KARBONHİDRATLARKARBONHİDRATLAR

Transkript

Ambalajlý Su Üreticileri Derneði Ambalajlý Süt ve Süt Ürünleri Sanayicileri Derneði Bal Paketleyicileri, Ýhracatçýlarý ve Sanayicileri Derneði Bira ve Malt
Üreticileri Derneði Bitkisel Yað Sanayicileri Derneði Diyabetik ve Fonksiyonel Gýda Üreticileri Derneði Gýda Katký ve Yardýmcý Madde Sanayicileri
Derneði Meþrubatçýlar Derneði Meyve Suyu Endüstrisi Derneði Mutfak Ürünleri ve Margarin Sanayicileri Derneði Niþasta ve Glikoz Üreticileri Derneði
Organik Ürün Üreticileri ve Sanayii Derneði Pirinç Deðirmencileri Derneði Salça Ýhracatçýlarý ve Ýmalatçýlarý Derneði Þekerli Mamul Sanayicileri Derneði
Susam Tahin Helva Reçel Ýmalatçýlarý Derneði Süt, Et Gýda Sanayicileri ve Üretileri Birliði Þarap Üreticileri Derneði Tarým Ürünleri, Hububat, Bakliyat
Ýþletme ve Paketleme Sanayiicileri Derneði Tüm Gýda Dýþ Ticaret Derneði Türkiye Makarna Sanayicileri Derneði Türkiye Maden Suyu Üreticileri Derneði
KARBONHÝDRATLAR
Karbonhidratlar, Mýsýr Þekeri ve Gýda Endüstrisinde Kullanýmý
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri Federasyonu Üyeleri
Karbonhidratlar, Mýsýr Þekeri
ve Gýda Endüstrisinde Kullanýmý
Prof. Dr. Nevzat ARTIK
Prof. Dr. Levent BAYINDIRLI
Ankara Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Gýda Mühendisliði Bölümü
Orta Doðu Teknik Üniversitesi
Dr. Ýsmail MERT
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii
Dernekleri Federasyonu
AR-GE Direktörü
Ankara 2011
Karbonhidratlar,
Mýsýr Þekeri
ve Gýda Endüstrisinde
Kullanýmý
Bu kitabýn tüm haklarý
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri
Federasyonu’na aittir.
Kaynak gösterilmeksizin kýsmen veya tamamen
alýntý yapýlamaz, hiç bir yöntemle kopya edilemez,
çoðaltýlamaz ve yayýnlanamaz.
Yayýncý:
Kurumsal Ýletiþim Hizmetleri LTD. ÞTÝ.
Adres: Ceyhun Atuf Kansu Cad. 1386. Sok. No:8/8
Balgat/ANKARA
Tel: 0 (312) 284 77 78
Fax: 0 (312) 284 77 79
Basým ve Cilt: Elma Teknik Basým Matbaasý, Ankara
Birinci Basým: Þubat 2011 - Ankara
ISBN 978-605-89273-2-2
www.tgdf.org.tr
3
Ýçindekiler
ÖNSÖZ
5
Prof. Dr. Nevzat Artýk
6
Prof. Dr. A. Levent Bayýndýrlý
8
Dr. Ýsmail Mert
9
1. GÝRÝÞ
11
2. KARBONHÝDRATLARIN
GENEL SINIFLANDIRILMASI
12
2.1. Bulunduklarý Yerlere Göre
12
2.2. Fonksiyonlarýna Göre
12
2.3. Kimyasal Yapýlarýna
(Sakkarit Birimlerine) Göre
12
2.3.1. Monosakkaritler
12
2.3.2. Disakkaritler
12
2.3.3. Oligosakkaritler
12
2.3.4. Polisakkaritler
12
2.3.4.1. Homopolisakkaritler
12
2.3.4.2. Heteropolisakkaritler
13
3. KARBONHÝDRATLARIN
GENEL ÖZELLÝKLERÝ
14
3.1. Optik Aktivite
14
3.2. Hidroliz
14
3.3. Suda Çözünürlük
15
3.4. Tatlýlýk
15
3.5. Karamelizasyon
16
3.6. Fermantasyon
16
3.7. Jelleþme
17
4. MONOSAKKARÝTLER ve
SINIFLANDIRILMALARI
18
4.1. Ýzomerizm
20
4.1.1. Yapýsal Ýzomerizm
20
4.1.1.1. Zincir Ýzomerizm
20
4.1.1.2. Pozisyon Ýzomerizm
20
4.1.1.3. Fonksiyonel Grup Ýzomerizm
20
4.1.2. Stereoizomerler
21
4.1.2.1.Optik Ýzomerizm
21
4.1.2.2. Geometrik Ýzomerizm
23
4.2. Monosakkaritlerin Mutarotasyonu ve
Anomerik Þekilleri
23
4.3. Monosakkaritlerin
Bazý Temel Özellikleri
28
4.4. Monosakkarit Türevleri
29
4.4.1. Glikozitler
29
4.4.2. N-Glikozilaminler (N-Glikositler)
4.4.3. O-Açil Türevleri
4.4.4. O-Metil Türevleri
4.4.5. Osazonlar
4.4.6. Þeker Alkoller
4.4.7. Þeker Asitler
4.5. Monosakkaritlerin
Ýndirgen Özellikleri
4.6. Þeker Fosfatlarý
(Fosforik Asit Esterleri)
4.7. Deoksi Þekerler
4.8. Amino Þekerler
4.9. Muramik Asit Ve Neuraminik Asit
5. DÝSAKKARÝTLER
5.1. Maltoz
5.2. Laktoz
5.3. Sukroz (Sakaroz)
5.4. Trehaloz
6. TRÝSAKKARÝTLER
7. POLÝSAKARÝTLER (GLÝKANLAR)
7.1. Depo Polisakkaritleri
7.1.1. Niþasta
7.1.2. Glikojen
7.1.3. Ýnulin
7.1.4. Dekstran
7.1.5. Fruktanlar
7.1.6. Mannan
7.1.7. Ksilanlar ve Arabinanlar
7.2. Yapýsal Polisakkaritler
7.2.1. Selüloz
7.2.2. Hemiselüloz ve Pektin
7.2.3. Ekstensin
7.2.4. Pektin
7.2.5. Pektik Maddeler (Bileþikler)
7.2.6. Protopektin
7.2.7. Pektinik Asitler
7.2.8. Pektik Asit
7.2.9. Zamklar (mucilages)
7.2.10. Carrageanan (Irish moss)
7.2.11. Sakýzsý Maddeler (Gumlar)
7.2.12. Kitin (Chitin)
7.2.13. Asit Mokupolisakkaritler
30
31
31
32
32
33
34
34
36
36
36
38
39
39
40
40
40
41
42
42
44
44
44
46
46
46
46
46
46
47
47
47
48
48
48
49
49
49
49
51
4
Ýçindekiler
8. KARBONHÝDRAT KAYNAKLARI
9. NÝÞASTA ve NÝÞASTA BAZLI ÜRÜNLER
9.1. Þeker ve Niþasta Tanýmlarý
9.1.1. Þeker
9.1.2. Sakaroz
9.1.3. Sakaroz Kökenli Þeker
9.1.4. Beyaz þeker
9.1.5. Ham Þeker
9.1.6. Kahverengi Þeker
9.1.7. Pancar Þekeri
9.1.8. Kamýþ Þekeri
9.1.9. Mýsýr Þekeri
9.1.10. Ýnvert þeker
9.1.11. Ýnvert Þeker Çözeltisi
9.1.12. Ýnvert Þeker Þurubu
9.1.13. Ýndirgen Þeker
9.1.14. Glukoz
9.1.15. Fruktoz(Levüloz, Meyve Þekeri)
9.1.16. Niþastalar
9.1.17. Modifiye Niþastalar
9.1.18. Ýzoglukoz
9.1.19. Mýsýr Þurubu
9.1.20. Glukoz Þurubu
9.1.21. Fruktoz Þurubu
9.1.22. Ýnülin Þurubu
9.2. Mýsýrdan Niþasta ve Þurup Üretimi
9.2.1. Mýsýrdan Niþasta Üretimi
9.2.2. Niþastadan Mýsýr Þekeri Üretimi
9.2.2.1. Asit Hidrolizi Ýle
54
54
57
57
57
58
58
58
58
58
58
58
58
59
59
59
59
59
59
60
60
60
60
61
62
62
62
64
9.4.7. Sakýz
9.4.8. Helva
9.4.9. Reçel ve Marmelatlar
9.4.10. Unlu Ürünler
9.4.11. Dondurma
9.4.12. Alkolsüz Ýçecekler
9.4.13. Alkollü Ýçecekler
9.5. Þeker Pancarý Þekeri ve
Mýsýr Þekerinin Karþýlaþtýrýlmasý
9.6. Sakaroz ve Glikoz Þurubunun
Ürün Kalitesindeki Etkileri
9.7. Sakýz ve Þekerleme Karýþýmlarý
Üretim Denemeleri
9.7.1. Sakýz Üretimi
9.7.2. Sert Þeker Üretimi
9.7.2.1. Sert Þeker Üretiminin
Duyusal Deðerlendirme Sonuçlarý
9.7.2.2. Sert Þeker Örneklerinin
Þeker Bileþenleri
9.7.2.3. Sert Þeker Deneme
Çalýþmalarý Sonucu
9.7.3. Toffe Deneme Üretimi
9.7.3.1. Toffe Deneme Üretiminin
Yaþlandýrma Testi
9.7.3.3. Toffe Örneklerinin
Þeker Bileþenleri
9.7.3.4. Toffe Deneme
Mýsýr Þekerleri Üretimi
9.2.2.2. Asit Enzim Hidrolizi ile
Mýsýr Þekerleri Üretimi
9.2.2.3. Enzim-Enzim Hidrolizi ile
Mýsýr Þekeri Üretimi
9.2.2.4. Rafinasyon ve Konsantrasyon
9.2.3. Dekstroz Üretimi
9.3. Mýsýr Þekerinin Özellikleri
9.4. Mýsýr Þekerinin
Kullaným Alanlarý
9.4.1. Sert Þekerlemeler
9.4.2. Yumuþak Þekerlemeler
9.4.3. Jele ve Benzeri Þekerlemeler
9.4.4. Fondanlar
9.4.5. Marshmallow
9.4.6. Nugat
64
9.7.4. Jele Þekerleme
Deneme Üretimi
9.7.4.1. Jele Üretimini Duyusal
Deðerlendirme Sonuçlarý
9.7.4.2. Jelenin Yaþlandýrma Testi
9.7.4.3. Jele Þekerleme Örneklerinin
Þeker Bileþenleri
9.7.4.4. Jele Þekerleme Deneme
9.7.5. Sonuç ve Tartýþma
ÖZET
EK 1
EK 2
KAYNAKLAR
64
65
65
66
66
67
67
67
67
67
67
67
67
68
68
68
68
68
68
69
71
73
74
74
75
78
79
80
80
82
83
83
84
85
86
87
87
88
89
96
97
98
5
Önsöz
Bu çalýþmada, yaþam için gerekli ana besin ögelerinden biri olan
karbonhidratlara, þeker tanýmýna ve bu baþlýk altýnda da “Pancar
Þekeri” ile “Mýsýr Þekeri (NBÞ)” karþýlaþtýrmasýna yer verilmiþtir. Bilindiði üzere pancar ve kamýþtan üretilen sakaroz kökenli þekerler
ile mýsýr þekeri, doðal ve kalorili tatlandýrýcýlar; sentetik tatlandýrýcýlar ise kalorisiz tatlandýrýcýlar sýnýfýnda yer almaktadýr. Ülkemizde
çay þekeri olarak da bilinen sakaroz pancardan, NBÞ ise mýsýrdan
elde edilmektedir.
Mýsýr Þekeri üretiminin ülkemizdeki tarihi 1990’lý yýllarla birlikte
baþlamaktadýr. Günümüze kadar geçen sürede Mýsýr Þekeri; teknolojik üstünlükleri, kullaným kolaylýðý, hijyenik olmalarý ve maliyet avantajý saðlamalarý gibi unsurlar nedeniyle gýda ve içecek sanayimiz tarafýndan kýsa sürede kabul görmüþtür. Ayrýca el deðmeden üretilmesi ve sürekli ayný kaliteyi saðlamasý nedeniyle, halk saðlýðý açýsýndan da gýda güvenilirliðinin en üst seviyede olmasýný saðlayan bir ham maddedir.
Gýda ve içecek sanayimizin, özellikle þekerli mamuller sanayimizin, 90’lý yýllardan bu yana geliþimi
ve yaptýðý atýlým da göz önüne alýndýðýnda; mýsýr þekeri, sanayimizin yüksek kaliteli ürünler üretmesinde ve ihracat pazarlarýnda daha fazla rekabet etme þansýna sahip olmasýnda önemli katký saðladýðý görülmektedir. Nitekim þekerli mamul ihracatýmýz 90’lý yýllardan günümüze yaklaþýk 4 kat artmýþ bulunmaktadýr. Yine mýsýr þekeri sanayimizin geliþmesinin bir sonucu olarak mýsýr üretimimiz 4,2
milyon tona ulaþarak iki katýna ulaþmýþtýr.
Prof. Dr. Nevzat Artýk, Prof.Dr. Levent Bayýndýrlý ve Dr. Ýsmail Mert tarafýndan, 80’den fazla bilimsel
makale ve araþtýrmaya dayanýlarak hazýrlanan bu kitapla; ekonomimize her yönüyle katma deðer
saðlayan mýsýr þekerinin, yasal mevzuattaki yerinden kullaným alanlarýna, dünya ve Türkiye’deki
güncel durumuna kadar merak edilen tüm noktalarýn aydýnlýða kavuþturulmasý amaçlanmaktadýr.
Baþta yazarlarýmýz olmak üzere, bu kitabýn sizlerle buluþmasý için çalýþmanýn her aþamasýna katký
saðlayan kiþi ve kuruluþlara teþekkür ederken; bu deðerli kaynaðýn, bundan sonra ülkemizde Mýsýr
Þekeri üzerine yapýlacak tartýþmalara da ýþýk tutmasýný temenni ediyoruz.
Þemsi Kopuz
Baþkan
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri Federasyonu
6
Prof. Dr. Nevzat ARTIK
Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
1955 Ankara doðumlu olan Prof. Dr. Nevzat ARTIK, ilk
ve ortaöðrenimini bu ilde tamamlamasýnýn ardýndan, lisans eðitimine Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gýda
Bilimi ve Teknolojisi Bölümünde 1972 yýlýnda baþlamýþtýr. 1977 yýlýnda lisans eðitimini tamamlamasýnýn ardýndan 1983 yýlýnda ayný üniversitede doktora çalýþmasýný
gerçekleþtirmesi sonrasý Japonya Hükümeti tarafýndan
verilen Monbusho bursunu kazanarak, 2 yýl süresince
Japonya Kyoto Üniversitesi ”The Research Institute For
Food Science”’ta doktora sonrasý araþtýrma çalýþmalarý
yürütmüþtür.
Türkiye’ye dönüþünden sonra, 1988 yýlýnda Doçent unvanýný almýþ ve Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesinde
öðretim üyesi olarak görev yapmaya baþlamýþtýr. 19961997 yýllarý arasýnda 1 yýl süreyle “The Research Institute For Food Science”’ta “Visiting Profesör” olarak görev
yapmýþtýr.
1994 yýlýndan günümüze deðin, Profesör unvaný ile bu
görevini sürdürmesinin yaný sýra, çeþitli kurumlarda da
idari görevlerini sürdürmektedir. Bu görevler arasýnda
TSE Mamul Gýdalar Hazýrlýk Grubu Üyeliði (19901993), TSE Mamul Gýdalar Hazýrlýk Grubu Baþkanlýðý
(2005-2008), Ankara Üniversitesi-Kosgeb Tekmer Seçme Ýnceleme Kurulu Üyeliði (1995-2008), Tarým ve
Köyiþleri Bakanlýðý Koruma ve Kontrol Genel Müdürlüðü
Genel Müdür Yardýmcýlýðý (2004-2008), Ulusal Gýda
Kodeksi Komisyonu Üyeliði (2004-2008) ve Sanayi ve
Ticaret Bakanlýðý Reklam Kurulu Üyeliði (2004-2008) yer
almaktadýr.
Uluslararasý Gýda Mevzuatý ve Standartlarý çalýþmalarýnda, International Standarts Organization (ISO) CCEURO
ve Codex Alimentarius Commision (CAC) nezdinde pek
çok kez Türkiye’yi temsil etmiþ olan Prof. Dr. Nevzat ARTIK, halen ISO TC 34 SC/14 Taze, Kurutulmuþ ve Don-
7
durulmuþ Meyve Sebze Standartlarý Komisyonu Baþkanlýðý’ný 2000 yýlýndan bu yana sürdürmesi yaný sýra, yine
ISO’nun ISO TC 34 SC/3 Ýþlenmiþ Meyve Sebze Standartlarý Komisyonu Baþkanlýðýný 2010 yýlýndan beri sürdürmektedir.
Türkiye’nin, Avrupa Birliði üyeliðine yönelik uyum ve
mevzuat çalýþmalarý konusunda çeþitli AB Komisyonlarýnda temsilcilik ve sözcülüðünü de yürütmüþ olan Prof.
Dr. Nevzat ARTIK, bu amaçla AB-Türkiye arasýnda yürütülen ortak proje çalýþmalarýnda eþ baþkanlýk gerçekleþtirilmiþtir. EFSA’nýn ülkemizde yürüttüðü AB projelerinde
lider olarak görev yapmýþtýr. Ayrýca halen yürütmekte olduðu görevler arasýnda International Dairy Federation
(IDF) Ulusal Komite Sekreterliði (2009-…)’de
bulunmaktadýr.
Prof. Dr. Nevzat ARTIK’ýn uzmanlýk ve eðitim alanlarý arasýnda bulunan konular; Meyve Sebze Ýþleme Teknolojisi,Geleneksel Gýdalar, Þeker ve Þeker Teknolojisi, Gýda
Kimyasý, Gýda Biyokimyasý, Gýda Kalite Kontrol Uygulamalarý, Gýda Güvenliði Uygulamalarý, Ulusal ve Uluslararasý Gýda Mevzuatý, Gýda Analiz Metotlarý, HACCP,
Fonksiyonel Gýda, Gýda Güvenliði Yönetim Sistemleri,
ARGE Projeleri’dir.
Baþta SCI kayýtlýlar olmak üzere ulusal ve uluslararasý
hakemli dergilerde pek çok bilimsel makalesi ve tebliði
yayýnlanmýþ olan Prof. Dr. Nevzat ARTIK’ýn, “Gýda Bilimi
ve Teknolojisi” alanlarýnda yayýnlanmýþ çeþitli kitaplarý da
bulunmaktadýr.
Gýda Bilimi ve Teknolojisi alanýnda toplam 135 yayýný
bulunmaktadýr. Gerek Ankara Üniversitesi Bilimsel Araþtýrma Projeleri gerek TÜBÝTAK gerekse de Devlet Planlama Teþkilatý (DPT) destekli çok sayýda araþtýrma projesinde “Proje Yürütücüsü” ve “Araþtýrmacý” olarak görev almýþtýr.
Prof. Dr. Nevzat ARTIK evli ve bir çocuk babasýdýr.
8
Prof. Dr. Ahmet Levent Bayýndýrlý
ODTÜ - Gýda Mühendisliði Bölümü
Prof. Dr. Ahmet Levent Bayýndýrlý, 1960 Balýkesir doðumlu olup, orta ve lise öðrenimini TED Ankara Kolejinde
yaptýktan sonra, Orta Doðu Teknik Üniversitesi
Kimya Mühendisliði Bölümünden 1983 yýlýnda mezun
olmuþtur.
Prof. Dr. A. Levent Bayýndýrlý lisans eðitimini tamamladýðý
yýl kurulan ODTÜ Gýda Mühendisliði Bölümünde Araþtýrma Görevlisi olarak göreve baþlamýþ, ayný bölümde
yüksek lisans ve doktora yapmýþtýr. Yine ayný bölümde sýrasý ile yardýmcý doçent ve doçent olarak çalýþtýktan sonra 1998 yýlýnda profesör kadrosuna atanmýþtýr.
Prof. Dr. A. Levent Bayýndýrlý, 1989-2001 yýllarý arasýnda
Bölüm Baþkan Yardýmcýlýðý, 2001-2004 yýllarý arasýnda
da ODTÜ Gýda Mühendisliði Bölümünde Bölüm Baþkanlýðý görevlerini sürdürmüþtür. Halen ODTÜ Gýda Mühendisliði Bölümünde profesör kadrosunda akademik
hayatýna devam etmektedir.
Akademik hayatý boyunca 16 yüksek lisans ve doktora
öðrencisi yetiþtirmiþ, Gýda Mühendisliði Temel Ýþlemleri
ve Gýda Teknolojileri konusunda araþtýrmalar yapmýþ ve
yürütmüþtür. Bu araþtýrmalardan 39 yurtdýþý makale, 23
yurtiçi makale, çok sayýda yurt içi ve dýþý teblið olmak
üzere 90’ýn üzerinde yayýn yapmýþtýr. Öðretim üyeliði görevini sürdürürken TSE’de Mamul Gýda Hazýrlýk Grubu
üyeliði, MASUDER’de Yüksek Danýþma Konseyi üyeliði,
TÜBÝTAK Gýda Grubunda Yürütme Komitesi üyeliði,
TÜRKAK’da Sektör Komitesi üyeliði, GGD’de Danýþma
Konseyi üyeliði vb. (kamu ve sivil toplum kuruluþlarýnda)
görevler üstlenmiþtir. Prof. Dr. A. Levent Bayýndýrlý ayrýca,
1995 ve 1996 yýllarýnda Prof. Dr. Mustafa Parlar Eðitim
ve Araþtýrma Vakfý tarafýndan verilen Eðitim ile Araþtýrma
ve Teþvik Ödülleri almýþtýr.
Prof. Dr. A. Levent Bayýndýrlý, evli ve bir çocuk babasýdýr.
9
Dr. Ýsmail Mert
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri
Federasyonu
1948 yýlýnda Muðla’da dünyaya geldi.1974 yýlýnda Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesinden Ziraat Yüksek Mühendisi olarak mezun oldu.
1977 yýlýnda Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünü bitirerek Ziraat Doktoru unvanýný aldý. Tarým ve Köyiþleri Bakanlýðý’nýn çeþitli kademelerinde çalýþtýktan sonra
Koruma ve Kontrol Genel Müdür Yardýmcýlýðýndan
2000 yýlýnda emekli oldu.
2006 yýlýna kadar kendi kurduðu danýþmanlýk þirketi vasýtasýyla HACCP sistem danýþmanlýðý, ve denetçiliði,
ISO-9001 iç tetkikçisi ve denetçisi, ISO-9001:2000 sistem kurma danýþmanlýðý, ÇED raportörlüðü ve koordinatörlüðü, proje, araþtýrma, su ürünleri, gýda ve yem teknolojileri ve laboratuvar konusunda danýþmanlýk hizmeti
verdikten sonra 2006 yýlýndan beri COMART Kurumsal
Ýletiþim Hizmetleri þirketi ve Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri Federasyonu’nda ARGE Direktörü olarak
görev yapmaktadýr. Ayný zamanda 2008 yýlýndan bu yana TOBB Gýda Meclisi Akademik Danýþmanlýðý’ný yapmaktadýr.
Görevli bulunduðu süre zarfýnda Türkiye Gýda ve Su
Ürünleri Mevzuatý’nýn hazýrlanmasýnda önemli katkýlarý
olmuþtur.
Çeþitli dergilerde gýda ve su ürünleri konusunda makaleleri yayýnlanmýþtýr.
Dr. Ýsmail Mert, evli ve 3 çocuk babasýdýr.
11
1. Giriþ
Karbonhidratlar, birçok organizmanýn yaþamý için gerekli ana besin öðelerden biri olarak tanýmlanmaktadýr. Karbonhidratlar, þeker ve niþasta þeklinde insan, hayvan ve mikroorganizma diyetinde kalori alýmý için gerekli maddelerdir. Karbonhidratlar, fotosentez yapan bitkilerce CO2 ve
H2O’dan sentezlenmektedir.
Karbonhidratlar, genellikle karbon, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluþmuþ, gýdanýn doðal
bir bileþeni olan bir grup organik bileþiklerdir. Bitki ve hayvan dokularýnda yaygýn olarak bulunan
karbonhidratlar, genel olarak þeker, selüloz, niþasta, sakaroz, laktoz, glikoz, fruktoz, maltoz olarak
bilinirler. Karbonhidratlar, hücrede hayati faaliyetler için enerji kaynaðý olduklarý gibi bazý karbonhidratlarýn hayati olaylarda spesifik fonksiyonlarý da mevcuttur. Örneðin nükleik asitlerin yapýsýndaki riboz, deoksiriboz, bazý yaðlardaki galaktoz ve sütteki laktoz gibi.
Karbonhidratlar, proteinler için koruyucu etkiye sahiptirler. Karbon iskeletleri elzem olmayan amino asitlerin sentezinde kullanýlýr. Sindirilebilir karbonhidratlarýn 1 gramý yaklaþýk 4.1 kcal verir. Mono ve disakkakkaritler tatlandýrýcý özelliði gösterir. Baðýrsak enzimlerince parçalanamayan karbonhidratlar, lif türü karbonhidratlar ( inülin vb.) olarak bilinir. Ýnsan vücudunda kan þekeri (glukoz) ve
depo þekeri (glikojen) olarak bulunur. Dengeli bir diyette enerjinin yaklaþýk %50-60’ýnýn karbonhidratlardan saðlanmasý ve bunun da büyük bir kýsmýnýn kompleks karbonhidratlardan olmasý
önerilmektedir.
Karbonhidratlar, kimyasal olarak polihidroksi alkollerin aldehit ve ketonlarý veya hidroliz olduklarý zaman bu çeþit bileþikler meydana getiren türevlerdir. Karbonhidratlarýn çoðunun genel formülü (CH2O)n‘dir. Karbonhidratlar eskiden beri karbonun hidratlarý olarak düþünülür ve bu formüldeki n en az 3 olarak kabul edilir. Bu taným tam olarak doðru deðildir ve yetersizdir. Bu genel formüle uyan her bileþik karbonhidrat olmadýðý gibi (örneðin laktik asit, asetik asit) bu genel formüle uymayan karbonhidratlar da (örneðin deoksiriboz) mevcuttur. Ayrýca bazý karbonhidratlarýn yapýsýna
N, P ve S de girebilmektedir.
Karbonhidratlarýn polihidroksi aldehit veya keton yapýsýndaki en küçük yapý birimleri monosakkarit olarak adlandýrýlýr. Doðada en yaygýn olarak bulunan monosakkarit, bir aldoheksoz olan
D-glikozdur ve doðada yaygýn olarak görülen diðer karbonhidratlar D-glikozun türevleridir.
12
2. Karbonhidratlarýn Genel Sýnýflandýrýlmasý
Doðada mevcut olan çok çeþitli karbonhidratlar deðiþik özelliklerine göre sýnýflandýrýlabilmektedirler. Bu temel sýnýflandýrmalar, bazý tipik özellikleri ile aþaðýda özetlenmiþtir;
2.1. Bulunduklarý Yerlere Göre
2.1.1. Bitkisel Karbonhidratlar (Tüm þekerler, Niþasta, Selüloz)
2.1.2. Hayvansal Karbonhidratlar (Laktoz, Glikojen)
2.2. Fonksiyonlarýna Göre
2.2.1. Çatý-Ýskelet Bileþeni Olan Karbonhidratlar (Selüloz, Hemiselüloz, Kitin)
2.2.2. Rezerv Maddesi Olan Karbonhidratlar (Niþasta, Glikojen, Ýnülin)
2.2.3. Jelleþme Maddesi Olan Karbonhidratlar (Pektin, Agar-agar)
2 . 3 . K im y a s a l Y a p ýla r ý n a ( S a k k a r it B ir im le r in e ) G ö r e
- Tirozlar (Gliseraldehit, Dehidroksiaseton)
- Tetrozlar (Eritroz, Eritrüloz, Treoz)
- Pentozlar (Riboz, Deoksiriboz)
2.3.1. Monosakkaritler
- Heksozlar (Glikoz, Fruktoz, Galaktoz) Türevleri
- Þeker Alkolleri (Sorbitol, Ksilitol)
- Glikozitler (Metil glikozit)
- Þeker Asitleri (Galaktronik asit)
2.3.2. Disakkaritler (Maltoz, Laktoz, Sakaroz)
2.3.3. Oligosakkaritler (Trisakkaritler, Rafinoz, Melezitoz (3-10 Monosakkarit))
2.3.4. Polisakkaritler
2.3.4.1. Homopolisakkaritler
- Glukanlar
- Selüloz
- Fruktanlar- Ýnulin
- Laktonlar- Agar-agar
- Glukoranlar- Pektin
13
2.3.4.2. Heteropolisakkaritler
- Arap zamký, Gum Tragacanth
Monosakkaritler veya basit þekerler tek bir polihidroksi aldehit veya keton birimi içerir ve dallanmamýþlardýr. Normal koþullar altýnda daha küçük birimlere hidrolize edilemez. Karbonhidrat tanýmýna ve belirtilen genel formüle uyan en basit monosakkarit bir aldehit keton grubu (aldoz) ihtiva
eden gliseraldehit ve bunun izomeri olan keton (ketoz) grubu ihtiva eden dihidroksi asetondur.
(Þekil 1)
Þekil 1. D- Gliseraldehit ve dihidroksi aseton
Disakkaritler, yapýlarýnda glikozidik baðla birbirine baðlanmýþ iki monosakkarit birimi ihtiva
ederler.
