Kek Üretimi

GİRİŞ
Yumuşak buğday ürünlerinden olan kek, üretimi ve tüketimi, gelir dağılımı alışkanlıkları, nüfus artışı şehirleşme olgusu, ulaşım imkanlarının gelişmesi ve yeni tekniklerin uygulanması ile artmakta veya gelişmektedir. Kek pek çok ülkede üretilen besleyici değeri yüksek, kullanımı kolay, göz ve damak zevkine hitap eden çeşitlilikte, farklı formülasyonlarda ve şekillerde üretilen hazır bir gıda ürünüdür (Çelik ve ark. 2001).
Kek, kimyasal ve mekaniksel olarak kabartılan, birçok çeşidi bulunan ve sevilerek tüketilen bir unlu mamuldür. Bu çeşitlilik çoğu zaman formülasyona giren bileşenlerin miktarlarının ayarlamasıyla gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle formüldeki bileşenlerin fonksiyonlarının bilinmesi, üretimin başlangıcından sonuna kadar olan aşamalarda kalitenin sürekliliğinin sağlanması için oldukça önemlidir. Benzer şekilde, şüphesiz, kek üretiminin tüm aşamalarının kalite üzerine olan etkilerinin bilinmesi de son ürün kalitesi açısından önem taşımaktadır. Tüm bunların sağlanmasıyla üretici arzu edilen kalitede kek üretmeyi başarabilecek ve meydana gelen problemlerini daha kolay çözebilecektir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
2. LİTERATÜR ÖZETİ
2.1. Kekin Tanımı
Kek ürünleri çok çeşitli formlarda bulunabilen ve unlu mamuller endüstrisinin en önemli ürünlerindendir. Endüstrideki kek çeşitlerinin ve kek formüllerinin çokluğu nedeniyle kekin tanımını yapmak oldukça zordur. Bununla birlikte, çok genel bir ifadeyle kek; un, şeker, yağ, yumurta, kabartma tozu, su(bazen süt) ve tatlandırıcı kullanarak hazırlanan hamurun pişirilmesiyle elde edilen unlu mamul olarak tanımlanabilir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Bir başka tanıma göre kek, orta kuvvette, %8-9 proteinli ince çekilmiş yumuşak buğday unundan şeker, yağ ve yumurta ilavesiyle hazırlanmış yumuşak hamurdan, usulüne göre pişirilmiş hazır gıda maddesidir. Kabartıcı olarak kimyasal kabartıcılar kullanılır. Ayrıca çırpılmış yumurta akı katkısı ve hızlı yoğurma işlemi de kabartıcı olarak rol oynar .
Macrae’ye göre ise kek; kimyasal kabartıcılar ile kabartılmış, pişirilmiş, çoğu zaman görünüş açısından diğer kompanentlerle zenginleştirilmiş tipik olarak dairesel ve düzgün şekilli bir gıda maddesidir (Dağdelen 2000).
2.2. Kekin Sınıflandırılması
2.2.1. Şekillerine göre sınıflandırılması
Keklerin sınıflandırılması genel olarak formülde yer alan bileşenlere göre yapılmaktadır. Pazardaki kekler şekillerine göre; dilim, top, baton, kalıp, pasta altı, bar kekler 1olmak üzere altı sınıfa ayrılmıştır. Ayrıca hindistan cevizi, zencefil ve tarçın gibi baharatların kullanımıyla yapılan baharatlı kekler, peynir veya krem peynir kullanılarak yapılan kekler ve kakao(ya da çikolata çözeltisi) kullanılarak yapılan çikolatalı kekler de mevcuttur.
2.2.2. Üretim met****a göre keklerin sınıflandırılması
Kekler üretim tiplerine göre şöyle sınıflandırılır.
1. Maya ile kabartılmış kekler; Meyveli ekmek, Danish Pastry, Savarin, Sponge Kek.
2. Kimyasallarla kabartılmış kekler; Pişirme tozu, karbonat amonyum, aseton, ve etanol ile oluşacak gazı artırmak suretiyle, göz oluşumu ısıtma ile veya asit baz reaksiyonu sonucu oluşur.
3. Hava ile kabartılmış kekler; Sponge kek, Food kek, Paund kek, Chiffon kek.
4. Kabartılmış kekler; Gofret, Puffy Pastry
2.3. Kek Üretiminde Yaygın Olarak Kullanılan Bileşenler ve Fonksiyonları
2.3.1. Un
Buğday unu, temizlenmiş ve tavlanmış buğdayın öğütülmesiyle elde edilen yarı işlenmiş bir gıdadır. Unun kaynağı tane endospermidir. Un ifadesi aksi belirtilmedikçe buğday ununu karşılamaktadır. Buğday unu kaynaklı gıdaların son ürün kalitesi bu ürünlerin elde edileceği unun kalitesi ile sınırlıdır (Elgün ve Türker 2001).
Un kalitesi: geniş anlamda unun, imalat şartlarında her zaman rekabet edilebilir fiyatta, arzu edilen özellikte ,üniform, cazip bir son ürün meydana getirebilme kabiliyeti olup, son ürünün çeşidine ve kullananlara göre farklı anlamlar ifade etmektedir (Elgün ve Türker 2001).
