Bazı ekmeklik buğday çeşitlerinin fonksiyonel ve tam buğday ekmeği özelliklerinin karşılaştırılması, kalite ve fonksiyonel özellikler bakımından iyileştirilme olanaklarının araştırılması
Comparison of bread wheat cultivars in terms of functional and whole wheat bread properties and an investigation on the potential improvement of quality and functional properties
Yazar: BUKET ÇETİNER
Danışman: PROF. DR. HAMİT KÖKSEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Ekmeklik buğday = Bread wheat

Özet:
Bu çalışmada, Türkiye'de yaygın olarak yetiştirilen altı ekmeklik buğday çeşidi (yeni çeşitler), 1970 yılı ve öncesinde tescil edilen dokuz farklı ekmeklik buğday çeşidi (eski çeşitler) ve Anadolu'da geçmişten günümüze yetiştirilen üç farklı yerel buğday (landraces) kullanılmıştır. Yeni çeşitlerin geliştirilmesi ve yaygınlaşması, yerel çeşitlerin üretiminde önemli ölçüde azalmaya neden olmuştur. Bu tezin temel amacı, yeni ve eski ekmeklik buğday çeşitleri ve yerel buğdayların kalite, fonksiyonel ve beslenme özelliklerini belirlemek ve karşılaştırmaktır. Buğdayların, fiziksel özellikleri (hektolitre ağırlığı, bin tane ağırlığı ve SKCS sertlik indeksi), Zeleny sedimentasyon değeri, protein, suda çözünen / toplam arabinoksilan, çözünür ve toplam besinsel lif, fitik asit, mineral madde ve fenolik madde içerikleri, safra asidi bağlama kapasiteleri belirlenmiştir. İkinci amaç, yeni ve eski ekmeklik buğday genotipleri kullanılarak üretilen tam buğday ekmeklerinin (TBE) kalite, fonksiyonel ve beslenme özelliklerini belirlemek ve karşılaştırmaktır. Üçüncü amaç, enzimin (ksilanaz) TBE'nin kalite ve fonksiyonel özellikleri üzerindeki etkisini incelemektir. Dördüncü amaç, yeni ve eski ekmeklik buğday çeşitleri kullanılarak üretilen TBE'lerin in vitro tahmini glisemik indeks değerlerini belirlenmek ve karşılaştırmaktır.
Sonuçlar, eski ve yeni buğdaylar arasında fiziksel özellikler açısından büyük bir fark olmadığını göstermiştir. Bununla birlikte, eski çeşitlerin endospermleri yeni çeşitlerinkinden daha yumuşaktır. Yerel çeşitlerin, tüm örnekler arasında en yüksek ortalama protein içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yeni çeşitlerin ortalama sedimentasyon, modifiye sedimentasyon, Farinograf gelişme süresi, stabilite ve kalite sayısı değerlerinin eski çeşitlerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir.
Yeni çeşitlerin en yüksek ortalama toplam besinsel lif ve toplam arabinoksilan içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yerel çeşitlerin en yüksek ortalama çözünen besinsel lif, fenolik madde, fitik asit, Ca, K, Mg, Mn, P ve Zn içeriğine sahip olduğu, ancak tüm genotipler arasında en düşük safra asidi bağlama kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir.
Yeni çeşitlerden üretilen TBE'lerin, eski çeşitlerden üretilen TBE'lere kıyasla daha yüksek ortalama hacim ve daha düşük sertlik değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Eski buğday çeşitlerinin TBE'lerinin, yeni buğday çeşitlerine kıyasla daha yüksek ortalama çözünen besinsel lifi içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Enzim eklenen TBE'lerin (TBE-E), kontrol TBE'lere kıyasla daha yüksek hacim ve daha düşük sertlik değerlerine (1. gün) sahip olduğu belirlenmiştir. TBE-E'lerin, kontrol TBE'lere kıyasla daha yüksek WEAX (water extractable arabinoxylan; suda çözünen arabinoksilan) içeriğine sahip olduğu ortaya konulmuştur.
