Buğday Tavlamada Kullanılan Klasik ve Modern Teknolojiler

Hilal Arslan BAYRAKCI
Selçuk Üniversitesi, Karapınar Aydoğanlar Meslek Yüksekokulu, Gıda İşleme Bölümü

 

“Tavlama, un sanayinde taneyi öğütme için hazırlama aşamasıdır. Tavlamanın öneminin anlaşılmasıyla birlikte yeni metotlar ve teknolojilerin üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır ve hala devam etmektedir. Bu çalışmalar, üretim maliyetleri hesap edildikten sonra özellikle değirmenciler için yeni teknolojilerin üretilmesine ışık tutmaya devam edecektir.”

 

GİRİŞ
Tavlama, un sanayinde, un kalitesi başta olmak üzere un verimini ve enerji tüketimini etkileyen önemli işlemlerden birisidir. Tavlama, öğütülecek taneyi, optimum su seviyesine getirme ve dinlendirme olarak tanımlanabilir. Tanenin tavlanmasındaki amaç; tane suyunu optimum seviyeye getirerek tanenin fiziksel özelliklerini öğütmeye elverişli kılmak, bazen de elde edilecek unun ekmekçilik değerini yükseltmektir (Keskinoğlu, Elgün ve Türker 2001).

Tavlama, taneyi öğütmeden önce özellikle sertlik derecesine göre değişmek üzere, optimum tane suyu düzeyini sağlamak için yapılan taneye su verme (tempering) veya tanedeki fazla suyu kurutarak uzaklaştırma (conditioning) işlemlerine denir. Tavlama işleminin başarısında ve tanenin su almasında ve alınan suyun bütün taneye yayılmasında sıcaklığın ve dinlenme süresinin büyük önemi vardır (Elgün ve Ertugay, 1995).

Öğütme teknolojisinde tavlamayı etkileyen üç faktör vardır. Bunlar; tavlama suyu, sıcaklığı ve süresidir (Elgün ve Ertugay 1995). Ayrıca tavlamada sıcaklığın kullanımı, hem süreyi kısaltmakta hem de tanenin fiziksel özelliklerinde optimizasyon sağlayarak enerji sarfiyatını düşürmekte ve un kalitesinde üstünlük sağlamaktadır (Keskinoğlu, Elgün ve Türker 2001).

Tavlama işlemi, iki ana safhayı içine almaktadır. Bunlardan birincisi tane suyunun optimum düzeye getirilmesidir. İkinci safha ise suyun tanede normal dağılış ve fonksiyonunu icra edebilmesi için gereken dinlendirme safhasıdır (Elgün ve Ertugay, 1995).

Tavlama işleminde taneye % 5 ile % 8 arasında su verilir. Özellikle sert paçallarda, bu miktardaki suyun taneye bir defada verilmesi mümkün değildir. Dolayısıyla değirmenlerde tane suyu, ıslatma ve aktarma işlemleriyle iki aşamada gerekli optimum düzeye ulaştırılır. Bu düzey, % 15 ile % 17 arasında değişir. Bu işlemler esas alınırsa, bu amaçla kullanılacak tavlama silolarının hacmi ikiye katlanır, tavlama süresi uzar, mekanizasyon ünitelerinin sayısı artar; yatırım, işçilik ve bakım masrafları yükselir (Yüksel ve Elgün, 2013).

2. TAVLAMA YÖNTEMLERİ
2.1. Klasik Tavlama (Soğuk Tavlama)
Ortam sıcaklığında yapılan tavlamadır. Buğday özelliklerine ve çevre şartlarına bağlı olarak dinlenme süresinin 24 ile 72 saat arasında olması düşünülür. Bu usulde, buğdayın yeterli suyu alması birkaç dakika içinde başarılırken, bunun tane içinde yayılışı oldukça uzun bir süreyi gerektirmektedir (Elgün ve Ertugay, 1995).

Bu yöntemde suyun tane içerisine uniform olarak yayılabilmesi için geçen süre uzun olduğundan fazla tav silosu kapasitesine gereksinme vardır. Bu durum maliyeti yükseltmesi bakımından dezavantajdır (Özkaya ve Özkaya, 2005).

2.2. Ilık ve Sıcak Tavlama
Soğuk tavlamada, su verilmiş tanede suyun yayılıp dengeye ulaşabilmesi için 1-3 güne ihtiyaç varken, 30 ile 46 °C arasında icra edilen ılık dinlendirme şartlarında, bu süre 1-1.5 saate indirgenebilmektedir. Buna rağmen tanenin optimum fiziksel yapı özelliklerini kazanabilmesi için öğütmeden önce yine 24 saatlik bir dinlenme periyodu tavsiye edilmektedir (Elgün ve Ertugay, 1995).

