Çimlendirilmiş buğdayda asparajinaz uygulamaları ile akrilamid oluşturma potansiyeli düşük tam buğday unu üretilmesinin araştırılması
Investigation of the production of whole wheat flour with low acrylamide formation potential by asparaginase applications in sprouted wheat
- Tez No: 983943
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGAHAN KOCADAĞLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çimlendirilmiş tahıllardan ürün geliştirilmesi son zamanlarda gıda endüstrisinin giderek daha fazla ilgisini çekmeye başlamıştır. Tahıl gruplarında çimlendirme işlemi sonrasında gerçekleşen vitamin ve mineral gibi bileşenlerin miktarının ve biyoerişilebilirliğinin artışı sağlığa faydalı cazip bir ürün grubu yaratmaktadır. Öte yandan günümüzde gıda sanayinde dikkat çeken bir ısıl işlem bulaşanı olan akrilamidi azaltma stratejileri proses parametreleri ya da ürün formülasyonlarının değiştirilmesi ile gerçekleştirildiğinden son ürün özelliklerine etki etmekte ve ürünün renk, koku ve lezzetinde istenmeyen değişimlere sebep olmaktadır. Isıl işlem bulaşanı öncüllerinin çimlendirmeyle artması sebebiyle insanlar için muhtemel karsinojen olan bileşiklere maruz kalma riskinin değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Ayrıca Avrupa Birliği tarafından yayımlanan yönergeler göz önünde bulundurulduğunda bu konuda yasal düzenlemelerin yapılması da öngörülmektedir. Bu tez kapsamında çimlendirme işlemiyle aroma özellikleri geliştirilirken aynı zamanda akrilamid oluşumu azaltılarak hem sağlıklı hem de fonksiyonel ürün üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla çimlendirilmiş buğdaylarda asparajinaz enzimi kullanılarak farklı teknikler ile asparajinazın tahıl tanesinin içerisinde yayılması sağlanarak akrilamid oluşumunda öncül olan asparajinin azaltılmasıyla pişirildiğinde düşük miktarda akrilamid oluşturacak bir çimlendirilmiş tahıl unu ve çimlendirilmiş tahıl unundan sağlıklı ve fonksiyonel bisküvi üretiminin yöntemi araştırılmıştır. Asparajinaz enziminin düşük su aktivitesine sahip hamurlarda etki etmediği bilindiğinden düşük su aktivitesine sahip bisküvi üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu uygulamalarda enzim dozu, enzim uygulama süresi, çimlendirme süresi, enzim uygulama sıcaklığı parametrelerinin ve ultrasonik uygulaması, dehidrasyon, ezme ve yüksek ısıl işlem ve kalsiyum tuzu ilavesi gibi farklı ön işlemlerin etkisi incelenmiştir. Yapılan işlemler sonucunda 48 saat çimlendirilmiş buğdaylara 200 °C 5 dakika ısıl işlem uygulaması ve ardından 40 °C sıcaklıkta 500 µL /kg asparajinaz enzimi ve 10 g/kg kalsiyum klorür-su çözeltisinde 30 dk daldırma işlemi sonrası üretilen tam buğday unundan düşük su aktivitesine sahip bisküvi üretilmiş ve akrilamid miktarı %54 oranında azaltılmıştır ve bisküvilerin duyusal değerlendirmesinde herhangi bir olumsuzluk yaratmamıştır. Geliştirilen bu strateji asparajinaz enziminin su aktivitesinden etkilenmesi ve kısıtlı su içeriğine sahip ürünlerde aktivite gösterememesi engeline takılmadan her türlü fırıncılık ürününe uyarlanabilecek başarılı bir yöntem olma potansiyeline sahiptir. Ayrıca en optimum koşulun enzimin kalsiyum tuzları ile kombinasyonundan elde edilmesi akrilamid azaltma stratejilerinde hurdle etkisi kullanımının önemini ortaya çıkarmıştır. Bununla birlikte aroma, renk ve tekstürel özelliklerdeki değişimlerin sınırlı olması, bu stratejinin endüstriyel ölçekte uygulanabilirliğini desteklemektedir. Çimlendirilmiş tahılların dünya çapında endüstriyel düzeyde kullanımının giderek arttığı düşünüldüğünde de çimlendirilmiş tahıl ürünlerinden güvenilir ve lezzetli bir ürün grubu oluşturulmasının sağlanmasının hem sektörün beklentisine cevap verecek hem de yeni nesil ve sürdürülebilir gıdaların üretim teknolojisinin geliştirilmesine olanak sağlayacaktır. Bu çalışma sonucunda, asparajinaz enzimi kullanılarak çimlendirilmiş buğdaylardan akrilamid oluşturma potansiyeli azaltılmış buğday unu üretilmiş ve bu girdinin kullanımı ile düşük su aktiviteli, akrilamid oranı azaltılmış bisküviler elde edilmiştir. Bu strateji hem çimlendirilmiş tahıl ürünlerinden güvenilir ve tüketici beğenisi yüksek bir ürün grubu oluşturulması hem de akrilamid azaltma stratejilerinde hurdle etkisinin incelenmesi açısından bir kılavuz olma özelliği taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
