Mısır ve ürünlerinde prosesin fusarium toksinlerine etkisi

Abstract

Bu tez çalışmasında, çeşitli mısır ürünlerinin üretiminde uygulanan ısıl işlemlerin bazı Fusarium mikotoksinleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda ilk olarak, Türkiye'nin farklı yörelerinden toplanan mısırlarda başlıca Fusarium toksinlerinin varlığı belirlenmiştir. Mısırlarda bulunan toksinler ve düzeyleri dikkate alındığında, çok az örnekte bulunan T-2 ve HT-2 toksinlerinin ürünlerde incelenmesine gerek görülmemiştir. Mısır ürünlerinde deoksinivalenol (DON), zearalenon (ZEA), fumonisin B1 (FB1) ve fumonisin B2 (FB2) toksinleri üzerine işleme tekniklerinin etkisi araştırılmıştır. Çalışma boyunca doğal yollarla kontamine olmuş mısır örnekleri kullanılmıştır. Mısır için mevcut olan toksin analiz yöntemleri, mısır ve ürünleri için modifiye edilerek kullanılmıştır.ZEA ve DON'un ısıya dayanıklılığı ve termal bozunma kinetiği, geleneksel tipte mayasız mısır ekmeğini temsil edecek şekilde hazırlanan kabuk-model örnekleri üzerinde incelenmiştir. İzotermal kabul edilebilecek şartlarda ve 100-250°C sıcaklık aralığında gerçekleştirilen ısıl işlemler sonucu toksinlerin bozunma hız sabitleri, bozunma aktivasyon enerjileri ve yarılanma süreleri belirlenmiştir. Özellikle düşük sıcaklıklarda ZEA'nın DON'a göre ısıya karşı daha stabil olduğu ve her iki toksinin de artan sıcaklıkla daha fazla yıkıma uğradığı belirlenmiştir. Elde edilen kinetik özelliklerin geçerliliği deneysel olarak belirlenen azalmalar üzerinden doğrulanmış ve bu özelliklerin doğal kontamine undan benzer bileşimde üretilen ürünlerde toksin yıkımının tahmini için uygulanabilir olduğu belirlenmiştir. Deneysel sonuçlara göre 250ºC'de 70 dakika pişirilen ekmeğin içinde hiçbir azalma gözlenmezken, kabuğunda ZEA ve DON için sırasıyla %13.5 ve 9.9 oranında azalmalar kaydedilmiştir. Diğer taraftan, ekstrüde ürün benzeri genleştirilmiş mısır ürünlerinin üretiminde uygulanan farklı sıcaklıklarda da ZEA ve DON belli oranlarda kayba uğramıştır. Bu proses sırasında da ZEA'nın daha stabil olduğu ve yüksek sıcaklığa ek olarak basınç uygulamasının toksin azalmasında etkili olduğu belirlenmiştir.Karadeniz Bölgesi'ne özgü geleneksel mısır ürünleri olan kuymak ve helva üretimi sırasında fumonisin miktarlarında meydana gelen azalmalar / değişimler araştırılmıştır. Helva yapımı sonucunda matrise bağlı fumonisinlerin miktarında artış gözlenmiştir. Mısırdaki toksinin önemli bir bölümünün (FB1'in %38'i ve FB2'nin %51'i) Maillard benzeri reaksiyonlara girdiği ve yeni bileşiklere dönüştüğü tahmin edilmektedir. Diğer taraftan, yüksek miktarda süt içeren kuymakta, hammaddedeki tüm bağlı fumonisinler serbest formlarına dönüşmüş ancak toksin miktarında hiçbir azalma gerçekleşmemiştir.

In this study, the effects of heat treatments on some Fusarium toxins in various corn products were investigated. Within this scope, firstly the natural occurence of major Fusarium mycotoxins in corn samples collected from different regions of Turkey were determined. Considering the presence and levels of the toxins in corn samples, products were not analysed for T-2 ve HT-2 toxins. The effect of processing was investigated for deoxynivalenol (DON), zearalenone (ZEA), fumonisin FB1 (FB1) and fumonisin FB2 (FB2). Naturally contaminated corn samples were used as raw material throughout the study. Mycotoxin analysis methods for corn were modified for corn and corn products.The thermal stability and degradation kinetics of ZEA and DON were studied on crust-like model samples, representing traditional unfermented corn bread. Under isothermal heating conditions in the temperature range of 100-250 ? C, thermal degradation rate constants, activation energies for degradation and half lives of the toxins were determined. Particularly at low temperatures, ZEA was found to be more heat stable than DON and degradation of both toxins increased with increasing temperature. The validity of the derived kinetic parameters was confirmed by some experimental studies and it was concluded that these parameters can be used in the prediction of toxin degradation in similar corn-based products, prepared from naturally contaminated flour. According to the experimental results, after baking bread at 250ºC for 70 minutes, no reduction was observed in the crumb while in the crust ZEA and DON was reduced by 13.5 and 9.9%, respectively. On the other hand, ZEA and DON losses were also recorded during production of extruded-like expanded corn products at different temperatures. ZEA was again found to be more stable during this process and pressure was found to have an effect on the reduction of toxins in addition to high temperature.Fumonisin reductions / transformations during processing of corn into ?kuymak? and ?helva?, which are traditional products of Black Sea region, were also investigated. Helva production resulted in an increase of the amount of matrix-bound fumonisins. A significant percentage of the toxin in corn (38% of FB1 and 51% of FB2) was supposed to be converted into new products by Maillard type reactions. On the other hand, in kuymak which contains a high amount of milk, all the bound fumonisins in the raw material were converted into their free forms but no toxin reduction occured.