Oligosakkaritler ise yapýlarýnda 3-10 birim monosakkarit ihtiva ederler ve çoðu kez polisakkaritler içerisinde sýnýflandýrýlýrlar.
Polisakkaritler birçok yapýda (n) monosakkarit birimlerinin deðiþik karbonlar arasýnda glikozidik
baðlarla baðlanýp n sayýda H2O’nun çýkmasý ile oluþmuþ karbonhidratlardýr. Bunlarýn tipik örnekleri enerji depolarý þeklinde olan glikojen ve niþastadýr (Þekil 2).
Þekil 2 . D-Glikoz ve D-Fruktozun zincir formülü
14
3. Karbonhidratlarýn Genel Özellikleri
Karbonhidratlar farklý yapýda ve çok çeþitli olduklarýndan deðiþik özelliklere sahiptirler. Bu temel bazý özelliklerin bilinmesi genel biyokimya ve gýda biyokimyasý açýsýndan yararlýdýr. Karbonhidratlarýn
genel özellikleri þunlardýr.
3.1. Optik Aktivite
Bir maddenin doðrusal polarize ýþýðýn salýným yüzeyini çevirme özelliðidir. Karbonhidratlarýn polarize ýþýðý çevirme özelliklerinden faydalanarak, optik aktivite ve özgül çevirme gösterdikleri için, onlarýn kalitatif ve kantitatif özellikleri belirlenebilmektedir (Çizelge 1).
Çizelge 1. Bazý karbonhidratlarýn
çevirme açýlarý
Glikoz
+
Fruktoz
-
52,5
92,3
Sakaroz
+
66,5
Maltoz
+ 136,8
Laktoz
+
52,5
Çevirme Açýsý: Belirgin bir karbonhidratýn spesifik çevirmesi, 1 g maddenin 1 ml suda eritilip 1 dm’lik polarizasyon
tüpünde analizi ile oluþturduðu çevirme olarak bilinmektedir.
Çözünen karbonhidratlarýn bazýlarýnýn çevirme gücü çözünme baþlangýcýndan itibaren deðiþir. Sonra sabit bir çevirme
derecesine ulaþýr. Bu olaya mutarotasyon adý verilmektedir.
3.2. Hidroliz
Karbonhidratlarýn kimyasal olarak parçalanmasý bünyelerine su alarak olmaktadýr. Bu olaya hidroliz denir. Hidroliz iþleminde asit ve enzimler rol oynamaktadýr. Asit hidrolizi enzimatik hidrolizden daha hýzlý seyreder. Hidroliz hýzý ve derecesi, ortamýn pH ve
sýcaklýðýna baðlýdýr. Ýnorganik asitler, organik asitlerden daha fazla hidroliz etkisi gösterir. Asit hidrolizi, pratikte suni balýn yapýlýþýnda, niþasta þurubu hazýrlanmasýnda, glikoz eldesinde kullanýlmaktadýr. Enzimatik hidroliz de pratikte kullanýlmaktadýr. Teknikte niþastanýn parçalanmasýnda çeþitli enzimlerden istifade edilmektedir (Þekil 3).
Sakaroz Hidrolizi: Ýnversiyon yoluyla meydana gelen þekere invert þeker denir. Sakarozun parçalanmasýna inversiyon denir. (Ýnvert Þeker = Fruktoz + Glikoz)’dur. Sakarozun +66,5 optik çevirmesine raðmen, meydana gelen invert þeker ýþýk düzlemini sola çevirmektedir. Karbonhidratlarýn enzimatik yolla hidroliz olarak parçalanmasý, sindirim sisteminde karbonhidrat sindiriminin esasýný teþkil eder.
Þekil 3. Sakarozun asit ile hidrolizi
15
3.3. Suda Çözünürlük
Çözünürlük bakýmýndan karbonhidratlar birbirinden çok farklýlýk gösterir. Bu olay çok çözünenden
hiç çözünmeyene kadar deðiþiklik göstermektedir (Çizelge2). Genel olarak karbonhidratlarýn çözünürlüðü molekül aðýrlýðýna baðlýlýk göstermektedir. Çözünme olayý suyun dipol özelliði ile ilgilidir. Deðiþik sýcaklýk derecelerindeki suda, karbonhidratlarýn çözünürlüðü farklý olmaktadýr. Buna
doyma miktarý denir. Bu açýdan karbonhidrat çözeltilerini doymamýþ çözeltiler, doymuþ çözeltiler,
aþýrý doymuþ çözeltiler þeklinde üçe ayýrabiliriz. Fazla doymuþ bir çözelti, doymuþ çözeltinin soðumasýyla elde edilir. Çözünür madde miktarý fazla olunca bir miktar kristalleþmektedir.
Çizelge 2. Bazý Karbonhidratlarýn çözünürlük durumu
Kristalizasyon: Þekerler bazý þartlar altýnda kristalizasyona uðrarlar. Kristalizasyon için öncelikle
belli bir kristalizasyon çekirdeðinin oluþmasý gereklidir. Kristallerin büyüklüðü ve sertliði soðumanýn hýzýna baðlýdýr. Þayet fazla doymuþ bir çözelti, yavaþ yavaþ soðutulursa çok iri ve sert kristaller oluþur.
Kristalizasyon; reçel, marmelat, bal gibi fazla miktarda þeker içeren gýdalarda istenmemesinden
dolayý önemlidir.
Karbonhidratlarýn çoðu (suda çözünenler) higroskopiktir. Yani bünyelerine su almaya eðimlidirler. Bu özelliklerinden dolayý karbonhidrat içeren gýdalarýn depolanmasý sýrasýnda, çevrenin nisbi
nem düzeyine dikkat etmek gerekir. Ayrýca, karbonhidrat içeren gýdalardaki karbonhidratýn yýkama
ile kayba uðrayacaðý da dikkate alýnmalýdýr.
3.4. Tatlýlýk
Tatlýlýk, tuzluluðun yanýsýra bilinen en yaygýn tatdýr. Tatlýlýk; baþlýca meyve, bitki ve diðer doðal gýdalarda bulunan küçük yapýdaki çözünür karbonhidratlar için tipik bir özelliktir.
Þekerler, suyu serbest formdan baðlý forma döndürür. Gýdalara þeker eklenmesiyle ürünler koruyucu bir etkiye sahip olur, çünkü bozulmaya neden olan mikroorganizmalar için gerekli olan su artýk þeker tarafýndan baðlanmýþtýr. Meyvelerin, balýn ya da diðer þekerli ürünlerin (reçel ve marmelatlar) korunmasýný saðlayan bu metod 2000 yýldan beri kullanýlmaktadýr. Ayrýca þekerler, iþlenmiþ
ürünlerde en önemli yapý maddesidir. Þekerler ve karbonhidratlar kimyasal olarak benzerdir. Aslýnda þeker; tatlý, küçük ve çözünebilen karbonhidratlardýr. Þeker kelimesi genellikle sakarozun eþ anlamlýsý olarak da kullanýlýr.
Hayvansal ürünlerle ilgili tek þeker, bütün hayvan sütlerinde bulunan laktozdur. Laktozun tatlýlýðý
fruktoz ve sakarozdan daha azdýr; bu nedenle süt, þeker miktarý fazla olmasýna raðmen tatlý deðildir. Bütün sindirilebilen þekerler, karaciðerde glikoza dönüþtürülür. Bu nedenle hayvanlarýn etindeki ve kanýndaki þeker glikozdur.
16
Tatlýlýk derecesi, çeþitli karbonhidratlar arasýnda karþýlaþtýrma ile belirlenir. Bunun için sakaroz
standart seçilmiþ ve tatlýlýk deðeri 100 olarak kabul edilmiþtir. Tatlýlýk gücü karbonhidratlarýn molekül aðýrlýðý ile ilgilidir. Molekül aðýrlýðý arttýkça tatlýlýk derecesi düþmektedir. Çok sayýda karbonhidratýn, tatlýlýk derecesi onlarýn gýda maddesi olarak kullanýmýnýn esasýný teþkil eder (Çizelge 3).
Çizelge 3. Deðiþik karbonhidratlarýn tatlýlýk derecesi
3.5. Karamelizasyon
Karbonhidratlý gýdalarýn ýsýyla reaksiyonu sonucu, karamel ürünleri oluþur. Karamelizasyon, þekerin
doðrudan hiç bir malzeme ya da su gerekmeden ýsýyla reaksiyonu sonucu oluþur. Karamel kahverengi ile siyah arasýnda bir renge ve hoþ bir tada sahiptir. Örneðin sakaroz, kuru formda 210°C’ye
kadar ýsýtýlýr ise önce erir ve sonra sarýdan kahverengiye deðiþen bir renk alýr. Bu olaya karamelizasyon adý verilir. Bu özelliklerinden dolayý karbonhidratlarýn kullanýmý, bazý gýdalarýn proses teknolojisinde arzu edilir (örneðin pasta yapýmý). Ancak bazý teknolojilerde istenmez (örneðin süttozu üretimi). Sakaroz eritildiði zaman (180-190°C’de erir), renk reaksiyonundan baþka, tipik karamelizasyon tadýný oluþturan diasetil meydana gelmektedir. Karamelize olmuþ sakaroz su ile karýþtýrýldýðý zaman meydana gelen renk tipik olup, bazý gýdalarýn tabii rengini vermektedir (likör, pastalar, çeþitli
þekerlemeler).
Karamel, kahverengi ile siyah arasýnda bir renge ve hoþ bir tada sahiptir. Maillard ürünleri, þeker
ve proteinin ýsýtýlmasýyla oluþur. Bu çok kompleks bir reaksiyondur ve bu reaksiyonun sonucunda
çok hoþ lezzetler elde edilir (örneðin ekmek, kurabiye, patlamýþ mýsýr ve kýzarmýþ etin lezzeti).
3.6. Fermantasyon
Karbonhidratlarýn, mayalar, bakteriler ve küf mantarlarý enzimlerince parçalanmasýdýr. Oksijenli
þartlarda olur ise aerob, oksijensiz þartlarda olur ise anaerob fermantasyon adý verilmektedir
(Çizelge 4).
Her mikroorganizma, tüm karbonhidratlara etki edip fermantasyona uðratamaz. Etkiledikleri karbonhidratlar farklý olabilmektedir.
17
Çizelge 4. Karbonhidratlarda meydana gelen fermantasyon çeþitleri
3.7. Jelleþme
Polisakkaritler bünyelerine su alarak kesilebilecek sertlikte jel oluþturma özelliðindedir. Bu olaya jelleþme denir. Jelleþen polisakkaritlerden en önemlileri agar-agar ve pektindir. Ayrýca Arap zamký, niþasta, tragacant, alginatlar da jelleþme özelliðine sahiptirler. Bu polisakkaritler, ester gruplarý içerirler. Bu ester gruplarý, jelleþmede temel yapýlardýr.
Jelleþmede;
• Jelleþen madde cinsi,
• Sýcaklýk,
• pH,
• Ortamda bulunan diðer maddeler (Metal Ýyonlarý),
• Þeker oraný,
etkilidir.
Karbonhidratlar, jelleþme özelliklerinden istifade edilerek çeþitli gýda maddelerinin üretiminde
kullanýlmaktadýr.
18
4. Monosakkaritler ve Sýnýflandýrýlmasý
Monosakkaritler genelde iki þekilde sýnýflandýrýlýr:
Birincisi ihtiva ettikleri aktif gruplarýna göre, bu sýnýflandýrmada
aldehit ihtiva edenler (Aldozlar) ve keton ihtiva edenler (Ketozlar) olmak üzere iki sýnýfa ayrýlýrlar. Ýkinci olarak da monosakkaritler karbon zincirinin uzunluðuna göre, en basit gliseraldehit ve dihidroksi asetondan baþlamak üzere “Triozlar (3 C’lu),
Tetrozlar (4 C’lu), Pentozlar (5 C’lu) ve Heksozlar (6 C’lu)” þek-
Þekil 4. Doðada yaygýn olarak bulunan D-Aldoz þekerler
19
linde sýnýflandýrýlýrlar. Þekil 4‘te doðada yaygýn olarak bulunan D-aldoz þekerler ve Þekil 5’de D-ketoz þekerlerin “Fischer Projeksiyon Yapýlarý” görülmektedir.
Gliseraldehit
Stereoizomerleri
Þekil 5. D-Ketozlarýn Fischer projeksiyon formülleri
Referans bileþik olarak D-Gliseraldehitten Kiliani-Fischer sentezi (Siyanohidrin sentez reaksiyonu)
ile tetroz þeker oluþumu Þekil 6’da verilmiþtir. Bu reaksiyonlar sonucu aldotetroz, aldopentoz, ldoheksoz, oluþumu aldoz zincirine bir karbon atomu ilavesiyle devam etmektedir. Benzer þekilde L-gliseraldehitten de uzun karbon zinciri L-þekerleri (L-tetroz, L-pentoz, L-heksoz) oluþur. Bu þekerlerin
sentezi, canlý hücrede çeþitli enzimlerle katalizlenen reaksiyonlar olarak cereyan etmektedir
(Þekil 7).
20
Þekil 6. D-gliseraldehitten siyohidrýn ile diðer þekerlerin oluþumu
Þekil 7. L-gliseraldehitten siyanohidrýn sentezi ile diðer þekerlerin oluþumu
4.1. Ýzomerizm
Ýzomerler ayný kapalý moleküler formüle sahip, fakat farklý fiziksel ve kimyasal özellikleri olan bileþiklerdir. Ýzomerizm, yapýsal ve stereoizomerizm olarak ikiye ayrýlýr.
4.1.1. Yapýsal Ýzomerizm
Yapýsal izomerizm de 3 grup halinde sýnýflandýrýlýr:
4.1.1.1. Zincir Ýzomerizm
Organik bileþiklerde zincirdeki karbon atomlarýnýn farklý þekilde düzenlenmesidir. Örnek
olarak, n-Butan’ýn zincir izomeri olarak izobutan (2-metil propan) gösterilebilir.
4.1.1.2. Pozisyon Ýzomerizm
Organik bileþikteki bir atom veya atom grubunun yer deðiþtirmesi ile oluþan izomerizm
olup, n-propilklorür ile izopropil klorür örnek gösterilebilir.
4.1.1.3. Fonksiyonel Grup Ýzomerizm
Ayný moleküler yapýya sahip bileþiklerde fonksiyonel gruplarýn farklýlýðýndan doðan izomerizm’dir
n-propanol ile metil-etil eter, etil alkol ile dimetil eter fonksiyonel grup izomerleridir.
21
Þekil 8. Deðiþik izomerizm örnekleri
4.1.2. Stereoizomerler
Stereoizomerler yapý izomeri deðildirler. Bunlarda bileþiði teþkil eden atomlar ayný düzende baðlanmýþlardýr. Ancak, atomlar uzaydaki düzenleniþleri bakýmýndan farklýlýk gösterir. Stereoizomerizm,
kendi içersinde optik ve geometrik (cis-trans) izomerizmi olarak ikiye ayrýlýr.
4.1.2.1. Optik Ýzomerizm
Genellikle karbonhidratlarda görülür. Karbon atomuna tek bað ile baðlanmýþ atom veya atom
gruplarýnýn geometrik konfigürasyonu (yerleþimi) optik izomerizmin oluþmasýnda en önemli faktördür. Bir baþka ifadeyle, optik izomerizmin oluþabilmesi için en az bir asimetrik karbon atomuna gerek vardýr (Þekil 9).
22
Asimetrik karbon atomu, bir moleküldeki karbon
atomunun 4 baðýna 4 ayrý atom veya atom grubunun baðlanmasýyla oluþan karbon atomudur (Þekil
10). Böyle moleküllere de asimetrik molekül adý verilmektedir. Asimetrik karbon atomu içeren bileþikler
iki farklý izomere sahip olup, bunlardan birisi bileþiðin kendisi, diðeri ise onun ayna görüntüsüdür. Bu
iki bileþik birbirinin optik izomeridir. Biri diðerinin aynadaki görüntüsü durumunda olan izomer bileþiklere enantiomerik çift, bu bileþiklerden birine de diðerinin enantiomeri denir. Enantiomerler polarize ýþýðý
ayný miktarda fakat farklý yönlerde kýrarlar. Ýki enanÞekil 9. Optik Ýzomerizm
tiomerin eþit molar karýþýmý polarize ýþýðý saptýrmaz,
böyle karýþýmlara rasemik karýþým denmektedir. Enantiomer bileþiklerin kaynama ve erime noktalarý ile deðiþik çözücülerde çözünürlükleri aynýdýr, ancak polarize ýþýðý çevirme yönlerine göre farklýlýk
gösterirler. Enantiomerlerden biri polarize ýþýðý saat yönünde (saða) çevirir. Bu bileþiðe destrorotatory (+, dekstro) denir. Diðeri ise saat yönünün aksine yani sola çevirir ki buna da levorotatory (-,
levo) bileþik denir. Birden fazla asimetrik karbon atomuna sahip bileþiklerde, asimetrik karbon
atomlarý birbirinin etkisini denkleþtireceðinden bu tip bileþiklere mezo bileþikler denir. Bunlar, metabolize olduklarýnda optik aktif bileþikleri meydana getirirler. Tartarik asit buna örnek olarak verilebilir (Þekil 10).
Tek bir düzlem içerisinde yayýlma gösteren belli dalga boyundaki polarize ýþýðýn yönünü saptýran
bileþiklere optikçe aktif bileþikler, bu olaya da optik aktivite denir. Polarize ýþýðýn normal yönü ile optikçe aktif bir madde çözeltisinden geçtikten sonraki sapma miktarýna optik rotasyon denilir. Spesifik rotasyon (α) ise 1 dm uzunluktaki bir tüpte, 1 santimetreküp hacimde 1 g optik aktif bileþik ihtiva eden çözeltinin gösterdiði sapmadýr.
Birden fazla karbon atomuna sahip bileþiklerde, asimetrik karbon atomu bulunmaktadýr.
Þekil 10. Asimetrik karbon atomu
23
4.1.2.2 Geometrik Ýzomerizm
Bu tip izomerizme halka ve zincir yapýsýndaki çift ve üçlü baðlar ihtiva eden bileþiklerde rastlanýr.
Çift bað ile baðlanmýþ karbon atomlarýnýn bir tarafýndaki atom veya atom gruplarý birbirinin ayný
ise buna cis-izomeri, farklý ise trans-izomeri denir. Cis-2-Buten ve Trans-2-Buten örnek olarak gösterilebilir (Þekil 11).
Þekil 11.Geometrik izomerizm
4.2. Monosakkaritlerin Mutarotasyonu ve Anomerik Þekilleri
Monosakkaritlerin pek çoðu sulu çözeltilerde projeksiyon formüllerinde sahip olduklarý asimetrik
karbon sayýsýndan bir daha fazla merkeze sahipmiþ gibi bir özellik gösterirler (Çizelge 5). Örneðin
ζ-Glikoz iki ayrý spesifik rotasyona sahip (α)²º=112.2° ve β-D glukoz (α)²º =18.7° iki izometrik
form gösterir. Bu iki izomerik formun genel kompozisyonu farklý olmasa da bazý fiziksel ve kimyasal
özellikleri farklýdýr. D-Glikozun bu iki izomeri suda çözündüklerinde her ikisinin optiksel çevrimi zamanla tedrici olarak deðiþerek, çözeltinin optiksel çevrimi (α)²º=+52.7° olan denge noktasýna
ulaþýr.
Çizelge 5. α-D-Glukoz ve β-D-Glukoz özellikleri
Çeþitli kimyasal çalýþmalar sonucu genelde diðer monosakkaritlerde de olduðu gibi D-glikozun
a ve b izomerleri tabiatta açýk-zincir yapýsýnda deðilse de, 5. karbondaki alkolik hidroksil ile 1. karbondaki aldehit grubunun reaksiyonu sonucu 6 birimli bir piran halkasý oluþturacak þekilde bulunur. Þekerlerin oluþturduklarý bu piran halkasýna piranoz adý verilir (örneðin α-D-glikopiranoz).
Piranoz halkasýnýn oluþumu, bir aldehit ile alkol arasýndaki reaksiyon sonucu oluþan ve bir asimetrik karbon atomu içermesi nedeni ile iki stereoizomerik forma sahip hemiasetal formasyonu þeklindedir. Keton ile alkollerin reaksiyonu sonucu ise hemiasetalin analoðu olan hemiketal oluþmaktadýr (Þekil 12).
24
Þekil 12. Alkolün aldehit ve keton Ýle reaksiyona girip hemiasetal ve
hemiketal oluþum reaksiyonlarý
D-Glikopiranoz oluþumu: Þekil 12’de görüldüðü gibi glikozun 5. karbonunun “OH”i ile 1. karbonunun aldehit grubu arasýnda intramoleküler bir hemiasetal oluþumu ile 1. karbon asimetrik bir
merkez haline gelmiþtir. Monosakkaritlerin bu karbonil atomu üzerindeki “OH” grubunun farklý konfigürasyon göstermesi durumlarýna anomer adý verilir ve bu karbonda anomerik karbon olarak
adlandýrýlýr.
Beþ veya daha fazla C atomuna sahip monosakkaritler, piranoz veya furanoz halkasý oluþturarak
anomerik formlarda bulunurlar. Altý karbonlu bir ketoheksoz olan fruktozun da piran formu yazýlabilir. Ancak bu, ketoz þekerin doðada yaygýn bulunan kalýtsal formu furan halka yapýsýdýr (Þekil 13).
25
Þekil 13. Pyran ve furan halkalarýnýn formülle gösteriliþi
Doðada yaygýn olarak bulunan D-glikoz ve diðer aldoheksozlarýn piranoz formu, furanoz formundan daha kalýtsaldýr ve bu nedenle piranoz formlarý yaygýndýr (Þekil 14).
Ribonükleik asidin yapýsýnda bulunan D-riboz ve 2-deoksiribonükleik asidin yapýsýnda bulunan
2-deoksi-D-riboz furan halkasý oluþturarak bulunurlar. Çözelti içerisinde a ve b izomerlerinin bulunmasýna karþýlýk, nükleik asitlerin doðal yapýlarýnda yalnýz a ve b-izomerleri mevcuttur.
Fotosentez olayý sýrasýnda karbonhidrat metabolizmasýnda önemli rol oynayan ve bir aldotetroz
olan D-eritroz, birer ketopentoz olan D-xyliloz ve D-ribüloz ve ketoheptoz olan D-sedoheptülozun
projeksiyon formülleri Þekil 15’de görülmektedir. Bu monosakkaritlerin beþ birimli hemiasetal veya
hemiketal furan halkalarýnýn teorik yazýlýmlarý mümkündür. Ancak, fotosentez sýrasýnda bu þekerlerin primer alkol (-CH2OH) gruplarý H3PO4 ile esterleþmiþ olduðundan bunlarýn furanoz halka yapýlarýnýn oluþmasýna engel teþkil eder.
26
Þekil 14. L-D-Glukopiranoz ve β-D-Glukopiranoz Howarth projeksiyon formülleri
27
Þekil 15. Fotosentez ara ürünü olan bazý þekerler
Karbonhidratlar, polihidroksi aldehit veya ketonlarý olarak tanýmlanabilir. Ancak doðada doðal
olarak bulunan pek çok karbonhidrat serbest karbonil grubu ihtiva etmez. Doðada karbonhidratlar
piran veya furan halkasý oluþturarak polihidroksi asetal veya ketaller þeklinde bulunur ve böyle tanýmlanmalarý daha yerinde olur. Karbonhidratlarýn piranoz halkasý üç boyutlu düzlemde sandalye
(chair) ve kayýk (boat) formu olmak üzere iki konformasyonda bulunabilir. Piranoz halkasýnýn sandalye konformasyonundan daha saðlam ve kararlýdýr. Heksozlarýn sulu çözeltisindeki predominant
konformasyon sandalye konformasyonudur.
Piranoz ve furanoz halkasý, Howarth tarafýndan geliþtirilmiþ ve sandalye formunun daha basite
dönüþtürülmüþ þeklidir. Þeker moleküllerinin çeþitli biyokimyasal reaksiyonlarý verilirken Howarth veya projeksiyon formülleri yeterli olacaðýndan kayýk ve sandalye konformasyonlarý Þekil 16’da
gösterilmiþtir.
Howarth formülünde piran veya furan halkasý kaðýt düzleminden dýþarýya doðru dik olarak gelmekte ve halkadaki C atomuna baðlý gruplar halka düzleminin altýnda veya üstünde yer
almaktadýr.
28
Þekil 16. Howarth projeksiyon, zarf, sandalye; kayýk ve Twist Konformasyonlar
4.3. Monosakkaritlerin Bazý Temel Özellikleri
Monosakkaritler sýcak þartlarda seyreltik mineral asit çözeltileri içerisinde kararlýdýr. Bu nedenle polisakkaritlerin hidrolizi sonucunda oluþan monosakkaritler bozunmadan kalýrlar. Fakat, konsantre
mineral asitler þekerlerin dehidrasyonuna neden olup, furanýn aldehit türevleri olan furfurallar oluþur. Örneðin D-glukoz kuvvetli bir asit olan HCL ile ýsýtýldýðýnda 5-hidroksimetil furfural meydana
gelir (Þekil 17). Oluþan furfural bileþiklerinin a-naftol ve diðer aromatik bileþiklerle reaksiyona girip
tipik renkli bileþikler oluþturmasý nedeni ile þekerlerin kalitatif testlerinde bu dehidrasyon reaksiyonlarýnýn önemi fazladýr.
Oda sýcaklýðýnda seyreltik alkaliler ile þekerlerin reaksiyonunda, anomerik karbon atomu ile buna komþu karbon atomuna baðlý gruplar üzerinde deðiþim oluþur. Diðer karbon atomlarýnýn gruplarý üzerinde hiçbir deðiþiklik olmaz. Örneðin D-glukoz seyreltik alkali ile muamele edildiðinde anomerik deðiþimler olup (Þekil 18), D-glukoz, D-fruktoz ve D-mannozun bir denge karýþýmý oluþur. Bu
þekerler birbirlerinin enediollarý olarak isimlendirilir ve 1 ve 2 numaralý karbon atomlarýnýn hidroksialdehit ve hidroksiketonlarýnda oluþan intermediet enol formlarýný ihtiva ederler. Bu enolizasyon
reaksiyonlarý, canlý hücrede izomeraz ve epimeraz enzimlerinin bu þekerlerin fosfat esterlerini enolizasyon reaksiyonlarýna tabi tutmasýyla cereyan eder.
Deriþik alkali konsantrasyonu veya yüksek sýcaklýk, monosakkaritlerin ileri derecede reorganizasyonuna, fregmantasyonuna ve hatta polimerizasyonuna neden olur. Ancak glikozitler ve polisakkaritler alkalilere karþý dayanýklýdýr.
29
Þekil 17. D-glikozun kuvvetli bir asit ile ýsýtýlmasý sonucu 5-Hidroksi metil furfural oluþumu
Þekil 18. D-Glikozun seyreltik alkali Ýle izomerizasyonu
4.4. Monosakkarit Türevleri
4.4.1. Glikozitler
Mineral asitlerin varlýðýnda aldopiranozlar kolay bir þekilde alkollerle reaksiyona girerek a ve bglikozitlerin anomerik formlarýný oluþtururlar. Glikozitler, asimetrik karýþýk asetallerdir ve aldoheksozlarýn aldehit karbonunun baþka bir alkole ait hidroksil grubuyla reaksiyonu sonucu oluþur. Bu
baðlanma glikozidik (glycosidic) bað olarak isimlendirilir. D-glikozun H3C-OH ile reaksiyonu sonucu aþaðýda görülen metil glikozitleri, indirgen özellikte deðildir ve mutarotasyon olayý göster-
30
mezler (Þekil 19). Glikozidik bað, bir monosakkaridin anomerik karbonu ile diðer bir monosakkaridin hidroksil grubu arasýnda oluþarak disakkaritleri oluþturur. Oligosakkarit ve polisakkaritler ise
monosakkarit birimlerinin glikozidik baðlarla baðlanarak oluþturduklarý zincirler þeklindedir. Canlý
sistemde tabii ki bu reaksiyonlar enzimler tarafýndan katalize edilir. Glikozidik baðlar bazlara karþý
kararlýdýr, fakat kaynar asitler içerisinde serbest monosakkaritle ve alkole hidroliz olurlar. Glikozitler glikosidaz enzimleri ile de hidroliz olurlar. Glikosidaz enzimleri, α veya β-glikozidik baðlanmaya, monosakkarit birimlerine ve alkolün yapýsýna göre spesifiktir.
α-D-glikopiranozid;
ve β-D-glikopiranozid;
Þekil 19. Metil α-D-glikopiranozid ve Metil β-Dglikozpiranozid
4.4.2. N-Glikozilaminler (N-Glikositler)
Uygun çözeltiler içersinde aldoz ve ketozlar aminler ile etkileþerek N-glikozilaminleri oluþturur. Bu
gibi bileþikler purin ve primidin gibi nukleotid ve nukleik asitlerin nitrojenli bazlarýnýn N-glikozilamin
baðlarý ile D-riboz veya 2-deoksiriboz birimlerinin 1. Karbon atomlarýna baðlanmasý açýsýndan biyolojik sistemlerde büyük önem sahibidir (Þekil 20).
Þekil 20. Glikozamin örnekleri metilamin ve sitidin
31
4.4.3. O-Açil Türevleri
Monosakkarit ve polisakkaritlerin serbest hidroksil gruplarý, karbonhidratlarýn yapýlarýnýn belirlenmesinde önemli olan, O-Açil türevleri verecek açillenirler. Örneðin aD-glikoz yüksek miktarda asetik anhidrit ile muamele
edildiðinde penta-O-asetil-α-D-glikoz oluþur (Þekil 21).
