5 Eylül 2009 Cumartesi

susam

Susamın Konvensiyonel Metotla Kavrulması Sürecindeki Renk ve
Dokusal Değişiminin Analizi
Talip Kahyaoğlu, Sevim Kaya
Gaziantep Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü,
27310 Gaziantep
Özet
Bu çalışmada tahin üretiminin en temel basamaklarından biri olan kavurma işlemi
sürecinde susamdaki fiziksel değişiklikler incelenmiştir. Genel olarak susamın rengi ve
dokusal özellikleri kavurma işleminin kontrolünde kullanılmaktadır. Bu çalışmada
susamın üç farklı sıcaklıkta (120°, 150° ve 180°C), 120 dakika boyunca döner tavalarda
kavrulması sürecindeki nem miktarının, renk değerlerinin (L, and a,) ve dokusal
özelliklerinin (kırılganlık ve sertlik) değişimi incelenmiştir. Kavurma sıcaklığı nem
kaybını önemli (P<0.05) ölçüde etkilemektedir, kavurma sıcaklığı artırıldığında nem
kaybı hızı artmaktadır. Kavurma sürecinin ilk kısmında, susamın beyazlığının (Ldeğeri)
bir miktar arttığı daha sonrada düştüğü gözlenmiştir. Kırmızılık (a-değeri ) bir
süre sabit kalmakla beraber, bir zaman sonra ani artış göstermiştir. Yüksek kavurma
sıcaklıklarında renk değişimi daha kısa sürelerde gerçekleşmektedir. Kavurma sürecinde
susam tanelerinin kırılganlığının arttığı fakat sertliklerinin azaldığı gözlenmiştir.
The Analysis of Color and Textural Changes of Sesame during
Conventional Roasting
Abstract
In this study, the physical changes of sesame were investigated during the roasting
which is one of the main steps in sesame paste (tahin) production. Color and texture of
sesame is also generally used for process control during roasting. The roasting of
sesame were carried out at three different temperatures (120°, 150° and 180°C) for 120
minutes in rotary roasting machine and the moisture loss, color (L, and a) and textural
(fracturability and hardness) changes were observed. The roasting temperature affected
the moisture loss rate significantly (P<0.05), the roasting temperature escalating
increased the moisture loss rate. It was observed that the whiteness of sesame (L-value)
first gradually increased and suddenly decreased. The redness (a-value) remained nearly
constant and then increased sharply during roasting. The faster color changes occurred
at high roasting temperatures. The fracturability of sesame increased but its hardness
values decreased during roasting process.
Giriş
Susam (Sesamum inducum L., Pedaliaceae), dünyanın bilinen en eski tohumlu
bitkilerinden biridir ve kullanımı, pirinç ve buğdayın kullanımı kadar eskidir (Namiki,
1995). Zengin ve yüksek kaliteli (dayanıklı) yağ oranı, elzem amino asitlere
(methionine, trytophan) sahip protein içeriği, susamı binlerce yıldır yüksek miktarda
tüketilen bir gıda maddesi haline getirmiştir.
Susam tohumları, beyaz, kahverengi, sarı ve siyah olarak kabuk rengine göre çeşitlenir.
Yağ, protein ve karbonhidrat, susamın temel bileşenleridir. Susam yağı, tahin ve tane
olarak tüketilen susam, ülkemizde, tane olarak unlu ürünlerde (simit, ekmek, pasta,
bisküvi vs.) ve şekerlemelerde kullanılan çok önemli bir baharat ve süsleme
materyalidir (Özcan, 1993). Yüksek antioksidan etkiye sahip olan susam yağı ise
özellikle Asya ülkelerinde geniş miktarda kullanılmaktadır. Aynı zamanda susam,
başta Ortadoğu ve Akdeniz ülkeleri olmak üzere bazı Asya ülkelerinde ise tahin ve tahin
helvası yapımında kullanılır. Tahin, temizlenmiş, kabuğu soyulmuş ve kavrulmuş
susamlarının öğütülmesiyle elde edilir.
