Gıdalarda Tekstür Analizleri

GIDALARDA TEKSTÜR ANALİZİ

TEKSTÜR ANALİZİ

Tekstür gıdanın yapısal ve mekaniksel özellikleriyle yakından ilişkili kalite özelliklerini kapsamaktadır. Bu yüzden gıdaların mekaniksel özelliklerini bilmek, onun tekstürel özelliklerini ve ölçüm tekniklerini anlamada önemlidir. Tekstürel özellikler ürünün tüketici tarafından kabul görebilmesi için esastır. Tekstür analizleri gıdaların “ağız hissi”, macunların ve koyu kıvamlı ürünlerin akış özellikleri, yapışkan malzemelerin yapışkanlıkları gibi özellikler hakkında araştırma, kalite sağlama ve üretim departmanlarına doğru ürün bilgileri sağlar. Bir gıdanın sertlik,yumuşaklık, yapışkanlık, yağlılık, gevreklik, dağılabilirlik gibi bir çok özelliğini kapsayan terime tekstür denir. Tekstür gıdanın işleme özelliklerini, tüketici kabulünü ve raf ömrünü etkiler. İki çeşit belirleme metodu vardır ;

1-Duyusal Metot (Subjektif Metot)

2- Enstrümantal Metot ( Objektif Metot)

Gıdaların duyusal özellikleri genel olarak görünüş, lezzet ve tekstür olmak üzere üç ana grup altında incelenmektedir. Tekstür, gıda maddelerinin işlenme, raf ömrü ve tüketici tercihlerini etkileyen en önemli kalite kriterlerinden biridir.  Gıdaların tekstürel özellikleri üç grupta incelenmektedir;

  1. Mekanik özellikler (sertlik, yapışkanlık, viskozite, elastiklik, bağlılık)

  2. Geometrik özellikler (boyut, şekil özellikleri)

  3. Gıdanın bileşimi ile ilgili özellikler (yağ, nem içeriği gibi)

Tekstür analizleri duyusal ve enstrümantal olarak gerçekleştirilebilmektedir. Ancak duyusal yöntemler subjektif olduğundan, daha duyarlı ve tekrar edilebilir sonuçlar elde edilebilen enstrümantal yöntemler daha çok tercih edilmektedir. Enstrümantal tekstür analizi, gıda maddesine kontrollü olarak bir kuvvet uygulandığında gıdanın mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimlerin grafiksel olarak incelenmesi prensibine dayanmaktadır. Bir tekstür profili analizi sonucunda elde edilen parametrelere aşağıda ayrıntılı olarak değinilmektedir.

Doku profil analizleri, gıdanın ilk ağza alınıp ısırılmasından çiğnenip yutulmasına kadar geçen aşamalardaki değişimlerin değerlendirildiği duyusal test tekniğidir. Kinestetik özelliklerin ölçümü için bazı ilkelere dayanan alet ve yöntemler geliştirilmiştir. Genel ilke, gıdaya uygulanan herhangi bir kuvvete karşı gösterilen direncin ölçülmesidir. Dokusal özelliklerin ölçümünde kullanılan enstrümanlarda çubuk, bıçak, tel, ağırlık, elektrik motoru gibi araçlarla kuvvet uygulaması yapılır ve uygulanan kuvvete karşı gösterilen direnç ise kalibre edilmiş yaylar, skalalar, hidrolik ölçüm aletleri ve dinamometreler ile ölçülür. Gıdalarda tekstürün enstrümental analizinin temelini; Duyusal analiz prensipleri oluşturmaktadır. Fakat duyusal analiz yöntemlerin uzun sürmesi maliyetinin fazla olması gibi sebepler gıdaların tekstürel analizinde enstrümental yöntemlerin gelişmesine olanak sağlamıştır.  İşte bütün bu nedenler göz önüne alınarak  insan duyularına benzer korelasyon gösteren, az maliyetli, hızlı ve objektif enstrümantal analiz metotları kullanılmaktadır. Tekstür analiz programları; sonuçların kolayca hesaplanmasına, depolanmasına ve kıyaslanmasına imkan sağlar.

Tekstür Prensipleri
1- Sıkıştırma                   2- Ekstrüzyon                 3- Delme
4- Kırma               5- Kesme                         6- Yapışkanlık
7- Germe
Her tekstür prensibinin grafiği farklıdır.

