini etkileyen temel bir etmendir. Depolamada tahıl yığını, etrafını saran havanın neminden etkilenir. Yığındaki taneler ya havaya nem verirler ya da havanın nemini alırlar. Bu alışveriş havanın nispi nemi ile tanenin kendi nemi arasında bir denge oluşuncaya kadar devam eder [19]. Nispi nem; belli bir sıcaklıkta havada bulunan nemin, havanın o sıcaklık derecesindeki taşıyabileceği azami nem miktarına oranıdır [20]. Nem alışverişinin dengeye ulaşması farklı tahıllarda farklı zamanlarda olur. Örneğin buğday tanesinin nemini %8 den %14.5 a çıkarmak için 25 C de %75 lik nispi nemli ortamda 8 güne ihtiyaç duyulur. Bu denge noktası; tanenin ve havanın nem içeriklerine, tanenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine ve ortam sıcaklığına bağlıdır [3]. 50
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tanenin havadan nem kazanması sıcaklığın düşmesine bağlı olarak azalır. Aynı şekilde havanın tutabileceği nem oranı sıcaklık düştükçe azalır. Bunun nedeni sıcaklığın artmasıyla havanın su tutma kapasitesinin artmasıdır. Örneğin 1m 3 havanın taşıyabileceği su miktarı 0 C de 4.9 g iken 10 C de 9.4 g a, 20 C de ise 17.5 g a çıkar. Sıcaklığı yükselen hava su tutma kapasitesi arttığı için tanenin nemini de alarak doygun hale gelinceye kadar nem çeker. Sıcaklığın düşmesiyle doygun hava yoğunlaşır ve ortamda denge oluşana kadar tane nemi artar [3; 9]. Tanenin nem içeriğinin artmasıyla solunum hızlanır. Solunum; tane karbonhidratlarının enzimlerin etkisi ile karbondioksit (CO 2 ) ve suya parçalanmasıyla ısı açığa çıkması olayıdır. Tanenin solunum hızı tahılların depolanma süresini etkileyen önemli bir etmendir. 20-25 C de %14 nemin altında depolanan tahıllarda solunum hızı çok yavaştır [9]. Fakat nem miktarının çok az artmasıyla solunum birden hızlanır ve ortamda ısı açığa çıkması sonucu enzimlerin ve mikroorganizmaların çalışması için koşullar uygun hale gelir [7]. Böyle bir ortamda tahıllar çok kolay bozulabilirler. Bu yüzden tahılların depolanmasında aşılmaması gereken bir nem değeri (genellikle %13.5-14) vardır [19]. Buna Kritik Nem Düzeyi denir. Kritik nem düzeyi, tahılın; cinsine, bulunduğu yere, yetişme koşullarına ve diğer depo koşullarına bağlı olarak değişir [3]. 2.3.2. Depolama Yapılacak Ortamın Sıcaklığı Sıcaklık, bütün kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonları etkileyen önemli bir etmendir. Bu nedenle depolamada sıcaklık kontrolünün sağlanması önemlidir. Depolanacak ortamda sürekli meydana gelecek sıcaklık değişikliği depolanan ürünün dayanıklılığını (muhafaza stabilitesini) azaltır ve depolama süresini kısaltır [14]. Ortamdaki hava sıcaklığının yükselmesi solunumu hızlandırır [7; 19]. Solunum ürünleri (CO 2, su ve ısı) solunumun daha fazla hızlanmasına neden olur [9]. Solunumun aşırı derecede hızlanmasıyla tanede kuru madde kaybı olur [12]. Sıcaklığın aşırı derecede yükselmesinde; özellikle tanelerin solunumu sonucu açığa çıkan ısı, mikroorganizmalar ve böceklerin etkinliği [6], tanelerin ısı iletkenliğinin düşük olması [7] ve havalandırmanın yapılmaması başlıca etmenlerdir. Bu etmenler nedeniyle tanelerin bünyesinde belirgin düzeylerde sıcaklık artışları görülür. Sıcaklık böcek etkinliğine bağlı olarak nadiren 40 C nin veya mikroorganizmalara bağlı olarak 65 C nin üzerine