UN SANAYİNDE KATKI KULLANIMI

Tahıla dayalı bir beslenmenin yaygın olduğu Türkiye’ de kişi başına tüketilen enerjinin % 66’ sı tahıllardan, bununda % 56’ lık  kısmı ekmekten karşılanmaktadır. Farklı bölge, yaş ve gelir gruplarına göre değişen ekmek tüketimi, ülkemizde günde 100 ila 800 gram arasında olup ortalama 400 gram civarındadır. Ekmeğe gelen büyük talep, unun piyasaya hızlı sunumuna ve ekmek üretim hızının artmasına neden olmaktadır. Türk toplumunun beslenme alışkanlığından gelen bu büyük talep, buğday tohumu ve tarımından gelen olumsuzluklarla birleşerek, unlarda ve ekmek üretiminde endüstriyel maya kullanımıyla birlikte, un ve ekmek katkı maddeleri (askorbik asit ve enzim) kullanımını zorunlu hale gelmiştir.

FAGEM tarafından fırınlarda yapılan gözlemler sonucunda standart olmayan unların Türk ekmek üretiminde sorunlar yaşanmasına neden olduğu görülmüştür. Günümüzde yüksek toleranslı ekmek katkı maddelerinin  kullanılması nedeniyle fırınlarda yaşanan üretim sorunları büyük oranda unlara mal edilmektedir. Bu durum unların zayıf olmasından ziyade; hamurkarın, unun davranışı konusunda yanılmasından kaynaklanmaktadır. Türk ekmek üretiminde unların zayıf veya kuvvetli olması durumuna göre üretim aşamalarında yapılacak değişikliklerle sınırlı düzeyde de olsa bir ekmek çıkartılabilmektedir.  Ancak unun davranışı çok değişkenlik gösteriyorsa iyi bir sonuç almak zorlaşmaktadır.

Undaki gluten özellikleri ve enzim seviyelerindeki değişme; buğday tipi, iklim koşulları, süne zararlısı, stoklanma süresi ve diğer bir çok sebepten dolayı meydana gelebilmektedir. Tüketime sunma aşamasında hamur ve ekmek özellikleri açısından farklılıklar içermesine neden olan bu tür unların, un fabrikalarında bir standarta sokulmalarını gerekli hale getirmiştir. Bu nedenle un fabrikalarında un katkı maddeleri kullanımı yaygınlaşmıştır. Un katkı maddeleri içeriğinde bulunan uygun tip ve miktardaki oksidan ve enzim karışımları unun belirli bir standart kazanmasına yardımcı olmaktadırlar.

Bu enzimler ve oksidanlar, un bileşenlerinin her bir kısmına spesifik olarak etki etmektedir. Örneğin, gluten kısmına, glukoz oksidaz, proteaz,askorbik asit; nişasta kısmına amilazlar; hemiselüloz kısmına hemiselülaz ve lipid kısmına lipazlar gibi.

 UN BİLEŞENLERİ

 Enzim ve oksidanların etkisi unun bileşenleri üzerinde spesifik olarak gerçekleşmektedir. Bu nedenle un bileşenlerini tanımalıyız.

Ayrıntıları ve oranları şu şekildedir;

1.    PROTEİNLER % 11 un içinde

1.1.     Gluten; % 10

1.1.1.      Glutenin

1.1.2.      Gliadin

1.2.     Çözünür protein; % 1

1.2.1.      Albumin

1.2.2.      Globulin

2.    KARBONHİDRATLAR; % 74

2.1.     Basit şekerler; % 0.15

2.2.     Nişasta; % 71

2.3.     Polisakkaritler; % 2.85

2.3.1.      Selüloz

2.3.2.      Hemiselüloz (suda çözünmeyen)

2.3.3.      Pentozanlar

3.    YAĞ (LİPİD);  % 1-2

4.    SU;  % 14

5.    ENZİMLER

6.    MİNERALLER VE VİTAMİNLER % 0.5

UN PROTEİNLERİ

 Ham protein miktarı; unda mevcut toplam azotla ilgili olduğu halde, ekmeklik kalitesi, glutenin karekteri ile ilgilidir. Gluten (öz) buğday proteinlerinden Gliadin ve Glutenin’in, sulu ortamda birleşerek oluşturduğu yapıya verilen isimdir.

