ÖZET
Ekmek taze olarak tüketilen ve raf ömrü kısa olan bir üründür. Paketlenmemiş ve katkı maddesi içermeyen ekmeğin raf ömrü birkaç saattir. Bayatlama ekmeğin kabul edilebilirliğini azaltan ve raf ömrünü birinci derecede kısıtlayan etmendir. Bakteri ve küf gelişimi raf ömrünü etkiler. Surfektanlar ve antimikrobiyal katkı maddeleri kullanımı ile bayatlamayı geciktirmek ve raf ömrünü uzatmak mümkündür. Karbondioksit gazının kullanıldığı modifiye atmosferde paketleme uygulamalarıyla da ekmeğin raf ömrü uzatılabilmektedir. Bu çalışmada ekmeğin raf ömrünü azaltan bozulma reaksiyonları ve bozulmaların önlenmesi konusunda yapılan çalışmalar derlenmiştir.

SHELF LİFE OF BREAD
Abstract
Bread is a fresh-consumed product with a short shelf life. Shelf life of bread without a package and preservative is a few hours. Staling is the major factor in reducing the acceptabilitiy and limiting shelf life of the product.The moisture transfer within the product and between the product and the environment fastens the staling reaction. Bacterial and fungal growth is also another factor limiting shelf life. Extending shelf life and retarding staling of bread are possible by using surfactanta and antimicrobial additives. Shelf life of bread was also reported to be extended by modified atmosphere packaging applications using carbondioxide. In this study, the deterioration reactions limiting the shelf life of bread and studies aboutthe prevention of these reactions werw reviewed.

GİRİŞ
Gıdanın raf ömrü; ürün uygun depolama koşullarında saklandığında, duyusal (organoleptik), kimyasal, fiziksel ve besinsel değerlerinin korunabildiği ve kalitesinin sağlandığı süredir. Gıdanın bileşimi, üretim basamakları, paketleme ve depolama koşulları raf ömrünü belirler. Depolama sırasında sıcaklık, bağıl nem, oksijen ve ışık gibi faktörler gıdanın kalitesini düşürerek raf ömrünü kısaltır. Depolama esnasında ürüne uygun sıcaklığın sağlanması ve bu sıcaklığın sabit kalması gerekir. Depolama sıcaklığındaki dalgalanmalar ürünün raf ömrünü olumsuz etkiler. Depolama sıcaklığı mikroorganizmaların gelişemediği sıcaklık derecesi olmalıdır. Gıdanın oksijen, ışık, metal gibi etmenlerle teması sonucunda karbonhidratlar, proteinler ve yağlar oksidasyona uğrar. Gıdanın özelliklerine göre farklı bozulma reaksiyonları meydana gelir.
Paketlenmemiş ve katkısız ekmeğin raf ömrü kısadır. Yumuşak içli, ince ve çıtır kabuklu ekmek için raf ömrü birkaç saat, ambalajlanmış beyaz ekmek için markette ve evlerde birkaç gündür (Charalambous, 1993). Ekmek içerdiği nişastanın yapısındaki değişimlerden dolayı hızla bayatlar. Bayatlama ekmeğin raf ömrünü kısıtlayan ana reaksiyondur. Ekmeğin nem alışverişi bayatlamayı hızlandırır. Su aktivitesinin yüksek olması nedeniyle küf gelişimine uygundur (Labuza, 1982).