Ağızda tekstür özelliklerinin algılan­masıyla, gıdaların mekanik özellikleri arasında büyük bir ilişki olduğu için, yapı mekaniği bilimi­ne, gıda bilimi içerisinde yer verilmesi gerektiğini bildirmiştir. Tekstür profil analizi (TPA) ilk olarak Szczesniak (1) tarafından kullanılmış daha sonra da Bourne (2) tarafından geliştirilmiştir. Fiziksel olarak tekstür analiz cihazı kullanılarak ölçülen TPA sonuçları ile duyusal olarak algılanan TPA so­nuçları arasında bir bağıntı olduğu ancak fiziksel olarak ölçülen sonuçlar ile duyusal algılayış arasın­daki ilişkinin doğrusal olmadığı bildirilmiştir (1).

Tekstür belirleme metotları ölçüm prensiplerine göre,  temel, deneysel ve taklitsel olarak üçe ayrılmaktadır. Temel kuvvet/deformasyon metotları; materyalin mühendislik metotlarına göre geliştirilmiştir ve Gıdanın bilinen mekaniksel özelliklerini ölçmede kullanılmaktadır. Deneysel metotlar bu mekaniksel özelliklerin değerlendirilmesinde başarı ile kullanılır ve bulunan değerlerin gıdanın duyusal değerlendirilmesinde elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmasında kullanılır. Taktiksel metotlar, çeşitli makinelerin gıdaların çiğnenmesini taklit etmesidir. Tüm gıdalarda başarıyla kullanılan tek bir tekstür metodu yoktur. Bu yüzden mümkün olan en doğru test prensibinin seçilmesi, bir gıdanın kalitesinin belirlenmesinde önemlidir.

Tekstür cihazı, ile gıdalarda aşağıdaki fiziksel özellikler ölçülebilmektedir: Sertlik, Yapışkanlık, Gevreklik, Kırılganlık, Tazelik, Çiğnenebilirlik, Yayılma, Yoğunluk, Topaklanma, Kayganlık, Bükülebilirlik, Kıvam, Sünme-Büzülme, Yumuşaklık, Elastikiyet, Gerilme Kuvveti, Çekme Kuvveti, Toz Akış Mukavemeti….gibi.

Fiziksel olarak TPA ölçümü, tekstür analiz cihazı­na bağlanan baskı plakası altında, homojen gıda örneğinin arka arkaya iki kez sıkıştırılması ile gerçekleştirilmekte ve elde edilen verilerden gıdanın tekstürel özelliği hakkın­da bilgi veren sertlik, kırılganlık, kohezyon, yapış­kanlık ve esneklik gibi birincil parametreler elde edilmekte ve bu birincil parametreler kullanılarak da sakızımsılık ve çiğnenebilirlik gibi ikincil pa­rametreler hesaplanmaktadır. Şekil 1’de örnek bir TPA grafiği verilmiştir.

Şekil 1. Tektür profil analizi ile ölçülen parametreler

Kohezyon = B/A; Yapışkanlık =C; Esneklik = (t2 – t1) / (t4 – t3); Sakızımsılık = Sertlik x Kohezyon; Çiğnenebilirlik = Sakı­zımsılık x Esneklik

Sertlik, birinci sıkıştırma sırasında ölçülen maksimum kuvvet olarak tanımlanırken, kırılganlık, TPA grafiğinde oluşan ilk kırılma noktasındaki kuvvet olarak tanımlanmaktadır. Kohezyon, TPA grafiğinde ikinci sıkıştırma ile oluşan alanın, ilk sıkıştırma sırasında oluşan alana oranıdır.Yapışkanlık, gıda yüzeyi ile baskı plakası arasındaki çekim kuvvetini aşmak için gerekli olan iş olarak tanımlanmakta olup, TPA grafiğinde görülen ilk negatif alan hesaplanarak bulunmaktadır. Esneklik, sıkıştırılmış gıda üzerinden yük kaldırıldığında orijinal boyutuna ulaşabilme derecesi olup, birinci ve ikinci sıkıştırma işlemi sırasında geçen zaman birine oranlanarak hesaplanmaktadır. Sakızımsılık, sertlik ile kohezyon değerlerinin çarpılması ile elde edilen ikincil bir parametre olup, yüksek oranda kohezyon ve düşük oranda sertlik gösteren yarı katı gıdaların bir özelliğidir. Katı bir gıdanın yut­maya hazır hale gelmesi için gerekli enerji olarak tanımlanan çiğnenebilirlik ise, sertlik, kohezyon ve esneklik değerleri çarpılarak elde edilen ikincil bir parametre olup sadece katı gıdalar için hesaplan­maktadır. Katı bir gıdanın ağızda çiğneme sırasın­da yarı katı bir hale dönüşmesi haricinde, bir gıda aynı anda hem sakızımsılık hem de çiğnenebilirlik özelliği gösteremez.