Monosakkaritlerin bütün hidroksil gruplarý farklý reaktivitide olmak üzere açillenirler. Oluþan esterler tekrar
hidroliz edilebilir.
4.4.4. O-Metil Türevleri
Monosakkaritlerin anomerik karbon atomlarýnýn glikozidik baðlar oluþturacak þekilde alkollerle reaksiyonu yukarýda açýklanmýþtý. Monosakkaritlerin hidroksil gruplarý
da metilleþebilir. Bu hidroksil gruplarýnýn metilleþmesi
anomerik karbonun metilleþmesinden oldukça daha zordur. Örneðin AgO varlýðýnda dimetilsülfat veya metiliyoÞekil 21. O-Açil Türevleri
dat ile muamele etmek gerekmektedir. Bu durumda metil
asetat deðil metil esterler oluþur. Metil asetatlar kaynar asit içerisinde kolaylýkla hidroliz olduðu halde metil esterler olmaz. Karbonhidratlar üzerindeki tüm serbest hidroksil gruplarýnýn metilleþmesi tamamen metilleþme olarak tanýmlanýr. Tamamen metilleþme reaksiyonlarýndan monosakkarite baðlanmýþ olan amino grubu, fosfat grubu veya glikozidik baðlanmanýn pozisyonunu ve mevcut olan
monosakkaritin piranoz veya furanoz olup olmadýðýný tespit etmede yararlanýlýr. Metil-α-D-glikopiranozid tamamen metilleþtiðinde metil-2,3,4,6-tetra-O-metil-D-glikopiranozid oluþturur (Þekil 22).
Þekil 22. O-Metil türevleri
32
4.4.5. Osazonlar
Monosakkaritler hafif asidik koþullarda 100°C’de aþýrý miktarda fenilhidrazin ile reaksiyona girerek
suda çözünmez ve kolaylýkla kristalize olan fenilosazonlarý oluþturur. D-glukozun oluþturduðu osazon aþaðýda görülmektedir (Þekil 23).
Glukoz, fruktoz ve mannoz reaksiyon sýrasýnda 1. ve 2. karbon atomlarý üzerindeki konfigrasyon
farklýlýðý kaybolduðu için ayný yapýdaki fenilosazonlarý verirler. Oluþan osazon bileþiklerinden bazý
hallerde þekerlerin belirlenmesinde yararlanýlmaktadýr.
Þekil 23. D-Glukoz fenilosazon
4.4.6. Þeker Alkoller
Monosakkaritlerin karbonil gruplarý su çerisinde, metal katalizörler veya sodyum amalgam varlýðýnda H2 gazý ile þekerin kendisine özgü þeker alkollerine indirgenebilmektedir. Örneðin D-glukoz, bir
þeker alkolü olan D-glusitola indirgenir (Þekil 24). Bu ayný alkol L-sorbozun indirgenmesi ile de oluþur ve bu nedenle çoðu kez L-sorbitol olarak adlandýrýlýr.
Doðada yaygýn olarak bulunan diðer iki þeker alkolü, lipitlerin önemli bir bileþeni plan gliserol ile
inositoldur. Tamamen hidroksile olmuþ bir siklohekzan türevidir. Ýnositolün bir çok stereoizomeri
mevcuttur. Ýnositol siklik bir alkol yani siklitoldur. Ýnositolun myo-inositol türevi bir fosfolipid olan fosfatidil-inositol ve yine inositolun hejzafosforik asit esteri olan fitik (phtic) asit mevcuttur. Fitik asitin
kalsiyum-magnezyum tuzu fitindir (phytin) ve yüksek seviyeli bitkilerin ekstraselüler destek
materyalidir.
33
Þekil 24. Glukozun þeker alkollere indirgenmesi
4.4.7. Þeker Asitler
Aldonik, aldarik ve üronik asitler olmak üzere 3 önemli tip þeker asidi mevcuttur. Aldozlar, sodyum
hipoiyodit gibi zayýf oksidantlar veya spesifik enzimlerle aldehit karbonlarýndan okside olarak kendilerine özgü karboksilik asitlere oksitlenir. Bu asitler aldonik asit olarak adlandýrýlýr. D-glukozun bu
þekilde oksitlenmesi ile D-glukonik asit oluþur. Bu asidin fosforlanmýþ formu karbonhidrat metabolizmasýnda önemli bir ara üründür. Eðer monosakkaritler nitrik asit gibi kuvvetli oksidantlarla okside edilirse o taktirde aldehit karbonuna ilaveten primer alkol taþýyan 6. karbon atomu da oksitlenerek bir dikarboksilik asit olan aldirik asitler (sakkarik asit) oluþur. D-glukozun bu asidi D-glurik
asittir. Aldarik asitler bazen þekerlerin belirlenmesinde kullanýlabilir, fakat fazla bir biyolojik önemleri yoktur. Üçüncü sýnýf þeker asitleri olan uronik asitlerin biyolojik önemleri çok fazladýr. Uronik
asitlerde, yalnýz primer hidroksil grubunu içeren karbonlarýn hidroksili oksitlenmiþtir. D-glukozdan
oluþan uronik asit D-glukoronik asittir. Diðer önemli uronik asitler D-galakturonik ve D-mannuronik asitlerdir. Uronik asitler için bir çok polisakkaritin bileþenleri arasýndadýr. Aldonik ve uronik aitler, 5 ve 6 birimli bir halka oluþturmuþlar ise genellikle lakton formunda bulunurlar. D-δ-Glukuronolakton yapýlarý þekilde gösterilmiþtir (Þekil 25).
Þekil 25. D-δ-Glukoronolaktonun yapýsý
34
Þeker asitlerinin en önemlilerinden bir tanesi L-Askorbik asit veya Vitamin C’dir (Þekil 26). Bu asit
3 numaralý karbonunda enediol olan hekzonik asidin β-laktonudur. L-Askorbik asit oldukça kararsýzdýr, kolaylýkla oksitlenerek dehidroaskorbik asite dönüþür. Ýnsanýn uzun süre askorbik asitce yetersiz beslenmesi sonucu bað dokusunda çeþitli bozunmalar, rahatsýzlýklar oluþur ve vücudun çeþitli enfeksiyonlara karþý direnci düþer.
Þekil 26. Þeker asitlerden L-Askorbik asit
4.5. Monosakkaritlerin Ýndirgen Özellikleri
Bir bileþikteki monosakkarit miktarý, monosakkaritlerin alkali çözeltileri içerisinde Cu², Ag veya ferrisiyanid gibi oksidantlarla oksidasyona uðrayarak çeþitli þeker asitlerinin karýþýmýný vermesi dolayýsýyla kolaylýkla belirlenebilir. Bu gibi oksidantlarý indirgeyebilen þekerler, indirgen þekerler diye adlandýrýlýr. Benedict iþlemi ve çözeltisi olarak bilinen yöntem, indirgen þekerlerin tespitinde yaygýn olarak kullanýlýr.
4.6. Þeker Fosfatlarý (Fosforik Asit Esterleri)
Bütün canlý hücrelerinde bol miktarda çeþitli monosakkaritlerin fosfat türevleri bulunmaktadýr ve
özellikle bunlar karbonhidrat metabolizmasýnda önemli görevler yüklenen ara metabolitlerdir. Fosfat esterleri genelde 6 ve 3 karbonlu þeker fosfatlarýdýr. Metabolik reaksiyonlarda önemli olan bazýlarýnýn formülleri Þekil 27’de verilmiþtir.
Þekil 27. Önemli bazý þeker fosfatlarý
35
36
4.7. Deoksi Þekerler
Doðada pek çok deoksi þeker bulunduðu bilinmektedir. Bunlarýn en yaygýn olaný deoksiribonükleik
asidin (DNA) yapýsýnda bulunan 2-Deoksi-D-riboz’dur. Doðada bazý bakteri hücre duvarlarýnýn yapýsýnda bulunan L-Rhamnoz (6-Deoksi-L-Mannoz) ve L-Fukoz (6-Deoksi-L-Galaktoz) diðer iki önemli deoksi þekerdir (Þekil 28).
Þekil 28. Deoksi þeker örnekleri
4.8. Amino Þekerler
Doðada yaygýn olarak bulunan D-glukozamin (2-amino-2deoksi-D-glukoz) ve D-galaktozamin (2amino-2-deoksi-D-galaktoz) iki amino þekeridir. Bu þekerlerde 2. Karbon atomundaki hidroksil grubu yerine amino grubu girmiþtir. D-Glukozamin omurgalýlarýn polisakkarit bileþenlerinde yaygýn
olarak bulunduðu gibi böcek ve sert kabuklu hayvanlarýn dýþ iskelet kabuklarýný oluþturan kitin maddelerinin de asýl bileþenidir. D-Galaktozamin glikolipidlerin ve kýkýrdak dokusunun yapý birimlerinden olan kondrotin sülfatýn yapýsýnda bulunmaktadýr (Þekil 29).
Þekil 29. Amino þeker örnekleri
4.9. Muramik Asit ve Neuraminik Asit
Bu bileþiklerin her ikisi de dokuz karbonlu amino þeker türevidir. Bu asitler 6 karbonlu bir amino þekere, üç karbonlu bir asitin baðlanmasýyla oluþmuþtur. Amino grubu çoðu kez asetile olmuþ durumdadýr. Bu þeker türevleri bakteri hücre duvarlarý ve hayvanlarýn hücre örtülerinde bulunan yapýsal polisakkaritlerin önemli yapý birimleridir. N-asetilmuramik asit bakteri hücre duvarlarý polisakka-
37
ritlerin asýl yapýsýnýn oluþturur. N-Asetil-D-glukozamine ether baðý ile D-Laktik asidin baðlanmasýndan oluþmuþtur. N-Asetilneureminik asit ise N-asetil-D-mannozamine pirüvik asidin baðlanmasý ile
oluþmuþtur. Bu asit hayvani dokularýn hücre membranlarý ve hücre zarlarýnýn glikoproteinleri ve glikolipidlerinde bulunan oligosakkarit zincirlerinin bir yapý taþýdýr (Þekil 30).
Nueraminik asidin N-açil türevleri genel olarak sialik asitler olarak isimlendirilir. Ýnsan dokularýnda bulunan sialik asitler N-asetil grubu içerirler. Diðer bazý türlerdeki ise N-glikozil grubu içerir. Bu
amino þekerlerde anomer karbonlarý ile hidroksil karbonu arasýnda 6 birimli hemiasetaller oluþturarak doðada piranoz formunda bulunurlar.
Þekil 30. Muramik ve neuraminik asit
38
5. Disakkaritler
Disakkaritler iki monosakkarit biriminin glikozidik baðlanmasý ve aradan bir molekül suyun çýkmasý ile oluþur. Doðada en yaygýn olan disakkaritler maltoz, laktoz ve sakarozdur. Seyreltik mineral
asitlerle veya enzimlerle hidroliz olunca iki molekül monosakkarit oluþtururlar (Þekil 31).
Þekil 31. Disakkarit örnekleri (maltoz, sellobioz ve izomaltoz)
39
5.1. Maltoz
Amilazýn niþasta molekülüne etkisi sonucu oluþan ve iki D-glukoz içeren bir intermedier (ara) ürünüdür. Maltoz, O-α-D-glukopiranozil (1−−>4)- α-D-glukopiranozdur. Yani bir D-glukozun 4. Karbonundaki hidroksil grubu ile glikozidik bað oluþturmuþtur. Maltoz molekülündeki 2. Glukozun
anomerik C atomu serbesttir, böylece a veya b konfigrasyonlarýndan birinde bulunabilir. Bu her iki
konfigrasyon spesifik spesifik enzim aktivitelerinin sonucunda oluþur. Maltozda birinci glukoz biriminde serbest karbonil grubu olmadýðý için oksidasyona uðramaz. Fakat ikinci glukoz molekülünün
ucu serbest anomer karbonlu olduðundan oksidasyona uðrar ve bu nedenle indirgen uç olarak olarak adlandýrýlýr. Maltoz molekülünün tamamen metilleþmesi ile yapýlan çalýþmalar maltozda glikozidik baðlanmanýn 1. Glukozun 4. Karbonu arasýnda olduðunu göstermiþtir ve bu (1−−>4) þeklinde gösterilir. Tamamen metilleþmiþ maltozun hidrolizi 2, 3, 4, 6,-tetra-O-metil-D-glukoz ve 2, 3, 6
tri-O-metil-D-glukozdur.
Bazý polisakkaritlerin spesifik bazý enzimlerle hidrolizi sýrasýnda izomaltoz oluþur. Bu disakkarit
maltoza benzer fakat glikozidik baðlanma α (1−−>6) glikozidiktir.
Ýki glikoz biriminden oluþmuþ yaygýn diðer iki disakkarit sellobioz ve gentiobiozdur. Sellobioz, selülozun tekrarlanan birimleri olup β-(1−−>4) glikozidik baðlantýsýna sahiptir. Gentiobiozdaki glikozidik bað β-(1−−>4) baðlanmasýdýr. Bu her iki disakkaritte indirgen þekerdir.
5.2. Laktoz
(O- β -D-galaktopiranozil (1−−>4)-β -D-glukopiranoz); doðada doðal olarak yalnýz sütte bulunur.
Hidrolizi ile D-galaktoz ve D-glukoz verir. Laktozda, glukoz serbest anomerik karbona sahip olduðu için indirgen uçtur ve bu nedenle laktoz indirgen bir disakkarittir (Þekil 32).
Þekil 32. Laktoz (β - Formu)
40
5.3. Sakaroz (Sukroz)
Glukoz ve fruktozdan oluþmuþ bir disakkaritdir. Þeker pancarý ve þeker kamýþýnda yüksek düzeyde
bulunur. Günlük yaþantýmýzda normal olarak kullandýðýmýz beyaz çay þekeri veya diðer bir deyimle
sofra þekeridir. Sukrozun diðer pek çok disakkarit ve oligosakkaritin aksine serbest anomerik karbonu yokur. Bu nedenle sukroz mutarotasyona uðramaz, fenilhidrazin ile osazonlar oluþturmaz ve indirgen þeker özelliði göstermez. Diðer disakkaritlere oranla çok daha kolay hidroliz olur (Þekil 33).
Sukrozun ([α]D²º=+66,5º) hidrolizi ile D-glukoz
([α]D²º=+52,5º) ve D-fruktoz ([α]D²º=-92º) oluþmasýna inversiyon olayý denir. Çünkü, sukrozun hidroliz ile eþdeðer miktarda glukoz ve fruktoz oluþmasý optiksel çevirmeyi dekstrodan levoya deðiþtirir. Bu hidroliz karýþýmýnada invert þeker denir. Sukroz invertaz enzimi ilede hidroliz edilebilir ve bu hidrolizin derecesi polarimetre ile takip
edilebilir.
5.4. Trehaloz
(O-α-D-glukopiranozil-(2−−>1)- α-D-glukopiranozid)
adý verilen bir disakkarit, bazý böceklerin hemolymphlerinde bulunur ve indirgen olmayan bir disakkarittir.
Þekil 33. Sakaroz (Sukroz)
6. Trisakkaritler
Üç monosakkaritin birleþmesiyle oluþan trisakkaritlere, doðada serbest olarak rastlanýlmaktadýr.
Bunlardan rafinoz (O-α-D-galaktopiranozil-(1−−>6)-O-α-D-glukopiranozil-(1−−>2)-β-D-fruktofuranozid)dan oluþur. Pamuk tohumunda %8 oranýnda bulunur. Þeker pancarýnda bulunan rafinoz þeker üretimi esnasýnda %1-2 oranýnda melasa geçmektedir. Ýstenmeyen bir maddedir. Hayvan yemi
olarak kullanýlabilir. Diðer yüksek yapýlý bazý bitkilerde de bulunur. Diðer önemli trisakkarit ise melezitoz ve maltotriozdur.
Melezitoz (O-α-D-glukopiranozil)-,(1−−>3)-O-β-D-fruktofuranozil)-(2−−>1)-α-D-glukopiranozid), çam gibi yaprak dökmeyen bazý bitkilerin öz sularýnda bulunur.
Maltotrioz, 3 glikoz molekülünden oluþan bir trisakkarittir. Amiloz ve niþasta üretiminde alfa amilaz aktivitesi ile kontrollü hidroliz yöntemi ile üretilir. Maltotrioz, bira yapýmýnda kullanýlan Saccharomyces cerevisae maya türünün en çok kullandýðý ikinci tür þekerdir. Bira üretiminde kullanýlan en
yaygýn fermente þekerler maltoz (%50-60), maltotrioz ( %15-20) ve glikoz (%10-15)’dur.
Maltotrioz, maya hücrelerinin þeker kullanýmý sýrasýnda en sonda yer alýr. Genellikle, bira þýrasýndaki glikozun yarýsý maya tarafýndan kullanýldýktan sonra mayanýn maltoz ve maltotrioz kullanýmý
baþlar. Bu esnadada maltotrioz kullanýmý maltoz kullanýmýna göre daha yavaþ iþlemektedir. Maltot-
41
riozun yavaþ kullanýlmasý sonucu olarak, son halini almýþ birada halen fermente þeker bulunmasý
problemi ortaya çýkabilmektedir. Bu problem, bira üreticilerinin sýklýkla karþýlaþacaðý bir sorundur
ve biranýn tadýný olumsuz yönde etkiler. Fermentasyon sýrasýndaki maltotrioz metebolizmasý ve kullaným hýzý, fermentasyon verimliliði ve ürün kalitesini etkileyen en önemli etkendir.
7. Polisakkaritler (Glikanlar)
Doðada, karbonhidratlarýn büyük bir kýsmý yüksek moleküler aðýrlýktaki polisakkaritler olarak bulunur. Polisakkaritlerin asit veya bunlarýn spesifik enzimlerle tam hidrolizi çeþitli monosakkaritleri veya bunlarýn türevlerini verir. Diðer bir deyiþle, polisakkaritler monosakkarit veya monosakkarit türevlerinin polimerleridir. Moleküler aðýrlýk ve yapýlarý bakýmýndan farklý bir çok polisakkarit mevcuttur.
Bir kýsmýnýn yapýsý düz zincir þeklinde olduðu halde bazýlarý dallý polimerler þeklindedir.
Polisakkaritlerin yapýsýnda en yaygýn bulunan monosakkarit D-glukozdur. Bunun yanýnda D-mannoz, D-fruktoz, D ve L-galaktoz, D-ksiloz ve D-arabinozda yaygýn olarak bulunabilir. Monosakkarit
türevlerinden ise D-glukozamin, D-galaktozamin, D-glukoronik asit, N-asetil muramik asit ve
N-asetil neuraminik asit yaygýn olarak bulunur. Polisakkaritlerin hepsinde monosakkarit türevleri glikozidik baðlarla baðlanmýþ olarak bulunur (Þekil 34).
Yalnýz bir çeþit monosakkarit çeþidi veya türevinden oluþan polisakkaritler homopolisakkarit, farklý monosakkarit birimlerinden oluþmuþ polisakkaritlerde heteropolisakkarit olarak isimlendirilir. Baþlýca homopolisakkaritler arasýnda niþasta, glikojen, dekstran, selüloz, inulin ve kitin; hetereopolisak-
Þekil 34. Polisakkaritlerin glikozidik baðlarýna örnek: Rafinoz
42
karitler içerisinde ise hiyaluronik asit, kondrotin sülfatlar, heparin, kan grubu polisakkaritleri, pektin
ve alginik asitler sayýlabilir.
Selüloz gibi polisakkaritlerin bir kýsmý suda çözünmezler ve canlýlarýn destek materyalini oluþtururlar, yapýsal fonksiyonlarý vardýr. Niþasta gibi polisakkaritler ise suda kolloidal çözelti oluþtururlar
ve yedek enerji deposu görevi üstlenirler. Niþasta ve glikojen organizmada þeker deposu görevini
üstlenirler ve yarýçaplarý 100-400 Aº olan granüller þeklinde bulunurlar. Bu granüller içersinde granüllerin sentezini ve parçalanmasýný saðlayan spesifik enzimlerde bulunur.
Polisakkaritlere içerdikleri monosakkarit birimlerine göre de isim verilmektedir. Örneðin glukoz
birimlerinden oluþan niþasta ve glikojen glukonlar, mannoz birimlerinden oluþanlarda mannanlar
diye adlandýrýlýr. Önemli polisakkaritler biyolojik aktivitelerine göre belirlenir ve önemleri bu aktiviteden kaynaklanýr.
7.1. Depo Polisakkaritleri
Bir polisakkaritin iki önemli türü glukoz birimlerinden oluþan ve bitkilerde depo polisakkariti olan
niþasta ve hayvan polisakkariti olan glikojendir. Bunlar hücre sitoplazmasýnda büyük granüller halinde depolanmýþtýr. Bunlar hücreden, çeþitli santrüfüjel ekstraksiyon yöntemi ile ekstrakte edilebilir. Canlý sistemine, fazla glukoz gelmesi halinde enzimatik olarak polimerize olup niþasta veya glikojen þeklinde depolanýr. Glukozun az gelmesi ve canlýnýn ihtiyacý karþýsýnda ise bu depolanan polimerizasyon ürünleri, yine enzimatik olarak enerji ihtiyacý için serbest monosakkarit birimlerine hidroliz edilir.
7.1.1. Niþasta
Yüksek bitkilerin en önemli depo polisakkariti olup, amiloz ve amilopektin olmak üzere iki ana birimden oluþmaktadýr. Amiloz D-glukozun α-1,4 glikozidik baðlarý düz zincir halinde baðlanmýþ, bir
ucu indirgen olan glukoz polimeridir. Molekül aðýrlýðý birkaç binden 150.000’e kadar deðiþir. Suda süspanse olup, heliksel yapý kazanýp, molekülün iç kýsmýnda iyotu baðlamasý nedeni ile iyot ile
mavi renk verir. Amilozun linear yapýsý ve suda süspanse olduðunda verdiði heliks yapýsý Þekil 35
ve Þekil 36’da görülmektedir.
Amilopektin dallanmýþ polisakkaritdir. Yaklaþýk 30 glukoz ünitesinde α-1,6 baðlarý ile dallanmýþ
daha kompleks glukoz polimeridir. Ana zincir, α-1,4-glikozidik baðlarý teþekkül etmiþtir. Amilopek-
Þekil 35. Amilozun düz zincir yapýsý
43
tinin iyotla muamelesi açýk sarýdan kýrmýzýya renk verir. Amilopektinin molekül aðýrlýðý çok geniþ varyasyon
gösterir. Örneðin patates amilopektinin molekül aðrýlýðý 500.000 veya daha fazla olabilir. Þekil 37’de
amilopektinin temel yapýsý verilmiþtir.
Bir niþasta molekülünün %10-20’si amiloz, %8090’ý ise amilopektindir. Amiloza poliglukoz veya polimaltoz gözüyle de bakýlabilir. Niþasta, hidrolizi ile önce dekstrin birimlerine daha sonra maltoza, son olarak da glukoz ünitelerine parçalanýr.
Þekil 36. Su içinde süspense olarak daðýlan
amilozun heliks yapýsý
Þekil 37. Amilopektinin temel yapýsý
Hayvan ve insanýn sindirim sisteminde (tükürük ve
pankreas sývýsýnda) bulunan α-amilaz enzimi, amilozu, amiloz zincirinin þansa baðlý olarak α-1,4 baðlarýna etki ederek maltoz ve glukoz karýþýmýna hidroliz
eder. Bitkilerde bulunan β-amilaz ise amilozu, indirgen olmayan ucundan baþlayarak, maltoz birimlerine
parçalar. Amilopektin de, α ve β-amilaz enzimleri tarafýndan parçalanýr (Þekil 37). Ancak, dallanma noktasýna yakýn olan α-1,4 glikozidik baðý ve α-1,6 baðýnýn bizzat kendisi bu enzimler tarafýndan parçalanmaz. Böylece bu enzimlerin amilopektin üzerindeki
etkisi sonucunda oldukça dallanmýþ bir yapý arz eden
limit dekstrin oluþur. Bu dallanmayý parçalayan, dallanmayý kýran enzim olarak adlandýrýlan α-1,6-glikosidaz enzimi dallanma noktalarýný parçalar, böylece
amilopektin glukoz vemaltoz karýþýmýna hidroliz edilir.
44
7.1.2. Glikojen
Hayvanlarda karbonhidratlarýn esas depolama formu olan polisakkarit glikojendir. Karaciðer ve
kaslarda oldukça fazla miktarda depolanýr.
Glikojenin temel kimyasal yapýsý amilopektine benzer, ancak dallanma daha fazladýr. Genelde 810 glukoz biriminden sonra bir dallanma görülür. Farklý kaynaklarýn glikojeni, farklý derecede dallanma ve farklý moleküler aðýrlýða sahiptir. Amilopektin gibi glukoz ünitelerinin tekrarlanmasýndan
oluþan glikojen α-(1−−>4) baðlarý vasýtasýyla birbirine baðlanmýþtýr. Dallanma noktalarýnda ise
baðlanma α-(1−−>6) baðlantýsýdýr. Dallanma glikojen molekülünün iç kýsýmýnda daha az glukoz biriminden sonra oluþurken, molekülün dýþ kýsýmýnda daha uzun glukoz zincirlerinden (12-18) sonra
meydana gelir. Bundan dolayý, molekülün genel þekli ve dallanmasý kompakt bir þekildedir. Bu durum aðacýn dallanmasý manzarasýndadýr.
Glikojen; beyaz, amorf, tatsýz bir maddedir. Glikojen de α-, β-amilaz enzimleri ile limit dekstrin
maltoz ve glukoz birimlerine hidroliz olabilmektedir (Þekil 36).
Glikojen, suda çözünebilen bir dekstrýrotary çözelti ürünüdür. Ýyot ile menekþe kahverengi bir renk
vermekte ve suda yanar-döner (opalescent) bir dispersiyon oluþturmaktadýr.
Glikojen, vücutta bulunan en önemli biyokimyasal maddelerden biridir. Karaciðer glikojeni, glukozun normal kan þekeri seviyesini korumak için
birincil rezervdir. Kas glikojeni, özellikle ölüm sonrasý kas fibrillerinin ihtiyaç duyduðu enerji üretim
kaynaðýdýr. Glikojen sentezi ve yýkýmý, oldukça sentez reaksiyonlarý ve kontrol mekanizmalarýný içerir.
Þekil 38’de glikojenin temel yapýsý görülmektedir.
Þekil 38. Glikojenin temel yapýsý
7.1.3. Ýnulin
Depo ve ayný zamanda besin polisakkariti olan diðer bir bileþik inulindir. Ýnulin, D-Fruktoz birimlerinin β- (2−−>1) glikozidik baðlanmasý ile oluþmuþ linear bir polifruktozdur. Soðuk suda çok az, fakat sýcak su içersinde tuzla eriyebilir. Ýnulin, iyot çözeltisi ile mavi renk oluþturmaz. Beyaz, amorf bir
tozdur ve asitlerle hýzla hidroliz olur. Ýnulin yer elmasý, soðan, sarýmsak ve benzeri yumrularýn yapýsýnda bulunur (Þekil 39).
7.1.4. Dekstran
D-glukoz ünitelerinden meydana gelmiþ diðer bir dallanmýþ polisakkaritdir. Ana iskeleti, α-1,4 glikozidik baðlanma deðildir. Maya ve bakterilerde depo polisakkariti olarak bulunan dektran, deðiþik türlerde 1−−>2, 1−−>3, 1−−>4, veya 1−−>6 baðlanmalarý gösterir. Dektran oldukça vizkoz, sünebilen bir yapý gösterir.
Þekil 39. Ýnülin üretimi akýþ þemasý
45
46
7.1.5. Fruktanlar
Levanlar olarak da isimlendirilen bu polisakkarit, D-fruktoz birimlerinden oluþmuþtur. Bir çok bitkide bulunurlar.
7.1.6. Mannan
Bakteri, maya, küf ve yüksek yapýlý bitkilerde bulunan mannan, mannoz homopolisakkaritidir.
7.1.7. Ksilanlar ve Arabinanlar
Bu depo hpmopolisakkaritleri de bir çok bitki dokusunda bulunurlar.
7.2. Yapýsal Polisakkaritler
Doðada en yaygýn olarak bulunan yapýsal polisakkarit, D-glukopiranoz birimlerinin β-1,4 glikozidik
baðlanmalarý ile oluþan düz zincir yapýsýndaki, homopolisakkarit sellüozdur. Selüloz bitkilerin hücre duvarlarýnda bulunup, organizmanýn temel yapýsýný oluþturmaktadýr. Aðaçlarda bulunan odun ise
temelde selüloz ve lignin olarak adlandýrýlan diðer bir polimerden oluþmuþtur. Lignin, odun kuru
aðýrlýðýnýn yaklaþýk %25’ini oluþturur. Lignin, aromatik alkollerin polimeridir.
7.2.1. Selüloz
Niþastanýn aksine selülozun β-1,4 baðlarý asit hidrolizine karþý çok dayanýklýdýr. Ancak, kuvvetli, mineral asitler selülozu, D-glukoz birimlerine parçalar. Selülozun β-1,4 baðlarý insan ve geliþmiþ hayvanlarýn sindirim sisteminde bulunan glikosidaz enzimleri tarafýndan parçalanmaz.
Ancak yýlanlarda, bazý sürüngenlerde ve karýncalarda bulunan selülaz enzimi selülozu parçalar.
Selülaz enzimi, ruminant hayvanlarýn iþkembe, tek týrnaklý hayvanlarýn kör baðýsaklarýnda bulunan
selülotik bakteriler tarafýndan da salgýlanýr ve bunlar tarafýndan selüloz D-glukoz birimlerine kadar
hidroliz edilir (Þekil 40).
