Tahıl Depolamada Depolamanın Temel Prensipleri

Doç. Dr. Mustafa ERBAŞ, A. Nur DURAK, Sultan ARSLAN
Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

GİRİŞ
Tahıllar yılın belli bir döneminde hasat edildiği ve tüm yıl boyu insan ve hayvan beslenmesinde kullanıldıkları için, bozulmadan iyi bir şekilde depolanmaları önemli bir konudur. Çeşitli ürünlerin mevcut miktar ve kalitesini en iyi koruyacak şartlarda belli bir süre muhafaza edilmesi, depolama olarak tanımlanmaktadır. Bu kapsamda da tahılların miktarını ve biyolojik, teknolojik, besinsel ve ekonomik kalitesini koruyacak şartlarda muhafaza etme işlemi, tahıl depolama olarak tanımlanmaktadır (TSE, 2003).

Tahıl depolama işlemiyle; tahılın gıda, yem ve tohumluk kalitesinin gelecek hasat dönemine kadar veya daha uzun bir süre korunması amaçlanmaktadır. Tahıllar iyi şartlarda depolandıklarında, yapıları gereği kalitelerini kaybetmeden uzun süre depolanabilmektedirler (Loewer ve ark. 1994).

Dünya genelinde çoğunlukla tahıl tarımı, sıcaklık ve nem değerleri bakımından depolama için uygun olmayan iklim bölgelerinde yapılmaktadır. Yüksek sıcaklık ve nispi nem şartlarında depolanan tahıllarda da bozulmalar oluşmaktadır. Bu bozulmalar nedeniyle tahılın miktar ve kalitesinde oluşan kayıpların yanı sıra, tüketici sağlığı açısından da önemli riskler oluşmaktadır. Ayrıca bozuk tahılların hayvan beslenmesinde kullanılmaları, yine dolaylı olarak insan sağlığı üzerinde riskler oluşturmaktadır (Brooker ve ark., 1992; Posner ve Hibbs, 2005; Weinberg ve ark., 2007).

Tahıllarda depolama zararları ve kayıplar, ülkelerin gelişmişliklerine göre değişiklik göstermekle birlikte Türkiye’de ve Dünya’da yıllık yaklaşık %10 civarındadır (Ekmekçi ve Ferizli, 2000; Işıkber ve ark., 2005; Dizlek ve ark., 2008; Tunç ve Erler 2008; FAO, 2011). Bazı durumlarda kötü depolama sonucu küflenme ile bozulan tahıllar, yıkama ve kabuk soyma gibi işlemlerden geçirildikten sonra işlenerek piyasaya verilebilmektedir. Tahıl bazlı ürünlerin tüm toplum tarafından yaygın olarak tüketilmesi nedeniyle de, bu ürünlerin içerdikleri aflatoksin ve okratoksin gibi kanserojen mikotoksinler, toplum sağlığı üzerinde son derece önemli bir risk oluşturmakta ve tehlikeli maruziyetlere neden olmaktadır.

Tahıl taneleri temel olarak; endosperm adı verilen bir yedek besin deposundan, embriyo adı verilen ve solunum yapan canlı bir bitki taslağından ve bunları koruyan çok katmanlı bir kabuktan oluşmaktadır. Depo zararları ise, solunum yapan canlı tanenin yapısı ve değişken çevre koşullarının ortak ve kompleks etkileşimlerinden kaynaklanmaktadır. Uygun olmayan depolama şartları, tahılların solunum faaliyetini hızlandırmanın yanı sıra mikrobiyolojik aktivite ve haşere faaliyetini de artırmaktadır.

Tahılda depolama esnasından oluşan zararların en önemli etkenleri; tane solunumu, mikrobiyal aktivite ve haşere faaliyetleridir. Bu etkenlerden kaynaklanan zararların büyüklüğü, temel olarak nispi nem, sıcaklık ve atmosfer bileşimi gibi silo şartları ve tane suyu içeriği ile kontrol edilebilmektedir (Elgün ve Ertugay, 2000; Posner ve Hibbs, 2005; Özkaya ve Özkaya, 2005).

Tahılların bozulmadan depolanabilmeleri için tanenin su içeriğinin düşük olması ve depolama sırasında da bu düşük tane suyu içeriğinin korunması gerekmektedir. İyi bir tahıl depolama ve depolamanın devamlılığı için tanelerin yeterince olgun, zedelenmemiş-sağlam; tane suyu içeriğinin %14’den, yığın sıcaklığının 15°C’den ve depo atmosfer nispi nem oranın da %65’den düşük olması gerekir (Lower ve ark., 1994; Elgün ve Ertugay, 2000).