çıkabilir [14]. Kapalı bir depoda saklanan hububat kitlesinin ve çevresindeki havanın soğuması durumunda havanın bir kısım nemi hububata geçer ve hububatın nem içeriği artar. Aynı şekilde sıcaklığın yükselmesiyle hububat kitlesinden havaya nem göçü olur. Hava sıcaklığının yükselmesi veya hububatın nem içeriğinin artması, solunumu ve mikroorganizma etkinliğini arttırıcı yönde etki yaptığından, hububat sıcaklık değişimlerinden mümkün olduğunca az etkilenecek şekilde depolanmalıdır [6; 9]. Depodaki hububat kitlesi içerisine, dışarıdan nispeten nemli sıcak hava ulaşması durumunda; hububat kitlesinin sıcaklığı artar. Bu durumda, havanın sıcaklığının bir kısmı hububata geçtiği için havanın sıcaklığı azalır ve bu nedenle havanın su tutma kapasitesi de azalır. Sıcaklığı düşen havanın fazla nemi hububata geçer ve hububatın nem oranı artar [6; 9; Şekil 1]. Depodaki hububat kitlesine dışarıdan soğuk hava ulaştığında ise bu havanın nispeten sıcak tanelerle temas etmesiyle hububatın sıcaklığı düşer ve temas sonucu soğuk havanın sıcaklığı yükselir. Sıcaklığı yükselen havanın su tutma kapasitesi artar ve hububat kitlesinden havaya nem göçü olur. Bu nedenle depolanan hububatın havalandırılması ancak havanın hububattan daha soğuk (en az 5 C düşük) olduğu zamanlarda yapılır. Bunun için en uygun zaman sabahın erken saatleridir [6; 9; Şekil 2]. 51
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler Şekil 1. Atmosfer Sıcaklığının Tahıl Sıcaklığından Yüksek Olduğu Durumlarda Depolanan Tahıllardaki Nem Göçü [6] Şekil 2. Atmosfer Sıcaklığının Tahıl Sıcaklığından Düşük Olduğu Durumlarda Depolanan Tahıllardaki Nem Göçü [6] Depolama yapılacak ortamdaki hava sıcaklığının kontrolünün sağlanması - büyük ölçüde - depolanan ürünün nem içeriğine bağlıdır [19]. Depolanan tanelerin uzun süre saklanabilmesi için nem içeriklerinin düşük olması istenir. Ancak tanelerin nem içeriği kritik nem düzeyinin üzerinde ise sıcaklık kontrolü sağlanarak tanelerin emniyetle depolanması sağlanabilir. Eğer tanelerin nem içeriği kritik nem düzeyinin üzerinde ise ortamdaki havanın sıcaklığı düşürülerek depolama için uygun ortam sağlanmış olur. Örneğin %24 nem içeren tahıllar ancak 10 C nin altındaki sıcaklıklarda emniyetle depolanabilirler. Ayrıca tanelerin nem içeriği azaldıkça hava sıcaklığı arttırılarak tanelerin nem kaybı önlenmiş olur. Örneğin nem 52
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 oranı %15 olan taneler 20 C de, %12-13 olanlar 25 C de, %11 ve daha az nem içeren taneler ise 30 C sıcaklıkta emniyetle depolanabilirler [9; Şekil 3]. A: Uygun saha B: Emniyetsiz saha C: Elverişsiz saha Şekil 3. Tahılların Nem İçeriğinin ve Sıcaklığının Bunların Emniyetle Depolanabilme Yetenekleri Üzerine Etkisi [9] 2.3.3. Depolanacak Tahılların Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Depolama koşullarının ayarlanması, depolamadan önce gerekiyorsa gerekli ön işlemlerin (yabancı maddelerin ayrılması, havalandırma yapılması, nem içerikleri yüksek olan tahılların kurutulması vs.) uygulanması ve depolama süresinin belirlenmesi için tahılların fiziksel ve kimyasal özellikleri bilinmelidir [14; 20]. Tahılların, depolamadan önce hasat ve taşıma işlemleri sırasında ya da depolama sırasında kırılması, aşınması ile değersiz taneler meydana