ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK ... · KEÇİBOYNUZU (Ceratonia...

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Özcan DEMİRTAŞ

KEÇİBOYNUZU (Ceratonia siliqua) ÇEKİRDEKLERİNDEN GAM ÜRETİM YOLLARININ ARAŞTIRILMASI

GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ADANA, 2007



Özcan DEMİRTAŞ



Bu tez / / 2007 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği İle Kabul Edilmiştir.

İmza .............................................

Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU

DANIŞMAN

İmza ...................................

Prof. Dr. Ali KÜDEN

ÜYE

İmza ..................................

Yrd. Doç. Dr. Asiye AKYILDIZ

ÜYE

Bu tez Enstitümüz Gıda Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır.

Kod No :

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür

Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: ZF2004YL47 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve

fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

I

ÖZ



Özcan DEMİRTAŞ



Danışman : Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU Yıl : 2007, Sayfa: 48 Jüri : Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU

Prof. Dr. Ali KÜDEN Yrd. Doç Dr. Asiye AKYILDIZ

Bu çalışmada, Mersin yöresinden temin edilen keçiboynuzu meyvesinin çekirdeklerinden keçiboynuzu gamı üretilmiş ve elde edilen gamların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiştir.

Araştırmada kullanılan keçiboynuzu çekirdekleri gam üretim için, öncelikle 75 0C’de 1 saat farklı kimyasal çözeltiler içerisinde bekletilerek kabuğu uzaklaştırılmış, yıkanmış, 10-15 sn mikserden geçirilmiş, 24 saat su içerisinde bekletilmiş, 30 0C’de 24 saat süreyle kurutulmuş ve daha sonra değirmende öğütülmüştür. Keçiboynuzu çekirdeklerinin kabuklarını uzaklaştırmak için üç farklı kimyasal (HCl, H2SO4 ve NaOH) ve bu üç kimyasalın farklı konsantrasyonları (% 20, 25, 30; % 55, 60, 65; % 30, 35, 40) kullanılmış ve elde edilen gamların nem, protein, kül, yabancı madde, asitte çözünmez madde içerikleri ve viskozite değerleri karşılaştırılmıştır.

Elde edilen gamların kül, nem ve protein içeriklerinde önemli farklılıklar bulunmazken; yabancı madde, asitte çözünmez madde içerikleri ve viskozite değerleri arasında önemli farkların olduğu tespit edilmiştir. En yüksek yabancı madde içeriği %30’luk NaOH ile üretilen gam örneğinde % 36,842, en yüksek asitte çözünmez madde içeriği % 40’lık NaOH ile üretilen gam örneğinde % 4,04 ve en yüksek viskozite değeri ise %30’luk HCl ile üretilen gam örneğinde 2,483 Pas olarak bulunmuştur.

Elde edilen bulgular dikkate alındığında kabuk soyma işleminde NaOH kimyasalının yetersiz kaldığı, H2SO4 kimyasallarının ise gamın jelleştirici özelliğini olumsuz etkilediği belirlenmiştir. Bu nedenlerden dolayı gam üretiminde HCl kimyasalının uygun olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Keçiboynuzu, Gam, Çekirdek, Viskozite

II

ABSTRACT

MSc THESIS

INVESTIGATION OF GUM PRODUCTION POSSIBILITIES FROM LOCUST BEAN (Ceratonia siliqua) SEEDS

Özcan DEMİRTAŞ

DEPARTMENT OF FOOD ENGINEERING

INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA

Supervisor : Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU : Year: 2007, Pages: 48 Jury : Prof. Dr. Hasan FENERCİOĞLU

Prof. Dr. Ali KÜDEN Ass.Prof. Dr. Asiye AKYILDIZ

In this research, locust bean gum produced from seeds of locust bean pods were

supplied from Mersin region and some physical and chemical properties of obtained locust bean gums were analysed.

Locust bean seed coats were removed by soaking seeds in solutions of various chemicals of different concentrations at 75 0C for 1 h. After removal of seed coats and washing only endosperm portions of the seeds was dried and ground in order to obtain the seed gum.

Moisture, protein, ash, foreign matter, non-soluble matter in asid contents and viscosity measurements of obtained locust bean gums were determined.

The results obtained that the differences between the moisture, protein, ash contents of the gums were not statistically significant whereas the differences between foreign matter, non-soluble matter in asid contents and viscosity measurements were significant.

The highest foreign matter contents content (36,842 %) was belong to NaOH (30 %) treatment, the highest non-soluble matter in asid content (4,04 %) to NaOH (40 %) treatment and highest viscosity measurement (2,483 Pas) to HCl (30 %) treatment.

Considering the whole results the used concentrations of NaOH less sufficient for removal of seed coats than HCl and H2SO4 treatments. H2SO4 treatment affected negatively gelling property of gum. According to these HCl treatment was established as a suitable process for gum production. Key Words: Locust Bean, Gum, Seed, Viscosity

III

TEŞEKKÜR

Lisans ve yüksek lisans eğitimim boyunca bana yol gösteren, araştırmamın

düzenlenmesi, gerçekleştirilmesi ve değerlendirilmesi sırasında yardımlarını

esirgemeyen fikir ve katkılarıyla çalışmalarıma ışık tutan ve yönlendiren, sadece

eğitim hayatı değil gerçek hayata dair aktardığı deneyimlerle hayatımın hemen

hemen her aşamasında hocam olan danışman hocam, Sayın Prof. Dr. Hasan

FENERCİOĞLU’na teşekkürü bir borç bilirim.

Tezimin değerlendirilmesinde sunduğu çok değerli katkılarından dolayı Sayın

Prof. Dr. Ali KÜDEN ve Yrd. Doç. Dr. Asiye AKYILDIZ’a teşekkürlerimi sunarım.

Laboratuvar çalışmalarım sırasında sorumlu oldukları laboratuvarları ve bu

laboratuvarlardaki çeşitli alet-ekipmanları kullanmama izin veren Prof. Dr. Mehmet

GÜVEN ve Yrd. Doç. Dr. M. Sertaç ÖZER; yine laboratuar çalışmalarım sırasında

yardımlarını gördüğüm, Ar. Gör. Feyza KIROĞLU, Ar. Gör. Bülent ZORLUGENÇ,

Ar. Gör. Kurban YAŞAR, Ar. Gör. Oya Berkay KARACA, Ar. Gör. Adnan

BOZDOĞAN ve Gıda Yük. Müh. Özgür GÖLGE’ye teşekkürlerimi sunarım.

Çalıştığım dairenin amiri olarak idari ve manevi yönden çok değerli katkılarını

gördüğüm Düziçi İlçe Tarım Müdürü Ziraat Yük. Müh. Bekir COŞKUN’a ve Düziçi

İlçe Tarım Müdürlüğündeki tüm mesai arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım.

Sadece çalışmalarım sırasında değil, tanıştığımız günden itibaren her türlü

maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen arkadaşlarım Peyzaj Yüksek Mimarı

Mehmet Akif ERDOĞAN ve Peyzaj Mimarı Ercan YURDAKUL’a da yaşamıma

kattıkları renkten dolayı teşekkürlerimi sunarım.

Ayrıca çalışmalarım ve eğitimim boyunca; daha da önemlisi hayatım boyunca

her türlü maddi ve manevi desteklerini gördüğüm özellikle bu yıl kaybettiğim çok

değerli Babam Asım DEMİRTAŞ, Eşim Gıda Yük. Müh. Esra DEMİRTAŞ, Abim

Tercan DEMİRTAŞ ve Annem Hülya DEMİRTAŞ’a gönül dolusu teşekkürlerimi bir

borç bilirim.

IV

İÇİNDEKİLER SAYFA NO

ÖZ................................................................................................................ I

ABSTRACT ................................................................................................. II

TEŞEKKÜR ................................................................................................. III

İÇİNDEKİLER............................................................................................. IV

ÇİZELGELER DİZİNİ ................................................................................. VI

ŞEKİLLER DİZİNİ ...................................................................................... VII

1. GİRİŞ ....................................................................................................... 1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR......................................................................... 5

2.1. Keçiboynuzu................................................................................. 5

2.2. Keçiboynuzu Bitkisinin Morfolojik ve Fizyolojik Özellikleri ........ 5

2.3. Keçiboynuzu Meyvesinin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri........... 6

2.3.1. Fiziksel Özellikler............................................................. 6

2.3.2. Kimyasal Özellikler .......................................................... 7

2.4. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri..... 10

2.4.1. Fiziksel Özellikler............................................................. 10

2.4.2. Kimyasal Özellikler .......................................................... 12

2.5. Keçiboynuzu Çekirdeklerinden Gam Üretimi................................ 13

2.6. Keçiboynuzu Gamı ....................................................................... 14

2.6.1. Keçiboynuzu Gamının Yapısı ve Özellikleri ..................... 14

2.6.2. Keçiboynuzu Gamının Kullanım Alanları ......................... 18

2.6.2.1. Gıda Sanayinde Kullanımı .................................... 18

2.6.2.2. Diğer Sanayi Kollarındaki Kullanımı .................... 19

3. MATERYAL VE METOD ....................................................................... 21

3.1. Materyal ....................................................................................... 21

3.2. Yöntem......................................................................................... 21

3.2.1. Keçiboynuzu Çekirdeklerinden Çekirdek

Kabuğunun Uzaklaştırılması....................................................... 21

3.2.2. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Endosperminin

Ayrılması ve Öğütülmesi ............................................................ 22

3.3. Uygulanan Analizler ..................................................................... 24

V

3.3.1. Tüm Çekirdeğe ve Kabuğu Uzaklaştırılmış Çekirdek

Üzerinde Uygulanan İşlemler ..................................................... 24

3.3.2. Gam Üzerinde Uygulanan Analizler.................................. 24

3.3.2.1. Nem Tayini........................................................... 24

3.3.2.2. Protein Tayini ....................................................... 24

3.3.2.2. Yabancı Partiküllerin Belirlenmesi........................ 24

3.3.2.3. Kül Tayini............................................................. 25

3.3.2.4. Asitte Çözünemeyen Madde Miktarı ..................... 25

3.3.2.5. Viskozitenin Ölçülmesi ......................................... 25

3.3.3. İstatistiksel Analizler......................................................... 25

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA......................................... 26

4.1. Tüm ve Kabuğu Uzaklaştırılan Keçiboynuzu Çekirdeklerine

Uygulanan Bazı Tartım Sonuçları ........................................................ 26

4.2. Keçiboynuzu Gamlarının Nem İçerikleri....................................... 27

4.3. Keçiboynuzu Gamlarının Protein İçerikleri ................................... 28

4.4. Keçiboynuzu Gamlarının Kül İçerikleri......................................... 29

4.5. Keçiboynuzu Gamlarının Yabancı Madde İçerikleri...................... 30

4.6. Keçiboynuzu Gamlarının Asitte Çözünmeyen Madde İçerikleri .... 31

4.7. Keçiboynuzu Gamlarının Viskozite Değerleri ............................... 33

5. SONUÇ VE ÖNERİLER .......................................................................... 35

KAYNAKLAR............................................................................................. 37

ÖZGEÇMİŞ ................................................................................................. 41

EKLER......................................................................................................... 42

VI

ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA NO

Çizelge 2.1 Keçiboynuzu Meyvesinin Bileşimi ........................................ 8

Çizelge 2.2 Keçiboynuzu Meyvesinin Yapısında Bulunan Bazı

Vitamim ve Mineraller ........................................................... 8

