Givoanni Mondelli \ Istituto di Igiene e Med. Preventiva, Univ. degli Studi di Catania, Italy Sektörün içindeki insanlar, hiç bıkıp usanmadan hammadde kalitesinin hem kuru hem taze makarna kalitesi için temel olduğunu ve en iyi üretim teknolojisinin, hammaddenin mükemmelliğini mamul üründe korumayı ve artırmayı mümkün kılan teknoloji olduğunu tekrarlayıp dururlar. Bu genel nitelikteki görüşe karşı çıkılması mümkün değildir. Buna karşın “kalitenin”, ne kadar soyut görünürse görünsün, hammaddelerle veya mamul ürünle ilgili olarak, bir veya birden fazla spesifik özelikler içeren bir kavram olduğunu da belirtmemiz gerekir. Makarnadan söz ettiğimizde, “hammadde”, çok sayıda terkip maddesi eklense de, kesinlikle durum buğdayı irmiğini belirtmektedir. Örneğin, taze makarna için yumuşak buğday unu kullanılırken, özel kuru makarna yaparken hamura genellikle başka karakteristik karışım maddeleri katılır. Bu nedenle, durum buğdayı irmiğinin kalitesi, ondan yapılan makarnanın kalitesi için temeldir. Bu kalite, kavramsal açıdan ürünün duyusal ve besleyicilik özelliklerine; daha öznel açıdan ise tüketicinin dikkat ettiği özelliklere karşılık gelir. İtalyan pazarı (sadece İtalyan pazarı değil) söz konusu olduğunda, makarna kalitesi rengiyle, görünümüyle ve her şeyden önce pişme özellikleriyle ölçülür. Bu kaliteleri daha iyi anlamak için bunların karşıtlarını düşünmeniz yerinde olacaktır. Örneğin: gri ve/veya donuk renk, hoş olmayan görünüm (anormal beyaz veya koyu noktalar, biçimde kusurlar, gevşeklik veya kıvam yoksunluğu, vs.) ve her şeyden önce yüzey ve genel yapışkanlığı. Yenmeye hazır pişirilmiş makarnanın ana özelliğini belirtmek üzere evrensel sözcük dağarcığına girmiş olan “Al dente” ifadesi (iyi pişirilmesine karşın ısırma diriliği), konuyla ilgili üst düzeyde herhangi bir bilimsel yazıya göre çok daha açık ve kapsamlı bir ifadedir. Bu yazıda, irmik ile makara kalitesi arasındaki ilişkiyi, özellikle yapışkanlık konusu bağlamında ele alacak ve bunu yaparken hem kullanılan hammadde hem de üretim teknolojisi bakımından yapışkanlık konusunun ana özelliklerini analiz edeceğiz. Her zaman olduğu gibi genel olarak kullanılan ifadelerden ve terimlerden yararlanırken, belirtilen kavramlardaki hatalardan veya eksikliklerden kaçınmaya çalışacağız. DURUM BUĞDAYININ ÖĞÜTÜLMESİ Durum buğdayı, herkesin bildiği üzere camsı yapıya sahip olan karyops (Caryopsis), yani çekirdek yapısından oluşur. Durum buğdayı karyopsunun değirmende ezilmesi, çeşitli boyutlardaki keskin kenarlı parçalar yaratır. Durum buğdayı irmiğine ilişkin granülometrik tablolar; irmiğin yüzde bileşimine ilişkin, minimum ve maksimum boyut sınırları içinde tespit edilebilen homojen boyutlara sahip parçacıkları belirten ve normalde µ olarak ifade edilen göstergelerden ibarettir. İrmiğin granülmetrik özellikleri normalde üç düzeye göre ifade edilir: kaba öğütülmüş, orta öğütülmüş ve ince öğütülmüş irmik. Endüstriyel makarna yapımında geçerli olan eğilim, orta ve orta/ince öğütülmüş irmiğin kullanılmasıdır. Bunun ana nedeni; küçük öğütülmüş irmiğin daha yüksek hidrasyon hızına (<220 µ) sahip olması ve bunun sonucunda yoğurma süresinin kısalması ve dolaylı olarak yetersiz hidratlanmış