Toprak Mahsulleri Ofisi (TMO) tarafından 2011 yılında kamuoyuna yapılan bir açıklamada; Türkiye’de 4 milyon tonu TMO ve 12 milyon tonu ise özel sektöre ait olmak üzere çeşitli nitelikte toplam 16 milyon ton tahıl depolama kapasitesinin bulunduğu, 7 milyon ton daha depolama kapasitesine ihtiyaç olduğu ve lisanslı depoculuk işlemlerinin de teşvik edildiği bildirilmiştir (TMO, 2011). Türkiye’de mevcut kurulu bulunan 16 milyon ton depolama kapasitesinin yaklaşık yarısı (8 milyon ton) çeşitli donanımlara sahip metal silolardan, geriye kalan yarısı ise daha iptidai şartlardaki çeşitli depolardan oluşmaktadır.

1. DEPOLAMA ZARARLARINI OLUŞTURAN FAKTÖRLER VE ETKİ MEKANİZMALARI
1.1. Solunum
Tahıl taneleri, canlılıklarını devam ettirmek için ihtiyaç duydukları enerjiyi solunum ile temin etmektedirler. Solunum, tanenin enzimleri yardımıyla bünyesinde bulunan glikozu oksijen ile parçalayarak enerji elde etme mekanizması olarak tanımlanmaktadır. Aşağıdaki reaksiyonda da görüldüğü gibi solunum ile tanenin karbonhidrat içeriği harcanırken; karbondioksit, su buharı ve ısı enerjisi oluşturulmaktadır. Bir mol glikozun solunumda kullanılması ile elde edilen 690 kcal enerjinin yaklaşık %60 kadarı canlılık için kullanılırken geriye kalan %40 (276 kcal) kadarı ise çevreye ısı olarak yayılmakta olup, depo içi sıcaklığının yükselmesine neden olmaktadır (Elgün ve Ertugay 2000; Posner ve Hibbs, 2005). Solunum ve/veya atmosferik nedenlerle silo içi sıcaklığının yükselmesi ise solunum, mikrobiyal aktivite ve haşere faaliyetlerini artırmaktadır. Artan bu faaliyetler döngüsel olarak depo içi sıcaklığın ve nispi nemin daha da yükseltmesine neden olmaktadır.

C6H12O6 + 6O2 – 6CO2 + 6H2O + 690 kcal (Solunum reaksiyonu)

Tanelerin solunum faaliyeti nedeniyle depo atmosferinin değişime uğramasıyla; oksijen değeri düşme eğilimine girerken karbondioksit, su buharı ve sıcaklık değerleri ise artma eğilimine girmektedir (Elgün ve Ertugay, 2000; Özkaya ve Özkaya, 2005; Posner ve Hibbs, 2005). Depo atmosfer gaz bileşiminin değişimine tane solunumunun yanı sıra mikroorganizma aktivitesi ve haşere faaliyeti de önemli katkıda bulunmaktadır.

Solunum faaliyeti sırasında oluşan su buharı, depo içi nispi nemin yükselmesine; depo içi nispi nem ise higroskobik olan tane ile nem dengesini etkileyerek tane su içeriğinin artmasına neden olmaktadır. Artan tane su içeriği ise tanenin solunum faaliyetini hızlandırmaktadır.

Depo şartlarına dışarıdan bir müdahalede bulunulmaz ise bu durum döngüsel olarak depolama için tehlikeli olabilecek bir boyutta devam etmektedir (Elgün ve Ertugay, 2000; Posner ve Hibbs, 2005). Ayrıca artan depo nispi neminin soğuk yüzeylerde damlacıklar halinde yoğunlaşmaları, mikroorganizma aktivitesi, özellikle de küf sporlarının vejetatif forma geçmesi için oldukça uygun bir ortamın oluşmasına neden olmaktadır.

Tahılların tane suyu içeriği ve solunum hızı arasında önemli bir ilişki vardır. Tahılların depolanmasında kritik olan %14 tane suyu içeriğinden sonra tanelerin solunum hızları oldukça hızlı bir şekilde artmaktadır.

Solunum hızının artışıyla birlikte karbondioksit, su buharı ve ısı üretimi de artmaktadır. Tane suyu içeriği arttıkça tanenin solunum hızı ile birlikte küf solunumu da artmaktadır. Yapılan bir buğday depolama araştırmasında; %14.3 tane suyu içeriğinde karbondioksit üretiminin yalnızca tane solunumundan kaynaklandığı belirlenmiş ve 1 birim olarak kabul edilmiştir.

Aynı çalışmada %14.6 tane suyu içeriğinde tane solunumu 1.25 birim olurken, küf sporlarının açılması sonucu oluşan solunumun 5 birim olduğu; %16 tane suyunda ise tane solunumunun 2.5 birim olurken, küf solunumunun 75 birim olduğu tespit edilmiştir (Elgün ve Ertugay, 2000).

