GLUTEN İÇERMEYEN, HUBUBAT ESASLI ALTERNATİF
ÜRÜN FORMÜLASYONLARI VE ÜRETİM TEKNOLOJİLERİ
Hilal İşleroğlu*, Safiye Nur Dirim, Figen Kaymak Ertekin
Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, İzmir
Geliş tarihi /Received: 07.03.2008
Düzeltilerek geliş tarihi / Received in revised form: 20.06.2008
Kabul tarihi / Accepted: 25.06.2008
ÜRÜN FORMÜLASYONLARI VE ÜRETİM TEKNOLOJİLERİ
Özet
Gluten içeren besinlerin alınmasıyla ortaya çıkan bir hastalık olan çölyak en yaygın gıda kaynaklı
hastalıklardan biri olup tek etkili tedavisi hastanın hayatı boyunca glutensiz bir diyet uygulamasıdır. Çölyak
hastalarının diyetlerinde kullanılan glutensiz fırıncılık ürünlerine, pirinç, mısır, soya, bezelye ve patates
unlarının veya nişastalarının kombinasyonlarıyla hazırlanıp ekstrüzyon teknolojisiyle üretilen çerez tip
ürünler veya kahvaltılık ekstrüde ürünler alternatif olabilir. Nişasta oranları fazla olan bu hububatlar ekstrüde
çerez tip veya kahvaltılık ekstrüde gıdaların üretiminde başlıca ham madde olarak kullanılmaktadır.
Son yıllarda gluten içermeyen gıdalarla ilgili yapısı, lezzeti, kabul edilebilirliği ve raf ömrünün geliştirilmesi
amacıyla nişasta, süt ürünleri, gumlar ve hidrokolloidler, gluten olmayan diğer proteinler, prebiyotikler
ve kombinasyonlarını kapsayan farklı yaklaşımlarda araştırmalar yapılmaktadır. Bu derlemede gluten
içermeyen hububat esaslı ürünlerde kalite özelliklerinin iyileştirilmesi için hazırlanan formülasyonlardaki
son gelişmelerin yanı sıra çölyak hastaları için alternatif olabilecek çerez tip ürün formülasyonları ve
ekstrüzyonla pişirme teknolojisi üzerinde durulacaktır.
Anahtar kelimeler: Çölyak, ekstrüzyonla pişirme, glutensiz hububat ürünleri, formülasyon geliştirme
GLUTEN-FREE ALTERNATİVE CEREAL BASED
PRODUCT FORMULATIONS AND THEIR PRODUCTION TECHNOLOGIES
PRODUCT FORMULATIONS AND THEIR PRODUCTION TECHNOLOGIES
Abstract
Celiac is one of the most common food borne diseases that appears when the food containing gluten is
consumed and the only effective treatment for celiac disease is a strict adherence to a gluten-free diet
throughout the patients lifetime. Snack foods which are prepared by combinations of rice, corn, soy bean,
pea and potato flours or their starches and produced by extrusion technology may be alternative to gluten
free bakery products which are used in celiac patient’s diet. The starch portion of these cereals can be used
as a major raw material in the production of snack foods obtained by extrusion cooking.
The studies dealing with gluten-free products, involving a diverse approach which has included the
use of starches, dairy products, gums and hydrocolloids, other non-gluten proteins, prebiotics and/or
combinations to improve the structure, acceptability and mouth feel have received increasing attention
in recent years. This review will emphasize the recent developments on formulations of gluten-free cereal
based products to improve quality properties, together with formulations of snack food alternatives for
celiac patients and extrusion cooking technology.
Keywords: Celiac, extrusion cooking, gluten-free cereal products, formulation development
* Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author;
- hilalisleroglu@mail.ege.edu.tr, & (+90) 232 388 4000 / 3039, 7 (+90) 232 342 7592
H. İşleroğlu, S. N. Dirim, F. Kaymak-Ertekin
30
GİRİŞ
Yaklaşık 10.000 yıl önce gelişmeye başlayan tarımla
birlikte insan beslenmesinde köklü değişiklikler
meydana gelmiştir. Bu değişikliklerden birisi de
hububat esaslı gıda ürünlerinin tanınması olmuştur.
Günümüzde hububat ürünleri normal bir diyette
yaygın olarak yer almasına rağmen Batılı
ülkelerin nüfusunun yaklaşık %1’i çölyak hastası
olduğundan bazı hububat ürünlerini tolere edememektedir.
Çölyak hastalığı hububat tüketiminin
başlaması kadar eski bir hastalık olmasına karşılık
ancak 1950’lerde, glutenin çölyak hastalarında klinik
belirtilerin görülmesinden sorumlu olduğu belirlenebilmiştir
(1).
Buğdayın gliadin, çavdar, arpa ve yulafın prolamin
fraksiyonlarının tolere edilememesi neticesinde
ortaya çıkan çölyak hastalığı, klinik olarak ince
bağırsak mukozasının ve emilimin zarar görmesi
sonucu meydana gelen bir hastalık olarak tanımlanır.