Þekil 40. Selülozun yapýsý
7.2.2. Hemiselüloz ve Pektin
Bitkilerde doðal olarak bulunan diðer yapýsal polisakkaritlerden hemiselüloz ve pektinin yapýsý selülozdan tamamen farklýdýr. Hemiselüloz, D-ksloz birimlerin β-1,4 baðlanmasý ile oluþmuþ bir homopolisakkarittir. Pektik asit ise galakturonik asidin metil ester polimeridir. Pratikte hemiselüloz terimi, kompleks polisakkaritlerin pek çoðunu içerir. Bunlar sulandýrýlmýþ alkali ekstraksiyonu ve devamýnda sýcak ve soðuk su ekstraksiyonu ile elde edilmektedir. Fibroz dokularýn hücre duvarlarýnda
47
lignin ve selüloz ile kombine olarak hemiselüloz bulunur. Hemiselüloz; ksiloz, arabinoz, glukoz,
mannoz ve galaktoz ile bileþim halinde poliuronidler (D-glukuronik asit) halinde bulunur.
7.2.3. Ekstensin
Kompleks yapýda bir glikoproteindir. Kovalent baðlarla selüloz fibrillerine baðlanmýþtýr. Ekstensin;
arabinoz ve galaktoz birimlerince zengin yan dallar ihtiva etmektedir. Geliþmiþ bitkilerin hücre duvarý, arasý çimento ile baðlanmýþ, demir çubuklu duvarlar þeklindedir. Selüloz fibrilleri demir çubuklarýn yerini, matriks materyal de çimentonun yerini almýþtýr. Bu hücre duvarlarý çok fazla kuvvete ve
fiziki etkenlere karþý dayanýklýdýr.
7.2.4. Pektin
Metil D-galakturonik asitin polisakkariti yapýsýnda olan pektin, selüloz ile kombine halde bulunan
yapýsal polimerdir. Kimyasal olarak pektinler, D-galaktronik asidin linear polimerleridir. Glikozidik
baðlanma α-(1−−>4) baðlantýsýdýr. Galaktronik asidin karbonil grubu metanol ile kýsmen esterleþmiþ ve artan serbest karboksil gruplarý kýsmen nötralize olmuþtur. Ýki ve üç nolu hidroksil gruplarýnýn bazýlarý asetilleþmiþtir. Pek çok pektin yan zincirlerinde nötral þekerlerle kovalent olarak
baðlanmýþtýr.
Ýçerdiði þekerler arasýnda yukarýda da bahsedildiði gibi arabinoz, galaktoz ve daha düþük derecelerde de glukoz, ksiloz ve ramnoz bulunmaktadýr. Pektik maddelerin moleküler aðýrlýðý 10.000400.000 arasýnda deðiþebilmektedir (Þekil 41).
Þekil 41. Pektin molekülünün bir kýsmý
7.2.5. Pektik Maddeler (Bileþikler)
Pektik maddelerin kompleksleri olarak adlandýrýlan bir gruptur. Bunlar kolloidal karbonhidrat derivatlarýdýr. Bitkiler tarafýndan oluþturulmakta veya hazýrlanmakta ve anhidro galaktronik asit ünitelerini geniþ bir oranda içermektedir. Zincir yapýsýndaki kombinasyonlarýn varolduðu düþünülmektedir.
Bu poligalaktronik asitlerin karboksil gruplarý, metil gruplarýyla kýsmen esterlekþmiþ olabilir veya tam
olarak nötralize edilmiþ olabilir.
48
7.2.6. Protopektin
Protopektin terimi suda erimeyen temel pektik maddelere verilen isimdir. Bitkilerin yapýsýndaki bu bileþik hidroliz edildiðinde pektik asit ürünlerine parçalanýr.
7.2.7. Pektinik Asitler
Pektinik asit terimi kolloidal poligalaktronik asitler için kullanýlmaktadýr. Galaktronik asidin bir kýsmý metil gruplarýyla esterleþmiþ, diðer bir kýsmý ise esterleþmemiþtir. Pektinik asitler uygun þartlar altýnda þeker, asitler ve (þayet metoksil içeriði uygun düþük seviyede ise) uygun metalik iyonlar ile jel
oluþturma özelliðindedir. Pektinik asit tuzlarý, normal veya asit pektenatlardan biridir.
7.2.8. Pektik Asit
Pektik asit terimi, kolloidal poligalaktronik asitler için kullanýlmaktadýr. Galaktronik asidin bir kýsmý ise esterleþmemiþtir. Normal veya asit pektatlar, pektik asidin tuzlarýdýr (Þekil
42).
Þekil 42. Pektik asit
Pektinler suda çözünebilir, çok deðerli katyonlar ve proteinler ile çökelti oluþturabilir ve organik çözücüler içerisine su
ile karýþtýrýlabilir. Sulandýrýlmýþ asitler pektinin ester ve glikozidik baðlarýný hidrolize eder.
Düþük sýcaklýklarda pektin asidin metil ester ürünü ayrýþabilir. Yüksek sýcaklýklarda depolimerizasyon oluþur. Alkaliler, metil ester gruplarýný hidroliz eder. Bununla birlikte, sýcaklýk artýþý ile pektinin
ester gruplarýnýn b- pozisyonundaki glikozidik baðlarý C4 ve C5 arasýnda bir çift bað þeklinde formülde görüldüðü gibi baðlanýr. Bu reaksiyon pektinin transeliminatif ayrýlmasý olarak bilinmektedir.
Reaksiyon liyaz enzimleri tarafýndan da katalizelenebilmektedir.
Þekil 43. Pektinin transeliminatif ayrýlmasý
49
Yüksek vizkozite, pektin çözeltilerinin bir özelliðidir. Vizkoziteyi kullanýlan pektinin moleküler aðýrlýðý, esterifikasyon derecesi, elektrolit konsantrasyonu ve pH gibi birkaç faktör etkileyebilir. Böylece,
moleküler aðýrlýðýnýn yükselmesi, esterifikasyon derecesindeki artýþ vizkoziteyi artýracaktýr. Kalsiyum
ve aliminyum tuzlarýnýn ilavesi vizkoziteyi yükseltir. Ayrýca çok yüksek vizkozite, optimum pH deðeri
ve esterifikasyon derecesi ile ilgilidir (Þekil 43).
7.2.9. Zamklar (mucilages)
Heteropolisakkaritlerdendir. Jel formu oluþturan özellikleriyle tanýnýrlar. Bunlardan agar, deniz yosunlarýnda oluþan sülfatlý polisakkartilere örnektir. Agarýn yapýsý tam olarak bilinmemektedir. D-galaktoz, 3, 6 anhidro L-galaktoz ve çok az miktarda bir sülfat esterinden meydana gelmiþtir. Agar soðuk suda ve alkolde erimez. Alglerin aljinik asidi, D-mannuronik asit ve birimlerinden oluþmuþtur.
Agar ýsýtýldýðýnda viskoz bir solüsyon halini alýr. Soðutulunca jelleþir. Katý bir jel 100 ml suya 1,5 g’
dan az olacak miktarda agar ilavesiyle oluþturulabilir. Agarýn serbest þeker asidi nispeten kuvvetli
bir asittir. (%1’lik solüsyonda pH 2,0‘dýr) ve jel formunda deðildir. Özel metal iyonlarý, (+Na, +K,
++Ca, ++Mg) varlýðýnda, agar, sýcaklýk etkisiyle dönüþebilir, jeller oluþturabilir. Geçmiþte kütlesel
bir laksatif olarak da kullanýlan agar, sindirilemez. Agar, et ürünlerinde ve süt ürünlerinde jelleþtirme ajaný olarak kullanýlmaktadýr.
7.2.10. Carrageanan (Irish moss)
Kompozisyonu ve özellikleri agara benzer ve gýda endüstrisinde pek çok uygulama alanýna sahiptir. Çikolata sütünde kakao partiküllerinin süspansiyonu için, çorba ve soslarda kývamlý tekstür oluþturmak için ve yemek sanayisinde, jel ajaný olarak kullanýlmaktadýr.
7.2.11. Sakýzsý Maddeler (Gumlar)
Bitkilerin sakýzýmsý maddeleri, uronik asit ile birlikte heksoz ve pentozlarý içeren polisakkaritlerdir.
Örneðin gum arabik; asidin kalsiyum, magnezyum, ve potasyum tuzlarýnýn bir kompleksidir. Asit
hidrolizi ile D-galaktoz, D-arabinoz, L-ramnoz ve D-glukoronik asit ürünlerini verirler. Gum arabik
suda çözünebilir ve su ile oluþturulan çözeltileri pH 4,5-5,5 deðerlerinde düþük asitliðe sahiptir.
Gum arabik kremalarda ve soslarda yapýþtýrýcý-baðlayýcý ve bira sanayisinde köpük sabitleþtirici gibi pek çok ticari uygulama alanýna sahiptir.
7.2.12. Kitin (Chitin)
Bir çok dýþ iskeletli böcek ve benzeri hayvanlarýn dýþ iskeletinin temel yapýsý da polisakkaritlerden
oluþmuþtur. Chitin N-asetil-D-glukosamin (β 1−−>4) homopolimedir ve bu dýþ iskeletin temel yapý
ürünüdür (Þekil 44).
Gram (+) ve gram (-) bakteri hücre duvarlarýnýn temel yapýsýný peptidoglikan veya nurcin diye
adlandýrýlan polisakkaritler oluþturur. Peptidoglikanýn tekrarlanan birimi formülde görülen muropeptiddir (Þekil 45).
50
Þekil 44. Kitin
Bakteri hücre duvarlarýnda
peptidoglikanlara ek olarak
hücre duvarý aðýrlýðýnýn yaklaþýk
%50 kadarýný oluþturan diðer
polimerler de vardýr. Bu diðer
polimer bileþenleri, bakteri türlerine göre farklýlýk gösterir.
Bunlar temelde 3 sýnýfa ayrýlýr:
1. Teikhoik asitler
2. Diðer polisakkaritler
3. Polipeptidler veya proteinler.
Þekil 45. Peptidoglikanýn
tekrarlanan yapý birimi
(muropeptid)
Bunlar içinde teikhoik asit, Latince hücre duvarý anlamýna gelir ve
gram (+) bakteri hücre duvarý kuru aðýrlýðýnýn %20-40’ýný oluþturur. Teikhoik asit gliserol veya ribitol moleküllerin birbirlerine fosfodiester köprüleri ile baðlanmasý sonucu oluþmuþtur Bakteri hücre
duvarý polisakkaritleri olan 2. sýnýf bileþikleri ise rhamnoz, glukoz,
galaktoz, mannoz veya bu þekerlerin aminlerini içermektedir. Bakteri türlerine baðýmlý olarak bu polisakkarit yapýsý gevþek, kaygan
veya sert kapsüller þeklinde olabilir. Hem teikhoik asit hem de bu
polisakkaritler antijenik özellik gösterirler. Bundan dolayý taksonomik sýnýflandýrmada da bunlardan yararlanýlýr.
Gram (-) bakteri hücre duvarý, örneðin E. coli gibi, gram (+)’lerden çok daha farklý kompleks bir
yapý gösterir. Bunlarýn diðer bileþenleri polipeptidler, lipoproteinler ve özellikle kompleks bir lipopolisakkaritten oluþmuþtur. Bu lipopolisakkaritin temel tekrarlanan iskeleti bir trisakkarittir. Ýki heptoz (7
51
C’lu) þekeri ve okulosonik asit (8 C’lu þeker) bu trisaakkariti oluþturur. Bu ana iskelete yan zincirlerden oligosakkaritler ve b-hidroksimiristik yað asiti baðlanmýþtýr. Böylece kompleks bir lipid karakteri kazanmýþtýr. Bu kompleks
lipopolisakkarit gram (-) hücre duvarýnýn dýþ membranýný
oluþturur ve antijenik özelliðini kazandýrýr.
Gram (+) bakteri hücre duvarý sert, kýrýlabilen-parlak
bir kutu þeklinde ve böceklerin dýþ iskeleti gibi düþünülürken gram (-) bakteri hücre duvarý, dýþ kýsmýnda yaðca
zengin bir tabaka ve altýnda peptidoglikan yapýsýnda bir
iskelet olarak düþünülür. Geliþmiþ omurgalý hayvan organizmalarýnýn ökaryotik hücre membranlarý; hücrelerin belirgin bir korunmaya ihtiyacý olmadýðýndan dolayý sert bir
duvara ihtiyaç göstermez. Ama yine de hücre zarý üzerinde bazý bakýmlardan bakteri hücre duvarýna benzer bir
dýþ membran mevcuttur.
Bu hücre membranlarýnýn temel yapýsý 3 ana bileþikten
oluþmuþtur:
1. Glikosfingolipidler
2. Asit mukopolisakkaritler
3. Glikoproteinler
7.2.13. Asit Mokupolisakkaritler
Birbirlerine benzer yapýdaki bir grup hetereopolisakkarittir. Bunlar iki tip tekrarlanan monosakkarit birimi ihtiva
edebilirler. Bunlardan en az biri karboksilik veya sülfirik
olmak üzere asidik bir grup içerir. Asit mukopolisakkaritler, spesifik proteinlerle kompleks yapmýþ olarak bulunduklarýnda mucinler veya mucoproteinler olarak isimlendirilirler. Bu tip glikoproteinlerde, polisakkarit kýsmý kütle
aðýrlýðýnýn büyük bir bölümünü oluþturur. Mucoproteinler,
jel benzeri, yapýþkan veya kaygan bileþikler þeklindedir.
Bunlarýn bir kýsmýi lubrikant (yaðlayýcý) olarak, bazýlarý da
hücreler arasýnda esnek yapýlar olarak görev üstlenmiþtir
(Þekil 46).
Þekil 46. Teikhoik asit segmenti (sýrasýyla DAlanin ve N-Asetil - glukozamin birimlerini
içermektedir.
En yaygýn olarak bulunan asit mukopolisakkarit, hyaluronik asittir. Omurgalýlarýn bað destek dokusunun hücre membranlarýnda ve ekstraselüler sývýsýnda
yani matriksde bulunur. Eklemlerin synovial sývýsýnýn ve göz sývýsýnýn temel yapýsýný oluþturur. Hyalu-
52
Þekil 47. Hyaluronik asidin tekrarlanan temel yapý birimi
ronik asidin tekrarlanan birimi, β1−−>3 baðlanmasý yapan D-glukoronik asit ve N-asetil-D-glukozamin disakkaritidir. Disakkariti oluþturan birimler birbirleri ile β 1−−>4 baðlarý ile baðlandýðý için,
hyaluronik asit sýrasýyla, β 1−−>3 ve β1−−>4 baðlanmalarýný içeren linear bir polimerdir. pH
7,0’de suda çözünür ve viskoz bir yapý verir. Hyaluronidaz enzimi β1−−>4 baðlarýný parçalar, böylece viskozite düþer (Þekil 47).
Chondroitin de yapý olarak hyaluronik asite benzer. Chondroitin kendisi ekstraselüler materyalin
az bir kýsmýný oluþtururken, bunun sülfirik asit türevi chondroitin 4-sülfat (chondroitin A) ve chondroitin 6-sülfat (chondroitin C) hücre membranýnýn temel yapýsýný oluþturur. Chondroitin sülfat A, B
ve C temel kimyasal tekrarlanan yapý birimleri formüllerde verilmiþtir. Chondroitin sülfatlar farklý optik çevirme dereceleri ve farklý enzimlerle etkilenme özellikleri ile birbirlerinden ayýrt edilir.
Heparin mucopolisakkariti akciðer ve damar cidarlarýnda bulunur ve kanýn pýhtýlaþmasýný önler.
Son araþtýrmalar bazý asit mucopolisakkaritlerin elementel silikon ile kovalantlý baðlanarak kompleks oluþturduðunu da göstermektedir. Silikon, sýçan ve civcivlerin beslenmesinde esansiyel bir
elementtir.
Çizelge 6. Asit mukopolisakkaritler
53
Glikoproteinler; kompleks proteinler içinde
önemli bir sýnýfý oluþtururlar. Bunlar karbonhidrat gruplarýnýn basit kimyasal yapýdaki
proteinlere kovalent baðlarla baðlanmasý ile
oluþmuþtur. Doðada geniþ bir yayýlým gösterirler (Çizelge 6). Çizelge 7’de biyolojik bulunuþ þekillerine göre bazý önemli glikoproteinler sýnýflandýrýlarak verilmiþtir. Buradan da
görülüyor ki çoðu glikoproteinler ekstraselülerdir. Glikoproteinler soya fasulyesi hemagluteni dahil, insan transferini, gama globulini, yumurta ovalbumini, hormonlarý ve ribonükleaz B’yi dahi içeren bir gruptur. Glikoproteinlerin temel yapýsý ve oligosakkarit yan
zincirleri þöyle özetlenebilir:
1. Bazý þekerler karbonhidrat kýsmýnýn esas
parçasýný oluþturur. Bunlar mannoz, N-asetilglukozamin, galaktoz, N-asetilneuraminik
asit, N-asetil galaktozamin ve glukozdur.
2. Karbonhidrat kýsýmlarý genelde asparagini amid nitrojeni yoluyla proteine baðlanmýþtýr. Bununla beraber bazý glikoproteinler vardýr ki, karbonhidrat serin, treonin veya hidroksiprolinin hidroksil
gruplarý ile doðrudan proteine baðlanmýþtýr.
3. Karbonhidrat zincir uzunluðu nispeten kýsadýr, glikopeptidin her bir molekülünün 6 ila 29’da
bir kýsmý kadardýr.
4. Glikoproteinlerin moleküler aðýrlýðý genelde 660-4500 arasýndadýr (Þekil 48).
Çizelge 7. Biyolojik bulunuþ þekillerine göre gruplan
dýrýlmýþ bazý glikoproteinler
Þekil 48. Glikoproteinlerin yan zincir oligosakkaritleri ve temel peptid zincir iskeleti
54
8. Karbonhidrat Kaynaklarý
Ýnsan gýda maddesi olarak büyük öneme sahip karbonhidratlar doðada çeþitli gýdalarda yaygýn
olarak bulunmaktadýr. Karbonhidratlar özellikle bitkisel gýdalarda yaygýn bulunur. Hayvansal gýdalardan süt, süt ürünleri ve balda karbonhidrat oraný yüksektir. Karbonhidratlarca en zengin gýdalar
tahýl ve tahýl ürünleri, kuru baklagiller, kurutulmuþ meyveler, bal, pekmez, reçel, ve tahin helvasý gibi tatlýlardýr (Çizelge 8). Gýda bakýmýndan önemi olmamakla birlikte, diyet lifini oluþturan selüloz,
hemiselüloz, pektin ve ligninin kaynaðý bitkisel gýdalardýr. Diyet lifinin sindirim sisteminin iyi çalýþmasý açýsýndan önemi büyüktür.
Gýdalar karbonhidrat içeriðine göre üç grup altýnda toplanabilirler;
1. Karbonhidratça zengin gýdalar (Bal, þeker, çeþitli þekerleme ve çikolatalar, tahin helvasý,
üzüm pekmezi, pestil vs.)
2. Karbonhidratça fakir gýdalar (Çeþitli taze sebze ve meyveler, çeþitli et ürünleri, yumurta,
karaciðer, meyve sularý vs.)
3. Karbonhidrat ihtiva etmeyen veya iz miktarda içeren gýdalar (Tereyaðý, margarin, çeþitli
hayvansal ve bitkisel yaðlar, alkollü içecekler vs.).
Çizelge 8. Çeþitli gýdalarýn karbonhidrat Ýçeriði (g/100 g)
9. Niþasta ve Niþasta Bazlý Ürünler
Dünyada sakarozdan sonra ikinci büyük paya sahip tatlandýrýcý türü; mýsýr, buðday, tapyoka, pirinç,
patates gibi niþasta içeren bitkilerden elde edilen niþasta bazlý þekerdir (NBÞ). NBÞ’ler, söz konusu
bitkilerden izole edilen niþastadan elde edilen, doðal ve temel olarak glukoz ve/veya izoglukoz
(fruktoz) içeren þekerlerdir. Bitkilerden ve sütten þeker üretimi þematik olarak Þekil 49’da
gösterilmiþtir.
55
Þekil 49. Deðiþik hammaddelerden þekerin üretim akýþ þemasý
NBÞ sanayisinin ana ürünleri, doðal ve modifiye niþastalar ile glukoz ve fruktoz þuruplarýndan
oluþmaktadýr. Sektör genel olarak, ilgili sanayi kollarýna “sanayi ara ham maddesi” üreterek hizmet
vermektedir. Bu sanayi kollarý niþastalar için; oluklu mukavva, kaðýt, tekstil ve gýdadýr. Mýsýr þekeri
için ise; þekerleme, unlu ürünler, baklava, helva, dondurma, reçel ve içeceklerdir.
Niþasta ve NBÞ sektörü, ana ham madde olarak mýsýr kullanmaktadýr. Mýsýr fiyatlarýnýn devlet tarafýndan yönlendirilmesi ve dünya piyasa fiyatlarýnýn yaklaþýk %50 üzerinde seyir göstermesi, sektörün rekabet gücünü ve geliþimini olumsuz etkilemektedir.
Niþastanýn hidrolizi ile ilk elde edilen ürün, glukoz þurubudur. Glukozun izomerizasyon iþlemi ile
de izoglukoz olarak bilinen fruktoz þuruplarý elde edilmektedir. Ülkemizde NBÞ üretiminde sadece
mýsýr kullanýlmaktadýr. Esas olarak glukoz ve fruktoz þuruplarý karýþýmlarý olarak tanýmlanabilecek
olan mýsýr þekeri (NBÞ), sadece mýsýrdan deðil bir glukoz polimeri olan niþasta içeren buðday, patates, pirinç, tapyoka gibi bitkilerden de elde edilmekte, inulin þurubu olarak bilinen yüksek fruktozlu þuruplar ise fruktoz polimeri içeren hindiba gibi bitkilerden elde edilmektedir.
56
Sakarozun hidrolizi ile elde edilen invert þeker þuruplarý da izoglukoza yakýn bir özellik göstermektedir. Mýsýr þekeri birçok alanda (sakýz, þekerlemeler, çeþitli içecekler vb.) saðladýðý katma deðer ve
kullaným avantajlarýndan ötürü pancar þekerinin muadili olmayýp kendine özgü kullaným alanýna
sahiptir. Mýsýrdan elde dilen fruktoz þuruplarý HFCS (High Fructose Corn Syrup - Yüksek Fruktozlu
Mýsýr Þurubu); mýsýr, buðday, tapyoka gibi kökenine bakýlmasýzýn üretilen tüm yüksek fruktozlu þuruplar HFS (High Fructose Syrup- Yüksek Fruktozlu Þurup); fruktoz polimerlerinden elde edilen yüksek fruktozlu þuruplar da inülin þurubu adýyla bilinmektedir. HFCS-42 olarak bilinen mýsýr kökenli
izoglukoz %42 fruktoz ve %53 glikoz, HFCS-55 olarak bilinen mýsýr kökenli izoglukoz %55 fruktoz
ve %42 glikoz içermektedir (Çizelge 9). Glukoz þurubundaki glukozun saf kristalize hali dekstroz,
izoglukozdaki fruktozun saf kristalize hali fruktoz olarak adlandýrýlmaktadýr. Ülkemizde glukoz ve
izoglukoz olmak üzere iki temel türü üretilen mýsýr þekeri, genelde sývý olarak satýþa sunulan ve gýda sanayinde ham madde olarak kullanýlan üründür. Mýsýr þekerinin, kullaným fonksiyonlarý bakýmýndan bazý farklarý bulunmaktadýr.
Çizelge 9. Bazý þekerlerin bileþimi
Bunlar;
• Tamamen doðal ortamda mýsýrdan elde edilen niþastanýn, enzimatik olarak sývýlaþtýrýlmasý ile
elde edilen bir monosakkarit olan glukoz, gýda formülasyonunda sakaroz ile birlikte kullanýldýðýnda, yarattýklarý sinerjistik etki ile gýdada kaliteyi geliþtirici avantajlar saðlamaktadýr.
• Glukoz þurubu klasik pancar þekerinin yerini tutmaz. Hem daha az tatlýdýr hem de kalorisi düþüktür. Bu nedenle alternatif þekerler ev tüketiminde deðil, daha çok gýda endüstrisinde
kullanýlmaktadýr.
• Þekerlemelerde glukoz þuruplarý kullanýmýnýn temel amaçlarý; viskozite saðlamak, lezzeti geliþtirmek, doku ve nem tutucu özellik kazandýrmak, tatlýlýk vermek ve renk kaybýna direnci arttýrmak
olarak sýralanmaktadýr. Glukoz þuruplarý, þekerlemelerde tat saðlamalarýnýn yaný sýra ürün dokusunu da etkilemektedir. Glukoz þuruplarý ile ürün yüzeyinde oluþan yapýþkanlýk önlenebilmektedir. Þekerlemelerde, mikroorganizma geliþimini önleyecek su aktivitesi deðeri %75'lik sakaroz konsantrasyonu ile mümkündür. Ancak sakaroz, 20 °C'de %67.1 konsantrasyonda doygunluða ulaþýp, kristalleþmektedir. Glukoz þurubu kullanýldýðýnda ise kristalleþmenin önüne geçilebilmektedir. Reçel, jele
ve þekerleme sanayisinde pancar þekeri olarak bilinen sakarozun kristalizasyonunun engellenmesi,
viskosite artýþý saðlanmasý; dondurulmuþ gýdalarda donma noktasýnýn düþürülmesi; fýrýncýlýk ürünlerinde fermantasyon özelliðinin geliþtirilmesi gibi nedenlerle gýda üretiminde sakaroz yerine deðil, sakaroz ile birlikte kullanýlmaktadýr. Bu nedenle glukoz, pancar þekeri olan sakarozun birebir alterna-
57
tifi deðil, tamamlayýcýsý olarak kabul edilmekte ve AB’de kota kapsamý dýþýnda tutulmaktadýr. Tamamen doðal ortamda glukozun enzimatik izomerizasyonu ile elde edilen bir monosakkkarit olan
fruktoz (izoglukoz), gýdalarýn pek çok karakteristiklerini etkileyen ve üreticiye arzuladýðý ya da hedeflediði duyusal kaliteyi veren ve uygun raf ömrüne ulaþmasýný saðlayan, yüksek teknolojiyle
üretilen özgün üründür. Þekerlemelerde ayrýca nem tutucu olarak %1 oranýnda fruktoz þurubu kullanýlmaktadýr.
En önemli kullaným alaný olan gazlý içecek sektöründe ise fruktoz, pancar þekeri olan sakaroz yerine ikame edilmektedir. Bu sebeple de ülkemizde olduðu gibi AB’de de kotaya tabi olarak üretilmektedir. Özellikle gazlý içecek sektöründe, kristal formdaki pancar þekeri yerine çözme ve süzme
iþlemi gerektirmemesi ve maliyetinin düþük olmasý nedeniyle sývý formdaki þekerlerin (fruktoz ve sývý
pancar þekeri) kullanýmý tercih edilmektedir. Ýçecek sektöründe fruktoza teknik anlamda alternatif
olan sývý formdaki pancar þekeri ile fruktoz arasýndaki tercihi, bulunabilirlik ve fiyat belirlemektedir.
Sektör, ana ham maddesi mýsýrdan elde ettiði niþasta ve þeker yanýnda yan ürünleri olan kepek,
protein ve mýsýr özüyle de çeþitli sektörlere hizmet etmektedir. Kepek ve proteinler büyük baþ ve kanatlý hayvanlarýn beslenmesinde ve geliþmesinde önemli bir katký maddesi olarak kullanýlmaktadýr.
Mýsýr özü ise “Mýsýr Özü Yaðý’nýn” yegâne ham maddesidir. Niþasta ve mýsýr þekeri sektörü, yapýsal
ve iþlevsel olarak iç piyasaya yöneliktir. Bu durum ürün bazýnda dýþ pazarlarla kýsýtlý bir iliþki içinde
olmasý anlamýna gelir. Fakat, sektörün ülke içinde katma deðerinin artmasý ve verimli çalýþmasý, üye
olma aþamasýnda bulunduðumuz AB’nin tarým politikalarýyla paralel bir uygulamada olduðumuz
sürece mümkündür. AB’ye tam üyeliðimizin gündemde olduðu bu dönemde sektörün korunmasý ve
uygulanacak politika deðiþiklerinin titizlikle incelenerek sonuçlandýrýlmasý gerekir. Ana ham madde
olan mýsýrýn uygulanan gümrük vergileri ile dünya piyasa fiyatlarýnýn yaklaþýk %50 üzerinde oluþan
fiyatýnýn gerekli yasal uygulama ile dünya fiyatlarýyla paralel duruma getirilmesi; suni yaþanan üretim maliyetlerinin önüne geçilmesini ve oluklu mukavva, kaðýt, tekstil, þekerleme, sakýz, bisküvi, reçel, vb. sektörlerin ihracat piyasalarýnda rekabet gücünün artýrýlmasýný saðlayacaktýr.
9.1. Þeker ve Niþasta Tanýmlarý
9.1.1. Þeker
4634 Sayýlý Þeker Kanunu’nun 2. maddesinde þeker, þöyle tanýmlanmaktadýr: Beyaz þeker (standart,
rafine, küp ve kristal þeker), yarý beyaz þeker, rafine þeker, ham þeker ve kahverengi þeker olarak sýnýflandýrýlan, pancar veya kamýþtan üretilen kristallendirilmiþ sakaroz ile niþasta kökenli izoglukoz,
likid ya da kurutulmuþ halde glukoz þurubu, sakaroz veya invert þeker veya her ikisinin karýþýmýnýn
suda çözünmesinden meydana gelen þeker çözeltisi ve invert þeker þurubu ile inülin þurubuna þeker
denilir.
9.1.2. Sakaroz
Birer molekül glukoz ve fruktozdan bir molekül su ayrýlmasýyla oluþan disakarittir.