Sıcaklığın yükselmesiyle, buğdayın öğütmeye hazır hale gelme süresi kısalmaktadır. Tanenin sıcaklığı yükseldikçe tane genişler ve böylece kapiler borular açılarak daha fazla suyun absorbsiyonu sağlanmış olur. Sıcaklık ile kabuğun dayanıklılık kazandığı ve endospermin yumuşadığı iddia edilmektedir. Bu iddiayla ilgili olarak yapılan çalışmalarda, rutubet düzeyi aynı olan buğdaylardan 27 °C’ye ısıtılanın kabuğunun, 21 °C’dekine göre daha dayanıklı ve endosperminin de daha yumuşak duruma geldiği tespit edilmiştir (Anonymous, 1990).

Tavlamada, verilen suyun buğday kabuğundan içeri girmesi yavaş yavaş olmaktadır. Kabuk tabakaları arasındaki su alışverişinin normal sıcaklıkta uzun zaman aldığı, oysa sıcaklık artışı ile su absorbsiyonunun maksimum seviyeye ulaştığı ve bu durumda buğday tanesinin normal şartlar altında kendi ağırlığının %40’ı kadar su alabildiği belirtilmektedir (Lockwood 1962).

Ilık tavlama metodu ile ilgili olarak yapılan araştırmalarda, en uygun endosperm yumuşamasının 45 °C’de elde edildiği, patent un veriminin arttığı, elemenin kolaylaştığı, 75 mikrondan küçük un taneciklerinde nispi bir azalma olduğu belirlenmiştir (Kent 1990).

Ilık tavlama metodunun üstünlüğünü ilk defa Grosse (1929) ileri sürmüştür. Wichser ve Shelenberger (1949), ılık tavlamanın, suyun taneye alınmasına, yayılmasına ve tavlama süresinin kısalmasına olumlu etkisini belirlemişlerdir. Tavlama suyu sıcaklığı 35 °C’den 45 °C’ye yükseldiğinde, endospermin daha fazla gevrekleştiği ve buna bağlı olarak öğütmenin daha da kolaylaştığı belirlenmiştir (Cleve 1958).
Sıcak tavlama, ılık tavlama metodunun modifikasyonu ile gerçekleştirilir. Ayrı olarak tavlama safhası 46 °C’den 60 °C’ye kadar yükseltilebilir. Her ne kadar sıcaklığı 70 °C’ye kadar yükseltmek mümkün olsa da bu sıcaklıkta işlem süresi oldukça kritik olup, tavlama daha kısa sürede gerçekleştirilir. Aşırı sıcaklık durumunda buğdayın glüten ve ekmekçilik değerinin zarar görmesi söz konusu olabileceğinden, sıcak tavlamaya başvuru çok az olmaktadır. Bu çeşit tavlama, özellikle proteolitik aktivitenin düşürülmesinde uygulama alanı bulmaktadır. Bu uygulamayla, proteolitik aktivitesi yüksek buğdaylarda, aktivite zararsız düzeye düşürülebilmekte ve zayıf buğdaylarda özlülük artırılabilmektedir (Elgün ve Ertugay, 1995).

Özkaya (1986), buğdayın maksimum su absorbsiyonunun sıcaklıkla değişmese bile, doyma noktasına gelme süresinin sıcaklık ile ilişkisi olduğunu belirtmekte ve örneğin doyma noktasına; oda sıcaklığında 48-72 saatte, 27 °C’de 24 saatte, 40 °C’de 8 saatte, 60 °C’de 2 saatte ve 80 °C’de 40 dakikada ulaşıldığını bildirmektedir.

Ticari bir değirmende yapılan bir çalışmada, ılık ve soğuk tavlama metotları karşılaştırılmış ve ılık tavlama metoduyla elde edilen un randımanının ve patent un veriminin daha yüksek, kül miktarının ise daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Bu durumun ülke ekonomisi ve değirmenciliği açısından büyük öneme sahip olduğu bildirilmiştir (Türker ve ark. 1997).

2.3. Buharlı Tavlama
Son yıllarda özellikle kısa süreli, kontrolü kolay ve daha uniform tavlama vadeden buharla tavlama, önce Almanya’da, akabinde Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’da uygulama alanı bulmuştur. Buharla tavlama işlemi, genellikle buhar ile buğday sıcaklığının artırılması ve öğütme için gerekli olan sıcaklığa kadar buğdayın soğutulmasıyla ortaya çıkacak evaporasyon kaybı ve suyun verilmesini kapsamaktadır. Buhar uygulaması ile sıcaklığın tane içine nüfuzu 20-30 saniyede olmaktadır. Bu süre, kuru hava ve radyatörle tavlama için 3 dakikadır.

