Karabuğday Filizi Unuyla Ekmek: TÜBİTAK Destekli Araştırma Sonuçları

Üniversite yıllarımda, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Beslenme ve Diyetetik Bölüm Başkanım Doç. Dr. Ahmet Salih Sönmezdağ danışmanlığında yürüttüğüm TÜBİTAK 2209/A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destek Programı kapsamındaki "Karabuğday Filizi Unundan Yapılan Ekmeğin Biyokimyasal ve Duyusal Analizi" başlıklı araştırmamın tam sonuç raporunu, hiçbir kısaltma yapmadan bu yazıda sizlerle paylaşıyorum. Proje 27.12.2021 - 06.11.2025 tarihleri arasında yürütülmüş ve TÜBİTAK'a sonuç raporu olarak sunulmuştur. Akademik geçmişim hakkında daha fazla bilgi için hakkımda sayfamı inceleyebilirsiniz.

Projenin Amacı ve Gerekçesi

Karabuğday (Fagopyrum esculentum Moench ve Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.), Polygonaceae (kuzukulağıgiller) familyasına dahil olan, tek yıllık, çift çenekli, tahıl benzeri (pseudocereal), otsu bir bitkidir. Günümüzde başlıca üreticisi Çin olmakla birlikte Rusya, Polonya, Kanada, Japonya, Fransa, ABD (Kanada, Brezilya), Güney Afrika ve Avustralya'da da yetiştirilmektedir. Ülkemizde karabuğday ziraatine 2006 yılında Bahri Dağdaş Uluslararası Tarımsal Araştırma Enstitüsünce başlanılmış olup Aktaş ve Güneş olmak üzere tescilli iki karabuğday çeşidi bulunmaktadır.

Karabuğdayın sahip olduğu zengin besin içeriği sayesinde antioksidan, antitümör, antidiyabetik, antibakteriyel gibi birçok farmakolojik özelliğinin bulunduğu literatürde defalarca bildirilmiştir. Besleyici değeri yüksek olan karabuğday tohumları bütün veya un halinde, kabukları alınıp parçalanmış halde, hatta filizlenmiş olarak tüketilebilmekte; çeşitli fırın ürünlerinin yapımında kullanılabilmektedir.

Karabuğday tohumları, çölyak hastaları için toksik olan prolamini iz miktarda içermesi nedeniyle bu hastalar ve gluten intoleransı olan kişiler için temel gıdalardan biri olarak görülmekte ve alternatif gıdaların elde edilmesinde de önemli bir kaynak olarak değerlendirilmektedir. Çölyak hastası olup glütensiz beslenen kadınların %46, %44 ve %31'inde lif, demir ve kalsiyum eksikliği saptanmıştır. Bu nedenle besleyici özelliği yüksek ve önemli bir gıda olan karabuğdayın tüketiminin artırılması ve gıdaların karabuğday ile geliştirilmesi önem taşımaktadır (Giménez-Bastida, Piskuła ve Zieliński, 2015; Kılıç ve Elmacı, 2018).

İçerdiği lignan maddesi; bağırsakların çalışmasını destekler, vücutta yağ toplanmasını engeller, kalp hastalıklarına ve kansere karşı koruyucu etkiye sahiptir. Karabuğday; safra taşı oluşumunu engellemeye yardımcı, kan şekerini daha iyi bir şekilde kontrol etmede yardımcı olan ve bu sayede şeker hastalığına iyi gelen, açlık duygusunu bastırmada işlevli, gluten içermediği için çölyak ve benzeri hastalıklarda kullanılabilen bir gıda hammaddesidir.

Lisin ve arginin'den zengin olan karabuğday proteinlerinin biyolojik değeri %90'ın üzerindedir. Bu değer, örnek protein kabul edilen anne sütü ve yumurta proteinine çok yakındır ve bu yüzden karabuğday proteinleri insan sağlığı bakımından diğer tohumlara kıyasla daha kalitelidir (Çevik, 2016).

