Süne-kımıl (Eurygaster spp. ve/veya Aelia spp.) zararı görmüş unların kek, bisküvi ve ekmeklerde akrilamid ve hidroksimetilfurfural (HMF) oluşumuna etkisi
The effect of bugs (Eurygaster spp. and/or Aelia spp.) damaged flours on formation of acrylamide and hydroxmethylfurfural (HMF) in cookies, cakes and breads
Yazar: SERVET ÖZÇANDIR KIVANÇ
Danışman: PROF. DR. DİLEK SİVRİ ÖZAY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Akrilamitler = Acrylamides ; Hidroksimetilfurfural = Hydroxymethylfurfural ; Kımıl = Aelia rostata ; Süne = Shield bug

Özet:
Pentatomid böcekler veya buğday böcekleri olarak adlandırılan Eurygaster, Aelia ve Nysius gibi hububat zararlıları, tahıllara özellikle de buğdaygillere zarar vermektedirler. Hasat öncesi nimf ve ergin periyot boyunca tanenin besinlerini emen zararlılar taneye sindirim salgılarını bırakırlar. Bu salgıda bulunan proteolitik enzimler hamurda işleme sorunlarına ve düşük kaliteli son ürünlere neden olurlar. Süne ve/veya kımıl (Eurygaster spp. ve Aelia spp.) zararına maruz kalmış unlarda proteaz aktivitesinin artması sonucu bazı aminoasitlerin ortaya çıktığı bilinmektedir. Akrilamid ve hidroksimetilfurfural (HMF) esas olarak Maillard reaksiyonu ve heksoz şekerlerin dehidrasyonu sonucu oluşmaktadır. Bunlar ekmekte ve fırıncılık ürünlerinde meydana gelen en önemli ısıl işlem kontaminantları olarak kabul edilebilir. Gıdalarda akrilamid oluşumunda serbest aminoasitler, özellikle asparajin ve indirgen şekerler önemli öncül maddelerdir.Bu çalışmada Eurygaster ve/veya Aelia zararına uğramış yüksek proteaz aktiviteli unların (YPAU) bisküvi, kek ve ekmek gibi fırıncılık ürünlerinde akrilamid ve HMF oluşumu üzerine etkisi sıvı kromatografisi tandem kütle spektrometresi (LC-MS/MS) ile belirlenmiştir. Eurygaster ve/veya Aelia zararına uğramış yüksek proteaz aktiviteli unlar bisküvi (%20, %40, %60 %80 ve %100), kek (%25, %50, %75 ve %100) ve AACC (%25) ile modifiye AACC (%2.5, %5, %10 ve %15) metotlarına göre üretilen ekmek formülasyonlarına farklı oranlarda katılmıştır. Ekmek ve kek örneklerinde süne zararı görmüş un ilavesinin akrilamid ve HMF içeriğinde değişikliğe neden olmadığı saptanmıştır. Bisküvilerde ise HMF içeriğinde bir değişiklik gözlenmezken akrilamid oluşumu en yüksek (%100) proteaz aktiviteli un seviyesinde (96 µg/kg) kontrol örneğine (77,06 µg/kg) göre yaklaşık %30 oranında artmıştır. Bu sonuçlar süne zararlı unların ekmek ve kek gibi ürünlerde akrilamid oluşumu nedeni ile sağlık riski taşımadığını, bisküvilerde ise potansiyel sağlık riskinin arttığını göstermektedir. Yüksek proteaz aktiviteli unlarda hidroliz sırasında (30, 45, 60 ve 120 dakika) meydana gelen serbest aminoasit değişimi sıvı kromatografisi-yüksek çözünürlüklü kütle spektroskopisi (LC-HRMS) kullanılarak tespit edilmiştir. Bisküvi ve kek üretimi için kullanılan süneli unda asparajin miktarında yaklaşık %23 oranında artış gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Süne-Kımıl, Eurygaster spp., Aelia spp., ekmek, kek, bisküvi, akrilamid, hidroksimetilfurfural (HMF)

Abstract:
Grain pests like Pentatomid insects named as wheat bugs (Eurygaster spp., Aelia spp. and Nysius huttoni) or ?suni bug? (Eurygaster spp.) have detrimental effects on grains, especially Gramineae. While the insects absorb their nutrients they leave their digestive secretions in the grain before harvest. The proteolitic enzymes in their salivary secretion result in dough processing problems and low-quality end product. It has been known that damage of wheat bugs causes high protease activity in flour then hydrolyzing of gluten and releasing of some amino acids. Acrylamide and hydroxymethylfurfural (HMF) are mainly formed through Maillard reaction and dehydration of certain sugars. They can be regarded as the most important heat-induced contaminants occurring in bread and bakery products. Formation of acrylamide in food, free amino acids, especially asparagine and reducing sugars are important precursors. In this study, the effects of high protease activity flour damaged by Eurygaster and/or Aelia on formation of acrylamide and HMF in bakery products such as bread, cake and cookie were determined by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). High protease activity flour due to Eurygaster and/or Aelia damage was added at different levels in cookie (0%, 20%, 40%, 60%, 80% and 100%), cake (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) and bread (25%) produced by AACC and modified AACC (2.5%, 5%, 10% and %15) formulations. No variations were observed on acrylamide and HMF contents of both bread and cake samples added bug damaged wheat flour. Although no change was observed HMF content of the cookies, formation of acrylamide was increased up to approximately 30% (96 µg/kg) at the highest addition level (100%) as compared to those of control (77,06 µg/kg). These results suggested that bug damaged flour causes no health risk for baking products such as bread and cake due to acrylamide formation but an increase potential health risk in cookie. Variation of free amino acids in high protease activity flours during hydrolysis (0, 30, 45, 60 and 120 min) were also determined by liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Amount of asparagine in bug damaged flour (HPAF2) used in cookie and cake production was increased by approximately 23%.Keywords: Wheat bugs, sunn pest, Eurygaster spp., Aelia spp., bread, cake, cookie, acrylamide, hydroxmethylfurfural (HMF)