Ana səhifə

Yaşar karaduman gıda Yüksek Mühendisi Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü-eskiŞEHİR


Yüklə 99.12 Kb.
tarix02.05.2016
ölçüsü99.12 Kb.
KAVUZSUZ ARPA POTANSİYELİ
Yaşar KARADUMAN

Gıda Yüksek Mühendisi

Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü-ESKİŞEHİR
Yıllık bir bitki olan arpa; dünyanın pek çok ülkesinde hayvan yemi, endüstride hammadde, insan gıdası ve ihracat amacıyla üretilir. Hububatlar içinde ikim istekleri en yüksek olan çeşitlerden birisidir. Fazla soğuk ve fazla sıcak olmayan, nispi nemi yüksek olan yerlerde iyi gelişir. Kışlık ve yazlık olarak ekilir. Verimli topraklarda, uygun çeşit ekilmek şartıyla yüksek verim alınabilir. Çoğunlukla yemlik ve maltlık olarak kullanılır. Maltlık ve yemlik kalite kriterleri farklıdır.

Arpa tanesi 8-12 mm uzunluğunda ve 3-4 mm genişliğinde, 2-3 mm. kalınlığındadır. Tane rengi genel olarak beyaz, siyah, morumsu ve mavidir. Bazı çeşitlerin kavuzlarında bulunan renk maddeleri (antosiyanin) rengi kırmızı ve morumsu yapar. Bu renk maddesi alöron tabakasında ise tane mavi renkli olur. Arpada hektolitre ağırlığı 57.4-70.6 kg, 1000 tane ağırlığı 26.1-42.7 g, kül oranı % 2.36- 2.88, protein oranı % 9.2-14.5 arasında değişmektedir. Arpa tanesinin buğday tanesinden farkı iç kavuz olarak bilinen tabakanın taneye sımsıkı yapışık olmasıdır. Bu yüzden arpa tanesi kavuzlu tane olarak bilinir.

Bunun yanında; kavuzsuz tane veren arpa çeşitleri de bulunmaktadır. 1970 yılında; Saskatchewan, SK, Üniversitesinde Bhatty ve ark. tarafından arpa embriyo plazmasının beslenme kalitesi üzerine yapılan çalışmalar sırasında Kanada'da kavuzsuz arpa yeniden keşfedilmiştir. Bu çalışmalarda arpanın kavuz içeriğinin domuzlarda ve kümes hayvanlarında sindirilebilir enerjiye önemli etkilerinin olduğu ortaya konmuştur. Kanada'da bu ve ardından gelen buluşlar pek çok kavuzsuz arpa çeşidinin geliştirilme çalışmalarında etkili olmuştur. Geliştirilen bu çeşitler; 2 veya 6 sıralı, düşük veya yüksek -glukan içerikli, düşük veya yüksek asit ekstrakt viskoziteli ve waxy veya normal nişastalı olabilmektedir. Diğerleri ise düşük ve yüksek protein ve yüksek nişastalı (CDC gainer) veya az miktarda kavuzlu (CDC freedoom) olabilir.

İki sıralı arpalar yuvarlağımsı tane şekilleri, beyaz alöronları ve yumuşak endospermleri nedeni ile gıda ve endüstri uygulamalarında daha çok tercih edilmektedir. Bilindiği kadarıyla; çok fazla kavuzsuz arpa geliştirme programları olmasına rağmen ıslah edilmiş kavuzsuz arpa çeşidi olan ülke bulunmamaktadır. Kanada'da günümüzde malt ve içki endüstrileri de dahil olmak üzere kavuzsuz arpanın gıda ve endüstride kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Kavuzsuz arpanın sağlık için yararlı olduğu tesbit edilen bazı bileşenleri taşıması özellikle kavuzsuz arpaya olan ilgileri daha da önemli seviyeye getirmiştir. Bunun yanında mısır nişastasının yerine bazı gıda uygulamalarında kavuzsuz arpanın kullanılabileceği görülmüştür. Ayrıca kavuzsuz olması öğütme teknolojisi açısından da bazı kolaylıklar getirmekte, bilinen klasik buğday öğütme yöntemleri ve ekipmanları ile kepek ve una ayrılabilmektedir. Malt, içki sektöründe de büyük kolaylıklar getirmektedir.

Bu çalışmada; kavuzsuz arpa konusunda yayımlanan araştırmalar hakkında bilgiler verilecektir.

Kanada'da Bhatty'nin 1986'da domuz ve kümes hayvanları beslenmesinde kavuzsuz arpanın kullanımı konusunda yayımladığı makaleden beri kavuzsuz arpa etrafında yeni bir endüstri gelişmiştir. En fazla kavuzsuz arpa üretimi 1998 yılı itibarı ile Kanada’dadır ve 300.000-350.000 hektar alanda 800.000 ton ürün elde edilmiştir. U.S., Avustralya ve Japonya’da ve muhtemelen diğer bazı ülkelerde, kavuzsuz arpa ıslah programlarına girmiş durumdadır. Japonya’da 1997 yılı üretimi 17.000 tondur. U.S.'de ise üretim 5.000 tonu geçmez. Görüldüğü gibi Kanada halen lider üretici ve kavuzsuz arpa konusundaki yayınlarında kaynağı durumundadır.