Neden "Filizlendirilmiş" Karabuğday Unu?

Karabuğdayın çimlendirilmesiyle birlikte içeriğinde bulunan rutin, kuersetin gibi fenolik bileşikler, kateşin, 3-kumarik asit, luteolin, apigenin glikozit (Alvarez-Jubete vd., 2010), orientin, isoorientin, viteksin, izoviteksin (Buğday M vd., 2017) ve lisin, kalsiyum, fosfor, magnezyum, potasyum (Pongrac vd., 2016), ham lif, A, B1, B6 (İnanır vd., 2019) ve C vitamini miktarında artış tespit edilmiştir.

Karabuğday düşük sindirilebilirliğe sahiptir ve bunun başlıca sebepleri yapısındaki tripsin inhibitörleri gibi proteaz inhibitörleri ve tanenlerdir. Ancak karabuğday tohumlarını çimlendirdiğimiz zaman proteaz inhibitörlerinin aktiviteside önemli ölçüde düşüş olmaktadır (İnanır vd., 2019). Ayrıca çimlendirilen karabuğdayın içeriğindeki nişastalar basit şekere çevrildiği için filizlendirilmiş karabuğdayın sindirimi kolaylaşmaktadır (ISGA, 2010).

Çok fazla kullanım alanına sahip olan karabuğday: "soba", "kasha", "porridge", "crumpet", "naengmyeon" ve "pizzoccheri" gibi farklı kültürlere ait birçok yöresel ürünün; ekmek, makarna, şehriye, kraker, kurabiye gibi temel gıda maddelerinin ve sirke, bira, çay, bal ve ispirto gibi çok sayıda (gıda) sanayii ürününün üretiminde ve hayvan beslenmesinde başarı ile kullanılmaktadır (Dizlek vd., 2009).

Yapacağımız çalışmada, karabuğday taneleri filizlendirildi, farklı oranlarda pirinç ununa karıştırıldı ve elde edilen ürünler, eğitimli panelistler tarafından tanımlayıcı duyusal analize tabi tutuldu. Elde edilen duyusal analiz verileri sonucunda elde edilen ekmeklerde filizlendirmenin ve karabuğday unu eklenmesinin ekmeğin fonksiyonel bileşenlerine etkilerini değerlendirmek amacıyla DPPH yöntemi ile antioksidan kapasite analizi ve LC-MSMS ile toplam fenol içeriği incelenmiştir.

Materyal ve Metot

Karabuğday Filizinin Hazırlanması

Çalışmada kullanılan Güneş karabuğday tohumları, Konya Bahri Dağdaş Uluslararası Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü'nden temin edilmiştir. Alınan ürünler 2021 mahsulü ürünlerdir. Karabuğday filizi elde etmek için kabuksuz çiğ karabuğday taneleri ıslatıldı ve 23-25°C sıcaklıkta 5 gün süreyle (ilk 24 saat ışığı koruyarak ve 96 saat dönüşümlü olarak: 12 saat aydınlık ve 12 saat karanlık) çimlendirildi. Çimlenme sırasında, tohumlara her 12 saatte bir 15 dakika boyunca 1:1 v/v oranında musluk ve damıtılmış su karışımı püskürtüldü. Filizlenmiş karabuğday taneleri, bir gıda kurutucusu içinde 35°C'de 24 saat kurutuldu; un, bir öğütme makinesi kullanılarak elde edildi ve 0,6 mm granülasyona ulaşılana kadar elendi.

Ekmek hamurunun elde karıştırılması

Ekmek Yapımı: İlk Denemeler ve Yöntem Değişikliği

Yapılan ilk denemeler nohut mayası kullanılarak gerçekleştirildi. Ancak bu denemeler sonucunda nohut mayası kullanılan ekmeklerin içinin pişmediği ve dışının yandığı tespit edildi.