gelir. Değersiz taneler bütünüyle sağlam olanlara göre daha çok küf mantarı, mikroorganizma, böcek ve akar zararına maruz kalır. Değersiz tanelerde enzimatik ve kimyasal değişiklikler daha kolay oluşacağından tahıllarda değersiz tanelerin mümkün olduğunca az olması ve depolanacak tahılların sağlam nitelikte olması istenir. Tanelerin sağlamlığı, iriliği ve dolgunluğu tanenin olgunluk derecesine bağlıdır. Olgun taneler depolamada olgunlaşmamış tanelere göre daha dayanıklıdırlar. Olgunlaşmamış taneler daha çok solunum yaparlar ve sıcaklığı arttırarak tahılların bozulmasını kolaylaştırırlar. Aynı zamanda böcek ve mikroorganizma etkinliği için uygun ortam sağlarlar [9; 14]. Sınıflandırılmamış ve aspiratörden geçirilmemiş tahılların çoğu diğer tahıllar, ot tohumları, kavuz, sap, saman, taş, toprak, kum ve çöp gibi yabancı maddeleri içerir. Bunlardan diğer tahıl çeşitleri, ot tohumları ve bitkisel orijinli diğer maddeler asıl tahıl yığının sağlam tanelerine göre daha kolay zarara uğrarlar [14]. Örneğin depolanan tahıl buğday ise buğday kitlesi içerisinde yulaf bulunması sorun yaratır. Çünkü yulaf, buğdaya göre bozulmaya daha yatkındır (yulaf %5-9, buğday ise %1-2 oranında lipid içerir [19]) ve böcek saldırılarına karşı çok hassastır [3]. Tahılların depolanmasında ürünün depolama kalitesini etkileyen bir diğer etmen iklim koşullarıdır. Sıcak ve kurak iklimlerde tahıllar doğal olarak kurumuş şekilde hasat edilir ve bu nedenle de tane hasattan sonra uzunca bir süre sıcaklığını korur. Böyle durumlarda hasattan hemen sonra depolanan sıcak tahıl yığınları içerisinde böcek ve mikroorganizma gelişimi için uygun ortam meydana gelir. Ilıman iklimlerde tahıllar nemli olarak hasat edilirler, böcek ve mikroorganizma zararlarına karşı emniyetsizdirler [14]. Tanenin nem içeriği depolamada belirleyici etmenlerden bir tanesidir. Uygun nem içeriğinde olmayan tanenin karakteristik yapısı bozulur. Yığılı üründe nem, tanelerin arasındaki hava boşluklarına geçerek üründeki nem ve sıcaklığın yükselmesine, mikrobiyolojik etkinliğin oluşmasına, artmasına ve bunların 53
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler yığın içerisine yayılmasına neden olur. Bu da ürünün kızışma noktasına gelip, bir takım biyolojik ve kimyasal zararlara uğramasına yol açar [21]. Güvenli bir depolama için tahılların nem içeriğinin düşürülmesi ürünün besleyicilik değerinde kazanca neden olur. Nem içeriği yüksek taneler nem içeriği düşük tanelere göre bakteri ve küflerin üremesi için daha uygundur. Güvenli bir depolama için en yüksek nem içeriği; buğdayda %14, mısır, arpa, yulaf ve sorgumda %13, pirinçte ise %12-13 olmalıdır [6]. Eğer tahılların nem içerikleri bu değerlerden yüksek ise tahıllar depolamadan önce kurutularak ve/veya havalandırılarak nem içerikleri güvenle depolanabilecekleri uygun sınırlara getirilmelidir. Genel olarak nemin %1 oranında düşürülmesi depolanma ömrünü 1.5 kat arttırır. Eğer depolama süresi 5 yıldan uzun sürecek olursa tanenin kritik nem düzeyi %2 düşürülür [8]. Tahılların bileşimindeki lipid oranı arttıkça bozulma için gereken nem miktarı azalır. Ayrıca tanenin lipid içeriğinin fazla olması, tanede bulunan lipaz enziminin lipidlerle kolayca etkileşime girmesini sağlar. Bu nedenle de bu tür tahılların düşük nemde ve sıcaklıkta