TPA testinde özel boyutlarda olan örnek tek eksenli bir şekilde sıkıştırılır, sıkıştırıcı güç kaldırılır ve örnek sonra yeniden sıkıştırılır. Test süresince sıkıştırıcı güç sıkıştırma miktarının bir fonksiyonu olarak kaydedilir.

 

Şekil 2. TPA Test Aleti kullanılarak elde edilmiş bir tekstür profil kurvesi

 

Bu kurveden birkaç enstrümental tekstür parametresi elde dilebilir. Bunlar:

 -maksimum güç (H), ilk sıkıştırma sonucunda oluşur ki buda sertlikle aynı anlama gelir.

-ilk pikin gücü (F) (fracturability) olarak adlandırılır (bütün gıdalar bu piki göstermez).

-pik alanları altında kalan alanlar (A1 ve A2). A2/A1 oranı yapışkanlıkla ilgilidir

-negatif alan (A3) yapışkanlığın göstergesidir.

 

Yapılan tekstür analizinde gıda maddesinde kırılganlık özelliği yoksa aşağıdaki şekilden ve hesaplamalarından faydalanılmaktadır.

Şekil 3. Tekstür profili analizi sonuç değerlendirme örneği

 

Birincil parametreler:

Hardness (Sertlik): Gıda maddesinin yapısında belirli bir deformasyonu sağlamak için uygulanması gereken kuvvet olarak tanımlanmaktadır. Duyusal olarak, azı dişleri arasında gıdanın sıkıştırılması için gereken güçtür. Tekstür profili analizinde ise ilk sıkıştırmanın bitip geri çekilmenin başladığı noktaya karşılık gelmektedir (H). Gıdalar sertlik değerlerine göre yumuşak, sıkı ve sert olarak sınıflandırılmaktadır.

Springiness (Elastikiyet): Gıda maddesinin üzerindeki deforme edici kuvvet kaldırıldıktan sonra kendini toparlayarak deformasyondan önceki haline dönme hızı olarak tanımlanmaktadır. Tekstür profili analizinde ilk sıkıştırmanın bitimi ve bunu takiben ikinci sıkıştırmanın başlangıcı arasında geçen zaman aralığına karşılık gelmektedir (S).

Adhesiveness (Tutunabilirlik): Gıda maddesinin yüzeyi ile temas ettiği yüzey (diş, dil, damak veya probe) arasındaki çekim kuvvetini yenmek için gerekli iş olarak tanımlanmaktadır. Tekstür profili analizinde ilk sıkıştırmada gözlenen negatif alandır (A3).

Cohesiveness (Bağlılık/Yapışkanlık): Gıda maddesinin yapısını oluşturan iç bağların gücünü göstermektedir. Tekstür profili analizinde ikinci sıkıştırmada gözlenen pozitif kuvvetin (A2) ilk sıkıştırmada gözlenen pozitif kuvvete (A1) oranıdır. 

Cohesiveness

İkincil parametreler:

Fracturability/Brittleness (Gevreklik, Çabuk kırılma): Bir maddenin kırılması için gerekli olan kuvvet olarak tanımlanmaktadır. Tüm gıdalarda gözlenen bir parametre değildir. Gevrek olan gıda maddelerinin tekstür profili analizinde, ilk sıkıştırma sırasında görülen pozitif pikte bir omuz şeklinde belirir.

Gumminess (Yarı-katı maddenin çiğnenebilirliği): Yarı katı özellikte bir gıda maddesinin yutmaya hazır hale gelene kadar parçalanması için gerekli enerji olarak tanımlanmaktadır. Düşük sertlik (hardness) değerine sahip gıdalarla ilgili bir parametredir. Gumminess değerine sahip yarı katı gıda maddeleri kalıcı deformasyona uğrayacaklarından, springiness parametreleri yoktur. Tekstür profili analizinde okunan Hardness ve Cohesiveness değerleri çarpılarak hesaplanır.