Genel belirtileri kronik ishal, karın bölgesinde
şişlik ve yetersiz beslenmedir. Küçük çocuklarda
kusma, ishal, karın şişliği, iştahsızlık, kilo alamama
ve boy uzamasında yavaşlama gibi tipik belirtilerle
ortaya çıkabileceği gibi daha ileri yaşlarda sadece
kansızlık, boy kısalığı, kemik zayıflığı ve nedeni bilinemeyen
karaciğer hastalığı gibi çok değişik belirtilerle
de kendini gösterir. Bu belirtiler bağışıklık
sisteminin gluteni yabancı bir antijen olarak algılamasının
sonucu olarak verdiği bir cevaptır. (1, 2,
3). Çölyak hastalığında tek ve etkili tedavi yöntemi
ise ömür boyu glutensiz diyet uygulamaktır (3, 4,
5). Gluten içermeyen bir diyette yer almasına izin
verilmeyen gıdalar (i) buğday, arpa, çavdar, triticale
(buğday+çavdar melezi) ve yulaf unlarından
hazırlanan ekmek veya diğer gıdalar ile bunlardan
yapılan yan ürünler (ii) sosisli sandviç, salata sosları,
hazır çorbalar, işlenmiş peynir, krema sosları
gibi buğday ve gluten türevlerinin kalınlaştırıcı ve
dolgu maddesi olarak kullanıldığı işlenmiş gıdalar
ile (iii) tabletlerde bağlayıcı olarak gluten kullanılan
ilaçlardır (6). FAO ve WHO tarafından kabul
edilen ve gluten içermeyen gıdalar için geliştirilen
Kodeks Standardı’na göre, glutensiz gıdalar, buğday
prolamini ile çavdar, arpa, yulaf veya bunların
melez varyetelerini içermeyen veya bunların gluten
miktarı 200 ppm’i geçmeyen bileşenleri ile hazırlanan
gıdalar olarak tanımlanmıştır (4, 5). Bu tanımlamaların
yanı sıra bir gıdanın “glutensiz” olarak
kabul edilebilmesi için her ülkede farklı standartlar
kullanılmaktadır. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri
ve Kanada’da glutensiz diyet yalnızca hiç
gluten içermeyen gıdalardan oluşmalıdır. Oysaki
İngiltere’de glutensiz etiketi bulunan ürünlerin
içinde buğday nişastası kullanımına izin verilmektedir
(6). Türk Standardları Enstitüsü’nün glutensiz
gıda standardı iki bölümde tanımlanmaktadır;
“gluteni azaltılmış”, olarak tanımlanan gıdalarda
gluten içeriği 200 mg/kg kuru madde (KM) den
fazla olmamalıdır. “Glutensiz hale getirilmiş” gıdalarda
ise gluten içeriği 20 mg/kg KM’nın üzerinde
olmamalıdır. Ayrıca un ya da ekmek gibi önemli temel
gıdaların yerine geçen glutensiz gıdalar yerine
geçtikleri gıdalarla aynı miktarda vitamin ve mineral
içermelidirler (7).
Undan nişasta ve küçük bileşenlerin yıkanarak
uzaklaştırılmasının ardından ayrılabilen gluten,
protein yapısında bir bileşendir ve %65 oranında
su içerir. Gluten kuru temelde %75-86 oranında
proteinden oluşurken, geri kalan kısımda bulunan
karbonhidrat ve lipid, gluten-protein matriksi içinde
sıkıca tutulmaktadır. Glutenin ve gliadin protein
fraksiyonlarından oluşan gluten buğdayda bir
depo proteinidir. Hamurun yapışkan, viskoelastik
özelliklerinin yanı sıra hamurun fermantasyon süresince
gaz tutabilme yeteneğinden de sorumludur
ve çoğu fırıncılık ürününde görünüş ve ekmek içi
yapısına katkıda bulunur. Gluten proteinlerinin
yapısında bulunan aminoasitlerin %35’i hidrofobik
yan zincirlere sahiptir ve bu özellik gluten proteinleri
arasındaki hidrofobik ilişkileri artırmaktadır.
Bu sayede gluten yapısının stabilizasyonu sağlanmakta
ve hamurun pişme ve reolojik özelliklerinde
gluten önemli bir rol oynamaktadır (8). Glutenin
uzaklaştırılması, ekmek pişirilmeden önce normal
bir hamurdan ziyade sıvı bir hamurun oluşması,
pişirilmiş üründe kolayca ufalanan bir tekstür, zayıf
renk ve pişmeden sonraki dönemde ise diğer kalite
kusurlarına sebep olmaktadır (6). Bu gibi problemler
göz önüne alındığında gluten içermeyen fırıncılık
ürünlerinin formülasyonu çözülmesi gereken
önemli bir konu olmasına rağmen, bu konuda yapılmış
sınırlı sayıda araştırma vardır. Bu derlemede
öncelikle gluten içermeyen hububat esaslı fırıncılık
ürünlerinde kalite özelliklerinin iyileştirilmesi
amacıyla hazırlanan formülasyonlardaki son gelişmelerden
bahsedilecek ve bu formülasyonların uygulanmasında
kullanılan bir yöntem olan ekstrüzyon
üzerinde durulacaktır.
Gluten İçermeyen, Hububat Esaslı Alternatif Ürün ...