Çizelge 2.3 Keçiboynuzu Meyvesi ve Kavrulmuş Keçiboynuzu

Ununun Bazı Kimyasal Özellikleri......................................... 9


Çizelge 2.5 Keçiboynuzu Meyvesinin Şeker İçeriği.................................. 9


Çizelge 2.7 Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Bazı Fiziksel ve

Mühendislik Özellikleri.......................................................... 11

Çizelge 2.8 Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Bazı Fiziksel

Özellikleri .............................................................................. 11

Çizelge 2.9 Ticari Keçiboynuzu Gamının Bileşimi ................................... 15

Çizelge 2.10 E 410 Keçiboynuzu Gamının Türk Gıda

Mevzuatı’ndaki Kimyasal Bileşimi ve Element İçeriği ........... 15

Çizelge 2.11 Keçiboynuzu Gamının Gıda Endüstrisinde

Kullanıldığı Ürünler, Sağladığı Özellikler ve

Kullanım Oranı ...................................................................... 19

Çizelge 4.1. Tüm ve Kabuğu Soyulmuş Keçiboynuzu

Çekirdeklerinin Bazı Fiziksel Özellikleri................................ 26

Çizelge 4.2. Keçiboynuzu Gamlarının Nem İçerikleri................................ 27

Çizelge 4.3. Keçiboynuzu Gamlarının Protein İçerikleri............................ 28

Çizelge 4.4. Keçiboynuzu Gamlarının Kül İçerikleri ................................. 29

Çizelge 4.5. Keçiboynuzu Gamlarının Yabancı Madde İçerikleri............... 30

Çizelge 4.6. Keçiboynuzu Gamlarının Aitte Çözünmeyen Madde

İçerikleri ................................................................................ 32

Çizelge 4.7. Keçiboynuzu Gamlarının Viskozite Değerleri........................ 33

VII

ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA NO Şekil 2.1 Keçiboynuzu gamının molekül yapısı .................................... 15

Şekil 3.1. Keçiboynuzu Gamı Üretim Aşamaları ................................... 23

1. GİRİŞ Özcan DEMİRTAŞ

1

1.GİRİŞ

Keçiboynuzu, yeryüzünün en eski bitkilerinden birisidir. İlk olarak M.Ö.

4000 yıllarında Mısır’ da ortaya çıktığı tahmin edilmektedir. Harnup olarak da

adlandırılan keçiboynuzu ağacı baklagiller familyasına ait her zaman yeşil olan ve

Akdeniz iklim özelliği taşıyan bölgelerde genellikle kültüre alınmadan ve yetişme

esnasında hiçbir suni katkıya ihtiyaç duymadan bol miktarda yetişen bir ağaçtır. Son

yıllarda keçiboynuzu meyvesinden farklı ürünlerin türetilmesiyle bu bitkinin

yetiştiriciliği kültür altına alınmaya başlamıştır (Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003;

Anonymous, 2005a; Anonymous, 2005b; Anonymous, 2005c).

Çeşitli kaynaklarda keçiboynuzunun anavatanı olarak; Mısır, İsrail, Orta

Doğu, Arap Yarımadası ve Anadolu gibi farklı bölgeler gösterilmiştir. Önceleri

Anadolu’nun güney kıyılarında yabani olarak yetişen keçiboynuzunu daha sonraları

Yunanlıların Yunanistan ve İtalya’ya götürdükleri sanılmaktadır. Ancak ağaç, onu

Fas ve İspanya’ ya götürerek üretmeye başlayan Araplar tarafından daha çok rağbet

görmüştür. Bugün dünya üzerinde başta İspanya, Portekiz, İtalya olmak üzere

Yunanistan, Fas, Tunus, Cezayir, Kıbrıs, Türkiye ve İsrail gibi Akdeniz ülkeleri

dışında ABD, Avustralya ve Güney ve Kuzey Afrika’ da da geniş olarak

keçiboynuzu yetiştiriciliği yapılmaktadır. Keçiboynuzu, verimi düşmekle birlikte

bütün bu ülkelerdeki iklim koşullarına uyum sağlamıştır (Coppen, 1995;

Anonymous, 2005d; Anonymous, 2005e Anonymous, 2005f).

Ülkemizde ise keçiboynuzu Akdeniz Bölgesinde Tarsus ve Mersin’den

başlayıp Marmaris’ e kadar uzanan yaklaşık 1750 km2 lik kıyı şeridinde doğal olarak

yetişmektedir. Türkiye’de yetişen çeşitleri etli, susam ve yabani tipleridir (Ahraz,

2003; Anonymous, 2005f).

Ülkemiz, keçiboynuzunun anavatanı içerisinde olması nedeniyle özellikle

Akdeniz Bölgesinde keçiboynuzu yetiştiriciliği yapılabilecek geniş alanlara sahiptir

ve keçiboynuzu yetiştiriciliği ülkemizde giderek önem kazanmaktadır (Karkacıer ve

Artık, 1995).

Tunalıoğlu ve Özkaya, (2003), ülkemizde 2003 yılında her 1000 keçiboynuzu

ağacından 304 tanesinin meyve verdiğini bildirmişlerdir.


2

Dünyadaki keçiboynuzu üretimi yıllara göre değişiklik göstermekle birlikte

350.000-500.000 ton/yıldır (Coppen, 1995; Anonymous, 2005d). Ülkemizin 2003

yılı itibari ile keçiboynuzu meyvesi üretimi ise 15 bin tondur (Anonymous, 2003d).

Ülkemizde son yıllarda keçiboynuzu meyvelerinden üretilen kızartılmış

keçiboynuzu parçaları, yaygın olarak özellikle fırıncılık ürünlerinde, pasta ve

şekerleme ürünlerinde ve düşük kalorili çerezlik ürünlerde çikolata yerine

kullanılmaktadır veya meyve öğütülerek un haline getirilmekte ve bu un süte

karıştırılarak kakao alternatifi bir ürün olarak kullanılmaktadır. Bu değerlendirme

yöntemlerinden ayrı olarak, meyveden pekmez, özel içki veya keçiboynuzu

meyvesinin suda çözünür kısımlarını özütleyerek özütün püskürtmeli kurutucuda

kurutulmasıyla yeni ürünler elde edilmektedir. Arta kalan posanın selüloz içeriği

yüksek olduğu için hayvan yemi olarak kullanılabilmektedir. Bunla beraber

keçiboynuzu meyveleri doğrudan hayvan yemi olarak veya öğütüldükten sonra

hayvan yemlerine belirli oranlarda katılarak kullanılabilirler (Karkacıer ve Artık,

1995; Ahraz, 2003; Anonymous, 2005f). Bunların dışında meyve kabukları yüksek

karbonhidrat içerdiğinden dolayı şurup üretimi için kullanılabilmektedir. Bazı

araştırmalar, bu şurubun kullanımının mikrobiyal protein üretimi için uygun

olduğunu belirtmektedir. Aynı zamanda ekstrakte edilen şekerler alkole fermente

olabilmektedir (Coppen, 1995; Karkacıer ve Artık, 1995).

Keçiboynuzu meyvesinin tüm bu kullanım alanları ile birlikte sindirim

sistemi bozukluklarında, gastrit, karaciğer ve özellikle akciğer sorunlarında, diş ve

diş etleri rahatsızlıklarında, kolestrolü düşürmede, kas gelişiminde olumlu etkiler

gösterdiği bildirilmektedir (Ahraz, 2003; Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003).

Ancak keçiboynuzu bitkisine asıl önem kazandıran meyvenin içerisinde

bulunan keçiboynuzu çekirdekleridir. Keçiboynuzu çekirdekleri bir dizi işleme tabi

tutularak gıda sanayinde çok önemli bir katkı maddesi olan keçiboynuzu gamına

dönüştürülmektedir. Keçiboynuzu çekirdeğinin gam özelliği ise çekirdeğin kabuk ve

embriyosu arasında kalan endosperm tabakasının öğütülmesiyle ortaya çıkmaktadır.

Keçiboynuzu çekirdeklerinin endospermlerinden elde edilen bu zamksı madde, başta

dondurmalar olmak üzere yoğurt, puding, eritme ve krem peynirleri, su bazlı jöleler,

şekerlemeler, balık ürünleri, içecekler, ketçap, mayonez, salça, unlu mamüller ve


3

dondurulmuş gıdalar gibi birçok ürünün en önemli bileşeni olmaktadır (Coppen,

1995; Karkacıer ve Artık, 1995; Ahraz, 2003). Keçiboynuzu gamı, gıda endüstrisi

dışında kağıt, boya, tekstil ve plastik sanayinde, petrol ve petrokimya, mobilyacılık,

kibrit, deterjan bazı eczacılık ve kozmetik uygulamalarında da kullanılmaktadır

(Coppen, 1995; Anonymous, 2005e; Anonymous, 2005f).

Keçiboynuzu çekirdeklerinden elde edilen keçiboynuzu gamının çok büyük

ticari öneme sahip olmasından dolayı literatürlerde karşılaşılan çalışmaların çoğu,

gamın özelliklerinin araştırılmasına yöneliktir (Alves ve ark., 1999; Andrade ve ark.,

1999; Kök ve ark., 1999; Biliaderis ve ark., 2000; Dunstan ve ark., 2001; Wang ve

ark., 2002; Lai ve ark., 2003; Gonçalves ve Romano, 2005;). Ancak çekirdeklerden

gamın nasıl elde edileceğine dair hiçbir detaylı bilgi verilmemektedir. Bu konuda

yapılan çalışmaların tamamının patent olduğu düşünülmektedir (Yurdagel ve Teke,

1985). Bazı araştırıcılar ise keçiboynuzu gamı üretimine yönelik olarak keçiboynuzu

çekirdekleri üzerine araştırmalar yapmışlar ve çekirdeğin fiziksel, pomolojik ve

kimyasal özelliklerini ortaya koymuşlardır (Olajide ve ark., 1999; Ogunjimi ve ark.,

2002).

Keçiboynuzu çekirdeğinin pomolojik ve morfolojik yapısının tam olarak

bilinmemesi ve keçiboynuzu bitkisinin kültür altına alınmamış olmasından dolayı

yeterli çekirdek birikiminin sağlanamaması endüstriyel olarak işlenmesini sınırlayan

en önemli faktörlerdir. Literatürde keçiboynuzunu işleme için bir kabuk parçalama

makinesi geliştirildiği, ancak çekirdeklerin işlenmesinde mekanik bir aletin

kullanılmadığı bildirilmiştir (Olajide ve ark., 1999).

Keçiboynuzu meyvesi hem dünyada hem Türkiye’de üretim ve ticaret

kapasitesi olarak fazla önemli olmayan, fakat kullanım ve değerlendirilme alanı

oldukça yüksek bir üründür. Kullanım alanlarının spesifik olması ise önemini daha

da arttırmakta ve gereksinim her geçen yıl arttığı için yetiştirilmesi ve üretimine daha

bir özen gösterilmektedir. Dünya’da üretiminin yapılabildiği ülkeler bu önemi

kavramış ve yoğun tarımı yapılan kapama bahçeler kurulmaya başlanmıştır.

Türkiye’de ise doğal florada kendiliğinden yetişmesi dışında kapama bahçe

kurulması konusunda herhangi bir çalışma yapılmamaktadır. Eldeki mevcut

potansiyelin değerlendirilmesine bile ancak son on yıldır ciddi anlamda


4

başlanılmıştır. Türkiye’nin bu potansiyeli değerlendirmesi gerekmektedir

(Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003).

