Hububat ve unlu mamullerde raf ömrünü ve ürün kalitesini etkileyen faktörler söz konusudur. Unlu mamullerin çoğu küf oluşumu ya da diğer aerobik mikroorganizma gelişimi ve yağ oksidasyonu nedeniyle kısıtlı raf ömrüne sahiptir.
Prof. Dr. Özlem TOKUŞOĞLU / Celal Bayar Üniv. Müh. Fak. Gıda Müh. Böl. Öğretim Üyesi – Dokuz Eylül Üniv. Tek. Geliştirme Bölg. Depark Teknopark Spil Innova Ltd. Müdürü
1.Giriş
Tahıllar veya hububatlar, Gramineae familyasına sahip olan arpa, yulaf, çavdar, pirinç, mısır gibi türleri içeren gıda grubudur. Genellikle buğdaygiller tohumlarından elde edilen ürünleri ifade ederler. Tahıllar, dünya çapında yaygın olarak dağıtılan ve tüketilen bitkisel ürünlerdir. Ekmek ve diğer ürünlerin üretiminde un formunda kullanılırlar ve ayrıca da geniş bir kullanım alanları söz konusudur. Buğdaygiller familyasının yaklaşık 400 cins ve 4.500 türden oluştuğu anlaşılmaktadır. Dünya çapında tahıl ekim alanı 614 milyon hektardır.
Buğday, arpa, yulaf, çavdar serin iklim tahılları olarak; mısır, sorgum, darı ve pirinç ise sıcak iklim tahılları olarak kategorize edilmektedir. Ulusal ve bölgesel dağılım açısından buğday ve diğer hububat ürünleri, Avrupa, Kuzey Amerika ve Yakın Doğu’da daha yaygınken, pirinç Uzak Doğu’da daha yaygındır.
2.Tarladaki tahıl aşaması
Özellikle hububat ve unlu mamullerde raf ömrünü etkileyen unsur küf bozulmaları olmaktadır. Ayrıca depolama sırasında böceklenme veya küflenme nedeniyle bozulan hububat ürünleri miktarı % 50 civarında olup, bu oran gelişmemiş ülkelerde daha yüksektir.
Şekil 1. Hububatta raf ömrü aşamaları (Tokuşoğlu Ö,2025)
2.1.Tarla ve depo küfleri
Hububat danelerinde gelişebilen küfler; tarla küfleri ve depo küfleri olarak iki bölümde incelenir. Her iki grupta da özellikle Aspergillusflavus tipi küfler oldukça önemlidir. Depo küfleri, hububat danelerine hasat sonrasında kurutma veya depolama aşamalarında bulaşırlar ve gelişebilmeleri için tarla küflerine kıyasla daha düşük bir su aktivitesi yeterlidir. Tarla küfleri ise hububat danelerine hasat öncesi tarlada enfekte ederler. Bulaşı kaynakları; toprak, su, enfekte olmuş bitkiler gibi çevre kaynaklarıdır. Hububat danelerinden 50 üzerinde küf cinsi izole edilmiştir. Optimum gelişme sıcaklığı 22-35 ̊C ve 5-45 ̊C arasında gelişebilen mezofil türlerdir. Özellikle buğday, arpa ve yulaftan en çok izole edilebilen küfler Alternaria, Fusarium, Cladosporium türleridir. Bunun dışında Aspergillus, Penicilliumda oldukça önemlidir. Özellikle buğday ve arpada Fusariumgraminearum çok fazla izole edilen cinstir. Hububatlar özellikle coğrafyaya bağlı olarak küfsel farklılıklar gösterirler.
Depolama sırasında % 13’ün altında nem içeren danelerde tarla küfleri zaman içerisinde ölür. Bunun yerini, düşük su aktivitesinde gelişen küfler alır. Depo küfleri % 13’e kadar düşük nem oranlarında gelişebilirlerse de % 15-20 nem içeren danelerde daha iyi gelişirler. Depolamada küf gelişimini önlemek için dane sıcaklığı sabit ise % 10-12 nem oranı yeterlidir.
3.Hububat unları aşaması
Hububat daneleri, öğütülmeden önce yıkama, tavlama, eleme ve havalandırma gibi aşamalardan geçer. Yıkama ve tavlama aşamalarında klorlu su kullanımı ve bozuk danelerin ayrılması mikrobiyal yükü önemli ölçüde azaltır. Ancak öğütme işlemi sırasında kullanılan ekipmanın temizliğine bağlı olarak yeniden bir kontaminasyon söz konusu olabilir.