Susam ve susam ürünlerinin üretimindeki en temel basamaklarından birisi kavurma
işlemidir. Kavrulmuş susamlarda tahin, susam yağı ve bir çok şekerlemelerde kullanılır.
Susamın kavrulmasıyla çimensi susam tadı giderilir, kendine has kavrulmuş susam tadı
oluşur ve daha fazla sindirilebilir bir yapıya kavuşur. Yüksek sıcaklıklarda kavrulan
susamlarda, antioksidan maddeler olan sesamol, sesamolin ve sesamin miktarının arttığı
belirlenmiştir (Yen, 1990), bundan dolayı kavrulmuş susamlardan elde edilen yağlar
daha dayanıklı olmaktadır. Tahin üretiminde de kavurma işlemi, tahinin renginin
belirlenmesinde, kendine özgü tahin tadının oluşumda ve öğütme işleminin daha kolay
yapılmasında en önemli etmendir. Yapılan bir anket çalışmasında kavurma işleminin
kolay kontrol edilememesi ve optimum kavurma süre ve sıcaklığının belirlenememesi,
tahin üreticileri tarafından en önemli problemler arasında gösterilmektedir (Sümbül,
2003).
Literatürde bulunan çalışmalarda, tahin üretimi için oldukça farklı kavurma yöntemleri
belirtilmiştir. Sawaya ve ark.(1985) elektrikli ısıtma tünelinde 90-100°C’ de 1-2
dakikanın tahin için yeterli olacağını bildirmiştir. El-Adawy ve Mansour (2000) ise
130°C’ de 1 saat sıcak havayla yapılan kavurma işlemini tahin üretimi için tavsiye
etmiştir. Ülkemizde ise kavurma işlemi genellikle döner tavalarda yapılmaktadır. Özcan
(1993) tahin üretimi için susamın 100-150°C da 2,5-3 saat döner tavalarda
kavrulduğunu bildirmiştir.
Kavrulmuş ve kurutulmuş gıda maddeleri için renk en önemli kalite
parametrelerindendir. Kavurma işlemi sürecinde renk maddelerinin esmerleşme
tepkimeleriyle birlikte artmasından dolayı, genellikle renk, kavurma işleminin kontrolü
için kullanılır (Moss ve Otten, 1989). Susam kavurma işleminin kontrolü genellikle
ustalar tarafından çıplak gözle rengin takip edilmesiyle yapılmaktır. Fakat tohumun
içeriği, büyüklüğü ve olgunluğu rengini etkilediğinden dolayı, renk tek başına kavurma
işleminin kontrolü için yeterli olmamaktadır. Gıda maddelerinin dokusal (tekstürel)
özellikleri de işlem kontrolü için gerekmektedir.
Dokusal analizler mekanik ve duyusal olmak üzere iki farklı metotla yapılır. Duyusal
metotta insanlara gıda ürünü yedirilir ve ne hissettiği sorulur (sert, yumuşak, kırılgan
vb.). Mekanik testlerde ise insanların ağız hareketi taklit edilerek gıda maddesine
kuvvet uygulanır ve kuvvet-zaman veya kuvvet-deformasyon eğrisinden çeşitli
parametreler çıkarılmaya çalışılır. Tahin üretiminde kavurma işlemi, ustaların susamın
rengini ve dokusal özelliklerini duyusal olarak takip etmesiyle kontrol edilir. Eğer
susam gerekli olan dokusal özelliklere getirilmezse, öğütme işlemi zorlaşmaktadır.
Kavurma sürecinde susamın çıtırlığı (crispness) artmaktadır. Benzer şekillerde Saklar ve
ark.(1999) fındığında kavurma sürecinde daha çıtır ve kıtır hale geldiğini belirtmişlerdir.
