Yulaf unu ile üretilen ekmeklerde fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivitesine proses etkisinin araştırılması
Effect of processing on the phenolic content and antioxidant activity of oat flour substituted breads
- Tez No: 485262
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NİLÜFER DİLARA ERDİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Dünyada popülasyon artışı ve azalan kaynaklar sebebiyle yararlı besin maddelerine erişim zorlaşmıştır. Özellikle içeriğinde sağlığa yararlı etkileri, kanseri önleyici etkisi, kalp ve damar rahatsızlıklarının riskini azaltıcı etkisi birçok çalışmayla kanıtlanmış, antioksidan aktivitesi yüksek, fenolik bileşik açısından zengin gıdalara ulaşmanın giderek kısıtlanması, alternatif yararlı gıdalara yönelimi tetiklemiştir. Yulaf tanesi bu bağlamda hem kaynak sıkıntısı çekilmemesi hem de ulaşılabilir olması nedeniyle son yıllarda çalışmalara konu olmuştur. Zengin diyet lifi ve fenolik bileşik içeriğinin yanısıra antioksidan aktivitesi, yulafı diğer tahıllar arasında farklı kılan özelliğidir. İçeriğinde E vitamini gibi antioksidanlar ve in vitro/in vivo olarak kuvvetli antioksidan aktivite gösteren çok çeşitli fenolik bileşikler bulunur. Yulaf, diğer bütün tahıl tanelerine göre, yüksek lipit ve protein içeriği ve lipolitik enzimlerinin 10-15 kat daha aktif olması dolayısıyla özgündür. Literatürde yulafın diğer tahıllara göre insan sağlığına yararlı bileşik içerdiğini gösteren birçok çalışma vardır. Meyve-sebze gibi, fenolik bileşik açısından çok zengin olan gıdalarda, fenolik bileşik içeriği ve antioksidan kapasitesi üzerine etki eden ve/veya edebilecek işlemler araştırılmış olup, yulaf ununun bir ürün içerisinde kullanılması esnasında, uygulanan işlemlerinin antioksidan aktivite ve fenolik bileşik içeriğine etkisi hakkında çok az sayıda araştırma bulunmaktadır. Yapılan çalışmalarda; buğday unundan üretilen ekmeklerde fermentasyon aşamasının, fenolik madde içeriği ve antioksidan aktivite üzerine pozitif yönde etki ettiği söylenmektedir. Ülkemizde ve dünyada en çok tüketilen gıdanın ekmek olduğu aşikardır. Geleneksel buğday ekmeğini yüksek oranda yulaf unu ilavesi ile zenginleştirip, sağlığa yararlı etkilerini arttırmak suretiyle endüstriye ve tüketici sağlığına yenilikçi bir yaklaşım sağlanabileceği düşünülmüştür. Bu çalışmanın amacı; buğday ununun %40'ı oranında (ekmeğin tadını ve de istenilen reolojik özelliklerini bozmayan en yüksek düzey) yulaf unu ile ikame edilmesiyle üretilen ekmeklerin yapımında uygulanan karıştırma, fermentasyon ve pişirme aşamalarının fenolik bileşikler ve antioksidan aktivite üzerine nasıl etki ettiğini araştırmaktır. Diğer bir amaç ise; yulaf unu ilavesiyle fırıncılık ürünlerinin fonksiyonel etkilerinin geliştirilmesini sağlamaktır. Böylelikle endüstriye yulafın kullanım alanını genişletecek bir fonksiyonel gıda sunmak da hedeflenmiştir. Ekmek pişirme prosesinde; karıştırma, fermantasyon ve pişirme işlemlerinin sonundan numuneler alınmıştır. Ekmek ve hamur numuneleri dondurarak kurutulduktan sonra sıvı azot yardımı ile öğütücüde öğütülmüştür. Bütün sonuçlar kuru ağırlık bazında ifade edilmiştir. Bütün analizler, 2 işlem tekrarı, 2 ekstraksiyon tekrarı ile elde edilen numunelerde 3 analiz tekrarı olarak gerçekleştirilmiştir. Ekstraksiyonlar yulafta mevcut olan serbest ve bağlı fenolikler için ayrı ayrı yapılmıştır. Serbest fenolikler HCl içeren metanol ile, bağlı fenolikler ise serbest fenolik ekstraksiyonundan kalan çökeltiye H2SO4 ve metanole ek olarak ısı uygulaması yapılarak ekstrakte edilmiştir. Ekstraktlar analizlerde kullanılana kadar - 20°C'de muhafaza edilmiştir. xx Ekstraktların fenolik bileşik içeriği Folin-Ciocalteau metodu ile belirlenmiştir. Standart kalibrasyon grafiği gallik asitin belli