Tip 4 enzime dirençli nişasta ilavesiyle üretilen ekmek ve makarna örneklerinde tahmini glisemik indeks değerlerinin ve bazı fonksiyonel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of estimated glycemic index and some functional properties of bread and pasta supplemented with enzyme resistant starch Type 4
Yazar: MERVE ARIBAŞ
Danışman: PROF. DR. HAMİT KÖKSEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bir gıda bileşeni olarak, sahip olduğu potansiyel fizyolojik faydalar nedeniyle enzime dirençli nişastaya (EDN) olan ilgi artmaktadır. Kepek gibi geleneksel liflerle karşılaştırıldığında, EDN genellikle daha iyi duyusal ve besinsel özelliklere sahip ürün elde edilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada, Tip 4 Enzime Dirençli Nişasta (EDN4) ilavesinin ekmek ve spagettinin beslenme ve kalite özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. EDN4, ekmek ve spagetti formülasyonlarına farklı seviyelerde (%15, %20, %25) ilave edilmiştir. Ayrıca karşılaştırma yapabilmek için endüstride yaygın olarak kullanılan %15 ilave oranında buğday kepeği de ekmek ve spagetti formülasyonlarına ilave edilmiştir.

EDN4 ilavesinin hamur reolojisi üzerinde, Farinograf su absorpsiyonunu arttırmak, hamur gelişim süresini ve stabilitesini azaltmak gibi önemli etkileri olmuştur. Kepek ilavesi de su absorpsiyonunda artışa ve stabilite değerinde azalmaya neden olmuştur. EDN4 ilavesi Alveograf P, L ve W değerlerini azaltmıştır. Kepek ilavesi de P değeri hariç diğer değerler üzerinde benzer etkiyi göstermiştir. EDN4 ilaveli ekmeklerin hacimlerinin, kepek ilaveli ekmeklerden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ekmek kabuğundaki L* ve b* renk değerleri artan EDN4 ilave oranıyla önemli oranda artarken kepek ilavesi L* ve b* renk değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Ekmeklerin sertlik değerlerinde, EDN4 ve kepek ilavesiyle önemli bir artış gözlenirken, üç günlük depolama süresince kepek ilaveli ekmeklerin en yüksek sertlik değerine sahip olduğu belirlenmiştir. Bu durum, kepek ilavesinin ekmeğin bayatlama hızını EDN4 ilavesine göre daha fazla arttırdığını göstermiştir.

Spagetti örneklerinin TOM değerleri EDN4 ilavesiyle artmıştır. Kepek ilaveli örneğin TOM değeri, aynı seviyede EDN4 ilaveli örnekten daha yüksektir. Pişme kaybı değerlerinde EDN4 ve kepek ilavesiyle önemli bir artış gözlenmiştir. En yüksek pişme kaybı değerinin kepek ilaveli örnekte olduğu belirlenmiştir. EDN4 ve kepek ilavesi, pişmiş spagettinin sertlik değerlerinde ve pişmemiş örneklerin bükülme değerlerinde azalmaya neden olmuştur. Spagettinin yapışkanlık değerleri de EDN4 ve kepek ilavesiyle artmıştır. Spagettilerin L* ve b* değerlerinde EDN4 ilavesiyle önemli bir değişiklik olmamıştır. Ancak kepek ilavesi L* ve b* değerlerinde azalmaya neden olmuştur. 

EDN4 ilavesiyle ekmek ve spagettilerin toplam besinsel lif içerikleri, safra asidi bağlama kapasitesi değerleri artmış, in vitro glisemik indeks (GI) değerleri azalmıştır. %15 EDN4 ilaveli ekmeğin GI değerindeki azalmanın ve besinsel lif içeriği ile safra asidi bağlama kapasitesindeki artışların aynı orandaki kepek ilaveli ekmekten daha iyi olduğu belirlenmiştir. EDN4 ilaveli spagettinin besinsel lif içeriği için aynı durum söz konusu iken safra asidi bağlama ve GI değerlerinin aynı orandaki kepek ilavesi ile benzer olduğu görülmüştür. Ayrıca, EDN4 ilaveli örnekler, kontrol ve kepek ilaveli örneklere göre daha iyi mineral biyoyararlanım değerlerine sahiptir.


Sonuçlar EDN4'ün spagetti ve ekmeğin besinsel özelliklerini geliştirdiğini göstermektedir. EDN4 ilaveli spagetti/ekmek örneklerinin kepek ilaveli örneklerden daha iyi görünüş ve tekstüre sahip olduğu belirlenmiştir. Tüm bu sonuçlar değerlendirildiğinde EDN4'ün, ekmek/spagetti örnekleri için kepeğe kıyasla daha iyi besinsel lif kaynağı olabileceği düşünülebilir.

Abstract:
Interest in resistant starch (RS) as a food ingredient has been increasing because of its potential physiological benefits. In comparison with conventional fibers, such as bran, RS generally results in end products with better sensory and nutritional properties. In the present study, the effects of resistant starch type 4 (RS4) supplementation on nutritional and quality properties of bread and spaghetti were investigated. RS4 was added into bread and spaghetti formulations at different levels (15%, 20%, 25%). Wheat bran (WB) was also added at 15% level in bread and spaghetti formulation for comparison since it is level commonly used by industry.

RS4 supplementation had significant effect on rheology,such as increasingfarinograph water absorption, decreasing development time and stability. Similar to RS4, WB caused an increase in water absorption value and caused a decrease in stability value. RS4 caused a decrease in Alveography P, L and W values. Similar trend was observed in WB supplemented samples, except for P value. Loaf volumes of the breads supplemented with RS4 were higher than the bread supplemented with WB. Crust L* and b* values of the breads increased significantly with increasing level of RS4 supplementation but WB supplementation caused  decreases in L* and b* values of the breads. The firmness values of RS4 and WB supplemented samples significantly increased and during 3-day storage. WB supplementation caused the highest increase in bread firmness indicating a faster staling rate compared to RS4 supplementation.

RS4 caused increases in TOM values of spaghettis. TOM value of the sample supplemented with WB was higher than the sample supplemented with RS4 at the same supplementation level. The cooking loss (CL) values increased significantly with RS4 and WB supplementation. The spaghetti supplemented with WB had the highest CL value among all samples. Supplementation of RS4 and WB caused significant decreases in the firmness values of the cooked spaghettis and flexure values of uncooked samples. The stickiness values of the spaghettis increased significantly with RS4 and WB supplementation. RS4 did not caused a significant change in the L* and b* values of the samples. On the contrary, WB supplementation caused significant decreases in L* and b* values.

RS4 caused increases total dietary fiber content (TDF), bile acid (BA) binding capacity values and caused decreases in vitro glycemic index (GI) values of the bread and spaghetti samples. The decrease in GI value and increase in BA binding capacity and TDF content of the bread supplemented with RS4 were better than WB at the same supplementation level. A similar trend was also observed in TDF content of RS4 supplemented spaghetti and RS4 caused comparable GI and BA binding value at the same bran supplementation level. Moreover, RS4 supplemented samples had generally better mineral bioavailability values compared to control and WB supplemented samples.

The results showed that RS4 provided improvement in nutritional properties of spaghetti and bread. It resulted in better appearance and texture than WB supplementation in spaghetti/bread. RS4 can be a better dietary fiber source for bread/spaghetti compared to WB supplemented ones.