irmik parçacıklarının makarnada yarattığı beyaz noktaların azalmasıdır. Durum buğdayının çok düşük irmik granülometrik düzeylerine kadar öğütülmesi, yumuşak buğday öğütme işlemi sonucunda elde edilen una benzeyen son derece küçük parçacıklar (un) yaratır. İnce öğütülmüş irmikte, önemli düzeyde “un” (>%4) bulunabilir. Bu, pişme sırasında özelliklerini koruyan ve makul şekilde yapışkan hale gelmeyen gerçek kaliteli makarna için hiç kuşkusuz optimum değildir. İnce öğütülmüş irmiğin daha hızlı hidrasyon avantajının karşısında, üretimle ilgili bir potansiyel riski de vardır. Bu risk, öğütme sırasında buğday nişastalarının zarar görmesi; bir başka deyişle, oluştukları polisakarit zincirlerinin (amiloz ve amilopektin) kopmasıdır. Bu durum hem irmiğin depolanması sırasında hem de makarna üretimi sırasında, hamurun hazırlanması ve kalıplanması işlemiyle başlamak üzere bir dizi karmaşık kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonları kaçınılmaz şekilde tetikleyen, geri dönüşü olmayan bir bozulmaya neden olur. İRMİK KALİTESİNİ OLUŞTURAN ÖĞELER Kaliteyle ilgili dört temel öğe söz konusudur: homojen granülometri, genel yüksek protein içeriği, düşük kül içeriği ve renk. Bu dört temel öğeye yabancı maddelerin bulunmaması, düşük bakteriyel yük ve böcek öldürücü ve zehirleyici bileşenlerin (aflatoksinler) bulunmaması gibi başka faktörler de eklenebilir. Özellikle makarna yapışkanlığı bakımından, hammadde kalitesinin bir ek özelliğinin de dikkate alınması gerekir: yapı taşı nişasta zincirlerini bölen enzimlerin indirgenmiş aktivitesi. Bu aktivite, makarna yapışkanlığından doğrudan veya dolaylı olarak sorumlu olan bileşiklerin oluşmasına neden olur. Amilaz enzimlerin aktivitesi, durum buğdayının öğütülmesi sırasında nişastaların fiziksel olarak bozulmasıyla, ayrıca irmikte bulunan mikrobik pislenme düzeyi ve onun depolama ve nem koşullarıyla yakından bağıntılıdır. Amilaz aktivitesi, doğal olarak karyopsta mevcuttur ancak bununla ilgili enzimler, büyük ölçüde karyopsun yüzey tabakalarında (aleuronik tabakalar) ve unu bozacak şekilde yağ bakımından çok zengin olan ve atılan tohumunda bulunur. Karyopsun orta kısmından elde edilen irmik, orta/büyük granülometriye (>400 µ) ve sonuç olarak düşük düzeyde fiziksel nişasta hasarına sahiptir. Amilaz aktivitesi de çok düşüktür. Buna dayanılarak, bu tip irmiğin makarna yapışkanlığı bakımından ideal hammadde olacağı varsayılır, fakat ekstraksiyon düzeyi ekonomik yararlığı olmayacak kadar düşüktür (yaklaşık %50-55). Bu nedenle, rekolteyi artırmak amacıyla öğütme diyagramı da, irmiği çekirdeğin daha periferal bölgelerinden çıkarmalıdır. Ayrıca buğday minerallerinin özellikle tegumental bölgede yoğun olması nedeniyle, irmiğin kendisindeki kül varlığını sınırlandırmaya yönelik geçerli bir telafi düzeyi aranır. Bu yaklaşık olarak %70’ik bir ekstraksiyon randımanı sağlarken, amilaz aktivitesinde artış görülür. Bu nedenle, genellikle olduğu üzere, eğer irmik, granülometrik değerlerini azaltmak amacıyla yeniden öğütülürse, ortaya çıkan kaçınılmaz fiziksel nişasta hasarı, makama yapışkanlığı sorunu açısından kaliteden daha da ödün verilmesine yol açar. İRMİĞİN PROTEİN İÇERİĞİ İrmikte bulunan proteinler