Mısır tanelerinin su içeriği ve depolama kalitesi arasındaki ilişkinin araştırıldığı bir başka çalışmada ise; örneklerin tane su içeriği %14, 16, 18, 20 ve 22 olarak ayarlanmış ve bu örnekler 30°C’ de 75 gün süre ile depolanmıştır. Bu çalışmada yüksek tane su içeriğine sahip mısır tanelerinin yüksek kurumadde kaybına, düşük çimlenme oranına ve yüksek küf ve bakteri içeriğine sahip oldukları tespit edilmiştir (Weinberg ve ark., 2007).
Solunumda açığa çıkarak sıcaklığın yükselmesine neden olan ısı enerjisi, karbonhidratlardan elde edildiği için tane, kurumadde içeriği açısından da kayıplar yaşamaktadır (Pomeranz 1988). İyi depolama şartlarında kabul edilebilir seviyelerde olan bu kurumadde kayıpları, kötü depolama şartlarında oldukça yüksek seviyelere çıkabilmektedir (Pomeranz, 1988; Elgün ve Ertugay, 2000; Cauvain ve Young, 2009). Bir çalışmada, görünür küf gelişiminin, ancak %0.2-0.4 oranında kurumadde kaybı oluştuktan sonra ortaya çıktığı rapor edilmiştir (Magan ve Aldred, 2007).

1.2. Mikrobiyal aktivite
Tahıllar; üretim, hasat ve nakliye koşulları gereği mikroorganizma ve haşere kontaminasyonuna oldukça açık ürünlerdir. Bu kontaminasyonlar nedeniyle tahılların üzerinde önemli miktarda bakteri, maya ve küf bulunmaktadır. Bu mikroorganizmalar, kuru tahıllarda, düşük su aktivitesi ve koruyucu kabuk nedeniyle faaliyet gösteremeyip inaktif olarak tane üzerinde bulunurken, depolama sırasında uygun nem ve sıcaklık şartlarının oluşmasıyla birlikte faaliyete geçerek tahılların bozulmasına neden olmaktadırlar. Ancak küfler, kendi fizyolojileri gereği bakteri ve mayalara göre daha düşük su aktivitesi ve sıcaklık şartlarında da faaliyet gösterebildikleri için tahılların bozulmasında diğer mikroorganizmalara göre oldukça önemli bir yere sahiptir (Loewer ve ark., 1994; Dendy ve Dobraszczyk, 2001; Magan ve Aldred, 2007).

Küf gelişimi; sıcaklık, nispi nem ve oksijen içeriği gibi depo şartlarına ve tane suyu içeriğine bağlıdır. Tane suyunun kritik depolama su içeriği olan %14 değerini aşmasının ardından, artan sıcaklıkla birlikte depolama ortamındaki küf faaliyeti de artmaktadır. İlk önce su damlacıklarının bulunduğu yerlerde başlayan küf faaliyeti, mekanik bütünlüğünü kaybetmiş tanelerde ve tanelerin embriyo kısımlarında devam etmektedir (Elgün ve Ertugay, 2000; Özkaya ve Özkaya, 2005; Posner ve Hibbs, 2005).

Depo küfleri çoğunlukla Aspergillus, Penicillum ve Fusarium cinslerine dahil olan türlerdir. Bu türler çoğunlukla depo nispi neminin %70’i aşmasından sonra gelişmeye başlamaktadırlar. Bu cinslere ait küfler; aflatoksin, okratoksin, zearalenon ve patulin gibi mikotoksin adı verilen toksik metabolitler üretmeleri yönüyle de oldukça tehlikelidirler. Bu mikotoksinler insan ve hayvanların hayati sistemlerinde çeşitli tahribatlara ve kanserlere neden olmaktadır.

Aspergillus cinsi küflerin ürettiği bir mikotoksin olan aflatoksin, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı (IARC) tarafından 1. derece kanserojen olarak tanımlanmıştır. Küf faaliyeti sonucu ortamın sıcaklık ve nem şartları, bakteri ve maya aktivitesi için de uygun hale geldiğinden, bu mikroorganizmalar da faaliyete geçerek ürünün daha çok bozulmasına neden olmaktadırlar (Kent ve Evers, 1994; Binder, 2007; Gregori ve ark., 2012).

Küfler optimum 25-30°C’de gelişebilirken bazı küfler 0°C’ye kadar düşük ve 55°C’ye kadar yüksek sıcaklıklarda gelişebilmektedirler. Küfler, özellikle fiziki bütünlüğü bozulmuş karbonhidrat ve lipit açısından zengin gıdalarda hızla gelişebilmektedir. Küf gelişimi için ortam nispi neminin %62’den ve materyal su içeriğinin %10’dan yüksek olması gereklidir.