Yeni buğday çeşitlerinden üretilen TBE'lerin, eski buğday çeşitlerine kıyasla en yüksek ortalama Ca, Cu ve Zn içeriğine ve en düşük P içeriğine sahip olduğu tespit edilmiştir (p<0.05). Yeni buğday çeşitlerinden üretilen TBE'lerin, eski buğday çeşitlerine kıyasla en yüksek ortalama Cu ve S biyoyararlanımına ve en düşük ortalama Ca, Fe ve Mn biyoyararlanımına sahip olduğu belirlenmiştir (p <0.05). Yeni çeşitler ve eski çeşitlere ait TBE'lerin ortalama tahmini (in vitro) glisemik indeks (GI) değerleri karşılaştırıldığında, aralarındaki farklar önemli bulunmamıştır.
Bu çalışmada incelenen özellikler yönünden elde edilen sonuçlar, bazı kalite/fonksiyonel/besinsel özellikler bakımından yeni buğdayların, diğer kalite/fonksiyonel/besinsel özellikler bakımından da eski çeşitler veya yerel buğdayların öne çıktığını göstermektedir. Islah programlarında arabinoksilan içeriği özellikle WEAX içeriği, mineral madde ve fenolik madde içeriği, mineral biyoyararlanımı, safra asidi bağlama kapasitesi daha yüksek, fitik asit içeriği daha düşük olan buğday hatlarını seçecek şekilde düzenlemeler yapılmalıdır. Bu çalışmanın sonuçları, eski çeşitlerin ve yerel buğdayların öne çıkan özellikleri bakımından iyi bir gen kaynağı olabileceğini ve yeni çeşitler geliştirmek için buğday yetiştirme programlarında kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Six bread wheat varieties (modern cultivars) widely grown in Turkey, nine different bread wheat varieties registered in former years prior to 1970 (old cultivars) and three different local wheats grown in Anatolia in the past (landraces) were used in the present study. The production of the landraces significantly decreased after the introduction of modern varieties. The main aim of this thesis was to determine and compare the quality characteristics, functional properties and nutritional properties of the modern and old bread wheat varieties and landraces. Physical properties (hectoliter weight, thousand kernel weight and SKCS hardness index), Zeleny sedimentation value, protein, water extractable/total arabinoxylan, soluble and total dietary fiber, phytic acid, phenolic and mineral contents, bile acid binding capacities of wheats were determined. The second aim was to determine and compare the quality, functional and nutritional properties of whole wheat breads (WWB) produced using modern and old bread wheat genotypes. The third aim was to investigate the effect of enzyme (xylanase) on quality and functional properties of WWB. The fourth aim was to determine and compare the glycemic index (GI) of WWB produced using modern and old bread wheat varieties.
The results indicated that there were no extreme differences between the old and new wheats in terms of physical properties. However, endosperms of the old cultivars were softer than those of the modern cultivars. Landraces had the highest average protein content among all samples. Average sedimentation and modified sedimentation values, Farinograph development time, stability, quality number of modern wheats were higher than those of the old cultivars.
Modern wheats had the highest average total dietary fiber and total arabinoxylan content. Landraces had the highest average soluble dietary fiber, phenolic content and phytic acid contents, Ca, K, Mg, Mn, P and Zn levels but the lowest bile acid binding capacity among all genotypes. 
WWB of modern varieties had higher average volume and lower firmness values as compared to those of WWB produced from old varieties. WWB of old wheat varieties had higher average soluble dietary fiber content as compared to that of modern wheat varieties. Enzyme added WWBs (WWB-E) had higher volume and lower firmness values (1.day) compared to control WWBs. WWB-Es had higher WEAX content as compared to those of control WWBs.
WWBs produced from modern wheat varieties had the highest average Ca, Cu and Zn contents and the lowest P content as compared to old wheat varieties (p<0.05). WWBs produced from modern wheat varieties had the highest average bioavailability of Cu and S and the lowest bioavailability of Ca, Fe and Mn as compared to those of old wheat varieties (p<0.05). The differences between average estimated (in vitro) glycemic index values of the WWBs produced from modern and old varieties were not significant.
The results in the present study indicated that while modern varieties had better results in some of the quality/functional/nutritional parameters investigated, old varieties or landraces had better results in others. Breeding programs should be adopted to select wheat lines with higher AX, especially higher in WEAX, mineral and phenolic contents, mineral bioavailability and bile acid binding capacity, lower phytic acid content. The results of the present study indicated that the old cultivars and landraces can be a good genetic resource for the characteristics which they had better results and they might be used in wheat breeding programs to develop new cultivars.