depolanmaları gerekir. Tahıllarda lipid miktarı azaldıkça depolamada bozulmaya karşı mukavemet artar. Mısır gibi lipid içeriği yüksek olan bir diğer tahıl çeşidi yulaftır. Bu nedenle depolamada mısır ve yulaf diğer tahıllara nispeten daha düşük nem içeriğine sahip olmalıdır [3; 20]. Yulaf tanesinde bulunan lipidler uygun olmayan depolama ve işleme koşullarında bazı istenmeyen değişikliklere maruz kalabilirler. Kavuzlu taneler ya da hasar görmemiş kavuzsuz taneler normal sıcaklıklarda ve düşük nem düzeylerinde (%10 dan daha az) depolandıkları zaman, lipidler çok az değişime uğrarlar. Sıcaklığın yükselmesi öğütülmemiş tanelerde bulunan lipidleri önemli derecede etkilemez, fakat %10 un üzerindeki nem düzeylerinde serbest yağ asitlerinin miktarı artar. Öğütülmüş yulaflarda ise, serbest yağ asitleri depolama süresince hızla artar, 30 C de bu artış iyice hızlanır. Lipidlerin oksidasyonunda etkili olan lipaz ve lipoksigenaz enzimlerinin yulaf tanesindeki aktiviteleri çok fazladır. Endüstriyel olarak bu enzimlerin aktivitelerini engellemek ve ürün kalitesini muhafaza etmek amacıyla yulafa, öğütmeden önce buharla sıcaklık uygulaması yapılır [22; 23]. 2.3.4. Depo Zararlıları ve Depolanan Tahılların Kaliteleri Üzerine Etkileri Depo zararlıları depolanmış tahıldan beslenerek üründe ağırlık ve tohumluk değeri kayıpları, ürün buğday ise ekmeklik değerinin azalması gibi zararlarının yanı sıra gömlek artıkları, pislikleri ve salgıladıkları ağ maddeleri ile de ürünün niteliğinin gerilemesine neden olurlar. Bu zararlılar yoğun bulaşmalarda kızışma ve kokuşmalar meydana getirirler. Bunlar birinci ve ikinci derecede zararlı böcekler olarak ikiye ayrılırlar. Birinci gruba giren böcekler doğrudan sağlam tanelere zarar verebilirler. Bunlar Khapra böceği, buğday biti, pirinç biti, arpa güvesi ve ekin kambur biti gibi bazı böceklerdir. Birinci gruba giren zararlılar tarafından tahıl tanelerinde meydana getirilen hasar sonucu, böcek yenikli ve kırık tanelerden beslenebilen böcekler ise ikinci grubu oluştururlar. Bunlar kırma ve un bitleri, testereli böcek, un kurdu, ekin kara böceği vb. böceklerdir [24; 25]. 2.4. Hatalı Depolanan Tahıllarda Meydana Gelen Başlıca Değişiklikler Tahılların üretiminden tüketimine kadar meydana gelebilen tüm kayıplar başlıca; hasat, depolama, işleme ve tüketim aşamalarında söz konusu ise de bunların içerisinde en önemlisi özellikle modern depolama olanaklarına sahip olmayan ülkeler için depolama aşamasındaki kayıplardır [8]. Depolanmış tahıllarda nitelik ve nicelik kaybına neden olan temel etmenler; nem, sıcaklık, mikroorganizmalar, böcekler, kemirgenler ve bazı kimyasal reaksiyonlardır [7; Şekil 4]. Bunların etkileri birbirleriyle yakından ilgilidir. Örneğin mikroorganizmaların üremesi, böcek faaliyetini ve kimyasal olayları teşvik eder veya kemirgenlerin bulunduğu yerlerde mikroorganizma faaliyeti, mikroorganizma faaliyeti olan yerde de böcek üremesi vardır. Bunlar hatalı depolamaya yol açan etmenlerdir [6; 26]. 54