Kavuzsuz arpanın tüm tane olarak veya değer kazandırılmış ürünlerinin eldesinde kullanılması ile ilgili yeni uygulamaları araştırılmaktadır. Tüm tane olarak kullanımında taneler öğütülebilir, kabuğun bir kısmı ayrılabilir, buharda pişirilebilir, kaynatılabilir, fırında pişirilebilir, ekstürüde edilebilir, kızartılabilir, flakelenebilir ve küçük taneciklere kesme yapılabilir. Batı ülkelerinde bazı gıdalarda bu tür ürünlere rastlanmaktadır. Değer kazandırılmış ürünlerde ise kavuzsuz arpa,  -glukan ekstraksiyonu ve zenginleştirilmesi, etanol üretimi, doğal ve modifiye nişasta üretimi gibi alanlar için kepek ve una öğütülerek kullanılır. Japonya’da ise arpa çayı, alkollü içecekler (Sochu, Miso) ve soyulmuş arpa olarak pirincin yerine kavuzsuz arpa kullanılmaktadır. Hindistan, Çin (Tibet) ve Batı Asya-Kuzey Afrika bölgesinde de kullanım alanları vardır.
Kavuzsuz Arpanın Bileşimi
Kavuzlu ve kavuzsuz arpanın bileşimleri kıyaslandığında ( U.S. ve İsveç ); kavuzsuz arpa genel olarak fazla protein, nişasta, toplam ve çözünebilen -glukan ihtiva etmektedir.
Tablo 1. Kavuzsuzluk Geninin Arpa Genotipleri Bileşimine Etkisi

Bileşenler, %(kb)

Kavuzlua (n=10)

Kavuzsuza (n=6)

Kavuzlub (n=12)

Kavuzsuzb (n=24)

Protein

12.2

15.1

15.9

16.5

Eter ekstraktı

2.5

2.7

2.2

2.3

Kül

2.1

1.6

2.8

2.1

Nişasta

57.7

60.7

53.7

59.7

Toplam -glucan

4.8

5.7

5.2

5.6

Çözünebilir -glucan

2.3

2.9

3.0

3.1

Pentozanlar

7.9

5.7

6.5

4.5

Selüloz

4.8

2.9

4.1

2.0

Klason lignin

1.3

0.7

2.0

0.9

Uronik asit

0.8

0.6

-

-

Toplam Diet lifi

20.6

16.6

18.6

13.8

a waxy, normal ve yüksek amiloz nişastalı arpalar

b Compana ve Betzes izotipleri
Tablodan 1’de görüldüğü gibi bu artış kavuzların ayrılması sonucu oluşan konsantrasyon artışından meyadana gelmektedir. Kavuzlu taneler ise toplam diet lifi, lignin ve selüloz bakımından daha zengindir. Kavuzsuz arpaların kompozisyonları önemli ölçüde farklı olabilir. Kompozisyon çevre ve yapışık kavuz miktarından etkilenmektedir. İdeal olarak, kavuzsuz arpalar %5'den daha az yapışık kavuz taşımalıdır. Edney ve ark.(1992)'nın yaptığı bir çalışmada tane proteini % 13-17 arasında değişiklik göstermektedir. Bu çalışma; Alberta'nın merkezinde 11 lokasyonda yetiştirilen Condor çeşitleri -ki bu çeşitler hiç yapışık kavuz taşımazlar- üzerinde yapılmıştır. Edney ve ark. (1992) ve Boros ve ark. (1996) yaptıkları çalışmalarda sınırlı aminoasitleri, treonin ve lisini kavuzsuz arpaların buğday ve kavuzlu arpalara nazaran daha fazla ihtiva ettiklerini göstermişlerdir. Kanada'da 1995'den 1997'e kadar yetiştirilen 457 kavuzsuz arpa örneği ortalama % 14 protein ve % 0.5 lisin taşıdıkları görülmüştür (Kuru maddede) ve bu örneklerde kavuz yapışıklığı oranı % 4-18 arasında değişmiştir. 1997 yılı örnekleri (89 örnek ) % 4 yapışık kavuz, % 14 protein % 0.5 lisin taşımaktadır. Kanada’da 12 kavuzsuz arpa çeşidi üzerinde yapılan -ki bunların 9'u Kanada'da tescillenme durumundadır- fizikokimyasal analizler Bhatty ve Rossnagel (1998) yayınlanmıştır. Bu çalışmada, çeşitler arasında tane sertliği, renk, kimyasal kompozisyon, toplam diet lifi ve çözünür lif bileşimlerinde belirgin farklılıklar görülmüştür. Buna göre;

Protein Miktarı : % 13-18

Nişasta Miktarı : % 60-74

-glukan Miktar ı: % 4-8

TÇL : % 12-17

ÇL : % 3-6 arasında değişmiştir.



Kavuzsuz Arpanın Karbonhidratları
Kavuzsuz arpa karbonhidratlardan nişasta; 1-3, 1-4 -glukan (hücre duvarı poli sakkaritleri); arabinoksilan (pentosanlar); selüloz ve çok sayıda basit şekerler ihtiva eder.

Nişasta, -glukan, tokoferol, ve tokotrienoller gibi maddelerin daha sağlıklı gıdaların üretimi ve bazı gıda uygulamalarında ve endüstride kullanımı üzerinde durulacaktır.


Nişasta : Kuru maddede nişasta tanenin % 60-75’ini meydana getirir. Normal kavuzsuz arpa nişastaları % 25-30 amiloz, geriye kalanı amilopektin ihtiva eder. Bunun yanında waxy çeşitlerin % 0-5 oranında amiloz veya % 95-100 amilopektin taşıdığı Kanada ve Amerikan buğdaylarında görülmüştür. Diğer yandan Glacier arpası % 35-40 amiloz taşımaktadır. Kavuzsuz arpa nişastaları 12-26 m. büyüklüğünde bezelyemsi granüler ve 2-10 m çapında küçük granüller taşırlar ( Bhatty 1996). Waxy kavuzsuz arpalarında granül büyüklüğü 2-30 m arasında waxy mısır nişastaları ise 2-20 m arasında granül büyüklüğüne sahiptirler. Kavuzsuz arpa nişastalarının yarı kristal yapıları vardır. Amilopektin nişastanın kristalizasyonundan sorumludur. Kavuzsuz arpalarda nişasta, büyük oranda protein ile ters korelasyonundan dolayı çeşitler içinde ve çeşitler arasında faklılıklar göstermektedir. Condor kavuzsuz arpa çeşidi 11 lokasyonda yetiştirilmiş, nişasta miktarı % 60-66 oranında proteinle ters orantılı olarak farklılık görülmüştür ( Edney ve ark.,1992). 6 İsviçre kavuzsuz arpa çeşidin de nişasta içeriği çeşitler arasında % 49-66 arasında bulunmuştur. 12 Kanada kavuzsuz arpa çeşidinin- aynı lokasyonda yetiştirilen - % 62-75 arasında nişasta taşıdıkları ifade edilmiştir (Bhatty ve Rossnagel 1998).

