Çimlendirilmiş amarant (Amaranthus sp.) ve karabuğday (Fagopyrum sp.) tohumlarının ekmek ve tarhana üretiminde kullanımı
The usage of germinated amaranth (Amaranthus sp.) and buckwheat (Fagopyrum sp.) seeds in the production of bread and tarhana
Yazar: NEZAHAT OLCAY
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KÜRŞAT DEMİR
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Glutensiz yapılarının yanı sıra zengin besinsel içeriklere sahip yalancı tahıllar, değişen beslenme
alışkanlıklarıyla tüketiciler tarafından daha fazla tercih edilmeye başlanmıştır. Bu durum, gıda endüstrisinin
ve araştırmacılarının yalancı tahıllı ürün formülasyonları geliştirilmesine olan ilgisini de artırmıştır. Bu
çalışmada, yalancı tahıllardan karabuğday ve amarant kullanılarak, besinsel ve fonksiyonel özellikleri
artırılmış, yeni fermente tahıl ürünleri formülasyonlarının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla,
karabuğday ve amarant tohumları üç farklı ön işlem uygulanarak (kimyasal dezenfektan (NaOCl), ultrason
işlemi ve Lactobacillus plantarum inokülasyonu) çimlendirilmiş, ardından kurutulup öğütülerek elde edilen
unlar dört farklı oranda (%0, 10, 20 ve 30), tarhana ve ekmek formülasyonunda buğday ununa ikame
edilmiştir. Çimlendirilmiş karabuğday ve amarant unları ve bunlardan üretilen tarhana ve ekmek
örneklerinin bazı fiziksel, kimyasal, besinsel ve duyusal özellikleri araştırılmıştır.
Çimlendirilmiş yalancı tahıl unları, buğday unundan daha koyu ve kırmızı renkte bulunmuştur.
Ultrason uygulaması yalancı tahıl unlarının L* değerlerinin daha yüksek bulunmasına neden olmuştur.
Çimlendirilmiş amarant unlarının ham kül, yağ ve protein açısından, çimlendirilmiş karabuğday unlarının
ise dirençli nişasta ve toplam nişasta açısından diğer örneklerden üstün olduğu görülmüştür. Çimlendirilmiş
yalancı tahıl unlarının fitik asit içerikleri buğday unundan önemli derecede yüksek bulunsa da, ultason
uygulaması ve L. plantarum inokülasyonun fitik asiti azaltıcı etkisi dikkat çekmiştir. Çimlendirilmiş
karabuğday unlarının serbest, bağlı ve toplam fenolik madde içerikleri ile serbest ve bağlı DPPH ve FRAP
antioksidan aktivite değerlerinin oldukça yüksek bulunması, fonsiyonel gıda bileşeni olarak kullanım
potansiyelini ortaya koymuştur. L. plantarum inokülasyonu, çimlendirilmiş unların FRAP değerleri
üzerinde pozitif etki göstermiştir. Çimlendirilmiş amarant unları zengin Ca, Mn, Fe, Zn, Se, Na ve Mg
içerikleriyle ön plana çıkmıştır. Farklı ön işlemler uygulanarak çimlendirilmiş karabuğday ve amarant
unlarınun ekstrakte edilebilir mineral madde içeirkleri buğday unundan yüksek bulunurken, ultrason
uygulaması ve L. plantarum inokülasyonunun hem mineral madde içeriklerini hem de minerallerin
ekstrakte edilebilirliklerini artırdığı tespit edilmiştir. Buğday ununun kül ve nişasta sindirilebilirliğinin
düşük bulunması, çimlendirilmiş yalancı tahıl unlarının besin maddelerinin alımına olan önemli katkısına
işaret etmektedir. Ultrason uygulaması ve L. plantarum inokülasyonu, çimlendirilmiş unların
sindirilebilirlik değerleri üzerinde de pozitif etki göstermiştir.
Çimlendirilmiş karabuğday ve amarant unlarının tarhana ve ekmek formülasyonunda kullanılması,
daha koyu, kırmızı ve sarı renkli son ürünlerin üretilmesine neden olmuştur. Çimlendirilmiş yalancı tahıl