Kek, bisküvi, vb. ürünler bilindiği üzere yumuşak buğday ürünleri olarak tanımlanmaktadır. Burada olduğu gibi buğdaya uygulanan “sert” ve “yumuşak” terimleri buğday tanesinin dokusunun tanımlanmasıdır. Sert buğday tanesinden elde edilen unlar, yumuşak buğdaydan elde edilenlerden daha iri bir parçacık büyüklüğüne sahiptir. Yumuşak buğdaydan elde edilen düşük proteinli (%7-10) unlar kek ve bisküvi yapımına en uygun un tipini oluşturmakta olup, bu ürünler sert buğday unu yerine yumuşak buğday unu ile yapıldığı zaman daha iyi bir görünüşe ve yenme kalitesine sahip olmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Yumuşak buğday unlarında kullanılan unların genel bir spesifikasyonu aşağıda verilmekle birlikte bu spesifikasyonlar söz konusu son ürüne bağlı olarak değişmektedir

Yumuşak buğday unun için genel spesifikasyonlar:
1.Parlak ve kerem renk ve nisbi olarak düşük kül içeriği
2. Düşük-orta protein içeriği (%7–10, %14 nem miktarı üzerinden)
3. Düşük su kaldırma
4. Düşük zedelenmiş nişasta miktarı
5. İnce un granülasyonu
6.Orta düzeyde yoğrulma gereksinimi ve tatminkar hamur işlenme özellikleri
7. Keklerde tatminkâr bir doku ile yüksek hacim
Yukarıda da görülebileceği üzere kek üretiminde yumuşak, düşük protein içerikli ve düşük alfa-amilaz aktivitesine sahip buğdaylardan elde edilen parlak ve krem renkli, nispeten düşük kül içerikli ve az miktarda su kaldıran unlar kullanılmaktadır. Kek üretiminde %0.32 ile %0.42 arasında değişen kül miktarlarına sahip yumuşak buğday unlarının kullanılabileceği belirtilmiştir.
Un, kekte iç yapının oluşmasında yer alan en önemli bileşendir. Unun en önemli fonksiyonu ortamdaki serbest suyu tutan nişastayı sağlamaktır. Üretim sırasında tatmin edici bir performans alabilmek için; undaki gluten içeriği gözenekli bir içyapı oluşturabilecek düzeyde (düşük) olmalıdır. %7–10 (%14 nem miktarı üzerinden) gibi düşük protein içerikli yumuşak buğday unlarının kek üretimine uygun olduğunu ifade edilmiştir.
Kek üretiminde kullanılan unlara öğütme işleminden sonra asitliklerini ve özellikle su tutma özelliklerini arttıran ağartma işlemi uygulanmaktadır. pH değeri 4.5-5.2 arasında olan ağartılmış kek unları daha fazla su ve buna bağlı olarak daha fazla şeker ve yağ kaldırabilmektedir.
Kek üretimine uygun iyi kaliteli bir un; formüldeki yüksek miktardaki şekeri taşıyabilecek kuvvette, sert bir ürün vermeksizin kuvvetli bir ağ yapısı geliştirebilecek nitelikte, ince parçacık büyüklüğünde, pH değeri 4.5-5.2 ve klorlama derecesi 110-239 ppm ve %7-8 protein içeriğine sahip yumuşak kırmızı veya beyaz buğday unu olmalıdır.
Kek hamuru birbiri ile reaksiyona giren çok sayıda bileşenden oluşmaktadır. Kaliteli bir kek üretebilmek için kek hamur viskozitesinin ve stabilitesinin arttırılması gerekmektedir. Bu da genellikle buğday unlarının, kekin renk ve doku gibi içyapısal özelliklerini geliştiren klor ile muamele edilmesiyle başarılmaktadır.
Optimum kalitede yüksek şekerli kek üretebilmek için gerekli olan yumuşak buğday unlarının klorlanması işlemi ilk olarak 1930'lu yıllarda uygulanmıştır. Etki mekanizması tam olarak bilinmemekle beraber, klorlanmış unlarla yapılan keklerin hacmi artmakta, daha tekdüze bir yapı, daha beyaz iç yapı rengi elde edilmekte ve keklerin simetrisi de artmaktadır.
Unların ısı ile muamele edilmesi ve/veya olgunlaştırma işlemleri klorlama işlemine alternatif olarak gösterilmektedir. Isı ile muamele ve olgunlaştırma işlemleri undaki nişastanın su bağlama ve jelatinizasyon özelliklerini geliştirmektedir. Yağı alınmış ve oda sıcaklığında iki ay depolanmış undan yapılan keklerin pişme kalitesinin arttığı saptanmıştır.
Bugün ülkemizde Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği unlarda ağartıcı kullanımına izin vermediğinden ağartılmış, beyazlatılmış un kullanılmamaktadır.
2.3.2. Su
Su genel olarak tüm fırın ürünlerinde en az bilinen bir bileşendir. Formülde kullanılan suyun kalitesi fırın ürünlerinde genel olarak bilinenden çok daha fazla bir etkiye sahip olabilmektedir. Suda mevcut çözünmüş minerallerin ve organik maddelerin miktarı ve tipi son ürünlerin tat ve aroma, renk ve fiziksel özellikleri yanında hamurların işlenmesini de etkileyebilmektedir. Örneğin, özellikle bakır gibi, bazı iz elementler katı ve sıvı yağlarda acılaşmanın gelişiminde hızlandırıcı etkiye sahip olabilmektedir. Su hamurda şekil verilebilme, yoğrulabilme özelliğini kazandırıcı madde olarak etki etmekte ve ilave miktarı işleme için kabul edilebilir kıvamda bir hamur elde edilebilecek şekilde ayarlanmaktadır. Suyun miktarı ayrıca diğer bileşenlerin içerdiği nem miktarlarına göre belirlenmektedir. Emülgatör içeren yağların kullanımı daha fazla su kullanılmasına olanak sağlamakta ve bu da daha fazla şeker kullanımına izin vermektedir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Su, kek formülünde yer alan tüm bileşenlerin birbiri içinde dağılmasını sağlamaktadır. Ayrıca şekerin çözünmesini kolaylaştırmakta ve gluteni geliştirmektedir. Kabartma tozlarının reaksiyona girmesine ortam hazırlayan su kek hamurunun yoğunluğunu ve sıcaklığını düzenleyerek kekin yapısının gelişmesine yardım etmektedir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).