konsantrasyonları kullanılarak elde edilmiştir. Analiz sonucunda, %40 yulaf unu içeren ekmeklerin geleneksel beyaz ekmeğe göre serbest, bağlı ve toplam fenolik bileşik içerikleri daha yüksek çıkmıştır. Her iki ekmek çeşidinde de fermentasyon işleminin fenolik bileşik içeriğini arttırdığı pişirme işleminin ise düşürdüğü görülmüştür. Toplam flavonoid analizi için standart kalibrasyon grafiği, yulaf içerisinde rutin yüksek miktarlarda bulunduğu için, rutinin belli konsantrasyonları kullanılarak elde edilmiştir. Analiz sonucunda; fermantasyon işleminin toplam flavonoid miktarını pozitif olarak etkilediği görülmüştür. Pişirme işleminin ise, yulaf içeriğinde bulunan flavonoidlerin ısıya hassas bileşikler olması nedeniyle, flavonoid miktarında önemli düzeyde azalmaya sebep olduğu bulunmuştur. Antioksidan aktivitesi 2 ayrı yöntemle test edilmiştir. DPPH ve CUPRAC metodları için; standart eğrileri Troloksun belli konsantrasyonları kullanılarak elde edilmiştir. İki analiz de birbirine paralel sonuçlar vermiştir. Antioksidan aktivitesi fermentasyon ile artarken, geleneksel beyaz buğday ekmeğinin antioksidan aktivitesi yulaf ekmeğine yakın sonuçlar vermiştir. Bunun sebebinin, beyaz ekmek üretiminde oksidan madde olarak kullanılan C vitamininin katılması sonucunda antioksidan aktivitenin artışı olarak düşünülmektedir. Numunelerin fenolik bileşik profili HPLC/PDA ile belirlenmiştir. Yulaf unu ilave edilen ekmek ve hamur numunelerinde; serbest halde ferulik, gallik, kafeik, p- kumarik, vanilik, t-sinamik, p-hidroksibenzoik asit, şiringik ve rutin bileşenleri tespit edilmiştir ve miktarları tanımlanmıştır. Buna ek olarak buğday ekmeği ve unu numunelerinde, serbest halde ferulik, gallik, kafeik asit ve şiringik asit tespit edilmiş ve miktarları tanımlanmıştır. Literatürde yulafta bahsi geçen avenantramidlerin yulaf ekmeği ve unu numunelerinde de varlığı tespit edilmiştir. Yapılan fenolik profil analizi sonucunda yulaf ununda en yüksek miktarda bulunan serbest fenolik asidin gallik asit (34,46 mg/g), bağlı fenolik asidin ise şiringik asit (45,93 mg/g) olduğu tespit edilmiştir. Buğday ununda ise; en yüksek miktarda bulunan serbest fenolik asidin şiringik asit (21,31 mg/g), bağlı fenolik asidin ise gallik asit (5,15 mg/g) olduğu belirlenmiştir. Serbest fenolik asit profilinde fermentasyonun değerlendirilen bütün fenolik asitler için farklı oranlarda pozitif etki gösterdiği, pişirme işleminin ise farklı oranlarda negatif etki gösterdiği belirlenmiştir. Yulaf unu numunelerinde bağlı halde; serbest fenolik profilinden farklı olarak t-sinamik asit tespit edilmemiştir. Yulaf ununda bağlı halde en yüksek miktarda bulunan fenolik asidin ferulik asit (16,54 mg/g) olduğu belirlenmiştir. Buna ek olarak buğday ununda; en yüksek miktarda bulunan bağlı haldeki fenolik asidin gallik asit (5,15 mg/g) olduğu belirlenmiştir. Yulaf ekmeği ve buğday ekmeğindeki bağlı fenolik asit profilinde serbest fenolik asitlerden farklı olarak bazı fenolik asitlerin fermentasyon sırasında artmadığı görülmüştür. Yulaf ekmeği numunelerinde; bağlı formda bulunan vanilik asidin pişirme işlemi etkisiyle 13 kat arttığı belirlenmiştir. Buğday ekmeği numunelerinde ise; bağlı formda bulunan gallik asidin 2 kat arttığı gözlemlenmiştir. Yulaf unu ile üretilecek ekmeğin fenolik asit profilini en verimli şekilde arttırabilmek için ekmek yapım aşamalarındaki parametrelerin ileriki çalışmalarda optimize edilmesi gerektiği düşünülmektedir. Çıkan sonuçlar doğrultusunda; yulaf ununun %40 düzeyinde ilave edilmesi ile ekmeğin fenolik madde ve antioksidan aktivitesi içeriği artmıştır. Üretilen yulaflı ekmek; fenolik maddeler, flavonoid ve diyet lifi içeriği ile ve kabul edilebilir kalite özellikleri ile fonksiyonel bir ürün olarak umut verici gözükmektedir.