31
GLUTEN İÇERMEYEN HUBUBAT
ESASLI ÜRÜN FORMÜLASYONLARI
Gluten eksikliğinin fırıncılık ürünlerinde sebep
olduğu hamurun elastikiyet ve gaz tutabilme özelliklerinin
azalmasına bağlı kalite kusurlarının ortadan
kaldırılması amacıyla, özellikle ekmekçilik
açısından yapılan çalışmalarda, gluten içermeyen
ekmeklerde hamurun gaz tutabilme özelliğinin
ancak başka bir jelin gluten ile yer değiştirdiği
takdirde korunabildiği belirtilmiştir. Gluten içermeyen
makarna üretimi açısından bakıldığında
ise, gluten kuvvetli protein ağları sayesinde pişme
süresince dağılmayı engellediğinden bu tip ürünlerin
hazırlanması daha zor olmaktadır. Bisküvilerde
ise tekstür protein/nişasta yapısından çok nişasta
jelatinizasyonu ve kristal şekerle ilişkili olduğundan,
gluten içermeyen bisküvi üretiminde gluten
eksikliğinden kaynaklanan kusurlarla nadiren karşılaşılmaktadır
(6). Son yıllarda gluten içermeyen
gıdalarla ilgili yapısı, lezzeti, kabul edilebilirliği ve
raf ömrünün geliştirilmesi amacıyla nişasta, süt
ürünleri, gumlar ve hidrokolloidler, gluten olmayan
diğer proteinleri de kapsayan farklı yaklaşımlarda
araştırmalar yapılmaktadır (4, 6).
Gluten İkame Edici (Fonksiyonel)
Bileşenler
Nişasta ve hidrokolloidler hububat esaslı gıdaların
tekstür ve görünüş özelliklerini geliştirmede yaygın
olarak kullanılmaktadır. Bunların içinde en yaygın
bulunan pirinç nişastası glutensiz fırıncılık ürünlerinin
formülasyonlarında sıklıkla kullanılmaktadır.
Gluten içermemesi, düşük sodyum miktarı ve
kolayca sindirilebilen karbonhidratlarının yüksek
olması, pirincin özel diyetler için arzu edilen özellikleridir.
Fakat pirinç ununun bileşiminde glutenin
bulunmaması, ekmek üretiminde kullanımında
problemler yaratmaktadır. Nişastanın ekmek
yapımındaki rolü üzerine yapılan bir araştırmada
ekmeklerin nişasta ve jel oluşturan bileşenlerle hazırlanabileceği
gösterilmiştir (6). Yapılan bir başka
çalışmada glutensiz ekmek formülasyonlarında
buğday nişastası yerine %3-9 oranında pirinç nişastası
kullanıldığında ekmek içi renginin daha az sarı,
kabuğun ise daha koyu renk aldığını gözlemlenmiştir.
Çalışma neticesinde kabuk sertliği etkilenmemiş
fakat ekmek içi sertliği azalmıştır. Optimum
pirinç nişastası miktarı ise %6 olarak bulunmuştur
(9). Manyok veya topyoka kökü olarak bilinen cassava,
tropikal bölgelerde yetişen ve yüksek oranda
nişasta içeren köksü bir bitkidir. Fermente manyok
veya topyoka kökü nişastası, bazı araştırmacılar
tarafından glutensiz ekmek ve bisküvi üretiminde
kullanılmıştır (6).
Gumlar ve kalınlaştırıcılar glutensiz hububat ürün
formülasyonlarında jelleşme ve kalınlaştırma, su
tutma ve tekstürü geliştirme amaçları için kullanılmaktadır.
Keçi boynuzu ve guar gum kombinasyonlarının
ekmek yapımında kullanıldığı bir çalışmada,
guar gum kullanımının daha düzgün hücre
boyutu dağılımı veren ekmek içi yapısı sağladığı,
keçi boynuzu gumının ise ekmek somunu yüksekliğini
artırdığı, optimum oranın ise %2 keçiboynuzu
gumı ve %4 guar gum olduğu bulgulanmıştır (10).
Yapılan bir başka çalışmada, hidroksipropilmetilselüloz
(HPMC), keçiboynuzu gumı, guar gum,
karregenan, ksantan gum ve agarı da kapsayan
çoğu gum tipinin pirinç ekmeklerinde başarılı sonuç
verdiği gösterilmiştir. Beyaz ve iyi öğütülmüş
pirinç ununun %0.8 karboksimetilselüloz (CMC)
ve %3.3 HPMC ile kullanıldığında yüksek kaliteli,
glutensiz ekmekler verdiği bulgulanmıştır (6).
Yanıt yüzey yönteminin (RSM) gluten içermeyen
makarna üretiminde kullanıldığı bir çalışmada, optimizasyon
kriterleri, duyusal özellikler ve makarna
yapışkanlığına dayandırılmış ve yüksek oranda
modifiye nişasta, ksantan gum ve keçiboynuzu
gumı kullanıldığında, gluten içermeyen makarnaların
buğday esaslı makarna karakteristiklerine çok
benzer özelliklerde olduğu görülmüştür (11).
Pirinç, mısır, soya, darı, karabuğday ve patates nişastalarının,
farklı yağ katkıları (palm yağı, krema
tozu, yüksek ve düşük yağ içerikli mikroenkapsüle
edilmiş süt tozları) ile kombinasyonlarının bisküvi
formülasyonlarında kullanıldığı bir çalışmada, pirinç,
mısır, patates ve soyanın yüksek oranda yağ
içeren süt ve krema tozları ile birlikte buğday bisküvilerinin
kalitesinde, tabaka haline getirilebilen,
kolay şekillendirilebilen bisküvi hamuru oluşturabildiği
gözlenmiştir. Aynı araştırmacılar mısır nişastası,
guar gum ve yüksek yağ içerikli tozlar ile
kabul edilebilir duyusal özelliklerde, gluten içermeyen
pizza hamurları üretmişlerdir (12).