makarna pişme kalitesinde çok önemli bir rol oynarlar; bunun nedenleri aşağıda açıklanmaktadır. Makarna pişerken iki fenomen gerçekleşir: proteinlerin denatürasyonu ve nişastaların jelatinleşmesi. Pişirmeden kaynaklanan ısı nedeniyle, nişasta granülleri su emer ve şişerler. Böylece granüller hacim olarak büyür ve makarnanın protein yapısıyla çevrelenmiş olarak granüllerin kendileri arasındaki boşluklar doldururlar. Aynı ısıl etki nedeniyle, proteinler pıhtılaşarak protein yapısını güçlendirir ve nişasta parçacıklarının artan hacmine (ve ağırlığına) karşı daha iyi dayanım sağlarlar. Bu iki olgu (protein denatürasyonu ve nişasta jelatinleşmesi) birbirlerini dengeleyen kuvvetlerdir, fakat nihai sonuç makarnada yapısal dengenin oluşmasıdır. Protein yapısının nişasta parçacıklarının şişmesine dayanamayacak kadar zayıf olması veya bu şişmeyle nişastanın hasar görmesi, bunun sonucunda da su emme eğiliminin aşırı veya anormal hale gelmesi ve bu durumun protein pıhtılaşması hızıyla karşılaştırıldığında çok yüksek olması sonucunda doğal olarak bu yapısal bozulacaktır. Bu durumda, nişasta parçacıkları, kısa pişirme sürelerinde bile erkenden içeri çökebilecek ve böylece oluştukları polisakkaritleri serbest bırakacak, onları dağıtacak ve yapışkanlığa neden olacaklardır. Protein yapısının kalitesi, bu olguyu dengeleyebilir ve dolayısıyla hasarı sınırlandırır. Bu, irmikteki en önemli ve genel bileşik olan glütenin kalitesiyle belirlenen bir koşuldur. Esnek glütene sahip bir protein yapısı makarna pişirme esnasında pıhtılaştığında, irmikten elde edilen makarna yapışkanlığını sınırlandırır ve fiziksel stres ve/veya yüksek amilaz aktivitesi nedeniyle yüksek nişasta hasar düzeyleri söz konusu olur. Benzeri bir durumla, makarnanın uzun süre pişirilmesi (fazla pişirilmesi) sırasında karşılaşılır. Çünkü bu, aynı zamanda nişastanın aşırı şişmesine, jelatinleşmiş parçacıkların içeri göçmesine ve nişasta bileşenlerinin dağılımına neden olarak (protein yapısı ne kadar güçlü olursa olsun) protein yapısı tarafından sağlanan direncin bastırılmasına neden olur. YOĞURMA AŞAMASINDA ORTAYA ÇIKAN YAPIŞKANLIK Anormal bozulmuş nişasta düzeylerine ve yüksek amilaz enzim aktivitesine sahip irmik, yoğurma aşamasından itibaren sorunlar yaratabilir. Bunların en önemlileri arasında şunlar yer almaktadır: 1) Bozulmuş nişasta siferülitleri, kısmen glüten oluşumu için kullanılan protein komponentinden ama çoğunlukla çok daha düşük su emme katsayısına sahip olduklarından(eğer hamur “soğuk” çalışılmışsa neredeyse yok denebilecek düzeyde), uygun şekilde hidratlanmayan tam siferülitlerden hızlı bir şekilde büyük miktarda su emerler (kendi ağırlıklarının 200 katına kadar). Bu ise hamurda, glüten formasyonunda ve genel hamur kütlesinin dağılımında, esnekliğinde ve yapışıklığında homojenlikten yoksunluk yaratır. 2) İrmiğe su katılması ve aynı zamanda hamur kütlesini yeniden karıştırma eylemi, hemen amilaz enzimlerinin hidrolitik aktivitesine yol açar ve nişasta kendisini oluşturan parçalardan kısmen ayrılır. Nişastanın serbest bıraktığı şekerler, paralel olarak hamur kalitesinin bozulmasına ve hatta oluşum sonrasında ürünün kendisine zarar verir. Yoğurma aşamasının uzunluğunun da çok önemli olduğunu bu noktada belirtmemiz gerekir. Eğer yoğurma aşaması çok uzunsa (>15 dakika), hasar gören nişasta miktarı kaçınılmaz olarak önemli ölçüde artacaktır. Çünkü irmiğe fiziksel olarak (öğütme) verilen zarara ek olarak, kimyasal ve biyokimyasal olarak yaratılan hasar (amilaz enzimlerinin yarattığı nişasta hidrolizi) söz konusudur. 