Keçiboynuzu yurdumuzda Akdeniz İklim Bölgesinde ve Kıbrıs'ta bol

miktarda yetişmektedir. Buna karşın ekonomik olarak değerlendirilmeyen

keçiboynuzu meyvesi, hiçbir teknolojik işleme tabi tutulmadan dışsatıma

sunulmaktadır. Bu satış, bazı hallerde keçiboynuzunun boyutunun küçültülüp

çekirdeklerinin ayrılmasından sonra olmaktadır. Bu nedenle ülkemizde yeterli

düzeyde çekirdek birikimi sağlanmaktadır (Yurdagel ve Teke, 1985; Karkacıer ve

Artık, 1995).

Keçiboynuzu gamı genellikle üretici ülkelerden ithal edilmektedir. Gam

üretimi konusunda sanayinin de talepleri giderek artmakta ve gam üretimine yönelik

çözüm yolları aranmaktadır. Ayrıca diğer bir önemli konu da ülkemizde özellikle

dondurma üretiminde yaygın bir şekilde salep kullanılması ve salebin, orkide

bitkisinin nodullarından elde edilmesidir. Ancak orkide bitkisinin nesli son yıllarda

tükenme seviyesine geldiğinden koruma altına alınmıştır. Keçiboynuzu gamı doğal

olduğundan ve salebe yakın özellikler gösterdiğinden dolayı salebe alternatif olarak

kullanılabilmektedir. Bu açıdan da keçiboynuzu gamının ülkemizde üretim yollarının

araştırılması büyük önem taşımaktadır.

Bu araştırmanın amacı, keçiboynuzu çekirdeklerinden keçiboynuzu gamı elde

etme yöntemlerini araştırmak ve uygulanan üretim yönteminin elde edilen gam

üzerindeki etkilerini incelemektir. Bu çalışma, uygulamaya dönük bu tür çalışmaların

ilki olması bakımından bir örnek teşkil edecek ve daha sonraki zamanlarda yeni

üretim metotlarının araştırılmasına alt yapı hazırlayacaktır.

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Özcan DEMİRTAŞ

5

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

2.1. Keçiboynuzu

Bir Akdeniz iklim meyvesi olan keçiboynuzu TS 2907’ye göre

“Keçiboynuzu, Ceratonia siliqua L. Türüne giren ağaçların bakla biçimindeki

meyvesidir” şeklinde tanımlanmaktadır (TSE, 1977).

2.2. Keçiboynuzu Bitkisinin Morfolojik ve Fizyolojik Özellikleri

Botanikteki adı Leguminoseae familyasından Ceratonia siliqua olan

keçiboynuzu bitkisi çok yıllık, herdem yeşil bir ağaçtır ve doğal hayatta uygun

koşullarda 12-15 m boya ulaşır, fakat bu ağacın oldukça az bir kısmı kültür

altındadır. Keçiboynuzu ağacı, biyolojik formda ve floral çeşitlerde büyük çeşitlilik

göstermektedir; bu bitki, uygun olmayan habitatlarda, katmerli ağaç gövdesiyle çalı

şeklinde bir formdadır (Coppen, 1995; Anonymous, 2005c).

Çok düşük sıcaklıklara duyarlı olan keçiboynuzu bitkisi, iklim koşullarına ve

çeşide göre değişmekle birlikte yıl boyunca ortalama 24 C0 sıcaklığa, % 74 nisbi

neme ve m2 başına 100 mm yağışa gereksinim duymaktadır (Grados ve Cruz, 1996).

Güçlü kök yapısından dolayı çok az suya gereksinim duymakta ve kuraklık sırasında

dahi meyve verebilmektedir. Keçiboynuzu bitkisi fazla nemli ve suyu tutan toprağı

sevmemektedir. Keçiboynuzu bitkisi, minerallerce fakir, tuzca zengin, taşlı ve kumlu

topraklarda iyi gelişme göstermektedir (Anonymous, 2005d).

Keçiboynuzu ağacının boyu 10-17 metreye, gövde çapı 85 cm’ ye

ulaşabilmektedir. İyi bir kök sistemine sahip olan keçiboynuzu bitkisinin kökleri

toprağın 18-27 metre derinine kadar inebilmektedir (Anonymous, 2005c;

Anonymous, 2005d; Anonymous, 2005e; Anonymous, 2005f).

Keçiboynuzu bitkisi hava koşullarına ve çeşide bağlı olarak Eylül-Aralık

aylarında çiçek açmaktadır. Ait olduğu familyanın diğer üyeleri gibi çok renkli ve

albenili çiçeklere sahip değildir. Çiçekler, kırmızımsı renkli çok ufak tomurcuklardan

oluşan salkım şeklinde olup doğrudan ağacın dallarından veya gövdesinden


6

fışkırmakta olup çok eşeylidirler. Her iki eşeye sahip olan çiçeklerin, dişi veya erkek

eşey özelliğini kaybetmiş diğer çiçeklerin eksikliğini tamamlama özelliğine sahip

olmalarına rağmen, kültüre alınmış tüm çeşitler iki eşeylidir. Nadiren keçiboynuzu

bitkileri, aynı sapta veya tamamen erselik olan çiçeklerde hem erkek hem de dişi

eşeyi bir arada bulundurabilmektedirler. Genel olarak keçiboynuzu bitkisi rüzgar ile

döllenmektedir (Alexander ve Shepperd, 1974; Anonymous, 2005b).

Keçiboynuzu meyveleri Mayıs ayı içerisinde büyümeye başlar ve Haziran-

Temmuz aylarında olgunlaşır. Çiçeklerin tam olarak olgun bir meyveye dönüşmesi

yılın yaklaşık 11 ayını almaktadır. Meyve rengi başlangıçta yeşil iken olgunlaştıkça

koyu kahverengine dönmektedir. Olgunlaşan meyvelerin hasadı Eylül ayında başlar

ve mevsim koşullarına göre Ekim-Kasım aylarına kadar devam edebilir (Tunalıoğlu

ve Özkaya, 2003; Anonymous, 2005d; Anonymous, 2005f).

Bir çok literatürde değişmekle birlikte keçiboynuzu bitkisinin 5-15 yaşına

geldiğinde meyve vermeye başladığı, her geçen yıl meyve veriminin arttığı ve 15

yaşına geldiğinde bitkinin ticari olgunluğa eriştiği bildirilmektedir (Alexander ve

Shepperd, 1974; Coppen, 1995; Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003;Anonymous, 2005d;

Anonymous, 2005a). Keçiboynuzu ağaçları 100 yaşına kadar canlı kalabilmekte ve

meyve verebilmektedir (Anonymous, 2005d).

Alexander ve Shepperd (1974), ticari olgunluğa erişmiş bir keçiboynuzu

ağacının yıllık ortalama 90-115 kg meyve verebildiğini belirtmiştir. Grados ve Cruz

(1996), çeşit, toprak kalitesi ve ağacın yaşına bağlı olarak bazı ağaçların yılda 300 kg

meyve verdiğini bildirmişlerdir.

2.3. Keçiboynuzu Meyvesinin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

2.3.1. Fiziksel Özellikler

Keçiboynuzu meyvesi, deri gibi sert ve yarılmayan, az etli bir fasulye

şeklindedir. Ham meyveler yeşil, olgunlaşma sırasında kahverengi ve olgun

meyveler koyu kahverengindedir. Çekirdekleri içeren meyvenin boyutu, şekli ve

kalınlığı, kültür yöntemine ve çeşide bağlı olarak büyük ölçüde değişmektedir.


7

Çeşitli literatürlerde farklılık göstermekle birlikte her bir meyvede 5-18’e varan

sayıda çekirdek bulunabilmekte ve meyveler 10-30 cm uzunluğunda ve 1-6.25 cm

kalınlıkta olabilmektedir. Bu meyvelerin ağırlığı ise 10-40 g arasında

değişebilmektedir (Alexander ve Shepperd, 1974; Karkacıer ve Artık, 1995; Grados

ve Cruz, 1996; Yousif ve Alghzawi, 2000; Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003;

Anonymous, 2005d; Anoymous, 2005a; Anonymous, 2005b; Anonymous, 2005e).

Alexander ve Shepperd (1974), ortalama olarak 1 kg meyveden 50-140 g

temizlenmiş çekirdek elde edildiğini belirtmiştir.

2.3.2. Kimyasal Özellikler

Şekerlerce ve proteince oldukça zengin olan keçiboynuzu meyvesi ağırlık

olarak yaklaşık % 90 meyve eti ve % 10 çekirdekten oluşmaktadır (Karkacıer ve

Artık, 1995). Meyveler yaklaşık % 50 şeker içermelerine rağmen, % 16-20

seviyelerindeki protein asimilasyonunu önleyen yüksek tanen içeriklerinden dolayı

meyvenin tüketimi sınırlıdır. Bu yüksek tanen içeriği aynı zamanda aşırı hazımsızlığa

neden olmaktadır (Alexander ve Shepperd, 1974; Avallone ve Ark., 1997;

Anonymous, 2005d). Ancak enzimatik ayırma yöntemlerinin geliştirilmesi ve fenolik

tanen bileşenlerinin ekstrakte edilmesiyle meyvenin kullanım olanaklarının

arttırılabileceği düşünülmektedir (Alexander ve Shepperd, 1974). Bununla beraber

keçiboynuzu meyvesinde kafeinin bulunmadığı ve bu meyvenin A, B, B2, B3 ve D

vitaminleri ile yüksek miktarlarda kalsiyum, fosfor, potasyum ve magnezyum

minerallerini içerdiği bildirilmiştir (Anonymous, 2005a).

Grados ve Cruz (1996)’un keçiboynuzu meyvesinin bileşimi ile ilgili

çalışmalarının bulguları Çizelge 2.1 ve 2.2’de gösterilmiştir. Keçiboynuzu meyvesi

pulpunda temel şeker olarak % 46 oranında sukroz ve ayrıca C vitamini, nikotinik

asit ve kalsiyum pentotanat bulunduğunu bildirmişlerdir.


8

Çizelge 2.1. Keçiboynuzu Meyvesinin Bileşimi (Grados ve Cruz, 1996)

Çizelge 2.2. Keçiboynuzu Meyvesinin Yapısında Bulunan Bazı Vitamin ve Mineraller (Grados ve Cruz, 1996)

Yurdagel ve Teke (1985)’nin kavrulmuş ve kavrulmamış keçiboynuzu

meyvelerinin bazı kimyasal özelliklerine ait araştırma bulguları Çizelge 2.3’de

verilmiştir.

Bileşenler Miktarı (%) Sukroz 46,35 Toplam diyet lifi 32,22 İndirgen şekerler 2,14 Protein 8,11 Pektin 0,80 Yağ 0,77 Toplam Çözünür Polifenoller 0,82

Vitaminler ve Mineraller Miktarı A (mg/kg) - E (mg/kg) 5,00 B1 (mg/kg) 1,90 B2 (mg/kg) 0,60 B6 (mg/kg) 2,35 Nikotinik Asit (mg/kg) 31,00 C Vitamini (mg/kg) 60,00 Folik Asit (mg/kg) 0,18 Kalsiyum Pentotanat (mg/kg) 10,50 Potasyum (mg/100 g) 2650,00 Sodyum (mg/100 g) 113,00 Kalsiyum (mg/100 g) 75,90 Magnezyum (mg/100 g) 90,40 Demir (mg/100 g) 33,00


9

Çizelge 2.3. Keçiboynuzu Meyvesi ve Kavrulmuş Keçiboynuzu Ununun Bazı Kimyasal Özellikleri (Yurdagel ve Teke, 1985)

Özellik Kavrulmamış ham meyve unu

(%) Kavrulmuş 200 mesh altı meyve

(%) Nem 16.50 — Kül 2.20 2.70 Selüloz 5.50 1.30 Protein 6.80 5.80 Yağ 0.40 0.20 Toplam şeker 45.00 62.00

Karkacıer ve Artık (1995), keçiboynuzu meyvelerinin bileşimi ve şeker

içeriğine ait araştırma bulguları Çizelge 2.4 ve 2.5’de verilmiştir.