Buğday unu proteinin suda eriyen yüzdesi üzerinde çeşit ve türün etkisi olduğu görülmüştür. Yumuşak buğday unlarında suda eriyen proteinin, toplam proteine oranı sert buğday unundan fazladır. Yani buğdayın sertliği arttıkça, suda eriyen protein miktarı azalmaktadır.Kuvvetli buğday çeşitlerinde toplam proteinin daha büyük kısmı gluten halindedir.

Buğday proteinlerinin miktarı ve kalitesi, ekmeklik vasfı açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle gluten kalitesine bağlı olarak unlar, üç grup altında toplanabilir.

·         Zayıf kuvvette unlar

·         Orta kuvvette unlar

·         Kuvvetli unlar

Buğday proteinlerinin kalitesi, buğdayın tür ve çeşidine, yetişme dönemindeki iklim şartlarına bağlı olarak değişir. Ekmek üretiminde fermentasyon sonucu oluşan gazın ( CO2) hamur tarafından tutulması, ürünün yeterince kabarmasını, arzu edilir gözenek ve doku yapısının oluşmasını sağlar. Gazın hamur içinde tutulmasını sağlayan Glutendir. Gluten, ne gazın kabarmasını engelleyecek kadar kuvvetli, ne de oluşan gazı tutamayacak kadar zayıf olmalıdır. Ekmekçilik özelliği iyi olan gluten; elastik, esnek ve stabil yapıda olan glutendir.

KARBONHİDRATLAR

 Basit Şekerler

Dekstroz, malt şekeri ve dekstrin suda eriyebilen basit şekerlerdir. Bunların içinde en kompleksi dekstrin, en basiti de malt şekeridir. Malt şekeri ve dekstroz maya tarafında kullanılarak fermentasyona yardımcı olur.

Nişasta

Buğday ununun % 71 ile en büyük kısmını oluşturur. Nişasta soğuk suda erimez. 60 ila 80 C ° arasında jelleşerek suyu bünyesinde tutar. Bu sayede nişasta, fırında pişme sırasında suyu tutarak ekmeğe yapı kazandırır. Nişastanın enzimler aracılığı ile parçalanması sonucunda ekmeğe renk veren maddeler oluşur.

Pentozan, Selüloz ve Hemiselülozlar

Nişasta dışı polisakkaritler olan pentozan, selüloz ve hemiselülozlar daha çok unun kepek kısmında bulunur.Bu maddeler, insan sindirim sisteminde sindirilemezler. Büyük oranda su tutarlar. Su tutma sonucunda jelleşirler. Fazla oranda kepek içeren unlar ile yapılan hamurların stabiliteleri düşük, gaz tutma kabiliyetleri azdır. Hamur kalitesinden, daha çok suda çözünmeyen kısım olan hemiselulozlar sorumludur.

YAĞLAR

Un % 1 ila 2 oranında yağ içerir. Esmer unlar beyaz unlardan daha fazla yağ içerir.

SU

Un % 14 oranında su içerir. Bu nedenle fazla bulunması durumunda topaklanmaya, küflenmeye ve böceklenmeye neden olabilir.

ENZİMLER

Un; alfa ve beta amilaz, proteaz ve lipaz gibi enzimleri içerir.

MİNARELLER

Buğday unu yakıldıktan sonra geriye yanmayan ve  mineral adı verilen bir kısım kalır. Bu kısım % 0,5 civarındadır ve esmer unlarda daha fazla oranda bulunurlar.

UN KATKI MADDELERİ BİLEŞENLERİ

Un katkı maddeleri bileşenleri kısaca;

·         Enzimler,

·         Oksidanlar olmak üzere iki ana grupta toplanabilir. 