Özet (Çeviri)
With the increasing population of the World and decreasing sources, reaching to the beneficial nutrients is getting harder. Especially, rich phenolic content foods of which healthy, anticarcinogic and anti-atherosclerosis effects are proven with many studies a tendency in consumers for alternative beneficial foods has occur. In this manner, oat has been discussed in many articles and studies because of its availability and its applicability in large variety of products. It is separated from other cereals by its high dietary fiber and rich phenolic contents. The antioxidants like vitamin E and phenolic contents which showed strong antioxidant activities both in vitro and in vivo is proven to be available in oat grain. Oats are unique among other cereals because their lipolytic enzyme is 10-15 times more active than wheat besides their high lipid and protein contents. In the literature there are many studies which states that oat contains many beneficial compounds for human health with respect to other cereals. Although there are many studies showing phenolic content and process effects on antioxidant capacity of fruits and vegetables, there are very few studies for the antioxidant activity and phenolic content of products which has oat flour. In a study; the effect of bread making processes on wheat bread phenolics has been searched. As a result the researchers reported that fermentation created positive effect on the antioxidant activity and phenolic content in wheat breads. When it is considered that the most consumed food is bread in our country and in the world, an innovative contribution may be made for both the industry and consumers' health by enrichment of traditional wheat bread with oat flour and enhance its health beneficial effects. The aim of this study is to understand how mixing, fermentation and baking stages effects the phenolic content and antioxidant activities in a bread which is substituted by 40% oat flour (to preserve the taste of bread reologic properties). In addition to that, to develop an acceptable functional bakery product by the addition of oat flour is another aim. By this way, an innovative functional food idea is presented to the industry. Sampling is done from 2 different treatments. Extractions were applied duplicately and for each experiemt three replicates were analyzed. The data is the avergae results for all those samples. Breads and dough samples are grinded under liquid nitrogen using a grinder after they are freeze dried. All the results are expressed in dry weight basis. Extractions are performed both for free and bound phenolics.Free phenolics are extracted by HCl and methanol, bound phenolics are extracted after heat application to the sediments from the free phenolic extraction in addition to the methanol and H2SO4. Extracts are preserved in -20°C until they are used in analysis. Phenolic content is determined by Folin-Ciocalteau method. Standard calibration curve has been obtained by measuring the absorbances for the known concentrations of gallic acid at a specific wavelength. As a result of analysis; free, bound and total phenolic contents for 40% oat flour bread is found to be higher than traditional white bread. In addition to this; while the fermentation process is increasing the phenolic xxiv content, ıt is observed that baking process decreased the phenolic content (free, bound and total) for both of the breads. The standard calibration graph for total flavonoid analysis is plotted by using rutin because it is dominantly found in oat. In the result of analysis; while fermentation process is increasing the total flavonoid content, baking process is decreasing the total flavonoid content. The reason for this situation is probably because of their heat sensitive properties. Antioxidant activity is tested by two methods. The standard curves for DPPH and CUPRAC methods are plotted by using Trolox. The standart calibration curves for both have been obtained by measuring the absorbances for the known concentrations of Trolox in a specific wavelength. The results of two analysis were close to each other. While antioxidant activity was increasing by fermentation process, antioxidant activity of traditional white bread was close to the oat bread as it is contrary to the expected. The