Buğdaya uygulanan ısıl işlem, undaki mikroorganizma sayısını önemli ölçüde azaltır. Özellikle daneler önceden yıkanmışsa öğütme öncesi 60 ̊C’de ısısal işlem uygulanmasıyla mikrobiyal yük azalmaktadır.
Şekil 2. Mısır unu
Unlarda en sık bulunabilen mayalar arasında Tortilla ve Saccharomyces cinslerine ait türler bulunur. Unların bakteriyel florasını ise genellikle psikrofil bakteriler ve termofil sporlu bakteriler oluşturur. Unlardan izole edilen bakteriler arasında Bacillus, Lactobacillus, Pseudomonas, Ervinia, Streptococcus, Achrobacter, Flavobacterium, Sercinia, Micrococcus, Alcaligenes, Serratia ve diğer cinslerine bağlı olan türler ile enterik bakterilerdir. Unlarda nem oranının % 12 veya altında olması durumunda mikrobiyal gelişme olmaz.
Mısır unu, mısır kırması, mısır ezmesi gibi ürünlerde de 82 ̊C’de 1 dakika ya da 60 ̊C’de 3 dakika tutmak bakteriyal ve fungal yükü önemli ölçüde azaltmaktadır. % 12’nin altında nem içeriğine sahip unların depolanması sırasında mikrobiyal yük giderek azalır. Unlarda en çok rastlanan küfler; Aspergillus grubu üyeleri olan Aspergillus candidus, Aspergillus flavus gibi türler ve Penicillium türleridir. Unlarda bulunabilen diğer küfler; Rhizopus, Mucor, Fusarium, Alternaria, Cladosporium’dur. Unlarda mayalar bulunabilirse de un nemlenmedikçe bir sorun oluşturmaz.
Unun nem oranının % 15 civarında olmasıyla küf, % 17 olmasıyla bakteri veya maya gelişebilir. Genelde unlarda nem miktarı düşüktür ve en yaygın mikrobiyal gelişme küf üremesidir.
3.1. Tam buğday ve tam buğday unu
Tam buğday ve tam taneli tahıllar, tahılların doğada mevcut olan doğal formudur. Tam taneli tahıllar kepek, endosperm ve embriyo (ruşeym, öz) olmak üzere üç tabakadan oluşur. Kepek (en dış tabaka); tahıl posası, B vitaminleri, mineraller, antioksidanlar ve fitokimyasallar yönünden zengindir.
Orta tabaka diğer adı ile endosperm, tahılın en büyük bölümünü oluşturur. Protein, karbonhidrat ve bazı vitaminlerin kaynağıdır. Embrio olarak adlandırılan iç tabaka, vitaminler, eser mineraller, doymamış yağlar (omega 3 ve 6), fitokimyasallar ve antioksidanlar için zengin bir kaynaktır. Enerji ve gıda ögeleri açısından ele alındığında; 100 g buğday unu 13,5 g/100g protein, 61 g/100g karbonhidrat, 1,9 g/100g yağ içermektedir ve 314 Kcal enerji sağlamaktadır.
Tam buğday ununda, raf ömrü; üretim tarihinden itibaren, serin ve kuru yerde 4 ay olmaktadır. Kuru ve serin ortamda muhafaza edilmelidir.
Şekil 3. Buğday bitki formu (Solda), buğday daneleri ve un formu (Sağda)
-
Hamur aşaması
Ekmek hamuru; buğday unu, su veya süt, tuz, yağ, şeker ekmek mayası Saccharomycescerevisiae’dan oluşur. Karıştırılan bu ingrediyenler fermantasyon için geliştirilir ve bu süre içirisinde maya enzimleri karbonhidratları hidroliz ederek hidrojen oluşturur. Farklı hamur tiplerinin fermantasyonunda değişik mikroorganizmalar kullanılır. Ekşi hamur mayası ekmeğinin fermantasyonunda Saccharomyces türleri kullanılmaktadır. Hamurlarda mikrobiyal bozulma seyrektir.
Şekil 4. Ekmek hamuru formu
Özellikle un başta olmak üzere hamurun raf ömrü için kullanılan ingrediyenlerin mikrobiyal kalitesi ve özellikle hamurun hazırlanması sırasındaki sanitasyon önemlidir. Hamurun çok sıcak ve nemli koşullarda bekletilmesi sonucu bir küf gelişmesi görülebilir.
Fermantasyonun uzun süreli olması sonucu laktik asit bakterileri ve koliformlar istenenden de fazla asitlik oluştururlar. Ayrıca yine uzun süre bekletme sonucunda proteolitik bakterilerin gelişimiyle hamurun gaz tutma kapasitesi azalır ve hamur kabarmaz, yapışkanlaşır. Hamurda ekmek mayası dışında Saccharomycespastorianus gibi yabani mayalar da bulunurlar.
-
Ekmek ve diğer unlu mamuller üretimi aşaması
Pastörizasyon işlemi sonucunda ekmek mayasından ve ingrediyenlerden gelen çok sayıda mikroorganizma bulunur. Pişirme sıcaklığında iç sıcaklık 100 ̊C civarındadır ve bakterilerin vejetatif formları ile maya ve küfler ölürler.
Pişirme sonrasında ortaya çıkan küflenmeler, pişirme işlemlerinden sonra havadan, dilimlemeden, soğutmadan ve ambalajlama ekipmanlarından kaynaklanabilir. Bakteri sporları, pişirme işlemlerinde canlılıklarını koruyabilirler ve özellikle hamurda yüksek sayıda spor bulunduğu için pişirme sonrasında canlı kalma olasılığı artar.
Şekil 5. Ekmek formu
5.1. Ekmekte küflenme
Ekmekte en yaygın bozulma tipi küflenmedir. Ekmekte en sık rastlanan küfler; Rhizopus, Stolonifer, Penicilliumexpansum, Aspergillusnager, Mucorvb… Bunların dışında farklı cinslere ait çok sayıda küf türüne rastlanabilir.
Ekmekte küflenmeyi artıran faktörler;
¨Havanın küf yükünün fazla olması.
¨Yoğun hava sirkülasyonu veya dilimleme aletlerinin küf ile kontamine olması nedeniyle pişirme sonrası ekmeğe yüksek oranda kontaminasyon
¨Ekmeğin dilimlenmesi ve dolayısıyla somon içine fazla hava girmesi.
¨Ekmeğin ambalajlanması ve özellikle bu işlemin ekmek tam soğumadan yapılması.
¨Ekmeğin sıcak ve nemli ortamlarda saklanması olmaktadır.
5.2. Ekmekte rop hastalığı
Daha çok ev yapımı ekmeklerde oluşur. Özellikle ticari üretim ekmeklerde alınan önlemlerden dolayı günümüzde rope hastalığı seyrektir. Rop bazulmasına neden olan mikroorganizma Bacillussubtilis’tir. Ekmek yapımında kullanılan ingrediyenler evde yapılan ekmeklerde Bacillus sporlarıyla etkileşime girer.
Özellikle un ve kontamine olmuş ekipmanlar ile 100 ̊C’yi aşmayan pişirme işlemlerinde dolayısıyla canlı kalan sporlar, koşullar uygun olduğunda çimlenerek ekmek içinde yumuşak, sarımsı kahverengi, yapışkan yapıda bir kitle oluşturur. Rop bakterisi kapsüllü ve yapışkan dokuyu oluşturur. Amiloz ve nişasta enzimlerini bu bakteriler bozarlar. Karakteristik bir koku oluşur (aşırı olgun kavun kokusu) ve 12-24 saat içerisinde gözlenir.
Rop bozulması faktörleri; yetersiz sanitasyon, pH’nın 5’ten büyük olması, ekmeğin yavaş soğutulması, spor sayısının fazla olması, ekmek neminin fazla olması, ekmeğin 25 ̊C’nin üzerinde saklanması olmaktadır.
5.3. Tebeşirimsi ekmek hastalığı
Görünümünde beyaz lekelere neden olan bozulma tipidir. Etkeni Endomycesfibuliger bakterisidir.
5.4. Kırmızımsı ekmek hastalığı
Serratiamarcescens bakterisinin neden olduğu seyrek bozulma tipidir. Ekmek üzerinde kırmızı pigment oluşur. Serratiamarcescens pişirme sonrası canlı kalmaz. Bu tip bozulmanın meydana gelmesi için pişirme sonrası bulaşmanın olması gerekir. Ekmekte pembe veya kırmızı renklenmeye küfler de neden olabilmektedir. Bunlar da Monulia ve Geotrichum’dur. Monulia pembe renk, Geotrichum kırmızı renk oluşturur. Özellikle esmer ekmekte Geotrichum görülür.
5.5. Hububat ürünlerinde raf ömrü stabilitesi için koruyucu kullanımı
Hububat ürünlerinde küflerin pek çoğunun fırınlama işlemiyle yok edilmesi nedeni ile, bulaşılar genellikle fırınlama işleminden sonra gerçekleşmekte ve nemli ortamda ambalajlamada mikroorganizma gelişimi ortaya çıkmaktadır. Depo sıcaklığının yüksek olması da bu olaya yardımcı olmaktadır.
Koruyucu maddeler (antimikrobiyaller), ürünün raf ömrünü uzatan sentetik veya doğala özdeş maddelerdir. Koruyucu maddelerin hububat tipi gıdalarda kullanılma alanları ürün tipine göre değişmektedir. Fırınlanmış gıdalarda propiyonatların en önemli kullanım alanları küf ve rop önlenmesidir. Un ağırlığı üzerinden % 0.2 kalsiyum propiyonat eklenmiş ekmeklerde 6 gün sonunda küf oluşmadığı, diğerlerinde ise bu sürenin 4 gün olduğu ve % 0.2 oranının koku problemine neden olmadığı belirtilmektedir. Aynı araştırmada, % 0.18 kalsiyum propiyonatın ekmekte pH 5.8’e kadar etkin olarak ropu inhibe ettiği, pH 5.6’da ise % 0.15 konsantrasyonun yeterli olduğu görülmüştür. Fırınlanmış gıdalarda % 0.0.3-0.06 metil-propil paraben (3:1) karışımının tek başına veya sodyum benzoat ile birlikte kullanılabileceği belirtilmektedir. Mısır nişastası üretiminde ise sülfitler ilk aşamada elde edilen nişasta içeren süspansiyonda oluşabilecek bakteriyel fermantasyonun önlenmesinde kullanılırlar.
-
Makarna, şehriye ve benzeri ürünlerde raf ömrü
Makarna, şehriye vb. ürünler; buğday unu (makarna için durum buğdayı unu), su gibi ingrediyenlerin karıştırılması, şekillendirilmesi; 40 ̊C’de % 10-12 nem içeriğine kurutulması sonucu elde edilir. Bu ürünler yumurta, domates konsantresi, süt proteini, soya proteini, vitamin, mineral gibi ingrediyenler içerebilmektedir.
Şekil 6. Makarna formu
Makarna üretimi sırasında pişirme işlemi yoktur, karıştırma ve kurutma işlemleri vardır ve burada mikroorganizmalar üreyebilmektedir. Tüketim esnasından önce uygulanan kaynatma işlemi ile ise bakterilerin vejetatif formları, küf ve mayalar öldürülür. Bu tip gıdalar genellikle kuru olarak depolanır. Mikrobiyal bozulma seyrektir.
Ancak üretimden sonra nemli kalırsa veya sonradan nemlenirse bakteri ve küf üremesi söz konusu olabilir. Örneğin; Enterobactercloacae, nemlenmiş makarnada gaz üretimine yol açar. Ayrıca Monuliacinsine ait küfler makarnanın kağıt üzerinde kurutulması sırasında kağıt yüzeyine temas ederek mor çizgi oluşturabilmektedir.
-
Kek, pasta ve benzeri ürünler
Kek vb. ürünlerde pişirme sürecinde düşük su aktivitesi nedeniyle mikrobiyal bozulma seyrektir. Mikroorganizmaların çoğu ölür. Küflenme ise en çok görülen bozulma tipidir. Özellikle küflenmede en çok görülen bozulma, içerikteki şekerleme, fındık vb. kuruyemişler gibi ingrediyenlerden dolayı olmaktadır.
Şekil 7. Kek formları
Pastalar ise kek vb. ürünlere krema, meyve, meyve jölesi, bazı fındık, ceviz, çeşitli soslar, şeker şurupları gibi gıda maddeleri ilave edilerek hazırlanır. Pastaların kek kısımlarının dışında krema kısmında bozulma daha fazla olur. Pastaların içine ve üzerine eklenen krema vb. maddelerin çoğu süt ve yumurta içeriyorsa mikrobiyal gelişme açısından uygun gıdalardır.
Pişirme sırasında mikrobiyal yükler soğutma, pastayı süsleme ve diğer aşamalarda kontamine hale gelirler. Ayrıca pastalara eklenen meyve, hindistan cevizi, krem şanti gibi ısıl işlem uygulanmayan ingrediyenler de mikrobiyal bulaşma açısından önemli kaynaktır.
Şekil 8. İngrediyenli pasta formları
Özellikle krema gibi ısıl işleme giren kısımlarda canlı kalan sporlar, sonradan bulaşan mikroorganizmalar bozulmaya neden olmaktadırlar. Yüksek şeker içeriğine sahip şeker endüstriyel kremalarında (ICING) risk taşıyan ve bozulmaya neden olan bakterilerin üremesi mümkün değildir. Ancak bu ürünlerde maya ve küf gelişmesi olabilir. Zygosaccharomycesrouxii gelişebilir.
8.Mısır gevreği ve benzeri kahvaltılık ürünler
Mısır gevreği ve benzeri kahvaltılık ürünler gibi unlu mamullerin üretiminde şekillendirme işlemi olarak ekstrüzyon prosesi uygulanmaktadır. Hammaddeye su eklenmesi gerektiği için mikrobiyal gelişme açısından su aktivitesi uygun hale gelir. Ancak ısıl işlemden sonra k-flakes gibi ürünlere tatlandırıcılar, şeker gibi maddeler ekleniyorsa kontaminasyona karşı önlem için pastörize edilmelidir. Toplam canlı ve koliformda 0-1012 arasındadır. Kuru olarak saklandığı sürece mikrobiyal bozulmanın çok seyrek olduğu ürünlerdir; ancak sadece ürünün nemlenmesiyle küf gelişimi olmaktadır.
Şekil 9. Mısır gevreği formlar
Sonuç olarak;
Hububat ve unlu mamullerde raf ömrünü ve ürün kalitesini etkileyen faktörler söz konusudur. Unlu mamullerin çoğu küf oluşumu ya da diğer aerobik mikroorganizma gelişimi ve yağ oksidasyonu nedeniyle kısıtlı raf ömrüne sahiptir.
Nişasta ve nişasta bazlı tatlandırıcılar, unlu mamullerin yapımında nemlendirici özelliklerinden dolayı raf ömrünü artırmaktadır. Ayrıca nişasta ve nişasta bazlı tatlandırıcılar, unlu mamuller sanayiinde fermente edilebilirlik, renk vericilik ve raf ömrünü uzatmada etkin olabilmektedirler.
Pastacılık ürünlerinin çoğunda küf gelişimini önlemek amacıyla koruyucular (antimikrobiyal ajanlar) ve asitliği düzenleyiciler kullanılır. Ayrıca, daha uzun raf ömrü sağlamak amacıyla su aktivitesi önemli düzeyde düşürülür ise bu da tadı büyük ölçüde olumsuz etkiler ve uygun su aktivitesi normları sağlanmalıdır. Yüksek su aktiviteli ürünün karbondioksit gazı ile paketlenmesinde ise yine ürünün lezzeti değişebilmektedir.
Kek ve pastacılık ürünleri gözenekli yapıya sahiptir. Bu da ürünün içinde fazla miktarda kalıntı oksijen kalmasına neden olur. Modifiye atmosfer ile paketlemede ürünün kendi bünyesindeki kalıntı oksijen uzaklaştırılamaz, ancak bazı yenilikçi ticari ambalaj malzemeleri (örnek FRESHCARE®) ürünün kendi bünyesinden ambalaja salınan oksijenin tamamını uzaklaştırır. Bazı yenilikçi ambalaj teknolojileri ile paketlemeden sonra hububat ve unlu mamul ürününün kendi bünyesinden ambalaja salınan oksijen emilir ve bu teknoloji, ürünü son derece etkin kılar. Bu uygulama mevcudiyetinde, aerobik mikroorganizmaların gelişimini önlemek amacıyla koruyucu kullanılmasına gereksinim bulunmamaktadır ve neticede, koruyucu katkı maddesi kullanılmayan, daha taze ve raf ömrü daha uzun ürünler söz konusu olabilmektedir.
Referanslar
Tokuşoğlu Ö. 2025. Gıdalarda Raf Ömrü Stabilitesi Lisansüstü Ders Notları.
Tokuşoğlu Ö. 2013. Kurs Kitapçığı. Gıdalarda Raf Ömrü, Gıda Muhafazası ve Güvenliği Eğitimi Geliştirme ve Uyum Kursu Notları. Şubat 2013. Basan Kurum: Elginkan Vakfı, M. Ümmehan Elginkan Mesleki ve Teknik Eğitim Merkezi. 159 sh.
