Buğdaylara ozon gazı uygulamasının hammadde, hamur ve ekmeğin kimyasal bileşimi, reolojik ve tekstürel özellikleri ile duyusal kalite parametreleri üzerine olan etkilerinin araştırılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Hitit Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Cereals have been a fundamental part of human nutrition throughout history, with wheat serving as a primary food source both in Turkey and worldwide. According to data from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), approximately 1.3 billion tons of food is either lost or wasted globally every year. Post-harvest losses in cereals account for about 55%, with 10-40% of these losses attributed to storage pests. During storage, the activity of pests and the growth of molds such as Aspergillus, Penicillium, and Fusarium species frequently lead to mycotoxin contamination. Chemical agents like permanganate, chlorine dioxide, and fluorine are commonly used in the food industry to prolong the shelf life of cereals.However, these substances can produce harmful by-products, such as trihalo compounds, posing risks to human health and food safety. In contrast, increasing demand for natural and healthy food has emphasized the use of ozone, a 'green technology,' as an alternative solution. This study evaluated the effects of ozone treatment at different concentrations (14, 37, and 65 ppm) and durations (45, 90, and 150 min.) on three bread wheat varieties with varying protein content (strong, medium, and weak). The impact of ozone on AFB1 detoxification was examined, and the optimal parameters (65 ppm for 150 min.) were identified. Wheat samples treated under these conditions were analyzed for physical (grain weight, hectoliter weight, color) and chemical properties (protein, moisture, ash, total phenolic content, and total antioxidant activity). Physicochemical characteristics, 8 including Zeleny sedimentation, wet gluten content, gluten index, and falling number, were also assessed. Rheological properties were evaluated using farinograph, extensograph, and rheometer analyses, while bread quality was analyzed in terms of weight, volume, specific volume, and texture. Starch properties were examined through diferential scanning calorimetry (DSC) analysis, and oxidative changes in protein and starch structures were assessed with scanning electron microscopy (SEM) imaging and fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The results indicated that ozone treatment caused no significant changes in total protein, ash, or dry matter content. Zeleny sedimentation values decreased in strong wheat, slightly decreased in medium wheat, and remained unchanged in weak wheat. Wet gluten content was unaffected in strong and medium wheat but decreased in weak wheat. Gluten index increased in strong wheat but decreased in weak wheat. Falling number values increased across all wheat varieties. Ozone generally improved dough rheological properties depending on the wheat variety, while bread analyses showed no significant changes. SEM and FT-IR analyses revealed distinct oxidative modifications in protein and starch structures caused by ozone treatment.
Tahıllar, tarih boyunca insan beslenmesinde önemli bir yere sahip olmuş; buğday ise hem Türkiye'de hem de dünya genelinde temel bir gıda kaynağı olarak öne çıkmıştır. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü'nün (FAO) verilerine göre, dünya çapında her yıl yaklaşık 1,3 milyar ton gıda israf edilmektedir. Tahıllarda hasat sonrası kayıpların yaklaşık %55'e ulaştığı, bu kayıpların %10-40'ının depo zararlılarıyla ilişkilendirildiği bildirilmektedir. Depolama süreçlerinde depo zararlıları ve Aspergillus, Penicillium ve Fusarium gibi küf türlerinin gelişimi sonucu mikotoksin oluşumunun yaygın olarak meydana geldiği vurgulanmaktadır. Tahılların raf ömrünü uzatmak için gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan permanganat, klordioksit ve flor gibi kimyasal ajanlar, insan sağlığı ve gıda güvenliği açısından risk teşkil eden trihalo bileşikleri gibi parçalanma ürünlerinin oluşmasına neden olabilmektedir. Buna karşın, doğal ve sağlıklı gıdalara yönelik artan talep, çevre dostu bir yöntem olarak ozon kullanımını, yani 'yeşil teknoloji' uygulamalarını, ön plana çıkarmaktadır. Bu tez kapsamında, farklı protein miktarlarına sahip üç ekmeklik buğday çeşidine (kuvvetli, orta ve zayıf), farklı ozon konsantrasyonlarında (14, 37 ve 65 ppm) ve sürelerde (45, 90 ve 150 dak) ozon uygulaması gerçekleştirilmiştir. Uygulamanın aflatoksin B 1 (AFB 1 ) detoksifikasyonu üzerindeki etkileri incelenmiş ve maksimum detoksifikasyonun 65 ppm konsantrasyonda, 150 dak'lık uygulama ile sağlandığı belirlenmiştir. Bu parametrelerle gerçekleştirilen ozonlama işlemi sonrası kontrol ve ozonlanmış buğday örneklerinin bazı fiziksel (tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı, renk tayini) ve kimyasal özellikleri (protein, rutubet, kül, toplam fenolik bileşen ve toplam antioksidan aktivite) analiz edilmiştir. Fizikokimyasal özellikler kapsamında zeleny sedimantasyon, yaş gluten miktarı, gluten indeks ve düşme sayısı 6 analizleri yapılmış; hamur örneklerinin farinograf, ekstansograf ve reometre analizleriyle reolojik özellikleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, ekmek analizlerinde ağırlık, hacim, spesifik hacim ve tekstür incelenmiş; un ve ekmek örneklerinin nişasta özellikleri için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizi, protein ve nişasta yapılarındaki oksidatif değişiklikler için taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme analizi ve ozonlamanın moleküler düzeydeki etkileri için fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) analizi uygulanmıştır. Sonuçlar, ozonlama işleminin buğdayın toplam protein, kül ve kuru madde miktarında önemli bir değişikliğe yol açmadığını göstermiştir. Kuvvetli buğdayda zeleny sedimantasyon değerinin azaldığı, orta buğdayda bu azalmanın daha sınırlı olduğu, zayıf buğdayda ise anlamlı bir değişim olmadığı tespit edilmiştir. Yaş gluten miktarının kuvvetli ve orta buğdayda değişmediği, ancak zayıf buğdayda azaldığı gözlemlenmiştir. Gluten indeks değerleri kuvvetli buğdayda artış gösterirken, zayıf buğdayda azalma meydana gelmiştir. Düşme sayısı tüm buğday çeşitlerinde ozonlama ile artmıştır. Ozonlama işlemi, hamurun reolojik özelliklerini buğday çeşidine bağlı olarak genellikle olumlu yönde etkilemiş; ancak ekmek analizlerinde önemli bir değişikliğe neden olmamıştır. SEM ve FT-IR analizleri, ozonlamanın protein ve nişasta yapılarında belirgin oksidatif değişimlere yol açtığını ortaya koymuştur.