2.3.3. Şeker
Şeker pancarı ve şeker kamışından elde edilen sakkaroz, glukoz ve fruktozdan oluşan bir disakkarittir. Bazı gıda uygulamalarında kristalize edilmemiş rafine sakkaroz sulu çözelti olarak kullanılır. Bu ürün sıvı şeker olarak adlandırılır. Sakkaroz ve diğer birçok küçük molekül ağırlıklı karbonhidrat hidrofilik özelliklerinin ve çözünürlüklerinin yüksek olması nedeniyle yüksek konsantrasyonda çözeltiler oluşturabilirler. Bu tür yüksek osmolaliteli şuruplar ve bal koruyucu madde gerektirmedikleri için gıdalara tatlandırıcı, koruyucu ve nemlendirici olarak kullanılabilirler (Saldamlı 1998).
Şeker, kek yapısının oluşumunu etkileyen önemli bir bileşen olup tat ve enerji vermektedir. Pişirme sırasında, yüksek şekerli keklerde şekerin nişastanın jelatinizasyon sıcaklığını arttırması nedeniyle nişastanın jelatinizasyonu gecikmektedir. Bu olay iki şekilde gerçekleşmektedir: 1) hamurun su aktivitesini (aw.) düşürerek ve 2) nişasta moleküllerinin zincirleri arasında şeker köprüleri oluşturarak. Jelatinizasyonun gecikmesi ile hamurdaki hava kabarcıkları karbondioksit ve su buharının yardımıyla tamamen genişlemekte ve daha hacimli ve simetrik kekler elde edilmektedir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Ayrıca kullanılan şekerin tipi ve miktarı da nişastanın su alıp şişmesini, suyun kullanılabilirliğini ve kek içinin yapısal gelişimi sırasında hamurdaki hava kabarcıklarının stabilitesini etkilemektedir. Nişastanın jelatinizasyonunda, maltoz dışındaki disakkaritler monosakkaritlere göre daha etkindir. Ayrıca kullanılan şekerin miktarı da kekin yapısını ve duyusal kalitesini etkilemektedir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Kaliteli bir kek elde etmek için şekerin hamurun içinde tamamen çözündürülmesi gerekmektedir. Şeker karıştırma sırasında gluten gelişimini yavaşlatmakta, pişirme sırasında proteinlerin denatürasyon sıcaklığını arttırmakta ve böylece iç yapıdaki gözenek duvarlarının gergin duruma geçmesi için gerekli olan süre uzamaktadır. Başka bir ifade ile şekerin yumuşatıcı etkisi söz konusudur (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
2.3.4. Yağ
Ekmek, bisküvi, kek ve diğer fırın ürünlerinde gerekli kalitatif özelliklerin kazandırılmasında, ürünlerin muhafaza kalitesinin ve kalori değerinin arttırılmasında, üniform ve stabil yapıda, arzu edilen aromada ürün eldesinden dolayı katkı materyali olarak shortening denilen katı ve sıvı yağlar kullanılmaktadır. Shorteningler, hayvansal ve bitkisel kaynaklar ile deniz ürünlerinden elde edilmektedir (Elgün ve Türker 2001).
Yağ kek üretiminde önemli fonksiyonları olan temel bileşenlerden birisidir.
Kek yapımında yağın üç temel rolü vardır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
1. Kek kokusunun oluşmasında rol alan koku bileşiklerini taşımak,
2. Yenme kalitesini geliştirmek
3. Bazı proseslerde, hava kabarcıklarının etrafını sararak hava kabarcıklarının hamurda daha stabil hale gelmesini sağlamak
Bunun yanında yağ kek hacmini arttırmakta, kabuk ve iç yapının oluşmasını etkilemekte, kek içini yumuşatmakta, ürünün nem kaybını önleyerek üründe tazelik sağlamakta ve ürünün raf ömrünü uzatmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Kek formülünde düşük miktarda şeker ve sıvı varsa normal yağ kullanılabilirken, eğer formül yüksek oranda şeker ve sıvı içeriyorsa emülgatörlü yağ kullanılması gerekmektedir. Yağın içindeki emülgatör suda yağ emülsiyonu oluşturarak una göre daha fazla miktarlarda şeker ve sıvı bileşenlerin katılmasına olanak sağlamaktadır. Bu tip yüksek emülsifiye etme gücüne sahip yağlar, kek hamurundaki sıvı fazın daha iyi karışmasını sağlamakta ve ürünün hacmini arttırmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Kullanılan yağın tipi ve miktarı da kekin kalitesini etkilemektedir. Ayrıca yağ ile birlikte veya tek başına tereyağı da kullanılmaktadır. Tereyağı kekin koku ve doku özelliklerini dolayısıyla kekin duyusal kalitesini geliştirmekte, fakat kekin hacmini düşürmektedir. Bununla birlikte tereyağın kek hacmi üzerindeki bu olumsuz etkisi emülgatör kullanılarak telafi edilebilmektedir. Yağ miktarının azalmasıyla kek hamurunun özgül ağırlığı artmakta ve kekin iç yapısında tüneller oluşmaktadır. Yağ miktarında %50 oranında bir azalma kek içi renginin tam olarak oluşmamasına yol açmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).

2.3.5. Yağsız süt tozu
Süttozu, süt suyunun tamamına yakın bir kısmının buharlaştırılıp yoğunlaşmış kuru maddenin toz haline getirilmesiyle elde edilen dayanıklı ve besin değeri çok üstün bir süt mamulüdür. Süttozu unlu ve şekerli ürünler sanayinde yumurta yerine, yine şekerli ürünlerde yapı düzeltici olarak ve unlu mamullerde hacim arttırıcı, su bağlama niteliğini iyileştirici ve böylece tazeliği daha uzun süre koruyucu olarak da geniş ölçüde değerlendirilmektedir (Metin ve ark.1996).