Bayatlama
Ekmeğin bayatlaması raf ömrünü ve kaliteyi azaltan temel problemdir. Bayatlama ile ekmeğin tadı ve aroması değişir; ekmek içinin sertliği, kırılganlığı ve opaklığı artar, kabuğunun gevrekliği kaybolur. Bayatlama ekmek pişirildikten sonra ürün soğutulurken başlar ve depolama süresince devam eder(Labuza, 1982).
Bayatlama, ekmekte bulunan nişastanın depolama sırasında retrogradasyonundan kaynaklanır. Retrogradasyon, sıcak çözünür nişastanın soğutulduğunda jel haline dönüşmesi, zamanla jel yapısındaki nişastanın çözünürlüğünün azalması ve kısmen kristalizasyonu olayıdır. Nişasta bileşenlerinden amilozun retrogradasyonu amilopektine göre daha hızlıdır ve pişirmeden sonra ürün soğutulduğunda tamamlanmıştır. Ancak amilopektin daha yavaş hızla retrograde olduğu için ürün soğutulduktan sonra da retrogradasyona devam eder ve bu nedenle bayatlamanın ana etkeni olarak görülür (BeMiller ve Whistler, 1996).
Unun kimyasal bileşenleri, ekmek üretiminde kullanılan hammaddeler, üretim yöntemi ve değişkenleri, ekmeğin depolanma koşulları ve spesifik hacmi bayatlamayı etkileyen faktörlerdir. Somun hacmi arttıkça bayatlama hızı azalır. Yüksek protein içerikli unlardan yapılan ekmekler daha düşük protein içerikli unlardan üretilen ekmeklere göre daha yavaş bayatlar. Pentozanlar, mono ve digliseritler de bayatlamanın hızını azaltır. Sıcaklık düştükçe bayatlama hızı artar ve yaklaşık 40C’de maksimum hıza ulaşır. Sıcaklık yükseldikçe bayatlama hızı azalır ve bayatlamış ekmek pişirme sıcaklığına yakın sıcaklıklara ısıtıldığında tazelik kazanır (Labuza, 1982). Çeşitli enzimler nişastanın retrogradasyonunu geciktirmek amacıyla kullanılmıştır. Bakteriyel ?-amilazın özellikle lipaz ve pentonaz ile karışımları elastikliği arttırmış, ekmek içinin sertliğinin azaltmış ve depolama kalitesini artırarak raf ömrünü 2 gün uzatmıştır (Gil ve diğ., 1999).

Ekmekte israfı önlemek için araştırmalar yapan Hacettepe Üniversitesi bayatlamayı geciktirmeyi başardı. Araştırmayı, Büyükşehir Belediyesi Halk Ekmek Fabrikası'nın desteğiyle yaptıklarını belirten Mühendislik Fakültesi Gıda Teknolojisi Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Hamit Köksel, şu bilgileri verdi: "Ekmekteki nişasta zincirlerini kırdığımızda bayatlama azaldı. Undaki pentozanları parçalayacak enzim ekleyerek sertleşmeyi geciktirdik. Yağ oranını azaltmak da bayatlamayı engelledi.’’

Hacettepe Üniversitesi’nin ekmekte bayatlamanın geciktirilmesi konulu araştırma tezi, Ankara Büyükşehir Belediyesi Halk Ekmek Fabrikası’nın desteğiyle uygulandı. Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Teknolojisi Ana Bilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Hamit Köksel, ekmek israfını önlemek amacıyla böyle bir proje geliştirdiklerini söyledi. Prof. Dr. Köksel, Hacettepe Üniversitesi’nin ekmekte bayatlamayı geciktirmek, bayatlama nedenleri, ekmeğin raf ömrünü uzatma konusundaki tezini Halk Ekmek Fabrikası’nın desteğiyle uygulama imkanı bulduklarını bildirdi.

Prof. Dr. Köksel, “bayatlamayı geciktirerek israf azaltılabilir mi?” sorusundan hareket ettiklerini kaydederek, şöyle devam etti: “Öğrencilerimizle bayatlamayı geciktirme konusunda değişik formüller üzerinde çalıştık. Bu formüllerin bazılarının sonuç verdiğini gördük. Ekmekte bayatlamaya neden olan nişastadır. Nişasta ekmeğin sertleşmesine neden olur. Birinci formülde nişasta zincirlerini kırdığımız zaman bayatlama azaldı. Ayrıca ekmekteki sertleşmeyi azaltmak için undaki pentozanları parçalayacak bir enzim ilave ederek de ikinci ekmeğimizi hazırladık bu da bayatlamayı geciktirdi. Unun bileşiminde yağ vardır, bu da bayatlamada önemli bir faktördür. Undaki yağ oranında doğal yoldan değişiklik yaparak elde ettiğimiz üçüncü örnekte de başarılı olduk.’’