58
9.1.3. Sakaroz Kökenli Þeker
Þeker pancarý ve þeker kamýþýndan elde edilen, çay þekeri, sofra þekeri, toz þeker, kristal þeker, beyaz þeker adlarýyla bilinen þekerdir.
9.1.4. Beyaz þeker
Kuru halde, polarimetrik metoda göre belirlenmiþ sakaroz oraný aðýrlýk itibarýyla %99,7 veya daha
fazla olan kristallendirilmiþ sakaroza beyaz þeker denir.
9.1.5. Ham Þeker
Kuru halde, polarizasyonu %99,5'ten az olan þekerdir.
9.1.6. Kahverengi Þeker
Sakaroz ve invert þeker miktarý toplam olarak en az %88 m/m olan, nem içeren, kahverengi tonlardaki ince taneli þekerdir. Ticari olarak rafine edilmiþ beyaz þeker kristallerinin þeker kamýþý melasý ile kristal yüzeyinde arzu edilen kalýnlýkta bir film tabakasý oluþturacak þekilde karýþtýrýlmasý ile elde edilir.
9.1.7. Pancar Þekeri
Þeker pancarýndan elde edilen beyaz kristal þekerdir (sakaroz).
9.1.8. Kamýþ Þekeri
Þeker kamýþýndan elde edilen beyaz kristal (sakaroz) þekerdir.
9.1.9. Mýsýr Þekeri
Mýsýrdan elde edilen glikoz ve fruktoz karýþýmýný ifade eder.
9.1.10. Ýnvert þeker
Sakarozun enzim veya asitle parçalanarak glukoz ve fruktoza indirgenmesinden elde edilen üründür. Bunun için az miktarda asitli bir sakaroz þurubunun (limon suyu gibi) ýsýtýlmasý sonucu hidrolizi ile oluþan eþit molar konsantrasyonlarda D-glikoz ve D-fruktoz oluþur. Bu durumda sakaroz iki bileþenine, glikoz ve fruktoza indirgenir ve þeker kristallerinin boyutu da küçülmüþ olur. Sakaroz polarize ýþýk düzlemini saða çevirir. Hidroliz sonucu meydana gelen þeker karýþýmý ise polarize ýþýk düzlemini sola çevirir. Bu nedenle bu iþlem inversiyon, hidroliz ürünü de invert þeker olarak adlandýrýlýr. Invert þeker eþdeðer miktardaki sakarozdan daha fazla tatlýlýk saðlar ve þeker ürünlerinde yaygýn
olarak kullanýlýr. Sakarozun hidrolizi sonucu oluþan invert þekerdeki glukoz ve fruktozun sudaki toplam çözünürlükleri, sakarozun tek baþýna çözünürlüðünden daha fazladýr. Bu nedenle kristalizasyon
kontrolü amacýyla da kullanýlmaktadýr.
Küçük kristal yapýsýndan dolayý, invert þeker, daha akýcý (topaklanma olmayan) ürünlerin, þekerlemelerin
ve bazý þuruplarýn üretiminde kullanýlýr. Reçel ve jele yapýmýnda, meyve içerisinde doðal bir þekilde bulunan asidin þekerle birleþimi ve bu karýþýmýn ýsýtýlmasý ile otomatik olarak zaten invert þeker üretilmiþ olur.
59
9.1.11. Ýnvert Þeker Çözeltisi
Hidroliz yöntemi ile kýsmen indirgenmiþ ve invert þeker kýsmý fazla olan sulu sakaroz çözeltisidir.
9.1.12. Ýnvert Þeker Þurubu
Hidroliz yöntemi ile kýsmen indirgenmiþ, invert þeker miktarý kuru maddede %50 m/m’nin üzerinde
olan sulu sakaroz çözeltisidir.
9.1.13. Ýndirgen Þeker
Glikoz ve fruktoz gibi basit þekerlerin yapýsýnda içerdiði bir kimyasal grup, kimyasal bir reaksiyonla
analizlendiðinde bakýr iyonlarýný indirger. Bu tür þekerlere indirgen þeker denir. Sakarozda bu kimyasal grup serbest olmadýðý için indirgen deðildir. Oysa maltozun diðer glikoz biriminin bu kimyasal grubu serbest olduðu için indirgen özelliktedir. Glikoz, fruktoz ve laktoz (süt þekeri) indirgen özellikte olduðu için fýrýn ürünlerinin renk koyulaþmasý artar, ancak sakaroz þekerinin önce glikoz ve
fruktoz birimlerine parçalanmasý gerekir.
9.1.14. Glukoz
Dekstroz. Meyve þekeri veya kan þekeri olarak bilinen 6 karbonlu bir monosakkarittir. Birçok bitkide ve ayrýca kanda bulunan bir þekerdir. Vücut için temel enerji kaynaðýdýr. Beyin ve sinir dokularýnýn esas enerji kaynaðýdýr. Sakarozdan daha az tatlýdýr.
9.1.15. Fruktoz (Levüloz, Meyve Þekeri)
Meyve ve balda bulunan ve tatlýlýk oraný sakaroza göre 173 olan bir monosakkarittir. Mono ve disakkaritler içinde en tatlý olanýdýr. Meyvelerin, bal ve pekmezin yapýsýnda bulunur. Fruktoz ince baðýrsaklardan kolaylaþtýrýcý difüzyonla emilir. Bu nedenle emilimi daha yavaþtýr. Fruktoz karaciðerde
hýzla glukoz ve glikojene çevrilebilir veya glikoliz metabolik yolunda yýkýlarak asetil Co A’lara dönüþtürülür. Bu esnada glikozdan farklý olarak hücre içine taþýnabilmesi için insüline ve yýkýlabilmesi
için fosfofrüktokinaz enzimine ihtiyaç duymaz.
Bu nedenle, diyabet gibi dokularýn glikolitik enerjiye ihtiyaç duyduklarý durumlarda fruktoz, kan
þekerini yükseltmeksizin ve insüline gerek duyulmaksýzýn yakýt olarak kullanýlabilmektedir. Diyabette
fosfofrüktokinaz, glikojen sentetaz ve glikokinaz enzim seviyeleri düþüktür ve indüklenebilmeleri için
insüline gerek duyarlar. Bu nedenle fruktoz içeren gýdalarýn özellikle diyabetlilerde kullanýmý son yýllarda büyük önem kazanmýþtýr.
9.1.16. Niþastalar
Çok sayýda glikozdan oluþmuþ bir polisakarit ve bitkilerde granül formunda bulunan bir karbonhidrattýr. Niþasta granülleri, bitkilerin tohum (mýsýr, buðday, pirinç vb.), kök (tapyoka) ve yumrularýnda (patates), ayrýca gövde, yaprak, meyve ve hatta polenlerinde bulunabilen enerji depolarýdýr.
Bütün yeþil bitkilerin tohum yumru ve köklerinde katý halde bulunan, bitkinin temel içeriðini ve
enerji kaynaðýný teþkil eden, karbonhidrat yapýsýndaki beyaz organik maddelerdir. Niþasta, niþastalý bitkinin yabancý maddelerinden temizlendikten sonra tekniðine uygun olarak ýslatýlmasý ve
60
koruyucu madde ile muamelesinden sonra santrifüj ve kurutma iþlemlerinden geçirilip elenmesi
ile elde edilen üründür.
Niþasta içindeki glukoz molekülleri düz (amiloz) veya dallý zincir (amilopektin) halinde baðlanmýþlardýr. Niþasta içeren gýdalar önemli bir enerji kaynaðýdýr. Dünyadaki bitkilerin çoðunda, selülozdan
sonra en fazla bulunan maddedir. Niþasta besleyici deðerinin yaný sýra gýdalarýn fiziksel özellikleri
üzerinde de önemli etkiye sahiptir.
Örneðin pudinglerin jelleþmesi, yemek soslarýnýn kývamýnýn oluþmasý ve keklerin piþme sýrasýnda
sývý halden katý hale dönüþmesinde niþastanýn etkisi bulunmaktadýr. Niþasta endüstriyel alanlarda,
özellikle kâðýt, ilaç, kimya ve yem sanayisinde önemli yere sahiptir.
9.1.17. Modifiye Niþastalar
Doðal niþastanýn kullaným amacýna uygun olarak kuru veya sulu ortamda fiziksel veya enzimatik uygulamaya, asit veya alkali inceltme veya aðartmaya tabi tutulmuþ olsun veya olmasýn yenilebilir niþastalarýn bir veya daha fazla kimyasal iþleme tabi tutulmasý ile elde edilen ürünlerdir.
9.1.18. Ýzoglukoz
Kuru halde aðýrlýk itibarýyla en az %10 fruktoz ihtiva eden, glukoz veya polimerlerinden elde edilen
üründür.
9.1.19. Mýsýr Þurubu
Mýsýr niþastasýnýn asit veya enzim hidrolizi ile kontrollü þartlarda elde edilen, büyük oranda fermente olabilir þeker içeren sývý bir tatlandýrýcýdýr.
9.1.20. Glukoz Þurubu
Tamamen doðal ortamda mýsýrdan elde edilen niþastanýn asit ve/veya enzimlerle parçalanma veya
hidrolize edilmesi sonucu elde edilen bir þekerdir. Niþastadan elde edilen saflaþtýrýlmýþ ve besin deðeri olan sakkaritleri ihtiva eden, deriþik halde, sývý veya katý formda bulunan bir üründür. Bu þuruplar, glikoz þekerinin ve diðer yüksek molekül aðýrlýklý dekstrin ve sakkaritlerin bir karýþýmý olan
berrak, renksiz ve kývamlý yapýda besleyici tatlandýrýcýlarýdýr.
Glikoz þuruplarý, glikoz þekerinin ve diðer yüksek molekül aðýrlýklý dekstrin ve sakkaritlerin bir karýþýmý olan berrak, renksiz ve kývamlý yapýda besleyici þuruplardýr. Türk Gýda Kodeksi Þeker Tebliði'ne göre glikoz þurubu "niþastadan veya niþasta ve dekstroz eþdeðer miktarý en az %20 m/m olan
inülinden elde edilen sakarit konsantreleri" olarak tanýmlanmaktadýr. Ayný Teblið’de, glikoz þurubu
sývý ve kurutulmuþ olarak iki çeþide ayrýlmaktadýr; Glikoz þurubu, þurubun sývý hali; kurutulmuþ glikoz þurubu ise kuru madde miktarý en az %93 m/m'ye yükseltilmiþ glikoz þurubu olarak tanýmlanmýþtýr. AB ve Codex Alimentarius Komisyonuna (CAC) göre glikoz þurubu “niþastadan elde edilmiþ
besleyici sakkaritlerin saflaþtýrýlmýþ sulu çözeltisi olarak” tanýmlanmaktadýr. Türk Standartlarý Enstitüsü’nün ”Yenilebilir Glikoz Þurubu” standardýna (TS 10752) göre glikoz þurubu, niþastadan elde edi-
61
len saflaþtýrýlmýþ ve besin deðeri olan sakkaritler ihtiva eden, deriþik halde sývý veya katý formda bulunan bir mamuldür. Standartta yenilebilir sývý glikoz þurubu, sývý ve katý olarak iki çeþide ayrýlmaktadýr. Yenilebilir glikoz þurubunun sývý hali, yenilebilir glikoz þurubunun katý hali olarak tanýmlanmýþtýr.
Niþastanýn dönüþüm derecesi "Dekstroz Eþdeðeri (DE)" terimi ile ölçülür. Bu terim glikoz þurubunun her 100 g kuru maddesindeki anhidrit D-glikozun gram olarak sayýsý ile ifade edilen indirgen
þekerlerin toplamýdýr. Niþastanýn hidrolize olma derecesi son ürünün kompozisyonunu belirler. Niþastanýn tamamen hidroliz olmasý sonucu dekstroz oluþur. Glikoz þurubu, DE deðerine baðlý olarak
düþük veya yüksek molekül aðýrlýklý glikoz polimerleri içerir.
Glikoz þurubuna özelliklerini kazandýran, içerdiði her sakkaritin yüzdesi veya diðer ifade ile karbonhidrat kompozisyonu olup, þuruplarý birbirinden ayýrt etmede yol göstericidir. Glikoz þurubu gýda formülasyonunda sakaroz ile birlikte kullanýlarak yarattýklarý sinerjistik etki ile kaliteyi geliþtirici
avantajlar saðlamaktadýr.
Mýsýr þekerleri kullanýldýklarý sektörlere göre karbonhidrat kaynaðý, tatlýlýk verici, renk oluþturucu,
yapý ve kývam verici, þeker kristalizasyonu kontrolü olarak kullanýlýrlar. Birçok sektörde teknik özelliklerinin yanýnda yüksek standart ve sürekliliði olan kalite özelliði nedeniyle kullanýmýnda ilave katma deðer yaratýr.
9.1.21. Fruktoz Þurubu
Tamamen doðal ortamda mýsýr niþastasýnýn önce glikoza, sonra da bu glikozun enzimatik izomerizasyonu ile elde edilen bir monosakkarit þekerdir. Glukoz miktarý en fazla %0,5 m/m, fruktoz miktarý en az %98 m/m olan saflaþtýrýlmýþ ve kristallendirilmiþ D-fruktoz’dur. Ülkemizde ve AB mevzuatýnda fruktoz þuruplarýnýn tanýmý yer almamaktadýr. FDA (2000)'ya göre fruktoz þuruplarý %42 veya %55 fruktoz içeren tatlý, besleyici sakkarit karýþýmý olup, mýsýr niþastasýnýn glikozunun glikoz izomeraz enzimi kullanýlarak fruktoza dönüþtürülmesi ile elde edilen bir üründür. Ayrýca %90 fruktoz
içeren üçüncü bir tip de bulunmakta olup, dünyada sýnýrlý kullanýma sahiptir. Fruktoz þuruplarýnýn
tatlýlýðý invert þeker þurubuna benzer derecededir. Fruktoz þuruplarý nemi çekme özellikleri ile ürünlerin kurumasýný önlerler, lezzeti geliþtirici bir özelliðe sahip olmalarý nedeniyle aromalý gýdalarda
rahatlýkla kullanýlabilmektedirler.
Ozmotik basýnçlarýnýn yüksek olmasý ise mikrobiyal açýdan dayanýklýlýk saðlamaktadýr. Fruktoz þuruplarýnýn fermente edilebilirliði, içermiþ olduðu monosakkaritlerden ötürü yüksektir. Bu basit sakkaritler ayný zamanda ozmotik basýncý da yükselterek mikrobiyal geliþmeyi önlerler. Yüksek fruktozlu bu þuruplar çoðu gýdadaki su aktivitesini düþürmek için kullanýlmakta ve bozulmalarý
önlemektedir. Fruktoz þuruplarýnýn üretim prosesinde uygulanan yoðun saflaþtýrma iþlemleri nedeniyle kül miktarý çok düþüktür ve ürün rengi su beyazýdýr. Fruktoz þuruplarýnýn vizkoziteleri glikoz þuruplarýna göre daha azdýr. Bunun nedeni ise fruktoz oranýnýn yüksek olmasýdýr ve kullanýldýðý ürünlerde hoþ bir aðýz hissi ve çiðneme karakteristikleri vermektedir.
62
9.1.22. Ýnülin Þurubu
Ýnülin ve oligofruktozun hidrolizi ile elde edilen, serbest þekilde veya sakaroz olarak kuru halde en
az %10, ancak genellikle %80'in üzerinde fruktoz içeren üründür. Yaygýn olarak hindiba kökünden
ekstrakte edilmektedir.
9.2. Mýsýrdan Niþasta ve Þeker Üretimi
Mýsýr þekerleri ilk kez 1811 yýlýnda Alman kimyacý Kirehhoiff’un niþastayý seyreltik asitle kaynatarak
tatlý bir þeker þurubu elde etmesiyle ortaya çýkmýþtýr. Aslýnda o yýllarda Napolyon’a karþý konan Ýngiliz ambargosu altýnda olan ve þeker bulmakta güçlük çeken Avrupa için tatlý bir buluþ olmuþtur.
Bu buluþ ekonomik olarak deðerlendirilmiþ ve yine Almanya‘da buðday niþastasýnýn buharla piþirilmesi suretiyle üretime baþlanmýþtýr. Daha sonraki yýllarda ise buðday niþastasý yerine daha berrak
ve tatlý þurup veren patates niþastasý da kullanýlmýþtýr. Önceleri üretimde kullanýlan sülfürik asit iþlem sýrasýnda meydana gelen çözünmez nitelikte sülfat tuzlarý nedeniyle yerini seyreltik asite býrakmýþtýr. Bu sanayi 19. yüzyýlýn baþlarýnda Avrupa’da geliþme göstermiþ ve Amerika Birleþik Devletleri’nde temel ham madde olarak bolluðu nedeniyle mýsýr niþastasý kullanýlarak yaygýnlaþmýþtýr. Nitekim, 1866’da Buffalo New York’ta ilk fabrika kurulduktan 10 yýl sonra toplam 47 fabrika üretime
geçmiþtir.
Glikoz þurubunun önceleri mineral asit ile kesikli sistemlerde yapýlan üretimi, yerini sürekli üretim
sistemlerine býrakmýþtýr. Ýlk kez ticari glikoz þurubu üretiminde enzim kullanýmý bir fungal amilaz enziminin denenmesiyle 1938 yýlýnda gerçekleþmiþtir. Böylece daha tatlý ve daha az kývamlý þuruplar
üretilmeye baþlanmýþ ve 1940-42 yýllarýnda üretimde %68-86 oranýnda bir artýþ görülmüþtür. Bu
baþarýnýn ardýndan üretimde enzimleri kullanma fikri doðmuþ ve 1960’larda daha fazla glikoz içeren þurup üretimi için asit-enzim prosesleri geliþtirilmiþtir. Böylece glikoz üretiminde net bir artýþ saðlayan tamamýyla enzimlerin kullanýldýðý prosesler ortaya çýkmýþ ve niþastayý enzimlerle parçalayan
glikoz þurubu üretimi hýzla sanayide yerini almýþtýr. Benzer geliþmeler þuruplarýn saflaþtýrýlmasý veya
rafinasyonunda yaþanmýþtýr. Kýsa sürede, safsýzlýklarý uzaklaþtýrabilen aktif karbon ve çeþitli iyon deðiþ-tokuþ reçineleri mükemmel renk ve ýsýsal dayanýklýlýða sahip glikoz þuruplarýnýn üretiminde kullanýlmaya baþlanmýþtýr.
9.2.1. Mýsýrdan Niþasta Üretimi
Mýsýr þekerinin üretiminde kullanýlan ham madde niþastadýr. Doðada mevcut tüm niþasta çeþitleri,
botanik kaynaðý ne olursa olsun yüzlerce glikoz molekülünün birleþmesiyle oluþur. Niþastayý meydana getiren glikoz þekerleri birbirlerine iki farklý þekilde baðlanmaktadýr. Sýra halinde birleþerek düz
zincirler halinde veya arada farklý bir birleþme ile dallý bir yapý meydana getirerek baðlanabilir. Düz
zincir halinde olan glikoz zincirlerine amiloz, dallanmýþ haldeki zincirlere ise amilopektin denir. Bu
kýsýmlarýn birbirine oraný ve glikoz þekerinin sayýsý niþastanýn botanik çeþidine göre farklýlýk gösterir.
Genel olarak amiloz, toplam niþastanýn %17-30’unu amilopektin ise %70-83’ünü oluþturur.
Niþasta, mýsýrdan yaþ öðütme teknolojisi kullanýlarak elde edilir. Aslýnda yaþ öðütme teknolojisinin geçmiþi oldukça eskidir. Çünkü bundan yaklaþýk 3000 yýl önce eski mýsýr uygarlýklarýnda kaðýt-
63
larýn yapýþtýrýlmasý için buðday niþastasýnýn yaþ öðütme ile elde edildiði
kayýtlarda mevcuttur. Ancak ticari
olarak yaþ öðütme 1949 yýlýnda gerçekleþmiþtir. Mýsýrýn yaþ öðütme prosesi mýsýr tanesinin sadece kýsýmlarýna ayrýlmasý deðildir. Ayný zamanda
bu kýsýmlardan tatlý þuruplar, yað,
gluten ve kepek gibi çok sayýda yan
ürün elde edildiði için bu iþlem mýsýr
rafinasyonu olarak da bilinmektedir.
Yaþ öðütme teknolojisinde mýsýr, hem
mekaniksel hemde kimyasal iþlemlerin birleþtirilmesiyle öðütülmektedir.
Yaþ öðütme prosesinde ilk iþlem, temizlenmiþ mýsýrýn suyun sürekli sirküle edildiði ve 36-18 saat süren bir suya bandýrma veya masarasyon iþlemi
ile baþlar. Suya kükürtdioksit ilave
edilerek ýsýtma yapýlýr. Bu iþlem sýrasýnda mýsýr tanesi yumuþar, su alarak
Þekil 50. Doðal ve modifiye niþasta üretim akým þemasý
þiþer ve mýsýrda mevcut emzimler aktive olarak dokunun parçalanmasýna yardým eder. Kullanýlan bisülfit iyonlarý proteinlerin disülfid
baðlarýný da parçalayarak çözünürlüðünü artýrýr, niþasta ve protein arasýndaki etkileþimi azaltýr ve
lactobacilli mikroorganizmalarý tarafýndan üretilen laktik asit ve diðer enzimler endospermi yumuþatmaya yardým eder. Ayrýca kükürt ile birlikte laktik asit oluþumu sonucu pH’ýn düþmesiyle mesarasyon sýrasýnda istenmeyen mikroorganizmalarýn geliþmesi kontrol altýna alýnýr. Maserasyon iþleminden sonra mýsýr öðütmeye hazýrdýr; kaba öðütmeden sonra hidrosiklonlara pompalanarak daha hafif olan öz ayrýlýr. Öz beslenir, kurutulur ve yaða iþlenir.
Elde edilen ham yað daha sonra rafinasyona gönderilebilir. Hidrosiklonlarda ayrýlan daha aðýr
kýsým ise tekrar öðütmeye gönderilir. Ayrýlan kepek yýkanýr ve kurutulur. Kepeðe aðýr masarasyon
ilavesiyle hayvan yemi olarak besleme kalitesi artýrýlýr. Bu þekilde kepek, yem sanayisinde gluteni veya proteini yüksek deðerli bir rasyon olarak önemli bir yer tutar. Taneden geriye kalan niþasta ve
protein karýþýmý ise yoðunluk farklarýndan yararlanan santrifüjlerde ayrýlýr ve mýsýrýn gluteni ilave
santrifüj ve vakumlu filtrelerle kek haline dönüþtürülür ve kurutulur.
Glutenin de uzaklaþtýrýlmasý ile birlikte saflaþtýrýlmýþ veya rafine edilmiþ niþasta sütü elde edilir. Bu halde niþasta direkt olarak þuruba iþlenmeye gönderilir veya kurutularak toz haline getirilir. Niþastanýn mineral asit ilavesinden sonra yýkanmasý ve kurutulmasý ile veya direkt olarak fýrýnlanmasý suretiyle dekstrin
ürünü elde edilebilir. Mýsýrdan doðal ve modifiye niþasta üretimi Þekil 50’de þematik olarak verilmektedir.
64
9.2.2. Niþastadan Mýsýr Þekeri Üretimi
Mýsýr þekeri niþastanýn kimyasal ve enzimatik
yollarla parçalanmasý yani hidrolizi ile üretilir. Niþastanýn kendini oluþturan þekerlere
parçalanmasý olaylarý “Niþastanýn Konversiyonu veya Niþastanýn hidrolizi” olarak isimlendirilmektedir. Þurup üretiminde kullanýlacak niþastanýn en önemli özellikleri yüksek
niþasta miktarý ve yüksek geri kazaným miktarýdýr.”
Niþasta hidrolizi için kullanýlan yöntemler
Asit, asit-enzim, enzim-enzim dönüþümleridir. Asit hidrolizinde sadece mineral asit,
asit-enzim hidrolizinde aside ilaveten enzimde ve son yöntemde de sadece enzimler kullanýlmaktadýr.
Böylece farklý özelliklerde mýsýr þekeri üretmek
mümkündür. Niþastadan þeker üretimi akým
þemasý Þekil 51’de gösterilmiþtir.
Þekil 51. Niþastadan þeker üretim akým þemasý
9.2.2.1. Asit Hidrolizi ile Mýsýr Þekeri Üretimi
Niþasta sütü hidroklorik asit gibi mineral bir asit ilavesiyle yüksek sýcaklýkta ve basýnç altýnda tutularak, glikoz basit þekeri ile birlikte daha fazla sayýda glikozun bir arada kalmasýyla oluþan yüksek
þekerlere parçalanmaktadýr. Bu diðer þekerlere yüksek denmesinin nedeni 2-7 adet glikoz ünitelerinin bir arada birleþmiþ olarak bulunmasýdýr. Hidroliz iþlemine devam ettikçe, giderek daha fazla
sayýda glikoz parçalanýr ve sayýlarý artarak karýþýmýn molekül aðýrlýðý düþer. Asitle dönüþüm iþlemi
basýnçlý bir kazanda gerçekleþtirilir. Niþasta sütü yaklaþýk %30-40 kuru madde içerecek þekilde seyreltik hidroklorik asit ilavesiyle (pH 1.5-2.0 aralýðýnda) yüksek sýcaklýkta bir süre piþirilir. Piþirme sýrasýnda niþasta tanecikleri su alarak þiþer ve önce yüksek þekerlere, iþleme devam ettikçe de basit
glikoz þekerlerine parçalanýr. Proses koþullarý istenilen DE’ye ulaþýlacak þekilde ayarlanýr. Niþastanýn
asitle hidrolizi ile 30-55 DE’li mýsýr þekeri elde edilir. Ýstenilen deðerine ulaþýldýðýnda ortam pH’sý 45.5 aralýðýna ayarlanýr. Mýsýr þekeri rafinasyona hazýrdýr. Asit hidroliziyle niþasta rastgele parçalanmaktadýr, ancak sýcaklýk süre ve asit düzeylerini kontrol altýnda tutarak oldukça tekdüze kompozisyonda ürün eldesi mümkündür.
9.2.2.2. Asit Enzim Hidrolizi ile Mýsýr Þekeri Üretimi
Bu yöntemde niþasta iki aþamalý prosesle parçalanmaktadýr. Ýlk aþamada asit –hidrolizi ile niþasta
sütü 20-40 DE’li þuruba dönüþtürülmektedir. Hidroliz süresi, istenen DE deðeri ve þeker kompozisyonu ile belirlenir. Ýkinci aþamada ise niþastayý parçalama özelliðine sahip enzimlerden yararlanýlýr.
65
Asitliði giderme, berraklaþtýrma iþlemlerini takiben þurup enzim ilavesiyle daha yüksek glikoz içeriðine veya DE’ye hidrolizlenir. Daha sonra þurup yüksek sýcaklýkta bir süre tutularak ve ortamda laktik asit oluþtuðu için pH düþerek enzim aktivitesi durdurulur. Böylece þurup rafinasyona hazýr hale
gelir. Bu þekilde 26-70 DE’ye dek deðiþen deðerlerde mýsýr þekerleri üretilebilir.
Dekstroz eþdeðeri 55’ten fazla olan mýsýr þekerinin üretiminde sadece asit kullanýmý yeterli olmayabilir. Çünkü hidroliz sýrasýndaki diðer reaksiyonlar nedeniyle rafinasyon iþlemiyle uzaklaþtýrýlmayan koyu renk ve acý tat meydana gelebilir.
Niþasta hidrolizi için kullanýlan enzimlerin çok özgün reaksiyonlarý ile kötü tat, renk ve diðer parçalanma ürünleri oluþumu en az düzeydedir. Böylece ürün verimi artmakta ve saflaþtýrma maliyeti
düþmektedir.
Ayrýca 1970’li yýllarda geliþtirilen ýsýya dayanýklý bakteriyel amilaz enziminin kullanýmý ile daha az
asit ortamda hidroliz yapýlabilir ve dekstroz verimi %95-97’e artýrýlabilir. Buna ilave olarak yüksek
miktarda maltoz içeren ve bu nedenle maltoz þurubu olarak tanýmlanan mýsýr þuruplarý ise ýsýya dayanýklý amilaz enzimi hidrolizini takiben %60 oranýnda maltoz elde edilene dek B-amilaz enzimi ile
hidrolize devam edilerek üretilebilir.
9.2.2.3. Enzim-Enzim Hidrolizi ile Mýsýr Þekeri Üretimi
Sadece enzimlerin kullanýldýðý bu üretim yöntemi ile yüksek miktarda þekere dönüþtürülmüþ 65
DE’den fazla þuruplar elde edilir. Ancak bu yöntem diðer metotlara göre maliyet açýsýndan oldukça yüksektir. Niþasta sütü, kýsmen basit ve yüksek þekerlere ýsýya dayanýklý bakteriyel kaynaklý a- amilaz enzimi ile uygun pH aralýðýnda belirli sýcaklýklar kullanýlarak parçalanýlýr. Niþasta þurubu yüksek
sýcaklýkta birkaç saat býrakýlarak 15-20 DE’ye getirilir. Bu iþlem ayný zamanda “dekstrinleþtirme”
olarak bilinmektedir. Yaklaþýk %27-40 kurumadde içeriðinde olan sývýlaþtýrýlmýþ niþasta (dekstrin þurubu) soðutulur ve pH’sý ayarlanýr. Niþastanýn dallanma noktalarýný parçalayan glukoamilaz veya
pullulanaz gibi enzimlerin ilavesiyle bekletme ve karýþtýrma sonunda çok fazla glikoz içeren 93-96
DE’li mýsýr þekeri elde edilebilir. Aslýnda bu iþlem glikoz þekerine tam parçalanmanýn ifadesi olarak
“sakkarifikasyon” olarak da tanýmlanmaktadýr. Bu iþlemlerden sonra enzim aktivitesini durdurmak
için þurup ýsýtýlýr veya pH düþürülür. Mýsýr þekeri rafinasyona hazýrdýr.