Çizelge 2.4. Keçiboynuzu Meyvesinin Bileşimi (Karkacıer ve Artık, 1995) Değişim Sınırları Bileşim Öğesi n Minimum Maksimum Ortalama

Toplam Kurumadde (%) 22 91.300 91.900 91.591 Nem (%) 22 8.100 8.700 8.409 Çözünür KM (%) 22 62.00 67.00 64.68 Titrasyon Asilliği (%) 22 0.5707 0.9359 0.7273 pH Değeri 22 5.14 5.84 5.53 Azotlu Bileşikler (%) 22 3.2191 5.3487 4.0526 Formol Sayısı 22 62.06 179,76 93.38 Ham Selüloz (%) 22 4.033 8.567 6.246 Toplam Kül (%) 22 2.0905 2.8859 2.4645 Alkalite (mval/kg) 22 31.756 38.979 35.526 Alkali Sayısı 22 12.365 17.253 14.600

Çizelge 2.5. Keçiboynuzu Meyvesinin Şeker İçeriği (Karkacıer ve Artık, 1995) Değişim Sınırlan (%)

Şeker

n Minimum Maksimum Ortalama Toplam Şeker 22 52.785 62.360 58.906 Glikoz 22 7.8370 9.6000 8.6162 Fruktoz 22 10.167 12.233 11.150 Sakaroz 22 34.222 42.357 39.145

Avallone ve ark., (1997), İtalya’nın 8 farklı bölgesinden toplanan

keçiboynuzu meyvelerinin bileşiminde bulunan yağ, protein, tanen ve

karbonhidratlarla ilgili bulgular Çizelge 2.6’da gösterilmiştir.


10

Çizelge 2.6. Keçiboynuzu Meyvesinin Bileşimi (Avallone ve ark., 1997) Değişim Sınırları Bileşim Öğesi n

Minimum Maksimum Ortalama Protein (%) 8 1,00 5,00 3,00 Nem (%) 8 6,00 10,00 7,00 Kül (%) 8 1,00 6,00 3,00 Yağ (%) 8 0,40 0,80 0,60 Sukroz (%) 8 27,00 40,00 34,00 D-Glikoz (%) 8 3,00 5,00 4,00 D-fruktoz (%) 8 3,00 8,00 6,00 Nişasta (%) 8 0,10 1,30 0,80 Toplam Polifenoller (mg/1 g) 8 16,00 24,40 19,00 Çözünmez Tanenler (mg/1 g) 8 2,09 3,89 2,75 Çözünür Tanenler (mg/1 g) 8 0,60 1,22 0,95

2.4. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

2.4.1. Fiziksel Özellikler

Keçiboynuzu meyvesi çekirdekleri kırılmaksızın parçalanarak meyve ve

çekirdekler birbirinden ayrılmaktadır. Çekirdekler genellikle ağırlık olarak meyvenin

% 8-10’u kadardır. Keçiboynuzu çekirdekleri kahverenginde, oldukça sert, yaklaşık

10 mm uzunluğunda ve 0,2 g ağırlığındadır. Çekirdeklerin ağırlıkları hemen hemen

birbirine eşittir ve bu nedenle birçok literatürde keçiboynuzu çekirdeklerinin eski

çağlarda ağırlık ölçüsü olarak ve hassas ölçümü sayesinde mücevher tartımında

kullanıldığı bildirilmiştir. Yine aynı literatürlerde günümüzde mücevher ağırlık

birimi olan karat adınının keçiboynuzu çekirdeklerinden türediği belirtilmiştir (Fruia,

1972; Tunalıoğlu ve Özkaya, 2003; Anonymous, 2005d; Anonymous, 2005f).

Ogunjimi ve ark.(2001)’nın % 10.25 nem içeren keçiboynuzu tohumlarına ait

buldukları bazı fiziksel ve mühendislik özellikleri Çizelge 2.7’de gösterilmiştir.


11

Çizelge 2.7. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Bazı Pomolojik Özellikleri (Ogunjimi ve ark., 2001)

Değerler Özellikler Minimum Maksimum Ortalama Uzunluk (cm) 0,80 1,20 1,01 Derinlik (cm) 0,60 0,85 0,72 Kalınlık (cm) 0,45 0,60 0,55 1000 tane ağırlığı (g) 280,70 286,30 283,10 Doğru yoğunluğu (g) 1098,00 1215,70 1147,20 Hacim yoğunluğu (kg/m3) 538,02 565,30 558,60 Gözeneklilik (%) 51,00 53,50 51,40 Tahtadaki sürtünme statik katsayısı 0,40 0,44 0,43 Özgül ısı (J/kgK) 1130,70 1694,60 1415,30

Olajide ve ark. (1999), keçiboynuzu çekirdeklerini işlemede ekipman ve araç

dizayn etmek için çekirdeklerin hacim, yoğunluk, çap, uzunluk ve yüzey alanı gibi

bazı fiziksel özelliklerini araştırmışlardır. Bu araştırma bulguları Çizelge 2.8’de

gösterilmiştir.

Çizelge 2.8. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Bazı Pomolojik Özellikleri (Olajide ve ark., 1999)

Değerler Özellikler Minimum Maksimum Ortalama

Uzunluk (cm) 0,91 1,3 1,08 Genişlik (cm) 0,7 1,06 0.84 Kalınlık (cm) 0.32 0.60 0.46 Ağırlık (g) 0,16 0,38 0,29 Hacim (cm3) 0,12 0,32 0,23 Yüzey Alanı (cm2) 1,29 2,20 1,75 Yoğunluk (g/cm3) 1,06 1,22 1,15


12

2.4.2. Kimyasal Özellikler

Keçiboynuzu çekirdeklerinin bileşimi ve özellikleri çekirdeğin meyvelerden

ayrılmasında ve onun gama işlenmesinde kullanılacak yöntem ve alet-ekipmanın

belirlenmesinde oldukça önem taşımaktadır (Ogunjimi ve ark., 2001).

Keçiboynuzu çekirdeği temel olarak 3 katmandan oluşmaktadır. Bunlar dıştan

içe doğru kabuk, endosperm ve embriyo (öz)’dur. Çekirdek kabuğu kahverenginde

oldukça sert bir yapıdadır. Kabuğun hemen altında iki yarım halinde beyaz ve yarı

transparan yapıda endosperm bulunur. Çekirdeğin en iç kısmında ise sarı renkli

embriyo endosperm yarımlarının tam ortasında yer almaktadır (Glicksman, 1969;

Fruia, 1972; Anonymous, 2005f). Çekirdek bileşimi, keçiboynuzu ağacının ve

meyvesinin durumuna göre değiştiği gibi çekirdeklerin meyveden ayrıldıktan sonra

muhafaza edildiği ortamın özelliklerine göre de değişebilmektedir (Coppen, 1995).

Coppen (1995), keçiboynuzu çekirdeğinin bileşimini % 30-33 kabuk, % 40-

50 endosperm ve % 20-25 öz olarak bildirmiştir (Coppen, 1995; Anonymous, 2005f).

Glicksman (1969) ise çekirdek bileşiminin % 30-35 kabuk, % 35-45 endosperm ve %

25-30 embriyo olduğunu belirtmiştir. Biliaderis ve ark. (2000), ise çekirdek

bileşimindeki endospermin % 46-48 olduğunu bildirmiştir.

Avallone ve ark. (1997), keçiboynuzu çekirdeklerini analiz etmişler ve

çekirdeklerin bileşimini ortalama % 9 nem, % 1 kül, % 1 protein, % 1,1 yağ, % 0,4

sukroz, % 0,1 D-glikoz, % 0,1 D-fruktoz , % 0,1 nişasta ve toplam fenolleri 0,661

mg/g olarak belirlemişlerdir.

Grados ve Cruz (1996), çekirdek endospermindeki galaktomannanın 1:1,36

galaktoz/mannoz içerdiğini, kotiledon tabakasının önemli amino asitlerden glutamik

asit, arginin, aspartik asit, lisin, prolin ve serini içerdiğini ve çekirdek bileşiminde C

ve E vitamini bileşenlerinin önemli miktarlarda bulunduğunu bildirmişlerdir.


13

2.5. Keçiboynuzu Çekirdeklerinden Gam Üretimi

Keçiboynuzu gamı üzerinde pek çok araştırma yapılmasına rağmen, gamın

elde edildiği çekirdeğin işlenmesi hakkında açık bilgiler yoktur. Fakat ilk ve en

önemli aşama çekirdek kabuğunun uzaklaştırılmasını kapsamaktadır. Bu işlem, ya

mekanik aşındırma yöntemiyle ya da kimyasal muamelesiyle başarılmaktadır. Bu

konuda yapılan araştırmalar 3 grupta toplanmaktadır;

1) % 95’lik sülfürik asitle işleme

2) % 1’lik sodyum hidroksitle işleme

3) Değişik mekanik kabuk soyma yöntemleri

Yöntemler patent ile korunduğundan literatürlerde detaylı bilgilere

rastlanması olanaksızdır (Yurdagel ve Teke, 1985).

Bunun yanında Glicksman (1969), üretim yöntemi keçiboynuzu gamınınkine

benzer olan guar gamın üretiminde % 55’lik sülfürik asit kullanıldığını belirtmiştir.

Alexander ve Shepperd (1974), keçiboynuzu gamı üretimi sırasında çekirdek

kabuğunu uzaklaştırmanın en iyi yönteminin, çekirdekleri sıcak ve konsantre sülfürik

asit (H2SO4) içerisinde 1 saat beklettikten sonra çekirdekleri 24 saat su içerisinde

bekletmek olduğunu bildirmiştir.

Keçiboynuzu çekirdeklerinden gam üretimi için uygulanan bir yöntemde;

çekirdekler kavrularak dış kabuk serbest bırakılır ve diğer kısımdan uzaklaştırılır.

Kalan kısım endospermden daha gevrek ve ezilmiş olan embriyodur (öz). Bu kısım

kırılmamış endosperm yarımlarından elenerek ayrılır. Alternatif bir yöntem ise,

yüksek sıcaklıkta tüm çekirdeğe asit ile muamele etmektir. Bu, yıkama ve ovalama

işlemi ile uzaklaştırılacak olan kabuğu kömürleştirir ve kurutulmuş öz/endosperm

daha sonra işlenir. Öz ve endospermin ayrılmasından önce kabuğun yeterince

uzaklaştırılması önemlidir. Çünkü kabuğun geriye kalan zerrecikleri, son ürünün

değerini ve kalitesini azaltacaktır. Endosperm parçaları daha sonra keçiboynuzu gamı

elde etmek için istenilen parça boyutuna getirilir. Elde edilen endosperm unu, renk,

safsızlık, viskozite ve öz içeriklerinin kabul edildiği standartlara göre sınıflara

ayrılırlar (Fruia, 1972; Coppen, 1995).


14

2.6. Keçiboynuzu Gamı

Keçiboynuzu gamı, dünyanın farklı yerlerinde Locust bean gam, Carob gam,

St. John’un ekmeği, Tragasol tutkalı veya Algaroba olarak bilinmektedir (Glicksman,

1969; Coppen, 1995; Anonymous, 2003b).

Kaynaklar bu gamın ilk kez Eski Mısırlılar tarafından mumya yapmada

kullanıldığını bildirmektedir (Glicksman, 1969; Fruia, 1972; Anonymous, 2005d).

