Ekstrüzyon Teknolojisi ve Ürün Kalitesi İlişkisi
Ekstrüzyon teknolojisi, gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle ürünün yapı, doku, duyusal özellikle ve besin değeri üzerinde doğrudan etkili olan bir işlemdir.
Proses esnasında uygulanan parametreler, formülasyon bileşimi ve nemin sisteme veriliş şekli; elde edilen ürünün kalitesini ve karakteristik özelliklerini önemi ölçüde etkilemektedir.
Ekstrüzyon Nem İçeriğinin Önemi
Ekstrüzyon esnasında karışımın nem içeriği, özellikle prosesin etkinliğini belirleyen en önemli faktörlerdendir. Nem, karışıma doğrudan eklenebildiği gibi su veya buhar şeklinde de sisteme verilebilmektedir. İşlem süresince karışımın sahip olduğu nem miktarı, prosesin etkinliğini dolayısıyla da ürünün tekstürel özelliklerini belirlemektedir.
Ekstrüzyon işlemlerinde genellikle %15-20 aralığında nem içeriği tercih edilmektedir. Ancak bu değer tek vidalı ekstrüderde %13’e, çift vidalı ekstrülerde %10 seviyelerine düşebilmektedir.
Nemin Nişasta Yapısı ve Tekstürel Özellikler Üzerine Etkisi
Nem nişastanın jelatinizasyon, degradasyon ve dekstrinizasyon oranlarını değiştirerek ürünün genleşmesi, yoğunluğu, gözenek yapısı, gevrekliği ve sertliğini doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle uygun nem seviyesi, ekstrüde ürünlerde istenen yapı ve doku özelliklerinin elde edilmesi açısından kritik öneme sahiptir.
Formülasyon Bileşenlerinin Rolü: Nişasta ve Proteinler
Ekstrüzyon pişirme teknolojisinde kullanılan karışımların temel bileşenlerini nişasta, proteinler, lipitler ve lifler oluşturmaktadır. Bu bileşenleri farklı oranlarda içermesi, son ürünün duyusal ve besleyicilik kalitesinde önemli farklılıklara neden olmaktadır.
Ayrıca proses şartlarına bağlı olarak değişmekle birlikte, işleme sırasında nişastada jelatinizasyon, dekstrinizasyon ve kompleks oluşumu gerçekleşirken proteinlerde denatürasyon, hidroliz ve ısıl polimerizasyon gerçekleşebilmektedir.
Uygulanan mekanik etkiye bağlı olarak proteinler, nişasta ve liflerin boyut, çözünürlük, viskozite ve su tutma kapasiteleri değişmektedir.
Lipitlerin Ekstrüzyon Sürecindeki Etkileri
Formülasyonda bulunan veya dışarıdan ilave edilen lipitler, sürtünmeyi azaltarak plastikleştirici veya yağlayıcı bir rol üstlenmektedir. Ayrıca pişirme sırasında amiloz-lipit kompleksleri oluşturarak ürünün genleşme oranı, yığın yoğunluğu ve suda çözünürlük derecesini düşürmektedir.
Amiloz-lipit kompleksi oluşumunda formülasyonda bulunan nişastanın amiloz içeriği ile yağın miktar ve özellikleri etkili olmaktadır. Genel olarak, yağ içeriğinin %5’in altında olması ürün özelliklerini fazla etkilememektedir. Ancak bu değerin %5’in üzerine çıkması sürtünmeye bağlı mekanik enerji üretimi ve nişasta jelatinizasyonunu sınırlayarak genleşmeyi sınırlandırmaktadır. Yağ içeriği yüksek karışımlar işlenirken nem içeriğini düşürmek bu olumsuzluğu kısmen giderebilmektedir.
Diyet Liflerinin Yapısal ve Fonksiyonel Etkileri
Ekstrüzyon sırasında liflerin yapısal özellikleri önemli değişimlere uğramaktadır. İşlem koşullarına bağlı olarak liflerin çözünürlüğü artmakta, bu durum liflerin fizyolojik etkilerini olumlu yönde etkileyebilmektedir.
