Buğday kepeğinin ultrases ve mikrobiyal proses ile modifikasyonu, modifiye kepeklerin besinsel, teknolojik ve ekmeklik kalite özelliklerinin belirlenmesi
Modification of wheat bran using ultrasound and microbial process: determination of nutritional, technological and bread quality characteristics of modified brans
- Tez No: 933607
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖRKEM ÖZÜLKÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Buğday kepeği modifikasyonu, optimizasyon, ekmek özellikleri, besinsel özellikler, Wheat bran modification, optimization, bread characteristics, nutritional properties
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, buğday kepeği ultrases ve mikrobiyal proses ile modifiye edilerek besinsel, fonksiyonel ve biyoaktif özellikleri geliştirilmeye çalışılmış ve ekmek yapımında kullanım potansiyelinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, Türkiye'nin Trakya bölgesinde yetiştirilen 2 farklı buğday çeşidinin (Tekirdağ ve Rumeli) kepekleri kimyasal, fonksiyonel, biyoaktif özellikleri ve ekmek kalitesine etkileri açısından karşılaştırılmıştır. Rumeli buğday kepeği (RK) daha yüksek oranda çözünmez diyet lifi (IDF) içermektedir (%45,89±0,05). Tekirdağ buğday kepeği (TK), RK'ye göre daha düşük toplam su tutma kapasitesi (T-STK) göstermiş (3,82±0,08 mL/g) ve TK kullanıldığı durumda daha yüksek spesifik hacme (2,65 ± 0,02 mL/g) sahip ekmekler üretmiştir (p<0,05). RK ve TK ile üretilen ekmekler toplam fenolik (TF) içeriği ve antioksidan özellikler bakımından benzer olsa da (p>0,05), kepek çeşitleri kendi aralarında TF ve antioksidan aktivite bakımından önemli farklılıklar göstermiştir (p<0,05). Toplam fenolik içerik ve antioksidan aktivitesinin daha düşük olması ile daha yüksek fitik asit içeriğine sahip olması (p<0,05) nedeniyle çalışmanın bir sonraki aşaması olan modifikasyon kısmına TK ile devam edilmiştir. Çalışmanın 2. aşamasında, mikrobiyal biyoproses (MB), ultrasonik modifikasyon (UM) ve bunların birlikte uygulandığı hibrit modifikasyon (HM) ile buğday kepeğinin fonksiyonel ve besinsel olarak iyileştirilmesi hedeflenmiş ve ekmek kalitesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. MB, Levilactobacillus brevis ve Lactiplantibacillus plantarum ile Saccharomyces cerevisiae kullanılarak gerçekleştirilmiştir. MB32 (Levl. brevis ve S. cerevisiae kültür kombinasyonu), işlem görmemiş kepek (kontrol) ile karşılaştırıldığında çözünür diyet lifini (SDF) önemli ölçüde arttırmış (p<0,05) ve fitik asit içeriğini %25,7 oranında azaltmıştır. UM uygulaması fitik asidi %52,2 oranında azaltmış ve fenolik bileşik salınımını arttırarak antioksidan aktivitenin (DPPH) gelişmesine katkıda bulunmuştur. HM uygulaması ise her iki yöntemin avantajlarını birleştirerek fitik asidi %95 oranında azaltmış ve bağlı antioksidan aktivitede (bağlı-AA) 2,4 kat artış sağlamıştır. Ayrıca, HM uygulaması TF ve antioksidan aktivite açısından en güçlü etkiyi göstermiştir. Modifiye edilmiş kepeklerin ekmek yapımında kullanımı, spesifik hacim, tekstürel özellikler ve besinsel bileşim açısından önemli iyileşmeler sağlamıştır. Örneğin, HM uygulamasıyla üretilen ekmek, kontrolden yaklaşık %10 daha yüksek spesifik hacim sunmuş (2,92±0,02 mL/g) ve en parlak kabuk rengini (L∗ değeri = 68,08±1,20) göstermiştir (p<0,05). UM ve HM ile işlem görmüş kepekler, ekmekte TDF içeriğini artırmış (p<0,05) ve en yüksek TDF içeriği HM ile işlem görmüş kepekli ekmeklerde (%12,17±0,07) elde edilmiştir. MB32 ve UM teknikleriyle modifiye edilen buğday kepeği, fitik asit azalmasında etkili olmuştur ve ilgili kepeklerle üretilen ekmeklerin fitik asit içeriğinde de anlamlı bir azalma sağlamıştır (p<0,05). MB29 (Lacp. plantarum ve S. cerevisiae kültür kombinasyonu), MB32 ve HM uygulamaları, ekmeklerin TF kontrol ekmeğine kıyasla (4,01±0,11 mg GAE/g) sırasıyla 4,52±0,09; 4,79±0,01 ve 4,53±0,03 mg GAE/g seviyelerine yükseltmiş, böylece üretilen ekmeklerin besinsel kalitesinde belirgin bir iyileşme sağlamıştır. Bu sonuçlar, MB ve UM tekniklerinin kombinasyonundan oluşan hibrit modifikasyonun (HM), buğday kepeğinin çözünür diyet lifi içeriğini artırma, fitik asit seviyelerini düşürme ve antioksidan aktiviteyi (DPPH) yükseltme konularında etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir. Bu iyileşmeler, HM uygulanmış buğday kepeğinden üretilen ekmekte de tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, wheat bran was modified using ultrasonic and microbial processes to enhance its