Farklı proses uygulamaları ile bazı tahılların kavuz ve kepeklerinin defitinizasyon, biyoaktivite ve biyoyararlanım oranlarının arttırılması ve kullanım etkilerinin araştırılması
Increasing the definization, bioactivity and bioavailability rates of some cereals hull and bran using different process treatments, and investigation of their usage effects
Yazar: RABİA ATASOY
Danışman: DOÇ. DR. MÜGE HENDEK ERTOP
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tahıllar diyetimizde tükettiğimiz, günlük karbonhidrat, mineral, protein, diyet lifi ve vitamin ihtiyacımızı karşılayan besin grubudur. Tahılların en temel fraksiyonlarından olan kepek ve kavuz tabakaları gıda sanayinde farklı kullanım alanları bulmakla birlikte çoğunlukla hayvan yemi olarak kullanılmaktadır. Diğer taraftan kepek ve kavuz yüksek lif içeriği ve rengi nedeniyle ekmek başta olmak üzere temel gıdalarımızda fiziksel ve duyusal problemlere neden olmaktadır. Ayrıca tahılların kepek ve kavuz tabakalarında bulunan mineral ve proteinlerin biyoyararlanımını kısıtlayan bir antinutrient olan fitik asitin varlığı, bu fraksiyonların kullanıldığı gıdaların besinsel değerini de düşürmektedir. Bu çalışmada ekonomik öneme sahip Siyez (Triticum monococcum), Gernik (Triticum dicoccon) ve Pirinç tahıllarının işlenmesi sonucu atık ürün olarak ortaya çıkan kepek ve kavuz fraksiyonları, gıda sanayinde genel kabul görmüş buğday kepeğine göre fizikokimyasal (rutubet, yağ, kül, protein, ağırlık, hacim), defitinizasyon, biyoaktivite ve biyoyararlanım açısından karşılaştırılmıştır. Bu amaçlakepekve kavuz örneklerine farklı ısıl işlemler (otoklavda (121 oC, 10/15/30dk), fırınlama (3 saat, 45/90/135 oC), ıslatma (12 saat), fitaz enzim uygulaması (45 oC, 1 saat) ve fermantasyon (starter ilaveli (Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii) ve spontan) prosesleri uygulanmıştır. Uygulama öncesi ve sonrası kepek ve kavuzların fitik asit, mineral biyoyararlanım, antioksidan aktivite ve toplam fenolik içerikleri tespit edilmiştir. Her bir örnek için en yüksek definitinizasyon, kül sindirilebilirliği, antioksidan aktivite ve toplam fenolik madde içeriği sağlayan proses tespit edilmiş ve bu proses uygulanan kepek ve kavuz örnekleriyle ekmek üretimleri gerçekleştirilmiştir. Uygulanan prosesler içinde starter ilaveli fermantasyon uygulamasının fitik asit içeriğini önemli düzeyde düşürdüğü, mineral biyoyararlanım, toplam fenolik madde ve antioksidan aktivite değerlerinde ise artış sağladığı tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda en iyi proses uygulamasının strarter fermantasyon olduğu belirlenmiştir. Starter ilaveli fermantasyona tabi tutulan kepek ve kavuz ilaveli ekmek örneklerinde kül, yağ protein gibi temel bileşen analizleri ile fitik asit, kül sindirilebilirlik oranı, antioksidan aktivite düzeylerinin yanı sıra hacim, gözenek analizi gibi fizikokimyasal analizler de yapılarak, örnekler kendi arasında karşılaştırılmıştır.  Bu çalışmada Türk Gıda Kodeksi Ekmek Tebliği kepekli ekmek tanımındaki en yüksek limit değer olan %30 düzeyinde kepek/kavuzun una paçalı ile ekmek üretimleri gerçekleştirilmiştir. Ekmek örneklerinin spesifik hacim, rutubet değerleri arasında önemli farklılık (p>0,05) tespit edilmezken, özellikle pirinç kavuzu ve gernik kepeği kullanımı, fitik asit içeriği ve kül sindirilebilirlik oranı açısından ekmeklik buğday kepeği kullanımı ile benzer sonuçlar vermiştir.

Abstract:
Cereals are the food group that we consume in our daily diet and meet our daily carbohydrate, mineral, protein, dietary fiber and vitamin needs. Therefore, it has an important place in the human diet. Bran and husk layers, which are the most basic fractions of cereals, have different uses in the food industry, but are mostly used as animal feed. On the other hand, bran and husk cause physical and sensory problems in our basic foods, especially bread, due to their high fiber content and color. In addition, the presence of phytic acid, an antinutrient that limits the bioavailability of minerals and proteins in the bran and husk layers of cereals, reduces the nutritional value of the foods which these fractions are used in. In this study, the physicochemical (moisture, oil, ash, protein, weight), defitinization, bioactivity and bioavailability of the bran and husk fractions, which are produced as waste products as a result of the processing of the economically important Einkorn (Triticum monococcum), Gernik (Triticum dicoccon) and Rice grains, were compared with the wheat bran accepted in the food industry. For this purpose, different heat treatments (autoclave (121 oC, 10/15/30 min), baking (3 hours, 45/90/135 oC), soaking (12 hours), phytase enzyme application (45 oC, 1 hour)) ) and fermentation (starter (L. brevis (obligate heterofermentative), L. plantarum (facultative heterofermentative), L. delbrueckii (obligate homofermentative)) and spontaneous) processes were applied. Before and after the application, phytic acid, mineral bioavailability, antioxidant activity and total phenolic contents were determined. The process providing the highest definitinization, antioxidant activity and total phenolic content was determined for each fraction and wholegrain and spelled bread was produced by applying this process. Among the processes applied to bran and husk samples, it was determined that the starter fermentation application significantly reduced the phytic acid content, the mineral bioavailability content increased proportionally to the decrease in phytic acid, and it increased in terms of total phenolic substance and antioxidant activity values. In line with the results obtained, it was determined that the best process application was starter fermentation. In the bran and husk added bread samples subjected to fermentation with starter addition, basic component analyzes such as ash, fat protein, phytic acid, ash digestibility ratio, antioxidant activity levels as well as physicochemical analyzes such as volume and pore analysis were made and the samples were compared among themselves. In this study, the highest limit value in the definition of wholemeal bread in the Turkish Food Codex Bread Communiqué, 30%, was produced with bran/husk flour mixed bread. While there was no significant difference (p>0,05) between the specific volume and moisture values of the bread samples, especially the use of rice husk and gernic bran gave similar results with the use of bread wheat bran in terms of phytic acid content and ash digestibility.