Ancak formülasyondaki lif oranının artması, ürünün besleyicilik değerini yükseltmesine rağmen genleşmesini sınırlandırmaktadır. Ayrıca liflerin yüksek su tutma kapasiteleri, nişasta jelatinizasyonunu kısıtlamaktadır. Bu durumda özellikle kalıptan çıkış sırasında su buharını tutarak ürün genleşmesini olumsuz yönde etkilemektedir.
Ekstrüzyonun Besin Değeri ve Vitaminler Üzerine Etkisi
Ekstrüzyon işlemi sırasında uygulanan yüksek sıcaklık, basınç ve kesme gerilimi; enzimlerin ve mikroorganizmaların inaktivasyonuna, antibesinsel bileşenlerin ve doğal toksinlerin parçalanmasına olanak sağlamaktadır.
Bununla birlikte enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları meydana gelirken, bazı aroma maddeleri ve sıcaklığa duyarlı vitaminlerde kısmi kayıplar oluşabilmektedir.
Özellikle C vitamini gibi ısıya duyarlı vitaminlerde 100°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda kayıplar gözlenirken, ekstrüzyon süresinin kısa olması ve ürünün hızlı soğutulması, bu kayıpların geleneksel ısıl işlemlere kıyasla daha düşük seviyelerde gerçekleşmesini sağlamaktadır. Ayrıca tahıllarda yaygın olarak bulunan tiamin, riboflavin ve niasin gibi B grubu vitaminlerinin kayıpları; uygulanan sıcaklık, nem ve vida hızı gibi proses parametrelerine bağlı olarak değişmektedir. Buna karşılık yağda çözünen A ve E vitaminlerinin ekstrüzyon koşullarında daha stabil olduğu bildirilmektedir.
Sonuç olarak;
Ekstrüzyon sürecinde meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişimler, ürünün yapı, doku ve besin değeri üzerinde belirleyici olmaktadır.
Bu nedenle ekstrüde gıdaların kalite özelliklerinin korunması ve besin değerinin en üst düzeyde tutulabilmesi amacıyla ekstrüzyon parametrelerinin dikkatle optimize edilmesi büyük önem taşımaktadır.
Meraklısına;
Biyosensör Nedir? Gıda Endüstride Hangi Alanlarda Kullanılır?
Gıda Ambalajlarında Elektroeğirme ile Fonksiyonel Nanolif Üretimi
KAYNAKLAR
Alam, M.S. Kaur, J. Khaira, H. and Gupta, K. 2015. Extrusion and extruded products: changes in quality attributes as affected by extrusion process parameters: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(3), 445-473.
Choton, S. Gupta, N. Bandral, J.D. Anjum, N. and Choudary, A. 2020. Extrusion technology and its application in food processing: A review. The Pharma Innovation Journal, 9(2), 162-168.
Dar, B.N. Sharma, S. and Nayik, G.A. 2016. Effect of storage period on physiochemical, total phenolic content and antioxidant properties of bran enriched snacks. Journal of Food Measurement and Characterization, 10(4), 755-761.
Grasso, S. 2020. Extruded snacks from industrial by-products: A review. Trends in Food Science and Technology, 99, 284-294.
Leonard, W. Zhang, P. Ying, D. and Fang, Z. 2019. Application of extrusion technology in plant food processing by products: An overview. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19(1), 218-246.
Makowska, A. Polcyn, A. Chudy, S. and Michniewicz, J. 2015. Application of oat, wheat and rye bran to modify nutritional properties, physical and sensory characteristics of extruded corn snacks. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria, 14(4), 375-386.
Mazlan, M. Talib, R.A. Mail, N.F. Taip, F.S. Chin, N.L. Sulaiman, R. … Mohd Nor, M.Z. 2019. Effects of extrusion variables on corn-mango peel extrudates properties, torque and moisture loss. International Journal of Food Properties, 22(1), 54-70.
Offiah, V. Falade, K.O. and Kontogiorgos, V. 2019. Extrusion processing of raw food materials and by-products: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 59(18), 2979-2998.
Şahin, N. & Sayaslan, A. (2023). Ekstrüzyon teknolojisi ve buğday öğütme yan ürünlerinin ekstrüde gıda üretiminde kullanımı. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 37(1), 241-261.
Tiwari, A. and Jha, S.K. 2017. Extrusion cooking technology: Principal mechanism and effect on direct expanded snacks–An overview. International Journal of Food Studies, 6, 113–128.