Gumminess = Hardness x Cohesiveness

Chewiness (Katı maddenin çiğnenebilirliği): Katı özellikte bir gıda maddesinin yutmaya hazır hale gelene kadar parçalanması için gerekli enerji olarak tanımlanmaktadır. Bu değer Hardness, Cohesiveness ve Springiness’ın çarpımı ile hesaplanır.

Chewiness = Hardness x Cohesiveness x Springiness

Tekstür Analiz cihazından en iyi verimi almak için, yapılacak teste uygun aksesuar seçilmelidir. Bu aksesuarlar günlük uygulamalarda, araştırma ve kalite laboratuarlarında, imalat hatlarında geniş bir ürün ve malzeme çeşidini test etmek için kullanılmaktadır. Tekstür cihazında, test metotlarının gerektirdiği bir dizi farklı prob ve donanım kullanır. Her prob ve donanım spesifik uygulama grupları için dizayn edilmiştir ve tekstür analiz cihazının zeminine yada hareket koluna monte edilebilmektedir. Örnekler de aynı şekilde cihazın zeminine, zeminde bulunan donanıma ya da iki donanım arasına yerleştirilebilir. Basit bir testte tekstür analiz cihazının hassas bir yük hücresi monte edilmiş hareket kolu ürünü delmek ya da baskılamak üzere aşağı doğru hareket eder ve analiz sonunda başlangıç noktasına geri döner.

Resim 1—Gıda örneklerinde tekstür analizi uygulamalarında kullanılan başlık örnekleri. (a) Düz silindir yarıçapı 25mm (flat cylinder with diameter of 25 mm); (b) Bıçak 3.21 mm kalınlık ve 70mm genişliğinde (blade with thickness of 3.21 mm and width of 70 mm); and (c) 25.4 mm çapında küre (sphere with diameter of 25.4 mm).

Resim 2. Gıdalarda Tekstür analizlerinin yapılmasında kullanılan aksesuarlar.  

Tekstür profili analizinde kullanılan probe tipi gıda maddesinin yapısına göre farklılık göstermektedir (Resim 2).

Şekil 2. Tekstür analizinde kullanılan probe tipleri

 

Enstrümental TPA testinde kullanılan deneysel prosedürler ve şartlar standart olmadığı için farklı araştırıcılar tarafından elde edilen TPA verilerinin karşılaştırılması zordur. Bu aletlerin (TPA) bilgisayarla desteklenmiş son modelleri oldukça popülerdir. TA-XT Tekstür Analiz Aleti bunlardan biridir.

 

ÇEŞİTLİ GIDA ÖRNEKLERİNDE TEKSTÜR ANALİZİ

1.      Et Ürünlerinde Tekstür Analizi

Tekstür analizi cihazı (TA-XT Plus Texture Analyser, UK) ile örneklerde 50 kg load cell kullanılarak kompresyon (sıkıştırma) ve 5 kg load cell kullanılarak kırılma testleri gerçekleştirilmiştir. Kompresyon testlerinde ise sertlik (N), elastikiyet, yapışkanlık ve çiğnenebilirlik değerleri belirlenmiştir. Kırılma testlerinde kesme kuvveti (N), kesme enerjisi (J) ve kesme işi (Ns) değerleri ölçülmüştür.

Çizelge 1. Köfte örneklerinde ölçülen Tesktür parametre ve değerleri

No

Sertlik (N)

Elastikiyet

Yapışkanlık

Çiğnenebilirlik

Kesme Kuvveti(N)

Kesme Enerjisi(J)

Kesme İşi (Ns)

1

84,223

0,878

0,719

52,750

57,168

323,924

0,647

2

90,097

0,877

0,695

54,973

61,693

363,829

0,727

3

82,993

0,873

0,699

50,621

55,415

353,241

0,706

4

81,247

0,870

0,702

49,541

55,409

358,064

0,716

5

71,598

0,875

0,779

48,776

58,315

363,513

0,727

6

68,773

0,884

0,754

45,486

55,956

354,552

0,708

7

82,472

0,876

0,688

49,625

53,284

322,580

0,645

8

77,296

0,878

0,764

51,076

50,095

341,612

0,683

9

73,936

0,878

0,746

48,219

57,115

356,719

0,712

10

78,707

0,881

0,786

54,556

61,002

361,959

0,723

 