Yağsız süt tozu, kek üretiminde bileşimindeki şeker ve protein nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Yağsız süt tozu hamurun absorbsiyonunu arttırmaktadır. Hamur hazırlama aşamasında tuz kullanımı yağsız süt tozunun absorbsiyon özelliğini arttırmaktadır. Una göre %4 oranında katılan yağsız süt tozu absorbsiyonu %2 oranında arttırmaktadır. Bununla birlikte ortalama %1.75 oranında katılan tuz yağsız süt tozunun absorbsiyonu %4'e (iki katı) çıkarmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Yağsız süt tozu kek hamurundaki hava kabarcıklarının büyüklüğünü ve stabilitesini etkilemektedir. Bileşimi dolayısıyla kekin besleyici değerini arttırmakta, tat ve kokunun oluşmasında rol oynamaktadır. Yağsız süt tozu pişme sırasında nem kaybını düşürerek nemi muhafaza etmektedir. Ayrıca kabuk renginin oluşumunda da aktif rolü vardır .
2.3.6. Yumurta akı tozu
Kurutulmuş yumurta ürünleri arasında en çok üretilen ve kullanılan yumurta akı tozudur. En çok kek karışımlarında ve ticari keklerde kullanılmaktadır (Stadelman ve Cotterill 1977).
Kek üretiminde kullanılan yumurta akı kekin temel bileşenlerinden birisi olmamakla beraber kekin yapısını geliştirmekte, hacmini, simetri indeksini (profilini), yumuşaklığını ve yenme kalitesini arttırmaktadır. Yumurta akı tozu ile çırpma işlemi sırasında karşıt iki durum ortaya çıkmaktadır. Birincisi, hamurun içine alınan hava miktarının artması ile kek hacminin artması; ikincisi ise hamurun (köpük tipi hamur) stabilitesinin azalmasına bağlı olarak kek hacminin azalmasıdır. Bu iki karşıt durum hamurun özgül ağırlığı 0.15 ile 0.17 arasında olacak şekilde ayarlanarak dengelenmekte ve bu sayede kekte maksimum hacim elde .
2.3.7. Tuz
Kimyasal olarak tuz, bir asit ile bazın interaksiyonu sonucu oluşan bir bileşiktir. Genel anlamda ise, sodyum ve klor elementlerinden ibaret beyaz kristal bir maddedir. Ekmekçilikte kullanılan tuzda aranılan başlıca özellikler:
1. Depolanması sırasında topaklaşmaya neden olmayacak iyi bir granülasyona sahip olması,
2. Fiziksel olarak temiz, parlak ve beyaz olması,
3.Topaklaşmaya neden olabilecek higroskopik safsızlıklar içermemesi,
4. Suda çözünürlüğünün yüksek olması,
5. Hamurda ve üründe yağ oksidasyonunu ve ransiditeyi hızlandıran Cu ve Fe minerallerini içermemesidir (Elgün ve Ertugay 1995)
Tuz kek yapımında diğer bileşenlerle birlikte tadın oluşumunu dengelemekte ve koku özelliğini geliştirmektedir. Diğer bir ifade ile tat ve kokunun oluşumunda sinerjist bir etkisi vardır. Bununla birlikte proteinlerin çözünürlüğünü de etkilemekte, özellikle düşük tuz konsantrasyonlarında gluten proteinlerinin çözünürlüğünü arttırmaktadır. Sodyum klorür hamurun karıştırma koşullarını, absorbsiyonunu ve proses koşullarını etkilemektedir. Tüm bu etkilerin temelinde, tuzun proteinlerin çözünürlüğü üzerindeki etkisi bulunmaktadır

2.3.8. Stabilizörler
“Hidrokolloit”, “zamk” ( sakız, gam: gum) gibi isimlerle de bilinen stabilizörler, gıdalara çok çeşitli fonksiyonu olan maddelerdir. Bunlar, gıda maddelerinin üretiminde arzu edilen yapıyı oluşturmak, belli bir yapıyı korumak veya iyileştirmek amacıyla kullanılan katkı maddeleridir. Stabilizörler, bu fonksiyonlarını, gıdanın farklı fazları arasına homojen bir şekilde girerek ve ortama stabil (dengeli, kararlı, sağlam, değişmez) bir yapı kazandırarak yerine getirirler. Molekül yapılarındaki farlılıktan dolayı stabilizörlerin yüzey aktiviteleri emülgatörlerden genellikle daha düşüktür.
Bu maddelerin çeşitli fonksiyonları arasında jelleştirici,süspanse edici, emülsiyon yapıcı (emülgatör), stabilize edici, koyulaştırıcı (kıvam arttırıcı), bağlayıcı, berraklaştırıcı, kapsülleyici, kaplayıcı ve köpük tutucu özellikleri sayılabilir .
Tablo 1. Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliğine Göre Kekte Kullanılmasına İzin Verilen Stabilizörler ve Miktarları (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Stabilizörler
Miktar
Karegenan
Keççiboynuzu Zamkı
Guar Gum
Arap Zamkı
Ksantan Zamkı
GMP
GMP
GMP
GMP
GMP

2.3.8.1. Guar gum
Cyamopsistetragonolobusbitkisinin (soya fasulyesini andıran bir bitki) tohumundan elde edilir. Hamur ve diğer fırın ürünlerinde esneklik kazandırıcı olarak rol oynar .