Aerobik canlılar olduğu için küflerin gelişimleri, düşük oksijenli veya %12’den fazla karbondioksit içeren ortamlarda oldukça yavaşlamaktadır. Depo gaz bileşimi ve okratoksin oluşumu üzerine yapılan bir çalışmada; su aktivitesinin 0.80 değerinde ve CO2 içeriğinin %30’un üzerinde bulunduğu ortamlarda, okratoksin oluşumunun tamamen durduğu tespit edilmiştir. Bir başka çalışmada ise Fusarim cinsi küflerin ürettiği toksinin, %50 CO2 ve %20 O2 içeren depo ortamında oluşmadığı tespit edilmiştir (Magan ve Aldred 2007).

Tane suyu içeriğinin ve depo nispi neminin kritik seviyeleri geçmesinden sonra, tane ve küf solunumunun artması nedeniyle tahıl bozulmaya başlamaktadır. Ortaya çıkan su ve sıcaklık; tane ve küf solunumunu teşvik etmektedir. Bu ortamda karbondioksitin depo atmosferindeki oranı %12’yi geçse ve solunum baskılansa bile, bu defa hidrolitik enzim faaliyetleri nedeniyle tahıl bozulmaya devam etmektedir (Loewer ve ark., 1994; Dendy ve Dobraszczyk, 2001; Magan ve Aldred, 2007). Tahıllarda bakteriyel bozulma, depo nispi nem değeri %90’ı geçtikten sonra başladığı için çoğunlukla halihazırda küflenme ile bozulmuş tahıllarda ortaya çıkmaktadır (Posner ve Hibbs, 2005).

1.3. Haşere Faaliyeti
Ürünlere zarar veren böcek, akar, fare ve kuş gibi canlılar haşere olarak adlandırmaktadır. Sayıları ve çoğalma hızları nedeniyle böcek ve akarlar tahıllara zarar veren en önemli haşere grubunu oluşturmaktadırlar. Bu böcek ve akarlar, beslenmek ve içine yumurta bırakmak için tahıl tanelerine zarar vermektedirler. Bu haşerelerinin faaliyeti sonucu depoda tahıl kaybı olduğu gibi, üründe önemli teknolojik ve duyusal kalite kayıpları da oluşmakta ve ürün sağlık için riskli bir hale gelmektedir (Posner ve Hibbs, 2005; Tunç ve Erler 2008).

Sitophilus granarius (L.) (buğday biti), S. oryzae (L.) (pirinç biti), S. zeamais Motschulsky (mısır biti) (Col: Curculionidae), Trogoderma granarium (Everts) (kapra böceği)) (Col.: Dermestidae), Rhizopertha dominica (F.) (ekin kambur böceği), (Col.: Bostrychidae); Tribolium confusum Jac. Du Val. ve T. castaneum (Herbst) (kırma bitleri) (Col.: Tenebrionidae); Ptinus fur (L.) (beyaz benekli örümcek böceği) (Col.: Ptinidae), Nemapogon granellus (L.) (=Tinea granella L.) (ekin ambar güvesi) (Lepidoptera: Tineidae), Ephestia kuehniella Zeller (değirmen güvesi) (Lepidoptera: Pyralidae), Acarus siro (L.) (un akarı) ) (Acari: Acaridae) gibi depo zararlıları tahıllara zarar veren önemli böcek ve akar türleridir (Kırtok, 1988; Özer ve ark., 1989; Loewer ve ark., 1994; Dendy ve Dobraszczyk 2001; Işıkber, 2005; Tunç ve Erler 2008).

Uzun depolama süresi içerisinde depo şartlarının böcek ve akar faaliyetine uygun sıcaklık ve nem değerlerine gelmesiyle önemli tahıl kayıpları ortaya çıkmaktadır. Ayrıca bu haşere faaliyetine bağlı olarak oluşan lokal sıcaklık ve nem artışı, solunum ve küf faaliyetini de artırmaktadır.

Böcek faaliyeti 5°C sıcaklık ve yaklaşık %10 tane suyu içeriğinde yok denecek kadar düşük iken 21°C ve %13 tane suyu içeriğinde ise tüm ürüne zarar verebilecek kadar üst seviyede olabilmektedir. Sıcaklık yükseldikçe böcekler deponun serin bölgelerine göçerek zarar vermeye devam etmektedirler. Buğday zararlılarından biri olan ekin kambur böceği (R. dominica) üzerinde yapılan bir çalışmada; bu zararlının uygun depolama şartlarında depo yüzeyinde başlayan faaliyetlerini 4 aylık süreçte 15 m derinliğe kadar ulaştırdıkları tespit edilmiştir (Flinn ve ark., 2004).