2.      Lokum Örneklerinde Tekstür Analizi

Tekstür profil analizi, tekstür analiz cihazına (TA-XT plus Stable Microsystems, Godalming, Surrey, UK) bağlanan baskı plakası altında, lokum örnek­lerinin arka arkaya iki kez sıkıştırılması ile gerçek­leştirilmiştir. Lokumlar (30x30x30mm) 100 mm çapındaki baskı plakası altında 5 mm/s hızla 15 mm sıkıştırılmış, iki sıkıştırma arasında 8 saniye beklenmiştir. Cihaza ait özel yazılım (Texture Ex­ponent 32, Stable Microsystems, Godalming, Sur­rey, UK) kullanılarak lokumların sertlik, esneklik, kohezyon, sıkıştırılabilirlik ve çiğnenebilirlik de­ğerleri hesaplanmıştır.

Çizelge 2. Lokumların tekstür profil analiz değerlerine ait sonuçları (n=4)

Lokum

Çeşitleri

Sertlik (N)

Kırılganlık (N)

Esneklik

Kohezyon

Çiğnenebilirlik

Yapışkanlık(N)

1

11.10

0.698

0.561

4.35

0.75

2

138.8

0.828

0.729

84.13

1.40

3

58.93

45.32

0.390

0.252

5.78

1.48

4

19.79

0.700

0.684

9.48

0.39

 

3.      Dondurulmuş Fıstıklarda Tekstür Analizi

Tekstur analizi ise Texture Analyzer TA-XT 2I (Stable Micro Systems, Godalming, UK) kullanılarak yapılmıstır. 25 kg yükleme agırlık kullanılarak “crosshead” hız olarak 1 mm/s ve testte kullanılan mesafe de 2 mm dir. Tüm deneyler de 8 degisik numune kullanılmıstır.

Çizelge 3. İç fıstıkların sertlik degerleri.

Ürün   

Sertlik (N)

Taze Fıstık     

37,9

1 ay dondurulmus fıstık

28,8

2 ay dondurulmus fıstık

18,6

3 ay dondurulmus fıstık

11,7

 

KAYNAKLAR

 

1. Szczesniak AS. 1963. Classification of textural cha­racteristics. J Food Sci, 28: 385-389.

2. Bourne MC. 1978. Texture Profile Analysis. Food Technology, 32 (7): 62-72.

 

Teknik Özellikler: TA.HDPlus Tekstür Analiz Cihazı

  • Güç Kapasites: 750kg.f (7500N)

  • Güç Çözürnürlüğü: 0,1g

  • Yük Hücreleri: 5, 30, 50, 100, 250, 500, 750kg.f

  • Yük Hücresi Özellikleri: Kullanıcı tarafından değiştirilebilir. Fabrika kalibrasyonları ve tanımlama bilgileri yük hücresi içerisindeki silinemez hafızada saklanır.

  • Yük Hücresi Doğruluğu: ISO 7500-1 ve benzeri uluslar arası standartları karşılar.

  • Hız Aralığı: 0,01-20mm/s (13mm/s @ 500-750kg.f)

  • Hız Doğruluğu: %0,1 den daha iyi

  • Çalışma Çerçevesi: 1 – 524mm

  • Kolonlar Arası Mesafe: 300mm

  • Dönüştürücü Kanalları: İki adet düz analog giriş ve bir adet tek fazlı dijital çözümleyici

  • Veri Alma Oranı: Her veri kanalı için saniyede 500 noktadan fazla

  • Veri Örnekleme Oranı: 8KHz

  • Harici Cihaz Kanalları: Dört kanallı RS485

  • Çalışma sıcaklık Aralığı: 0 – 40˚C (İlave donanımla -60 – 200˚C)

  • Çalışma Koşulları: Laboratuvar koşulları. Toz ve su sıçramalarına dayanıklıdır.

  • PC Arayüzü: Standart RS 232 Seri Port

  • Güç Kaynağı: 220 Volt

  • Net Ağırlık: 37,0kg

Bir cevap yazın