2.3.8.2. Karagenan
Karagenan kırmızı deniz yosunlarından elde edilen bir jel ajanıdır. Kappa-, iota ve lamda türleri vardır. K- ve i- jel oluşturmakta ve bunlara eklenen farklı katyonlarla (K ve Ca) kırılgan ve elastik jeller elde edilmektedir .
Karagenan, büyük veya küçük molekül yapısı gösterir. ilkinde molekül ağırlığı bir milyon sindirilemez özelliğine rağmen, bağırsak mukozasına herhangi bir zararı yoktur. Küçük moleküllü karagenanın ise farelerde bağırsak yırtılmasına ve zedelenmesine yol açmıştır. Bu nedenle gıda sanayinde kullanılan karagenanın, alglerden yüksek moleküllü olarak elde edilmesi gerekir .
2.3.8.3. Gum katkılarının kek kalitesi üzerine etkileri
Gumlar hamurlarla ilgili uygulamalarda vazgeçilmez fonksiyonlar ortaya koymaktadır. Mesela bayatlamayı önlemek için kek hamuruna ilave edilmektedir. Diğer bazı avantajları ise hacim artışında etkili olması ve tekstürel değişiklikler meydana getirmesidir (Çelik ve ark. 2001).

Çelik ve ark. (2001)’ın yaptığı araştırmaya göre kek karışımının pH’sı üzerinde bütün gum çeşitleri arttırıcı yönde etkili olurken en fazla artış locust bean gumda görülmüştür. Kek karışımının viskozitesi üzerinde ise en fazla artışa karaya, daha sonra karboksi metil selüloz gum neden olmuştur. Gumlar, kullanıldıkları gıdalarda kalınlaştırıcı ve su tutucu fonksiyonlarına sahiptirler. Karaya gum oldukça yüksek molekül ağırlığına sahip olup ağırlığının 250 katı su çekebilmekte ve soğuk suda yüksek viskozite de jel meydana getirebilmektedir. Karaya, xantan ve karragenen gum kek hacmini diğer gumlardan daha çok arttırırken en fazla artış karaya gumda görülmüştür. Gumların hamur viskozitesini artırarak ve gaz difüzyon oranını yavaşlatarak kek hacmini artırdığı sanılmaktadır. Yapılan bir araştırmada Xantan gum seviyesi arttıkça ve su seviyesi azaldıkça kek hacminin artacağı bildirilmiştir. Hacimde olduğu gibi spesifik hacim üzerinde de en fala artışa karaya gum neden olmuştur. Üniformite indeksi üzerinde guar gum en fala artışa neden olurken düğer gumların etkileri istatistiksel olarak birbirlerinden farksız çıkmıştır. 1. ve 3. gün yumuşaklık üzerinde karaya gum artırıcı yönde etkili olurken diğer gumlar benzer sonuçlar vermiştir. Karaya gumın bu olumlu etkisi hacim ve spesifik hacim üzerine arttırıcı yönde etkisiyle paralellik arz etmektedir. 7. Gün yumuşaklık üzerine ise Kek-karagennan gum düşürücü yönde etkili olmuştur. K-karagenan gumların nişastalı ortamda çok düşük seviyelerde (%0.15-%0.25) kullanımı tavsiye edilmektedir (Çelik ve ark.. 2001).
Kek hamuru karışımına gum ilave edilmesi pH’yı bir miktar düşürmüştür.
Kek karışımı viskozitesi üzerine bütün katkı seviyeleri konsantrasyona bağlı olarak arttırıcı yönde etkili olmuştur. Gumlar sıcak ve soğuk suda hemen çözünmekte ve su-yağ emülsiyonlarında stabilite sağlamaktadır. Ayrıca düşük konsantrasyonlarda bile yüksek viskoziteli çözeltiler vermektedir (Çelik ve ark. 2001).
Katkı seviyesinin artması kek hacmi üzerinde artırıcı yönde etkili olmuştur. Gumların çok az kullanımında bile etkilerini gösterdikleri, pasta ve diğer fırın ürünlerinde hacim artırıcı sağladıkları bildirilmektedir. Katkı seviyesinin artması simetri indeksi üzerine artırıcı yönde etkili olurken büzülme değeri üzerinde düşürücü yönde etkili olmuştur. Yani gum ilave edilmesi ile kekin tabanındaki büzülme azalmıştır. Gumların pişirmenin bazı olumsuz özelliklerini önlediği bildirilmektedir. Gumların bayatlamayı önleme etkileri bulunmaktadır. Kek bileşimine gum ilave edilmesi keskin dış renginde renk değerini düşürücü yönde etkili olurken, kekin iç ve dış renk değerini ise artırıcı yönde etkili olmuştur. Gumlar nişasta için pişirme prosesini arttırmakta, iç kısmında ve kabukta daha koyu bir renk oluşmasına sebep olmaktadır. kek hamuru viskozitesinde, katkı seviyesi arttıkça bütün gum çeşitleri arttıkça yönde etkili olurken en fazla artış karaya gumda görülmüştür (Çelik ve ark. 2001).

2.3.9. Kabartma Tozları
Kimyasal kabartıcılar, kekte karakteristik iç yapının oluşması için kullanılmaktadır. Hamur ürünlerinin kabarması, kabartma tozlarının kimyasal faaliyeti sonucu hamur içerisinde küçük karbondioksit kabarcıklarının oluşması ile gerçekleşmektedir. Diğer bir deyimle kabarma; karakteristik bir şekilde hafifleme, gözenekli bir yapıya sahip olma, daha lezzetli ve hazmı kolay hale getirme işlemidir.