Sıcaklık 50°C’nin üzerine çıkartıldığında böcek ve yumurtaları inaktive edilebilmekle birlikte, 43°C’den sonra tanenin çimlenme gücü de zarar görmektedir. Depo atmosferinde oksijen %2’den düşük ve/veya karbondioksit %12’den yüksek konsantrasyonlara ulaştığında, böcek ve akar faaliyeti minimize olmaktadır (Loewer ve ark., 1994; Elgün ve Ertugay, 2000; Flinn ve ark., 2004; Posner ve Hibbs, 2005).

Ayrıca bu böcek ve akarların; kendileri, vücut döküntüleri (boş larva gömlekleri ve pupa kılıfları ile ölen bireylerin vücut kalıntıları), dışkı ve özellikle lepidopter böcek zararlılarının larvaları tarafından oluşturulan ağların depolardan değirmenlere taşınması ve una öğütülmesi de üründe önemli bir kalite düşüklüğüne neden olduğu gibi tüketicide de sağlık sorunlarına neden oluşturmaktadır. Akar dışkıları unda kötü kokuya neden olmalarının yanı sıra tüketicide alerjik cilt ve akciğer hastalıkları (astım) gibi sağlık sorunların oluşmasına neden olmaktadır (Kent ve Evers, 1994).

Omurgalı haşereler olarak da bilinen fare ve kuşlar da tahıllara önemli zararlar vermektedir. Tahıllara zarar veren fareler, temel olarak Rattus norveginucus (Norveç sıçanı, kahverengi sıçan), Rattus rattus (çatı veya gemi faresi, siyah fare) ve Mus musculus (ev faresi) olarak üç gruba ayrılmaktadır. Tahıllara zarar veren kuşlar ise silo bölgesinde yaşayan yerel kuş türleri olarak tanımlanmaktadır (Loewer ve ark., 1994).

Bu haşereler tahılları tüketmelerinin yanı sıra tane bütünlüğünü bozarak ve tanelere insanlar için patojen mikroorganizmalar içeren dışkılarını da bulaştırarak zarar verirler. Bu haşere faaliyeti sonucu insanlarda tifo ve salmonellosis gibi ciddi hastalıklar oluşabilmektedir. Ayrıca fareler depoların taşıyıcı ve otomatik kontrol sistemleri gibi çeşitli donanımlarını da kemirerek depo sistemine de zarar verebilmektedir.

Haşerelerle mücadelede; etrafa ürün saçılmasının önlenmesi, depo girişlerinin kapatılması, depo içerisinde ölü noktaların giderilmesi, depolanma öncesi tahılın ön temizliğinin yapılması, entolasyon ve aspirasyon gibi sanitasyon tedbirlerinin alınması oldukça önemli bir yere sahiptir. Haşerelerle mücadelede yaygın olarak kullanılan pestisit gibi çok çeşitli kimyasal maddelerin ürünlerde neden olduğu kalıntılar da tüketicilerde ciddi sağlık problemlerine neden olabilmektedir (Kent ve Evers, 1994). Günümüzde tahıl işletmelerinde haşerelere karşı yaygın olarak fosfin (PH3) gazı ile fumigasyon işlemi uygulanmaktadır (Ridley ve ark., 2011).

1.4. Mekanik etkiler ve yabancı madde zararları
Tahıllar; hasat, nakliye ve aktarma faaliyetleri sırasında mekanik nedenlerle kırılarak tane bütünlüklerini kaybetmektedirler. Sağlam tanede birbirinden ayrı bölümlerde bulunan enzimler ve substratlar, kırılma sonucu tane bütünlüğünün kaybolmasıyla bir araya gelerek tahılların bozulmasını hızlandırabilmektedir. Özellikle lipitler, güvenli depolama sıcaklığının altında dahi, lipolitik enzimlerin etkisinde kalarak tahılların hızlı bir şekilde acılaşıp bozulmasına neden olmaktadır. Ayrıca bütünlüğü bozulmuş taneler, kabuğun korumasını kaybetmesi nedeniyle küf ve böcek zararının oluşması için de iyi bir başlangıç ortamı oluşturmaktadırlar (Loewer ve ark., 1994).

Organik safsızlıklar küf ve böcek kontaminasyonuna ve onların beslenmesine ortam sağlaması, inorganik safsızlıklar tane bütünlüğünün bozulmasına yol açması, yeterince olgunlaşmamış taneler ise sahip oldukları yüksek tane suyu içeriği nedeniyle depolama üzerine olumsuz etkilerde bulunmaktadır (Cauvain ve Young, 2009)

1.5. Enzimatik aktivite
Olgun kuru tanelerde, enzimatik aktiviteler düşük de olsa devam etmektedir. Ancak tane su içeriği %15’i geçtiğinde veya küflenme faaliyeti nedeniyle tahıl bozulmaya başladığında; tanenin kendi amilolitik, protolitik ve lipolitik enzimleri de tahılın bozulmasını hızlandırmaktadır. Özellikle bütünlüğü bozulmuş tanelerde lipolitik aktive sonucu acılaşmalar, oksidatif ürünler ve serbest radikaller oluşmaktadır (Loewer ve ark., 1994; Elgün ve Ertugay 2000).