Keçiboynuzu gamı Türk Gıda Kodeksi’ne göre “Ceratonia siliqua doğal

suşları tohumlarının öğütülmüş endospermleridir. Başlıca, yüksek molekül ağırlığına

sahip, kimyasal olarak galaktomannan olarak tanımlanabilen, glikozidik bağlarla

bağlı galaktopiranoz ve mannopiranoz birimlerini içeren hidrokolloidal

polisakkaritlerden oluşur” şeklinde tanımlanmaktadır. Avrupa Topluluğu

kanunlarında ise keçiboynuzu gamı E 410 koduyla bilinmektedir (Anonymous,

2003b).

2.6.1. Keçiboynuzu Gamının Yapısı ve Özellikleri

Keçiboynuzu gamı yapısal üniteler olarak D-mannoz ve D-galaktoz

içermektedir ve yaklaşık 1:4 oranında galaktoz:mannoz ile temel olarak

galaktomannan tipi polisakkaritlerden oluşmaktadır. Bu bileşim, kullanılan metotlara

ve gamın coğrafik orjinine bağlı olarak değişmektedir. Yapı, 1-4 bağlanmış D-

mannoz ana zinciriyle her 4. veya 5. üniteye 1-6 glikozitik bağ ile D-galaktoz

bağlanarak yan zincir oluşturan doğal bir galaktomannan polimerdir. Ürinik asit

içermemektedir. Molekül ağırlığının 310.000 olduğu bildirilmektedir. Molekül yapısı

Şekil 2.1’de gösterilen keçiboynuzu gamının yapısı guar gamınkine çok benzerdir,

tek farklılık daha az sayıda D-galaktoz yan zinciri içermesidir (Glicksman, 1969;

Tanaka ve ark., 1998; Dunstan ve ark., 2001).


15

Şekil 2.1. Keçiboynuzu gamının molekül yapısı (Glicksman, 1969)

Endüstride kullanılan keçiboynuzu gamının tipik olarak bileşimi Çizelge

2.9’da gösterilmiştir.

Çizelge 2.9. Ticari Keçiboynuzu Gamının Bileşimi (Glicksman, 1969)

Bileşenler Miktar(%) Galaktomannan 78-85 Nem 12 Pentozan 3-4 Protein 5-6 Selüloz 1-4 Kül 1

Türk Gıda Mevzuatı’nda yer alan E 410 keçiboynuzu gamının bazı kimyasal

özellikleri ve bileşiminde bulunan maddelerin üst sınırları Çizelge 2.10’da

verilmiştir.

Çizelge 2.10. E 410 Keçiboynuzu Gamının Türk Gıda Mevzuatı’ndaki Kimyasal Bileşimi ve Element İçeriği (Anonymous, 2003b)

Madde Adı Üst Sınırı Galaktomannan % 75’ten az olmamalı Nem % 15 ‘den fazla olmamalı Kül % 1,2’den fazla olmamalı Protein % 7’den fazla olmamalı Asitte Çözünmez Madde % 4’ten fazla olmamalı Arsenik 3 mg/kg’dan fazla olmamalı Kurşun 5 mg/kg’dan fazla olmamalı Civa 1 mg/kg’dan fazla olmamalı Ağır Metaller (Pb cinsinden) 20 mg/kg’dan fazla olmamalı


16

Kök ve ark. (1998), ticari ve analitik keçiboynuzu gamlarının özelliklerini

analiz etmişler ve ticari keçiboynuzu gamının bileşimini, % 72 karbonhidrat, % 13,5

protein, % 1,3 yağ, % 2,7 kül, % 10,5 nem ve analitik keçiboynuzu gamının

bileşimini ise % 80,9 karbonhidrat, % 6,5 protein, % 0,6 yağ, % 1 kül ve % 11 nem

olarak bulmuşlardır. Aynı çalışmada ticari ve analitik keçiboynuzu gamlarının

sıcaklıkla viskozitelerindeki değişimi takip etmişler ve her iki gamın da 45 C0’de

maksimum, 65 0C’de ise minimum pik değerlerine sahip olduklarını belirlemişlerdir.

Azero ve ark. (2001), ticari bir keçiboynuzu gamına saflaştırma işlemi

uygulamışlar ve saflaştırma işlemi sonucunda elde ettikleri örneklerin bileşimini; %

0,64 protein, % 0,28 kül, % 7,50 nem ve kurutma işleminden sonra polisakkarit

miktarını % 99,08 olarak bulmuşlardır.

Biliaderis ve ark. (2000), ise Yunanistan’ın 12 farklı bölgesinden aldıkları

keçiboynuzu tohumlarının kabuklarını uzaklaştırdıktan sonra tohum endospermini

öğüterek elde ettikleri ticari galaktomannan bileşimini şöyle bulmuşlardır; % 80-91

polisakkarit (kuru ağırlık), % 5-6 protein, % 1-4 selüloz ve % 1 kül.

Keçiboynuzu gamı soğuk suda şişmekte ve yaklaşık olarak ağırlığının 50 katı

kadar suyu bünyesinde tutabilmektedir (Ahraz, 2003). Ancak yüksek çözünürlük için

ısıtma işlemi gereklidir. Bu ısıtma işlemi yaklaşık olarak 85 0C’dir (Coppen, 1995).

Guar gama (Cyamopsis tetragonoloba’dan üretilen) çok benzeyen keçiboynuzu

gamı, suda sadece kısmi olarak çözünebilir. Fakat guar gamdan daha iyi su tutma

özelliklerine sahiptir (Saldamlı, 1998).

Tanaka ve ark. (1998), guar gamın % 2’lik çözeltisinin 2700 cps (centi pose

second), tara gamın ise % 1’lik çözeltisinin 4000 cps olduğunu bildirmişlerdir.

Isıtma ve soğutmayla ideal viskozite elde edilebilmektedir. Keçiboynuzu

gamının çözeltileri, protein ve selüloz gibi safsızlıkların varlığına bağlı olarak beyaz

renkte, yoğun ve bulanıktır. Gamın dispersiyonları çok viskoz yapıdadır ve

keçiboynuzu gamının % 1’lik bir çözeltisi 3000-3500 cps viskozite verebilmektedir.

% 1’lik bir çözeltisinin normal pH’sı 5.3’tür, fakat viskozite pH=3-11 dışındaki

değerlerde çok az etkilenmektedir. Keçiboynuzu gamının çözeltileri diğer gamlarla

kombine edilmezse, gamın dispersiyonları iyi jel oluşturamaz, ancak karrajenan ve

agar jellerine istenilen bir elastik karakteristik verebilme özelliğine sahiptir ve bu


17

jellerdeki sineresisi geciktirmektedir (Glicksman, 1969). Xanthan/guar gam ve

xanthan/keçiboynuzu karışımlarının viskoelastik özellikleri karşılaştırılmış ve her iki

karışımda da xanthan gamın, guar ve keçiboynuzu gamı ile sinerjik etki yaparak

viskoelastik özellikleri geliştirdiği görülmüştür (Schorsch ve ark., 1997). Diğer

gamların varlığında keçiboynuzu gamının güçlü sinerjik etkisi, gıda stabilizörü,

kıvam verici ve emülsifiyer özelliklerin gerekli olduğu yerlerde keçiboynuzu gamını

geniş uygulamalara yöneltmiştir (Glicksman, 1969).

Keçiboynuzu gamı, karbonhidratlar, proteinler ve diğer bitki gamlarıyla

birlikte kullanılabilmektedir. Çözeltileri nispeten nötral tuzlardan etkilenmemektedir,

fakat kurşun asetat ve tannik asit gibi elektrolitlerle çökelebilmektedir. Keçiboynuzu

gamının kimyasal reaksiyonları diğer nötral polisakkaritlerin reaksiyonlarına

benzemektedir. Onun esterleri ve eterleri ticari olarak yapılmakta ve endüstriyel

uygulamalarda oldukça ilgi görmesine rağmen gıdalarda kullanılmasına izin

verilmemektedir (Glicksman, 1969).

Kök ve ark. (1999), ısıl işlem sırasında keçiboynuzu gamının reolojik

özelliklerinde değişiklikleri araştırmış ve galaktomannanların ısı degradasyonuna

uğradığını ve sıcaklık artışı ile çözeltideki polisakkarit konsantrasyonlarında artış

olduğunu belirtmiştir.

Andrade ve ark. (1999), keçiboynuzu, guar ve tara tohumlarından ekstrakte

edilen galaktomannanların bazı çözelti özelliklerini karşılaştırmışlar ve

keçiboynuzundan elde edilen galaktomannan çözeltisinin daha yüksek viskozitelerde

olduğunu belirlemişlerdir.

Tanaka ve ark. (1998), donma-çözme işleminin keçiboynuzu gamının

jelleşme özelliği üzerindeki etkilerini araştırmışlar ve keçiboynuzu gamının hidrojel

kuvvetinin, tekrarlanan bir donma-çözme işlemiyle arttığını belirlemişlerdir. Aynı

zamanda jelleşme kuvvetinin, keçiboynuzu gamı-su sisteminde meydana gelen buz

kristallerinin boyutunun keçiboynuzu gamı moleküllerindeki OH grupları arasındaki

hidrojen bağlarıyla ilişkili olduğu ve donma prosesi sırasındaki soğuma hızıyla

değiştiği belirlenmiştir.

Funami ve ark. (2005), guar gam, tara gam ve keçiboynuzu gamı gibi iyonik

olmayan polisakkaritlerin varlığında, buğday nişastasının jelleşme ve retrogradasyon


18

davranışlarını araştırmışlar ve keçiboynuzu gamı ile buğday nişastası karışımının en

iyi jelleşme özelliği gösterdiğini belirlemişlerdir.

Yapılan bir başka çalışmada ise ksantan ile keçiboynuzu ve guar

galaktomannanlarından limoninin uzaklaştırılması ve bu galaktomannanların

viskozitesi ve sinerjik etkileri araştırılmıştır. Aroma içeriği üzerine hem ortam

viskozitesinin hem de aroma-matrix interaksiyonlarının önemli olduğu bulunmuştur.

Düşük polimer içeriğinde bile ksantan ile keçiboynuzu arasındaki sinerjik etkinin

aroma üzerinde ana rol oynadığı bulunmuştur. Aroma davranışları,

ksantan/keçiboynuzu sinerjik interaksiyonuyla büyük ölçüde etkilenmiştir. Ancak

ksantan/guar karışımında spektural değişimler gözlenmemiştir (Grisel ve ark., 2003).

Birçok araştırıcı farklı çeşit ve yetiştirme koşullarının, keçiboynuzu gamının

reolojik özellikleri ve moleküler karakteristikleri üzerinde önemli etkileri olduğunu

belirtmişlerdir (Kök ve ark., 1999; Biliaderis ve ark., 2000).

2.6.2. Keçiboynuzu Gamının Kullanım Alanları

2.6.2.1 Gıda Sanayinde Kullanımı

Keçiboynuzu gamının bir gıda katkı maddesi olarak kullanımı, onun en

önemli pazarıdır. Keçiboynuzu gamı, geniş ürün alanlarında kullanılmaktadır.

Kullanıldığı en önemli ürünler; dondurma, bebek mamaları ve kedi-köpek

yemleridir. Bu uygulamalarda keçiboynuzu gamının tekstür oluşturma özellikleri,

büyük değerdedir ve bunun diğer gamlarla sağlanması kolay olmamaktadır (Coppen,

1995).