ENZİMLER

Biyolojik sistemlerde meydana gelen tepkimeler laboratuvar koşullarında oluşturulmak istendiğinde, çok yüksek sıcaklık ve basınç altında uzun sürede gerçekleşir. Biyolojik yapının biyokatalizörleri olan enzimler sayesinde ise; nişastanın, selülozun ve proteninlerin parçalanması çok daha düşük sıcaklıklarda, nötür pH ve normal basınç altında çok kısa sürede gerçekleşebilmektedir.

Enzimlerin çok daha yumuşak kimyasal ortamlarda karmaşık reaksiyonları gerçekleştirebilmesi endüstriyel enzimlerin üretimine neden olmuştur. Bu amaçla mikroorganizmalar kullanılmıştır. Mikroorganizmalardan elde edilen enzimler, birçok kimyasal maddenin çok ekonomik ve hızlı bir şekilde üretilmesine olanak vermiştir. Üretilen bu enzimler ilaç, tekstil, gıda gibi bir çok alanda giderek artan miktarda kullanılmaktadır. Hammaddelerin biyolojik araçlar yardımıyla ürünlere dönüştürüldüğü süreçlere uygulanmasına da biyoteknoloji adı verilmektedir.

Artan rekabet koşulları altında tüm dünyada hızla devam etmekte olan enzim teknolojileri üzerine yapılan çalışmalar, yeni enzimlerin çıkmasını sağlamaktadır. Bu enzimlerden üretilen çok daha kaliteli ve ucuz ürünler, pazarda yüksek rekabet şansına ulaşmaktadır.

Un sanayinde kullanılan bu enzim preparatlarının temel olanları; alfa amilazlar, hemiselülazlar, proteazlar, glukoz oksidazlar ve lipazlardır.

Alfa amilazlar

Fungal alfa amilazlar genellikle Aspergillus türü küflerden fermentasyon yolu ile üretilmektedir. Una ilave edilen alfa amilazlar;

·                    Ekmek hacmini artırı,

·                    Ekmeğin bayatlamasını geciktirir,

·                    Ekmek içi yapısının düzgün görünüşlü olmasını ve

·                    Ekmek kabuğunun iyi renk almasını sağlar.

Buğday ununda alfa amilaz ve beta amilaz enzimleri bulunmaktadır. Alfa ve beta amilaz enzimleri un içindeki zedelenmiş nişasta üzerine etki etmektedirler. Zedelenmiş nişasta alfa amilaz enzimi sayesinde dekstrinlere parçalanmaktadır. Dekstrinler, beta amilaz enzimiyle mayanın kullanabileceği basit şekerler olan maltoz ve glukoza parçalanmaktadır. Beta amilaz enzimi un içinde yeteri kadar bulunmaktadır. Ancak alfa amilaz enzimi ekmek üretimi için yeterli miktarda bulunmamaktadır. Bu nedenle dışarıdan ilave edilmesine gereksinim duyulur.

Alfa amilaz enzimi küflerden üretilmesi durumunda fungal alfa-amilaz adını almaktadır. Fungal alfa amilazlardan farklı olarak, tahıl veya bakteriyal kökenli alfa amilazlar da mevcuttur. Tahıl veya bakteriyal kökenli enzimler 70 °C’ nin üzerinde etkisini yitirmediği için ekmek üretiminde ciddi sorunlar yaratabilmekteydi. Oysa bu sorun fungal kökenli alfa amilazlar ile yaşanmamaktadır. Bu sayede daha geniş bir kullanım aralığı sağlamaktadır.

Alfa amilaz miktarı kısaca SKB olarak da ifade edilmektedir. Fungal alfa amilazlar yüksek kullanıma paralel olarak hamurda yapışkanlık ve zayıflık yapabilmektedir. Eğer kullanılan enzim saf ise, diğer bir değişle proteaz yan aktivite içermiyorsa bu olumsuzluklarla daha az oranda karşılaşılır. Bu nedenle ekmek üretim denemeleri ile hamur davranışı belirlenen fungal alfa amilazlar un katkı maddesi olarak kullanılmalıdır.

