Un Kalitesinin İyileştirilmesi

Gülsüm Yılmaz
Gıda Yüksek Mühendisi
Teknik Müdür- ABP Mühlenchemie Gıda San. ve Tic. A.Ş.

Un kalitesi öncelikle üretildiği buğdayın (paçalın) kalitesi, kullanılan diyagramın niteliği ve işleme şartlarına bağlı olarak oluşur. İşlenebilir kalitede un üretimi için öncelikle işlenen buğdayın iyi analiz edilmesi, gerektiğinde proses şartlarının da bu niteliklere uygun hale getirilmesi esastır. Tüm bunlar sağlandığında dahi, unda istenilen kalitenin elde edilmesinde buğday kalitesinin önemli olduğu bir gerçektir. Son yıllarda yerli buğday kalitesinde yaşanan problemler, unda çeşitli kalite problemlerini doğurmaktadır.
Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte unu istenilen kalite düzeyine taşımak için birçok teknik geliştirilmiştir, ancak katkı maddesi kullanımı halen dünyada en çok başvurulan yöntemdir. İşlenebilir kalite düzeyinde un üretimi için her yolun geçerli olduğu görüşü, bazı kimyasalların insan sağlığına muhtemel etkileri, yasal zorunluluklar, ekonomik endişeler gibi nedenlerden dolayı terk edilmiştir. Bu nedenle günümüzde belirli sağlık kriterlerine ve ekonomik kriterlere uygun ve avantajlı ürünler için gittikçe artan bir talep söz konusudur.

Gıda Katkı Maddesi: Besleyici değeri olsun veya olmasın, tek başına gıda olarak tüketilmeyen ve gıdanın karakteristik bileşeni olarak kullanılmayan, teknolojik bir amaç doğrultusunda üretim, muamele, işleme, hazırlama, ambalajlama, taşıma veya depolama aşamalarında gıdaya ilave edilmesi sonucu kendisi ya da yan ürünleri, doğrudan ya da dolaylı olarak o gıdanın bileşeni olması beklenen maddelerdir

Her bir gıda katkı maddesinin dünyadaki kullanımı, Türkiye’nin asil üyesi olduğu Birleşmiş Milletlere bağlı Dünya Sağlık Organizasyonu (WHO) ve Dünya Gıda ve Tarım Teşkilatı (FAO) önderliğinde yürütülen ortak bir kuruluş tarafından bilimsel ve tıbbi çalışmalar sonucunda belirlenir. Ortaklaşa oluşturulan bu örgütün ismi Katkı Maddeleri Uzmanlar Komitesi’dir. Meydana gelen bu ortak komite JECFA (Joint Expert Commitee on Food Additive) gıda katkı maddelerinin insan sağlığına zarar vermeden hangi miktarlarda tüketilebileceği üzerine çalışmalar yapmaktadır. Buna yönelik hangi gıda katkı maddesinin hangi gıdada kullanılacağına da bu komite karar vermektedir. Bu tespitler, gıda katkı maddelerinin toksikolojik ve karsinojenik araştırmaları sonucunda yapılmaktadır.

Gıda katkı maddeleri Avrupa Birliği ülkelerinde birlik bünyesindeki uzman kuruluşlar tarafından denetlenir. Türkiye’deki gıda katkı maddelerine ilişkin düzenlemeler, Uluslararası Gıda Kodeksi, FDA Kodeksi ve Avrupa Kodeksi esas alınarak yürütülmektedir.

Un sanayiinde katkı maddelerinin kullanım amacı, katkı maddelerinin unun son ürüne işlenebilirlik özelliklerini olumsuz etkileyen kalite karakteristikleri üzerinde etki göstererek bu karakteristikleri iyileştirmesi ve bu yolla unun istenen kalite düzeyine getirilmesidir.