Glutensiz Diyeti Zenginleştirici Bileşenler
Yeterli derecede hububat, meyve ve sebze tüketilen
diyetlerle gereği kadar lif sağlanır. Gluten içermeyen
ürünler genellikle zenginleştirilmemiştir. RaH.
İşleroğlu, S. N. Dirim, F. Kaymak-Ertekin
32
fine un veya nişastadan yapılırlar ve gluten içeren
diğer besinler kadar besleyici değerlere sahip değildirler.
Yapılan birçok araştırmada çölyak hastalarının
diyetle aldıkları lif miktarının düşük olduğu
görülmüş ve glutensiz fırıncılık ürünlerinin diyet
lifleri ile zenginleştirilmesi birçok araştırmanın konusu
olmuştur (6).
İnülin sindirilemeyen bir polisakkarit olup diyet
lifleri içinde yer alır. Ayrıca bağırsakta bulunan yararlı
bakterilerin gelişimini de hızlandırıcı bir prebiyotik
gibi davranır (13). Buğday ekmeğine eklendiği
zaman somun hacmini ve dilimlenme özelliğini
geliştirir, hamur stabilitesini artırır ve uniform
ekmek içi tekstürü sağlar (14).
Diğer Bileşenler
Süt proteinleri oldukça fonksiyonel bileşenlerdir ve
çok yönlülükleri nedeniyle çoğu gıda ürününde kolaylıkla
kullanılırlar. Fırıncılık ürünlerinde ise hem
besleyici hem de aroma ve tekstürün zenginleştirilmesi
ve depolama gelişimi gibi fonksiyonel yararları
nedeniyle kullanılırlar. Gluten içermeyen ekmek
formülasyonlarında su absorpsiyonunu artırmada
kullanılabilirler (6). 7 adet farklı süt tozunun kullanıldığı
bir araştırmada, yüksek protein, düşük
laktoz oranına sahip süt tozlarının ekmeğin tüm
şekil ve hacminde gelişme sağladığı ve daha sağlam
ekmek içi tekstürü verdiği görülmüştür (15).
Glutensiz ekmek üretiminde soya proteini kullanan
bazı araştırmacılar, %20, 30 ve 40 oranlarında soya
proteini içeren buğday nişastası esaslı bir formülasyon
geliştirmişlerdir. Bu ekmekler buğday ekmeğinden
daha fazla protein ve yağ içerdiklerinden
tatmin edici pişirme karakteristikleri göstermişlerdir.
Bazı araştırmacılar ise, patates, mısır, pirinç
nişastaları, pektin, emulsiye edici ajan ve laktozsuz
margarin kullanarak ve glutensiz ekmek hamurunun
bekleme süresini artırarak, yüksek kaliteli ve
gluten içermeyen mayalı ekmekler ve zencefilli
kekler elde etmişlerdir (6). Buğday ununun %30
oranında pirinç unu ile yer değiştirdiğinde maksimum
kabul edilebilir ekmek kalitesi gösterdiği bir
çalışmada, kahverengi pirinç ununun ekmek yapımına
uygun olmadığı sonucuna varılmıştır (16).
Hem gluten eksikliğinin gıdalarda sebep olduğu
tekstürel kalite kusurlarının giderilmesi, hem de
çölyak hastalarının beslenmesinde ürün çeşitliliği
sağlayacak alternatif gıdalar olan çerez tip gıdaların
üretimine uygun olması nedeniyle ekstrüzyon teknolojisi
gün geçtikçe önem kazanmaktadır.
EKSTRÜZYON TEKNOLOJİSİ
VE ALTERNATİF ÜRÜN
FORMÜLASYONLARI
Çerez tip gıdalar doğal veya spesifik fonksiyonel
özellikler verecek bileşenlerden hazırlanarak,
dünya nüfusunun çoğunluğunun beslenmesinde
yer almaya başlamıştır. Ekstrüzyon-pişirme teknolojisi,
diğer geleneksel gıda üretim teknolojileriyle
kıyaslandığında birçok avantaja sahip olması
nedeniyle özellikle hububat içerikli çerez tipi veya
benzeri gıdaların üretiminde gün geçtikçe daha da
popüler olmaya başlamıştır. Son üründe arzu edilen
genleşmiş yapının sağlanmasında ana madde
nişasta olduğundan, nişasta oranları fazla olan hububatlar
ekstrüde çerez tipi gıdaların üretiminde
başlıca ham madde olarak kullanılmaktadır (17).
Ekstrüzyon Teknolojisi
Ekstrüzyon, kullanılan materyal ve ekipmana bağlı
olarak karıştırma, ezerek sıkıştırma, taşıma, ısıtma,
soğutma, şekil verme, kesme, kısmen kurutma veya
içinde hava tutarak şişirme gibi birçok işlemi kombine
eden termo-mekanik bir işlemdir. Ekstrüzyon,
başlangıçta nem miktarı oldukça az olan materyale
su ilave ederek esneklik kazandırıp son aşamada
ürünün genleşmesini sağlayan aynı zamanda nişastayı
jelatinize, proteinleri denatüre ve enzimleri
de inaktive eden tek prosestir. Ayrıca istenmeyen
aromayı uzaklaştırmada ve nişastanın modifikasyonunda
da ısısal bir işlem olarak kullanılabilir.