v

unu ikamesi tarhanaların su ve yağ absorpsiyon kapasitelerini artırırken, köpük kapasitesi ve köpük
stabilitesinin azalmasına neden olmuştur. Çimlendirilmiş yalancı tahıl unu ikamesi, ekmeklerde ise ağırlık,
sertlik, sakızımsılık ve çiğnenebilirlik değerlerinde artış, hacim, elastikiyet, koheziflik ve esneklik
değerlerinde azalma görülmesine neden olmuştur. Çimlendirilmiş karabuğday ve amarant unu ikamesi,
tarhana ve ekmek örneklerinin ham yağ, ham kül, ham protein, dirençli nişasta ve toplam nişasta içeriklerini
zenginleştirmiştir. Ultrason uygulaması ve L. plantarum inokülasyonunun çimlendirilmiş unlardaki pozitif
etkisi, tarhana ve ekmek örneklerinde son ürüne yansımamıştır. Serbest, bağlı ve toplam fenolik madde
içerikleri ile serbest ve bağlı DPPH ve FRAP antioksidan aktivite değerleri, tarhana ve ekmeklerdeki
çimlendirilmiş yalancı tahıl unu ikamesiyle önemli derecede artmıştır. Benzer şekilde, son ürünlerin
mineral madde içerikleri ve mineral maddelerin ekstrakte edilebilirlikleri de çimlendirilmiş karabuğday ve
amarant unu ikamesiyle oldukça gelişmiştir. Besinsel özelliklerin yanı sıra, sindirilebilirlik özellikleriyle
ilişkili olarak, çimlendirilmiş yalancı tahıl unu ikameli örneklerin besin maddelerinin biyobulunabilirlik
özellikleri de kontrol örneklerinden üstün bulunmuştur. Duyusal değerlendirmede, %10 oranında
çimlendirilmiş karabuğday ve amarant unu ikamesine sahip tarhana örnekleri ve %30 ikame oranına sahip
ekmek örnekleri daha fazla beğeni kazanmıştır.

Abstract:
Pseudocereals, known for their rich nutritional profiles and gluten-free properties, have gained
increasing popularity among consumers due to evolving dietary preferences. This trend has sparked greater
interest within both the food industry and academic research, particularly in the development of innovative
pseudocereal-based product formulations. The present study aimed to create new fermented cereal products
with enhanced nutritional and functional qualities by incorporating pseudocereals such as buckwheat and
amaranth. To achieve this, the seeds of buckwheat and amaranth were germinated using three distinct
pretreatment methods (chemical disinfection (NaOCl), ultrasound treatment, and inoculation with
Lactobacillus plantarum). Following germination, the seeds were dried, ground into flour, and then
substituted for wheat flour in tarhana and bread formulations at varying levels (0, 10, 20 and 30%). The
study examined various physical, chemical, nutritional, and sensory characteristics of both the germinated
pseudocereal flours and the resultant tarhana and bread products.
The germinated pseudocereal flours were found to be darker and more reddish in color compared
to wheat flour. Ultrasound treatment increased the lightness (L*) values of the pseudocereal flours.
Germinated amaranth flours exhibited higher levels of crude ash, fat, and protein than the other samples,
while germinated buckwheat flours were superior in terms of resistant starch and total starch content.
Although the phytic acid content of the germinated pseudocereal flours was significantly higher than that
of wheat flour, ultrasound treatment and L. plantarum inoculation notably reduced the phytic acid levels.
Additionally, the germinated buckwheat flours contained high amounts of free, bound, and total phenolic
compounds, as well as enhanced antioxidant activity (DPPH and FRAP), indicating their potential as
functional food ingredients. The L. plantarum inoculation also positively influenced the FRAP values of
the germinated flours. Germinated amaranth flours stood out for their rich mineral content, particularly in
Ca, Mn, Fe, Zn, Se, Na and Mg. The extractable mineral content of germinated buckwheat and amaranth
flours was higher than that of wheat flour, and both ultrasound treatment and L. plantarum inoculation were
found to increase both the mineral content and the mineral extractability. Wheat flour exhibited low ash
and starch digestibility, highlighting the significant contribution of germinated pseudocereal flours to
nutrient absorption. Ultrasound treatment and L. plantarum inoculation also positively affected the
digestibility of the germinated flours.

vii

The incorporation of germinated buckwheat and amaranth flours into tarhana and bread
formulations resulted in products with darker, red, and yellow hues. The substitution of germinated
pseudocereal flours increased the water and oil absorption capacities of tarhana, but it also decreased foam
capacity and foam stability. In bread, pseudocereal flour substitution led to increases in weight, hardness,
gumminess, and chewiness, while reducing volume, elasticity, cohesiveness, and flexibility. The
substitution enriched the crude fat, ash, protein, resistant starch, and total starch contents of both tarhana
and bread samples. However, the positive effects of ultrasound treatment and L. plantarum inoculation on
the germinated flours were not reflected in the final products. Furthermore, the substitution of germinated
pseudocereal flours significantly increased the free, bound, and total phenolic contents, as well as the DPPH
and FRAP antioxidant activity in both tarhana and bread samples. Mineral content and mineral
extractability were similarly enhanced in the final products. Beyond their nutritional benefits, the
bioavailability of nutrients in the germinated pseudocereal flour-substituted samples was superior to that of
the control samples, particularly with respect to digestibility. Sensory evaluation revealed that tarhana
samples with 10% germinated buckwheat and amaranth flour substitution, and bread samples with 30%
substitution, were the most favored by panelists.