Nişastanın Ekstraksiyonu - Kavuzsuz arpalardan nişastanın ekstraksiyonu bazı zorluklar göstermektedir. Waxy ve yüksek amilozlu kavuzsuz arpalarda yüksek konsantrasyonda bulunabilen -glukan sulu çözeltilerde yüksek viskoziteler meydana getirir. Üstelik ekstraksiyon ve saflaştırma aşamasında küçük nişasta granülleri kaybedilir. Zheng ve Bhatty (1998); asit ekstrakt vizkozite farklılıkları 8-634 cps olan 4 kavuzsuz arpa çeşidinden nişastanın ekstraksiyonunda ticari enzim kokteyli (Roxazyme-G) kullandılar. Bu enzim kokteyli selülaz, endo (1-3), (1-4) -D-Glukananaz ve kylanaz taşımaktadır. Ticari prosedürlerle karşılaştırıldığında; enzimle desteklenmiş yaş ekstraksiyon çözelti vizkozitesini % 50-99 ve su kullanımını % 30-60’a düşürmüştür. Nişasta verimi ortalama % 50' dir (ticari metotlarda % 46) ve % 98 oranında saf nişasta elde edilmiştir. Beklendiği gibi enzimle ekstraksiyon fazla miktarda -glukanı tahrip etmiştir.

Pin Öğütme ve Hava Klarifikasyonu - Nişasta kavuzsuz arpalardan kısmen pin öğütme ve hava klarifikasyonu ile ayrılmıştır (Bhatty ve Vasanthan 1995,1996). Waxy, normal ve yüksek amiloz taşıyan nişasta pin öğütme ve hava klarifikasyonu ile kaba (C ) ve ince (F) fraksiyonlara dönüştürülebilir. 3 kavuzsuz arpa çeşidinden elde edilen kaba fraksiyon (C3) : % 15-16 nişasta, % 12-15 protein ve % 13-24 -Glukan ihtiva eder. Oysa F3 fraksiyonu : % 77-78 nişasta, % 8-9 protein, ve % 6-8 -glukan taşır. 3 F3 fraksiyonunda nişasta verimi % 46-63 tür. F3 fraksiyonu geniş granüllü temel nişastalardır ve en azından granüllerin % 75'i 12-26 m. çapındadır ( Vasanthan ve Bhatty, 1996).

Amilozsuz Kavuzsuz Arpa Nişastaları:Bhatty ve Rossnagel (1997) waxy kavuzsuz arpa hatlarının tamamen amilozsuz olduğunu belirmişlerdir. Yine daha önce sodyum azide ile muamele edilmiş arpa mutantlarının amilozsuz olduklarını rapor edilmiştir. Tablo 2'de 2 kavuzsuz arpa hatlarının amiloz içerikleri verilmektedir.
Tablo 2 Arpaların ve İzole edilmiş Nişastaların Amiloz İçerikleri.

Ürün

SB94792

SB94794

CDC Candle

CDC Richard

Öğütülmüş nişasta

0

0

3.9

24.6

Nişasta

0

0

4.3

26.8

Yağı alınmış nişasta

0

0

6.2

30.1

SB94794 hattından gelen amilozsuz nişasta 4 saatlik donma-çözünme çevriminden sonra sadece % 4 sineresis göstermiştir. CDC Candle de bu oran % 21 dir -ki bu çeşidin nişastası % 5 amiloz taşımaktadır-. ( Bhatty ve Rossnagel 1997)

Amilozsuz kavuzsuz arpanın fiziko kimyasal özellikleri Zheng ve ark. tarafından ifade edilmiştir (1998). Buna göre:

Kavuzsuz arpa ve mısır nişastaları benzer çirişlenme özelliği göstermiştir. Hızlı bir şekilde granüllerin şişmesinden dolayı amilozsuz, waxy mısır ve düşük amilozlu çeşitler yüksek pik vizkoziteler vermişlerdir. En yüksek pik vizkozitesi ise amilozsuz kavuzsuz arpa çeşitlerde görülmüştür (waxy mısır ve % 5 amilozlu CDC Candle çeşidine göre). Waxy mısır ve amilozsuz nişastalarında benzer şekilde soğuma esnasında küçük retrogradasyon görülmüştür. CDC Candle kavuzsuz arpasında ise amilozsuz kavuzsuz arpa ve mısır nişastasına göre farklılıklar gözlenmiştir. Bu çeşidin pik vizkozitesi daha düşük fakat retrogradasyonu ise daha yüksek olmuştur. Ayrıca çirişlenme kurvesinde diğerlerinden farklı olarak başlangıçta yavaş bir şişme görülmüştür. Bu yavaş şişme gücü tarafından doğrulanmıştır. Sıcaklık 60-70 oC'den sonra arttırılmaya başladıkça amilozsuz nişastalarda ve mısır nişastasında şişme gücü 3-4 katına oysa CDC Candle nişastasında 1.4 katına ulaşmıştır. Diğer dikkate değer bir nokta ise amilozsuz nişastaların gösterdiği yüksek çiriş berraklığıdır ( mısır ve patates nişastalarına göre ) .Bir donma-çözünme işlemi sonunda % 4'lük amilozsuz kavuzsuz arpa nişastaları hala berraklıklarını korumuşlardır. Çirişlenme gücü ve yüksek çiriş berraklığı amilozsuz kavuzsuz arpa nişastalarını dondurulmuş gıdalar için oldukça uygun hale getirmektedir.



Bağlı Nişastalar:Kavuzsuz arpa nişastalarının geliştiği ve vizkozitelerini kaybettiği dar bir aralık bazı gıda uygulamalarında istenmeyen bir durumdur. Fakat tek veya çift bağlı nişastalarda amilozsuz ve CDC Candle’da görüldüğü gibi çirişlenme özellikleri iyileşmiştir. Üstelik bağlı waxy kavuzsuz arpa nişastaları; donma çözünme, kesme, pişirme, otoklavda pişirme ve asit uygulamalarında waxy mısır nişastalarından daha toleranslıdır.

