Gölevez nişastasının yapısal, fizikokimyasal ve jelleşme özelliklerinin belirlenmesi
Determination of structural, physicochemical and pasting properties of the taro starch
Yazar: BURCU YAŞAR
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET ARICI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Gölevez (Colocasia esculenta L.Schott) Araceae familyasından, tek yıllık tropik- subtropik bir iklim bitkisidir. Ülkemizde yaygın olarak Mersin ilinde yetiştirilip tüketilmektedir. Gölevez yumrusu, karbonhidrat, mineral ve diyet lifi açısından oldukça zengin bir üründür. Besinsel değeri yüksek bir ürün olmasından dolayı, gıda endüstrisinde kullanılması büyük önem arz etmektedir. Dünya çapında bakıldığında gölevez farklı ülkelerde değişik kullanım alanları bulmuştur. Gölevezin ülkemizde kullanımı ise çok yaygın olmayıp, genellikle yemek yapılarak tüketilmesi mevcuttur. Gölevezin kullanımının kısıtlı olması, başka ürünlerin formülasyonlarına ilave edilerek tüketimini daha geniş bir alana yayması gereksinimini ortaya çıkarmaktadır. Ayrıca yumrudaki karbonhidratın büyük bir kısmını nişastanın oluşturması, yumrudan nişasta eldesini olanaklı kılmaktadır.
Bu çalışmada, gölevez yumrusundan nişasta eldesi gerçekleştirilmiş olup, elde edilen nişastaların fizikokimyasal, teknolojik ve jelleşme özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca hidrokolloidlerin nişastaların fonksiyonel özelliklerini geliştirmesi sebebiyle çeşitli konsantrasyonlardaki (%0,5 ve %1) farklı gamların (ksantan gam, guar gam ve ksantan gam – guar gam karışımı) gölevez nişastasının jelatinizasyonuna etkileri incelenmiştir. 
Gölevez nişastası Mersin'in Anamur ilçesinden temin edilen gölevez yumrularından izole edilmiştir. Yükseksaflıkta (%95,16)  beyaz renkte elde edilen gölevez nişastasının toplam nişasta içeriği % 84,29, dirençli nişasta içeriği % 3,14 ve amiloz içeriği % 9,92 olarak bulunmuştur. Gölevez nişastasının nem, protein, kül ve yağ içeriği sırasıyla 11,42, 1,29, 1,39 ve % 0,11 olarak tespit edilmiştir. Nişastanın L *, a * ve b * değerleri sırasıyla 90,87, 2,19, 4,71 olarak bulunmuştur. 
Gölevez nişastası granüllerinin morfolojik yapıları taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş, düzensiz şekilli, çokgen bir yapıya sahip oldukları ve nişasta granüllerinin ortalama boyutunun 0,5 ile 3 µm arasında değiştiği tespit edilmiştir. Nişastanın kristalografik yapısı incelendiğinde, A-tipi XRD paterni sergilediği belirlenmiştir. Nişastanın şişme gücü ve suda çözünürlüğü nişasta süspansiyonu 60°C den 90°C'ye ısıtıldığında giderek artış göstermiş ve 90°C'de bu değerler şişme gücü ve suda çözünürlüğü için sırasıyla 14,22 g/g ve %16,86 olarak kaydedilmiştir.  Gölevez nişastasının bulanıklık ve sinerezis değerleri incelendiğinde günlere göre kararlı bir azalma ya da artma gözlemlenmemekle birlikte bulanıklık değerlerinde günlere göre azalma görülmüştür.
Gölevez nişastasının jelleşme özellikleri ve farklı konsantrasyonlarda ilave edilen gamların gölevez nişastasının jelleşme özelliklerine etkisi reometre cihazi kullanılarak jelatinizasyon analizi ile tespit edilmiştir. Sonuçlar, hidrokolloid ilavesinin nişastasının jelatinizasyon özelliklerini önemli derecede etkilediğini göstermiştir. Ksantan ve guar gam konsantrasyonlarının artması, peak viskozite, final viskozite, setback viskozite ve breakdown viskozite parametrelerini önemli ölçüde arttırmıştır. Kullanılan gamlar karşılaştırıldığında, guar gamın daha baskın bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. % 1 oranında guar gamın eklenmesi, pik, final, breakdown ve setback viskozite değerlerini sırasıyla 1786,5 cP'den 8787 cP'ye, 2804,5 cP'den 6439 cP'ye, 453,6 cP'den 5760 cP'ye, 1471,5 cP'den 3412 cP'ye çıkarmıştır. 
Elde edilen sonuçlar gölevez nişastasının,  fizikokimyasal, teknolojik özellikleri ve çeşitli gamlarla olumlu etkileşimleri nedeniyle, gıda ürün geliştirme için alternatif bir kaynak olarak önerilebileceğini göstermektedir.
 