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Şekil 4. Nem İçerikleri Güvenli Nem Düzeyinin Üzerinde Olan Tahıl Tanelerinin Depolanması ile Meydana Gelen Bozulmalar [7]. İyi saklanmayan tahıllar; böceklenme, küflenme, kızışma, embriyo zedelenmesi, çimlenme gücü kaybı ve çürüme gibi zararlara uğrayabilir. Tane nemi depolanma süresince yükselmeye başladıkça çevre atmosferinin nisbi nemi %85 e kadar yükselebilir ve bu durumda küf mantarlarının aktivitesi daha da artar. Solunum hızlanır, yığında hızla bir sıcaklık yükselmesi gözlenir, sonuçta sıcaklığın yükseldiği bölgelerde, küf kokulu, koyu kahve renkte yanık taneler oluşur ki, bu olgu Silo yanığı veya Ambar yanığı olarak tanımlanır [27]. Tahıllarda bozulmaya neden olabilen kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonlar yapıları gereği değişkendirler. Bu reaksiyonlar, genellikle kurutma sırasında veya böceklerin, mantarların ve diğer mikroorganizmaların faaliyetlerinin neden olduğu ısınma gibi çok yüksek sıcaklıklara gereksinim duyarlar [7; 14]. Tahılların uygun olmayan koşullarda depolanmasıyla meydana gelen başlıca kimyasal ve biyokimyasal kaynaklı değişiklikler şöyle sınıflandırılabilirler [14]: a) Maillard reaksiyonu: Fizyolojik faaliyetleri bilinen birçok ana bileşikler üretir ve sonunda enzimatik olmayan esmerleşmeye neden olur. b) Nişastanın tanecik yapısının bozulması: Kuruma süresince dekstrinlerin oluşumu ve taneciklerin zarara uğraması gibi temel değişimleri içerir. c) Proteinlerin parçalanması: Enzimatik faaliyetler ve su ile karışma sırasındaki reolojik özellikler, çözünürlük gibi önemli özelliklerin kaybolmasıyla ortaya çıkar. d) Yararlanılabilir lisin miktarının azalması: Yağların oksidasyonunun son ürünü olarak meydana gelen aldehit ve ketonların, aldehitlere karşı hassas olan lisin aminoasitinin azalmasına da neden olduğu bildirilmektedir [9]. e) Vitaminlerin (B, E ve karotenoidler) parçalanması: Örneğin tokoferollerin okside olması, indirgen şekerlerin varlığında tiaminin (B 1 vitamini) enzimatik olmayan reaksiyonlarında rol alması sonucu özelliğini kaybetmesi vb. f) Bazı reaksiyonlar: Özellikle lipitlerin enzimatik olmayan reaksiyonları, normal depolama sıcaklık sınırlarında meydana gelebilir [14]. Tahıl tanelerinde süregelen hidrolitik bozulmanın en yüksek düzeyde görüldüğü bileşen grubu lipitlerdir. Lipolitik aktivite sonucu tanede su, sıcaklık ve depolama süresine bağlı olarak serbest asit miktarında 55
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler önemli düzeyde artış görülür. Lipaz aktivitesi sonucu tanede serbest hale geçen çoklu doymamış yağ asitlerinin yanında bunların lipoksidaz tarafından oksidasyonunu inhibe edecek düzeyde antioksidan madde tokoferollerde mevcuttur. Sağlam tanedeki mevcut tokoferol miktarı, tane içi sınırlı oksijen şartlarında ransiditeyi önleyecek miktardadır. Fakat zedelenmiş tanede bu miktar yetersiz kalır [3]. Tahılların uygun olmayan koşullarda depolanması durumunda; yukarda kısaca özetlenen kimyasal ve biyokimyasal tepkimeler ve bunlara ek olarak daha önce değinilen mikroorganizma etkinlikleri sonucunda tahıllarda duyusal olarak algılanabilen değişiklikler gözlenebilir. Bu değişikliklerin başlıcaları şunlardır [7; 9; 12; 19; 26]: 1) Kızışma: Tahıl kitlesinin nem içeriğinin ve sıcaklığının artması durumudur. Tahıl depolarında havalandırma ve soğutma yeterli olmadığı takdirde, depolanmış ürün zamanla kendiliğinden ısınarak büyük çapta zararlar meydana gelir. Isınma olayında tanenin kendi solunumu yanında küflerin, böceklerin, bakterilerin ve kimyasal reaksiyonların da rolü vardır ve bu zincir içerisinde küfler çok önemli bir yere sahiptir. 