Farklı depolama sıcaklıklarında 6 gün boyunca depolanan örneklerde ekmek içi tekstürü ile nişasta özelliklerindeki değişim incelenmiş ve ekmekte bayatlama sürecinin geciktirilebileceği belirlenmiştir.

Nem transferi
Ekmek kabuğu ve içi farklı neme sahiptir. Ekmek kabuğunun başlangıç nemi ’dir ve kolaylıkla nem absorbe edebilir. Ekmek içi ise D-45 oranında nem içerir ve bu nem ekmek içinden düşük nemli kabuğa doğru denge oluşuncaya kadar difüze olur. Yüksek nemli ortamlarda kabuk, atmosfer nemini de absorplayabilir. Nem geçirmeyen ambalaj materyali ile ekmeğin paketlenmesi ekmeğin iç kısmında bulunan nemin buharlaşmasını engellediği için kabuk bayatlamasına neden olur. Pişirmenin ardından ekmek tamamen soğutulmadan paketlenirse de aynı problem ortaya çıkar. Buna rağmen kabuk bayatlamasını hızlandırdığı halde toplam nem kaybını azaltmaya yönelik ambalajlama ekmek içinin bayatlama hızını azalttığı için tercih edilir (Charalambous, 1993).

Tat kayıpları
Taze ekmek kompleks bir aroma profiline sahiptir. Kabukta pişirme sırasında meydana gelen enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları sonucu lezzet bileşenleri oluşur. Bu nedenle kabuk tatlı, karamelimsi, kavrulmuş unumsu ve hafif acı tattadır. Kabuk lezzeti pişmeden sonraki ilk 48 saatte hızla değişir. Ekmek içi fermentasyondan kaynaklanan tatlı, alkol, esmer, maya, hamur aroması ve hafif tuzluluk içerir. Ekmek içi lezzeti 48-72 saatte fark edilebilir bir değişiklik gösterir (Charalambous, 1993).

Emülgatör kullanımı
Unlu mamullerde emülgatör olarak genellikle yağ asidi esterleri ve serbest hidroksil veya alkol grubu içeren bileşikler kullanılmaktadır. Monogliseridlerin aktivitelerini kuvvetlendirmek için sorbitan, yağ asitlerinin polioksietilen sorbitan esterleri, yağ asitleri ile esterleştirilmiş propilen glikol, lesitin veya laktile edilmiş, asetile edilmiş ve süksinile edilmiş monogliseritler gibi diğer bileşikler ve/veya modifiye edilmiş monogliseridler katılmaktadır.
Mono- ve digliseridler ve modifiye edilmiş formları; hamur düzelticileri ve kuvvetlendiricileri ile ekmek ve ekmek içi yumuşatıcıları gibi fonksiyonlarıyla unlu mamullerin kalitesini büyük ölçüde düzeltmektedir. Bu maddeler, ayrıca gevrekliği ve raf ömrünü arttırmakta, dilimlenmeyi, hacmi, havalandırmayı ve nem tutulmasını düzeltmekte ve düzgün yağ dağılımını sağlamaktadırlar. Bu fonksiyonların yanı sıra monogliseridler, unlu mamullerde nişasta ile kompleks oluşturma ve proteini kuvvetlendirme (gluten/gluten interaksiyonu) gibi önemli fonksiyonlara da sahiptirler. Ekmek yapımında monogliseridler genellikle bayatlamayı engelleyici katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Şekersiz hamurlarda, ?-amilaz; fermantasyonu zenginleştiren destek enzimidir. Fungal proteaz karıştırma süresini kısaltmak ve un glutenini olgunlaştırmak için kullanılmaktadır. Mayalı hamurlarda ise; un oranı düştüğünde karıştırma zamanı, absorpsiyon, maya düzeyi ve oksidan madde gereksinimleri artmaktadır. Bu tip hamurlarda karıştırma süresini azaltıcı maddeler nadiren kullanılmaktadır. Bitmiş ürünün raf ömrünü uzatmak amacıyla da ?-amilaz kullanılmaktadır.