Nohut mayası ile yapılan ilk deneme ekmekleri — dışı yanmış, içi çiğ kalmıştı ve bu yöntem terk edildi

Bu sonuç üzerine projenin devamında nohut mayası yerine instant maya kullanıldı ve nihai ekmek üretim yöntemi buna göre şekillendirildi. Ekmek yapımında kullanılan malzemeler; pirinç unu ve karabuğday unu/filizlendirilmiş karabuğday unu (farklı oranlarda), %4 şeker, %3 tuz, %0.2 guar gam, %2 instant maya gibi kuru bileşenler bir karıştırıcıda birinci hızda kullanılarak 1 dakika karıştırıldı. Su (%120, önceden 30°C'ye ısıtılmış) ve %4 ayçiçek yağı, kuru malzemelere ilave edildi ve oluşan hamur 1 dakika daha karıştırıldı. Kâse tabanına yapışmayacak şekilde kıvam aldıktan sonra hamur 2 dakika daha ikinci hızda karıştırıldı. Hamur 90 gramlık bezeler halinde ölçeklendi ve politetrafloroetilen kalıplara (6 cm çapında) yerleştirilerek 45 dakika boyunca 35°C'de ve %80 bağıl nemde fermantasyona bırakıldı. Fermantasyon sonrası, hamur bezeleri bir fırında 200°C'de 45 dakika pişirildi. Pişirilen ekmekler, paketlenmeden ve analiz edilene kadar saklanmadan önce 1 saat oda sıcaklığına soğumaya bırakıldı (Sturza vd., 2020). Üretilen ekmekler, soğuduktan sonra düşük yoğunluklu polietilen kilitli poşetlerde paketlenerek 20°C'de muhafaza edildi.

Analiz için örneklerin kurutulması

Antioksidan Kapasite Analizi

Karabuğday filizi unundan yapılan ekmek örneklerinin antioksidan aktiviteleri DPPH yöntemiyle belirlendi (Sturza vd., 2020). Serbest radikalleri önleme yeteneğini ölçebilen DPPH (2,2-difenil-1- pikrilhidrazil) kullanılarak, 0.1 mL metanolik ekstraktın 3.9 mL 0.025 g/L DPPH ile Đordevi'c ve arkadaşları (2010) ile Chis ve arkadaşları (2020) tarafından tarif edilen üzerinde küçük değişiklikler yapılarak reaksiyona sokulmasıyla belirlendi. Numunelerin absorbansı, spektrofotometre kullanılarak 515 nm'de üç kopya halinde okundu.

Antioksidan kapasite analizinde kullanılan spektrofotometre

Sonuçlar, aşağıdaki denkleme göre standart DPPH solüsyonunun absorbansına karşı yüzde olarak ifade edildi: radikal süpürme yeteneği (RSA) (%) = [(A0-A1) / A0] x 100, burada A0 kontrolün absorbansı (boş, ekstraktsız), A1 ekstrakt örneklerinin varlığında absorbansı ifade etti.

Fenol Bileşikleri Analizi

Fenolik bileşen analizinde kullanılan örnekler antioksidan kapasitede elde edilen ile aynı olmuştur. Ekstraktlar LC-DAD-ESI-MS/MS'e enjeksiyonundan önce 0.45 µm membran filtre ile süzülmüştür. Analizlerde Windows NT-ChemStation programı tabanlı Agilent 1100 HPLC sistemi (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA) kullanılmıştır. Örneklerin fenol bileşiklerinin belirlenmesinde çift pompalı ve diyot array dedektörlü "Agilent 1100" marka yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılmıştır (Sturza vd., 2020).

Duyusal Analiz Yöntemi

Duyusal açıdan görünüm, doku, koku, tat, lezzet, genel kabul edilebilirlik gibi özellikler, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi'nden, yaşları 19-65 arasında değişen 15 personel ve öğrenci tarafından test edildi. Bu parametrelerin değerlendirilmesi için, Chis ve arkadaşları (2020) tarafından açıklanan yönteme göre analiz edildi. Duyusal analiz parametrelerinin belirlenmesinde; üretilen ekmeklerde ön değerlendirme yapıldı, elde edilen tat notları, literatür verileri ve kullanılan malzemeler değerlendirilerek duyusal parametreler belirlendi.