2. DEPOLAMA ZARARLARINI KONTROL ETMEDE ETKİLİ OLAN FAKTÖRLER VE ETKİ MEKANİZMALARI
Günümüzde tahıl depolama yöntemleri çok eski zamanlardan bu yana kullanılan toprak altı kuyular, toprak üstü yığınlar ve çuvalda depolama gibi ilkel yöntemlerden silolar gibi yüksek teknolojiye sahip yöntemlere kadar değişkenlikler göstermektedir.

Silolar, betonarme veya metalden yapılabilmekle birlikte günümüzde; kurulum, başka bir yere taşınabilme ve yüksek teknoloji uygulama kolaylığı gibi bir takım avantajları nedeniyle (yüksek ısı iletim dezavantajına rağmen) metalden yapılmaktadır. Metal silolar 10-30m çap ve yüksekliğe kadar değişik boyutlarda yapılabilmektedir (Loewer ve ark., 1994).

Tahıllar, kötü bir şekilde depolandıklarında mekanik, biyokimyasal, mikrobiyolojik ve haşere nedenleriyle yüksek oranda zarara uğrayarak küf kokan, asit içeriği yükselmiş, kalitesi düşmüş ve çimlenme gücü azalmış bir hale dönüşmektedir. Bu halin devam etmesi sonucu ise küf ve böcek zararının yanı sıra kızışma ve silo yanığı olarak adlandırılan tahıl bozulmaları da oluşmaktadır.

Tahılların iyi bir şekilde depolanmasıyla bu zararlar kabul edilebilir limitler dâhilinde tutulabilmektedir. Tahıllarda oluşan bu zararlar; depo ve tahıl temizliği, kimyasal ilaç kullanımı, tane suyu içeriği, yığın sıcaklığı, depo nispi nemi ve depo içi kontrollü atmosfer gibi çeşitli faktörlerin kontrolü ile en alt seviyelerde tutulabilmektedir.

2.1. Sanitasyon
Depolamadan önce depo içerisinin iyi bir şekilde temizlenmesi, depodaki haşere girişlerine neden olabilecek açıklıkların kapatılması ve depoya alınacak tahılın eleme, entolasyon ve aspirasyon gibi işlemler ile bir ön temizlemeden geçirilmesi, iyi bir depolama için yapılması gereken sanitasyon uygulamalarıdır (Elgün ve Ertugay, 2000; Tunç ve Erler, 2008).

2.2. Tane suyu ve sıcaklığı ve depo nispi nemi
Tahıllar, çevresiyle su alış-verişinde bulunan higroskobik materyallerdir. Higroskobik materyal ile çevre nispi nemi arasında higroskobik denge kuruluncaya kadar, su, kimyasal potansiyelin yüksek olduğu yerden düşük olduğu yere doğru transfer olur (Atkins, 1988; Sarıkaya, 1993).

Genel olarak tane suyu içeriği ve çevre nispi nemi arasındaki ilişki %65 nispi nem değerine kadar doğrusal bir artış gösterirken, daha yüksek nem değerlerinde bu artış çok daha hızlı olmaktadır. Tahıl taneleri %65 nispi nemde yeterince uzun süre tutulduklarında, tane suyu içeriği yaklaşık %14 seviyesinde dengeye gelmektedir (Loewer ve ark., 1994).

Bir çalışmada tane suyu içeriği %8 olan buğdayın %75 nispi nem ortamında 8 gün tutulduktan sonra %14.5 su içeriğinde higroskobik dengeye ulaştığı, %80 nispi nemde tutulduğunda %16 su içeriğinde, %90 nispi nemde tutulduğunda ise %23 su içeriğinde dengeye ulaştığı belirlenmiştir (Elgün ve Ertugay, 2000).

Tane suyu içeriği depolamanın güvenli bir şekilde yapılabilmesi için kontrol altında tutulması gereken en önemli faktördür. Güvenli bir tahıl depolama için; tahıl türüne göre değişmekle birlikte tane suyu içeriği %14’den ve depo nispi nemi %65’den düşük olmalıdır (Kent ve Evers, 1994).

