Asparajinaz enzimi kullanılarak fırıncılık ürünlerinde akrilamid oluşumunun azaltılması

Maillard reaksiyonu, amino grupları ile karbonil gruplarının etkileşimi sonucu meydana gelen bir reaksiyondur. Gıdaların renk, tat, koku ve tekstür gibi karakteristik özelliklerini iyileştirmesine rağmen gıdaların besin değerinde kayıplara ve akrilamid gibi ısıl işlem kontaminantlarının oluşumu gibi istenmeyen etkilere neden olmaktadır. Akrilamid, asparajin ve indirgen şekerler gibi karbonil bileşiklerinin reaksiyonu ile oluşan kanserojen, genotoksik ve sitotoksik bir bileşiktir. Fırıncılık ürünlerinde akrilamidin öncülü olan asparajinin yüksek miktarda bulunması, pişirme işlemi sırasında yüksek miktarda akrilamid oluşumuna yol açmaktadır. Diyette fırıncılık ürünlerinin yüksek miktarda tüketimi, fırıncılık ürünlerinde akrilamidin azaltılmasına yönelik stratejilerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Gelecekte fırıncılık ürünlerindeki akrilamid miktarının sınırlandırılmasına ilişkin yasal düzenlemelerin yapılması beklentisi, akrilamidin endüstri için çözülmesi gereken bir sorun olduğunu ortaya koymaktadır. Akrilamid azaltma stratejisi için bir araç olarak öngörülen asparajinaz enzimi, ısıl işlem parametrelerinde ve ürün formülasyonlarında herhangi bir değişiklik yapmayı gerektirmemesi, duyusal özellikleri koruması ve ürün etiketinde belirtilmesinin gerekmemesi gibi nedenlerle iyi bir seçenek olarak öne çıkmaktadır. Bu tez kapsamında yüksek su oranlı sert bisküviler, düşük su oranlı sert bisküviler, yumuşak bisküviler, pretzel benzeri atıştırmalıklar ve gofretlerde ticari asparajinaz enzimi kullanılarak bu ürünlerin hamurlarındaki asparajinin azaltılması ve buna bağlı olarak akrilamid oluşumunun kısıtlanması için uygulamalar yapılmıştır. Bu amaçla, hamur hazırlama sırasında enzim dozajı, enzim uygulama süresi, dinlenme süresi ve sıcaklığı, hamur karıştırma hızı ve süresi ile reçete bileşenlerinin eklenme sırası üzerinde değişiklikler yapılmıştır. Yapılan işlemler sonucunda 3000 ASNU/kg un asparajinaz dozu uygulanan ve 15 dakika dinlendirilerek fırınlanan yüksek su oranlı sert bisküvide akrilamid oluşumu %96 oranında azaltılmıştır. Yumuşak bisküvide 5000 ASNU/kg un asparajinaz dozu ve karıştırma sırasının değiştirilmesi uygulamasıyla akrilamid %54 oranında azaltılmıştır. 3000 ASNU/kg un asparajinaz dozu ve ardından 15 dakika dinlendirme uygulanan pretzel benzeri atıştırmalıklarda fırınlanma sonucunda akrilamid oluşumu %80 oranında sınırlandırılmıştır. Düşük su oranlı sert bisküvide akrilamidde anlamlı bir akrilamid azalma sağlanamamıştır. Yüksek su oranlı sert bisküvi, düşük su oranlı sert bisküvi, yumuşak bisküvi ve pretzel benzeri atıştırmalıkta asparajin ve akrilamid arasındaki korelasyon katsayıları sırasıyla 0.74, 0.03, 0.64 ve 0.91 olarak saptanmıştır. Asparajinazın aktif olmadığı düşük su oranlı sert bisküviler hariç tüm ürünlerde asparajin ve akrilamid içeriği arasında güçlü bir pozitif ilişki olduğu ortaya çıkmıştır. Gofrette ise yalnızca asparajin analizi yapılmış ve 1000 ASNU/kg un enzim uygulaması ile asparajinde %97 oranında azalma sağlanmıştır. Buna göre gerçekleşebilecek potansiyel akrilamid oluşumundaki azalmanın yüksek olacağı belirlenmiştir. Fırıncılık ürünlerinin hamurlarındaki asparajinaz aktivitesi üzerine su aktivitesi ve pH'nın etkileri incelendiğinde, su aktivitesinin pH'dan daha etkili olduğu saptanmıştır. Ayrıca asparajinaz uygulamasının yüzey rengi ve yayılma oranı gibi ürün kalite parametreleri üzerinde olumsuz bir etkisinin olmadığı bulunmuştur. Bu çalışma sonucunda, asparajinaz enzimi kullanılarak fırıncılık ürünlerinde yüksek oranlarda akrilamid indirgenmesi sağlanmıştır. Bu strateji, gıda endüstrisine fırıncılık ürünlerinde akrilamidin azaltması için bir kılavuz olarak kullanılabilir.