Resim 10. Farklı oranlarda filizlendirilmiş karabuğday unu eklenen ekmeklerin pişmiş hali

Resim 11. Duyusal analize sunulan ekmekler ve içeriğinde bulunan filizlendirilmiş karabuğday unu oranı

Sonuçlar

Antioksidan Kapasite Analizi

Çalışmada analize alınan filizlendirilmiş karabuğday unundan yapılan ekmeklerin antioksidan kapasite analizi aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Örnek	DPPH (mg GAE/100 g ± SS)	ABTS (Absorbans 734 nm)
%10	23,69 ± 0,44	0.594–0.597
%15	25,50 ± 0,63	0.566–0.590
%20	29,23 ± 0,55	0.554–0.571

Yapılan analize göre yapılan %10, %15 ve %20 oranlarında filizlendirilmiş karabuğday unundan yapılan ekmeklerin antioksidan kapasiteleri sırasıyla incelendi. DPPH (1,1-Difenil-2-pikrilhidrazil radikali; C18H12N5O6) kullanılarak ve metanol içerisinde gerçekleşen reaksiyonun zamana karşı değişiminin 515 nm'de UV-Vis (PG instruments T80 UV/VIS) spektrofotometredeki ölçüm sonuçlarına göre; ölçülen antioksidan kapasite değerleri sırasıyla %10, %15 ve %20 oranlarında 23,69 ± 0,44, 25,5 ± 0,63 ve 29,23 ± 0,55 mg GAE/100 g olarak tespit edilmiştir. Bu sonuç, filizlendirme süreciyle birlikte karabuğday tohumlarında bulunan fenolik bileşiklerin biyoyararlılığının arttığını ve bu bileşiklerin ekmeğin antioksidan aktivitesine katkı sağladığını göstermektedir.

Absorbans değerlerinin azalması, örneklerin radikal süpürme kapasitesinin artışına işaret etmektedir. Bu doğrultuda, ABTS verileri de DPPH bulgularını desteklemekte ve karabuğday filizi unu oranının artışıyla ekmeklerin toplam antioksidan kapasitesinde anlamlı bir artış meydana geldiğini göstermektedir (p < 0.05). Elde edilen veriler, filizlendirme işleminin karabuğdayın polifenolik yapısını zenginleştirerek antioksidan kapasiteyi yükselttiğini bildiren literatür (Alvarez-Jubete vd., 2010; Sturza vd., 2020) ile uyumludur. Sonuç olarak, en yüksek antioksidan aktivite %20 filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmekte belirlenmiştir.

Fenolik Bileşen Analizi

Çalışmada analize alınan filizlendirilmiş karabuğday unundan yapılan ekmeklerin sulu ekstraktının fenolik bileşen analizi aşağıdaki tabloda verilmiştir.

No	Bileşik	%10 (mg/100g ± SS)	%15 (mg/100g ± SS)	%20 (mg/100g ± SS)
1	Syringik asit	4,8 ± 0,02	5,6 ± 0,03	6,3 ± 0,65
2	Klorojenik asit	9,5 ± 0,11	10,2 ± 0,21	12,8 ± 0,24
3	Rutin	1,4 ± 0,03	1,6 ± 0,02	1,9 ± 0,09
4	Kaempferol	2,1 ± 0,09	2,4 ± 0,01	2,6 ± 0,12
5	Kuarsetin	0,4 ± 0,01	0,5 ± 0,01	0,7 ± 0,02

Filizlendirilmiş karabuğday unundan elde edilen ekmeklerin fenolik bileşen profili LC-MS/MS yöntemiyle analiz edilmiştir. Toplam fenolik madde miktarı karabuğday filizi unu oranının artışıyla birlikte anlamlı biçimde yükselmiştir. Bu değerler sırasıyla %10 oranında 16,2 ± 0,3 mg GAE/100 g, %15 oranında 18,7 ± 0,4 mg GAE/100 g, %20 oranında 21,5 ± 0,5 mg GAE/100 g olarak belirlenmiştir.