Buhar uygulaması ile aynı zamanda tane ıslatılmış olur. Tane üzerindeki % 1’lik su kondenzasyonu için sıcaklık yaklaşık 10 °C’lik bir artış gösterir. Buharla tavlama, normal ılık tavlama ile kıyaslandığında;
1) Daha az enerji gerektirir.
2) Kalite diğer metotlara göre daha iyi ya da en azından eşitken, un verimi yüksektir.
3) Öğütme, pürifikasyon (irmik temizleme) ve eleme işlemleri daha kolay icra edilir.
4) Tavlama daha kısa sürede gerçekleştirilir.
Normalde buhar muamelesi 20-30 saniyeyi geçmez ancak 45-60 saniyeyi buluncaya kadar da glüten zarar görmez. Fakat bu tip buğdaylarda alfa amilaz aktivitesinde düşüş görülebilir. Bu bakımdan takviye edilmeleri gerekir (Elgün ve Ertugay, 1995).
2.4. Mikrodalga İle Tavlama
Mikrodalga, gıda endüstrisinde yemek pişirme, buz çözme, temperleme, kurutma, dondurarak kurutma, pastörizasyon, sterilizasyon, fırında pişirme ve ısıtma işlemlerinde kullanılmaktadır. Mikrodalgaların hububat endüstrisinde kullanımına yönelik yapılmış birçok çalışma mevcuttur.

Elgün ve Türker’in (1995), mikrodalga uygulamalarının buğdayın tavlanmasında tanenin kabuk-endosperm ayrışımı ve un özelliklerine etkisini inceledikleri bir araştırmada; Bezostaya-1 ve Gerek’79 buğdayları kullanılmıştır. Bezostaya-1 %16, Gerek’79 %14 su içerecek şekilde tavlanmıştır.

Tavlı buğday örnekleri mikrodalga işlemi uygulanarak ve uygulanmadan öğütülmüşlerdir. Mikrodalga işleminin, her iki buğdayın da un verimini artırırken kül miktarını azalttığı görülmektedir. Halbuki randıman artışı, kül artışını da beraber getirmektedir. Bu durum, birim buğdaydan daha fazla un elde edilmesi anlamına geldiği için ekonomik olarak önemli bir katkı sağlayabilir. Mikrodalga işlemiyle un veriminin artması, buna karşılık külün aynı oranda artmaması, aksine düşmesi; mikrodalga işleminde kabuk-endosperm ayrışımının daha iyi olduğuna işaret sayılır.

Araştırmanın sonuçları, şahit örnekle kıyaslandığında, mikrodalga uygulamasıyla ilgili şu hususlar belirlenmiştir;
1) Un veriminde artış sağlanmıştır.
2) Un verimindeki artışa rağmen kül miktarında azalma olduğu görülmüştür.
3) Kuru öz miktarında artma belirlenmiştir.
4) Ekmek hacminde artış olmuştur.
Elde edilen bütün bu sonuçlar, mikrodalga uygulamasının kabuk-endosperm ayrışımını arttırdığını göstermektedir. Bu da değirmencilikte beyaz un verimi bakımından avantaj oluşturmaktadır.

Bayrakcı (2008), mikrodalga ısınımı ve ısıtma etkisini optimize ederek, laboratuvar şartlarında öğütme ve ekmekçilik kalitesine etkisini araştırmıştır. Bu amaçla; ıslatılmış iki farklı buğday çeşidi, farklı mikrodalga ısıtma düzeylerinde tavlanmış, klasik usulde tavlanan örneklerle kıyaslanarak “öğütme, un, hamur ve ekmek kalitesi” parametrelerindeki değişim takip edilmiştir.

Sonuç olarak; mikrodalga ile tavlama uygulanmış buğdaylardan elde edilen örneklerin kül miktarı değerleri, şahit örneğe göre oldukça düşük bulunmuş; randıman değerlerinde ise şahit numuneye göre % 10 oranında bir yükselme meydana gelmiştir.

Walde ve ark. (2002)’nın yaptığı başka bir çalışmada; farklı nem içeriklerine sahip buğday örnekleri, 15-150 saniye arasında değişen periyotlarda ev tipi mikrodalga fırında kurutulmuş ve ardından öğütülmüştür. 120 saniye mikrodalga işlemi uygulanan örneğin, kontrol örnek ile karşılaştırıldığında daha fazla gevrek yapı kazandığı ve daha az öğütme enerjisine ihtiyaç duyulduğu belirlenmiştir.