Bağlı waxy kavuzsuz nişastalarının çiriş berraklığını ve donma-çözünme stabilitelerini daha fazla geliştirmek için yapılan çift modifiyede hidroksipropilasyon kullanılır.


- Glukan :
Kavuzsuz arpa (Tablo 3' de görüldüğü gibi) yulaf gibi toplam diet lifi ve çözünebilir lifin temel bir bileşeni olan -glukanı yüksek konsantrasyonlarda taşır.
Tablo 3 Scout Kavuzsuz Arpasından Elde Edilen Kepek ve Undaki TÇL ve ÇL % Bileşimi




Toplam Çözünebilir Lif

Çözünebilir Lif

Bileşenler

Kepek

Un

Kepek

Un

-Glukan

22.4

20.3

38.4

26.8

Dayanıklı Nişasta

6.3

8.3

5.4

6.9

Klason Lignin

7.8

6.4

Nd

Nd

Pentozanlar

19.7

13.9

6.5

5.7

Üronik Asit

1.2

2

1.1

1.2

-glukan toplam diet lif (TDL) ve çözünebilir lif (ÇL) kepeklerinde % 22-38 ve unlarında ise % 20-27'si oranında bulunmaktadır.10 Kanada kavuzsuz arpa çeşidinde -glukan, toplam çözünebilir lif ve çözünebilir lif ile pozitif korelasyon göstermiştir.

Düşük amiloz (waxy) ve yüksek amiloz (Glacier) kavuzsuz arpa nişastaları normal kavuzsuz arpalara göre çok miktarda -glukan ve bu yüzdende daha fazla TDL ve ÇL taşımaktadır (Bhatty 1995). -glukanın TDL ve ÇL ile benzer bir ilişkisi waxy kavuzsuz arpalarında da rapor edilmiştir.

U.S.'de Prowashonupana waxy kavuzsuz arpasının %17.4 -glukan taşıdığı tespit edilmiştir. Bu çeşidin TDL ve ÇL içerikleri sırasıyla % 25.2 ve % 9.3 olmuştur (R.S. Bhatty yayınlanmamış data).

Bhatty ve Rossnagel (1998) normal nişastalı kavuzsuz arpaların % 4-6, waxy olanların ise % 6-8 oranında -glukan taşıdıklarını ifade etmişlerdir. Yine benzer çalışmalarda waxy çeşitlerde -glukan içeriği daha yüksek bulunmuştur (Oscarsson ve ark., Lee ve ark., 1997) . -glukan içeriği çeşit ve yetişme şartlarından etkilenmektedir. Kuru yıllarda artan sentezlerine bağlı olarak miktarı artmıştır. Yağmurlu yıllar ise hem -glukan hem de asit ekstrakt viskozitesini negatif etkilemiştir. -glukan tesbitinde en geçerli metot McCleary ve Glennnie-Holmes (1985) tir, AACC Standardı olmuştur. Avrupa Biracılar Konfederasyonu tarafından önerilen metot ise Calcofluor-FIA metodudur.

Düşük (% 3.9) , orta (% 4.9) ve yüksek (% 5.4) -glukan içeren kavuzlu ve kavuzsuz arpaların hücre duvarı kalınlıkları -glukan konsantrasyonu ile ilgilidir (Bhatty ve ark., 1991). Konsantrasyon yükseldikçe hücre duvarı kalınlıkları subalöron tabakasında daha fazla olmaktadır. Bu sonuçta; kepeğin -glukanca zenginleşmesine (ort. % 36) neden olmuştur. Bu rakamda hemen hemen yulaftaki % 50 ekstraksiyona benzerdir. Devam eden çalışmalarda ( Bhatty ve ark., 1995) Satake değirmeninde başarılı bir parlatma ile elde edilen % 10-30 oranındaki kavuzsuz arpa fraksiyonlarının -glukan konsantrasyonları artış göstermiştir. % 30 kepek fraksiyonunda % 10'a göre % 75 daha fazla -glukan bulunmaktadır. Bu sonuç; -glukan konsantrasyonunun subalöronda daha fazla olduğunu ve kepeğin -glukanca zenginleşmesinden sorumlu olduğunu ortaya koymaktadır. Fakat Miller ve Fulcher (1994) 5 arpa çeşidinde mikrospektrofluometre de en yüksek -glukan konsantrasyonu subalöron yerine endospermin merkezinde bulmuşlardır.

Kavuzsuz arpa -glukanı çözünürlük ve vizkozitesi hiper kolesterolomiklerde glukoz regülasyonu ve serum kolesterol azalmasından sorumludur.

Kavuzsuz arpanın ekstrakt vizkozitesi pek çok araştırıcı tarafından çalışılmıştır. Su ile ekstraksiyon (Lee ve ark., 1997), PH 1.5 de asit tamponu (Bhatty ve ark., 1991) ve PH 10'da alkali ile ekstraksiyon (Yoon ve ark., 1995) ekstraksiyon için kullanılan yöntemlerdendir. Bhatty ve ark. ekstraktlardaki komponentlerin konsantrasyonları ve vizkoziteye etkileri üzerinde çalışmışlardır. 13 kavuzlu ve kavuzsuz arpa çeşidin de asit tamponunda ortalama -glukan çözünürlüğü % 45, nişastanın % 2, proteinin % 82 ve pentozanların % 15 olarak bulunmuştur. Asit tamponu çok az nişasta fakat çok miktarda proteini ekstrakte etmiş, fakat bunların vizkoziteye etkileri olmamıştır. - amilaz, pronaz, ve xylanaz tarafından hidrolize edilen nötrlenmiş asit ekstrakt arpaların vizkoziteleri küçük oranda etkilenmiş; oysa -glukanaz büyük oranda etkilemiştir. Asitle tamponlanmış ekstraktların vizkoziteleri çözünebilir -glukan, çözünebilir pentozanlar ve nişastaya bağlıdır.

