Sentetik buğdaylardan nişasta eldesi ve karakterizasyonu

Buğday (Triticum aestivum), Triticum cinsine bağlı bütün dünyada ıslahı yapılmış tek yıllık otsu bitki türüdür. Kromozom sayılarına göre yapılan sınıflandırmada buğdaylar diploid (2n=14 kromozom), tetraploid (2n=28 kromozom) ve hekzaploid (2n=42 kromozom) olmak üzere üç gruba ayrılmaktadır. Her grubun yabani formları ile kavuzlu ve çıplak kültür formları mevcuttur. Sentetik buğdaylar, tetraploid buğday (Triticum durum) ile diploid yabani akrabası olan Aegilops tauschii'nin melezlenmesiyle oluşturulan ve hekzaploid genoma sahip buğdaylardır. Sentetik buğdaylar, klasik buğday ıslahına genetik çeşitlilik sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. Sentetik buğdaylar, pas hastalıkları, kuraklık, tuzluluk, su basması, yüksek sıcaklık gibi bazı streslere dayanıklılık göstermektedir. Sentetik buğdaylarda verimin ve besin kalitesinni de yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle sentetik buğdaylara olan ilgi artmaktadır. Buğday tanesinin yaklaşık %65–75'ini oluşturan nişasta önemli bir karbonhidrat bileşeni olup gıda sanayiinde kıvam artırıcı, su tutucu, film oluşturucu ve tekstür düzenleyici gibi çok işlevsel özelliklere sahiptir. Nişastanın granül yapısı, kristallinitesi, amiloz/amilopektin oranı, çözünürlük, su bağlama, şişme ve viskozite özellikleri nişastanın teknolojik işlevselliğini etkilemektedir. Bu nedenle, farklı buğday türlerinden veya yeni geliştirilen genotiplerden elde edilen nişastaların karakterizasyonu büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, farklı sentetik buğday genotiplerinden elde edilen nişastaların fizikokimyasal ve fonksiyonel özelliklerini belirlemek ve bu özellikleri doğal buğday nişastası ile karşılaştırmak ve değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmada 20 farklı sentetik buğday hatlarından nişasta izolasyonu yapılmıştır. Elde edilen nişasta örneklerinin nem içeriği, amiloz miktarı, kristalinite düzeyi (XRD), morfolojik yapısı (SEM), çözünürlük, su bağlama kapasitesi, şişme kuvveti ve RVA viskozite özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğal buğday nişastasının literatürdeki özellikleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre; sentetik buğdayların un verimleri %69-78 arasında değişmektedir. Sentetik buğday unlarından elde edilen nişasta verimlerinin %16,7-32,1 arasında olduğu gözlenmiştir. Nişasta verimleri doğal ekmeklik buğday nişastası verimlerine (%65-75) göre düşük bulunmuştur. Sentetik buğday nişastalarının nem içeriğinin %7,2-10,5 arasında olduğu ve numunelerin depolanması için nem değerlerinin uygun olduğu tespit edilmiştir. Sentetik buğdaylardan elde edilen nişasta örneklerinin amiloz içerikleri %28,7−33,4 arasında değişmektedir. Çoğu örneğin amiloz içeriği, buğday nişastası için literatürde bildirilen %25-30 oranının üzerinde bulunmuştur. Sentetik buğdaylardaki yabani genom katkısı ve adaptasyon stratejileri, nişastasında daha yüksek amiloz oranlarının oluşmasına neden olabilir. Elde edilen SEM görüntülerinde sentetik buğday nişastası granüllerin çoğunlukla oval, küresel ve yassı formda olduğu ve granül çaplarının yaklaşık 5−30 μm arasında değiştiği belirlenmiştir. Doğal buğday nişastasının morfolojik karakteristikleriyle uyum göstermektedir. Sentetik buğday nişastalarının kristalinite oranları %63,7-70,6 arasında olup tüm örneklerde A-tipi XRD deseni gözlenmiştir. Kristalinite oranları doğal buğday nişastasının kristalite oranlarıyla (%29-42) karşılaştırıldığında yüksek olduğu görülmüştür. Sentetik buğday nişastalarının çözünürlük değeri %0,18-1,78, su bağlama kapasitesi %102,5-125,5 ve şişme kuvveti 8,90-11,65 g/g olarak belirlenmiştir. Doğal buğday nişastasına göre daha düşük çözünürlük, su bağlama ve şişme değerlerine sahip olduğu gözlenmiştir. Sentetik buğday nişastalarına ait RVA analizleri, örneklerin yüksek viskozite değerlerine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Ortalama olarak 5525 cP pik viskozitesi ve 6686 cP son viskozite değerleriyle birlikte, 1556 cP karıştırma ile viskozite düşüşü ve 2717 cP katılaşma değerleri elde edilmiştir. Örneklerin ortalama pik süresi 6,13 dk ve çirişlenme başlangıç sıcaklığı 70,2C olarak belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, sentetik buğday nişastalarının kıvam verme ve jel oluşturma açısından güçlü bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, sentetik buğday nişastalarının doğal buğday nişastasına alternatif olarak endüstriyel ve gıda uygulamalarında önemli potansiyel taşıdığı ortaya konulmuştur