3) Hamurdaki şekerlerin konsantrasyonundaki artış, sonraki üretim aşamalarında başka kimyasal reaksiyonlara yol açan koşulları yaratır. Bu durum, özellikle makarna kurutulursa ve kurutma eğrisi spesifik ürün durumuna uygun değilse gerçekleşir.Taze ürünün uygun olmayan higrotermik işlemiyle (pastörizasyon) sarı pigmentlerin oksitlenmesi ve makarna parlaklığının kaybolması gibi başka bir takım sonuçlar da ortaya çıkabiliyor. 4) Nişasta hidrolizinin serbest bıraktığı bileşikler (maltoz, glikoz, vs.), makarnanın yüzey tabakalarına doğru hareket etme eğilimi gösterir ve makarnayı tamir edilemez şekilde yapışkan hale getirirler. Bunların konsantrasyonu (ve dolayısıyla makarnanın yapışkanlığı) ne kadar fazlaysa, yukarıda belirtilen durum o kadar fazla belirginleşir. Ürün havalandırılsa ve yüzeyi kısmen kurutulsa bile makarna yüzeyinin yapışkanlığı, en azından potansiyel olarak varlığını korur. Şekerler, ürün yüzeyinde en az miktarda su (buhar yoğuşması, higrotermik işlem, pişirme) bulunsa bile her defasında kolloidal çözeltileri yeniden yaratma eğilimi gösterirler. Bu noktada, ancak yoğurma aşamasında amilaz aktivitesinin olmamasının, makarna yapışkanlığını herhangi bir biçimde engellemeyen optimum koşulu oluşturduğu açıktır. Bu olasılık sadece kuramsal olmasına karşın, bunun dışındaki tek alternatif bu faaliyeti mümkün olduğunda düşük tutmaktır. Bunu yapmak için, öncelikle irmikteki amilaz aktivitesi düzeyini saptamak ve bunun hamur hazırlama sırasında önemli ölçüde artacağını hesaba katmak önemlidir. İkinci olarak, hamur hazırlama işleminin doğru gerçekleştirilmesi için irmik hidrasyonuna, hamur sıcaklığına ve hazırlama sırasında harcanan genel zamana dikkat etmek önemli olacaktır. MAKARNA YAPIŞKANLIĞINI SINIRLANDIRMAYA YÖNELİK ÜRETİM TEKNOLOJİLERİ VE STRATEJİLERİ Makarna yapışkanlığının hammadde özellikleriyle yakından bağıntılı olduğunu saptadığımıza göre, açıklanan etkileri sınırlandırmak için hangi teknolojik çözümlerin uygulanması gerektiğini incelememiz gerekiyor. Bu sorun, her şeyden önce, makarnanın kurutulmasıyla ve özellikle de işleme sıcaklığıyla ilgili teknolojik çözümlerle ilgilidir. Kuru makarna söz konusu olduğunda en iyi sonuçlara; yüksek kurutma sıcaklıkları (>85°C), ince öğütülmüş irmiğin kullanılması ve yüksek düzeylerde nişasta bozulmasına tatmin edici yanıtlar verecek en uygun sıcaklığın seçilmesi yoluyla ulaşılabilir. Bu tip irmik için, kalite bakımından nihai sonuç (yapışkanlığın olmaması veya düşük yapışkanlık düzeyleri) doğrudan doğruya genel protein içeriğiyle, yani glüteni oluşturan protein içeriğinin miktarıyla ilgilidir. Aslında, yüksek protein düzeyi, yüksek sıcaklıkta kurutma teknolojisi için irmiğin en önemli özelliğidir. Diğer yandan düşük sıcaklıkta (<60°C) kurutma için glüten kalitesi daha önemlidir. Bu yüzden, yüksek düzeyde nişasta hasarına