Mikrobiyal bozulma
Ekmeğin su aktivitesi 0,96 olarak bildirilmiştir. Pişirme sırasında mikrobiyal yük azaltılsa da bulunan bakteri sporları ve kontaminasyon sonucunda mikrobiyal gelişim görülebilir (Labuza, 1982). Özellikle küf gelişimi ekmekte en önemli mikrobiyolojik problemdir. Ilık ve nemli depolama koşulları, ürünün uygun şekilde soğumadan paketlenmesi nedeniyle ambalaj içinde meydana gelen yoğunlaşma küf gelişimini teşvik eder.
Ekmekte genellikle Aspergillus ve Penicillum türleri bulunurken; Rhizopus, Mucor, Fusarium ve Peacilomyces cinsi küflere de rastlanmaktadır. Ülkemizde üretilen ekmeklerde aflotoksin üreten A.parasiticus ve A.flavus türlerine rastlanmıştır (Göçmen, 2001). Siyah renkli Rhizophus stolonifer ve kırmızı renkli Neurospora sitophila da ekmekte yaygın olarak bulunan küflerdendir. Küf gelişimiyle beraber üründe renk değişimi de görülür, bunu üründe sertleşme takip eder (Charalambous, 1993).

Ekmekte görülen diğer bir mikrobiyolojik bozulma sünme (rope) olarak bilinen yapışkan, yumuşak ve ipliksi yapı oluşumudur. Sünme Bacillus subtilis’in salya oluşturma özelliğine sahip suşlarından kaynaklanmaktadır. Aerob ve sporlu bir bakteri olan B.subtilis’in örneklerinin bir çoğunda kontaminant olarak bulunur. Bakteri sporları pişirme sırasında ekmek içinin ulaştığı sıcaklıkta inaktive edilememektedir. Ayrıca bu bakteri türünün maya ve süttozu gibi diğer ekmek katkı maddelerinde de bulunabileceği saptanmıştır (Göçmen, 2001). Ekmekte görülen sünmenin engellenebilmesi için, un ve diğer hammaddelerde bakteri sporları bulunmamalı ve bakteri yükü 102 adet/g’ın üzerine çıkmamalı, hamur içilebilir temiz su ile yoğurulmalı ve hamur sıcaklığı 250C’nin altında olmalıdır. Hamurla temas eden tüm alet ve ekipman temizlenmeli ve kontaminasyon önlenmelidir. Hamur bileşimine un ağırlığı üzerinden %0,1-0,3 oranında Ca-propiyonat ilave edilebilir. Un ağırlığı üzerinden %0,2 Ca-propiyonat katılmış ekmeklerde 6 gün sonunda küf oluşmadığı, diğerlerinde ise bu sürenin 4 gün olduğu ve %0,2 oranının koku problemine neden olmadığı belirtilmektedir. Bir diğer araştırmada, çeşitli düzeylerde Bacillus mesentericus bulaşmış ekmeklerde un ağırlığınca %0,11 Ca-propiyonat’ın , %0,25 Ca-asitfosfat’tan daha etkin olduğu gözlenmiştir. Aynı araştırmada %0,18 Ca-propiyonat’ın pH5,8’e kadar etkin olarak ekmekte ropu inhibe ettiği, pH5,6’da ise %0,15 konsantrasyonun yeterli olduğu görülmüştür. Propiyonat, küfleri inhibe ettiği ve mayalara etki etmediği için bir anti-rop ajanı olarak uygun görülmektedir. Fırınlanmış gıdalarda hem sodyum hem de kalsiyum propiyonat kullanılabilmekte, ancak ekmekte bir zenginleştirici olmasından dolayı kalsiyum propiyonat tercih edilmektedir. Ekmekler pişirildikten sonra hızlı bir şekilde soğutulmalı ve düşük sıcaklık derecelerinde depolanmalıdır. Bayat ekmeklerin taze ekmeklerle teması önlenmelidir (Göçmen, 2001).

