Durum Buğdayı İrmiğinde Nişasta Hasarı ve Gluten Kalitesi

Bu parametreler makarna için neden önemlidir

Durum buğdayı irmiği geleneksel kuru makarnanın hammaddesidir ve hem protein hem de gluten içeriği yüksek irmik bunun için ideal hammadde olarak kabul edilir [1]. Durum buğdayı irmiği ve durum buğdayı unu için Codex standardı ürünleri tanımlar ve en fazla %14,5 m/m nem sınırı koyar, ancak teknolojik kalite faktörlerini — gluten, nişasta hasarı, partikül boyutu — değirmenci ile makarna üreticisi arasındaki anlaşmaya bırakır [2]. Makarna fabrikalarına tedarik yapan gıda ve yem sektöründeki değirmenler için spesifikasyon tam da bu faktörler etrafında yazılır.

Gluten miktarı ve gluten gücü

Gluten, makarnayı ekstrüzyon, kurutma ve pişirme boyunca bir arada tutan protein ağını oluşturur. Cubadda ve ark., gluten kalitesi iyi ve zayıf iki çeşitten aynı protein içeriklerinde irmikleri yeniden oluşturmuş ve en uygun pişirme süresinin gluten kalitesi tarafından belirlendiğini bulmuştur; gluten içeriğini artırmak ve yüksek sıcaklıkta kurutma uygulamak zayıf glutenli seride pişirme kalitesini iyileştirmiş, ancak güçlü glutenli seride anlamlı bir etki göstermemiştir [3]. Dolayısıyla miktar ve güç ayrı özelliklerdir ve her ikisi de spesifikasyonda yer alır.

Her ikisi de tek bir prosedürde ölçülür. ISO 21415-2, adi buğday ve durum buğdayı unlarında yaş gluten içeriğinin ve gluten indeksinin mekanik yolla belirlenmesini tanımlar; partikül boyutu dağılımı standardın gereksinimlerini karşıladığında öğütülmüş tanelere de uygulanabilir ve AACC Method 38-12,02 ile ilişkilidir [4][5]. Yaş gluteni ayırmak için hamur cihazda yıkanır, yaş gluten tartılır ve ardından bir elekten santrifüjlenir: yaş gluten içeriği numunenin ne kadar gluten verdiğini, gluten indeksi ise elekte kalan paya göre glutenin ne kadar güçlü olduğunu tanımlar [4][5]. Vida ve ark. kışlık durum buğdayında gluten indeksinin çevreye az bağlı olduğunu ve en büyük ölçüde genotip tarafından belirlendiğini bulmuştur; bu da onu esas olarak bir çeşit ve buğday paçal özelliği yapar [6].

Nişasta hasarı: ne yapar ve nasıl ölçülür

Valsli öğütme, nişasta granüllerinin bir kısmına mekanik olarak hasar verir ve hasarlı granüller daha fazla su absorbe eder. Dexter ve ark., Kanada durum buğdayı karışımlarını üç farklı nişasta hasarı düzeyinde öğütmüş ve nişasta hasarının Farinograf su absorpsiyonunu, gelişme süresini ve stabiliteyi etkileyen baskın faktör olduğunu bulmuştur [7]. Makarna üretiminde etki hidrasyon üzerindedir: Bresciani ve ark. hasarlı nişastayı protein, kül, lif ve partikül boyutuyla birlikte hidrasyonu belirleyen irmik özellikleri arasında sayar; külü ve hasarlı nişastası düşük irmiğin daha az kahverengi lekeli ve daha az ısıl hasarlı, kehribar sarısı bir kuru ürün verdiğini belirtir ve değirmencinin ödünleşimini anlatır — daha iri irmik nişasta hasarını azaltırken, makarna üreticileri 250 ile 450 µm arasındaki partiküllerle homojen hidrasyon, daha iri malzemeyle ise beyaz lekeler bildirmektedir [1].