Bu çalışmada, susamın işlenmesinde en önemli basamaklardan biri olan kavurma
sürecinde, meydan gelen nem kaybı, renk değişimi ve dokusal özelliklerin değişimi
incelenecektir.
Materyal ve Yöntem
Materyal
Araştırmada Gaziantep yöresinde yetişen (2003) kahverengi renkli susam örneği
kullanıldı. Tahin üretiminde kabuksuz susam kullanıldığından dolayı kabuk soyma
işlemi yapıldı. Kabuk soyumu için susam su içerisinde 12 saat bekletilerek ıslatıldı.
Sonra, paletli düzenekte çarpma etkisiyle kabuklar soyuldu. Soyulmuş kabukla karışık
susamlar önce yüksek konsantrasyondaki tuzlu suda (18% NaCl) daha sonra da düşük
konsantrasyondaki tuzlu suda (15% NaCI) bekletilerek kabuklar susam danelerinden
(bademcik) ayrıldı. Tuzun giderilmesi için, susam daneleri durulama havuzunda
bekletildi, yıkandı, ve sonrada santrifüje edilerek susamın yüzündeki su alındı.
Araştırmada kabuğu soyulmuş ıslak susam daneleri kullanıldı.
Yöntem
Susam danelerinin başlangıç nem, yağ, protein ve kül analizleri AOAC’ ye göre yapıldı
(AOAC 1990) ve karbonhidrat değeri farktan elde edildi.
Konvansiyonel kavurma işlemi yerel bir firmada yapıldı. Kabuğu soyulmuş ıslak
susamlar, sıcaklık kontrollü döner tavalarda (Günmak Ltd. Şti), 120°, 150° ve 180°C’
lerde kavruldu. Kavurma sırasında farklı zaman aralıklarında (20-120 dakika) örnekler
alındı. Oda şartlarında 24 saat bekletilen örneklerin nem, renk ve dokusal özellikleri
incelendi. Renk ölçümü HunterLab cihazı (HunterLab ColorFlex A60-1010-615 Model
Kalorimette, Hunter Lab, and Reston VA) kullanılarak yapıldı. Renk değişimini
belirlemek için L (beyazlık) ve a (kırmızılık) değerleri belirlendi.
Susam örneklerinin dokusal analizler TA.XT2i dokusal Analiz cihazı (Stable Micro
Systems, Godalming, Surrey, UK) kullanılarak ölçüldü. Kuvvet-zaman eğrisi
kullanılarak, sertlik ve kırılganlık parametreleri elde edildi.
Araştırma Bulguları ve Tartışma
Araştırmada kullanılan susam örneğinde, %57,96 yağ, %20,23 protein, %13,54
karbonhidrat, %4,87 kül ve %3,40 nem bulunmuştur. Bulunan sonuçlar, Özcan (1993)
tarafından Gaziantep bölgesinde yetiştirilen susamlar için belirtilen değerlere yakındır.
Susamların içeriği yetiştirildiği bölgeye, çeşidine, büyüklüğüne göre değişmektedir; yağ
miktarı en az % 34-35, ve en yüksek %63-64 tür. Ortalama yağ içerikleri beyaz
susamlar için % 55,0, kahverengiler için %54,2, ve siyah susamlar için %47,8 olarak
belirtilmiştir.(Namiki, 1995). Yerli susamların ithal susamlardan daha fazla yağ içerdiği
Özcan (1993) tarafından da belirtilmiştir.
Nem kaybı
Üç farklı sıcaklıkta kavrulan susamların nem kaybı (kuruma eğrileri) Şekil 1’de
gösterilmiştir. Bütün sıcaklıklarda benzer bir eğim gözükmektedir. Nem miktarı zamana
bağlı olarak azalmıştır. Kavurma sıcaklığının, nem kaybı hızına önemli ölçüde etki
ettiği görülmektedir (P<0.05). Yüksek kavurma sıcaklığının, nem kaybı hızının
artmasına sebep olduğu belirlendi.