2) Küflenme: Küf mantarlarının gelişmesi ve çoğalması durumudur. 3) Çimlenme: Embriyonun su ve sıcaklık etkisiyle kökçük ve yaprakçık oluşturması durumudur. 4) Tanelerin Çimlenme Yeteneğinin Azalması: Küfler ilk önce tanenin embriyo kısmında ürerler, bu kısımda zarar yaparlar, bunun sonucu olarak da tanelerin çimlenme oranı düşer veya tamamen kaybolur. 5) Çürüme: Kızışmanın ileri aşaması olup tane kirli kahverengi bir görünüm alır. 6) Tutukluk (Taşlaşma): Yüksek nem ve sıkışma nedeni ile tanelerin birbirine yapışarak kitleler oluşturması durumudur. 7) Yanma: Ürün sıcaklığının aşırı boyutlara (70 C) varması sonucunda ürünün adeta kömürleşmesi, siyah-kahverengi bir görünüm alması durumudur. 8) Ekşime ve Alkol Kokusu: Anaerob bakterilerin ve lipoksidaz enziminin etkinliği sonucu oluşan durumdur. 9) Mikotoksin Üretimi: Depolanmış tahıl üzerinde küflerin en önemli zararlarından birisi de insan ve hayvanlar için toksik olabilen ve kanserojen olduğu iddia edilen bir takım mikotoksinler meydana getirmesidir. Aspergillus flavus, Aspergillus ochroceus ve Aspergillus parasitieus bu bakımdan en önemli olanlardır. Ayrıca bazı Penicillum ve Fusarium lar da toksik maddeler üretebilirler. 10) Renk Değişimi: Hem tarla hem de depo küfleri, tanenin tamamı veya embriyo kısmının rengini değiştirebilirler. Küf gelişimi başladığı zaman tane embriyosu kahverengi olur ve giderek siyaha kadar koyulaşır. Bu tip taneler çimlenemez. 2.5. Tahılların Depolanması Sırasında Dikkat Edilmesi Gereken Başlıca Hususlar Tahılların depolanmasında uyulması ve uygulanması gereken başlıca hususlar şöyle özetlenebilir [9; 12; 28; 29]: 1) Depolanacak tahılların nem içerikleri düşük olmalıdır (buğday %12-14). Gerekirse depolanmadan önce tahıllar kurutulmalıdır. 2) Tahıllar kırık, hasar görmüş taneler ile yabancı tohum ve tanelerden arındırılmış olmalıdır. 3) Tahıllar depoya konulmadan önce mümkün olduğu ölçüde küflü ve pörsümüş tanelerden arındırılmalıdır. 4) Haşere ve enfekte olmuş tane içeren tahıl kitleleri fumigasyon (gazlama) yoluyla ilaçlanmalıdır (Bu iş için kullanılan en yaygın ilaç photoksin adıyla bilinen, fosforlu hidrojen gazı [PH 3 ] yayan tabletlerdir.). 5) Depolama işlemi ve depo seçiminde tahılın ve yöre ikliminin özellikleri göz önünde bulundurulmalıdır. 6) Depo olarak kullanılacak bina; nemsiz, kuru, havadar ve aydınlık olmalıdır. 7) Depolar ve silolar havalandırmaya uygun inşa edilmelidir. 8) Depolanan tahılların ve depo havasının nem ve sıcaklığı sürekli olarak kontrol (sırasıyla; higrometre ve termometre yardımıyla) edilmelidir. 56
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 9) Tahıl depolarına zararlıların girmesine olanak vermeyecek önlemler alınmalıdır. 10) Depolama alanları beton ve toprak zeminlerde ise iyonize nemin depo alanına girmemesi için depolama alanlarının çok iyi izole edilmiş olması gerekir. 11) Taneler depolara temiz kaplar içerisinde tekdüze tane sıcaklığını sağlamak için silme şeklinde konulmalıdır. 12) Depolama alanları için en iyi sıcaklık değeri +4 C olmalıdır. Sıcaklık yükseldikçe silolarda aktarma yapılmalıdır. 13) Bir ton ürün için en az 1.5 m 2 alan (buğday için) hesap edilmelidir. 