sahip ince öğütülmüş irmik kesinlikle tavsiye edilmez. Yukarıda açıklanan irmik tipinin taze makarna üretiminde kullanmasında (sadece açılmış olarak veya doldurulmuş olarak) yapışkanlık sorunu, aşağıdakiler gibi spesifik ürün özelliklerine bağlı başka faktörleri de içerir: 1) Yüksek ve sabit makarna nem düzeyi: Genel olarak enzim aktivitesine ilişkin optimum koşul ve özel olarak özellikle yüksek düzeyde serbest suyla (Aw) amilaz aktivitesi; 2) Mikrobik kararsızlık; 3) Amilaz aktivitesinden serbest kalan bileşikler ile hem makarna açma hem de doldurma ile ilgili olarak çeşitli ürün formasyonlarından kaynaklanan, çeşitli kaynağa ve yapıya sahip bileşikler arasında potansiyel kimyasal ve biyokimyasal etkileşim; 4) Protein yapısı ve hamur nişastası bakımından mikrobik stabilizasyon işlemlerinin (pastörizasyon) etkileri. Taze makarna üretiminde, bütün makarna temel bir birleşim maddesidir ve bunun katılımı sadece makarnanın duyusal ve besinsel yanlarıyla ilgili değildir. Yumurta, aynı zamanda önemli bir teknolojik rol oynar; özellikle de irmiğe kattığı protein itibariyle. Bu katkı, makarnanın protein yapısının dayanımını ve esnekliğini geliştirir ve daha önce değindiğimiz gibi ürünün yüzey yapışkanlığının dengelenmesine yardımcı olur. Yumurtanın hamur hazırlamaya yönelik protein (ve lipid) katkısını bir kenara bırakırsak, geriye öncelikli olarak fiziksel ve biyokimyasal nişasta hasarı sorunu kalır. Özel ihtiyaçlara paralel olarak, özellikle de eğer amaç açılmış makarnanın yapışkanlığıyla kesinlikle bağdaşmayan gerçek makarna kalitesi elde etmekse, en mantıklı çözüm, üretimde akıllıca yapılacak hammadde seçimidir. Taze makarna üretiminde, yapışkanlık sadece soğutma aşamasındaki ürünle ilgili değil, aynı zamanda (ve bazen bir o kadar önemli olarak) üretim süreciyle yakından ilgilidir. Buna ilişkin ana örnekler şunlardır: 1) Makarnanın, kalibrasyon sırasında “zarar görmesi” veya cappelletti kalıplama makinelerinin kavrayıcılarına, ravioli kalıplama makinelerinin damgalarına ve genel olarak kalıplama cihazlarına yapışma eğilimi göstermesi; 2) Makarnanın sarsak ve konveyör bantlarına yapışması, çıkış noktalarında yığılma yaparak engeller veya bariyerler oluşturması ve hatta bazen konveyörlerin kendisinin geri dönme hareketiyle baş aşağı olarak geri dönmeleri; 3) Ürünün yüzey yapışkanlığı, ürünün tek tek parçalarının girişte pastörize makinesine veya tartım makinelerinin titreştirme kanallarına dengeli dağıtılmasını güçleştirir; 4) Tek tek parçaların bir araya toplanması ve ambalajların iç taraflarına yapışıp istenmedik ve sorunlu birikim yaratmaları. Eğer irmiği değiştirmek istemiyorsak ve eğer yapışkanlık sorunu yukarıda açıklandığı kadar ciddi değilse, yeterince etkili çözüm için ne yapılabilir? Hamur en etkili çözümlerin uygulanmasına yönelik ana noktadır ve bu özelliğini korur. Eğer mümkünse, unun hidratlanmasına yardımcı olan bir ön mikser kullanın veya alternatif olarak hamur nem düzeyini mümkün olduğunca düşük tutun ve kalıplama süresini aşırı uzatmayın. Hamur sıcaklığının doğru olup olmadığını kontrol edin (25-28°C iyidir). Bu sıcaklık, çok yumurta kullanılsa bile (hamurun “ılık” olup olmadığını dikkate alarak), kısa bir