Tahıllar, tarih boyunca insan beslenmesinde önemli bir yere sahip olmuş; buğday ise hem Türkiye'de hem de dünya genelinde temel bir gıda kaynağı olarak öne çıkmıştır. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü'nün (FAO) verilerine göre, dünya çapında her yıl yaklaşık 1,3 milyar ton gıda israf edilmektedir. Tahıllarda hasat sonrası kayıpların yaklaşık %55'e ulaştığı, bu kayıpların %10-40'ının depo zararlılarıyla ilişkilendirildiği bildirilmektedir. Depolama süreçlerinde depo zararlıları ve Aspergillus, Penicillium ve Fusarium gibi küf türlerinin gelişimi sonucu mikotoksin oluşumunun yaygın olarak meydana geldiği vurgulanmaktadır. Tahılların raf ömrünü uzatmak için gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan permanganat, klordioksit ve flor gibi kimyasal ajanlar, insan sağlığı ve gıda güvenliği açısından risk teşkil eden trihalo bileşikleri gibi parçalanma ürünlerinin oluşmasına neden olabilmektedir. Buna karşın, doğal ve sağlıklı gıdalara yönelik artan talep, çevre dostu bir yöntem olarak ozon kullanımını, yani 'yeşil teknoloji' uygulamalarını, ön plana çıkarmaktadır. Bu tez kapsamında, farklı protein miktarlarına sahip üç ekmeklik buğday çeşidine (kuvvetli, orta ve zayıf), farklı ozon konsantrasyonlarında (14, 37 ve 65 ppm) ve sürelerde (45, 90 ve 150 dak) ozon uygulaması gerçekleştirilmiştir. Uygulamanın aflatoksin B 1 (AFB 1 ) detoksifikasyonu üzerindeki etkileri incelenmiş ve maksimum detoksifikasyonun 65 ppm konsantrasyonda, 150 dak'lık uygulama ile sağlandığı belirlenmiştir. Bu parametrelerle gerçekleştirilen ozonlama işlemi sonrası kontrol ve ozonlanmış buğday örneklerinin bazı fiziksel (tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı, renk tayini) ve kimyasal özellikleri (protein, rutubet, kül, toplam fenolik bileşen ve toplam antioksidan aktivite) analiz edilmiştir. Fizikokimyasal özellikler kapsamında zeleny sedimantasyon, yaş gluten miktarı, gluten indeks ve düşme sayısı 6 analizleri yapılmış; hamur örneklerinin farinograf, ekstansograf ve reometre analizleriyle reolojik özellikleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, ekmek analizlerinde ağırlık, hacim, spesifik hacim ve tekstür incelenmiş; un ve ekmek örneklerinin nişasta özellikleri için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizi, protein ve nişasta yapılarındaki oksidatif değişiklikler için taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleme analizi ve ozonlamanın moleküler düzeydeki etkileri için fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) analizi uygulanmıştır. Sonuçlar, ozonlama işleminin buğdayın toplam protein, kül ve kuru madde miktarında önemli bir değişikliğe yol açmadığını göstermiştir. Kuvvetli buğdayda zeleny sedimantasyon değerinin azaldığı, orta buğdayda bu azalmanın daha sınırlı olduğu, zayıf buğdayda ise anlamlı bir değişim olmadığı tespit edilmiştir. Yaş gluten miktarının kuvvetli ve orta buğdayda değişmediği, ancak zayıf buğdayda azaldığı gözlemlenmiştir. Gluten indeks değerleri kuvvetli buğdayda artış gösterirken, zayıf buğdayda azalma meydana gelmiştir. Düşme sayısı tüm buğday çeşitlerinde ozonlama ile artmıştır. Ozonlama işlemi, hamurun reolojik özelliklerini buğday çeşidine bağlı olarak genellikle olumlu yönde etkilemiş; ancak ekmek analizlerinde önemli bir değişikliğe neden olmamıştır. SEM ve FT-IR analizleri, ozonlamanın protein ve nişasta yapılarında belirgin oksidatif değişimlere yol açtığını ortaya koymuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Ekmeklik buğday, Bread wheat