Keçiboynuzu gamının Guar, Karrajenan, Na-alginate gibi materyallerle

birlikte kullanılması ideal bir dondurmada olması istenen tüm özellikleri

sağlamaktadır. Dondurmada keçiboynuzu gamı erime hızını yavaşlatıp dondurmanın

depolama özelliklerini geliştirmektedir. Sadece kritik yüksek sıcaklıklarda tam olarak

çözünme ve koyulaşma özelliğinden dolayı keçiboynuzu gamı, birçok çorbanın

önemli bir bileşenidir. Salam ve sosis ürünlerinde keçiboynuzu gamı, bağlayıcı veya

kayganlaştırıcı bir madde olarak görev alır. Diğer gıda kullanımları ise yumuşak


19

peynirler, fırıncılık ürünleri, pasta dolguları, pudralı tatlılar, sosis ve salam kremaları,

içecekler, şekerlemeler, diyet gıdalar ve dondurmadan başka diğer sütçülük

ürünlerini kapsamaktadır. Keçiboynuzu gamı bu ürünlerde genel olarak 1-10 g/kg

düzeylerinde kullanılmaktadır. Çizelge 2.11’de keçiboynuzu gamının kullanıldığı

ürünler, bu ürünlerde sağladığı özellikler ve kullanım miktarları verilmiştir

(Glicksman, 1969; Ahraz, 2003).

Çizelge 2.11. Keçiboynuzu Gamının Gıda Endüstrisinde Kullanıldığı Ürünler, Sağladığı Özellikler ve Kullanım Oranı (Ahraz, 2003)

Kullanıldığı Ürünler Sağladığı Özellikler Kullanım Oranı

(g / kg) Dondurma Erimeyi geciktirir, kaymaksı bir tat verir,

hacimsel büyüme sağlar ve ısı şokuna karşı direnci arttırır.

1-3

Yoğurt ve Puding Su salmayı önler, daha düzgün bir yapı oluşturur.

1-3

Eritme ve Krem Peyniri Düzgün ve mükemmel bir yapı oluşturur. 2-3.5 Su Bazlı Jöleler ve Konserve Et

Karrajenan, Xanthan ve Agar-Agar ile birlikte kullanıldığında jel gücünde artış sağlar ve su salmayı önler.

2-5

Şekerlemeler Su salmayı önler ve sürülebilirliği arttırır. 2-4 Balık Ürünleri Kırılmayı önler ve paketlemeyi kolaylaştırır. 2-4 İçecekler Yapıyı geliştirir, tortu oluşumunu azaltır. 1-4 Ketçap, Mayonez, Salça ve Soslar

Yağlı ve yağsız yapının stabilitesini sağlar. 3-10

Unlu Mamüller Kırılganlığı azaltır, yapıyı geliştirir. 3-6 Dondurulmuş Gıdalar Ürünün buzların çözünmesine karşı

kararlılık göstermesini sağlar. 1-5

Diyet Gıdalar Glutenin yerini tutar ve düşük kalorili katkı olarak görev yapar.

3-10

2.6.2.2. Diğer Sanayi Kollarındaki Kullanımı

Eskiden keçiboynuzu gamının ve onun türevlerinin en büyük tüketicisi kağıt

endüstrisiydi. Fakat onun bu alanda kullanımı önemli ölçüde azalmıştır.

Keçiboynuzu gamı, kağıdın fiziksel özelliklerini geliştirmek için kağıt yapımı

sırasında ilave edilmektedir.

Tekstil endüstrisinde; keçiboynuzu gamı, pamuk ve diğer doğal lifler için bir

aharlayıcı ajan olarak ya tek başına yada kola ve sentetiklerle karıştırılarak

kullanılmaktadır.


20

Keçiboynuzu gamının kullanıldığı diğer uygulamalar ise; boya, petrol ve

petrokimya, mobilyacılık, kibrit, deterjan, plastik sanayi, bazı eczacılık ve kozmetik

uygulamalarıdır (Glicksman, 1969; Coppen, 1995).

3. MATERYAL VE METOD Özcan DEMİRTAŞ

21

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal

Araştırmada gam elde etmek için kullanılan keçiboynuzu (Ceratonia siliqua)

tohumları Mersin yöresindeki bitki topluluklarından sağlanmıştır. Çekirdek

kabuğunu uzaklaştırmak için Atabay markalı % 35 saflıkta ve 1,18 g/ml

yoğunluğunda hidroklorik asit (HCl), %95-98 saflıkta ve 1,84 g/ml yoğunluğunda

sülfürik asit (H2SO4) ve teknik sodyum hidroksit (NaOH) kimyasalları kullanılmıştır.

Analizlerde kullanılan kimyasal ve diğer maddeler ise Sigma ve Merck firmalarından

sağlanmıştır.

3.2. Yöntem

3.2.1. Keçiboynuzu Çekirdeklerinden Çekirdek Kabuğunun Uzaklaştırılması

Çekirdek kabuğunu uzaklaştırma işlemi sülfürik asit (H2SO4), hidroklorik asit

(HCl) ve sodyum hidroksit (NaOH) kimyasalları ile yapılmış ve sıcaklık, süre ve

konsantrasyonlar ön denemelerle belirlenmiştir.

Kimyasallarla çekirdek kabuğunu ayırma işlemleri 55, 65, 75 ve 95 C0 lerde

uygulanmış ve asıl denemelerde 75 C0 kullanılmıştır.

Tüm kabuk ayırma işlemlerinin ön denemelerinde çekirdeğin çözelti

içerisinde bekleme süresi olarak 30, 45 ve 60 dakika bekleme süreleri denenmiş ve

asıl denemelerde 60 dakika kullanılmıştır.

Keçiboynuzu gamının büyük bir bölümü polisakkarittir. Polisakkaritler

yüksek sıcaklık ve konsantre kimyasallardan olumsuz etkilendiği için ön

denemelerde uygun olduğu belirlenen en düşük sıcaklık (75 C0) ve süre (60 dk.) asıl

denemelerde kullanılmıştır.


22

Ön denemelerde;

1) H2SO4 ile yapılan ön denemelerde % 30, 40, 50, 55, 60, 65, 70 ve 95’ lik

çözelti konsantrasyonları denenmiş ve asıl denemelerde % 55, 60 ve 65’ lik H2SO4

çözeltileri kullanılmıştır.

2) HCl ile yapılan ön denemelerde % 5, 10, 15, 20, 25, 30 ve 35’ lik çözelti

konsantrasyonları denenmiş ve asıl denemelerde % 20, 25 ve 30’ luk HCl çözeltileri

kullanılmıştır.

3) NaOH ile yapılan ön denemelerde % 2, 3, 5, 10, 20, 30, 35, 40, 45 ve 60’

lık çözelti konsantrasyonları denenmiş ve asıl denemelerde % 30, 35 ve 40’lık NaOH

çözeltileri kullanılmıştır.

Her bir yöntem üç tekerrürlü olarak uygulanmıştır.

3.2.2. Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Endosperminin Ayrılması ve Öğütülmesi

Keçiboynuzu çekirdekleri Şekil 3.1’deki üretim aşamalarına uygun olarak

gama işlenmişlerdir.

Gam üretimi için 500 g keçiboynuzu çekirdeği Sartorius marka 0.01 grama

duyarlı elektronik terazi ile tartılmıştır. Tartılan çekirdekler ön denemelerde

belirlenmiş ve su banyosunda 75 C0’ye ısıtılmış olan 2 litrelik hazırlanmış çözelti

konsantrasyonları içerisine bırakılmıştır. Çekirdekler 60 dakika bu çözelti içerisinde

bekletilmiş ve bu süre sonunda çekirdekler eleğe aktarılarak su altında tutulmuştur.

Daha sonra 30 saniye kadar mikserde karıştırılmış ve tekrar eleğe alınıp su altına

tutularak kabuklar tamamen uzaklaştırılmıştır. Hemen ardından kabuğu uzaklaştırılan

çekirdekler 24 saat bekletilmesi için 3,5 litre su içerisine atılmıştır. Bu süre sonunda

su süzülerek çekirdek endospermi ve embriyosu birbirinden ayrılmıştır. Daha sonra

endosperm ve embriyo kurutma eleklerine alınarak kabin tipi kurutucuda 30 C0’de

yaklaşık 24 saat kurutulmuş ve kurutma işleminden sonra endosperm ve embriyo ayrı

ayrı tartılmıştır. Son olarak kabuğu uzaklaştırılan ve kurutulan endosperm yarımları

Yazıcılar Marka G1 Model 1200 Watt motor gücüne sahip taşlı değirmende

öğütülmüştür. Öğütülmüş olan endosperm cam kavanozlar içinde oda sıcaklığında

muhafaza edilmiştir.


23

Şekil 3.1. Keçiboynuzu Gamı Üretim Aşamaları

Keçiboynuzu çekirdekleri (500 g)

Su banyosunda 75 C0’de 1 saat kimyasal içerisinde bekletme

Su altında tutma

10-15 sn mikserde kabuğu uzaklaştırma

Tekrar su altında tutma

Kabuksuzlaştırılan çekirdekleri 24 saat oda sıcaklığında 3,5 lt su içerisinde bekletme

Endosperm ve embriyoyu ayırma

30 C 0 ‘de 24 saat kurutma

Kuru endosperm ve embriyoyu tartma

Kuru endospermleri öğütme (Gam eldesi)

Tartma

Ambalajlama


24

3.3. Uygulanan Analizler

3.3.1. Tüm Çekirdek ve Kabuğu Uzaklaştırılmış Çekirdek Üzerinde Uygulanan

İşlemler

Kabuğu soyulacak her bir keçiboynuzu çekirdeği partisinden tesadüfi olarak

alınan 100 tane keçiboynuzu çekirdeği Sartorius marka 0.01 grama duyarlı elektronik

terazi ile tartılarak 100 tane ağırlığı bulunmuştur. Kabuğu uzaklaştırılan

çekirdeklerin endosperm ve embriyoları birbirinden ayrılıp kurutulduktan ve kuru

endospermler öğütüldükten sonra ayrı ayrı tartılmışlardır. Bu tartımlar sonucunda

çekirdeğin % olarak embriyo ve endosperm içerikleri ile çekirdeklerden elde edilen

gam miktarı hesaplanmıştır.

3.3.2. Gam Üzerinde Uygulanan Analizler

3.3.2.1. Nem Tayini

Yaklaşık 3-5 g keçiboynuzu gamı örneği tartılıp, 105 0C’ deki bir etüvde 4

saat kurutularak örneklerin nem içeriği % olarak hesaplanmıştır (Kök ve ark., 1999).

3.3.2.2 Protein Tayini

Protein tayini, Mikro Kjeldahl metoduna göre yapılmıştır. Protein miktarı (%)

hesaplanırken 6,25 katsayısı kullanılmıştır (Anonymous, 2003).

3.3.2.2. Yabancı Partiküllerin Belirlenmesi

Oda sıcaklığında, saf su ile gamın % 1’lik çözeltisi hazırlanmış ve yüksek

hızda 2 dakika blenderde karıştırılmıştır. Daha sonra 70 0C’de 1 saat süre ile su

banyosuna yerleştirilmiş ve aynı zamanda düşük hızda karıştırılmıştır. Soğutma ve

30 dakika süreyle 6.000 devirde santrifüj edildikten sonra yüzen maddeler


25

uzaklaştırılmıştır. Örnekler, 105 0C’de bir gece etüvde kurutulmuştur. Yüzen

maddelerin ve partiküllerin kuru ağırlıkları Sartorius marka 0.01 grama duyarlı

elektronik terazi ile tartılarak hesaplanmıştır (Kök ve ark., 1999).

3.3.2.3. Kül Tayini

600 0C’de kül fırınında yapılmıştır (Anonymous, 2003).