Pek çok farklı lokasyonda yetiştirilen 2 kavuzsuz arpa çeşitlerinde toplam -glukan içinde % olarak belirtilen çözünebilir -glukan % 27-45 oranında bulunmuştur (Bhatty, 1987). 13 kavuzlu ve kavuzsuz arpa çeşidinde ise bu oran % 26-50 dir. 4 U.S arpası ve fraksiyonlarında toplam, çözünebilir ve çözünmeyen -glukan içerikleri Knuckles ve ark. tarafından rapor edilmiştir (1992). Suda çözünebilir fraksiyon % 55 olmuştur. Wanubet arpasında ise toplam -glukanın % 60-70 i oranında suda çözünebilir fraksiyon bulunmuştur.

Tokoferoller ve Tokotrienoller
Arpalar , , ,  tokoferollerin izomerleri olan ve doğal antioksidanlar olan tokotrienoleri taşımaktadırlar. Tokotrienollerin ve tokoferollerin temel farklılığı tokotrienollerin izopren zincirindeki 3, 7, 11. karbonlarındaki çift bağların varlığıdır. Quarshi ve ark. (1986) tokotrienol ve tokoferolerin kolesterol zararını inhibe edici etkilerini ortaya koymuşlardır. Daha sonraki çalışmada (1991) tokotrienolle zenginleştirilmiş standart bir diet ile beslenen hiperkolesterolemik domuzlarda toplam kolesterolün % 44, düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterolün % 60, apoliprotein B'nin % 26, thromboksan-B2 nin % 41 ve platelet faktörünün ise % 29 oranında düştüğü gözlemlenmiştir. Tokolce zenginleştirilmiş dietle beslenen insanlarda da benzer etkiler görülmüştür.

Wang ve ark. (1993) 2 waxy kavuzsuz arpada tüm tane, öğütme ve parlatma fraksiyonlarında tokol ve yağ içeriklerini incelemişlerdir. Parlatma işleminde (tane ağırlığının % 20' si kalır) arpa tanesine göre 3-4 katı fazla -tokotrienol ve -tokotrienol, toplam E vitamini ve yağ konsantrasyonu taşıdıkları görülmüştür. Kavuz, alöron, subalöron ki kepek adı verilen kısımları taşıyan arpa yan ürünleri yüksek oranda tokol taşımışlardır. Arpada toplam tokol konsantrasyonu 42-80 mg/kg, ortalama 30 genotipte 59 mg/kg bulunmuştur. Yetişme lokasyonu tokol içeriğine belirgin etkiler göstermemiştir (Peterson ve Quarshi 1993). Peterson (1994) öğütme, malta işleme gibi işlemlerle elde edilen ürünlerin tokol içeriklerini incelemişlerdir. Kabuk, alöronun ayrılması ve embriyonun uzaklaştırılması ile tüm taneye kıyasla tokol konsantrasyonu belirgin şekilde düşmüştür. Ayrıca, arpa embriyosu toplamın % 94'ü oranında tokoferol taşımaktadır. Arpa yağının - tokotrienol ve - tokotrienol konsantrasyonlarının mısır yağına göre 17-24 kat daha fazla olduğu görülmüştür.



Hipokolesterolemia
Kan kolesterolünün değişik kaynaklardan elde edilen bitki lifleri ile düşürülmesi pek çok araştırmanın konusu olmuştur (Shinnick ve ark.1991 ve Glore ve ark.1994). Yulaf söz konusu olduğunda bu etkiler -glukana bağlanmaktadır. Kavuzsuz arpa yulafa göre daha fazla -glukan taşır ve yulafa benzer fizyolojik etkiler gösterir.

1990' larda Newman ve ark.(1991) ve diğer bazı araştırmacılar piliçlerde ve farelerde farklı derecelerde kavuzsuz arpa bazlı dietlerin hipo kolesterolemik etkilerini incelemişlerdir. İnsanlarda da benzer çalışmalar yapılmıştır. Mısır dietleri ile beslenen piliçlere nazaran waxy kavuzsuz arpaları ile beslenenlerde daha düşük toplam kan kolesterolü ve LDL kolesterolü bulmuşlardır. Newman ve ark. göre, (1992) -glukan serum kolesterolünün en güçlü göstergesidir.

Lupton ve ark. (1994), 79 hiperkolesterolomik erkek ve kadın üzerinde yaptıkları çalışmada kurutulmuş ve öğütülmüş arpa kepeği taşıyan un kullanmışlardır. Her ikisi de belirgin şekilde toplam serum kolesterolünü ve LDL-kolesterolü düşürmüştür. Arpa kepeği taşıyan un bağırsaklardan geçiş zamanını da hızlandırmıştır. 50:50 (w/w) kaynatılmış arpa-pirinç karışımı ile beslenen hiperkolesterolemik erkek kadın ve erkeklerde toplam kolesterol, LDL-kolesterol, fosfolipidler ve çok düşük yoğunluklu lipoprotein kolesterol belirgin şekilde düşmüştür.

Çözünebilir lifin hipokolesterolemia üzerine etkileri karmaşıktır. Araştırmacılar arsında çözünebilir lifin bileşimi konusunda birleşilememesi ve çözünebilir lifin karmaşıklığı bu karışıklığa neden olmaktadır. Glore ve ark. çözünebilir lifin hipokolesterolemia üzerine etkileri üzerine çok güzel bir değerlendirme yapmışlardır (1994): Buna göre çözünebilir lif : a) Safra asitlerine bağlanır ve kolesterolü düşürür, b) Çözünebilir lifin kolonik bakteriler tarafından asetat, propinat, bütirat gibi kısa zincirli yağ asitlerine fermantasyonu sonucu elde edilen ürünler hepatik kolesterol sentezini inhibe etmektedir, c) LDL kolesterolün parçalanmasının artışı, d) Kolesterol ve doymuş yağların çözünebilir lifler ile yer değiştirmesinin dolaylı etkisi.