Hemiselülazlar

Hemiselülaz enzimi Aspergillus türü küflerden fermentasyon yolu ile üretilmektedir.

Un içinde nişastanın haricinde % 2-3 civarında bulunan polisakkaritler pentozanlar olarak adlandırılmaktadır. Pentozanlar; suda çözünen veya çözünmeyen olmak üzere iki grup altında toplanmaktadır. Suda çözünmeyen parçacıkların hamur üzerinde olumsuz etkileri bulunmakta ve hemiselülozlar olarak adlandırılmaktadır. Hemiselülaz enzimi aracılığı ile suda çözünmeyen bu parçacıklar, yüksek molekül ağırlığında suda çözünür polisakkaritlere dönüşmektedirler.

Bunu sonucu olarak ekmek üretiminde hemiselülaz ilavesi;

·                    Hamurun kolay işlenmesini,

·                    Glutenin elastikiyetinin artmasını,

·                    Gaz tutma kapasitesinin artmasını,

·                    Ekmek hacminin artmasını,

·                    Ekmek içinin daha düzgün olmasını sağlamaktadır.

Un içindeki pentozanlardan hemiselüloz kısmına etki eden enzimleri kullanmamız durumunda ekmek özellikleri açısından olumlu bir sonuç almamız mümkün olacaktır. Undaki nişasta dışındaki polisakkaritlere etki eden enzimler; pentozanlara etki eden pentozanaz, selüloz kısmına etki eden selülaz ve hemiselülozlara etki eden hemiselülaz olarak adlandırılır.Hemiselülazların etkisi ekstensograf ve maturograf grafiklerinde de gözükmektedir.

FAGEM’ de yapılan çalışmalarda ekstensograf grafiğinde hemiselülaz ilave edilmiş un örneğinde uzayabilirlikte bir artış gözlenmektedir.

Glukoz oksidazlar

Glukoz oksidaz aspergillus türü küfden fermentayon yolu ile üretilmektedir. Glukoz oksidazın ortamda bulunan glukoz şekerini parçalarken açığa çıkardığı hidrojenperoksit; hamur üzerinde oksidasyon etkisine neden olmaktadır. Bunun sonucunda hamurda ve ekmekte;

·         Hamur kuruluğu

·         Elle veya makinayla işleme kolaylığı

·         Ekmek şeklinin ve yüzeyinin düzgünlüğü

·         Ekmek hacminde artışı sağlamaktadır.

FAGEM’ de yapılan çalışmalar glukoz oksidazın kullanımının çok hassas kriterlere bağlı olduğunu göstermiştir. Yüksek kullanımlarda hamur özelliklerinde olumsuz etkilerinin olduğu gözlenmiştir.

DİĞER ENZİMLER

Proteazlar

Proteaz enzimi undaki proteninlere etki etmektedir. Kuvvetli unların yoğurma ve işleme zorluğunu gidermek için kullanılmaktadır.

FAGEM’ de yapılan çalışmalar bu enzim için tip ve miktar belirlenmesinin oldukca hassas bir biçimde yapılması gerektiğini göstermiştir.

Lipazlar

Lipaz enzimi unda bulunan % 1-2 civarındaki lipid (yağ) içeriğine etki etmektedir. Bu enzim içinde kullanım miktarı ve tipi oldukca önemlidir. Örneğin yüksek miktarlarda kullanımda hamur özelikleri açısından sorunlar yaşanmasına neden olmaktadır. Öte yandan uygun lipaz tipinin seçilmesi de önemlidir. Türk ekmek üretim biçimine uygun olmayan lipaz tipinin ekmek özelliklerine olumlu bir katkısı bulunmamaktadır. Unlara uygun lipaz tipinin ilavesi;

·         Hamurun işlenebilirliğinde kolaylık,

·         Hamur stabilitesinde artış,

·         Ekmek içi yumuşaklık,

·         Ekmek hacminde artış sağlar.