3. SONUÇ Bir ürünün niteliğindeki ve niceliğindeki değişiklikleri en aza indirerek ürünü daha uzun süre korumak amacıyla yapılan depolama işlemiyle tahıllar uzun yıllar bozulmadan muhafaza edilebilirler. Yılın belirli bir periyodunda - hasat sezonunda - yüksek düzeyde üretim marjına sahip olan ancak tüketimi yıl içerisine yayılan tahılların; üretim sezonu dışındaki ay, mevsim ve yıllarda da kullanılabilmeleri ve savaş, doğal afetler, açlık, kıtlık, kuraklık gibi özel durumlar karşısında stratejik öneme sahip temel gıda hammaddeleri olmaları nedenleriyle uygun koşullarda depolanmaları zorunluluk arz etmektedir. Aksi takdirde, depolama sırasında ürün kayıpları ciddi boyutlara ulaşmakta ve ürünün üretiminde ortaya konulan emek, işgücü, zaman, maddi kaynaklar gibi birçok husus heba olmaktadır. Tahılların depolanmasında etkili olan birçok etmen vardır. Bunların başlıcaları; depolanacak tahılın ve depo ortamının nem içeriği ile sıcaklığı, depolanan tahıl kitlesindeki yabancı madde miktarı, mikroorganizmalar, haşereler ve deponun özellikleridir. Depolamada ürün kalitesi üzerinde etkili olan tüm bu etmenler içerisinde en önemlisi kitlenin nem içeriği ve sıcaklığıdır. Özellikle tahılların nem içeriklerinin bunların kritik nem düzeylerinin altında tutulması depolamada üzerinde önemle durulması gereken bir konudur. Tahılların depolanma kalitesini doğrudan etkileyen ve yukarıda başlıcaları sayılan etmenlerin uygun olması durumunda tahıllar, kalitelerinde önemli bir değişime (gerilemeye) uğramadan daha uzun süre muhafaza edilebilirken, depolama koşulları üzerine etkili olan etmenlerin olumsuz yönde oluşması, değişmesi ve/ya da artması depolamayı güçleştirir, hatta bazen imkânsız bir duruma getirir. Uygun olmayan koşullarda depolanan tahıllarda kızışma, küflenme, çimlenme, çürüme, tutukluk, yanma, ekşime ve alkol kokusu oluşumu gibi birçok olumsuz durum ortaya çıkar ve ciddi boyutlarda ekonomik kayıp oluşur. Tüm bu nedenlerden dolayı, tahılların depolanması konusuna gereken önem verilmeli (milli servete sahip çıkılmalı), ağırlıklı olarak tahıla dayalı beslenme tarzına sahip olan bir ülke olmamız hasebiyle bu konuya ayrı ve özel bir ilgi gösterilmeli ve depolama tekniği, yukarıda açıklanmaya çalışılan etmenler göz önüne alınarak uygulamaya geçirilmelidir. 4. KAYNAKLAR 1. FAO, 2012, Food Agricultural Organisation. http://faostat.fao.org/site/567/desktopdefault.aspx?pageid=567#ancor 2. Akçaöz, H. V., 2002, Unlu Mamul Tüketimi ve Tüketimi Belirleyen Sosyo-Ekonomik Faktörler, Dünya Gıda Dergisi, 2002(1):70-75. 3. Elgün, A. ve Ertugay, Z., 2002, Tahıl İşleme Teknolojisi, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ofset Tesisi, Erzurum, TÜRKİYE. 4. Pyler, E. J., 1988, Baking Science and Technology, Sosland Publishing Company, U.S.A. 57
Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 Tahılların Depolanmasında Etkili Olan Başlıca Etmenler 5. Shewry, P. R., Tatham, A. S. and Lazzeri, P., 1997, Biotechnology of Wheat Quality, Journal Science Food Agriculture, 1997(73):397-406. 6. Hoseney, R. C., 1986, Principles of Cereal Science and Technology, American Association of Cereal Chemists, Inc. St. Paul, Minnesota, U.S.A. 7. Kent, N. L., 1982, Technology of Cereals, Pergamon Press, U.S.A. 8. Özkaya, H. ve Özkaya, B., 2005, Öğütme Teknolojisi, Sim Matbaacılık Limited Şirketi, Ankara, TÜRKİYE. 