Depo nispi neminin %65’den daha yüksek değerlerde olması halinde, tahıl tanelerinin su içeriklerinin higroskobik özellikleri nedeniyle %14 değerinin üzerine çıktığı ve bozulmanın hızlandığı tespit edilmiştir (Owens, 2011; Posner ve Hibbs, 2005; Elgün ve Ertugay, 2000). Dolayısıyla sağlam taneli tahılların iyi bir şekilde depolanabilesi için alınacak temel önlemler; tane su içeriğini %14 ve depo nispi nemini ise %65 değerleri altında kalmasını sağlamaktır. Yine bu iki faktörün sıcaklıktan hızlı bir şekilde etkilenmeleri nedeniyle tahıl depolamada, depo sıcaklığının da iyi bir şekilde kontrol altında tutulması gerekmektedir.

Yapılan bir buğday depolama araştırmasına göre; depo sıcaklığı 15°C iken %20 tane suyu içeriğindeki tanelerin 40 gün, %16 tane suyu içeriğindeki tanelerin ise 160 gün kadar depolanabildiği ve depo sıcaklığı 25°C çıkartıldığında ise aynı tane suyu içeriklerinde tanelerin sırasıyla 25 ve 65 gün kadar depolanabildiği belirlenmiştir (Kent ve Evers, 1994). Tane suyu içeriği %16 ve %20 olan buğdayların, 20 hafta boyunca depolandığı başka bir araştırmada ise; yığın sıcaklığı, ergosterol, mikotoksin, küf ve karbondioksit değerlerinin düşük tane suyu içeriğinde sabit kaldığı ve yüksek tane suyu içeriğinde ise sürekli bir artış gösterdiği tespit edilmiştir (Abramson ve ark., 2005).

Araştırmalardan da anlaşıldığı gibi depolama süresini artırabilmek için tane suyu içeriğini ve depo sıcaklığını olabildiğince düşük tutmak gerekmektedir. Yine yapılan başka bir çalışmaya göre; tane suyunun %14’ün ve depolama sıcaklığının da 18°C’nin altında olduğu ortamlarda tahılların iyi bir şekilde depolanabildiği; ancak tane suyu ve depolama sıcaklığının bu değerlerin üzerine çıktığı ortamlarda sırasıyla küf, çimlenme ve böceklenme zararlarının oluştuğu belirlenmiştir (Kent ve Evers, 1994).

Yapılan bir çalışmada; 10°C’den yüksek depolama sıcaklığında ve %17’den yüksek tane suyu içeriğinde küflerin 10 hafta içerisinde görünür forma geçecek kadar çoğaldığı tespit edilmiştir (Nithya ve ark., 2011).

Depolanmış tahılların; solunum, küf ve haşere faaliyeti gibi nedenlerle tane suyu içeriği ve sıcaklığı sürekli yükselme eğilimindedir. Bu durumu kontrol etmek için kullanılan yaygın metot havalandırma işlemidir. Havalandırmada, kullanılacak havanın prensip olarak sıcaklık ve nispi nem değerlerinin depo içi sıcaklık ve nispi nem değerlerinden düşük olması gereklidir.

Havalandırma işlemi atmosferik şartlara bağlılığı nedeniyle her zaman etkin bir şekilde kullanılamamakta ve gerektiğinde risk altındaki ürüne bazen müdahale edilememektedir. Ayrıca havalandırma faaliyeti depo içerisindeki oksijen oranını da yükselttiği için tane solunumunu, küf ve böcek faaliyetlerini ve acılaşmayı da teşvik ettiği göz önünde bulundurulmalıdır.

Havalandırmada doğal dış hava kullanılabildiği gibi soğutucularla sıcaklığı düşürülmüş havalar da kullanılabilmektedir. Yaz ve kış aylarında tahıl sıcaklığının 15°C’nin altında olması için havalandırma yapılmalıdır. Havalandırma ile tahıl sıcaklığının dış atmosfer sıcaklığından en az 5°C düşük olması sağlanmalıdır. Kritik tane suyu içeriğinde (%14) yapılan depolamalarda, depolama sıcaklığının 15°C’yi geçtiği durumlarda tedbir alınmalıdır (Kırtok, 1988; Loewer ve ark., 1994).

2.3. Atmosfer sıcaklığı
Hava sıcaklığı ve havanın tutabileceği nem miktarı arasında doğru orantılı bir ilişki vardır. Hava sıcaklığı arttıkça havanın tutabileceği nem miktarı artarken, hava sıcaklığı azaldıkça havanın tutabileceği nem miktarı da azalmaktadır (Atkins, 1988; Sarıkaya, 1993).

Neme doymamış yani düşük buhar basınçlı hava materyalin kurumasını sağlarken, doymuş yani yüksek buhar basınçlı hava ise soğuk yüzeylere çarptığında çevreye kondanse su damlacıkları bırakmaktadır.