Fırında unun ekmeğe işlenmesi sırasında hamurkarlar, deneyimleri sayesinde unun işlenme özelliklerini değiştirerek kalite dalgalanmalarını belli bir seviyeye kadar karşılayabilmektedirler. Ancak günümüzde ekmek üretim sektöründe de rekabetin artmasıyla birlikte tüketici beklentilerinin karşılanması için unun belli bir standartta üretimi daha fazla önem taşımaya başlamıştır. Burada en büyük sorumluluk un üreticisine ait olmakta ve unun standardizasyonu, değirmencilik sanatının uygulanmasıyla ve un kalitesini iyileştirici katkı maddeleriyle sağlanmaktadır. Un sektöründe sürekli şekilde ve yüksek miktarda un üretimi yapılması, iyi akıcılığa sahip ve düşük dozajlı ürünler kullanımını gerektirmektedir.
YÜKSELTGENME (OKSİDASYON) VE UNUN OLGUNLAŞMASI
Günümüzde buğday mümkün olan en hızlı şekilde işlenmekte, unun havadaki oksijenle temas ederek olgunlaşması için günlerce bekletilmesi mümkün olmamaktadır. Bu yüzden olgunlaşma işlemi yükseltgen (oksidatif) maddeler yardımı ile hızlandırılmaktadır.

Yükseltgenme öncelikle glutende bulunan sülfidril gruplarını etkileyerek, sülfidril gruplarının oksidasyonu uzun gluten molekülünün farklı bölümleri ya da ayrı gluten molekülleri arasında kurulan disülfit bağlarının oluşumu sayesinde protein yapısının güçlenmesini sağlamaktadır.

ASKORBİK ASİT
Unda glutenin kuvvetlendirilmesi için kullanılan en önemli katkı maddesi, C vitamini olarak da adlandırılan askorbik asittir. Askorbik asit aslında yükseltgen değil indirgen bir maddedir, ancak yoğurma sırasında undaki enzimlerin (L-Askorbik Asit Oksidaz) etkisiyle Dehidro L-Askorbik Asit (DHL-AA) adı verilen yükseltgen maddeye dönüşür. Oluşan DHL-AA unda bulunan Dehidro L-Askorbik Asit Redüktaz enziminin katalitik etkisiyle yeniden L-AA’ya indirgenirken, hamurun yoğrulması sırasında yan yana gelen bazı SH (Sülfidril) gruplarının yükseltgenerek S-S (disülfit) bağları oluşturmasını sağlar ve hamurun gluten yapısının oluşumunda önemli rol oynar .Bu işlem sırasında aynı zamanda, gluten molekülleri arasında kurulan disülfit bağlarını kopararak unun zayıflamasına neden olan glutasyon molekülleri etkisiz hale getirilir . Bu sayede hamurun yoğrulması sırasında bir yandan disülfit bağları kurulurken diğer yandan bunların kopması engellenir, glutenin güçlenmesi ile hamur istenilen yapıyı kazanır.

Saf askorbik asit, değirmenlerde 100 kg una ortalama 0,5-6 gr. arası gelecek şekilde dozajlanır. Çok zayıf glutenli unlarda ya da hamurun dondurulması gibi direnç düşürücü uygulamalarda, bu oran 6-10 gr.’a kadar çıkabilir. Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği’ne göre askorbik asit una (QS:Quantum Satis:Belirlenmemiş miktar) hedeflenen amacı sağlamak için gerekli olan miktardan daha yüksek olmayan bir miktarda ilave edilmelidir.
Askorbik asit günümüzde çoğunlukla glukozun biyokimyasal işlemlere tabi tutulması ile üretilmekte, farklı partikül boyutlarında, toz ve kristal olarak piyasaya sunulmaktadır. C vitamini doğal kaynaklardan da elde edilebilmekte ancak sentetik olanının onlarca kat fazlasına mal edilmektedir.
ENZİMLER
Enzimler protein yapısında, biyolojik reaksiyonları hızlandıran biyolojik katalizörlerdir. Enzimlerin karmaşık reaksiyonları gerçekleştirebilmesi, endüstriyel enzimlerin üretimine neden olmuştur. Bu amaçla kullanılan kaynaklardan biri de mikroorganizmalardır. Mikroorganizmalardan elde edilen enzimler, birçok kimyasal maddenin çok ekonomik ve hızlı bir şekilde üretilmesine olanak sağlamaktadır. Üretilen bu enzimler ilaç, tekstil, gıda gibi birçok alanda giderek artan miktarlarda kullanılmaktadır.