Doty ve Baker (1977); sert kırmızı kışlık buğdaylara, öğütmeden önce kapalı bir sistemde 450 saniyeye kadar mikrodalga enerjisi (625 watt) uygulamışlardır. Kondisyone edilen örneklerin sıcaklıkları, 22 0C ile (0 saniye) 105 0C (450 saniye) arasında tutulmuş ve olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Unda ve ekmekte yapılan analiz sonuçları, 270 saniyenin üzerinde uygulanan mikrodalga işlemlerinin, fizikokimyasal olarak önemli kalite parametrelerini, olumsuz yönde etkilediği belirlenmiştir.

2.5. Ultrason Uygulaması ile Tavlama
Ultrason uygulaması; homojenizasyon, kristalizasyon, temizleme, ekstraksiyon, köpük kırma, gaz giderme, kurutma, karıştırma vb.’ne dönük olarak gıda sanayinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır (Bhaskaracharya ve ark., 2009; Brennan, 2006; Ercan ve Soysal, 2011). Tahıl işlemede ise oldukça sınırlı bir uygulama alanı vardır. Kurutma ve eleme işlemlerinde etkinliğin artırılması (Mason ve ark., 1996; Brennan, 2006; Ensminger, 1988; Frias ve ark., 2010), malt üretiminde ise ıslatma ve çimlendirme işleminin hızlandırılması amacıyla yararlanılmaktadır (Yaldagard ve ark., 2008).

Yüksel ve Elgün (2013), buğdayın ıslatılması sırasında ultrason işlemi uygulamanın tanenin su absorbsiyonuna etkisini inceledikleri bir çalışmada; farklı tane sertliklerine (%45, 65 ve 75) sahip buğday örneklerine, normal şartlarda ıslatılma aşamasında 4 farklı genlik seviyesinde [% 0 (şahit), 20, 60 ve 100] ve 3 farklı sürede (1, 2 ve 3 dk.) ultrason işlemi uygulamışlardır.

Araştırmadan elde dilen sonuçlar, normal ıslatma işlemiyle karşılaştırılmıştır. Tane sertliğine bağlı olarak, kuru tanenin nem içeriğine kıyasla % 7-8 civarında daha fazla su absorbsiyonu belirlenmiştir. Ultrason uygulaması ile ıslatma işlemi, tanenin su alma ve yayılma hızını artırmıştır. Bu verilerle, özellikle sert buğday değirmeni diyagramlarındaki iki aşamalı tavlamayı, ultrason uygulamasıyla ıslatma yöntemiyle tek aşamaya indirgeme yönünde umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Diğer taraftan malt ve yaş öğütme sanayilerinde, ultrason işleminin kullanılmasıyla buğdayın ıslatma sürelerinin kısaltabileceği anlaşılmıştır.

Son zamanlarda pazarda göz önüne çıkmaya başlayan tavlama makinelerinden biri, bir vibrasyon karıştırıcı olan Vibronettir. Buğday ve su dikey bir hazne içerisine alınmakta ve vibrasyon enerjisi kullanılarak karıştırılmaktadır. Bu proses, geleneksel tavlama yöntemleri ile karşılaştırıldığında tavlama süresinde ve enerji tüketiminde azalma sağlayabilmektedir. Vibrasyon enerjisi, suyun buğday tanesinin dış yüzeyinden diğer bölümlerine geçişini hızlı absorbsiyonla sağlamaktadır (Fowler, 2013).

Patentli bu metodun prensibi, su moleküllerinin yüzey gerilimini yok ederek, tahıl tanesinin tümünün suyla film şeklinde çepeçevre sarılmasını sağlamaya dayanmaktadır. Böylece tav suyu, kabuğa ve endospermin dış katlarına eşit şekilde nüfuz etmiş olur (www.tetamuh.com).

3. SONUÇ
Tavlama, un sanayinde taneyi öğütme için hazırlama aşamasıdır. Tavlamanın öneminin anlaşılmasıyla birlikte yeni metotlar ve teknolojilerin üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır ve hala devam etmektedir. Bu çalışmalar, üretim maliyetleri hesap edildikten sonra özellikle değirmenciler için yeni teknolojilerin üretilmesine ışık tutmaya devam edecektir.

Bir önceki yazımız olan Değirmencilikte Tavlama ve Paçallama başlıklı makalemizi de okumanızı öneririz.

Kontrol edin

Diagram tekniğine yabancı olanlar için…

Noyan Erik : “Yüz elli yıl kadar evvel, bir Macar değirmencinin, iki çelik merdane arasında …