3.3.2.4. Asitte Çözünemeyen Madde Miktarı

10 g örnek derişik hidroklorik asit ile yıkanıp gümüş nitrat çözeltisi ile asidin

uzaklaştırılması kontrol edilerek Anonymous, (1983)’e göre yapılmıştır.

3.3.2.5. Viskozitenin Ölçülmesi

% 1’lik gam çözeltileri, oda sıcaklığında pH=7.0’da belli bir hacimde sodyum

fosfat tamponu ilave edilip 2 dakika blenderde karıştırılarak hazırlanmıştır. Gamın su

ile birleşmesini sağlamak için örnekler, bir gece bu sıcaklıkta bekletilmiş ve

ölçümden önce homojenliği sağlamak için magnetik karıştırıcıyla karıştırılmıştır.

Tüm viskozite ölçümleri 25 C0’de 100 rpm’de ve 64 numaralı başlık kullanılarak

Brookfield DV-II+Pro Viscometer ile yapılmıştır (Gould, 1977).

3.3.3. İstatistiksel Analizler

Analizlerde elde edilen bulgular SPSS 12.0 istatistik paket programı

kullanılarak tek yönlü varyans analizine tabii tutulmuş ve önemli bulunan farklılıklar

Duncan çoklu karşılaştırma testine göre % 1 önem seviyesinde belirlenmiştir (Mead

ve ark., 1993).

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Özcan DEMİRTAŞ

26

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA

4.1. Tüm ve Kabuğu Uzaklaştırılan Keçiboynuzu Çekirdeklerine Uygulanan

Bazı Tartım Sonuçları

Gam elde edilecek olan tüm ve kabuğu uzaklaştırılmış keçiboynuzu

çekirdeklerinin bazı fiziksel özellikleri Çizelge 4.1’de gösterilmiştir.

Çizelge 4.1. Tüm ve Kabuğu Ayrılmış Keçiboynuzu Çekirdeklerinin Bazı Fiziksel Özellikleri

Çizelgeden de görülebileceği gibi çekirdeklerin gam miktarları 47,05-96,62 g

arasında değişmekte olup, en yüksek gam miktarı kabuk soyma işleminde H2SO4

kullanıldığında, en düşük gam miktarı ise HCl kullanıldığında elde edilmiştir.

Keçiboynuzu çekirdeklerinin 100 tane ağırlıkları birbirine çok yakın olmasına

rağmen elde edilen embriyo, endosperm ve gam miktarları arasında miktarca önemli

farklılıklar bulunmaktadır. Bu durumun başlıca sebebinin kabuk ayırma işleminde

farklı kimyasallar ve bu kimyasalların farklı konsantrasyonlarının kullanılması

olduğu düşünülmektedir.

Elde edilen embriyo ve endosperm miktarlarının farklı olması, çekirdek

bileşenlerini ayırma işlemleri sırasında kullanılan kimyasalların bileşenler üzerine

farklı etkiler yapmasından ve kabuğu ayrılan keçiboynuzu çekirdeklerinden embriyo

ve endosperm ayırımının tam olarak yapılamamasından kaynaklanmaktadır.

Kabuk Soyucu Kimyasal Kabuğu Ayrılan Çekirdekler (500 g)

Ad Konsantrasyon (%) 100 Tane Ağırlığı(g)

Embriyo Miktarı(g)

Endosperm Miktarı(g)

Gam Miktarı(g)

Gam Miktarı(%)

20 19,35 44,62 58,33 47,05 9,41 25 19,00 61,28 61,10 47,53 9,50 HCl 30 19,15 54,43 58,88 48,67 9,73 55 18,67 67,69 114,46 96,62 19,32 60 18,99 52,26 100,17 91,42 18,28 H2SO4 65 18,54 64,26 102,90 85,51 17,10 30 19,02 53,13 83,26 68,00 13,60 35 18,97 50,36 75,08 58,88 11,78 NaOH 40 19,15 47,87 71,79 58,31 11,66


27

Endospermden elde edilen gam miktarının endosperm miktarından daha az

olmasının sebebi ise öğütme işlemi sırasındaki kayıplardan kaynaklanmaktadır.

4.2. Keçiboynuzu Gamlarının Nem İçerikleri

Elde edilen Keçiboynuzu gamlarının nem içerikleri Çizelge 4.2’de

gösterilmiştir. Gamların nem içerikleri üretimde kullanılan kimyasallara bağlı olarak

% 10,765-12,071 arasında değişmiştir.

Türk Gıda Mevzuatı’na göre keçiboynuzu gamlarında nem içeriği maksimum

% 15 olmalıdır. Araştırmamızda elde ettiğimiz keçiboynuzu gamlarının nem

içeriklerinin (%) Türk Gıda Mevzuatı’na uygun olduğu Çizelgede görülmektedir.

Çizelge 4.2. Keçiboynuzu Gamlarının Nem İçerikleri (%)

Kullanılan Kimyasalın Adı %

Elde Edilen Gamların Nem İçerikleri (%)

20 10,765 25 12,005 HCl 30 10,849 55 11,348 60 12,071 H2SO4 65 11,064 30 10,975 35 10,930 NaOH 40 11,400

Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük nem içeriği % 20’lik

konsantrasyonla, en yüksek nem içeriği ise % 25’ lik konsantrasyonla elde edilen

gamlarda belirlenmiştir.

H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük nem içeriği % 65’lik konsantrasyonla,

en yüksek değer ise % 60’lık konsantrasyonla elde edilen gamlarda bulunmuştur.

NaOH kullanılarak üretilen gamlarda ise; % 35’lik konsantrasyon kullanılarak

elde edilen gamın en düşük, % 40’lık konsantrasyonla elde edilen gamın ise en

yüksek nem içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir.


28

Farklı kimyasal ve konsantrasyonlar kullanılarak elde edilen keçiboynuzu

gamlarının nem içerikleri arasındaki farklılıklar istatistiksel olarak önemli

bulunmamıştır (p>0,01).

4.3. Keçiboynuzu Gamlarının Protein İçerikleri

Elde edilen keçiboynuzu gamlarının protein içerikleri Çizelge 4.3’den de

görülebileceği gibi % 3,268-4,751 arasında değişmektedir.

Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük protein içeriği % 25’lik

konsantrasyonla, en yüksek protein içeriği ise % 20’ lik konsantrasyonla elde edilen


H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük protein içeriği % 55’lik

konsantrasyonla, en yüksek değer ise % 65’lik konsantrasyonla elde edilen gamlarda

bulunmuştur.

NaOH kullanılarak üretilen gamlarda ise; % 30’luk konsantrasyon kullanılarak

elde edilen gamın en düşük, % 35’lik konsantrasyonla elde edilen gam ise en yüksek

protein içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir.

Elde edilen gam örneklerinin protein içerikleri arasındaki farklılıklar

istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p


29

Elde edilen gamların protein içerikleri literatürlerdeki bilgilerle

karşılaştırıldığında; en büyük ve en küçük değerlerin diğer araştırmacıların

belirttikleri değerler arasında oldukları belirlenmiştir.

Türk Gıda Mevzuatı’na göre keçiboynuzu gamlarında protein içeriği

maksimum % 7 olmalıdır. Araştırmamızda elde ettiğimiz keçiboynuzu gamlarının

protein içeriklerinin (%) Türk Gıda Mevzuatı’na uygun olduğu Çizelgede

görülmektedir.

4.4. Keçiboynuzu Gamlarının Kül İçerikleri

Elde edilen keçiboynuzu gamlarının % kül içerikleri Çizelge 4.4’te

gösterilmiştir. Çizelge den de görüldüğü gibi analizi yapılan keçiboynuzu gamlarının

kül içerikleri % 0,747-0,935 arasında değişmektedir.

Çizelge 4.4. Keçiboynuzu Gamlarının Kül İçerikleri (%) Kullanılan Kimyasalın Adı %

Elde Edilen Gamların Kül İçerikleri (%)

20 0,747 25 0,765

HCl

30 0,849 55 0,792 60 0,854

H2SO4

65 0,863 30 0,922 35 0,935

NaOH

40 0,908

Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük kül içeriği % 20’lik

konsantrasyonla, en yüksek kül içeriği ise % 30’ luk konsantrasyonla elde edilen


H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük kül içeriği % 55’lik konsantrasyonla, en

yüksek değer ise % 65’lik konsantrasyonla elde edilen gamlarda bulunmuştur.


elde edilen gamın en düşük, % 35’lik konsantrasyonla elde edilen gam ise en yüksek

kül içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir.


30

Elde edilen gamların kül içerikleri değerleri arasındaki farklılıklar istatistiksel

olarak önemli bulunmamıştır (p>0,01).

Türk Gıda Mevzuatı’na göre keçiboynuzu gamlarında kül içeriği maksimum %

1,2 olmalıdır. Araştırmamızda elde ettiğimiz keçiboynuzu gamlarının kül

içeriklerinin (%) Türk Gıda Mevzuatı’na uygun olduğu Çizelgeden de açıkça

görülmektedir.

4.5. Keçiboynuzu Gamlarının Yabancı Madde İçerikleri

Çizelge 4.5’te farklı kimyasallar ve bu kimyasalların farklı konsantrasyonları

kullanılarak elde edilen keçiboynuzu gamlarının yabancı madde içerikleri arasındaki

farklılıklar gösterilmiştir.

Çizelge 4.5. Keçiboynuzu Gamlarının Yabancı Madde İçerikleri (%) Kullanılan Kimyasalın Adı %

Elde Edilen Gamların Yabancı Madde İçerikleri(%)

20 22,218 d 25 17,333 b HCl 30 20,575 cd 55 18,048 b 60 13,972 a H2SO4 65 19,232 bc 30 36,842 g 35 30,020 e NaOH 40 34,442 f

* Çizelgede aynı sütunda aynı harfle belirtilen değerler arsındaki farklar 0,01 güven sınırına göre önemsizdir.

Çizelge 4.5’ten de görüldüğü gibi gamların yabancı madde içerikleri üretimde

kullanılan kimyasallara bağlı olarak % 13,972-36,842 arasında değişmiştir. En

yüksek yabancı madde içeriğine sahip olan gam % 30’luk NaOH kullanılarak

üretilen, en düşük yabancı madde içeriğine sahip olan gam örneği ise % 60’lık

H2SO4 kullanılarak üretilen gam örneklerine aittir.

Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük yabancı madde içeriği % 25’lik

konsantrasyonla, en yüksek yabancı madde içeriği ise % 20’ lik konsantrasyonla elde

edilen gamlarda belirlenmiştir.


31

H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük yabancı madde içeriği % 60’lık


bulunmuştur.

NaOH kullanılarak üretilen gamlarda ise; % 35’lik konsantrasyon kullanılarak

elde edilen gamın en düşük, % 30’luk konsantrasyonla elde edilen gamın ise en

yüksek yabancı madde içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir.

Elde edilen gamların yabancı madde içerikleri değerleri arasındaki farklılıklar

istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p


32

Çizelge 4.6. Keçiboynuzu Gamlarının Asitte Çözünmeyen Madde İçerikleri (%) Kullanılan Kimyasalın

Adı % Elde Edilen Gamların Asitte

Çözünmeyen Madde İçerikleri (%) 20 2,202 ab 25 2,047 a HCl 30 2,458 bc 55 2,525 c 60 2,426 bc H2SO4 65 2,009 a 30 3,989 d 35 4,040 d NaOH 40 4,003 d


Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük asitte çözünmeyen madde

içeriği % 25’lik konsantrasyonla, en yüksek asitte çözünmeyen madde içeriği ise %

30’ luk konsantrasyonla elde edilen gamlarda belirlenmiştir.

