Ekmeklik buğday kalitesini değerlendirmede kullanılan kimyasal ve fiziksel özelliklerin incelenmesi
Investigation of chemical and physical properties used in evaluation of bread wheat quality
Yazar: YASEMİN OKUR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELİS ÖNEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Buğdayın kalite takdirinde, kullanım alanına ve kalite analiz yöntemine dayanan farklılıklar, ticaret borsalarında alımların yoğun olduğu dönemlerde buğday kalitesinin ve fiyatının doğru olarak belirlenmesini güçleştirmektedir. Ülkemizde, ticaret borsalarında buğday kalite ve fiyat belirlemesinde en sık kullanılan parametre hızlı ve kolay olması nedeniyle NIT yöntemi ile tespit edilen toplam protein miktarıdır. Örneğin öğütülmesini gerektiren Dumas toplam protein,  yaş gluten ve Zeleny sedimentasyon analizleri zaman alması sebebiyle ticaret borsalarında kalite değerlendirmede kullanılamamaktadır. Kırmızı/beyaz ve sert/diğer olarak renk ve sertliğe bağlı sınıflandırılan buğdayın toplam protein ve gluten miktarı, sedimentasyon değeri gibi kalite parametreleriyle veya tane büyüklüğü ile olan ilişkisi bugüne kadar yazında rapor edilmemiştir. 
Çalışmada, Ankara Ticaret Borsası Hububat Teknolojileri Laboratuarı'nda 2013-2014 hububat sezonunda alınan çoğu Orta Anadolu yöresinden 22 farklı çeşitten 39 kırmızı ve 18 beyaz saf ekmeklik buğday örneği kullanılmıştır. Örnekler, toplam protein miktarı (%), yaş gluten miktarı (%) ve Zeleny sedimentasyon (ml)  yöntemleri kullanılarak analiz edilmiş ve tane hacimleri hesaplanmıştır. Sonuçlar tane renginin kırmızı veya beyaz olmasına bağlı olarak gruplandırılmış ve analiz edilmiştir. Parametreler arası matematiksel ilişkiler hesaplanmıştır.
Tüm örnekler için NIT ve Dumas yöntemleri kullanılarak tespit edilen toplam protein miktarları tutarlı bulunmuştur. TMO'nun belirlediği %12,5 toplam protein miktarı her örneğin ana sınıf grubunu ''sert'' veya ''diğer'' olarak teyit etmek için kullanılmıştır. TMO eşik değeri civarında toplam protein miktarına sahip olan bazı örneklerin NIT ve Dumas analizlerinden elde edilen sonuçlar ters düşmektedir. Bu, ana sınıf grubu belirlenirken toplam protein içeriği analizi için tüm örnekler üzerinde uygulanacak tek bir yöntem seçilmesi gerektiğini göstermektedir. Kırmızı ve beyaz buğday örnekleri için ortalama toplam protein miktarlarının sırasıyla %13,15 ve %13,49 gibi birbirine çok yakın bulunması, tane renginin protein miktarı tahmininde kullanışlı olmadığını göstermektedir. Toplam protein miktarı ile yaş gluten miktarı arasında 0,7 civarında bir belirleme katsayısı ile kuvvetli doğrusal bir ilişki gözlenmiştir. Dolayısıyla, bu parametrelerden biri diğerini tahmin etmek için kullanılabilir. Zeleny sedimentasyon değeri ile toplam protein miktarı ve sonra yaş gluten miktarı arasında yapılan regresyon analizleri sonucunda, belirleme katsayısı sırasıyla 0,5 ve 0,3 civarında bulunmuştur. Dolayısı ile bu parametreler, ekmek yapma kalitesini belirleyici olan Zeleny sedimentasyon değerini tahmin etmek için kullanılamaz. Ortalama Zeleny sedimentasyon değeri kırmızı buğday örnekleri için 41,0 ml ve beyaz buğday örnekleri için 33,4 ml olarak bulunmuştur. Bu, incelenen kırmızı buğday çeşitlerinin beyazlara göre daha iyi ekmek yapma potansiyeline sahip olabileceğini göstermiştir. 