Peterson ve Qureshi (1997) belirttiklerine göre; arpa ve yulaftan elde edilen -glukan HMG-CoA- redüktaz aktivitesini düşürür ve böylelikle serum kolesterolünde düşme olur.
Hipoglisemik Etkileri
Son zamanlarda kavuzsuza arpanın hipoglisemik etkileri konusunda bahsedilmeye başlanmıştır. Bu etki glisemik index (GI) ile ölçülür ve standart bir seviyesine karşılık bir gıda yendiğinde kandaki glikozun artışıdır. Arpa ve ürünlerinin GI'i düşürdükleri ve aynı zamanda insülinemik etkilerinin olduğu pek çok araştırma da ortaya konmuştur.

Arpa diet lifindeki çözünebilir -glukan'a bağlı olarak daha düşük GI ve GII görülmüştür. Waxy arpa ve 12 g -glukan taşıyan buğday makarnası ile beslenen 5 yetişkin üzerinde yapılan araştırmada glisemik ve insülin ihtiyacı azalmıştır (Yokoyama ve ark., 1997). Durum buğdayından yapılan makarnaya nazaran arpa makarnası ile beslenen insanlarda kan insülin miktarı tüm sindirim zamanlarında daha düşük olmuştur. Glisemik etkileri ve insülin ihtiyacını azaltmak için -glukanca zenginleştirilmiş arpa unları buğday unlarına katılabilir. Yüksek lifli unlardan -ki -glukan veya -glukanca zenginleştirilmiş un taşırlar- elde edilen karbonhidratların daha yavaş emildiği ve bunun nedeninin de daha düşük düşük kan insülin konsantrasyonu olduğu belirtilmektedir.


Antikanserojenik Etkileri
Arpa tanesinden elde edilen çözünmeyen diet lifi tümör oluşumuna neden olan dimetil hidrazin oluşumunu engellemektedir (Mc.Intosh ve ark., 1993.1996). Çözünür lifçe zengin kepeğe göre daha etkindir. İkinci çalışmalarında Mc.Intosh ve ark. (1996) , 7 aylık bir besleme periyodun da 3 arpa kepek fraksiyonun, buğday ve kepek ile tümör oluşumuna etkilerini kıyaslamışlardır. Ticari diet lifi (% 13 diet lifi taşır) ve buğday kepeği (% 44 diet lifi taşır) tümör oluşumunu engellemede çok etkili olmuşlardır. Diğer bir çalışmada arpa kepeği ve arpa tanesi dimetil hidrazin dozlarına tabi tutulmuş ve etkileri azalmıştır.

Kavuzsuz Arpa Ürünleri
Kepek ve Un : Son zamanlarda kavuzsuz arpanın valsle öğütülmesi üzerinde çalışmlar yapılmaktadır. Parlatılmış ve % 70 randımanda öğütülmüş kavuzsuz arpa fraksiyonlarının ışın mikroskobu ile analizi sonucunda dış yüzeyin kepekle ayrıldığı ve alöron ve subalöron tabakalarının kaldığı görülmüştür.

Kavuzsuz arpanın % 70 un ve % 30 kepeğe öğütülmesi sonucunda şu sonuçlar görülmüştür:

a) Kanada koşullarına göre en uygun tane nemi olan % 7-9’da kavuzsuz arpa en iyi öğütme özellikleri göstermiştir.

b) % 9-16‘ya tavlama veya % 5-7’ye kurutma un verimini iyileştirmemiştir.

c) Aynı tane neminde un verimi kavuzsuz arpa nişastalarında % 59 ve waxy-nişastalı çeşitlerde ise % 42 olmuştur. Waxy arpa çeşitlerinde düşük un verimi Buhler değirmenin de öğütme ile Sundberg ve ark. tarafından da belirtilmiş fakat nedeni açıklanmamıştır (Bhatty 1997).

Tablo 4.Kavuzsuz Arpaların Un randımanı (%), -Glukan (%) ve Öğütme Zamanları (sec.)



Çeşit

Nişasta Tipi

Un Randımanı

-Glukan

Öğütme Zamanı

CDC-Candle

Normal

59.6

4.6

68

Merlin

Waxy

45.1

6.4

68

Tablo 4’de görüldüğü gibi kavuzsuz arpaların -glukan içeriklerinin belirgin farklılığı normal ve waxy nişastalarının un randımanlarının farklılığına neden olmuştur.

Bu hipotezin doğruluğu için 10 kavuzsuz arpa genotipleri ve çeşitleri (düşük veya yüksek -glukan taşırlar) Buhler değirmeninde öğütülmüş ve un verimleri kıyaslanmıştır. Yüksek -glukan içeriği ile un verimi arasında büyük oranda negatif ilişki belirlenmiştir (Bhatty 1999) . Yüksek -glukan içeren unlar toplam un içerisinde % 62’yi oluşturan 150-250 m arasında un parçacıklarını daha fazla taşımaktadırlar. Yüksek -glukan içeren kavuzsuz arpa unlarında 105-150 m.'den daha küçük partiküller ise % 27 oranındadır. Düşük -glukanlı unlarda ise durum tam tersidir : 105-150 m arası % 38, 105-150 m den küçükler % 54' ü oluşturmaktadır. Bu yüzden özellikle waxy çeşitleri gibi yüksek oranda -glukan içeren çeşitlerde un verimi de düşüktür. Endospermin hücre duvarında büyük oranda bulunan -glukan öğütme sırasında partikül büyüklük azalmasını engellemekte bu da daha düşük un verimine neden olmaktadır. Bu engelleme mekanizması bilinmemektedir. Waxy kavuzsuz arpalarının öğütme prosesinin optimizasyonu ve daha uzun öğütme zamanına gereksinim duyulmaktadır.