nutritional, functional, and bioactive properties, with the aim of improving its potential for bread-making applications. In the first stage of the study, the bran of two different wheat varieties (Tekirdağ and Rumeli) grown in the Thrace region of Turkiye were compared in terms of their chemical, functional, and bioactive properties, as well as their effects on bread quality. Rumeli wheat bran (RK) contained a higher proportion of insoluble dietary fiber (IDF) (45.89±0.05%). Tekirdağ wheat bran (TK) exhibited a lower total water retention capacity (T-STK) (3.82±0.08 mL/g) compared to RK and produced bread with a higher specific volume (2.65±0.02 mL/g) (p<0.05). Although breads made with RK and TK had similar total phenolic (TF) content and antioxidant properties (p>0.05), significant differences were observed between the bran types in terms of TF and antioxidant activity (p<0.05). Based on these findings, TK was identified as a promising candidate for modification due to its lower TK and antioxidant activity and higher phytic acid content. Despite offering superior technological bread-making properties, TK was selected for further investigation in the next phase of the study due to its relatively lower nutritional properties. In the second stage of the study, microbial bioprocessing (MB), ultrasonic modification (UM), and hybrid modification (HM) (a combination of both techniques) were applied to enhance the functional and nutritional properties of wheat bran and to evaluate their effects on bread quality. MB was performed using Levilactobacillus brevis, Lactiplantibacillus plantarum, and Saccharomyces cerevisiae. MB32 (a culture combination of Levl. brevis and S. cerevisiae) significantly increased soluble dietary fiber (SDF) compared to untreated bran (control) (p<0.05) and reduced phytic acid content by up to 25.7%. UM reduced phytic acid by 52.2% and enhanced antioxidant activity (DPPH) by increasing the release of phenolic compounds. HM combined the advantages of both techniques, reducing phytic acid by 95% and increasing bound antioxidant activity (bound-AA) by 2.4 times. Additionally, HM had the most substantial impact on TP and antioxidant activity. The incorporation of modified brans into bread formulations resulted in significant improvements in specific volume, textural properties, and nutritional composition. For instance, bread produced using HM-treated bran exhibited a 10% higher specific volume (2.92±0.02 mL/g) than the control and showed the brightest crust color (L∗ value = 68.08±1.20) (p<0.05). Brans treated with UM and HM increased the total dietary fiber (TDF) content in bread (p<0.05), with HM-treated bran yielding the highest TDF content (12.17±0.07%). MB32 and UM treatments effectively reduced phytic acid levels, resulting in a significant reduction in the phytic acid content of breads made with these brans (p<0.05). MB29 (Lacp. plantarum and S. cerevisiae culture combination), MB32, and HM treatments increased the TF content of bread compared to the control bread (4.01±0.11 mg GAE/g), reaching 4.52±0.09, 4.79±0.01, and 4.53±0.03 mg GAE/g, respectively, thereby enhancing the nutritional quality of the bread. These findings suggest that hybrid modification (HM), which combines MB and UM techniques, is an effective approach for increasing soluble dietary fiber content, reducing phytic acid levels, and enhancing antioxidant activity (DPPH) in wheat bran. These improvements were also observed in bread produced with HM-treated wheat bran.
Benzer Tezler
- The Effect of government price support on wheat farming and wheat marketing in Turkey
Başlık çevirisi yok
GÜNEŞ GÜLSEN ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
EkonomiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYöneylem Araştırması Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİM DOĞRUSÖZ
- Buğday ekiminin mekanik esasları üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ADNAN DEĞİRMENCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMET ÖNAL
- Bazı buğday türlerinde poliploidi düzeyine bağımlı IAA ve ABA miktarlarının kantitatif belirlenmesi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEVGİ HEPAKSOY
- Buğday mutant populasyonlarında çeşitli tarımsal özellikler arasındaki ilişkiler
Başlık çevirisi yok
M. İLHAN ÇAĞIRGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN B. YILDIRIM
- Regresyon analizi ve Türkiye üzerine bir deneme buğday üretiminin tahmini
Başlık çevirisi yok
MACİT MESUT ÖZMEN