Anahtar Kelimeler: Gölevez (Colocasia esculenta) nişastası, teknolojik, fizikokimyasal, jelleşme özellikleri, ksantan gam, guar gam

Abstract:
Taro (Colocasia esculenta L.Schott), from the Araceae family, is the annual tropic-subtropic plant, widely grown and consumed in Mersin, Turkey. Taro tuber is quite rich in carbohydrate, mineral and dietary fiber content. Since it is a high nutritional value product, it is very important to use it in the food industry. Taro have found various uses in different countries in worldwide. The use of taro is not very common in Turkey and is usually consumed by cooking. The limited use of taro reveals the need to expand consumption to a wider area by adding to the formulations of other products. In addition starch form a major source of carbohydrates in the taro tuber which makes it convenient to obtain starch from taro tuber.
In this study, starch was obtained from the taro tuber and physicochemical, technological and pasting properties of the obtained starches were determined. Also the influence of different hydrocolloids (guar gum, xanthan gum and mixture of these gums) at different concentrations (0.5 and 1%) on the pasting properties of the starch was investigated because hydrocolloids are used to improve functional properties of starches.
The starch was isolated from taro tubers which were obtained from Anamur district of Mersin. Taro starch was isolated in 95.16% pure, with white color. The total starch content of the taro starch was 84.29%, the resistant starch content was 3.14% and the amylose content was 9.92%. The moisture, protein, ash and fat contents of starch were determined as 11.42, 1.29, 1.39 and 0.11%, respectively. The L*, a* and b* values of the starch were determined as 90.87, 2.19, 4.71, respectively.
Morphological structures of the starch granules were observed and it was found that they had irregular shape, polygonal structure and the average size of the starch granules varied from 0.5 to 3 μm. The crystallographic structure of starch displayed A-type XRD pattern. The swelling power and water solubility of starch increased gradually when the starch suspension was heated from 60°C to 90°C, and at 90°C these values were determined as 14.22 g/g and 16.86% for swelling power and water solubility, respectively. When the turbidity and syneresis values of the taro starch were examined, a steady decline or increase wasn't observed. However, turbidity values decreased day by day.
The pasting properties of taro starch and the effect on the pasting properties of gums added in different concentrations were determined with pasting analysis by using rheometer. When the pasting characteristic of the taro starch were examined, the results showed that hydrocolloid addition significantly affected the gelatinization properties of starch. Increase of xanthan and guar gum concentrations significantly increased the peak viscosity, final viscosity, setback viskosity and breakdown viscosity parameters. Guar gum had more dominant effect when compared with the xanthan gum, and mixture of guar-xanthan gums. Addition of 1% guar gum increased peak, final, breakdown and setback viscosity values from 1786.5 cP to 8787 cP, from 2804.5 Cp to 6439 cP, from 453.6 cP to 5760 cP, from 1471.5 cP to 3412 cP, respectively.
The results show that taro starch can be offered as an alternative source for food product development due to its physicochemical, functional properties and positive interactions with various gums.

Keywords: Taro (Colocasia esculenta) starch, technological, physicochemical, pasting properties, xanthan gum, guar gum