% 30 oranında ekstraksiyonla elde edilen kavuzsuz arpa kepeğinin beslenme ve fizikokimyasal özellikleri Bhatty (1995)’de rapor edilmiştir. Kavuzsuz arpa kepeği -glukan, çözünebilir lif gibi kolesterol düşürücü maddeleri yüksek oranda taşımaktadır. Günümüzde yulaf kepeğinin kullanıldığı hazır gıdalar, pişirilen ürünler ve -glukan ekstraksiyonu için kavuzsuz arpa kepeği kullanılabilir.

AC Reed beyaz yumuşak Kanada buğdayına göre kavuzsuz arpa unu biraz daha fazla kül içeriği nedeni ile daha koyu renklidir (Bhatty, 1997). % 0, 5, 25 normal amilozlu kavuzsuz arpa çeşitleri, kavuzsuz arpa unu üretiminde eşsiz fizikokimyasal ve beslenme özellikleri göstermektedirler.

Kavuzsuz arpa buğday unlarının miksograf sonuçlarına bakıldığında CDC Candle (Waxy nişastalı) kavuzsuz arpa çeşidi % 85 su absorbsiyonu ile en yüksek absorbsiyon göstermiştir. Normal nişastalı CDC Dawn çeşidi % 77 ve AC Reed buğdayında ise % 65 su absorpsiyonu görülmüştür. Bu yüzden CDC Candle gıda kalınlaştırıcısı olarak, buğdayla karıştırılarak ve ince öğütülerek etlerle birlikte kullanılabilir. Waxy arpa özellikle yüksek su tutması ile yağsız etlerde kullanılabilir. Bu yüksek su absorpsiyonu -glukan ve waxy nişastadan kaynaklanır.

Dudgeon ve ark. (1997); waxy kavuzsuz arpalarından ekstrüde snak ürünler hazırlamışlardır. U.S. Gıda ve İlaç Teşkilatının snak gıdalarda 28 g servis başına gerekli gördüğü ve etiketlerde belirtilmesini istediği -glukan içeriğinden daha fazla hazırlanan bu snaklerde -glukan sağlanmıştır. Yapılan bir çalışmada 7 waxy kavuzsuz arpa çeşidinden unlu ürünler yapılmış servis başına 0.63-1.3 g çözünebilir lif bulunduğunu ortaya koyulmuştur. Köksel ve ark.(1999) arpa bulguru yapmışlar ve taneye göre daha yüksek çözünebilir lif kaldığını ortaya koymuşlardır. Kavuzsuz arpa unu yumuşak buğday unundan bile daha düşük ekmek yapım özellikleri göstermiştir. Bu yüzden mayalı ürünlerin yapımına elverişli değildir.
Gıda ve Bira Maltı: Ekstraktlar, şuruplar ve katı ve sıvı halde diastatik ve diastatik olmayan maltlar gibi malt ürünleri ticari malt ürünleridir. Bu ürünler gıdalara aroma geliştirici, renk, enzim aktivitesini artırıcı ve beslenme özelliklerini iyileştirmek gibi amaçlar için gıdalara katılmaktadırlar. Malt ekstraktları ekmeklik unlara -amilaz enziminin etkisini arttırıcı, hamurdaki toplam şeker ve proteini arttırıcı olarak katılmaktadırlar; böylelikle maya aktivitesi artmakta, ekmeğim yapısı düzelmekte, ve ekmek hacmi artmaktadır. Malt ekstarkt ve şuruplarının kullanımı Hickenbottom tarafından ifade edilmiştir. Malt ekstrakt ve şurupları temel olarak kavuz kısmının ayrılması ile hazırlanırlar. Kavuz, bira ve içki sektörü maltlarının direkt olarak gıdalara katılmasına engel olur. Tam tersi olarak kavuzsuz arpalardan üretilen maltların herhangi bir sınırlaması yoktur ve direkt olarak çeşitli gıdalara katılabilmektedir. Bu işlem için sadece öğütme yeterlidir, malt ekstarkt ve şurup hazırlaması gibi para ve uğraş gerektirmemektedir. Aynı zamanda kavuzsuz arpa maltlarından sıvı veya katı ekstraktlar herhangi bir kavuz atığı problemi olmadan hazırlanabilmektedir. Bhatty 1996' da kavuzsuz arpa maltı üretmiş ve normal arpa ve buğday maltları ile kıyaslamıştır. Arpa ve buğday maltlarına göre 16 saat daha kısa sürede malt elde edilmiş; kompozisyon ve -amilaz, diastatik güç, -glukanaz ve preteolitik enzim aktiviteleri yönünden arpa ile kıyaslanabilir ve buğdaydan daha iyi malt vermiştir.

Kavuzsuz arpanın bira ve içki endüstrisinde avantajları şöyle sıralanabilir: a)Daha kısa sürede üretim, b)maltın ince öğütülmesine bağlı olarak daha yüksek ekstrakt verimi, c) Malt kg.' ı başına daha yüksek fermente olabilir materyal, d) Kavuzların olmaması sonucu düşük oranda polifenol e) Daha az soğuk problemleri (özellikle birada), f) Daha düşük işletme masrafları

Kavuzsuz arpanın pilot çalışmaları ümitvar görünmektedir. Fakat filtrasyon süresi uzamıştır. Bunun nedeni bilinmemekte daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır .
Alkol Üretimi :Alkol üretimi için kavuzsuz arpanın kullanımı ile ilgili iki yayın yapılmıştır. Kavuzsuz arpalar kolayca öğütülmüş, elekten geçirilmiş, ve % 10 dan (v/v) daha fazla alkole fermente edilebilmiştir. Fakat karşılaşılan vizkozite problemi -glukanaz katılarak elimine edilmiştir. (Ingledew ve ark.1995 ve Thomas ve ark., 1995) Yani nişastanın etanole çevrilmesinde problemler bulunmamaktadır. Fermantasyon verimi % 94 ve fermantasyon süreleri buğdaydan daha iyidir.

R.S. Bhatty (1986); yaptığı çalışmada 2 kavuzsuz arpa çeşidini kırmaya, % 70-74 randımanlı una öğütmüş; ayrıca ince parlatılmış tane ve parlatılmış tane kırmaya öğütülmüştür. Scout 2 sıralı arpası ve Tupper 6 sıralı arpası kullanılmıştır. Kırma, un ve parlatılmış kırmaların ekmek yapım özellikleri kıyaslanmıştır. Fraksiyonların % 13.3-18.9 protein, % 1.1-2.1 kül ve lipid ve % 0.8-1.6 lif taşıdıkları görülmüştür.

