Baklagil unu ve modifiye edilmiş nişasta ilavesinin glutensiz ekmek kalitesi ve glisemik indeksi üzerine etkisi
Effects of legume flour and modified starch addition on the quality and glycemic index of gluten-free bread
Yazar: ASLI CİHAN
Danışman: PROF. DR. ARZU BAŞMAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tahıl ürünleri bazı kişilerde hastalıklara sebep olmaktadır. Çölyak hastalığı bunlardan biri olup, gluten veya gluten benzeri proteinlere karşı hassasiyetten dolayı bağırsak emilim düzensizliğine neden olmaktadır. Çölyak hastaları buğday, çavdar, arpa gibi tahılları tüketmekten kaçınmalıdırlar. Glutensiz diyet aşırı enerji, protein ve yağ tüketimi ile birlikte düşük miktarda besinsel lif alımı ile karakterize edilmektedir. Glutensiz formülasyonlarda asıl hammadde olarak genellikle nişasta kullanıldığı için, glutensiz ekmeklerin glisemik indeks değerlerinin buğday ekmeğine kıyasla daha yüksek olduğu bildirilmiştir. Çölyak hastalarında tip 1 diyabet görülme sıklığının yüksek olduğu bildirilmiştir. Bu yüzden, glutensiz diyette glisemik kontrolün sağlanması önemlidir.
Bu çalışmada glutensiz ekmek formülasyonlarında farklı oranlarda su (%80, %84, %88, %92) ile birlikte farklı oranlarda (70:30,60:40) pirinç unu:nişasta (patates, mısır) veya farklı oranlarda su ilavesi (%92, %100, %108) ile birlikte farklı koşullarda kızılötesi ısı-nem uygulanmış nişasta veya farklı oranlarda (%10, %15, %20) nohut unu veya mercimek unu kullanılmıştır. Kızılötesi ısı-nem uygulanmış patates nişastası üretmek için %30 neme tavlanan nişastaya 730W kızılötesi gücünde toplamda 30, 60, 90 dk olacak şekilde tekli veya kademeli modifikasyon uygulanmıştır. Isı-nem uygulanmış patates nişastalarında genellikle çift kırınımın ve tipik B-tipi X-ışını kırınım deseninin korunduğu gözlenmiştir. Kızılötesi uygulaması,
ii
özellikle tekli modifikasyonda, kristal yapı oranında azalmaya sebep olmuştur. Kızılötesi uygulanmış örneklerde Tf–To değerlerinde önemli artışlar, ΔH değerinde azalma gözlenmiştir. Bazı nişasta örneklerinin çirişlenme özelliklerinde kızılötesi ısı-nem uygulaması önemli etki yaratmıştır. RVA'da ısıtma ve bekletme süresi boyunca viskozitenin sürekli arttığı gözlenmiştir ve tipik RVA çirişlenme profili elde edilememiştir. Doğal patates nişastası ile kıyaslandığında kızılötesi ısı-nem uygulanmış nişastalar daha yüksek HSN (Hızlı Sindirilebilir Nişasta), YSN (Yavaş Sindirilebilir Nişasta), tahmini glisemik indeks değerlerine ve daha düşük enzime dirençli nişasta miktarına sahiptir.
Çalışmanın ilk aşamasında, %92 su ve 70:30 oranında pirinç unu:patates nişastası içeren ekmek formülasyonu temel glutensiz ekmek formülasyonu olarak seçilmiştir. Bu ekmeğin tahmini glisemik indeks değerinin patates veya mısır nişastası içeren ekmekler içerisinde en düşük olduğu belirlenmiştir. Bu ekmeğin 1. ve 3. gün sertlik ve çiğnenebilirlik değerleri muadili olan aynı oranda mısır nişastası içeren ekmeğe kıyasla daha düşüktür.
Çalışmanın ikinci aşamasında, temel glutensiz ekmek formülasyonundaki patates nişastasının yerine kızılötesi ısı-nem uygulanmış patates nişastası ilave edilmiştir. Modifiye nişasta içeren ekmekler arasında en düşük glisemik indeks değeri (eGI: 97.95±0.216) 15dk-4°C-15dk şeklinde kademeli modifikasyon uygulanmış patates nişastası ve %92 su ilavesi ile elde edilmiş ekmekte belirlenmiştir. Kıyaslanabilir glisemik indeks değerlerine sahip ekmeklere kıyasla (istatistiksel farkın olmadığı), bu ekmek daha yüksek spesifik hacim ve daha düşük sertlik değerlerine sahiptir. Bu yüzden bu formülasyondaki pirinç unu yerine nohut unu veya mercimek unu (%10, %15, %20) ilave edilmiştir. %20 oranında nohut unu içeren ekmek en yüksek spesifik hacim değerine, en düşük HSN, en yüksek enzime dirençli nişasta ve en düşük tahmini glisemik indeks değerine (eGI: 80.16±0.380) sahiptir.

Abstract:
Cereal products may cause various diseases in some people. Celiac disease is one of these which cause intestinal mucosal damage due to the sensitivity to gluten or gluten-like proteins. Celiac patients must avoid consuming wheat, rye, barley. Gluten-free diet is characterised by high amount of energy, protein, lipid consumption and low amount of dietary fiber intake. Since starch is the most commonly used raw material in gluten-free formulations, the glycemic index of gluten-free bread was reported to be higher than that of wheat bread. High incidence of type 1 diabetes in celiac patients have been reported. Therefore, maintenance of a good glycemic control is an important task in a gluten-free diet.
In this study, different rice flour-starch (potato, corn) ratios (70:30, 60:40) at different water addition levels (80, 84, 88, 92%) or different IR-HMT (infrared heat-moisture treated) potato starches at different water addition levels (92, 100, 108%) or chickpea and lentil flours at different addition levels (10, 15, 20%) were used in the gluten-free bread formulations. For the production of IR-HMT potato starch, starch tempered to 30% moisture content was treated at 730W IR power by one-step or two-step modification with a total duration of 30, 60 or 90 min. IR-HMT potato starches mostly retained birefringence and typical B-type X-ray diffraction pattern. Infrared treatment, especially one-step modification, caused a decrease in relative
iv
crystallinity. Significant increases in Tf–To values and a decrease in ΔH were observed in IR-treated samples. IR-HMT had a significant effect on the pasting properties of some starches. A continuous increase in viscosity during the RVA heating and holding period was observed and a typical RVA pasting profile was not obtained. As compared to native potato starch, IR-HMT starches exhibited higher RDS (Rapidly digestible starch), SDS (Slowly digestible starch), estimated glycemic index values and lower resistant starch content.
In the first part of the study, bread formulation including 92% water and rice flour:potato starch at a ratio of 70:30 was selected as a basic gluten-free bread formulation. Estimated glycemic index value of this bread was found to be the lowest among all bread samples including potato or corn starch. Hardness and chewiness values at the 1st and 3rd day of storage were lower as compared to its counterpart including corn starch.
In the second part of the study, IR-HMT potato starches were added in the basic gluten-free bread formulation, instead of native potato starch. Among all bread samples including modified starch, the lowest estimated glycemic index (eGI: 97.95±0.216) was obtained in the sample including 92% water and two-step modified starch (15min-4°C-15min). As compared to other bread samples having comparable (not significantly difference) glycemic index values, this bread sample had higher specific volume and lower hardness values. Therefore, chickpea or lentil flour (10, 15, 20%) was added to this formulation instead of rice flour. The bread sample including 20% chickpea flour were found to have the highest specific volume, lowest RDS, highest resistant starch and lowest estimated glycemic index value (eGI: 80.16±0.380).