9.2.2.4. Rafinasyon ve Konsantrasyon
Ýstenen DE’deki mýsýr þekeri asitliðinin giderilmesiyle, yað ve protein gibi safsýzlýklar çökelerek kolayca uzaklaþtýrýlabilir. Filtrasyon iþlemi için perlit veya diyatome topraðý gibi filtre yardýmcý maddeleri kullanýlabilir. Hafif sarý renkli þurubun renginin açýlmasý için ise aktif karbon kanallarý kullanýlýr.
Karbon kolonlarýnda çözülmüþ proteinler ve asitle hidroliz sonucu oluþan bazý istenmeyen renk
maddeleri ile bakýr ve demir gibi aðýr metaller ayrýlýr. Bu aðýr metaller, renk koyulaþmasý reaksiyonlarýnda hýzlandýrýcý rol oynarlar ve mutlaka uzaklaþtýrýlmasý gereklidir. Karbon muamelesi, silindirik
kolonlarda granürler karbona zýt akým uygulamasýyla yapýlabilir. Karbon rafinasyonunun çoðu zaman yeterli olmasýna karþýn, bazý özel uygulamalar için renk ve tat açýsýndan çok dayanýklý ürün ge-
66
rekli olabilir. Bu durumda karbon rafinasyonu ve filtrasyonunu takiben þurup çeþitli sayýda katyon ve
anyon iyon deðiþ-tokuþ reçineleri kuvvetli asit/anyon reçineleri ise zayýf baz reçineleridir. Anyon deðiþ-tokuþ reçineleri, katyon reçinelerinde þurup ile tuzlarýn reaksiyonu sonucu oluþan asitleri
ayýrýrlar.
Rafinasyon sonunda þurup 60ºC’yi geçmeyen bir buharlaþtýrma sisteminde, toplam katý madde içeriði aðýrlýkça en az %70 olacak þekilde ayarlanýr. Buharlaþma sonucunda þurubun pH’sý tampon çözeltilerle veya asit ya da baz ilavesiyle ayarlanabilir ve kükürtdioksit ilave edilir. Bu iþlemler sonunda mýsýr þekeri depolanmaya ve taþýnmaya hazýrdýr.
9.2.3. Dekstroz Üretimi
Dekstroz, niþastanýn basit þekeri olan glikoza tamamen parçalanmasýyla elde edilir. Dekstroz, asit
hidrolizi veya enzimatik hidrolizi yöntemleriyle üretilir. Asit hidrolizi prosesinde niþastanýn tümü parçalanarak dekstroz kristalleri oluþur. Bu kristaller çözündürülüp, tekrar kristallendirilerek buharlaþtýrýlýr ve toz halde bir ürün olan susuz dekstroz elde edilir. Enzimlerin kullanýldýðý prosesde ise niþasta asit veya amilaz enzimi ile parçalanýr ve kontrollü asitlik ve sýcaklýk koþullarýnda bir diðer niþastayý parçalayan enzim olan glukoamilaz enzimi ilave edilir. Kullanýlan enzim miktarýna baðlý olarak
belli bir sýcaklýk ve süre hidroliz sonunda filtrasyon ve vakum altýnda kurutma yapýlýr. Soðutmayý takiben þeker çözeltisi kristallendirilir, yýkanýr ve kurutulur. Sonuç ürün yaklaþýk %8,5 nem içeriðinde
toz bir ürün olan sulu dekstrozdur. Her molekül glikoz, bir molekül kristal su içerir.
9.3. Mýsýr Þekerinin Özellikleri
Þekerlemelerin cinsine baðlý olarak istenen kalite özellikleri; ürünün çok sert olmamasý, doku ve çözünürlüðünün damak tadýna uygun olmasý, uygun þekilde tatlýlýðýdýr. Yüksek besin deðerine sahip,
saflaþtýrýlmýþ sývý þuruplar olarak da bilinen bu doðal tatlandýrýcýlar, gýda sektöründen kullanýldýklarý
yerlere göre büyük talep görmektedir. Bunun nedeni aþaðýdaki özelliklerdir:
• Viskozite/Kývamlýlýk
• Lezzetin zenginleþmesi
• Tatlýlýk
• Mikrobiyal koruyuculuk
• Buz kristallerini önleme
• Nem tutuculuk
• Donma noktasýný düþürme
• Ozmotik basýnç
• Emülsiyon kararlýlýðý saðlama
• Parlaklýk verme
• Fermente edilebilirlik
• Rengin koyulaþmasý
• Jel oluþumu
• Þeker kristallerini önleme
• Kaynama noktasýný arttýrma
• Besleyicilik
• Köpüðü dayanýklý kýlma
• Yapýþkanlýk
• Lezzetin açýða çýkmasý
Glukoz ve fruktoz þuruplarý, reçel, marmelat, bisküvi ve kekler ile dondurma üretiminde birlikte kullanýlýrken; þekerleme, sakýz, baklava, helva, lokum, ketçap ve bira üretiminde glukoz þurubu; þekerlemelerde ayrýca nem tutucu olarak %1 oranýnda fruktoz þurubu kullanýlýr. Meþrubat ve meyve suyu üretiminde ise fruktoz þuruplarý kullanýlmaktadýr.
67
9 . 4 . M ýs ýr Þ e k e r in in K u lla n ým A la n la r ý
9.4.1. Sert Þekerlemeler
Yüksek katý madde içeriðine kadar kaynatýlmýþ glukoz þurubu ve sukroz karýþýmlarýdýr. Glukoz þuruplarýnýn þekerlemelerde kullanýlan önemli ham maddelerden biri olmasýnýn sebepleri; kristalizasyon kontrolü, viskozite, nem dengesi, renk oluþumu ve tatlýlýktýr. Formulasyonda kullanýlan glukoz
þurubunun miktarý ve tipi þeker kütlesinin akýcýlýðý veya viskozitesi üzerinde çok etkilidir ve bu faktör
glukoz þurubunun formulasyona ilavesi ile kontrol edilebilir. Glukoz þurubunun tipi ve kullaným miktarý, þekerin yenme veya çiðnenme özelliklerini tayin eder. Glukoz þurubu gibi düþük molekül aðýrlýklý sakkaritler ürüne kýrýlganlýk verirken, þurupta mevcut diðer yüksek sakkaritler ürüne çiðnenebilirlik saðlarlar. Glukoz þurubunun seçimi ayrýca raf ömrünü de etkiler.
9.4.2. Yumuþak Þekerlemeler
Toffe, karamel ve fudge yumuþak þekerlemelerdir. Toffelerde laktoz/sukroz/glukoz þurubu oraný ürünün raf ömrünü etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Yüksek DE’li glukoz þuruplarý, akýþkanlýðý
arttýrýrken, düþük DE’li glukoz þuruplarý sert ve daha zor çiðnenebilen ürünlerde kullanýlýr. Maltoz
þuruplarý ise daha açýk renkte ve kremsi görünüþte ürünler verirler.
Karamel ürününün viskozitesi, glukoz þurubunun tipi ve miktarý ile kontrol edilebilir ve glukoz þurubu ürünün nem dengesini etkiler. Fudge, özellikleri karamel ile fondan arasýnda olan kristallendirilmiþ bir üründür. Glukoz þuruplarý hem kristalizasyonun kontrolü için önemlidir, hem de nemi tutarak son ürünün yüzey parlaklýðýnýn saðlanmasýndan sorumludur.
9.4.3. Jele ve Benzeri Þekerlemeler
Bu ürünlerde glukoz þurubu soðukta akýþkanlýða, kesme, ambalajlama, depolamada deformasyona direnç kazandýrýr.
9.4.4. Fondanlar
Bu ürünlerde glukoz þurubunun fonksiyonu kristallenmeyi ve viskoziteyi kontrol etmektir. Ayrýca glukoz þuruplarý aðýzda ferahlýk hissedilmesini ve daha parlak görünümde olmalarýný saðlar.
9.4.5. Marshmallow
Bu ürünlerde glukoz þuruplarý ürüne nemlilik, en iyi çýrpýlma özellikleri ve köpük yapýsýný dayanýklý
kýlarak istenen dokuyu vermesi için kullanýlmaktadýr. Nem çekme özelliði nedeniyle genellikle yüksek DE’li glukoz þuruplarý tercih edilmektedir. Bu þuruplar daha düþük viskozite verir, nemi tutar ve
sakarozun kristallenmesini önler.
9.4.6. Nugat
Çiðnenebilir özellikte pürüzsüz dokuya sahip, çikolata kaplanmamýþ nugat üretiminde yapýþkanlýðýn önlenmesi ve viskozitenin saðlanmasý için düþük DE’li glukoz þurubu veya maltoz þurubu kullanýlmaktadýr.
9.4.7. Sakýz
Glukoz þurubundaki yüksek molekül aðýrlýklý sakkaritler dokunun çiðnenebilirliðini güçlendirir ve þe-
68
kerin yapýdan açýða çýkmasýný yavaþlatýr. Sakýzlarda kullaným için Glukoz þurubunu karakterize eden
en önemli faktör þurubun kuru madde içeriðidir. Kuru madde içeriðinin yüksek olmasý, proses sýrasýnda kaynatmanýn yapýlmamasý ve ilave edilecek su miktarýnýn çok az olmasý nedeniyle gereklidir.
9.4.8. Helva
Glukoz þurubu, yað sýzmasý ve kristalizasyon gibi kalite kusurlarýný gidermek için kullanýlan emülgatör ilavesinin azaltýlmasý ve ürün kalitesinin iyileþtirilmesi için kullanýlýr (Tahin ve Saray Helvasý,
Piþmaniye).
9.4.9. Reçel ve Marmelatlar
Glukoz þuruplarýnýn eklenme nedeni viskozite kazandýrmasý, yüksek ozmotik basýnç, kristal oluþumunun önlenmesi, tat görünümün iyileþtirilmesi ve dengeli tatlýlýk özellikleridir. Glukoz þuruplarý ozmotik basýncý sukrozdan daha yüksek olduðu için daha iyi mikrobiyal dayanýklýlýða sahiptirler, dolayýsýyla maya geliþimi ve ürünün bozulmasý böylece önlenebilmektedir.
9.4.10. Unlu Ürünler
Glukoz þurubu unlu ürünlerde nem tutuculuk, doku oluþturma özelliði, renk koyulaþmasý, fermente
edilebilirlik, tatlýlýk ve lezzetin daha zenginleþtirilmesi amacýyla kullanýlmaktadýr.
9.4.11. Dondurma
Glukoz þurubu dondurmanýn kaþýða alýnabilirliðini, sertliðini, dokusunu ve aðýz hissini kontrol eder.
Kristal oluþumunun kontrol edilmesiyle aðýzda pürtüklü yapý hissedilmemesini saðlar. Süt þekeri laktozun kristalleþmesiyle oluþan kum hissi ve kaba buz kristallerinin oluþmasýný önler. Ayrýca toplam
katý madde dengesini kontrol eder.
9.4.12. Alkolsüz Ýçecekler
Yüksek fruktozlu Glukoz þuruplarý kývam geliþtirici etkisi ve asidik koþullarda bileþim açýsýndan deðiþikliðe uðramamasý sebebiyle kullanýlýr. Ayrýca içecek alanýnda özel bir uygulama, çözünür karbonhidrat düzeyinin yüksek olduðu besleyici içeceklerin üretimidir. Bu ürünler, çoðunlukla hýzlý enerji saðlamasý için sporcular tarafýndan tüketilir. Bu içeceklerde ozmotik basýncýn kontrol edilebilirliði
en iyi þekilde Glukoz þurubunun kullanýmý ile mümkündür. Alkolsüz içeceklerde istenilen kývamý geliþtirici etkileri ile fruktoz þuruplarý sukroz ikamesi olarak dünyada yaygýn olarak görülmüþtür.
9.4.13. Alkollü Ýçecekler
Glukoz þurubu iki nedenle kullanýlýr: Birincisi aðýz hissi, viskozite ve tatlýlýk kontrolü ile karamel rengi saðlamasý; ikincisi ise fermente edilebilir karbonhidrat kaynaðý olmasýdýr. Bira sektöründe kullanýmýnýn sebepleri; ekonomik bir karbonhidrat kaynaðý olmasý, çok düþük miktarda azot içermesi ve mayþenin ya da þýranýn karbonhidrat kompozisyonu veya konsantrasyonunu deðiþtirmesidir.
69
9 . 5 . Þ e k e r P a n c a r ý Þ e k e r i v e M ýs ýr Þ e k e r in in K a r þ ýla þ týr ýlm a s ý
Pancar ve kamýþtan üretilen sakaroz kökenli þekerler ile mýsýr þekeri, doðal ve kalorili tatlandýrýcýlar
sýnýfýnda, sentetik tatlandýrýcýlar ise kalorisiz tatlandýrýcýlar sýnýfýnda yer almaktadýr. Türkiye’de sakaroz þekeri pancardan, NBÞ ise mýsýrdan elde edilmektedir. Dünyada en yaygýn olarak kullanýlan sakaroz þeker üretimi 2008/2009 üretim yýlýnda 143 milyon tondur. Þekerin %79,73’ü þeker kamýþýndan (115 milyon ton), %20,27’si þeker pancarýndan (29 milyon ton) üretilmektedir (Çizelge 10).
Kamýþ ve pancardan elde edilen sakaroz, ayný kaliteye sahip saf, kristal halde þekerlerdir.
Ülkemizde, içinde bulunduðu iklim kuþaðýndan dolayý pancardan þeker üretimi yapýlmaktadýr. Dünyada sakaroz þekeri üretimine bakýldýðýnda, pancar ile kamýþtan þeker üretimi arasýnda da önemli
maliyet farký ortaya çýkmaktadýr. Çünkü %45 þeker ihtiva eden þeker kamýþýndan yýlda 4 sefer ürün
alýnabilmektedir. Halbuki %15 oranýnda þeker ihtiva eden pancar, ayný araziye ancak 4 yýlda bir ekilebilmektedir.
Dünyada þeker pancarýndan en fazla üretim AB ülkelerinde yapýlmaktadýr. AB ülkelerinde 20,2 milyon ton olan þeker üretimi yeni þeker reformu sonucunda 13,4 milyon tona düþmüþtür. 36%’lýk fiyat indirimi, üretimi 2009/10 döneminde 12-13 milyon tona düþürecek ve AB net ithalatçý konuÇizelge 10. Dünya pancar ve kamýþ þekeri üretimi (bin ton)
Kaynak: FAO LICHT’s International Sugar&Sweeters Report, 2009 (Veriler Beyaz Þekere Çevrilmiþtir)
muna gelecektir. Glikoz polimeri olan niþastanýn hidroliz sonucu D-glikoza parçalanabilmesi niþasta türevli tatlandýrýcý endüstrisinin doðmasýna neden olmuþtur. Niþastanýn seyreltik asit ile ýsýtýlmasý
sonucunda þekerli maddelere dönüþmesi 200 yýldýr bilinmektedir. Niþasta zincirinde bulunan
dekstroz (susuz glikoz birimleri) molekülleri arasýnda bulunan baðlarýn asit veya enzim içeren su içerisinde kýrýlmasýyla basit bir þeker olan D-glikoz veya dekstroz elde edilmektedir. Mýsýr rafinerilerinde farklý yöntemler kullanýlarak 3 temel tatlandýrýcý olan mýsýr þurubu, dekstroz ve fruktoz üretilmektedir. Dünya HFCS (Yüksek fruktozlu mýsýr þurubu) üretimi 12.591 bin ton olup, bunun 7.821 tonunu ABD üretmektedir (Çizelge 11). Ülkemiz þeker ihtiyacýnýn %85’i pancardan, geriye kalan %15’i
ise nden saðlanmaktadýr.
Türkiye mýsýr þekeri üretimi, teknolojik üstünlük, kullaným kolaylýðý, hijyenik avantaj, daha ucuz fiyat gibi unsurlardan dolayý piyasada kabul görürken; kota uygulamasýndan dolayý sýnýrlý ve sabit
kalmaktadýr. Ýç piyasada ithal ürün olarak AB ülkelerinden getirilen niþastalarla teknolojik olarak rekabet gücü bulunmaktadýr. Ýç ve dýþ piyasaya dönük üretim yapan 5 þirketin faaliyet gösterdiði Niþasta ve mýsýr þekeri sektöründe üretimin %30’unu niþastalar, yüzde 70’ini mýsýr þekeri oluþturuyor.
70
Çizelge 11. Dünya HFCS Üretimi (bin ton, kuru madde bazýnda)
Kaynak: LMC Sugar&Sweeteners Quarterly Report, Q1 2010
2009 yýlýnda dünya beyaz þeker fiyatý 485$/ton, dünya HFCS fiyatý 725.8 $/ton’dur. AB reform öncesi fiyatlarý 750-800 $/ton, AB reform sonrasý fiyatlarý 500-550$/ton’dur. Türkiye fiyatý ise 1360
$/ton’dur. Dünyada þeker fiyatlarýnýn en yüksek olduðu ülkeler arasýnda Türkiye’de yer almaktadýr.
AB ile ülkemiz arasýnda imzalanan bazý iþlenmiþ tarým ürünlerinin belirlenen kota miktarlarý kadar
kýsmýnýn serbestçe ithalat ve ihracatýna dair anlaþmanýn kapsamýna bazý þekerli ürünler de dahildir.
Bu uygulama, ham madde fiyatlarýndaki farklýlýklardan dolayý ülkemiz üreticilerinin aleyhine haksýz
rekabete neden olmaktadýr. Bu durum, þeker pancarýnýn sakaroz þekeri üretiminde dahi, þeker kamýþý karþýsýnda rekabet etmesinin imkansýz olduðunu gösteriyor. Dünya þeker fiyatlarý da bunu doðrulamaktadýr. Ülkelerin Dünya Ticaret Örgütü (DTÖ) kararlarý doðrultusunda þeker ticaretini libarelleþtirmesiyle de þeker pancarý, kamýþ þekeri ile rekabet edemez duruma gelecektir.
Pancar þekeri olarak bilinen þeker, katý formda pazara sunulan kristalize saf sakarozdur. Kristal
haldeki þeker, bazý sanayi dallarýnýn gereksinimine baðlý olarak sudaki çözeltisi veya invert þeker çözeltisi veya þurubu halinde sývý formda, sývý þeker olarak pazarlanabilmektedir. Ancak sývý þekerin,
kristal þeker elde edildikten sonra ikinci bir iþlemle elde edilmesi sonucu, maliyeti kristal þekerin üzerinde olmaktadýr. Sakarozun kristal hali, en yaygýn ve direkt tüketim olarak sofra þekeri ve her türlü
þekerli mamul üretiminde, sývý formlarý ise þekerin suda çözülerek kullanýlmasýný gerektiren gýda sanayinde (baklava, helva, içecek vb.) kullanýlmaktadýr. Pancar þekeri ile karþýlaþtýrýldýðýnda mýsýr
þekeri yüksek kaliteli üründür ve birçok gýda sanayinde tüketilmektedir. Ancak mýsýr þekeri her alanda þeker pancarýnýn yerine geçemezler. Pancar þekeri, perakende gibi bazý pazarlar tarafýndan her
zaman tercih edilecektir. Þekerleme, bisküvi, çikolata, sakýz, meyve suyu vb. gibi gýda sektörlerinde
pancar þekeri ve mýsýr þekeri birbirlerini tamamlayýcý ürünler olarak bir arada kullanýlmaktadýr. Ülkemizde glukoz ve izoglukoz olmak üzere iki temel türü üretilen mýsýr þekeri, genelde sývý olarak satýþa sunulan ve gýda sanayisinde ham madde olarak kullanýlan üründür. Mýsýr þekerinin, kullaným
fonksiyonlarý bakýmýndan farklarý bulunmaktadýr. Mýsýr þekeri kullanýmý, Türk gýda sanayisinin yüksek kaliteli ürünler üretmesinde ve ihracat pazarlarýnda daha fazla rekabet etme þansýna sahip olmasýnda önemli katký saðlayacaktýr. Ekonomik deðerlendirmede, , pancar þekeri üzerinde, bir avantaja sahip olduðu açýktýr. Bu özelliklerinden dolayý, gýda sanayisi için mýsýr þekerei kullanmak, tek-
71
nolojik bir zorunluluktur. Ayrýca el deðmeden elde edilmesi ve sürekli ayný kaliteyi saðlamasý nedeniyle de, halk saðlýðý açýsýndan da, gýda güvenliðinin en üst seviyede olmasýný saðlayan ham maddelerdir. Gýda sanayisinde þekerli ürünler alt sektöründe, sakaroz ile birlikte kullanýmlarý, yarattýklarý sinerjik etki ile kaliteyi geliþtirici avantajlar saðlamaktadýr.
9.6. Sakaroz ve Glikoz Þurubunun Ürün Kalitesindeki Etkileri
Þekerleme üretiminde ürüne özgü tekstürün oluþabilmesi, özellikle þekerlemenin önemli bileþeni
olan þekerin iþleme þekline ve bileþimine baðlýdýr. Þekerlemeye istenen niteliðin kazandýrýlmasýnda
en önemli konu þekerin kristalleþme durumunun kontrolü ve þeker su oranýnýn ayarlanmasýdýr. Þekerlemelerin birbirinden farklýlýðýnýn baþlýca nedeni suyun uçurulmasý amacýyla þekerlemelerin deðiþik þekilde piþirilmeleri ile kristal oluþumunun kontrolü ve kristalleþmenin engellenmesidir.
Þekerleme üretiminde temel olarak sakaroz ve glikoz þuruplarý kullanýlmaktadýr. Bu iki þeker bileþeninin farklý iþlenmesi ile deðiþik yapýda þekerlemeler üretilmektedir.
Þekerlemeler genel olarak 3 ana gruba ayrýlmaktadýr:
• Sert þekerlemeler
• Çiðnenebilir þekerlemeler
• Havalandýrýlmýþ þekerlemeler
Bu sýnýflandýrmada son iki grup iki alt gruba ayrýlmaktadýr:
a. Aþýrý doygun þeker çözeltisinden oluþturulan þekeri kristallenmiþ þekerlemeler: Bunlara
taneli þekerler adý da verilmektedir.
b. Doygun olmayan þeker çözeltisinden oluþturulan þekeri kristalleþmemiþ þekerlemeler:
Bunlara tanesiz þekerler adý verilmektedir. Aþýrý þeker çözeltisinden oluþturulan þekerlemeler
deki þeker bazen iri bir tek kristal þeklinde olabileceði gibi, bazen mikroskobik büyüklükte
olgunlaþmamýþ minik kristaller þeklinde de bulunabilir. Kristal yapýda olsun veya olmasýn,
þekerli yapý, bazen sert bazen de yumuþak olmaktadýr.
Yumuþaklýk; þekerli kitlenin nem içeriðinin yüksek olmasý, kitlenin çalkalanarak içine hava
zerreleri katýlmasý ve diðer bileþenlerin deðiþtirici etkileri ile meydana gelir. Kristal yapýda
þeker içeren taneli þekerlemeler krem dolgular ve fac gibi fondan tiplerinin yaný sýra, çekilmiþ taneli þekerleri ve sert taneli marshmallovlar ile yumuþak ve sert tipteki tavada kaplanmýþ þekerlemeleri kapsarlar. Tanesiz þekerlemeler grubu ise marshmellow ve toffe tipi þekerlemeler ile nugat, karamel ve jele (jelly) gibi çiðnenir þekerlemeleri içerir. Ayrýca taneli ve
tanesiz þekerlemelerin karakteristiklerinin kombinasyonu ile oluþturulan farklý þekerleme tipleri de mevcuttur.
Sakaroz, kristal oluþturucu bir maddedir. Sakarozun bir diðer özelliði asit yada enzimatik yolla
hidrolize olarak glikoz ve fruktoza dönüþmesidir. Sakarozun hidrolizasyonu ile oluþan bu karýþýma
invert þekerin en önemli özelliði sakarozun kristalizasyonunu önlemesi ve kristalizasyon derecesini
kontrol etmede yardýmcý olmasýdýr. Ýnvert þekerin bu özelliðinin iki önemli nedeni vardýr. Birincisi,
72
hem glikoz hem de fruktoz sakaroza göre daha yavaþ kristalize olur. Bu nedenle þuruptaki bir kýsým sakarozun invert þeker ile yer deðiþtirmesi durumunda ortamda kristal oluþumu için gerekli sakaroz miktarý azalmýþ olur. Ýkincisi sakaroz ve invert þeker karýþýmýnýn sudaki toplam çözünürlükleri
sakarozun tek baþýna olan çözünürlüðünden daha fazladýr. Çözünürlüðün artmasý oranýnda kristalizasyonlar azalýr.
Ýnvert þekerin diðer bir özelliði higroskopik olmasý ve diðer bir özelliði de sakarozdan daha fazla tatlýlýk saðlamasýdýr.
Glikoz þuruplarý; glikoz, maltoz ve daha büyük moleküllü þekerler ile dekstrinleri içeren renksiz ve
kristalize olmayan sývýlardýr. Glikoz þuruplarý mýsýr niþastasýnýn hidrolizasyonu ile elde edilir. Hidrolizasyon derecesi; zaman, sýcaklýk, pH ve seçilen enzime baðlý olarak deðiþir. Belirtilen bu etmenlerden birinde ya da bir kaçýnda yapýlan deðiþikliklerle ticari amaçlý kullanýma uygun çok deðiþik
içerikte glikoz þuruplarý üretilir. Glikoz þuruplarýnýn sýnýflandýrýlmasý dekstroz eþdeðeri (DE) esasýna
göre yapýlýr. DE glikoz þuruplarýnýn indirgen þeker içeriðinin bir ölçüsü olup dekstroz cinsinden hesaplanýr ve toplam kuru maddenin yüzdesi olarak verilir (Altan, 1988).
Glikoz þuruplarý deðerlerine göre aþaðýdaki þekilde sýnýflandýrýlýr:
• Maltodekstrin (<20 DE)
• Düþük dönüþümlü (20-38 DE)
• Standart yada normal (42 DE)
• Orta dönüþümlü (39-58 DE)
• Yüksek dönüþümlü (59-65 DE)
• Yüksek fruktoz (75-96 DE) (Minife and Bernard,1988) (Çizelge 12).
Çizelge 12. Glikoz þuruplarýnýn DE deðerleri
Kaynak: Minife and Bernard, 1988; Andre 1983
TS-2066’ya göre glikoz þurubu içerdiði indirgen þeker miktarýna göre ise 5 türe ayrýlýr.
• Tür I düþük dereceli, Glikoz þurubu (28–37 DE)
•
•
•
•
Tür
Tür
Tür
Tür
73
II Normal dereceli Glikoz þurubu (38–47 DE)
III Orta dereceli Glikoz þurubu (48-57 DE)
IV Yüksek dereceli Glikoz þurubu (58-67 DE)
V çok yüksek dereceli glikoz þurubu (en az 68 DE’ ye sahip)
Dönüþüm derecesi glikoz þuruplarýnýn fiziksel özelliklerini etkiler. Dönüþüm arttýðýnda daha tatlý ve
daha az viskoz olan Glikoz þuruplarý daha kolay fermente olur ve daha fazla nem çeker. Daha düþük dönüþüm, glikoz þuruplarýný daha viskoz yapar ve bu yüzden stabilizör olarak görev yaparak
kristalizasyonu geciktirir (Minife and Bernard, 1988). Tek baþýna sakaroz kullanýlarak yapýlan sert
þekerler kristalize olur. Bu durum sakarozun normal sýcaklýktaki çözünürlük deðerinin sýnýrlý olmasýndan kaynaklanýr. Bu nedenle sakaroz sert þeker üretiminde tek baþýna kullanýlmamakta ve glikoz
þuruplarý ile belirli oranlarda kombine edilerek kullanýlmaktadýr (Yýldýz, 2001). Karamel, fac (fudge) gibi ürünlerin çiðnenebilir özellikleri formülasyona katýlan glikoz þurubu ile saðlanýr (Andre, 1993).
Þekerleme sektöründe yaygýn olarak kullanýlan glikoz þuruplarýnýn kullaným amaçlarý þu þekilde
özetlenebilir:
• Ürüne tatlýlýk vermek
• Kumsu yapýnýn (tanelenmenin) oluþmasýný kontrol etmek
• Dokunun iyileþtirilmesi ve raf ömrünün korunumunun/artmasýný saðlamak
• Sakarozun kristalisazyonunu önlemek veya geciktirmek
• Nemi korumak ve ürüne hacim kazandýrmak
• Glikozlu tatlandýrýcýlar deðiþik derecelerde nem çekicidir. Nem çekici özellikleri DE'nin yükselmesine baðlý olarak artar. Bu nedenle yüksek DE þuruplarý, ham glikoz þekeri ve glikoz nem düzenleyici ve stabilizatörü olarak kullanýlmaktadýr. Glikoz þuruplarý nem kaybýnýn sorun oluþturduðu veya
dokunun nem kaybýndan olumsuz yönde etkilendiði þekerleme formüllerinde kullanýlmaktadýr.
Glikoz þurubunda bulunan büyük moleküllü sakkaritler bu þuruba kohesif ve adhesif özellikler
saðlar. Bu yüzden bazý þekerleme tiplerinin çiðnenebilir bir özellik kazanmasýný saðlar. Glikoz þuruplarýnýn tatlýlýklarý, viskoziteleri ve nem muhafaza edici özellikleri nedeni ile günümüzde invert þekere göre kullanýmý daha yaygýndýr (Minife, and Bernard, 1988).