reason for this might be the addition of Vitamin C as an oxidant to wheat flour. Phenolic profiles of the samples were also identified by HPLC/PDA. In the oat flour and the oat flour added bread samples, free ferulic, gallic, caffeic, p-cumaric, vanilic, t-cinammic, p-hydroxibenzoic acid, syringic and rutin have been detected by the HPLC/PDA analyses. In addition; in the samples of wheat flour and wheat flour bread free ferulic, gallic, caffeic acid and syringic has also been found. As it has been mentioned in the literature; avenantramids have been detected at the oat flour and oat bread samples. As a result of the phenolic profile analysis; it has been seen that in oat flour the most abundant free phenolic acid was gallic acid (34,46 mg/g) and the highest amount of bound phenolic acid was syringic acid (45,93 mg/g). In the wheat flour the most abundant free phenolic acid was syringic acid (21,31 mg/g) and the most abundant bound phenolic acid was gallic acid (5,15 mg/g). For the free phenolics; the result of the phenolic profile analysis showed that; fermentation had a positive effect at different rates on all the free phenolic acids and the baking prosess had a negative effect at different rates. In the oat bread samples; it has been found that; unlike free phenolic acid profile, there are no t-cinammic acid in the bound fraction. In the oat flour samples; it has been seen that the most abundant bound phenolic acid was ferulic acid (16,54 mg/g). Furthermore; it has been found that the wheat flour was rich in gallic acid (5,15 mg/g) in the bound fraction. In the oat and wheat breads for the bound fraction, in a contrast with the results of the free phenolic acid analyses, some of the phenolic acids didn't increase with the fermentation prosess. In the oat bread samples; bound vanilic acid increased 13-fold by the baking process. In addition to this; in the wheat breads in the bound fraction gallic acid increased 2-fold with the baking process. To determine the most efficient formula for producing oat bread with the highest amount of the total phenolic acid profile, further studies should be done to optimize the process parameters. As a result, more healthy foods which is also acceptable by consumers can be produced using functional ingredients in bread production. It is well known that oat has better health benefits, compared to wheat. In this study; oat flour, wheat flour, oat and wheat bread have been evaluated. Results showed that; oat bread, as it is expected, has better phenolic acid content and profile compared to wheat bread. This study suggested that; the use of oat flour in bread making will increase the health benefits of the most popular food consumed in our country. Further studies should be done for optimizing the conditions of the oat bread production.
Benzer Tezler
- Ticari şartlarda ekmek yapımında patates ve yulaf ununun kullanılması
The Use of potato and oat flours in bread making under commercial conditions
MEDİHA ÖZGÜN DURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ ÖZÇELİK
- Çeşitli maya suşları kullanılarak ekmek aroma bileşenlerinin üretimi ve optimizasyonu
Production and optimization of bread aroma compounds by using various yeast strains
RAMAZAN NİÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER ŞİMŞEK
- Hamburger ekmeklerinde yüksek lifli katkıların kullanım olanakları
The Possibilities of using high fibre additives in hamburger buns
DİLEK F. UZUNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECAİ ERCAN
- Yulaf unuyla yapılan köftelerde fizikokimyasal özelliklerin belirlenmesi ve akrilamid oluşumuna etkilerinin araştırılması
Determination of physicochemical properties of oat flour dumplings and investigation of their effects on acrylamide formation
DERYA ARAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM GÜNER
- Kanatlı eti ürünleri üretiminde yenilikçi formülasyon yaklaşımları: Farklı teknolojilerle üretilen tavuk eti ürünlerinde fosfat ve gluten alternatifi bileşenlerin kullanımının araştırılması
Novel formulation approaches in processing of poultry meat products: Investigating the utilization of phosphate and gluten alternative ingredients in poultry meat products produced with different technologies
BURCU ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA MELTEM SERDAROĞLU