Ekmeklerde MAP (Modifiye Atmosferde Paketleme) Uygulamaları
Modifiye atmosferde paketleme uygulamaları bakteri ve küf gelişimini engelleyici olarak kullanılabilir. Ortam oksijenini azaltmak ve mikrobiyal gelişimi önlemek amacıyla genellikle karbondioksit ve azottan yararlanılır. Rodriguez ve diğ. (2000) dilimlenmiş ekmeklerde koruyucu (kalsiyum propiyonat) kullanımının , sıcaklığın ve modifiye atmosferde ambalajlamanın raf ömrüne etkilerini incelemişlerdir. Raf ömrü örneklerin 0’unda küflenme görüldüğü zaman olarak belirlenmiştir.
Koruyucu kullanılmamış dilimlenmiş ekmeklerde, normal atmosfer koşullarında paketlenen ürünlerde raf ömrü 22-250 C’de 3 gün iken, P CO2, P N2 atmosferinde paketlenen ürünlerde bu süre 14 güne çıkmıştır.

Çizelge-2: Karbondioksit atmosferinde ambalajlanmış yada sorbik asit veya Ca-propiyonat katkılı ekmeklerde, 28 günlük depolama sürecinde küflenme başlangıcı

Depolama süresi Normal atm. CO2 atm. Sorbik asit Ca-propiyonat
28 gün ambalajlanmış ambalajlanmış katkılı katkılı
(Şahit) -0,20% -0,40%
Tost ekmeği 5.gün 7.gün 9.gün
Çavdar karışık ekmek(` çavdar, @ buğday) 6.gün 14.gün 14.gün 15.gün
(ekşi maya)
Çavdar karışık ekmek 5.gün 12.gün 12.gün 14.gün
Çavdar kırma ekmek 5.gün 12.gün 12.gün 14.gün
(0 çavdar)

Hava atmosferi yerine CO2 atmosferinde ambalajlanmış ve oda sıcaklığında depolanmış ekmeklerde küf gelişiminin belirgin derecede geciktirilebileceği belirlenmiştir. Diğer yandan CO2 gazı uygulanmış ekmeklerin, sorbik asit veya kalsiyum propiyonat katkılı ekmeklerle hemen hemen benzer süre dayanıklılık gösterdikleri belirlenmiştir. CO2 atmosferinde ambalajlanmış tost ekmeklerinde, 28 gün depolama süresi sonunda bile küflenme görülmemiştir. Ayrıca CO2 ile gazlanmış ekmeklerde aroma değişmemiş ve oksijenli ortamda ambalajlanmış olanlara göre nem kaybı daha az olmuştur. Ancak kusursuz bir ambalajlama için, paketteki artık oksijen oranının %1’in altına düşürülmesi ve gaz geçirmeyen, yani hava oksijeninin içeri girmesini ve ambalajdan koruyucu gaz çıkışını önleyebilecek nitelikte bir ambalaj kombinasyonu gerekir. Bu amaçla, PVDC kaplanmış veya lamine edilmiş Poliester/LDPE, yada iki tarafı PVDC kaplanmış veya lamine edilmiş Vinil filmi/LDPE kombinasyonları önerilebilir.

SONUÇ
Ülkemizde temel gıda maddesi olan ekmekte bayatlama sebebiyle raf ömrü azalmaktadır. Formülasyonda katkı maddeleri kullanımı ile bayatlama geciktirilebilir. Ayrıca undaki pentozanları parçalayacak enzim ekleyerek de bayatlama geciktirilebilir ve israf azaltılabilir. Nem transferinin ve mikrobiyal gelişimin önlenmesi, ambalajlama ve modifiye atmosfer teknikleriyle sağlanabilir. Günümüzde oksijen absorbe edici aktif paketlerin kullanılması ile de raf ömrünü uzatmak mümkündür.

KAYNAKLAR

ALTUĞ, T. 2001. Gıda Katkı Maddeleri. Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü. 74-136-137- 251-254.
Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü 1. Proje Sergisi
IŞIN, T.G., KILIÇ, M. Ekmeğin raf ömrü. İstanbul Teknik Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü. 605-606-607-608.
Türk Gıda Kodeksi Ekmek ve Çeşitleri Tebliği
ÜÇÜNCÜ, M. Fırın Ürünlerinin Modifiye Atmosferde Ambalajlanması. Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü. 122-123.