kalıplama süresi gerektirir ve her şeyden önce nişasta hidrasyonun daha düzenli olmasını sağlar. Eğer hamur sıcaklığı düşük kalırsa, irmiğe katılan suyun sıcaklığını artırın. Hamur terkip maddelerinin dozunu ayarlamadan önce daima çalışma ortamındaki hava nem düzeylerini kontrol edin ve her şeyden önce irmiğin fiili nem düzeyini kontrol edin. Bozulmuş nişastalarla açılan makarna söz konusu olduğunda, pastörizasyon, özellikle doygunlaşmış buharın kullanılması, ciddi bir sorun haline gelir. Isı ve yüksek su içeriği, nişastanın şişmesine korkunç katkıda bulunur ve hızla jelatinleşme gerçekleşir. Bu durum sadece makarnanın açık, yarı saydam görünüm almasına neden olmaz. Aynı zamanda makarnanın soğutulmasından sonra meydana gelen gerileme olgusuna yol açar ve birçok durumda, ambalajlamadan sonra makarnanın dayanımını ve dokusunu bozacak muhtemel suyu serbest bırakır ve makarnayı birçok noktada sarımsı gevşek bir lapa haline getirir. Makarnanın jelatinleşmesinden kaçınmak için; pastörize makinesinin bol miktarda ısı ve nem verdiği dikkate alınarak yapılabilecek tek şey, ürünün işlem odası içinde kalma süresini azaltmaktır ve aynı zamanda mikrobiyal varlığın yok edilmesini sağlamak amacıyla işlemin süresi ile tesiri arasında doğru dengenin araştırılmasıdır. Pastörize makinesinden çıkan makarna yüzeyini kurutmaya yönelik havalandırma da, gerçek bir teknolojik bilmecedir. Eğer hava ortam sıcaklığındaysa, makarna sadece kurutulmayacak, aynı zamanda yeniden pislenecektir. Bir başka deyişle, gerçekleştirilmiş olan pastörizasyonun tek etkisi makarnanın duyusal özelliklerinin tahrip edilmesidir. Eğer hava sıcaksa, yani 65°C’nin üzerindeyse (ürünün yeniden pislenmesini engellemek için), nişasta jelatinleşmesi devam edecek ve yan saydam görüntü ve renk kaybı maksimum boyuta ulaşacaktır. Çözüm nedir? İrmiği, düşük amilaz aktivitesine sahip, orta veya orta üstü öğütülmüş bir irmikle ve her halükarda minimum veya düşük nişasta hasarı yüzdesine sahip bir irmikle değiştirin. Sonuçta yüzey yapışkanlığı ortadan kalkmakla kalmayacak, aynı zamanda ürünün görünümünde ve genel kalitesinde iyileşme görülecektir. Notlar (1) Amilaz enzimleri, nişasta bileşiklerinin (amiloz ve amilopektin) zincirlerini parçalayan hidrolitik enzimlerdir. Bu parçalama sonucunda glikosidik düzeyde bir su molekülü oluştururlar. Amilopektin enzimlerle karşılaştırıldığında amiloz, amilaz tarafından daha kolay parçalanır. (2) Protein denatürasyonu yapısal organizasyonunu değiştiren bir olgudur. Bu değişim, özellikle fiziksel ve biyolojik özellikleri etkiler. Denatürasyon, bir protein kimyasal reaksiyonu veya hidrolitik olgu içermez. Genel olarak denatürasyon, hidrojen bağlarının kopmasıyla meydana gelen ve dönüşü olmayan bir olgudur. (3) Amilaz aktivitesi sonucunda serbest kalan şekerler genellikle indirgeyicidir. Bir başka deyişle, oksijen kaybını ve önemli miktarda hidrojen kazanımını belirleyen kimyasal reaksiyonlardan sorumludurlar. Hamurda indirgeyici şekerlerin var olması, maillard reaksiyonuna yol açar ve bu reaksiyon, besin değeri kaybından, ürün renginin değiştirilmesinden, tuhaf ve anormal kokuların baş göstermesinden sorumlu olan anormal bileşiklerin oluşmasını belirler.