Enzimlerin kullanımıyla üretilen çok daha kaliteli ve güvenli ürünler, firmaların rekabet gücünü arttırmaktadır.

Enzimler yıllardır gıda sektörünün her alanında kullanılmaktadır. Diğer çoğu gıda uygulamasının aksine un sanayiinde enzimler etkilerini kullanıldıkları anda, yani değirmende göstermezler. Una ilave edilen enzimlerin reaksiyona geçebilmeleri için diğer aşamaya geçilmesi, yani fırıncının una su eklemesi gereklidir. Enzimlerin avantajları arasında farklı etki ve kullanım amacına göre özelleşmiş olmaları, az miktarlarda kullanılmaları ve doğal olmaları sayılabilir.

Un sanayinde kullanılan enzim preparatlarının temel olanları; amilazlar, hemiselülazlar, glukoz oksidazlar, lipazlar ve proteazlardır.

• Amilazlar
Un sanayinde en çok kullanılan amilaz çeşitleri alfa amilaz, beta amilaz ve glukoamilaz enzimleridir. Çoğu enzim gibi amilazlar da sadece suda çözünmüş maddeler üzerinde etki gösterir. Alfa amilaz, nişasta molekülünün dallanmamış bölümlerini küçük parçalara böler. Bu dekstrinler, beta amilaz ve glukoamilaz için substrat görevi görür. Bu enzimler de, maltoz ve glukoz gibi maya tarafından doğrudan kullanılabilecek şekerler oluşturur. Reaksiyon sonucu hamurun akışkanlığı artar, mayalanma gücü ve hacim yükselir, lezzet ve renk iyileşir, ekmek içinin yumuşaklığı korunarak raf ömrü uzar.

• Hemiselülaz, Pentozanaz, Ksilanaz
Tip 500 buğday unu, yaklaşık olarak % 2,5 oranında pentozan içerir. Pentozanlar, ağırlıklarının on katına kadar su bağlayabilirler. Bunlar hemiselülozlar olarak adlandırılır ve glikoz yanında ksiloz, arabinoz gibi farklı şekerlerden oluşur. Buna bir örnek ksiloz omurgası üzerinde arabinoz zincirlerinden oluşan bir pentozandır. Bu yapı ksilan ya da arabinoksilan adı ile anılmakta, ksilanaz, arabinoksilanaz (ya da genel adıyla) pentozanaz enzimleri tarafından parçalanmaktadır. Pentozanların yaklaşık üçte biri suda çözünebilirken kalanı çözünmemektedir. Ksilanaz bu yapıyı parçalarken öncelikle suda çözünebilen moleküller oluşturur, bu da su kaldırmayı ve viskoziteyi artırır. İşlem sırasında bu moleküller daha da parçalandıkça su salınmaya başlar ve viskozite de düşer.

Pentozanların glutenle bir ağ yapısı içerisinde bulunduğu düşünülmektedir . Pentozan oranı yükseldikçe bu yapı da sıkılaşmakta, dolayısıyla son ürün hacmini düşürmektedir. Hacim normalde unda çok az miktarda bulunan hemiselülazların (pentozanazlar, ksilanazlar ve hemiselüloz yapısına etki eden diğer enzimleri kapsayan bir enzim ailesi) una dışarıdan ilavesi ile önemli ölçüde artırılabilir. Özellikle ksilanazlar son dönemde fırıncılık ürünleri için en önemli hacim kazandırıcı enzimlerden biri haline gelmiştir. Ancak bunların arabinoksilan molekülü üzerindeki etkileri oldukça farklıdır. Farklı ksilanazlar daha kuru veya daha yapışkan hamur yüzeyi, daha az veya fazla su kaldırma, daha yumuşak veya sert hamur, daha ince veya kaba gözenek yapısı gibi faklı sonuçlar vermektedir.