Gıda materyallerini işlemede ekstrüderleri kullanmanın
birçok faydaları vardır. (i) Ekstrüzyon işlemi
ile ekstrüderde, işlem koşullarında veya kullanılan
çiğ materyalde yapılacak ufak değişikliklerle farklı
özelliklerde çeşitli ürünler elde edilebilir. (ii) Ekstrüzyon
sistemleri geleneksel yöntemlerle işlenmesi
zor veya imkânsız olan yüksek viskoziteli materyalleri
işleyebilirler. (iii) Ekstrüzyon sistemlerinin
birçok işlemi aynı anda ve sürekli olarak yapması
işgücü, yerleşim ve enerji maliyetlerinde azalma
sağlar. Ekstrüzyon teknolojisi bu gibi avantajları ve
diğer üretim teknikleri ile kolayca şekil verilemeyen
ürünlerin elde edilmesini sağlaması nedeniyle
gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır
(18).
Gluten İçermeyen, Hububat Esaslı Alternatif Ürün ...
33
Ekstrüderler şekil, büyüklük ve işleme yöntemlerinde
farklılık gösterseler de piston, merdane
ve vida ekstrüderleri olmak üzere 3 ana sınıfa ayrılırlar.
Vida ekstrüderleri ekstrüderler içinde en
kompleks olanlarıdır. Tek ya da çift vidanın sabit
bir kovan içindeki materyali özel olarak dizayn
edilmiş kalıba doğru taşıması prensibi ile çalışırlar
ve gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Ekstrüzyon işleminde taşıma sırasında
vidanın dönmesiyle oluşan mekanik enerji ısıya
dönüştürülür ve karışım yüksek sıcaklıklara ısıtılır.
Sonuçta plastize edilen materyal kalıba doğru
itilir. Kalıpta basıncın aniden düşmesi nemin hızlı
bir şekilde buhar haline gelmesine ve ürünün şişmesine
neden olur. Tek vidalı ekstrüderler zayıf
karıştırma yeteneğine sahiptirler ve bunlar genellikle
önceden karıştırılan materyallerin beslenmesi
ile kullanılırlar (Şekil 1). Günümüzde yaygın olarak
kullanılan çift vidalı ekstrüderler gıda endüstrisinde
1970’lerde kullanılmaya başlanmıştır. Tek vidalı
ekstrüderlere benzer şekilde gıdaları işlemesinin
yanı sıra, daha iyi proses kontrolü sağlamaları, çok
yönlü olmaları, temizleme kolaylığı ve farklı çeşitlilikte
formülasyonları kullanma imkanı vermeleri,
çeşitli özelliklerde ürün elde edilebilmesi nedeni ile
gıda endüstrisinde geniş bir uygulama alanı bulmaktadırlar.
Çift vidalı ekstrüderlerde vidalar aynı
ya da zıt yönlerde dönebilirler. Aynı ve zıt yönlü
dönen vidalar taşıma karakteristikleri bakımından
farklılık gösterirler ve bu nedenle de farklı teknolojik
uygulamalar için kullanılırlar.
Çift vidalı ekstrüderlerin gelişmiş taşıma kabiliyetleri,
bunların yapışkan ve işlenmesi zor bileşenleri
işleyebilmelerini sağlar. Hububat unları ve
diğer nişastalı materyaller çoğu ekstrüde ürünün
üretiminde yaygın olarak kullanılırlar. Bu ürünlerin
fiziksel karakteristikleri ekstrüderde karışımın
kuru ağırlığında %50-80 oranında bulunan nişastaya
bağlı olarak gelişir. Ekstrüder tipi, beslemenin
nem miktarı, besleme hızı, kovan sıcaklığı, vida
hızı, vida profili ve kalıp genişliği ekstrüde ürünün
karakteristiklerinin oluşmasında önemli değişkenlerdir
(18).
Ekstrüzyon Parametrelerinin Son Ürün
Üzerine Etkileri
Pirinç ununun çift vidalı bir ekstrüder kullanılarak
modifiye edildiği bir çalışmada vida hızı (200-300
rpm), kovan sıcaklığı (100-160 oC) ve besleme nem
miktarının (%16-22) ürünün bazı fonksiyonel, fiziksel
ve sindirilebilirlik özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir.
En düşük ekstrüde ürün yığın yoğunluk
değerleri, pirinç ununun düşük nem miktarları ve
yüksek sıcaklıklarda ekstrüzyonu sonucunda elde
edilmiştir. Yığın yoğunluk değerleri sıcaklık ve vida
hızı arttığında nişasta jelatinizasyonuna bağlı olarak
azalmıştır (19).
Askorbik asidin pirinç türevli bir ekstrüde çerez tip
gıdada korunması üzerine ekstrüzyon sıcaklığı (75-
150 oC) ve vida hızının (100-300 rpm) etkisinin incelendiği
bir çalışmada, tüm vida hızlarında artan
sıcaklık ile askorbik asidin büyük oranda kaybolduğu
görülmüştür. Askorbik asidin düşük sıcaklık
ve düşük vida hızlarında maksimum düzeyde tutulduğu
belirlenmiştir (20).
Bir başka çalışmada mısır nişastasının yapısal özellikleri
üzerine ekstrüzyon koşullarının etkisi incelenmiştir.
Besleme oranı (1.16-6.44 kg/h), vida hızı
(150-250 rpm), sıcaklık (100-260 oC) ve besleme
nem miktarının (%12-25) etkilerinin incelendiği
çalışmada ekstrüde ürünün yoğunluk, porozite ve
genleşme oranının besleme nem miktarı ve sıcaklığa
bağlı olduğu, vida hızından ise etkilenmediği
saptanmıştır (21).
Pirinç kullanılarak yapılan bir çalışmada ise nem
miktarı (%18-24) ve ekstrüzyon sıcaklığının (130-
170 oC) ekstrüde ürün özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir.
Ekstrüde ürünün genleşme oranın 150
oC’de maksimum olduğu ve artan nem miktarlarında
azaldığı belirlenmiştir. Hem nem miktarı hem
de sıcaklıktaki artışın su tutma indeksinde (WAI)
artışa neden olduğu, suda çözünürlük indeksinin
(WSI) ise azalan nem miktarında ve artan sıcaklıkta
arttığı görülmüştür (22). Bu konuda yapılan bazı
çalışmalar Çizelge 1’de özetlenmiştir.
Şekil 1. Tek vidalı bir ekstrüderin şematik olarak gösterimi
(18)
H. İşleroğlu, S. N. Dirim, F. Kaymak-Ertekin
34
Gluten İçermeyen Ekstrüde Çerez Tip Gıda
Formülasyonları
Gluten içermeyen ancak besin içeriği yönünden
dengelenmiş, ekstrüde çerez tip bir gıdanın fiziksel
ve duyusal özelliklerinin incelendiği bir çalışmada,
ekstrüzyon işleminde kullanılmak üzere %30 pirinç
unu, %30 nohut unu, %20 mısır unu, %5 domates
tozu, %5 havuç tozu, %2 soğan tozu, %2 gum arabic,
%2 bitkisel yağ, %1.5 yabani mercanköşk, %1.5
fesleğen, %0.5 tuz ve %0.5 kuru maya şeklinde bir
karışım hazırlanmıştır. Yapılan bu çalışmada değiştirilen
ekstrüzyon parametrelerinin (vida hızı ve
besleme oranı) son ürünün aroma ve toplam kabul
edilebilirlik özellikleri üzerine etkisinin olmadığı
görülmüştür (17).
Ekstrüzyon sıcaklığı ve besleme kompozisyonunun
çerez tip bir gıdanın fonksiyonel, fiziksel ve duyusal
özellikleri üzerine etkisinin incelendiği bir başka
çalışmada, kuru temelde %20, %30 ve %40 oranlarında
kestane unu, %2 tuz ve kalan yüzdesi pirinç
unu olacak şekilde karıştırılmış ve çalışılan işlem
parametreleri sonucunda hem besinsel değeri artırılmış
hem de duyusal olarak kabul edilebilir hububat
esaslı çerez tip bir gıda elde edilmiştir (24).
Patates esaslı çerez tip ekstrüde bir ürünün özellikleri
üzerine formülasyon ve ekstrüzyon parametrelerinin
etkisinin incelendiği bir çalışmada, patates
ununa kuru temelde %0, 25, 50, 75, 100 oranlarında
patates nişastası ilave edilerek, %35 ve %45 nem
içeriklerinde ekstrüzyon işlemine tabi tutulmuştur.
İşlem sonucunda son ürünün genleşmesinde formülasyondaki
nem miktarına bağlı belirli bir değişim
görülmemiştir. Nişasta miktarları arttıkça son
ürün genleşmesinin arttığı, rengin daha açık olduğu,
kırılganlığın azaldığı ve karakteristik patates
aromasının azaldığı belirlenmiştir (26).
Mısır nişastası ve yerfıstığı unu esaslı ekstrüde çerez
tip bir gıdanın duyusal kalitesinin optimizasyonunun
yapıldığı bir araştırmada, kabul edilebilir
ürün, 1 kg bazında 120-200 g fermente edilmemiş
yerfıstığı unu, 0-80 g fermente yerfıstığı unu, 300-
315 g su ve 500 g mısır nişastası ile hazırlanmıştır.
Ayrıca ürüne nacho peyniri, Cheddar peyniri, ekşi
krema ve soğan ile aroma kazandırılması, ürünün
toplam kabul edilebilirliğini arttırmıştır (27).
Amaranth (horoz ibiği çiçeği) yaprakları sebze,
tohumu ise hububat olarak kullanılan sayılı kültür
bitkilerinden biridir ve bağırsak mukozasında
alerjik reaksiyonlar oluşturmaması nedeniyle özellikle
son yıllarda çölyak hastaları arasında popüler
olmaya başlamıştır (28). Pirinç unu ve amaranth
karışım oranı ve ekstrüzyon pişirme özelliklerinin
sonuç ürün kalitesi üzerine etkisinin incelendiği
bir çalışmada, %20, 40 ve 60 oranlarında olmak
üzere üç farklı amaranth tohumu karışımı denenmiş
ve artan amaranth miktarının ekstrüde ürünün
kırılganlığında artmaya sebep olduğu görülmüş ve
kabul edilebilir yumuşaklıkta iyi genleşmiş ürünlerin
amaranth miktarının %20-40 olduğu durumda
elde edildiği saptanmıştır. (29).
Çizelge 1. Ekstrüzyon parametrelerinin ürün üzerine etkilerinin incelendiği bazı çalışmalar
Hammadde Ekstrüder tipi İşlem parametreleri İncelenen ürün karakteristikleri Kaynak
Pirinç unu Tek vidalı Sıcaklık (130-170 oC)
Besleme nem miktarı (%18-24)
WSI, WAI 21
Pirinç Çift vidalı Sıcaklık (80-120 oC)
Amiloz miktarı (%5.0-28.6)
Yığın yoğunluk, WSI, genleşme
oranı
23
Pirinç unu Çift vidalı Vida hızı (200-300 rpm)
Sıcaklık (100-160 oC)
Besleme nem miktarı (%16-22)
WAI, viskozite özellikleri,
sindirilebilirlik
18
Pirinç unu Çift vidalı Sıcaklık (75-150 oC)
Vida hızı (100-300 rpm)
Askorbik asidin korunması 19
Kestane ve pirinç unu Tek vidalı Sıcaklık (90-120 oC)
Besleme kompozisyonu
(%20, 30, 40 kg kestane unu /
kg karışım)
WAI, WSI, yoğunluk, nem, renk,
duyusal özellikler
24
Mısır nişastası Çift vidalı Besleme oranı (1.16-6.44 kg/h)
Vida hızı (150-250 rpm),
Sıcaklık (100-260 oC)
Besleme nem miktarı (%12-25)
Yoğunluk, porozite, genleşme oranı 20
Mısır ve buğday unu Çift vidalı Vida hızı (200-500 rpm) WAI, WSI ve genleşme oranı 25
Gluten İçermeyen, Hububat Esaslı Alternatif Ürün ...
35
Bezelye ununda protein ve lisin miktarı hem buğday
hem de irmik unundan daha fazladır. Ayrıca
gluten içermez. Araştırmacılar, çift vidalı ekstrüder
ile yalnızca bezelye ununun ekstrüzyonunu değerlendirmişlerdir.
Bezelye ununun bu yeni teknoloji
ile işlendiğinde pişirmeden sonra gelişmiş bir tekstür
ve aroma sergilediği görülmüştür (6).
SONUÇ ve YENİ YAKLAŞIMLAR
Çölyak hastalığı nedeniyle hayat boyu glutensiz
diyet uygulanması zorunluluğu, bu alanda hem
yeni ürün formülasyonlarının hem de yeni üretim
teknolojilerinin gelişmesinin kaynağı olmuştur.
Gluten içermeyen ürünlerde gluten eksikliğinin
neden olduğu kalite bozukluklarının giderilmesi
amacıyla ürün formülasyonlarına eklenen nişasta,
gum ve hidrokolloidlerin yanı sıra, bu ürünlerin
hem besleyici değerlerini arttırmak hem de ürünlere
fonksiyonel özellikler kazandırmak amacıyla
diyet lifi ve süt proteinleri gibi alternatif protein
kaynakları da kullanılmaktadır. Bezelye ve kestane
unu gibi gluten içermeyen unların da formülasyonlarda
kullanılması ile besleyici özellikleri geliştirilmiş
ürün çeşitleri geliştirilebilir. Özellikle çölyak
hastalarında görülebilecek B vitamini eksikliğinin
giderilmesi amacıyla bu ürünlere vitamin komplekslerinin
ilavesi konusunda çalışmalar yapılabilir.
Giderek yaygınlaşan bir teknoloji olan ekstrüzyon
ile gluten içermeyen hububat esaslı ürünlerin üretimi
konusunda yapılan çalışmalar genellikle laboratuar
ölçekli olup, endüstriyel boyutta çok fazla
uygulaması bulunmamaktadır. Bu konuda yapılacak
çalışmaların ve elde edilecek başarılı sonuçların,
günümüzde oldukça gelişmiş olan ekstrüde
(çerez ürün, kahvaltılık) ürün sanayine farklı özellikler
içeren (gluten içermeyen ve çölyak hastaları
tarafından tüketilebilecek) fonksiyonel ve besleyici
özelliği olan yeni ekstrüde ürünlerin ve ürün formülasyonlarının
geliştirilmesinde ışık tutacağı düşünülmektedir.
Dolayısıyla ülkemizde endüstriyel
düzeyde üretimi yapılmayan çölyak hastalarının
tüketebileceği, gluten içermeyen-zenginleştirilmiş
ürün çeşitliliği artırılmış olacaktır.
KAYNAKLAR
1. Stepniak D, Koning F. 2006. Celiac Disease-Sandwiched
Between Innate and Adaptive Immunity, Human Immunol,
67: 460–468.
2. Williamson D, Marsh MN. 2002. Celiac Disease, Mol
Biotechn, 22: 293-299.
3. www.colyak.org.tr
4. Gobbetti M, Rizzello CG, Cagno R, Angelis M. 2007.
Sourdough Lactobacilli and Celiac Disease. Food Microbiol,
24: 187–196.
5. Katina K, Arendtb E, Liukkonena KH, Autioa K, Flandera
L, Poutanen K. 2005. Potential of Sourdough for
Healthier Cereal Products. Trends Food Sci & Tech, 16:
104–112.
6. Gallagher E, Gormley TR, Arendt EK. 2004. Recent
Advances in the Formulation of Gluten-free Cerealbased
Products. Trends Food Sci & Tech, 15: 143–152.
7. Anon 2005. Gluteni Azaltılmış ve Glutensiz Hale getirilmiş
Gıdalar. TS 13143, Türk Standartları Enstitüsü,
Ankara.
8. Hoseney RC. 1994. Principles of Cereal Science and
Technology, 2nd Edition, Department of Grain Science and
Industry, Kansas State University, Manhattan, Kansas
9. Gallagher E, Polenghi O, Gormley TR. 2002. Improving
the Quality of Gluten-Free Breads. Farm and Food,
12: 8-13.
10. Schwarzlaff SS, Johnson JM, Barbeau WE, Duncan
S. 1996. Guar and Locust Bean Gums as Partial Replacers
of All purpose Flour in Bread: An Objective and Sensory
Evaluation. J Food Quality, 19: 217–229.
11. Huang JC, Knight S, Goad C. 2001. Model Prediction
for Sensory Attributes of Non-Gluten Pasta. J Food Quality,
24: 495–511.
12. Arendt EK, O’Brien CM, Schober T, Gormley TR,
Gallagher E. 2002. Development of Gluten-Free Cereal
Products. Farm and Food, 12: 21–27.
13. Gibson GR, Roberfroid MB. 1995. Dietary Modulation
of the Human Colonic Microbiota: Introducing the
Concept of Prebiotics. J Nutr, 125: 1401–1412.
14. Anon. 1999. Inulin: Added Value. European Baker,
32: 40–44.
15. Gallagher E, Gormley TR, Arendt EK. 2003. Crust
and Crumb Characteristics of Gluten-Free Breads. J
Food Eng, 56: 153–161.
16. Gan J, Rafael LGB, Cato L, Small DM. 2001. Evaluation
of the Potential of Different Rice Flours in Bakery
Formulations. In Proceedings of the 51st Australian Cereal
Chemistry Conference, 309–312.
17. İbanoğlu Ş, Ainsworth P, Özer EA, Plunkett A. 2006.
Physical And Sensory Evaluation Of A Nutritionally
Balanced Gluten-Free Extruded Snack. J Food Eng 75:
469–472.
H. İşleroğlu, S. N. Dirim, F. Kaymak-Ertekin
36
18. Ainsworth P, İbanoğlu Ş. 2006. Extrusion Food Processing
Handbook. Edited by James G. Brennan. WILEYVCH
Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
19. Hagenimana A, Ding X, Fang T. 2006. Evaluation of
Rice Flour Modified By Extrusion Cooking. J Cereal Sci
43: 38–46.
20. Plunkett A, Ainsworth P. 2007. The Influence of Barrel
Temperature and Screw Speed On The Retention Of
L-Ascorbic Acid In An Extruded Rice Based Snack Product.
J Food Eng 78: 1127–1133.
21. Thymi S, Krokida MK, Pappa A, Maroulis ZB. 2005.
Structural Properties of Extruded Corn Starch. J Food
Eng. 68: 519–526.
22. Singh B, Sekhon KS, Singh N. 2007. Effects of Moisture,
Temperature and Level of Pea Grits on Extrusion
Behavior and Product Characteristics of Rice. Food
Chem, 100: 198–202.
23. Guha M, Ali SZ. 2006. Extrusion Cooking of Rice:
Effect of Amylose Content and Barrel Temperature on
Product Profile. J Food Process Pres, 30: 706–716.
24. Sacchetti G, Pinnavaia GG, Guidolin E, Dalla Rosa
M. 2004. Effects Of Extrusion Temperature And Feed
Composition On Functional, Physical And Sensory Properties
Of Chestnut And Rice Flour-Based Snack-Like
Products. Food Res Int. 37: 527-534.
25. Mezreb K, Goullieux A, Ralainirina R, Queneudec
M. 2003. Application of Image Analysis to Measure
Screw Speed Influence on Physical Properties of Corn
and Wheat Extrudates. J Food Eng 57: 145–152.
26. Kim CH, Maga JA. 1995. Roles of Formulation and
Extrusion Variables on the Properties of Potato-Based
Half Snacks. Dev Food Sci, 37 (1): 569-574
27. Prinyawiwatkul W, Beuchat LR, Resurreccion AVA.
1993. Optimization of Sensory Qualities of an Extruded
Snack Based on Cornstarch and Peanut Flour,
Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 26(5): 393-
399.
28. Guerra-Matias AC, Arêas JAG. 2005. Glycemic and
Insulinemic Responses in Women Consuming Extruded
Amaranth (Amaranthus cruentus L). Nutrition Res, 25
(9): 815-822
29. Ilo S, Liu Y, Berghofer E. 1999. Extrusion Cooking
of Rice Flour and Amaranth Blends. 1999. Lebensmittel-
Wissenschaft und-Technologie, 32 (2): 79-88.
Online (2)
Bugün (20)
Toplam (35540)