Depolama sırasında depo havası; sıcaklığının yükselmesiyle buğday ve çevreden su alarak veya sıcaklığın düşmesiyle buğday ve çevreye fazla suyu damlacıklar halinde bırakarak dinamik bir denge halinde bulunmaktadır. Bu ilişkinin sonucu olarak sıcaklığın yükselmesiyle hava buğdaydan su alarak nispi nemini yükseltmekte, sıcaklık düştüğünde ise fazla nemini buğday üzerine ve depo cidarına damlacıklar halinde bırakmaktadır.

Bu damlacıklar ise küf faaliyetinin başlangıcı için önemli noktalar haline gelmektedir. Bu durum özellikle gece-gündüz ve yaz-kış sıcaklık farklarına bağlı olarak deponun cidarında, üstünde veya tabanında kalıplaşmış küflü tahıl tabakalarının oluşmasına neden olmaktadır (Loewer ve ark., 1994). Yapılan bir çalışmada atmosfer sıcaklığı nedeniyle depo cidarında, üstünde ve tabanında tahılın sıcaklığının yıl boyu değiştiği belirlenmiştir (Flinn ve ark., 2004).

Kış aylarında deponun dış taraflarındaki tahıl kitlesinin sıcaklığı, merkezi bölgelere göre daha düşüktür. Depoda bulunan toplam tahılın yaklaşık yarısını oluşturan ve çevreye göre göreceli olarak daha sıcak olan merkezi bölgede, hava nispi nemi de yüksek olmaktadır.

Isı ve kütle transferi gereği hava, dolayısıyla su buharı, düşük kimyasal potansiyelli bölgeye doğru transfer olarak (nem göçü) burada ve depo cidarında damlacıklar halinde yoğunlaşarak tane su içeriğin artmasına ve küf faaliyetine uygun bir ortam oluşmasına neden olmaktadır.

Nem göçü olarak bilinen bu durum, sadece kış aylarında değil, yaz başlangıcında ve herhangi bir nedenle deponun bir bölgesinde gerçekleşen kızışma nedeniyle de oluşabilmektedir (Posner ve Hibbs, 1997; Kırtok, 1998).

Şekil 1’de gösterildiği gibi, kış aylarında depo içerisindeki hava, depo çevresinden soğuyarak depo çeperine yakın bölgelerden depo tabanına doğru çöker. Hava bu çöküş hareketi sırasında, tanelerdeki ısıyı alarak sıcaklığını yükseltir ve depo merkezinden yükselerek deponun üstündeki soğuk hava ile karşılaşıp depo üst bölgesine çiğlenme şeklinde nemini bırakır. Böylelikle, depo üst bölgesinde tane suyunun artmasına bağlı olarak küflenmiş, kekleşmiş ve geçirimsiz bir bölge oluşur.

Yaz aylarında ise depo içi hava hareketi tersine dönerek depo tabanında daha nemli ve bozulmaya uygun bir bölge oluşmasına ve depo tabanındaki tahılın küflenmesine neden olmaktadır (Loewer ve ark., 1994; Kırtok, 1998; Dendy ve Dobraszczyk, 2001; Özkaya ve Özkaya, 2005). Bu bozulmaların önüne geçebilmek için kimyasal maddelerin kullanılmasının yanı sıra kışın soğuk hava ile havalandırma ve yazın ise soğutma işlemleri kullanılabilmektedir.

SONUÇ
Tahıllar kötü depolama şartlarında miktar ve ekonomik olarak kayba uğradığı gibi fiziksel, kimyasal, biyolojik, teknolojik ve duyusal kalite kayıplarına da uğramaktadır. Tüm toplumun beslenmesinde önemli bir yere sahip olan tahılların bozulması sonucu; küflenme ile oluşan mikotoksinler kanser gibi, haşerelerin geride bıraktıkları vücut parçaları ise astım gibi allerjik hastalıkların toplumdaki oluşma riskini artırmaktadır.

İyi bir tahıl depolama işlemi için, tahıl silosunda birbirlerini etkileyen; solunum, yığın sıcaklığı, tane suyu ve depo nispi nemi gibi faktörlerin kontrol altında tutulması gerekir. Bu faktörler silo içerisindeki tahılın kendi solunum faaliyetinin yanı sıra mikroorganizma ve haşere faaliyetiyle birlikte atmosferik şartlardan da etkilenmektedir. Sonuç olarak ekonomik kayıp ve sağlık risklerinin oluşmasını engellemek için; tahılların depolanmadan önce bir ön temizlemeyle sanitasyonu sağlanmalı, depolama sürecinde ise tane suyu içeriğinin %14, yığın sıcaklığının 15°C ve depo içi nispi neminin %65 değerlerinin altında tutulması gerekir.

Bir önceki yazımız olan Değirmencilikte hammadde depolaması 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 …