Hemiselülazlar FN (Falling Number) üzerine fazla etki göstermezler ancak Alveogram ve Extensogram eğrisinde protein üzerinde etkileri olmamasına rağmen direnç düşürücü ve uzayabilirliği arttırıcı bir etki gösterirler. Bu yumuşatıcı etki pentozan-protein ağ yapısının gevşemesi, pentozan jel yapısından suyun salınması ve bu sayede glutenin hidrasyonu ile ilgilidir. Bu enzimlerin çoğu Aspergillus cinslerinden elde edilmektedir. Bakteri suşlarından da ksilanaz enzimi üretilmeye ve un sektöründe kullanılmaya başlanmıştır.

• Glukoz oksidaz:
Genellikle fungal kaynaklı olarak üretilen bu enzim, hamurdaki glukozu havadaki oksijenin yardımıyla glukonik asite çevirirken aynı zamanda hamurda hidrojen peroksit oluşmasını sağlar. Yükseltgen bir madde olan hidrojen peroksit, askorbik asitin DHAA’ya dönüşmesi, glutasyon’un yükseltgenmesi ve glutendeki disülfit bağlarının kurulması gibi birçok işlemde yer alır (Not: Birçok peroksitli bileşik yüksek derecede kararsızdır, yanıcı veya yanmayı hızlandırıcı etkiye sahiptir. Bu yüzden un sektöründe doğrudan kullanılmaları önerilmemektedir.)

Glukoz + H2O + O2 Glukoz Oksidaz Glukonik Asit + H2O2

• Lipolitik enzimler
Lipaz, fosfolipaz, galaktolipaz gibi enzimler de un sektöründe kullanımı tercih edilen enzimlerdir. Bunlar undaki polar olmayan trigliseridleri, mono ve digliseridlere, polar fosfo ve galaktolipidleri daha hidrofilik (suda daha iyi çözünen) lizo formlarına dönüştürür. Teoride bu oluşumlar bildiğimiz emülgatör etkisi göstermektedir, ancak ortaya çıkan maddelerin miktarının düşük olması normalde bu etkiyi sağlamalarına yetecek kadar değildir. Fakat lipazlar tarafından etki edilen lipidler, proteine yakın bölgelerde bulunmaktadır ve bu yüzden una dışarıdan katılan emülgatörlerden daha etkili olmaktadırlar.

• Proteazlar
Bu enzimler gluten proteinin disülfit bağlarını kırar. Bu yüzden öncelikle bir yumuşamaya, sonrasında yapının tamamı ile parçalanmasına neden olur.

Kısa gluten yapısında hafif bir yumuşama istendiği durumda proteazlar sistein ile benzer işlev görebilir. Ancak etkisi miktarla sınırlı olan sisteinden farklı olarak proteaz enzimi, sürekli olarak çalışmaya devam eder. Bunun sonucunda etkisi mayalanma süresi ile birlikte artar. Bu yüzden diğer enzimlerin preparatlarında eser miktarda bile proteaz kalıntısı bulunmaması istenir.
Proteazların, gluten açısından zengin ve kuvvetli unlarda, gluten yapısını rahatlatmak ve işlenebilirliği kolaylaştırmak amaçlı kullanımı söz konusudur. Ülkemizde ekmeklik ve özel amaçlı unlarda –bu tip bir iyileştirme ihtiyacı genellikle olmadığından- bu yönlü kullanım uygulama bulmamaktadır Bunun yanında proteazlar, gluten elastikiyeti istenmeyen ama uzayabilirliğin de olmazsa olmaz olduğu kraker, bisküvi ve gofret uygulamalarında, istenilen yapının sağlanması amacıyla etkin olarak kullanılırlar.

Bir önceki yazımız olan Un Kalitesinde Katkı Maddelerinin Yeri ve Önemi başlıklı makalemizde buğday, bulgur ve ekmek hakkında bilgiler verilmektedir.

Kontrol edin

Diagram tekniğine yabancı olanlar için…

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