The development of products from sprouted grains has recently gained increased attention within the food industry. In sprouted grains, the increase in the amount and bioavailability of components such as vitamins and minerals following the germination process creates an appealing product category with notable health benefits. However, efforts to reduce acrylamide, a significant contaminant formed during heat processing, involve modifying process parameters or product formulations, which can adversely affect the final product and lead to undesirable changes in colour, odour, and flavour. Since the precursors of heat-treated contaminants increase with sprouting, evaluating the risk of human exposure to potentially carcinogenic compounds is essential. Additionally, in light of the guidelines published by the European Union, new legal regulations on this matter are expected. This thesis explores the production of both healthy and functional products by enhancing flavour properties while also reducing acrylamide formation through sprouting. To achieve this, the study examined the method of producing low-acrylamide sprouted grain flour and healthy, functional biscuits from sprouted wheat by applying different techniques to lower asparagine, the precursor to acrylamide formation, through diffusing asparaginase within the grain. The research investigated the effects of enzyme dosage, application time, sprouting duration, application temperature, and various pretreatments such as ultrasonication, dehydration, crushing, high heat treatment, and calcium salt addition. As a result of these treatments, heat treating 48-hour-germinated wheat at 200 °C for 5 minutes and subsequently immersing it for 30 minutes in a solution containing 500 µL/kg asparaginase and 10 g/kg calcium chloride at 40 °C enabled the production of low–water activity biscuits from the resulting whole wheat flour. This process achieved a 54% reduction in acrylamide formation without introducing any adverse effects in the sensory evaluation of the biscuits. This developed approach has the potential to be a successful method that can be applied to all types of bakery products, without being hampered by the water activity of the asparaginase enzyme or its inability to be active in products with limited water content. Moreover, the optimal condition achieved by combining the enzyme with calcium salts suggests that the hurdle effect will produce more successful results in acrylamide reduction strategies. Additionally, the minimal changes in aroma, colour, and textural properties support the applicability of this method on an industrial scale. Given the increasing use of sprouted grains at an industrial level worldwide, creating a reliable and highly consumer-friendly product range from sprouted grain products will not only meet industry expectations but also facilitate the development of next-generation, sustainable food production technologies. As a result of this study, biscuits with lower acrylamide levels were produced from sprouted wheat using the enzyme asparaginase. This approach provides a guide for developing a reliable and consumer-friendly product range from sprouted grain ingredients and for investigating the hurdle effect in acrylamide reduction methods.
Benzer Tezler
- Buğdayda tuz stresinde bakır nanopartikülünün etkisinin belirlenmesi
Effect of copper nanoparticle on salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.)
AZIZEH SHADIDIZAJI
Doktora
Türkçe
2023
BiyoteknolojiAtatürk ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT SİNAN TAŞPINAR
- Cold, drought, and salt tolerance levels of some species and varieties of wheat (Triticum turgidium)
Bazı buğday (Triticum turgidium) tür ve çeşitlerinin soğuğa, kurağa ve tuza dayanım düzeyleri
DİDEM ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyolojiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUSRET ZENCİRCİ
- Bazı yerli buğday çeşitlerinde ağır metal stresine karşı miRNA cevaplarının araştırılması
Investigation of miRNA responses against heavy metal stress in some domestic wheat varieties
MERYEM ÇETİNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BotanikEskişehir Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL SÖZEN
- Çimlendirilmiş buğday tanesinin kimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve doğal gıda katkı maddesi olarak değerlendirilme imkanlarının araştırılması
Determination of chemical properties of germinated wheat and the utilization of sprouts as a natural food additive
İSMET ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YETİM
- Çimlendirilmiş bazı tahıl ve baklagillerin besinsel ve fonksiyonel özellikleri üzerine bir araştırma
A study on nutritional and functional properties of germinated some cereals and legumes
FATMA NUR KILINÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KÜRŞAT DEMİR