FAGEM’ de yapılan çalışmalar çift dozlama tehlikesi nedeniye değirmenlerde lipaz kullanımının uygun olmadığını göstermiştir.

Selülazlar

Selülozlar, unun kepek kısmında bulunmaktadır. Selüloz, bir polisakkarittir ve selülaz enzimi aracılığı ile parçalanmaktadır. Ancak, FAGEM’ de farkı tiplerdeki selülaz enzimleri ile yapılan karşılaştırmalı ekmek çalışmalarında, ekmek özellikleri açısından selülaz tipinin önemini  ortaya koymuştur.

Amilo glukozidazlar

Beta amilaz tarafından oluşturulan maltoz şekerini glukoza dönüştürür. Maya tarafından öncelikle tercih edilen glukozu ürettiği için gaz üretimini teşfik eder ve buna bağlı olarak ekmeğin iyi hacim almasını sağlar.

Amiloglukozidaz, glukoz oksidaz ile birlikte kullanıldığında glukoz oksidazın etkisini artırır. Amiloglukozidaz, maltozu glukoza dönüştürür. Glukoz oksidaz, oluşan glukozu kullandığında meydana gelen hidrojen peroksit un proteinlerine etki ederek glutenin güçlenmesini sağlar.

OKSİDANLAR VE ASKORBİK ASİT

Oksidanlar,  unların teknolojik özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılır.Oksidanların etkisi 2 grupta toplanabilir.

·         Unu olgunlaştırarak özelliklerini iyileştirme.

·         Unun rengini beyazlatma.

Unun olgunlaştırılması bir oksidasyon olayı olup, zaman içinde yavaş bir şekilde atmosferik oksijen aracılığı ile olabileceği gibi, dışarıdan oksidan ilavesi ile daha hızlı bir şekilde gerçekleştirilebilir. Un sanayinde artan talep ve stoklama maliyeti gibi nedenlerden dolayı tüm dünyada olduğu gibi Türkiye’ de de un üretiminde oksidan kullanımı yaygınlaşmıştır. Ancak, un sanayinde en çok askorbik asit kullanılmaktadır. Unun olgunlaştırılması için kullanılan diğer oksidanların kullanımı, yasalar ile dünyada olduğu gibi Türkiye’de de sınırlandırılmıştır.

Askorbik asit, anti oksidan olarak bilinmesine rağmen hamurda oksidan olarak çalışır. Askorbik asit, un içinde doğal olarak bulunan askorbik asit oksidaz enzimi aracılığı ile ortamda bulunan oksijen ile birleşerek dehidro- L- askorbik asite ( D,L askorbik asit) dönüşür. Hamurdaki oksidasyonuda bu madde yapar. Dehidro-L-askorbik asitin etkisini, hamurda oluşmuş gluten ağındaki sülfhidril gruplarını okside ederek, disülfit grupları oluşturmasıyla yapar. Askorbik asitin (C vitamini) un,hamur ve ekmekte başlıca 5 etkisi gözlenmiştir.

·         Unun olgunlaşma süresini kısaltır.

·         Un içindeki proteninlerin yapısını güçlendirir.

·         Hamurun işleme özelliğini geliştirir.

·         Ürün hacmini artırır.

·         Ürünün gözenek ve iç yapını düzeltir.

Un renginin beyazlatılması amacıyla kullanılan maddelerin yasal sınırlamalar içermesi, sağlığa verdiği zararlar ve nihai ürün olan ekmeğe etki etmemesinden dolayı un sanayinde kullanımı görülmemektedir.

Ekmek üretiminde Askorbik asit ( C vitamini ) kullanımı; 30 g./ 100 kg. oranına kadar çıkabilmektedir. Bu oran unun ihtiyacı, ilave edilen diğer enzimlerin miktarı ve üretilecek ürünün cinsine göre uzmanlarca belirlenmektedir. Un sanayinde kullanım oranı daha düşük olmasına rağmen yukarıda belirtilen kriterler çerçevesinde belirlenir.