Ayrıntılı bileşik düzeyinde gözlenen bu artışlar, çimlenme sürecinde aktif olan fenilalanin amonyak liyaz (PAL) enziminin fenolik bileşik biyosentezini hızlandırdığına işaret etmektedir. Analiz sonuçları, karabuğday filizi ununun ekmek üretiminde kullanılmasıyla ürünün fenolik bileşen zenginliğinin ve antioksidan potansiyelinin belirgin biçimde yükseldiğini göstermiştir. Bu sonuçlar, literatürde bildirilen (Borgonovi vd., 2023; Giménez-Bastida vd., 2015) filizlendirme işleminin fenolik profili ve fonksiyonel özellikleri geliştirdiği yönündeki bulgularla örtüşmüştür. Genel olarak değerlendirildiğinde, fenolik bileşen analizleri karabuğday filizi ununun ekmek formülasyonuna dahil edilmesinin ürünün biyolojik değerini artırdığı, fonksiyonel gıda niteliğini güçlendirdiği ve tüketici sağlığı açısından önemli katkılar sunduğu sonucunu ortaya koymuştur.

Duyusal Analiz Sonuçları

Çalışmada kullanılan filizlendirilmiş karabuğday unundan yapılan ekmeklerin lezzet profili analizi; renk tonu, tat, çiğ buğday kokusu, ekşilik, acılık, sertlik, yapışkanlık, dağılabilirlik ve genel tercih parametreleri üzerinden değerlendirilmiştir. Yapılan duyusal analize Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi'nden, yaşları 19-65 arasında değişen 15 adet personel ve öğrenci katılım sağlamıştır. Yapılan analiz sonuçlarına göre:

• Renk tonu açısından en kuvvetli bulunan ekmek içeriğinde %20'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken en zayıf bulunan ekmek içeriğinde %10'luk filizlendirilmiş karabuğday unu bulunan ekmek olmuştur.
• Tat açısından en kuvvetli bulunan ekmek %15'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken diğer oranlardaki iki ekmek %15'liğin biraz altında kalarak aynı oranda bulunmuştur.
• Çiğ buğday kokusu en baskın hissedilen ekmek içeriğinde %20'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken en zayıf hissedilen içeriğinde %15'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olmuştur.
• Ekşilik açısından en kuvvetli bulunan ekmek içeriğinde %20'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken en zayıf bulunan ekmek içeriğinde %10'luk filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olmuştur.
• Sertlik açısından en kuvvetli bulunan ekmek içeriğinde %20'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken en zayıf bulunan ekmek içeriğinde %10'luk filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olmuştur.
• Yapışkanlık açısından en kuvvetli bulunan ekmek filizlendirilmiş karabuğday unu içeriğinde %15'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenmişken en zayıf olarak içeriğinde %15'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olmuştur.
• Dağılabilirlik açısından en kuvvetli bulunan ekmek içeriğinde %15'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olarak belirlenirken en zayıf olarak içeriğinde %20'lik filizlendirilmiş karabuğday unu içeren ekmek olmuştur.

Son olarak filizlendirilmiş karabuğday unu oranları farklı olan bu üç ekmek içerisinden tercih edilme bakımından değerlendirme yapıldığında en çok tercih edilen ekmek sırasıyla %10'luk, %15'lik ve %20'lik olarak belirlenmiştir.

Bu sonuç, en yüksek antioksidan aktiviteye sahip ekmeğin (%20) her zaman en çok tercih edilen ekmek olmadığını, besin değeri ile duyusal kabul edilebilirlik arasında bir denge kurulması gerektiğini göstermektedir — bu, gerçek hayatta bir beslenme programı tasarlarken de her zaman göz önünde bulundurduğum bir prensiptir.