Keki de içeren yumuşak buğday unu ürünlerinde kullanılan kabartma tozları; çabuk, hızlı etki eden, yavaş etki eden ve çift etkili olarak sınıflandırılmaktadır. Çabuk etki eden kabartma tozları oluşturdukları gazın çoğunu oda sıcaklığında serbest bırakmaktadırlar. Yavaş etki eden kabartma tozları ise mevcut CO2 gazının bir kısmını hamurun karıştırılması sırasında serbest bırakırken çoğunluğunu yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen reaksiyonlar sonucu oluşturmaktadır. Çift etkili kabartma tozları gerçekte, karıştırma sırasında bir miktar daha fazla gaz üretme potansiyelinde olan, yavaş etki eden tipin bir çeşididir. Fırın ürünlerinde kullanılan dökme kabartma tozunun çoğunluğu da çift etkili tiptir. Kabartıcı asit seçiminde etki eden diğer önemli faktörler bunların hamurun reolojik yapısına etkileri yanında son ürünün tadıdır.
Üretiminde kabartma tozları kombinasyonlar şeklinde kullanılmaktadır. Kabartma tozu kombinasyonlarının hazırlanmasında dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, alkali ve asit reaksiyonlu bileşenlerin miktar bakımından dengelenmesi ve sodyum bikarbonatın tamamen nötralizasyonu için asit bileşenlerinin son üründe herhangi bir kalıntı bırakmamasıdır. Günümüzde kabartma tozu kombinasyonlarını hazırlamak için sodyum bikarbonat, tartarik asit, kalsiyum karbonat, kalsiyum laktat, mono kalsiyum fosfat, potasyum alüminyum sülfat, sodyum asit pirofosfat, trikalsiyum fosfat gibi kabartıcılar yaygın olarak kullanılmaktadır .
2.3.9.1. Sodyum Bikarbonat
En iyi bilinen karbondioksit kaynağı sodyum bikarbonat yada diğer adıyla pişirme sodası olup kabartıcı bir asitle birlikte kullanılmaktadır. Un ve diğer bileşenlerin biraz asidik özellik taşımalarından dolayı, kendi halinde kullanıldığında bile karbondioksit gazı oluşturmaktadır. Ancak bir miktar asitle birlikte daha çok gaz üretecekleri aşikardır. Asitle birlikte su ile reaksiyona girmesi sonucu oluşan karbondioksit gazı kekin kabarmasını sağlamaktadır. Ürün hamur aşamasında iken meydana gelen gaz kabarcıkları, pişme sırasında genleşerek, kek içinde gözenekli bir yapı oluşturmaktadır (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Bugün sodyum bikarbonat ucuz ve yüksek saflıkta olması, toksik olmayışı ve kolay kullanımı nedenleri ile unlu mamuller endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sodyum bikarbonat düşük sıcaklıkta gaz oluşturmaya başlamakta, fakat tamamen reaksiyona girmesi için yüksek sıcaklığa ihtiyaç duymakta ve bu özelliği sayesinde tüm proses boyunca üründe homojen bir kabarma meydana getirmektedir (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
2.3.9.2. Sodyum asit pirofosfat
Sodyum asit pirofosfat ilk olarak 1902 yılında bulunmuştur. Bugün farklı derecelerde altı sodyum pirofosfat tipi mevcuttur. Sodyum asit pirofosfat tek etkili (single effect) kabartma asitlerindendir. Yani pratikte düşük sıcaklıkta gaz oluşturmaması ve gaz oluşturmak için yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyması nedeniyle sodyum asit pirofosfat etkisini yavaş göstermektedir.
Sodyum bikarbonat ile sodyum asit pirofosfat kullanımında karbondioksit gazı oluşumu reaksiyonu aşağıda verilmiştir. Pişirme işlemi sırasında karbondioksitin %64'ü açığa çıkmaktadır. (Mercan ve Boyacıoğlu 1999).
Na2H2P2O7.H2O + 2NaHCO3 Ü Na4 P2O7 + 2CO2 + 2H20 + H2
Üretim sırasında kullanılacak olan sodyum asit pirofosfat miktarı, son üründe herhangi bir kalıntı bırakmadan sodyum bikarbonatı tamamen nötralize edecek şekilde ayarlanmalıdır .

2.3.10. Nişasta
Glukoz ünitelerinde oluşan bir polisakkarit olan nişasta, amiloz ve amilopektin olmak üzere farklı kimyasal yapıda olan iki ayrı birimden oluşmuştur (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Nişasta granülleri, bitkilerin tohum, kök ve yumrularında, ayrıca gövde, yaprak, meyve ve hatta polenlerinde bulunan enerji depolarıdır. Nişasta içeren gıdalar çok önemli bir enerji kaynağıdırlar. Nişasta besleyici değerinin yanı sıra gıdaların fiziksek özellikleri üzerine de önemli etkiye sahiptir. Keklerin pişirme sırasında sıvı halden katı hale dönüşmesinde (setting) nişastanın etkisi bulunmaktadır (Saldamlı 1998).
Nişasta hemen hemen bütün bitkilerde bulunur. Genel olarak tahıl taneleri %70, kabuklu yemişler %50, patates %24 kadar nişasta içerir (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Ticari olarak en fazla mısır, patates, buğday ve pirinçten üretilir. Suda çözünmeyen nişasta, ağırlığının 15 katı suda kaynatıldığında kollaidal bir çözelti oluşturur. Bu çözelti soğutulduğunda beyaz renkli saydam bir jel meydana getirir (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Nişasta ve türevleri gıda sanayinde pek çok ürünün hazırlanmasına katkı maddesi olarak, besleyici değeri gözetmeden kıvam arttırıcı, stabilizör ve tekstür değiştirici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ucuz bir madde olması da önemli bir avantajıdır .
2.3.10.1. Nişastanın Fırın Ürünlerindeki Fonksiyonları
Nişastanı fırın ürünlerinde fonksiyonları maddeler halinde şu şekilde sıralanabilir.
1. Unlu fırın ürünlerine strüktür kazandırır. Bu konuda nişastsanın yerini tutacak bir başka madde yoktur. Glutensiz unlu mamuller yapılabilir, bunun yerine gaz tutma kapasitesini arttırıcı olarak karob fasulyesi unu, İrlanda yosunu, monogliserit vb. gibi maddeler katılabilir. Ancak, nişastasız kesinlikle yapılmaz.
2. Hamur içindeki hava kabarcıklarının iç yüzünü jel kabarcıkları halinde kaplayarak ürünün iskeletini oluşturur.
3. Kısmi jelatinizasyon sayesinde hamur daha esnek bir yapı kazanır. Buda fırın safhasında gaz tutmayı arttırır.
4. Gluten ile bileşik yapabilecek yüzey özelliğine sahiptir. Böylece daha sağla iskelet oluşumuna yardımcı olur. Glutenin kuagule olduğu sıcaklıktan itibaren nişasta jelatinize olmaya başlar ve gluten ile jel, kompleks bir yapı oluşturur.
5. Jelatinizasyonda glutenin mevcut suyunu alarak ve fırın çıkışında hamurun aniden çökmesini engeller.
6. Nişasta, gluteni seyrelterek ona fonksiyon kazandırır.
7. Maya için en rasyonel substrat kaynağı nişastadır. Mayanın ihtiyaç duyduğu şekerlerin kaynağıdır.
2.3.10.2. Modifiye Nişastalar
Nişasta modifikasyonunun amacı, doğal nişastanın fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek ve fonksiyonel özelliklerin geliştirmektir. Kimyasal olarak nişastayı değiştirmek için hidroliz, dekstrinleştirme, yükseltgeme, eterleştirme ve esterleştirme gibi metotlar uygulanabilir. Kısaca, modifikasyon, nişastanın özelliklerini istenilen yönde geliştirilmesi için yapılan işlemdir (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Nişasta, nişasta süspansiyonları ve lapalarının özellikleri, büyük ölçüde moleküllerin doğal yapısına bağlıdır. Bu yapının bozulması, nişastanın ayırıcı niteliklerini ve dolayısıyla türev ürününün özelliklerini değiştirir. Normal nişasta soğuk suda jel (pelte) haline gelmez. Kıvam artırıcı olarak gıdaya katıldığında, pişirmeyi gerektirir (Çakmakçı ve Çelik 1995).
Modifiye nişasta soğuk suda şişer. Bu tip nişasta gıdalarda yapı verici ve bağlayıcı olarak kullanılır (Çakmakçı ve Çelik 1995).

2.3.11.Emülgatörler
Emülsiyon, birbiri içinde çözünmeyen (dağılmayan) iki sıvının üçüncü bir bileşik (emülsifier) aracılığıyla bir arada tutulmasıdır. Herhangi bir emülsiyonun oluşabilmesi için ayrıca belirli bir kuvvetin uygulanması gerekmektedir (Gökalp ve ark.’na (1999) göre). Genellikle su ve yağ gibi iki faz birbiri içerisinde çözünmez, fakat bir emülgatör varlığında karıştırılırsa bir kolloidal süspansiyon olarak bilinen sağlam bir karışım oluşturulur.
Ebeler ve Walker (1984)' ın yüksek şekerli beyaz keklerle yaptıkları çalışma hem mono ve digliseritlerin hem de emülgatörlerin en önemli özelliği olan hidrofilik ve lipofilik denge değerinin kek hamuru ve kekler üzerindeki etkilerini açıklayan güzel bir örnektir. Bu çalışma sonunda şu sonuçlar elde edilmiştir;
a) Mono ve digliseritler ile yapılan kek hamurları homojen ve parlak bir görüntü oluşturmuştur. Farklı HLB değerine sahip sukroz esterler ile yapılan kek hamurları ile kontrol kek hamurları ise pıhtılaşmış bir görüntü oluşturmuşlardır. Bu sonuç mono ve digliseritlerin kek hamurunu tamamen emülsiye ettiğini, sukroz esterlerin ise etmediğini göstermektedir,
b) Mono ve digliseritler ve sukroz esterler kek hamurunun viskozitesini arttırmaktadır,
c) Mono ve digliseritler kek içini yumuşatmakta ve HLB değeri arttıkça kek içinin yumuşaklığı artmaktadır ,ve
d) Mono ve digliseritler kek hacmini arttırmakta ve HLB değeri arttıkça kek hacmi de artmaktadır (Mercan ve ark. 2000).
Kek üretiminde emülgatörler, ya yağ bileşeni olarak yada katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Her iki durumda da temel amaç kek kalitesini geliştirmektir. Emülgatörler;
1. Kek hamurunun özgül ağırlığını düşürmekte,
2. Kek hamurunun viskozitesini arttırmakta,
3. Kekin spesifik hacmini arttırmakta,
4. Kekin yenme kalitesini arttırmakta,
5. Kekin içyapısal özellikleri geliştirmekte,
6. Kekin bayatlamasını geciktirmekte (raf ömrünü uzatmakta) ve yağ olarak kullanıldığında ayrıca maliyeti düşürmektedir.
Kek üretiminde emülgatörlerin bilinen en önemli etkisi hamurun havalanmasını sağlamaktır. Kekin spesifik hacmi ve doku özellikleri, hamurda karbondioksit ( kabartma tozlarından oluşan) ve su buharının (ısı etkisi ile oluşan) etkisi altında pişme esnasında genişleyen hava kabarcıklarının sayısına, diğer bir deyişle hamurun havalanmasına bağlıdır. Aynı büyüklükte, küçük ve çok sayıda hava kabarcığı içeren hamurdan yapılan keklerin doku ve simetri özellikleri artmaktadır (Mercan ve ark. 2000).
Emülgatörlerde aynı molekülde yer alan hidrofilik ve lipofilik guplar su-yağ, yağ-hava ve su-hava karışımlarının iç yüzey gerilimini düşürerek, hamurun içinde aynı hava kabarcıklarının hamurda homojen dağılımını sağlamaktadır. Bu sayede daha hacimli, doku özellikleri gelişmiş ve çok sayıda gözenek içeren yüksek kalitede kekler elde edilmektedir. Kekteki gözenek sayısının artmasını sağlayan emülgatörler, bu sayede soğutma aşamasında yoğunlaşan su buharını absorblayan yüzey alanının genişlemesine yani kekin nemlilik özelliğinin de gelişmesini sağlamaktadır (Mercan ve ark. 2000).
Emülgatörler hamurdaki yağın etkinliğini de arttırmaktadır. Daha aktif hale gelen yağ nişasta ve protein molekülleri arasında kolayca hareket edip dağılabilmektedir. Bu durum da arzu edilen yumuşaklıkta ve gevreklikte keklerin elde edilmesiyle sonuçlanmaktadır.
Unlu mamullerin bayatlaması; su kaybı ve nişastanın retrogadasyonu sonucu içyapının sertleşmesiyle sonuçlanan bir olaydır. Keklerde emülgatör kullanımı bayatlamayı geciktirmekte ve böylece raf ömrünü uzatmaktadır. Emülgatörler bayatlamanın geciktirilmesini iki şekilde gerçekleştirmektedir: Yüzey alanını arttırıp nem kaybını yavaşlatarak, ve nişastanın amiloz fraksiyonu ile kompleks oluşturup nişastanın jelatinizasyonunu geciktirerek (Mercan ve ark. 2000). Kek üretiminde emülgatörler tek tek kullanıldığı gibi, çoklu kombinasyonlar şeklinde de kullanılmaktadır. Polisorbat 60, sorbitan monostearat ve mono ve digliserit, SSL, polisorbat 60 ve mono ve digliserit, SSL, polisorbat 60 ve sorbitan monostearat çoklu emülgatör kombinasyonları örnek olarak verilebilir .

Şu an geçerli olan, 16 Kasım 1997 gün ve 23172 sayılı Resmi Gazetede yayınlanarak yürürlüğe giren Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği'ne göre kekte kullanımına izin verilen emülgatörler Tablo 2' de verilmiştir.
Gerek lesitin, gerekse mono ve digliseritler için normal kullanım miktarlarında akut veya kronik hiçbir toksik etki gözlenmemiştir. Aynı şekilde, mono ve digliseritlerin asetik asit, diasetil tartarik asit esterleri için de akut veya kronik toksik etkiye ilişkin bir kanıt bulunmamıştır. "Codex Alimentarius" Komisyonu, lesitin ve yağ asitlerinin mono ve digliseritlerine, asetik asit, diasetil tartarik asit esterlerine ilişkin herhangi bir kabul edilebilir günlük alım miktarı belirtmemiştir. Bunun anlamı; bu maddelerin aşırı dozun oluşturabileceği çok olumsuz koşulları dışında insan için toksikolojik bir tehlike oluşturmadıklarıdır. Ülkemizde de emülgatör kullanımına ilişkin "maksimum miktar" son üründe bulunmasına izin verilen en yüksek miktar tanımlaması yapılmıştır. Uygun Teknolojinin Gerektirdiği (UTG) kadar ise uygun bir teknolojik uygulama için bir emülgatörün mamulde bulunmasına izin verilen en yüksek sınırının, mamulde beklenen nitelikleri verebilen ve imalatçı firmanın sorumluluğu altında belirlenen en düşük miktarıdır (Mercan ve ark. 2000).
Hartnett (1979) mono ve digliserit, polisorbat 60 ve SSL emülgatör karışımı kullanıldığı zaman; keklerin gevreklik, kumluluk, doku özellikleri ve hacmini etkileyen, kek hamurunun özgül ağırlığının 1.00 g/cm3'den 0.94 g/cm3'e düştüğünü ifade etmiştir. Benzer şekilde, Mercan (1998) emülgatör içermeyen kontrol örneğinde 0.95 g/cm3 olan özgül ağırlığın lesitin, SSL, mono ve digliserit ve bunun bir türevi kullanıldığında sırasıyla 0.92, 0.92, 0.94 ve 0.94 g/cm3 değerlerine düştüğünü göstermiştir (Mercan ve ark. 2000).
Kaliteli bir kekten beklenen hiç kuşkusuz hacimli, simetrik ve tekdüze bir yapıya sahip olmasıdır. Keklerin gerçek hacimlerini ölçmemekle beraber hacmi hakkında fikir veren ve aralarında doğru bir ilişki belirlenmiş olan hacim indeksi kek endüstrisinde kontrol keklerinin hacim indeksi ile karşılaştırmada kullanılmaktadır. Bath ve ark. yüksek şekerli, beyaz katlı kontrol keklerinin hacim indeksini 112 mm ve emülgatör içeren yağ ikamesi ile yapılan keklerin hacim indeksini 118 mm olarak tespit ederken, Guy ve Vettel kontrol keklerinin hacim indeksini 123.9 mm ve Atmul 80 ve Atmul 84 emülgatör karışımı içeren keklerin hacim indeksini 127.6 mm olarak tayin etmiştir. Benzer şekilde, Mercan de lesitin, SSL, mono ve digliserit ve bunun bir türevi kullanılarak hazırlanan kekler ile kontrol keklerinin hacim indekslerini sırasıyla 130.3,132.7, 125.9, 124.2 ve 118.5 mm olarak ölçmüştür .