H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük asitte çözünmeyen madde içeriği %

65’lik konsantrasyonla, en yüksek değer ise % 55’lik konsantrasyonla elde edilen

gamlarda bulunmuştur.


elde edilen gamın en düşük, % 35’lik konsantrasyonla elde edilen gamın ise en

yüksek asitte çözünmeyen madde içeriğine sahip olduğu belirlenmiştir.

Elde edilen gamların asitte çözünmeyen madde içerikleri değerleri arasındaki

farklılıklar istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p


33

4.7. Keçiboynuzu Gamlarının Viskozite Değerleri

Çizelge 4.7’de farklı kimyasallar ve bu kimyasalların farklı konsantrasyonları

kullanılarak elde edilen keçiboynuzu gamlarının viskozite değerleri arasındaki

farklılıklar gösterilmiştir. Çizelgeden de görüldüğü gibi gamların viskozite değerleri

üretimde kullanılan kimyasallara bağlı olarak 0,296-2,482 Pas (Pascal) değerleri

arasında değişmiştir.

En yüksek viskozite değerine sahip olan gam % 30’luk HCl kullanılarak

üretilen, en düşük viskozite değerine sahip olan gam örneği ise % 60’lık H2SO4

kullanılarak üretilen gam örneklerine aittir.

Çizelge 4.7. Keçiboynuzu Gamlarının Viskozite Değerleri (Pas) Kullanılan Kimyasalın Adı %

Elde Edilen Gamların Viskozite Değerleri (Pas)

20 1,856 d 25 1,985 ef HCl 30 2,482 h 55 0,315 b 60 0,296 a H2SO4 65 0,531 c 30 2,342 gh 35 2,203 g NaOH 40 2,018 f


Üretimde HCl kullanılan örneklerde; en düşük viskozite değeri % 20’lik

konsantrasyonla, en yüksek viskozite değeri ise % 30’ luk konsantrasyonla elde

edilen gamlarda belirlenmiştir.

H2SO4 kullanılan örneklerde; en düşük viskozite değeri % 60’lık


bulunmuştur.

NaOH kullanılarak üretilen gamlarda ise; % 40’lık konsantrasyon kullanılarak

elde edilen gamın en düşük, % 30’luk konsantrasyonla elde edilen gamın ise en

yüksek viskozite değerine sahip olduğu belirlenmiştir.


34

Elde edilen gamların viskozite değerleri arasındaki farklılıklar istatistiksel

olarak önemli bulunmuştur (p

5. SONUÇ VE ÖNERİLER Özcan DEMİRTAŞ

35

5. SONUÇ VE ÖNERİLER

Bu çalışmada, Mersin yöresinden temin edilen keçiboynuzu meyvesinin

çekirdeklerinden keçiboynuzu gamı üretilmiş ve elde edilen gamların bazı fiziksel ve

kimyasal özellikleri incelenmiştir.

Farklı kimyasal ve bu kimyasalların farklı konsantrasyonları kullanılarak

kabuğu uzaklaştırılan keçiboynuzu çekirdeklerinin 100 tane ağırlığı 18,54-19,35 g,

embriyo içeriği 44,62-67,69 g / 500 g arasında, endosperm içeriği ise 58,33-114,46 g

/ 500 g arasında değişmiştir. Endospermin öğütülmesiyle elde edilen gam miktarları

ise 47,05-96,62 g / 500 g arasında değişim göstermiştir. Kabuk soyma işleminde

kullanılan kimyasallara göre elde edilen gam miktarları sırasıyla en yüksek H2SO4,

en düşük HCl’e ait bulunmuştur.

Nem içerikleri, % 10,765-12,071 değerleri arasında değişim göstermiştir.

Gamların nem içerikleri arasındaki farklılıklar önemli bulunmamıştır.

Protein içerikleri, % 3,268-4,751 değerleri arasında değişim göstermiş;

gamların protein içerikleri arasındaki farklılıklar önemli bulunmuştur. Ancak aynı

kimyasalların farklı konsantrasyonları kullanılarak üretilen gamların protein

içerikleri arasındaki farklılıklar önemli bulunmamıştır.

Kül içerikleri, % 0,747-0,935 değerleri arasında değişim göstermiş; gamların

kül içerikleri arasındaki farklılıklar önemli bulunmamıştır.

Yabancı madde içerikleri, % 13,972-36,842 değerleri arasında değişmiştir.

Gamların yabancı madde içerikleri arasındaki farklılıklar önemli bulunmuştur. NaOH

kimyasalının %30, 35 ve 40’lık konsantrasyonu kullanılarak üretilen gamların

yabancı madde içeriklerinin, HCl ve H2SO4 kullanılarak üretilen tüm gamlara göre

oldukça yüksek olduğu belirlenmiştir.

Asitte çözünmez madde içerikleri, % 2,009-4,040 değerleri arasında değişim

göstermiş ve değerler arasındaki farklılıklar önemli bulunmuştur. NaOH

kimyasalının %30, 35 ve 40’lık konsantrasyonu kullanılarak üretilen gamların asitte

çözünmez madde içeriklerinin, HCl ve H2SO4 kullanılarak üretilen tüm gamlara göre

daha yüksek olduğu belirlenmiştir. HCl ve H2SO4 kullanılarak elde edilen gamların

asitte çözünmez madde içeriklerinin ise birbirlerine yakın olduğu belirlenmiştir.

5. SONUÇ VE ÖNERİLER Özcan DEMİRTAŞ

36

Viskozite ölçümleri sonucunda, viskozite değerleri 0,296-2,482 Pas arasında

değişim gösterdiği belirlenmiştir. Gamların viskozite değerleri arasındaki farklılıklar

önemli bulunmuştur. H2SO4 kimyasalının % 55, 60 ve 65’lik konsantrasyonları

kullanılarak elde edilen gamların viskozite değerlerinin, HCl ve NaOH kullanılarak

elde edilen gamların viskozite değerlerine kıyasla çok düşük olduğu belirlenmiştir.

En yüksek viskozite değerlerinin sırasıyla % 30’luk HCl, % 30’luk NaOH, %35’lik

NaOH ve % 40’lık NaOH kullanılarak üretilen gamlara ait olduğu belirlenmiştir.

Tüm analiz sonuçları değerlendirildiğinde NaOH kimyasalı kabuk soyma

işleminde H2SO4 ve HCl kimyasallarına göre daha etkisiz kalmış ve elde edilen gam

örneklerinin yabancı madde içerikleri yüksek çıkmıştır. Bunun yanı sıra kabuk

soyma işleminde etkili ve olumlu sonuç veren H2SO4, keçiboynuzu gamının jel yapıcı

özelliğini olumsuz yönde etkilemiş ve buna paralel olarak kabuk soyma işleminde

H2SO4 kimyasalı kullanılarak elde edilen gamların viskozite değerleri oldukça düşük

bulunmuştur. Kabuk soyma işleminde HCl kimyasalı kullanılarak elde edilen

gamların ise hem yabancı madde içerikleri hem de viskozite değerleri kabul edilebilir

sınırlar içerisinde bulunmuştur.

37

KAYNAKLAR

AHRAZ A., 2003. Locust Bean Gum (keçiboynuzu zamkı) E-410’un Türkiye’de

Üretimi. Gıda Teknolojisi, 7 (2003) 36-37.

ALEXANDER, R.R., SHEPPERD, W.D., 1974. Ceratonia siliqua L., carob. In:

Schopmeyer CS, tech. coord. Seeds of woody plants in the United States.

Agric. Handbk. 450. Washington, DC: USDA Forest Service: 303B304.

ALVES, M.M., ANTONOV, A., GONÇALVES, M.P., 1999. The Effect of Phase

Viscosity Ratio on the Rheology of Liquid Two Phase Gelation-Locust

Bean Gum Systems. International Journal of Biological Macromolecules,

26 (1999) 333-336.

ALVES, M.M., GARNİER, C., LEFEBVRE, J., GONÇALVES, M.P., 2001.

Microstructure and Flow Behaviour of Liquid Water-Gelatin-Locust Bean

Gum Systems. Food Hydrocolloids, 15 (2001) 117-125.

ANDRADE, C.T., AZERO, E.G., LUCİANO, L., VE GONÇALVES, M.P., 1999.

Solution Properties of the Galactomannans Extracted From the Seeds of

Caesalpinia pulcherrima and Cassia javanica: Comparison with Locust

Bean Gum. International Journal of Biological Macromolecules, 26 (1999)

181-185.

ANONYMOUS, 1983. Gıda Maddelerinde Muayene ve Analiz Yöntemleri Kitabı.

Tarım Orman ve Köyişleri Bakanlığı Gıda İşleri Genel Müdürlüğü, Genel

Yayın No:65, Özel Yayın No: 62-105,796 s, Ankara.

ANONYMOUS, 2003a. www.fao.org.

ANONYMOUS, 2003b. Türk Gıda Mevzuatı.

ANONYMOUS, 2005a. http://www.rawhealth.net/carob.htm

ANONYMOUS, 2005b. www.ffcr.or.jp.

ANONYMOUS, 2005c. www.cine-tarim.com.tr/dergi/arsiv57/sektorel05.htm.

ANONYMOUS, 2005d. http://www.batplants.co.uk/carobfinal.htm.

ANONYMOUS, 2005e. http://www.datcasite.com/sedanet/carob.htm.

ANONYMOUS, 2005f. www.cinetarim.com.tr/dergi/arsiv45/arastırma01.htm.

ANONYMOUS, 2005g. http://www.lsbu.ac.uk/water/hyloc.html.

http://www.fao.orghttp://www.rawhealth.net/carob.htmhttp://www.ffcr.or.jphttp://www.cine-tarim.com.tr/dergi/arsiv57/sektorel05.htmhttp://www.batplants.co.uk/carobfinal.htmhttp://www.datcasite.com/sedanet/carob.htmhttp://www.cinetarim.com.tr/dergi/arsiv45/arasthttp://www.lsbu.ac.uk/water/hyloc.html

38

ANONYMOUS, 2005h. http://allergyadvisor.com/index.html.

AVALLONE, R., PLESSİ, M., BARALDİ, M., MONZANİ, A., 1997.

Determination of Chemical Composition of Carob (Ceratonia siliqua):

Protein, Fat, Carbohydrates and Tannins. Journal of Food Compositon and

Analysis, 10, 166-172 (1997).

AZERO, E.G., ANDRADE, C.T., 2002. Testing Procedures for Galactomannan

Purification. Polymer Testing, 21 (2002) 551-556.

BİLİADERİS, C.G., LAZARİDOU, A., VE IZYDORCZYK, M.S., 2000. Structural

Characteristics and Rheological Properties of Locust Bean

Galactomannans: A Comparison of Samples From Different Carob Tree

Populations. F. Sci. Food Agric., 81: 68-75.

CAMACHO, M.M., NAVARRETE, N.M., CHİRALT, A., 2005. Rheological

Characterization of Experimental Dairy Creams Formulated with Locust

Bean Gum (LBG) and γ-carrageenan Combinations. International Dairy

Journal 15 (2005) 243-248.

CEMEROĞLU, B., 1992. Meyve ve Sebze İşleme Endüstrisinde Temel Analiz

Metotları. Biltav Yayınları, Ankara-1992 380s.

COPPEN, J.J.W., 1995. Gums, Resins and Latexes of Plant Origin. Rome: FAO,

1995

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK ... · KEÇİBOYNUZU (Ceratonia...

Documents

Transcript of ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK ... · KEÇİBOYNUZU (Ceratonia...