Değirmenci Dergisi Sayı 108 / Aralık 2018

KAPAK DOSYASI 55 DEĞİRMENCİ / ARALIK 2018 da değişir. Undaki proteinin yapısı ve oranı, undan elde edilen hamur ve elde edilen unlu mamulün sahip olacağı özellikler açısından belirleyicidir. Un elde edilecek buğ- dayın tipi ve çeşidi, unun nasıl kullanılacağını da belirler. Buğdaydaki protein, başlıca kalite unsurudur ve hamurun dayanıklılığını ve dolayısıyla da undan nasıl yararlanıla- cağının göstergesidir. Nişasta ve su içeriği de, unun kul- lanım şeklini etkiler. Bu yüzden, buğday unundaki ilgili parametrelerin ölçülmesi, değirmencilik sektörü için çok önemlidir. Bu makale, buğday ve unda hızlı kalite ölçüm- leri gerçekleştirmek için kullanılan Yakın Kızılötesi Yansıt- ma Spektroskopi (NIRS) yöntemini açıklayacaktır. Yakın Kızılötesi Yansıtma Spektroskopisi (NIR) 1960’ların ortalarında, Amerikan Tarım Bakanlığı’nda görevli bir ziraat mühendisi olan Karl Norris’e; soya fasulyelerindeki protein, yağ ve su oranı- nın hızlı bir şekilde ölçülmesi için bir yöntem geliştirmek gibi zorlu bir görev verildi. Yakın Kızılötesi Yansıtma tayflarını, öğütülmüş soya fasulyelerinin protein, nem ve yağ oranlarının belirlenmesinde kullanılması için matematiksel modeller geliştirmek üzere çok sayıda lineer regresyon analizi kullanan ilk kişi olan Norris, NIR teknolojisinin babası olarak adlandırılır. Aradan geçen 50 küsur yılda Yakın Kızılöte- si Yansıtma Spektroskopisi daha da gelişti ve birçok gıda ve tarım ürün için başlıca ölçüm yöntemi haline geldi. Dünyada ticareti yapılan buğday, mısır, arpa, pirinç, baklagiller, yulaf, çavdar, sorgum gibi ürünlerde protein ve nem oranı; kanola, soya fasulyesi, ay çekirdeği, as- pir, keten tohumu ve benzer ürünlerde ise yağ ve nem oranını tespit etmek için NIR analizleri yapılır. Şekil 1, un ve tam buğday spektrumu oluşturmak için NIR analizi cihazlarında kullanılan temel optik düzeneği göstermektedir. Bu düzenekte, tungsten halojen bir lam- badan gelen ışık, un ya da tam buğday numunelerinin içinden geçirilir. Enerji; protein, su, yağ ve karbonhidrat bileşiklerini bir arada tutan bağlar tarafından belirli oran- larda emilir. Optik Ağ adı verilen bir optik unsur, ışığı 720 ila 1100 nm arasında farklı frekanslara ayırır. Dağıtılan ışık, tıpkı bir lazer yazıcıda olduğu gibi silikon bir foto- diyot dizisi tarafından tespit edilir. Numune tarafından; protein, nem, yağ ve karbonhidrata karşılık gelen rezo- nans frekanslarında emilen ışık miktarı, numune içeriğiyle doğru orantılıdır. Şekil 2 ise buğday, durum, un ve irmik- teki NIT spektrumunu göstermektedir. Un ve Buğday Değirmenciliği Sektöründe NIR Spekt- roskopisi Uygulamaları Un ve irmik üretiminin başlangıç noktası buğday ve du- rum buğdayıdır. NIR analiz cihazları, tam buğday ve du- rum buğdayında temel ticari parametreler olarak protein ve nem oranını ölçer. Ancak değirmenciler için; gluten, düşme sayısı (falling number), sertlik, tortullaşma ve Ze- leny gibi parametreler de önemlidir. Buğdayda bulunan başlıca protein grubu, glutendir. Gluten, genellikle Glu- tenin ve Gliadin olmak üzere iki protein türünden oluşur. Peki, NIR spektrumları, analiz cihazının toplam protei- nin bir parçası olan gluteni ölçmesine yarayacak spesifik bilgiye sahip midir? Burada cevap olumsuzdur. Buğday tanelerinin spektrumları, N-H bağlarıyla ilgili olan birkaç geniş soğurma bandından oluşur ve bu özel- lik tüm proteinler için geçerlidir. Gluten ve toplam protein arasındaki korelasyon genel- likle yüksektir ve bu yüzden de NIR kullanıla- rak yapılan gluten ölçümü oransal bir ilişkiyi gösterir. Yine de değirmencilik sektörüne sa- tılan NIR analiz cihazlarında genellikle gluten ölçümü için ayarlamalar da mevcuttur. Aynı şekilde; düşme sayısı, sertlik, tortullaşma ve Zeleny gibi fiziksel parametreler de NIR spektrumlarıyla doğrudan ölçülemezler an- cak protein, nem, yağ ve karbonhidratlardaki bir ya da birden fazla kimyasal parametreyle kıyaslanarak dolaylı olarak belirlenebilirler. Tam buğdayda bu tür fiziksel parametrele- rin NIR yöntemiyle belirlenmesi genellikle etkili sonuçlar vermez. Tahılların toz haline getirilmesinin ardından 1000 ila 2500 nm’lik Şekil 1: Yakın Kızılötesi Yansıtma Spektroskopi Şekil 2: Buğday, durum, un ve irmikteki NIT spektrumu