Zaman (dakika)
0 20 40 60 80 100 120 140
Nem miktarı
0
5
10
15
20
25
30
35
180 °C
150°C
120°C
Şekil 1. Farklı sıcaklıklarda kavrulan susamların nem miktar değişimleri.
Renk analizi
Gıda maddelerinin müşteri beğenisinde en önemli faktörlerden biride gıdanın rengidir
(Maskan 2001). Aynı zamanda bir çok araştırmacı rengin kavurma ve kurutma
işlemlerinde kalite ve süreç kontrolü için kullanılabileceğini belirtmiştir (Moss ve
Otten,1989; Ozdemir ve Devres 2000). Bu çalışmada beyazlık ve kırmızılık (L ve a)
değerleri incelendi. Farklı sıcaklıklarda kavrulan susamların L- değerlerindeki değişim
Şekil 2’de verilmiştir. L-değeri beyazlık derecesini göstermektedir ve ustaların kavurma
işlemini kontrol ederken kullandıkları renge eşdeğerdir. L-değeri yüksek sıcaklıklarda ki
(150°-180°C) kavurma sürecinde bir miktar yükselmiş ve daha sonra ani keskin bir
düşüş göstermiştir fakat 120°C de 120 dakikalık kavurma sürecinde herhangi bir düşüş
gözlenmemiştir. Kavurma sürecinde, beyazlık değerinin bir miktar yükselmesine
başlangıç parlaması denilmektedir ve yerfıstığı (Moss ve Otten, 1989), fındık (Ozdemir
ve Devres, 2000) için de benzer durumlar gözlenmiştir. Fakat susamlarda görülen
beyazlık artışı fındık ve yerfıstığından daha fazla olmuştur.
Zaman (dakika)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
L- (beyazlık) değeri
30
35
40
45
50
55
60
65
180°C
150°C
120°C
Şekil 2. L-değerinin susamın kavrulması sürecindeki değişimi.
Kavurma sürecinde öncelikle beyazlığın artmasının sebebi nem miktarının azalması,
proteinlerin denature olması ve yüksek yağ miktarı olabilir. Protein yapısı içerisinde
bulunan su miktarı azaldıkça yağ miktarı nispi olarak artacaktır ve yağlarda ışığı
yansıtarak beyazlığın artmasına sebep olacaktır. Kavurma işlemi devam ettikçe
esmerleşme tepkimeleri başlar ve susam beyazlığını kaybederek daha kahverengi ve
kırmızı renk alır. Şekil 3’te susamın kavurma sürecinde a-değerindeki değişimi
gösterilmiştir. L-değerindeki değişime benzer şekilde önce bir miktar artmış ve daha
sonra hızla yükselmiştir. L-değerinin azalması ve a-değerinin artması esmerleşme
tepkimeleriyle ilgilidir. Esmerleşme tepkimeleri enzimatik ve enzimatik olmayan
şeklinde ikiye ayrılmaktadır. Susamın kavrulması sırasındaki renk değişimi enzimatik
olmayan esmerleşme reaksiyonları ve yağ oksitlenmesi ile ilişkilendirilmiştir (Yoshida
1998). Yüksek sıcaklıklarda esmerleşmeye sebep olan enzimlerin denature olduğu kabul
edilerek (Troller, 1989), susamın kavrulmasında enzimatik esmerleşme tepkimelerinin
oluşumu ihmal edilebilmektedir.
.
Zaman (dakika)
0 20 40 60 80 100 120
a-değeri
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
180°C
150°C
120°C
Şekil 3. Susamın kavrulması sürecindeki a-değerinin değişimi.
Dokusal Analiz
Susamın kavrulması sırasındaki susamın dokusal özelliğinin değişimi önemli
parametrelerdendir. Susamın dokusal analizi kavurma sürecince alınan örneklere DPA
(doku profil analizi) uygulanarak, kuvvet-zaman eğrisinden, sertlik (en yüksek pik) ve
ilk kırılma kuvveti bulunmuştur. İlk kırılma kuvvetinin düşmesi susamın kırılganlığının
arttığını göstermektedir. Susamın sertlik ve ilk kırılma noktası değerleri, Şekil 4 ve
Şekil 5’te sırasıyla verilmiştir.