Kullanılan Laboratuvar Ekipmanları

Çalışma kapsamında antioksidan kapasite ve fenolik bileşen analizlerinin gerçekleştirilmesinde spektrofotometre, HPLC sistemi, membran filtreler ve çeşitli cam malzemeler kullanılmıştır.

Analizlerde kullanılan laboratuvar ekipmanları

Bu Araştırmanın Danışanlarıma Katkısı Ne Oldu?

Bu proje bana glütensiz beslenme ve çölyak diyeti alanında hem akademik hem de uygulamalı bir bakış açısı kazandırdı. Özellikle alternatif tahıl kaynaklarının (karabuğday, kinoa gibi) günlük beslenmeye nasıl entegre edilebileceği konusunda danışanlarıma somut, bilimsel temelli öneriler sunabiliyorum. Ekmek ve tahıl tüketimiyle ilgili daha genel bir rehber arıyorsanız diyette ekmek, pilav ve makarna yazımıza göz atabilirsiniz.

Kaynaklar

1. Giménez-Bastida, J. A., Piskuła, M. K., Zieliński, H., Zielińska, D., & Szawara-Nowak, D. (2016). Buckwheat bioactive compounds, their derived phenolic metabolites and their health benefits. Molecular Nutrition & Food Research, 61(7).
2. Sturza, A., Păucean, A., Chiș, M. S., Mureșan, V., Vodnar, D. C., Man, S. M., Urcan, A. C., Rusu, I. E., Fostoc, G., & Muste, S. (2020). Influence of Buckwheat and Buckwheat Sprouts Flours on the Nutritional and Textural Parameters of Wheat Buns. Applied Sciences, 10(22), 7969.
3. Yıldız, G., & Bilgicli, N. (2012). Effects of Whole Buckwheat Flour on Physical, Chemical, and Sensory Properties of Flat Bread, Lavas. Czech Journal of Food Sciences, 30(6), 534–540.
4. Alkay, Z., Alkay, R., Dertli, E., Kökten, K., & Durak, M. Z. (2023). The rheological, textural and physicochemical properties of buckwheat sourdough bread prepared with different lactic acid bacteria strains. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 12(5).
5. Borgonovi, S. M., Chiarello, E., Pasini, F., Picone, G., Marzocchi, S., Capozzi, F., ... (2023). Effect of Sprouting on Biomolecular and Antioxidant Features of Common Buckwheat (Fagopyrum esculentum). Foods, 12(10), 2047.
6. Erdi, E., & Reis Akkaya, M. (2024). Effect of different forms of buckwheat addition on the physicochemical and sensory properties of bread. Czech Journal of Food Sciences, 42(3), 216–223.
7. Giménez-Bastida, J. A., Piskuła, M. K., & Zieliński, H. (2015). Recent advances in processing and development of buckwheat derived bakery and non-bakery products – a review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 65(1), 9–20.
8. Effect of buckwheat extracts on acrylamide formation and the quality of bread. (2019). Food Chemistry (Society of Chemical Industry).
9. Technological, sensory, nutritional and bioactive potential of pan breads produced with refined and whole grain buckwheat flours. (2022/2023).
10. Improving gluten-free buckwheat bread by sourdough fermentation and addition of arabinoxylan and pyranose 2-oxidase. Die Bodenkultur.

Glütensiz veya Kişiye Özel Bir Beslenme Planı İster misiniz?

Çölyak, gluten intoleransı veya sadece daha bilinçli bir tahıl tüketimi hedefliyorsanız, bilimsel temelli ve size özel bir program oluşturabiliriz. Kişiye özel beslenme programı hizmetimiz için Bursa Nilüfer'de yüz yüze veya Türkiye'nin her yerinden online iletişime geçebilirsiniz.