İki referans yöntem ailesi vardır. AACC Method 76-31,01, hasarlı nişastanın enzimatik sindirimine dayanan spektrofotometrik bir yöntemdir [8]. Amperometrik yöntemler daha hızlıdır: AACC Method 76-33,01 SDmatic cihazıyla amperometrik belirlemeyi tanımlar [9] ve ISO 17715 adi buğday (Triticum aestivum) unu için amperometrik bir yöntem tanımlar [10]. ISO 17715'in kapsamında durum buğdayı irmiği anılmaz; bu nedenle irmiğe amperometrik bir yöntem uygulayan bir değirmen, enzimatik yöntemle korelasyonu kendi ürünleri üzerinde belgelemelidir. Yöntemler farklı birimlerle sonuç verir ve sonuçlar, aynı numuneler üzerinde oluşturulmuş bir dönüşüm olmadan birbirinin yerine kullanılamaz.

NIR neyi tahmin edebilir, neyi edemez

Nişasta hasarı için yakın kızılötesi kalibrasyonları yayımlanmıştır. Osborne ve Douglas, NIR reflektansını 148 ticari İngiliz unu numunesi üzerinde kalibre etmiş, 6–47 Farrand birimi aralığında 0,906 korelasyon katsayısı ve 3,5 Farrand birimi kalıntı standart sapma elde etmiş, bu değer 68 ek numunede 4,2 Farrand birimine yükselmiştir; seçilen dalga boyları nişastadaki serbest ve hidrojen bağlı O–H titreşimlerine karşılık gelmiştir [11]. Bu, hatası aralığın kayda değer bir kısmını oluşturan bir ekmeklik buğday unu kalibrasyonudur ve daha iri partikül boyutu difüz reflektansı değiştiren durum buğdayı irmiği için bir doğruluk ortaya koymaz.

Durum buğdayının kendisi için Sissons ve ark. bir ıslah programında NIR kalibrasyonları geliştirmiş ve bunları büyük bağımsız setlerde valide etmiştir: protein ve nem yüksek doğrulukla, hektolitre ağırlığı, irmik verimi, irmik rengi ve sertlik ise kullanışlı düzeyde tahmin edilmiş, ancak hamur özellikleri tam tane spektrumlarından yeterli düzeyde tahmin edilememiştir [12]. NIR'ın iyi ölçtüğü protein, o çalışmada zayıf ölçülen gluten gücüyle aynı şey değildir. ISO 12099, bu tür her kalibrasyonun tahıllar ve öğütülmüş tahıl ürünleri için referans yönteme karşı nasıl valide edileceğini ortaya koyar [13].

Hat yanı ölçüm nereye oturur

• Bileşim için NIR kullanın. İrmiğin nemi ve proteini, yayımlanmış en güçlü NIR geçmişine sahip parametrelerdir [12]; kalibrasyonlar, ISO 12099'un tarif ettiği şekilde her ürün için referans yöntemlere karşı valide edilir [13].
• Nişasta hasarını referans türü bir yöntemle ölçün. Yayımlanmış NIR doğruluğunun sınırlı olması nedeniyle [11], vals ayarlarını yönlendiren nişasta hasarı enzimatik veya amperometrik bir yöntemle belirlenir [8][9][10] ve aralarındaki korelasyon irmik üzerinde belgelenir.
• Gluten için gluten testini koruyun. Yaş gluten ve gluten indeksi ISO 21415-2 veya AACC 38-12,02'den gelir [4][5]; gluten indeksi büyük ölçüde bir çeşit özelliği olduğundan [6], esas olarak buğday kabulünde ve paçal hazırlamada kontrol edilir.

USTECH'in yaklaşımı

USTECH, nişasta hasarı için yukarıdaki amperometrik yöntemlerin kapsadığı türden, masaüstü amperometrik bir analizör (NIR cihazı değil) olan StarchQC'yi sunar [9][10]. Nem ve protein için tahıllar ve öğütülmüş ürünlerle hat yanı NIR analizörü MasterLine17EC kullanılır ve caliX paketi ISO 12099'un tarif ettiği PLS kalibrasyon ve validasyon araçlarını sağlar [13]. Hangi parametrelerin bir irmik spesifikasyonunun gerektirdiği doğruluğa ulaştığı, yayımlanmış rakamlardan varsayılmaz; değirmenin kendi numuneleri ve referans analizleriyle yapılan bir fizibilite çalışmasında belirlenir.