Tane hacmi daha küçük olan bazı buğday çeşitlerinin nispeten daha yüksek protein miktarı, yaş gluten miktarı ve Zeleny sedimentasyon değerlerine sahip olduğu gözlenmiştir. Bu özellikler, tane hacmi büyük olan buğday çeşitleri için daha düşük seviyelerde bulunmuştur. Tane hacmi ve diğer özellikler arasında benzer bir ilişki aynı çeşidin farklı yerlerde yetişmiş örnekleri için söz konusu değildir. Orta Anadolu Bölgesi'nde farklı alanlarda yetişmiş tüm örneklerin analiz sonuçlarındaki farklılıklar, çevre ve yetiştirme koşullarının ürün kalitesini etkilediğini göstermektedir. Buğdayın kalite değerlendirmesinde kullanılmak üzere hızlı ve basit bir yöntem geliştirilmesi için çalışmalara ihtiyaç vardır. Gelecek çalışmalar, buğdaydaki protein ve nişasta bileşenlerinin ayrıntılı spektroskopik analizi, kapsamlı tane rengi değerlendirmesi için renk endeksi oluşturulması ve buğdayın fiziksel ve kimyasal özelliklerinin sertlik ve mukavemet gibi mekanik özellikleriyle ilişkisinin incelenmesini içermektedir.

Abstract:
Differences in the quality evaluation of wheat, based on usage areas and quality-analysis methods, make accurate evaluation of wheat quality and price quotation difficult during peak purchasing periods in the commodity exchange markets. In our country, the most common parameter used in the evaluation of wheat quality and price quotation at the commodity exchange markets is the total protein content determined by the NIT method, which is fast and simple. Dumas total protein, wet gluten, and Zeleny sedimentation analyses that require the grinding of the sample are time consuming and, therefore, cannot be used to evaluate the quality at the commodity exchange markets. The relation between wheat, classified as red/white and hard/other based on color and hardness, and the quality parameters, such as the amount of total protein, amount of gluten, and the sedimentation value or the grain size is not reported to date in the literature. 
In this study, 39 red and 18 white pure bread wheat samples of 22 different varieties received at the Ankara Commodity Exchange Cereal Technology Laboratory mainly from the Central Anatolian Region during the 2013-2014 harvesting season were used. Samples were analyzed by using the total protein content (%), wet gluten content (%), and Zeleny sedimentation (ml) methods and the grain volumes were calculated. The results were grouped and analyzed based on grain color as red or white. Mathematical relations between the parameters were computed. 
For all samples, total protein content values obtained by employing the NIT and Dumas methods were found to be consistent. The TMO assigned criteria of 12.5 % total protein content was used to confirm the main classification group for each sample as ''hard'' or ''other''. Results from NIT and Dumas analyses were found to be contradicting for some samples with total protein content near the TMO threshold value. This shows the necessity to choose a single method for total protein content analysis to be employed on all samples when determining the main classification group. For red and white samples, the average total protein contents were found to be close to each other as 13.15 % and 13.49 %, respectively, indicating that the grain color is not a useful predictor of the protein content. A strong linear relationship was observed between total protein content and wet gluten content with a coefficient of determination around 0.7. Thus, one of these parameters can be used to estimate the other. As a result of the linear regression analyses between Zeleny sedimentation value and total protein content and next, wet gluten content, the coefficients of determination were found around 0.5 and 0.3, respectively. Consequently, these parameters cannot be used to estimate the Zeleny sedimentation value, which is an indicator of bread making quality. The average Zeleny sedimentation value was found as 41.0 ml for red wheat samples and 33.4 ml for white wheat samples. This indicates that the examined red wheat varieties may have better bread making potential than the white ones. 
Some wheat types with small grain volume were observed to have relatively higher values of protein content, wet gluten content, and Zeleny sedimentation. These properties were found at lower levels for wheat types with large grain volumes. A similar relationship between the grain volume and the other properties does not exist for the samples of the same wheat type grown in different locations. The differences in the analysis results of all wheat samples grown in different areas of the Central Anatolian Region demonstrate that environmental and growing conditions affect the quality of the crop. Further studies are needed to develop a fast and simple method for use in quality evaluation of wheat.  Future work includes detailed spectroscopic analysis of protein and starch components in wheat, comprehensive evaluation of grain color to form a color index, and investigation of the correlations between the physical and chemical properties of wheat and its mechanical properties, such as hardness and strength.