Zaman (dakika)
0 20 40 60 80 100 120
Sertlik (N)
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
180°C
150°C
120°C
Şekil 4. Susamların kavrulma sürecinde, sertliklerinin değişimi.
Zaman (dakika)
20 40 60 80 100 120
İlk kırılma kuvveti (N)
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
180°C
150°C
120°C
Şekil 5. Susamların kavrulma sürecinde, ilk kırılma kuvvetlerinin değişimi.
Kavurma zamanı ve sıcaklığı arttıkça, susamın sertliği azalmış fakat kırılganlık özelliği
artmıştır. Ham susamlarda ilk kırılma noktası görülmemiştir. Kuvvet-zaman eğrisinde
kırılma noktaları tohumda bulunan katmanların parçalandığını göstermektedir (Roudaut
ve ark., 2002). Kavurma sırasında, yüksek ısıl işlem nedeni ile yüzeysel nem kaybı hızlı
olmaktadır. Bu oluşum susamda dış kabuk meydana getirmekte ve kavurma sürecinde
de bu kabuğun kırılganlığı artmaktadır. Susamın kavurma sürecinde sertliğinin azalması
ve kırılganlığının artması, çıtırlık özelliğinin gelişimini göstermektedir. Fındığında
kavrulma sürecinde çıtırlık özelliğinin arttığı belirtilmiştir (Saklar ve ark., 1999).
Kaynaklar
El-Adawy T.A & Mansour E.H. 2000. Nutritional and physicochemical evaluations of
tahina (sesame butter) prepared from heat-treated sesame seeds. Journal of Science of
Food and Agriculture, 80:2005-2011.
Hussain S.R., Terao J., Matsushita S, 1986. Effect of browning products of
phospholipids on autoxidation of methly lionete. Journal of American oil Chemist
Sciety, 63, 1457-1560.
Maskan, M. 2001. Kinetics of color change of kiwifruit during hot air and microwave
drying. Journal of Food Engineering, 48, 169-175.
Moss, J.R. & Otten, L. 1989. A relationship between color development and moisture
content during roasting of peanuts. Canadian Institute of Food Science and Technology,
22, 34-39.
Namiki, M. 1995. The chemistry and physiological functions of sesame. Food Reviews
International, 11, 281-329.
Özcan Musa 1993. Susam, susam yağı ve tahinde fiziksel-kimyasal analizler ve yağ
asitleri bileşimlerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk University.
Ozdemir, M., & Devres, O. 2000. Analysis of color development during roasting of
hazelnuts using response surface methodology. Journal of Food Engineering, 45, 17–24.
Roudaut, G. et al., 2002. Crispness a critical rewiev on sensory and material science
approaches. Trends in Food Science and Technology 13, 217-237.
Saklar, S., Ungan, S., & Katnas, S. 1999. Instrumental crispness and crunchiness of
roasted hazelnuts and correlations with sensory assessment. Journal of Food Science,
64, 6, 1015-1019.
Sawaya, W.N, Ayaz M., Khalil K.J., and Shalhat A.F. 1985. Chemical composition and
nutritional of Tehineh (Sesame Butter). Food Chemistry 18, 35-45.
Sümbül, Ferdi 2003. A Research on sesame and its product. Gradutaion Thesis.
University of Gaziantep . Food Eng. Dept.
Troller, L. A. 1989. Water activity and food quality. In T.M. Hardman, Water and food
quality. London: Elsevier.
Yen G. C. 1990. Influence of Seed Roasting Process on the Changes in Composition
and Quality of Sesame (Sesame indicum) Oil. Journal of .Science of Food and
Agriculture, 50, 563-570.

Hiç yorum yok: