Levha 23
Kabuğun rengi ve kokusu nereden gelir; aynı sıcaklıkta başka ne doğar?
Ekmeğin sarı-altın rengi, enzimatik olmayan kimyasal tepkimelerden doğar; başlıca iki yol vardır, Maillard tepkimesi ve karamelleşme.1
Deney levhası
Yüzey sıcaklığını ve su aktivitesini ayarla; renk yalnız ikisi birden eşiği geçince oluşur.
Renk oluşmuyor. İki kilit birlikte açılmalı.
Yüzeyde renk oluşumu, hamurdaki suyun tepkimeye katılabilme ölçüsü olan su aktivitesinin 0,6'nın altına inmesi ve sıcaklığın 120 °C'yi aşmasıyla başlar.2
I.
Maillard tepkimesi, indirgen şekerlerle aminik bileşiklerin ısıda girdiği tepkimenin adıdır.11 Bu tepkimede oluşan esmerleşme ürünlerine melanoidin denir; bunlar indirgen şekerlerle amino asitler, proteinler veya diğer azotlu bileşikler birlikte ısıtıldığında oluşur.12 Tepkime üç aşamada ilerler; başlangıç evresinde indirgen şekerler aminik bileşiklerle birleşip renksiz Amadori ve Heyns bileşikleri oluşturur.13 Karamelleşme ise karbonhidratların, özellikle sakkaroz ve indirgen şekerlerin doğrudan ısıtılmasıyla meydana gelen karmaşık bir tepkimeler grubudur.6
Ekmek sistemlerinde karamelleşme ve Maillard tepkimesi eş zamanlı gerçekleşebilir; her iki tepkime de sıcaklık, su aktivitesi ve pH'a bağlıdır.14 Sıcaklık 115 °C'yi aştığında hidrolize nişastadan üretilen maltoz gibi indirgen şekerler tepkimeye katılır ve kabuk rengini geliştirir.4 Renk oluşumu ise daha yüksek bir eşik ister: hamurdaki suyun tepkimeye katılabilme ölçüsü olan su aktivitesi 0,6'nın altına inmeli, sıcaklık 120 °C'yi aşmalıdır.2
II.
105 °C fırında 210 saniye ısıtılan hamurun maddeler bileşimi değişmeden kaldı; 300 saniye ve üzeri ısıtma hafif esmerleşme getirdi.15 Pişirme sıcaklığı ve süresi 200 °C'den 225 °C'ye çıkarıldığında kabuk kızarıklık indeksi, esmerleşme indeksi ve HMF konsantrasyonu belirgin biçimde yükseldi.16 HMF, yani hidroksimetilfurfural, Maillard tepkimesinin ikinci evresinde ve karamelleşmeyle oluşan düşük molekül ağırlıklı bir moleküldür.17 Birikimi birinci derece kinetiği izler; belirgin düzey için su aktivitesi 0,4'ün altına inmeli.5
Tost ekmeğinde esmerleşme indeksi en düşük ısıl yükte, yani 200 °C fırın ve 90 °C ekmek içi sıcaklığında, 16 ölçüldü.18 En yüksek ısıl yükte, 240 °C fırın ve 98 °C ekmek içi sıcaklığında, indeks 55'e çıktı.18 Kavılca ekmeğinin kabuğu, beyaz ekmek kabuğuna kıyasla daha yüksek kızarıklık derecesi (10,79'a karşı 7,60) ve en yüksek esmerleşme indeksi (70,95'e karşı 48,15) gösterdi.19 Kabuktaki antioksidan kapasite artışının pişirmede oluşan Maillard ürünlerinden kaynaklanabileceği belirtiliyor.20
III.
Kabuk kokusu, uçucu bileşiklerin pişirme sırasında oluşmasıyla belirir; Maillard tepkimeleri, Strecker yıkımı ve şekerlerin karamelleşmesi birlikte bu bileşikleri meydana getirir.21 Strecker yıkımı, amino asitlerin ısıyla parçalanarak aldehitlere dönüştüğü yoldur.22 2-metilpropanal, 2-metilbütanal ve 3-metilbütanal fermantasyonda Ehrlich yolağıyla, yani mayanın amino asitleri aldehitlere çevirdiği yolla, ya da pişirmede Strecker yıkımıyla oluşabilir.22 Ornitin, pişirme sırasındaki Maillard tepkimelerinde 2-oksopropanal ile tepkimeye girerek kabuk aromasından sorumlu 2-asetil-1-pirolini oluşturur.23
Ekşi maya hamurun pH'ını düşürdüğü için Maillard tepkimelerinde Amadori düzenlenmeleri kolaylaşır; furanlar, pirazinler, piroller, pirolinler ve kükürtlü bileşiklerin oluşumu desteklenir.24 Ekşi maya fermantasyonu amilaz etkinliğini artırır; oluşan maltodekstrinler, maltoz ve glukoz pişirmede esmerleşmeyi yoğunlaştırır.25 Kabukta enzimle parçalanma sonucu açığa çıkan glukoz ek şeker sağlar ve Maillard tepkimesini hızlandırır.26
IV.
Aynı ısıl işlemde asparajin amino asidi ile indirgeyici şekerlerin tepkimesinden akrilamid doğar.9 Akrilamid esas olarak fırınlama ve kavurma gibi şiddetli ısıl işlemler sırasında şekerler ve asparajinden oluşur; 2002 yılından bu yana gıda kirleticileri listesindedir.10
Fırınlamada yüksek sıcaklığa uzun süre maruz kalmak yüzeyi kurutur; esmerleşme yoğunlaşır ve akrilamid, HMF ve heterosiklik aminler gibi bileşikler doğar.27 Ekmekte akrilamid oluşumu esas olarak kabukta gerçekleşir; fırınlama süresi ile sıcaklığı arttıkça kabuktaki akrilamid miktarı da artar.28 Kabuğun dış katmanı, iç kabuğa göre belirgin biçimde daha düşük su içeriğine sahipken daha yüksek akrilamid derişimine sahiptir.29 Kalan su barındıran sistemlerde akrilamid oluşumu azalır, çünkü buharlaşma etkin sıcaklığı düşürür.30 Model sistemde amino asitler ve glikoz 175 °C'de ısıtıldığında akrilamid oluşurken 120 veya 140 °C'de oluşmadı.3
Spelt ekmeklerinde kabuktaki akrilamid uzun maya mayalanmasıyla açık ara en düşük çıktı; ekşi mayalı tarifler ise kabukta daha yüksek akrilamid verdi.31 Ekmek kabuğundaki akrilamidin maya mayalanma süresi uzatılınca azaldığı daha önceki bir çalışmada gösterilmişti.32 Hamura glisin eklenmesi hem yassı ekmekte hem de ekmek kabuğunda akrilamid içeriğini belirgin biçimde düşürdü.33 EFSA'nın 2015 tarihli bilimsel görüş raporuna göre buğday ekmeği için gösterge akrilamid değeri 80 µg/kg'dır.34
Yaygın bir inanç ve ölçümlerin söyledikleri · bütün inançlar: Efsane dosyası
Yaygın inanç
Kabuğun rengini yalnızca şekerin karamelleşmesi verir.
Ölçümler
Maillard esmerleşmesi için üç şey gerekir: bir protein olan aminik bir bileşik, indirgen şeker ve bir miktar su.11 Ekmek sistemlerinde karamelleşme ile Maillard tepkimesi eş zamanlı gerçekleşebilir.14
Yaygın inanç
Aynı sıcaklıkta ekmeğe yalnızca renk ve koku eklenir, başka bir şey oluşmaz.
Ölçümler
Aynı ısıl işlemde asparajin amino asidiyle indirgeyici şekerler tepkimeye girerek akrilamid oluşturur.9 Bu bileşik 2002 yılından bu yana gıda kirleticileri listesindedir.10
Yaygın inanç
Akrilamid ekmeğin her yerinde aynı miktarda bulunur.
Ölçümler
Ekmekte akrilamid oluşumu esas olarak kabukta gerçekleşir.28 Kabuğun dış katmanı, iç kabuğa göre belirgin biçimde daha düşük su içeriğine sahipken daha yüksek akrilamid derişimine sahiptir.29