9. Altan, A., 1986, Tahıl İşleme Teknolojisi, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ofset Atölyesi, Adana, TÜRKİYE. 10. Türk Standartları Enstitüsü, 2003, Silolar Tahıl Depolama Terimler ve Tarifler, TS 12973, Ankara. 11. Rehman, Z. U., 2006, Storage Effects on Nutritional Quality of Commonly Consumed Cereals, Food Chemistry, 95(2006):53-57. 12. Ünal, S. S., 1991, Hububat Teknolojisi, Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Baskısı, İzmir, TÜRKİYE. 13. Türk Standartları Enstitüsü, 2002b, Tahıllar ve Baklagillerin Depolanması Bölüm 2: Uygulama Önerileri, TS 4294 ISO 6322-2, Ankara. 14. Türk Standartları Enstitüsü, 2002a, Tahıllar ve Baklagillerin Depolanması Bölüm 1: Tahılların Muhafazası ile İlgili Genel Kurallar, TS 4353 ISO 6322-1, Ankara. 15. Bissel, F., 1994, The Book of Food, Henry Holtland Company, New York, U.S.A. 16. Neethirajan, S., Karunakaran, C., Jayas, D. S. and White, N. D. G., 2007, Detection Techniques for Stored-Product Insects in Grain, Food Control, 18(2007):157-162. 17. Baysal, A., 2002, Genel Beslenme, Hatiboğlu Basım ve Yayım Sanayi Ticaret Limited Şirketi, Ankara, TÜRKİYE. 18. Evans, E. J., 2001, Cereal Production Methods, In Cereal Processing Technology, (G. Owens (Ed.)), p.7-26, Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC, Cambridge-Boca Raton, England-U.S.A. 19. Pomeranz, Y., 1987, Modern Cereal Science and Technology, VCH Publishers, Inc., Washington, U.S.A. 20. Altan, A., 2004, Tahıl İşleme Teknolojisi (Yayınlanmamış Ders Notları), Adana, TÜRKİYE. 21. Döven, S., 1998, TMO Doğankent Kurutma ve Depolama Tesislerinin Kurutma Depolama ve Aktarma Düzenlerinin İncelenmesi, Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makineleri Bölümü, Lisans Tezi, Adana, 47 s. 22. Youngs, V. L., 1986, Oat Lipids and Lipid-Related Enzymes, In Oats: Chemistry and Technology, (F. H. Webster (Ed.)), p.205-223, AACC, St, Paul, Minnesota, USA. 58
Dizlek, H. Teknolojik Araştırmalar: GTED 2012 (7) 48-59 23. Gül, H., Dizlek, H. ve Alparslan, Ş., 2008, Yulafın Bileşimi ve Gıda Sanayiinde Kullanım Olanakları, Hasad Gıda Dergisi, 23(274):38-43. 24. Anonymous, 2002, Bitki Koruma El Kitabı, T. C. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı İzmir İl Müdürlüğü Yayınları No:352, İzmir, TÜRKİYE. 25. Dizlek, H., Gül, H. ve Kaptıkaçtı, M. U., 2008a, Tahıl Depolarındaki Hastalık, Zararlılar ve Ürün Kalitesine Etkileri, Hasad Gıda Dergisi, 24(280):44-49. 26. Özkaya, H. ve Kahveci, B., 1989, Önemli Depo Fungusları ve Depolanmış Hububatın Biyokimyasal, Fonksiyonel ve Kalite Özellikleri Üzerindeki Önemleri, Gıda Dergisi, 14(5):275-279. 27. Gül, H. ve Özçelik, S., 2000, Hububatlarda Mikrobiyal Bulaşma ve Bozulmalar, Gıda Dergisi, 26(1):33-39. 28. Ekser, B., Dağ, D. ve Gemici, Z., 2006, Ambar ve Silolarda Depolanmaları Esnasında, Hububat Ürünlerine Zarar Veren Nemin (Kapiler Etki ile Oluşan ve Yükselmesi Engellenemeyen İyonize Nemin) Giderilmesi, Hububat Ürünleri Teknolojisi Kongre ve Fuarı, s:415-417. 7-8 Eylül 2006, Gaziantep. 29. Dizlek, H., Gül, H. ve Kılıçdağı, R., 2008b, Tahılların Depolanmasında En Sık Karşılaşılan Sorunlar ve Bu Sorunların Çözüm Önerileri, Türkiye 10. Gıda Kongresi, s:391-394. 21-23 Mayıs 2008, Erzurum. 59