Unlu ve parlatılmış tanelerde (özellikle Tupper arpasında) buğday unu beyazlığında un elde edilmiştir.

Tanecik büyüklük dağılımına bakıldığında, arpa unlarında 150 m.’den küçük tanecik oranı % 25’dir. Buğday ununda ise bu oran % 6’dır (Partikül büyüklük dağılımı). Arpa un partiküllerinin % 44.5 i 38-44 m. aralığındadır.

Parlatılmış Scout kırması yüksek su hidrasyon kapasitesi, alkali-su tutma kapasitesi ve yağ absorpsiyonu göstermiştir (Tupper arpası ile kıyaslandığında).

Arpa unları 64-66 oC yani buğday unları ile aynı çirişlenme sıcaklığı göstermiştir. Yalnız pik vizkozite daha düşük olmuştur. Parlatılmış kırmalar 775-1060 BU gibi yüksek Brabender pik vizkozitesi göstermiştir. Retrogradasyon vizkozitesi ise 755-1300 BU arasında değişmiştir.

Miksogram verilerine bakıldığında % 5 veya % 10 oranında arpa unu buğday unlarına katılabilir. Bu oranlarda karıştırmanın ekmek hacmini ve görünüşünü belirgin şekilde etkilemediği gözlemlenmiştir.

Kavuzsuz arpanın düşük lif içerikli tanesinin ve un, kırma ve parlatılmış kırmasının bir çok üründe kullanılabileceği belirtilmiştir. Ekmek yapımında, çorbalarda kalınlaştırıcı vb. Diğer yandan kavuzsuz arpanın kavuzlu arpa gibi bir handikapı da -glukan içeriğidir. Bu polisakkarit suda kısmen çözünür ve arpa jelinin vizkozitesini arttırır. Bu özellikte bazı gıdalarda istenmez. -glukan içeriği kolayca -glukanaz enzimi ile dışarıdan hidrolize edilebilir. Fakat ıslahçılar tarafından uzaklaştırılması önemli kolaylıklar getirecektir.

Kavuzsuz arpaların nişasta içeriğinin % 60-75 arasında değiştiği, amiloz içeriğinin ise % 0-40 arasında olduğu görülmüştür. % 5 amilozlu waxy kavuzsuz arpaları ve % 1 amilozlu mısır nişastalarına göre amilozsuz kavuzsuz arpa nişastaları donma-çözünmeye daha yüksek tolerans göstermiştir (Bhatty ve Rossnagel, 1997). Bazı gıda uygulamalarında berraklık ve donma-çözünme stabilitesi nişastanın önemli karakteristiklerindendir. Doğal patates ve tapioka nişastaları; mısır, waxy mısır ve buğday nişastalarına göre daha yüksek jel berraklığına sahip olmalarına karşılık donma ve çözünme stabiliteleri daha zayıftır (Zheng ve Sosulski, 1998). Waxy mısır nişastaları soğuk stabiliteleri nedeniyle Kuzey Amerika'da geniş kullanım alanlarına sahiptir. Fakat berraklık ve donma çözünme stabiliteleri eterifikasyon ile geliştirilmeye ihtiyaç duyarlar. Wu ve Seib (1990)'a göre; bağlı ve hidroksi propile waxy arpa nişastaları (%5 amilozlu) waxy mısır ve tapioka nişastalarına göre daha yüksek donma-çözünme stabiliteleri göstermektedir.

Nişasta taneciklerinin şişme gücü ve kırılganlığı amiloz içeriğinin azalması ile artma eğilimindedir. Şişme ve kırılganlık nişasta jelinin berraklığını etkiliyor olabilir (Craig ve ark.1989).

Amilozsuz nişastaların çirişlenme sıcaklığı daha düşük ve donma-çözünme stabiliteleri % 5 amilozlulara göre daha yüksektir.

Bu bilgilerden yola çıkarak Zheng, Han ve Bhatty (1998) yaptıkları çalışmada; kavuzsuz arpalardan izole ettikleri amilozsuz nişasta granüllerini X- ışınları ile analizlerini yapmışlardır. Amilozsuz ve düşük amilozlu (% 5) çeşitler, waxy mısır nişastalarına göre daha düşük kristaliniteye sahiptirler. Amilozsuz nişastaların Brabender çirişlenme kurvesi waxy mısır nişastalarına benzemekte, fakat daha düşük çirişlenme sıcaklığı, pik sıcaklıkları ve daha yüksek pik vizkozitesi görülmektedir. Daha düşük çirişlenme sıcaklığı ve yüksek çiriş berraklığı ve donma-çözünme stabilitesi ile pek çok gıda ve endüstri için kavuzsuz arpa nişastaları uygunluk gösterir.



KAYNAKLAR
BHATTY, R.S. 1986. Physiochemical and Functional (Breadmaking) Properties of Hull-less Barley Fractions. Cereal Chem.63 (1): 31-35.
NEWMAN, R.K., NEWMAN, C.W. 1991. Barley as a Food Grain. Cereal Chem. 36 (9): 800-806.
BHATTY, R.S. , ROSSNAGEL B.G. 1998. Comparison of Pearled and Unpearled Canadian Japanese Barleys. Cereal Chem.75(1): 15-21.

ZHENG, G.H., HAN H.L., BHATTY R.S. 1998. Physicochemical Properties of Zero Amylose Hull-less Barley Starch. Cereal Chem.75 (4).520-524.


BHATTY, R.S. 1999. The Potential of Hull-less Barley. Cereal Chem.76 (5): 589-599.
BHATTY, R.S. 1999. -Glucan and Flour Yield of Hull-less Barley. Cereal Chem. 76 (2): 314-315.


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©anasahife.org 2016
rəhbərliyinə müraciət