Kullanýlan glikoz þuruplarý iþlenen þekerleme tipine baðlý olarak deðiþir. Örneðin sakýzýmsý þekerleme ve jelelerde, glikoz þurubunun tatlandýrýcý maddeler içindeki oraný %35 ile %100 arasýnda deðiþir (Altan,1989).
9.7. Sakýz ve Þekerleme Karýþýmlarý Üretim Denemeleri
Þekerleme üretim teknolojisi: Þekerlemeye özel tekstürel yapýnýn kazandýrýlmasý, büyük ölçüde, þekerlemenin baþlýca bileþeni olan þekerin iþleme sanatýna ve bilimine dayanýr. Þekerlemeye istenen
niteliðin kandýrýlmasýnda en önemli husus þekerin kristalleþme durumunun kontrolu ve þeker su oranýnýn ayarlanmasýdýr. Þekerlemeci, þekerlemelerinde deðiþiklik yapmak için þekerin yaný sýra süt
ürünleri, yumurta aký, gýda asitleri, sakýzlar, pektin, niþasta, yað, emülgatör maddeleri, tat madde-
74
leri, fýndýk-fýstýk, meyve, çikolata ve benzerleri gibi þekerlemenin bileþimine giren bir çok maddeye
sahiptir. Ama ana þekerleme tiplerini karakterize eden niteliklerin belirlenmesindeki etkileri itibarýyla
bunlarýn hepsi þekere göre ikinci planda kalýrlar. Hatta bu bileþenlerin bazýlarý, þekerin fiziksel ve
kimyasal özellikleri üzerindeki etkileri nedeniyle özellikle seçilirler.
Sakaroz ve glukoz þurubu, çok çeþitli þekerlemelerin üretimi için kullanýlan iki temel ham maddedir. Þekerlemelerde yumuþak kremsi fondan ancak sývý þurupla kaplanmýþ minik kristallerden
oluþmasý ile elde edilir. Tanesiz hissi veren bazý þekerlemelerdeki þeker kristallerinin büyüklükleri, formüle edilen glukoz þurubu, bitkisel sakýzlar ve proteinler ile kontrol edilir. TÜBÝTAK tarafýndan 2004
yýlýnda yapýlan denemelerde, ideal sakýz ve þekerleme üretimi için en uygun formülasyonun yapýlabilmesi için bir takým çalýþmalar yapýlmýþ ve bu denemelerden kýsa bir özet aþaðýda verilmektedir:
9.7.1. Sakýz Üretimi
Sakýz üretimi için dört tip formülasyon kullanýlmýþ ve %79 sakaroz oranýnda sadece sakaroz kullanýlarak yapýlan formülasyonda sakýzýn form tutmadýðý görülmüþtür. %66 sakaroz ve %13 glikoz içeren formülasyonla yapýlan sakýz örneði en çok beðenilen ürün olmuþtur. Bunu, %63 þeker ve %16
glikoz þurubu içeren formülasyonla elde edilen sakýz örneði takip etmiþtir. %71 sakaroz ve %8 glikoz þurubu içeren formülasyonla yapýlan sakýz örneði beðenilmemiþtir. Görüldüðü gibi tek baþýna
sakaroz kullanarak sakýz yapýlamadýðý gibi, sakýz yapýmýnda sakaroz ve glikoz þurubunun bir arada
kullanýldýðý durumlarda da iyi bir sonuç elde etmek için formülasyonda sakaroz: glikoz oranýnýn belli bir deðerde tutulmasý gerektiði görülmektedir (Bakan ve Ark., 2004).
9.7.2. Sert Þeker Üretimi
Sert þeker deneme çalýþmasýnda 7 ayrý formülasyon kullanýlmýþtýr. Çizelge 13’de sert þeker deneme
üretiminde kullanýlan formülasyonlar görülmektedir. Sert þeker yapýmýnda kullanýlan formülasyonlar
da, formülasyona giren sakaroz miktarýnýn %0.1’i oranýnda sitrik asit kullanýlmýþtýr. Yalnýz 1. formülasyon asitli ve asitsiz olarak iki ayrý þekilde yapýlmýþtýr. Kullanýlan glikoz þurubunun analitik deðerleri EK.1'de verilmiþtir
Tüm sert þeker üretim denemelerinde ayný üretim akýþý kullanýlmýþ olup Þekil 51’de sert þeker
üretim akým þemasý gösterilmektedir. Þekilden de görüleceði gibi formülasyona baðlý olarak kullanýlan sakaroz ve (veya glikoz þurubu 100°C'ye piþirilmiþ ve sonrasýnda kullanýlan formülasyona baðlý olarak sitrik asit ilave edilerek 138°C'ye kadar piþirme iþlemine devam edilmiþtir. Piþirme sonrasý elde edilen karýþým þekillendirilmek üzere kalýplara alýnmýþtýr. Üretim denemelerinde kullanýlan
formülasyonlara baðlý olarak üretimde yaþanan sorunlar ve elde edilen sert þekerlerin yapýlarýnda
gözlenen farklýlýk aþaðýda belirtilmiþtir:
• %100 sakaroz kullanýlarak oluþturulmaya çalýþýlan sert þeker denemesinde asitli ve asitsiz iki
çalýþma ayný anda yürütülmüþtür. Ancak asitsiz yapýlan çalýþma sýrasýnda piþirme sýcaklýðýndaki yükselmeye baðlý olarak kristallenme taneciklerinin oluþtuðu ve istenen sert þeker yapýsýnýn oluþmadýðý
görülmüþtür. Bu yüzden deðerlendirilmelerde asitli olan çalýþma dikkate alýnmýþtýr. Asitle inversiyo-
75
Çizelge 13. Sert þeker denemelerinde kullanýlan formülasyonlar
na uðratýlarak elde edilen sert þekerin sarý renkle ve yapýþkan
özellikte olduðu dikkat çekmiþtir. Ayrýca kalýptan çýkartýlma
esnasýnda da zorluk yaþanmýþtýr.
• %100 glikoz þurubu kullanýlarak yapýlan deneme sonrasýnda kalýplara dolumda ürün çok çabuk donup akýþkanlýðýný kaybettiðinden, þekillendirme aþamasýnda sorun yaþanmýþtýr. Düzgün þekilli ürün elde edilememiþtir.
Þekil 51. Sert Þeker Üretim Akýþý
• %60 sakaroz ve %40 glikoz þurubu kullanýlarak yapýlan
çalýþma esnasýnda elde edilen ürünlerin akýcýlýðýnýn iyi olduðu ve kalýptan kolay çýktýðý gözlenmiþtir.
• %71 sakaroz ve %29 glikoz þurubu kullanýlarak elde edilen ürünün kalýplara dolum esnasýnda
akýþkanlýðýn iyi olduðu ve ürün renginin sarýya dönük olduðu gözlenmiþtir. Kalýplardan çýkarma esnasýnda da ele yapýþtýðý gözlenmiþtir.
• %21 sakaroz ve %79 glikoz þurubu kullanýlarak yapýlan denemede elde edilen üründe kalýplara dolum esnasýnda ilk baþta kolay akan ürün, sonrasýnda akýþkanlýðýný kaybederek kuyruklanmaya neden olmuþtur. Kalýptan kolay çýkmýþtýr.
• %44 sakaroz ve %56 glikoz þurubu kullanýlarak yapýlan çalýþma esnasýnda elde edilen ürünün
akýcýlýðýnýn iyi olduðu ve dolum sýrasýnda kuyruklanma býrakmadýðý görülmüþtür. Soðuyan sert þekerler kalýplardan kolay çýkmýþtýr.
9.7.2.1. Sert Þeker Üretiminin Duyusal Deðerlendirme Sonuçlarý
Elde edilen sert þeker örnekleri ile ilgili duyusal deðerlendirme eðitimli sekiz panelist tarafýndan gerçekleþtirilmiþtir. Duyusal deðerlendirme çalýþmasý, %100 sakaroz asitsiz yürütülen ve %100 glikoz
þurubu içeren dýþýnda diðer tüm formulasyon çalýþmalarýnda elde edilen sert þeker ürünlerinde yapýlmýþtýr. Duyusal deðerlendirmeye alýnan örnekler aðýzdaki kýrýlganlýk, parlaklýk, aðza yapýþma, ele
76
Çizelge 14. Sert þeker örneklerin aðýzda kýrýlganlýk sonuçlarý
Kaynak: Bakan ve Ark., 2004
Çizelge 15. Sert þeker örneklerinin parlaklýk sonuçlarý
yapýþma ve tatlýlýk derecesi bakýmýndan deðerlendirilmiþtir. Elde edilen sonuçlar aþaðýda verilmiþtir
(Bakan ve Ark., 2004).
EK 2’de verilen 5 iþlem ve 8 tekrar için %5 önem düzeyindeki üst deðerler 15-33 olarak belirtilmektedir. Çizelge 14’de gözlemlenen aðýzda kýrýlganlýk kriterinin sýralama toplamlarý istatiksel olarak geçerli üst deðerler ile karþýlaþtýrýldýðýnda üç örnek içinden %100 sakaroz ile yapýlan örneðin
üst sýnýr olan 33’den büyük olduðu görülmektedir.
Bu durumda %100 sakaroz ile yapýlan örnek diðer örneklerden olumsuz yönde farklý olarak
(p < 0.05) nitelendirilmektedir. %21 sakaroz ve %79 glikoz içeren ise en alt deðerin de altýnda bulunarak en çok kýrýlgan örnek olarak belirlenmiþtir. %71 sakaroz ve %29 glikoz içeren, en üst sýnýr
deðeri olan 33 puana yaklaþan bir deðer aldýðý için beðenilme açýsýndan olumsuz olarak nitelendirilebilir. Parlaklýk açýsýndan elde edilen sonuçlar Çizelge 15’de verilmiþtir.
Sýralama toplamlarýna baktýðýmýzda %21 sakaroz ve %79 glikoz içeren en alt deðerin altýnda olduðu için en parlak, %71 sakaroz ve %29 glikoz içeren ise en üst deðerin üstünde olduðu için en
77
Çizelge 16. Sert þeker örneklerinin aðza yapýþma deðerleri
Çizelge 17. Sert þeker örneðinin ele yapýþma deðerleri
mat örnek olarak belirlenmiþtir. Diðer örnekler arasýnda parlaklýk yönünden farklýlýk görünmemekle birlikte ikinci en mat olan örnek %100 sakaroz içeren örnek olarak belirlenmiþtir.
Aðza yapýþma açýsýndan Çizelge 16’da sýralama toplamlarý verilmiþtir. Bu çizelgeye göre sýralama toplamlarýna bakýldýðýnda %21 sakaroz ve %79 glikoz içeren örneðinin toplam 13 puan alarak
çizelge alt deðeri olan 15'ten de düþük olmasý ile aðza hiç yapýþmadýðý, inversiyona uðratýlmýþ
%100 sakaroz ile yapýlan sert þeker örneðinin toplam 39 puan alarak çizelge üst deðeri olan 33'ünde oldukça üstünde olmasýndan dolayý ise aðza en çok yapýþan örnek olduðu tespit edilmiþtir. Diðerleri arasýnda bir fark görülmemekle birlikte çizelge üst deðerine yakýn olmasý dolayýsý ile ikinci
en çok yapýþan örnek %71 sakaroz ve %29 glikoz içeren örnek olmuþtur (Bakan ve Ark., 2004).
Ele yapýþma açýsýndan Çizelge 17’de sýralama toplamlarý verilmiþtir. Ele yapýþma sonuçlarýnýn da
aðza yapýþma sonuçlarý ile paralellik gösterdiði ve sýralama toplamlarýnýn ayný olduðu gözlenmektedir. Buna göre %21 sakaroz ve %79 glikoz içeren örneðin ele yapýþmadýðý, %100 Sakaroz ile inversiyona uðratýlmýþ üretilen þeker örneðinin ise ele en çok yapýþtýðý tespit edilmiþtir.
78
Çizelge 18 Sert þeker örneklerinin tatlýlýk deðerlendirme sonuçlarý
Çizelge 19. Sert þeker örneklerinin tatlýlýk deðerlendirme sonuçlarý
Deðerlendirmeye alýnan diðer bir kriter olan tatlýlýk sonuçlarý ise Çizelge 18' de belirtilmiþtir.
Çizelge 18’e göre tatlýlýk açýsýndan %21 sakaroz ve %79 glikoz içeren þeker örneði en az tatlý, %100
sakaroz ile inversiyona uðratýlmýþ üretilen þeker örneðinin ise en tatlý örnek olduðu bulunmuþtur.
Son olarak Çizelge l9’da panelistlerin yapmýþ olduðu sert þeker örneklerindeki genel tercih sýralamasý verilmiþtir. %100 sakarozla yapýlan þeker örneði diþlere çok yapýþtýðý ve çiðneme zorluðu olduðundan dolayý tercih edilmemiþtir.
Diðer örnekler arasýnda tercih açýsýndan bir fark bulunmamýþtýr. Geri kalan 4 örnek arasýnda en
çok beðenilen örnek, %44 sakaroz ile %56 glikoz þurubu içeren sert þeker örneði olmuþtur.
9.7.2.2. Sert Þeker Örneklerinin Þeker Bileþenleri
Farklý sakaroz glikoz içeriðine sahip sert þeker örneklerinde þeker bileþenlerine (fruktoz, glikoz, sakaroz ve maltoz) bakýlmýþtýr. Elde edilen deðerler Çizelge 20'de incelenmiþtir.
79
Çizelge 20. Sert þeker örneklerinin þeker bileþenleri
EK-2’deki yönteme göre yapýlmýþtýr.
9.7.2.3. Sert Þeker Deneme Çalýþmalarý Sonucu
Yukarýda elde edilen veriler ýþýðýnda sert þeker örneklerinin beðeni durumlarýný gösterir özet bilgiler
Çizelge 21’de verilmiþtir.
Çizelge 21. Sert þeker deneme çalýþmalarý sonucu elde edilen veriler
Sert þekerle ilgili yapýlan çalýþmada elde edilen veriler ýþýðýnda:
• Sadece sakaroz kullanýlarak sert þeker üretimi mümkün olmamýþtýr.
• Sakarozun inversiyonu ile elde edilen sert þeker örnekleri yapýþkan yapýda olup hiç
beðenilmemiþtir.
• Sadece glikoz þurubu kullanýlarak yapýlan çalýþmanýn da þekillendirme aþamasýnda kalýplara
boþalma esnasýnda akma problemi yaþanmýþtýr. Bu yüzden þekillendirilmesinde zorluk çekilmiþtir.
• En beðenilen örneðin %44 sakaroz ve %56 glikoz ile yapýlan sert þeker örneði olduðu ve bunu sýrasý ile %60 sakaroz ve %40 glikoz ile yapýlan sert þeker örneði ile %21 sakaroz ve %79 glikoz ile yapýlan sert þeker örneðinin izlediði tespit edilmiþtir.
• Su aktivitesindeki deðiþim dikkate alýndýðýnda ise içeriðinde glikoz þurup oraný daha fazla olan
%21 sakaroz ve %79 glikoz þurubu ile yapýlarý sert þeker örneði ile %44 sakaroz ve %56 glikoz
þurubu ile yapýlan sert þeker örneðindeki su aktivitesindeki deðiþimin, sakaroz miktarý yüksek olan
diðer örneklere göre daha düþük olduðu tespit edilmiþtir. Görüldüðü gibi tek baþýna sakaroz veya
80
glikoz þurubu kullanýlarak sert þeker üretimi yapmak oldukça güçtür. Bu yüzden ikisinin bir arada
kullanýmý ile sert þeker yapýlabilir. Ancak þunu da belirtmek gerekir ki, sert þeker üretiminde sakaroz ve glikoz þurubunun bir arada kullanýldýðý durumlarda, iyi bir sonuç elde etmek için formulasyonda sakaroz glikoz oranýnýn belli bir deðerde tutulmasý gerektiði görülmektedir.
9.7.3. Toffe Deneme Üretimi
6 ayrý formülasyon kullanýlarak toffe deneme çalýþmalarý yürütülmüþtür. Formülasyonlar
oluþturulurken sadece sakaroz ve glikoz þurubu miktarlarý deðiþtirilmiþ olup diðer girdilerin
miktarlarý sabit tutulmuþtur. 3. ve 4. formülasyonlar ayný olmakla birlikte, asitliðin etkisini görmek
için 4. formülasyonda asit kullanýlmamýþtýr. Çizelge 22’de toffe denemelerinde kullanýlan 6 ayrý
formülasyon içeriði görülmektedir.
Çizelge 22. Toffe denemelerinde kullanýlan formülasyonlar
Tüm toffe üretim denemeleri ayný þekilde yürütülmüþtür. Öncelikle
þeker ve/veya glikoz þurubu I05°C'ye ýsýtýldý. Yað ilave edildi. 120°C'ye
ýsýtýlarak katýlan sakaroz miktarý üzerinden %0,1 oranýnda sitrik asit
ilave edildi ve piþirme iþlemine son verildi. Bir miktar soðuduktan
sonra elle yoðrularak toffe formu verildi. Þekil 53'de toffe üretim akým
þemasý gösterilmektedir.
Duyusal deðerlendirmeye alýnan örnekler 10 panelist tarafýndan test edilmiþtir.
Toplam 6 adet toffe örneði; %23 sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürün,
% 55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürün, % 55 sakaroz ve %37 glikoz
Þekil 53. Toffe üretim akýþý
þurubu içerikli ürün, %69 sakaroz ve %23 glikoz þurubu içerikli ürün ve %92
Kaynak: Bakan ve Ark. 2004
sakaroz içerikli ürün örnekleri ayný anda panelistlere sunulmuþtur. Deðerlendirme sýrasýnda panelistlerden þeker örneklerini çiðneme kolaylýðý, aðza yapýþma
ve tatlýlýk açýsýndan incelemeleri istenmiþtir. Deðerlendirme sonucunda EK-2’de verilen çizelgeden 6 iþlem ve 10
tekrar için %5 önem düzeyindeki üst deðerleri 22-48 olarak belirtilmektedir.
81
Çizelge 23. Toffe örneklerinin çiðneme kolaylýðý sonuçlarý
a) %23 sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürün
b) %69 sakaroz %23 glikoz þurubu içerikli ürün
c) %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürün
d) %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürün, asitsiz
e) %92 sakaroz içerikli ürün, asitsiz
f) %46 sakaroz %46 glikoz þurubu içerikli ürün
Çizelge 24. Toffe örneklerinin tatlýlýk sonuçlarý
Çizelge 23'de gözlemlenen çiðneme kolaylýðý kriterinin sýralama toplamlarý, istatiksel olarak geçerli alt
ve üst deðerleri ile karþýlaþtýrýldýðýnda, altý örnek içinden %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürün
(asitsiz), örneðin alt sýnýr olan 22’den de küçük olduðu görülmekte ve aðýzda çiðnemesi en kolay olan örnek olarak belirlenmiþtir. %23 sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürün örnek ise üst sýnýr olan 48’inde
üstünde bir deðer almýþtýr. Buna göre bu örnek de çiðnemesi en zor olan örnek olarak tespit edilmiþtir. Diðer dört örneðin aldýðý puanlar 22-48 deðerleri arasýnda yer aldýðý için bu örnekler arasýnda çiðneme kolaylýðý açýsýndan fark bulunmamýþtýr. %92 sakaroz içerikli ürün (asitsiz), panelistler tarafýndan toffe görünümü olmayan, aðza alýndýðýnda hemen daðýlan örnek olarak belirtilmiþtir (Bakan ve Ark., 2004).
82
Çizelge 25. Toffee örneklerinde su aktivitesi deðerleri
Toffe örneklerinde son olarak tatlýlýk kriterleri incelenmiþtir. Örneklerin tatlýlýk açýsýndan sýralamalarý Çizelge 24’de belirtilmiþtir. EK-2’de verilen çizelge deðeri tatlýlýk için de 22-48 arasýndadýr. Buna göre %92 þeker içerikli ürün (asitsiz) en tatlý örnek olarak bulunmuþtur. Geri kalan beþ örnek hemen hemen ayný almýþlardýr. Aldýklarý deðerler çizelge deðeri olan 22-48 arasýnda olduðu için bu
beþ örnek arasýnda tatlýlýk açýsýndan fark bulunmamýþtýr. Ancak %23 þeker ve %69 glikoz þurubu
içerikli örneðin çok sert olmasý nedeni ile panelistler çiðnemesinde zorluk çektiklerini ifade etmiþlerdir ve bu yüzden bu örnek formülasyon gereði en az tatlý olmasýna karþýn tam olarak tatlýlýðý hissedilememiþtir.
Genel deðerlendirme yapýldýðýnda toffelerde %23 sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürün sert
yapýda olmasý nedeni ile, %92 sakaroz içerikli ürün aþýrý tatlý olmasý ve toffe yapýsýnda olmamasý
nedeni ile ve son olarak %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli asitsiz yapýlan ürünün toffe yapýsýndan farklý olmasý nedeni ile panelistler tarafýndan beðenilmemiþtir. Öte yandan %69 sakaroz
ve %23 glikoz þurup içerikli ürün, %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürün (asitli) ile %46
sakaroz ve %46 glikoz þurubu içerikli ürün panelistler tarafýndan beðenilen ürünler olmuþtur.
9.7.3.2. Toffe Deneme Üretiminin Yaþlandýrma Testi
Sakaroz kullanýlarak yapýlan toffe örneði, çiðnenebilir toffe formunda olmadýðý için yaþlandýrma testine tabi tutulmamýþtýr. Geri kalan 5 ayrý formülasyonla elde edilen toffe örnekleri oda sýcaklýðýnda (23-25°C) %90 baðýl nem ortamýnda 1 hafta bekletilerek su aktivitesindeki deðiþim izlenmiþtir.
Çizelge 25’de su aktivitesine yaþlandýrma öncesi ve sonrasý ürünlerin su aktivitesi deðerleri görülmektedir. Yaþlandýrma öncesi ve sonrasý su aktiviteleri incelendiðinde; glikoz þurubu oraný fazla olan
ürünlerin su aktivitelerinin, sakaroz oraný yüksek olana göre daha düþük olduðu görülmektedir
(Bakan ve Ark.,2004).
Yaþlandýrma sonrasý yapýlan duyusal deðerlendirme:
• %23 sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürünün parlak görünümünde olduðu (ýslaklýk gibi), þeklinin bozulduðu, dýþ kýsmýnda yumuþamanýn baþladýðý görülmüþtür. Sert ve ýsýrmasý zordur.
• %69 sakaroz ve %23 glikoz þurubu içerikli ürünün hafif sert yapýda olduðu, ele yapýþmadý
ðý, en son yutkunmada hafif þeker kristalleri alýndýðý tespit edildi. Diðer ürünlere göre en mat görünümlü toffe oldu.
83
• %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli ürünün görünümünde bir deðiþiklik olmadýðý, yumuþak yapýda, diþe yapýþmayan çiðnemesi kolay olan bir yapýda olduðu görülmüþtür.
• %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli (asitsiz) ürünün ele yapýþmadýðý, görünümünün
deðiþtiði, %55 sakaroz %35 glikoz þurubu içerikli ürün ile kýyaslandýðýnda tadýn daha kötü olduðu
ve son yutkunma esnasýnda aðýzda pütürlü þeker kristali yapýsý alýndýðý tespit edildi.
• %46 sakaroz ve %46 glikoz þurubu içerikli ürünün yüzeyinde hafif bir yumuþama olduðu, þeklini koruduðu, aðza yapýþmadýðý, çiðnenmesinin daha kolay olduðu saptanmýþtýr.
Yaþlandýrma sonrasýnda duyusal anlamda toffee örneklerinin genel bir duyusal deðerlendirmesi
yapýldýðýnda, en çok beðenilen örnek %55 sakaroz ve %31 glikoz þurubu içerikli ürün olmuþtur.
Bunu sýra ile %46 sakaroz ve %46 glikoz þurubu içerikli ürün, %69 sakaroz ve %23 glikoz þurubu
içerikli ürün, %55 sakaroz ve %57 glikoz þurubu içerikli ürün takip etmiþtir. En kötü ürün ise %23
sakaroz ve %69 glikoz þurubu içerikli ürün olmuþtur.
9.7.3.3. Toffee Örneklerinin Þeker Bileþenleri
Farklý sakaroz/glikoz içeriðine sahip toffee örneklerinde þeker bileþenleri (fruktoz, glikoz, sakaroz
ve maltoz) analiz edilmiþtir. Elde edilen deðerler Çizelge 26’da verilmiþtir.
Çizelge 26. Toffe örneklerinin þeker bileþenleri
9.7.3.4. Toffe Deneme Çalýþmalarý Sonucu
Yukarýda elde edilen veriler ýþýðýnda toffe örneklerinin beðeni durumlarýný gösterir özel bilgiler
Çizelge 27’de verilmiþtir. Toffe ile ilgili yapýlan çalýþmada elde edilen veriler ýþýðýnda;
• Sadece sakaroz kullanýlarak, toffe þekerleme ürününü yapmak mümkün olmamýþtýr.
• Glikoz þurubu oranýnýn fazla olduðu birinci formülasyonda elde edilen ürünün toffe yapýsýndan uzak aþýrý sert yapýda olmasý nedeniyle beðeni bulmamýþtýr.
• En beðenilen örneðin %55 sakaroz ve %37 glikoz þurubu içerikli toffe olduðu ve bunu sýrayla
%46 sakaroz ve %46 glikoz þurubu içerikli toffeler ile %69 sakaroz ve %23 glikoz þurubu içerikli
toffelerin izlediði tespit edilmiþtir.
• Yaþlandýrma öncesi ve sonrasý su aktivitesi deðerleri dikkate alýndýðýnda ise glikoz þurubu oraný
fazla olan ürünlerin su aktivitelerinin, sakaroz oraný yüksek olana göre daha düþük olduðu tespit edilmiþtir.Görüldüðü gibi tek baþýna sakaroz kullanýlarak çiðnenebilir özellikte toffe þekerlemesinin üretimini yapmak oldukça güçtür. Sakaroz ve glikozun birlikte kullanýldýðý formülasyonlarda da iyi bir sonuç
elde etmek için sakaroz/glikoz oranýnýn doðru belirlenmesi gerektiði görülmektedir.
84
Çizelge 27. Toffe deneme çalýþmalarý sonucu elde edilen veriler
Çizelge 28. Jele þekerleme
denemelerinde kullanýlan formülasyonlar
Kaynak: Bakan ve Ark., 2004)
Þekil 54. Jele þekerleme akýþ þemasý
9.7.4. Jele Þekerleme Deneme Üretimi
3 farklý formülasyonla yapýlan jele þekerleme çalýþmasýnda
kullanýlan formülasyonlar Çizelge 28’de ve jele þekerleme
üretimi akýþ þemasý Þekil 54’de verilmiþtir.
Tüm jele þekerleme üretim denemeleri ayný þekilde yürütülmüþtür. Öncelikle jelatin eritilmiþ, üzerine þeker (formülasyona göre sakaraz ve/veya glikoz þurubu) ve su eklenerek yüksek basýnç altýnda piþirilmiþtir. Boya ve aroma eklenerek þekillendirme iþlemi yapýlmýþtýr.
Kullanýlan glikoz þurubunun
analitik deðerleri EK-1’de verilmiþtir (Bakan ve Ark. 2004).
Üretim denemelerinde kullanýlan formulasyonlara baðlý
olarak üretimde yaþanan sorunlar ve elde edilen jele þekerleme yapýsýnda gözlenen
farklýlýk aþaðýda belirtilmiþtir:
• (%50 sakaroz %25 glikoz
þurubu) ile elde edilen ürünün
þeffaf, parlak ve istenilen tatta
Kaynak: Bakan ve Ark., 2004 olduðu görülmüþtür.
85
• (%25 sakaroz %50 glikoz þurubu) ile elde edilen ürünün yüzeyinin mat olduðu, tatlýlýk hissinin fazla alýndýðý görülmüþtür
• (%75 sakaroz) ile bozuk yüzeyli, jele yapýsýndan uzak, sert yapýda bir ürün elde edilmiþtir. Piþirme
sýrasýnda ürün karýþtýrýlamamýþ, ürün akýþkanlýðýný yitirmiþtir.
9.7.4.1. Jele Üretimi Duyusal Deðerlendirme Sonuçlarý
Analize alýnan 3 adet jele türü þekerleme örneðinin duyusal deðerlendirmesinde, TS 10929’da yer
alan duyu özellikleri kriterleri dikkate alýnmýþtýr. Buna göre þeffaflýk ve parlaklýk kriterleri için sýralama testi; kabuk baðlama, yüzey çatlamasý, elastikiyet yumuþaklýk, parmakla basýlýnca eski þeklini
korumasý, ýsýrma ve çiðneme kolaylýðý, aðza yapýþma ise farklýlýk testi uygulanarak yapýlmýþtýr. Ayrýca panelistlerden en son olarak da tercihlerini belirtmeleri istenmiþtir. %50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren, %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren ve sadece sakaroz ile yapýlan ürünler deðerlendirmeye 10 panelist tarafýndan alýnmýþtýr. Puanlama testi sonucunda alýnan deðerler alt ve üst
deðerleri ile kýyaslanarak sonuçlar belirtilmiþtir. 10 tekrar için verilen Çizelge deðerleri 15-25’dir.
Çizelge. 30 Jele örneklerindeki þeffaflýk sonuçlarý
Çizelge 29 ve Çizelge 30' da
sýralama testi ile elde edilen parlaklýk ve þeffaflýk sonuçlar görülmektedir. Çizelge 29 ve Çizelge
30 incelenecek olursa parlaklýk
ve þeffaflýk açýsýndan %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele
þekerleme örneði en parlak ve
þeffaf olaný, sadece sakaroz ile
yapýlan örnek ise en mat ve parlak olmayan olarak belirlenmiþtir.
Kabuk baðlama ve yüzey çatlaKaynak: Bakan ve Ark., 2004
masý kriteri açýsýndan %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneði, panelistlerin tümü tarafýndan kabuk baðlamasý olmayan olarak; %50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneði ise kabuk baðlamasý, yüzey çatlaklýðý olan ürün olarak belirtilmiþtir. Ýstatistiksel olarak %1 güven aralýðýnda örnekler arasýnda kabuk baðlama ve yüzey çatlamasý açýsýndan fark vardýr. Sadece sakaroz ile yapýlan
örnek, bu kriter kapsamýnda, sert olmasýndan ve jele þeker formunda olmamasýndan dolayý deðerlendirmeye alýnmamýþtýr (Bakan ve Ark., 2004).
Elastikiyet ve yumuþaklýk açýsýndan her iki örnek de elastik ve yumuþak olarak ifade edilmiþtir. Sadece sakaroz ile yapýlan jele þekerleme örneði yine deðerlendirmeye alýnmamýþtýr. Parmak da basýlýnca eski formunu koruma kriteri açsýndan %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerleme
örneðinin þeklini koruduðu; %50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneðinin sonucu ise 7 panelist tarafýndan þeklini koruyor, 7 panelist tarafýndan ise þeklini korumuyor olarak ifade
edilmiþtir. Ýstatistiksel olarak þeklini korumadýðýnýn ifade edilebilmesi için 10 kiþiden 9 kiþinin þekli-
86
Çizelge 29. Jele örneklerindeki parlaklýk sonuçlarý
ni korumadýðýný iþaretlemesi gerekmektedir. Isýrýlma ve çiðneme
kolaylýðý açýsýndan deðerlendirmeye alýndýklarýnda, %50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele
þekerleme örneðinin panelistlerin
tümü tarafýndan kolay ýsýrýldýðý ve
çiðnendiði ifade edilmiþtir. Fakat
%25 sakaroz %50 glikoz þurubu
içeren jele þekerleme örneði 4
panelist tarafýndan ýsýrýlmasý ve
çiðnenmesi kolay, 6 panelist taraKaynak: Bakan ve Ark., 2004
fýndan zor olarak belirtilmiþtir. Bu
nedenden dolayý ýsýrýlmasý ve çiðnenmesi kolay bir ürün olarak ifade edilemez. Aðza yapýþma açýsýndan standart ürün ve glikoz þurubu az olan örnek aðza yapýþmayan olarak deðerlendirilmiþtir.
Sadece þeker ile yapýlan örnek, sert ve jele þeker formunda olmadýðýndan deðerlendirmelere alýnmamýþtýr. Panelistlerden en son olarak bütün bu deðerlendirmeler göz önüne alýnarak 3 ürün arasýnda bir tercih yapmalarý istenmiþtir. Bu durumda %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneðini 8 kiþi, %25 sakaroz %5 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneðini ise 2 kiþi tercih etmiþtir.
9.7.4.2. Jelenin Yaþlandýrma Testi
%50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneði ve %25 sakaroz %50 glikoz þurubu
içeren jele þekerleme örneði, oda sýcaklýðýnda (23±2°C) %90 baðýl nem ortamýnda 1 hafta bekletilerek nemli ortamda göstermiþ olduklarý davranýþlar incelenmiþtir. Yaþlandýrma öncesi ve sonrasý
deðerler dikkate alýndýðýnda; %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneðinin, %50
sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneðinden daha az su aktivitesine sahip olduðu
görülmüþtür (Çizelge 31).
Çizelge 31.Jele þekerlemelerinin su aktivitesindeki deðiþimleri
a) %25 sakaroz - %50 glikoz
þurubu içeren jele þekerleme
örneði
b) % 50 sakaroz % 25 glikoz
örneði
Yaþlandýrma sonrasý ürün davranýþlarý:
• %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren 1. formülasyon ile yapýlarý ürünün bir haftalýk yaþlandýrma sonrasýnda hafif ele yapýþtýðý parlak ve þeffaf görünümde olduðu, çiðnemesinin kolay olduðu ve uzatýp çekildiðinde þeklini koruduðu görülmüþtür.
87
• %50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren 2. formülasyon ile yapýlan ürünün yüzeyinin bir haftalýk yaþlandýrma sonrasýnda mat ve çatlamýþ olduðu görülmüþ, belirgin kabuklanma ve uzatýp çekildiðinde þeklini koruduðu ancak yüzeyinde daha fazla çatlaklýklarýn olduðu tespit edilmiþtir.
9.7.4.3 Jele Þekerleme Örneklerinin Þeker Bileþenleri
Farklý sakaroz: Glikoz içeriðine sahip jele þekerleme örneklerinde þeker bileþenlerine (fruktoz, glikoz, sakaroz ve maltoz) bakýlmýþtýr. Elde edilen deðerler Çizelge 32’de verilmiþtir.
Çizelge 32. Jele þekerleme ürünlerin taþýdýðý þeker içeriði
a) %25 sakaroz %50 glikoz
örneði
b) % 50 sakaroz % 25 glikoz
örneði
9.7.4.4. Jele Þekerleme Deneme Çalýþmalarý Sonucu
Yukarýda elde edilen veriler ýþýðýnda sert þeker örneklerinin beðeni durumlarýný gösterir özet bilgiler
Çizelge 33’de verilmiþtir.
Çizelge 33. Jele Þekerleme deneme çalýþmalarý sonucu elde edilen veriler
Kaynak: Bakan ve Ark. 2004
a) % 50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneði
b) %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerleme örneði
c) %75 sakaroz içeren þekerleme örneði.
88
Jele Þekerleme ile ilgili yapýlan çalýþmada elde edilen veriler ýþýðýnda;
• Sadece sakaroz kullanýlarak, jele þekerleme ürününü yapmak mümkün olmamýþtýr.
• En çok beðenilen ürünün %25 sakaroz %50 glikoz þurubu içeren jele þekerlemesi olduðu görülmüþtür. Glikoz þurubunun azaltýlýp sakaroz miktarýnýn artýrýldýðý formülasyonda (%50 sakaroz
%25 glikoz þurubu içeren) mat görünümlü, yüzeyi çatlak ve beðenilmeyen bir jele þekerlemesinin
elde edildiði görülmüþtür.
• Yaþlandýrma öncesi ve sonrasý su aktivitesi deðerleri dikkate alýndýðýnda ise sakaroz oraný yüksek olan formülasyon (%50 sakaroz %25 glikoz þurubu içeren) ile elde edilen jele þekerleme örneðinin sakaroz oraný düþük olan formülasyonla (%25 sakaroz %5O glikoz þurubu içeren) üretilen
elde edilen jele þekerleme örneðinden daha çok su aktivitesine sahip olduðu görülmüþtür.
Görüldüðü gibi tek baþýna sakaroz kullanýlarak jele þekerlemesi yapmak mümkün deðildir. Sakaroz ve glikozun birlikte kullanýldýðý formülasyonlarda iyi bir sonuç elde etmek için sakaroz-glikoz
oranýnýn doðru belirlenmesi gerektiði görülmektedir.
9.7.5. Sonuç ve Tartýþma
TÜBÝTAK tarafýndan 2004 yýlýnda sakýz, sert þeker, toffe ve jele þekerleme üretimi ile ilgili yapýlan
denemelerde, ideal sakýz ve þekerleme üretimi için en uygun formülasyonun yapýlabilmesi bir takým
çalýþmalar yapýlmýþtýr. Bu denemelerde esas olarak sakaroz ve glikoz þuruplarý kullanýlmýþtýr. Sakaroz ve glikoz þuruplarýnýn þekerleme üretim teknolojisinde, þekerlemeye istenen niteliðin kazandýrýlmasýnda en önemli husus, þekerin kristalleþme durumunun kontrolu ve þeker-su oranýnýn ayarlanmasýdýr. Þekerlemelerin birbirinden farklýlýðýnýn baþlýca nedeni, suyun uçurulmasý amacýyla þekerlemelerin deðiþik þekilde piþirilmeleri ile kristal oluþumunun kontrolü ve kristalleþmenin engellenmesidir. Literatür bilgilerinin ýþýðýnda endüstriyel anlamda sakýz, sert þeker, toffe ve jele þekerleme üretiminde;
• Tek baþýna sakaroz veya tek baþýna glikoz þurubu kullanýlarak istenilen özelliklerde þekerleme üretiminin yapýlamadýðý,
• Ýstenen yapýyý oluþturmada kristalisazyon kontrolü, görüntü, esmerleþme, reaksiyonunun
kontrolü, su aktivite dengesinin saðlanarak raf ömrünün korunmasý ve/veya uzatýlmasý gibi fonksiyonel özelliklerin önemli olduðu ve bunlarýn ancak glikoz þuruplarýnýn deðiþik oranlarda kullanýlarak saðlanabileceði,
• Dolayýsý ile ilgili ürünlerde yapýyý oluþturmak için yukarýda belirtilen fonksiyonel özelliklere sahip glikoz þuruplarýnýn formülasyonlarda yer alarak sakaroz ile birlikte belirli oranlarda kullanýlmasý gerektiði belirlenmiþtir.
89
Özet
• Karbonhidratlar, þeker ve niþasta þeklinde; insan, hayvan ve mikroorganizma diyetinde kalori alýmý için gerekli maddelerdir. Karbonhidratlar fotosentez yapan bitkilerce CO2 ve H2O’dan
sentezlenmektedir.
• Karbonhidratlar, proteinler için koruyucu etkiye sahiptirler. Doðada en yaygýn olarak bulunan monosakkarit, bir aldoheksoz olan D-glikozdur ve doðada yaygýn olarak görülen diðer karbonhidratlar D-glikozun türevleridir.
• Monosakkaritler genelde iki þekilde sýnýflandýrýlýrlar: Birincisi ihtiva ettikleri aktif gruplarýna göre;
bu sýnýflandýrma da aldehit ihtiva edenler (Aldozlar) ve keton ihtiva edenler (Ketozlar) olmak üzere
iki sýnýfa ayrýlýr. Ýkinci olarak da monosakkaritler karbon zincirinin uzunluðuna göre; en basit gliseraldehit ve dihidroksi asetondan baþlamak üzere “Triozlar (3 C’lu), Tetrozlar (4 C’lu), Pentozlar (5
C’lu) ve Heksozlar (6 C’lu)” þeklinde sýnýflandýrýlýrlar.
• Doðada yaygýn olarak bulunan D-aldoz þekerler Monosakkaritler sýcak þartlarda seyreltik mineral asit çözeltileri içerisinde kararlýdýr. Bu nedenle polisakkaritlerin hidrolizi sonucunda oluþan monosakkaritler bozunmadan kalýrlar.
• Monosakkarit Türevleri ise “Glikozitler, N-Glikozilaminler (N-Glikositler), O-Açil Türevleri, OMetil Türevleri, Osazonlar Þeker Alkoller Þeker Asitler”dir.
• Disakkaritler iki monosakkarit biriminin glikozidik baðlanmasý ve aradan bir molekül suyun çýkmasý ile oluþur. Doðada en yaygýn olan disakkaritler maltoz, laktoz ve sakarozdur. Seyreltik mineral
asitlerle veya enzimlerle hidroliz olunca iki molekül monosakkarit oluþtururlar. Maltoz, laktoz, sakaroz, trehaloz baþlýca disakkaritlerdir.
• Maltoz, amilazýn niþasta molekülüne etkisi sonucu oluþan ve iki D-glukoz içeren bir ara
ürünüdür.
• Maltoz, O- α-D-glukopiranozil (1-->4)- α-D-glukopiranozdur. Yani bir D-glukozun 4. Karbonundaki hidroksil grubu ile glikozidik bað oluþturmuþtur. Laktoz (O- β -D-galaktopiranozil (1-->4)β -D-glukopiranoz); doðada doðal olarak yalnýz sütte bulunur. Hidrolizi ile D-galaktoz ve D-glukoz
verir.
• Sakaroz, günlük yaþantýmýzda normal olarak kullandýðýmýz beyaz çay þekeri veya diðer bir deyimle sofra þekeridir. Sakarozun diðer pek çok disakkarit ve oligosakkaritin aksine serbest anomerik
karbonu yoktur. Bu nedenle sakaroz mutarotasyona uðramaz, fenilhidrazin ile osazonlar oluþturmaz
ve indirgen þeker özelliði göstermez. Diðer disakkaritlere oranla çok daha kolay hidroliz olur.
• Þeker pancarýnda bulunan rafinoz, þeker üretimi esnasýnda %1-2 oranýnda melasa geçmektedir.
Ýstenmeyen bir maddedir. Hayvan yemi olarak kullanýlabilir. Diðer yüksek yapýlý bazý bitkilerde de
bulunur. Diðer önemli trisakkarit ise melezitoz ve maltotriozdur.
90
• Bir polisakkaritin iki önemli türü, glukoz birimlerinden oluþan ve bitkilerde depo polisakkariti olan
niþasta ve hayvan polisakkariti olan glikojendir. Bunlar hücreden, çeþitli ekstraksiyon yöntemi ile
ekstrakte edilebilir.
• Niþasta, yüksek bitkilerin en önemli depo polisakkariti olup amiloz ve amilopektin olmak üzere
iki ana birimden oluþmaktadýr. Amiloz D-glukozun α-1,4 glikozidik baðlarý düz zincir halinde baðlanmýþ, bir ucu indirgen olan glukoz polimeridir. Bir niþasta molekülünün %10-20’si amiloz, %8090’ý ise amilopektindir. Amiloza poliglukoz veya polimaltoz gözüyle de bakýlabilir.
• Niþasta, hidrolizi ile önce dekstrin birimlerine daha sonra maltoza, son olarak da glukoz ünitelerine parçalanýr. Hayvan ve insanýn sindirim sisteminde (tükürük ve pankreas sývýsýnda) bulunan
α-amilaz enzimi, amilozu, amiloz zincirinin þansa baðlý olarak α-1,4 baðlarýna etki ederek maltoz
ve glukoz karýþýmýna hidroliz eder.
• Hayvanlarda karbonhidratlarýn esas depolama formu olan polisakkarit glikojendir. Karaciðer ve
kaslarda oldukça fazla miktarda depolanýr. Glikojenin temel kimyasal yapýsý amilopektine benzer,
ancak dallanma daha fazladýr. Genelde 8-10 glukoz biriminden sonra bir dallanma görülür.
• Dekstran D-glukoz ünitelerinden meydana gelmiþ diðer bir dallanmýþ polisakkaritdir. Ana iskeleti, α-1,4 glikozidik baðlanma deðildir. Maya ve bakterilerde depo polisakkariti olarak bulunan dektran, deðiþik türlerde 1-->2, 1-->3, 1-->4, veya 1-->6 baðlanmalarý gösterir. Dektran oldukça
vizkoz, sünebilen bir yapý gösterir.
• Selüloz, bitkilerin hücre duvarlarýnda bulunup, organizmanýn temel yapýsýný oluþturmaktadýr. Niþastanýn aksine selülozun α-1,4 baðlarý asit hidrolizine karþý çok dayanýklýdýr. Ancak kuvvetli mineral asitler, selülozu D-glukoz birimlerine parçalar.
• Selülozun α-1,4 baðlarý insan ve geliþmiþ hayvanlarýn sindirim sisteminde bulunan glikosidaz enzimleri tarafýndan parçalanmaz. Bitkilerde doðal olarak bulunan diðer yapýsal polisakkaritlerden
hemiselüloz ve pektinin yapýsý selülozdan tamamen farklýdýr. Hemiselüloz D-ksiloz birimlerin α-1,4
baðlanmasý ile oluþmuþ bir homopolisakkarittir.
• Kimyasal olarak, pektinler D-galaktronik asidin linear polimerleridir. Glikozidik baðlanma
α-(1-- >4) baðlantýsýdýr. Pektik maddelerin moleküler aðýrlýðý 10.000- 400.000 arasýnda
deðiþebilmektedir.
• Karbonhidratlarca en zengin gýdalar tahýl ve tahýl ürünleri, kuru baklagiller, kurutulmuþ meyveler,
bal, pekmez, reçel, ve tahin helvasý gibi tatlýlardýr.
Gýdalar karbonhidrat içeriðine göre üç grup altýnda toplanabilirler:
1. Karbonhidratça zengin gýdalar (Bal, þeker, çeþitli þekerleme ve çikolatalar, tahin helvasý, üzüm
pekmezi, pestil vs.).
2. Karbonhidratça fakir gýdalar (Çeþitli taze sebze ve meyveler, çeþitli et ürünleri, yumurta, karaciðer, meyve sularý vs.).
91
3. Karbonhidrat ihtiva etmeyen veya iz miktarda içeren gýdalar (Tereyaðý, margarin, çeþitli hayvansal ve bitkisel yaðlar, alkollü içecekler vs.).
NBÞ ve MISIR ÞURUBU
• Dünyada sakarozdan sonra ikinci büyük paya sahip tatlandýrýcý türü; mýsýr, buðday, tapyoka, pirinç, patates gibi niþasta içeren bitkilerden elde edilen NBÞ’dir. NBÞ’ler, söz konusu bitkilerden izole edilen niþastadan elde edilen, doðal ve temel olarak glukoz ve/veya izoglukoz (fruktoz) içeren þekerlerdir.
• NBÞ sanayisinin ana ürünleri, doðal ve modifiye niþastalar ile glukoz ve fruktoz þuruplarýndan
oluþmaktadýr. Sektör genel olarak, ilgili sanayi kollarýna “sanayi ara ham maddesi” üreterek hizmet
vermektedir. Niþasta ve NBÞ sektörü, ana ham madde olarak mýsýr kullanmaktadýr. Niþastanýn hidrolizi ile ilk elde edilen ürün, glukoz þurubudur.
• Glukozun izomerizasyon iþlemi ile izoglukoz olarak bilinen fruktoz þuruplarý elde edilmektedir. Ülkemizde NBÞ üretiminde sadece mýsýr kullanýlmaktadýr. Esas olarak glukoz ve fruktoz þuruplarý karýþýmlarý olarak tanýmlanabilecek olan , sadece mýsýrdan deðil bir glukoz polimeri olan niþasta içeren buðday, patates, pirinç, tapyoka gibi bitkilerden de elde edilmekte, inulin þurubu olarak bilinen
yüksek fruktozlu þuruplar ise fruktoz polimeri içeren hindiba gibi bitkilerden elde edilmektedir. Sakarozun hidrolizi ile elde edilen invert þeker þuruplarý da izoglukoza yakýn bir özellik göstermektedir.
• Mýsýr þekeri birçok alanda (sakýz, þekerlemeler, çeþitli içecekler vb.) saðladýðý katma deðer ve kullaným avantajlarýndan ötürü pancar þekerinin muadili olmayýp kendine özgü kullaným alanýna sahiptir.
• Mýsýrdan elde dilen fruktoz þuruplarý HFCS (High Fructose Corn Syrup - Yüksek Fruktozlu Mýsýr
Þurubu); mýsýr, buðday, tapyoka gibi kökenine bakýlmasýzýn üretilen tüm yüksek fruktozlu þuruplar
HFS (High Fructose Syrup- Yüksek Fruktozlu Þurup), fruktoz polimerlerinden elde edilen yüksek fruktozlu þuruplar da inülin þurubu adýyla bilinmektedir.
• Ülkemizde glukoz ve izoglukoz olmak üzere iki temel türü üretilen mýsýr þekeri, genelde sývý olarak satýþa sunulan ve gýda sanayisinde ham madde olarak kullanýlan ürünlerdir. Mýsýr þekerinin, kullaným fonksiyonlarý bakýmýndan bazý farklarý bulunmaktadýr.
Bunlar;
• Tamamen doðal ortamda mýsýrdan elde edilen niþastanýn, enzimatik olarak sývýlaþtýrýlmasý ile elde edilen bir monosakkarit olan glukoz, gýda formülasyonunda sakaroz ile birlikte kullanýldýðýnda,
yarattýklarý sinerjistik etki ile gýdada kaliteyi geliþtirici avantajlar saðlamaktadýr.
• Glukoz þurubu klasik pancar þekerinin yerini tutmaz. Hem daha az tatlýdýr hem de kalorisi düþüktür. Bu nedenle alternatif þekerler ev tüketiminde deðil, daha çok gýda endüstrisinde
kullanýlmaktadýr.
• Þekerlemelerde glukoz þuruplarý kullanýmýnýn temel amaçlarý; viskozite saðlamak, lezzeti geliþtirmek, doku
ve nem tutucu özellik kazandýrmak, tatlýlýk vermek ve renk kaybýna direnci arttýrmak olarak sýralanmaktadýr.
92
• Glikoz þurubunun en önemli kullaným alaný gazlý içecek sektörüdür. Fruktoz, pancar þekeri olan
sakaroz yerine ikame edilmektedir. Bu sebeple de ülkemizde olduðu gibi AB’de de kotaya tabi olarak üretilmektedir.
• Ýnvert þeker, sakarozun enzim veya asitle parçalanarak glukoz ve fruktoza indirgenmesinden elde
edilen üründür. Bunun için az miktarda asitli bir sakaroz þurubunun (limon suyu gibi) ýsýtýlmasý sonucu hidrolizi ile oluþan eþit molar konsantrasyonlarda D-glikoz ve D-fruktoz oluþur.
• Ýnvert Þeker Çözeltisi, hidroliz yöntemi ile kýsmen indirgenmiþ ve invert þeker kýsmý fazla olan sulu sakaroz çözeltisidir. Ýnvert Þeker Þurubu, hidroliz yöntemi ile kýsmen indirgenmiþ, invert þeker miktarý kuru maddede % 50 m/m’nin üzerinde olan sulu sakaroz çözeltisidir.
• Glukoz, meyve þekeri veya kan þekeri olarak bilinen 6 karbonlu bir monosakkarittir. Birçok bitkide ve ayrýca kanda bulunan bir þekerdir. Vücut için temel enerji kaynaðýdýr. Beyin ve sinir dokularýnýn esas enerji kaynaðýdýr. Sakarozdan daha az tatlýdýr.
• Fruktoz (Levüloz, Meyve Þekeri), meyve ve balda bulunan ve tatlýlýk oraný sakaroza göre (sakaroz
100 kabul edilirse) 173 olan bir monosakkarittir. Mono ve disakkaritler içinde en tatlý olanýdýr. Meyvelerin, bal ve pekmezin yapýsýnda bulunur. Fruktoz ince baðýrsaklardan kolaylaþtýrýcý difüzyonla
emilir. Bu nedenle emilimi daha yavaþtýr.
• Glikoz þuruplarý, glikoz þekerinin ve diðer yüksek molekül aðýrlýklý dekstrin ve sakaritlerin bir karýþýmý olan berrak, renksiz ve kývamlý yapýda besleyici þuruplardýr. Türk Gýda Kodeksi Þeker Tebliði'
ne göre glikoz þurubu, "niþastadan veya niþasta ve dekstroz eþdeðer miktarý en az %20 m/m olan
inülinden elde edilen sakarit konsantreleri" olarak tanýmlanmaktadýr.
• Avrupa Birliði ve Codex Alimentarius Komisyonuna (CAC) göre glikoz þurubu, “niþastadan elde
edilmiþ besleyici sakkaritlerin saflaþtýrýlmýþ sulu çözeltisi olarak” tanýmlanmaktadýr. Türk Standartlarý Enstitüsü’nün ”Yenilebilir Glikoz Þurubu” standardýna ( TS 10752 ) göre glikoz þurubu, “niþastadan elde edilen saflaþtýrýlmýþ ve besin deðeri olan sakkaritler ihtiva eden, deriþik halde sývý veya katý formda bulunan bir mamuldür. Ayný standartta yenilebilir sývý glikoz þurubu, sývý ve katý olarak iki
çeþide ayrýlmaktadýr.
• Glikoz þurubu, gýda formülasyonunda sakaroz ile birlikte kullanýlarak yarattýklarý sinerjistik etki ile
kaliteyi geliþtirici avantajlar saðlamaktadýr.
• Fruktoz þurubu, tamamen doðal ortamda mýsýr niþastasýnýn önce glikoza, sonra da bu glikozun
enzimatik izomerizasyonu ile elde edilen bir monosakkarit þekerdir. Glukoz miktarý en fazla %0,5
m/m, fruktoz miktarý en az %98 m/m olan saflaþtýrýlmýþ ve kristallendirilmiþ D-fruktoz’dur. Ülkemizde ve AB mevzuatýnda fruktoz þuruplarýnýn tanýmý yer almamaktadýr.
• FDA (2000)'ya göre fruktoz þuruplarý; %42 veya %55 fruktoz içeren tatlý, besleyici sakarit karýþýmý olup,
mýsýr niþastasýnýn glikozunun glikoz izomeraz enzimi kullanýlarak fruktoza dönüþtürülmesi ile elde edilen bir
üründür. Ayrýca %90 fruktoz içeren üçüncü bir tip de bulunmakta olup, dünyada sýnýrlý kullanýma sahiptir.
93
• Mýsýr þuruplarý, niþastanýn kimyasal ve enzimatik yollarla parçalanmasý yani hidrolizi ile üretilir. Niþastanýn kendini oluþturan þekerlere parçalanmasý olaylarý “Niþastanýn Konversiyonu veya Niþastanýn hidrolizi” olarak isimlendirilmektedir.
MISIR ÞEKERÝNÝN GIDA ENDÜSTRÝSÝNDE KULLANIMI
• Þekerlemelerin cinsine baðlý olarak istenen kalite özellikleri; ürünün çok sert olmamasý, doku ve
çözünürlüðünün damak tadýna uygun olmasý, uygun þekilde tatlýlýðýdýr. Yüksek besin deðerine sahip, saflaþtýrýlmýþ sývý þuruplar olarak da bilinen bu doðal tatlandýrýcýlar, gýda sektöründen kullanýldýklarý yerlere göre büyük talep görmektedir.
• Glukoz ve fruktoz þuruplarý, reçel, marmelat, bisküvi ve kekler ile dondurma üretiminde birlikte
kullanýlýrken; þekerleme, sakýz, baklava, helva, lokum, ketçap ve bira üretiminde glukoz þurubu; þekerlemelerde ayrýca nem tutucu olarak %1 oranýnda fruktoz þurubu kullanýlýr, meþrubat ve meyve
suyu üretiminde ise fruktoz þuruplarý kullanýlmaktadýr.
Mýsýr Þekerinin Kullaným Alanlarý:
•
Sert Þekerlemeler
•
Yumuþak Þekerlemeler
•
Jele ve Benzeri Þekerlemeler
•
Fondanlar
•
Marshmallow
•
Nugat
•
Sakýz
•
Helva
•
Reçel ve Marmelatlar
•
Unlu Ürünler
•
Dondurma
•
Alkolsüz Ýçecekler
• Mýsýr þekerleri, mýsýrdan elde edilmektedir. Dünyada en yaygýn olarak kullanýlan sakaroz þeker
üretimi 2008/2009 üretim yýlýnda 143 milyon tondur.
•Þekerin %79,73’ü þeker kamýþýndan (115 milyon ton) %20,27’si þeker pancarýndan (29 milyon
ton) üretilmektedir. Ülkemizde, içinde bulunduðu iklim kuþaðýndan dolayý pancardan þeker üretimi
yapýlmaktadýr.
• Dünyada sakaroz þekeri üretimine bakýldýðýnda, pancar ile kamýþtan þeker üretimi arasýnda da
önemli maliyet farký ortaya çýkmaktadýr. Dünyada þeker pancarýndan en fazla üretim AB ülkelerinde yapýlmaktadýr. AB ülkelerinde 20,2 milyon ton olan þeker üretimi yeni þeker reformu sonucunda
13,4 milyon tona düþmüþtür. 36%’lýk fiyat indirimi, üretimi 2009/10 döneminde 12-13 milyon tona düþürecek ve AB net ithalatçý konumuna gelecektir.
• Glikoz polimeri olan niþastanýn hidroliz sonucu D-glikoza parçalanabilmesi, niþasta türevli tatlandýrýcý endüstrisinin doðmasýna neden olmuþtur.
94
• Türkiye’de mýsýr þekeri üretimi, teknolojik üstünlük, kullaným kolaylýðý, hijyenik avantaj, daha ucuz
fiyat gibi unsurlardan dolayý piyasada kabul görürken; kota uygulamasýndan dolayý sýnýrlý ve sabit
kalmaktadýr. Ýç piyasada, ithal ürün olarak AB ülkelerinden getirilen niþastalarla teknolojik olarak
rekabet gücü bulunmaktadýr.
• Ýç ve dýþ piyasaya dönük üretim yapan 5 þirketin faaliyet gösterdiði Niþasta ve NBÞ sektöründe
üretimin %30’unu niþastalar, yüzde 70’ini ise mýsýr þekeri oluþturuyor. 2009 yýlýnda dünya beyaz þeker fiyatý 485$/ton dünya HFCS fiyatý 725.8 $/ton’dur. AB reform öncesi fiyatlarý 750-800 $/ton,
AB reform sonrasý fiyatlarý 500-550 $/ton’dur. Türkiye fiyatý ise 1360 $/ton’dur.
• Dünyada þeker fiyatlarýnýn en yüksek olduðu ülkeler arasýnda Türkiye de yer almaktadýr. Þekerleme üretiminde ürüne özgü tekstürün oluþabilmesi, özellikle þekerlemenin önemli bileþeni olan þekerin iþleme þekline ve bileþimine baðlýdýr. Þekerlemeye istenen niteliðin kazandýrýlmasýnda en
önemli konu þekerin kristalleþme durumunun kontrolü ve þeker su oranýnýn ayarlanmasýdýr.
• Þekerleme sektöründe yaygýn olarak kullanýlan glikoz þuruplarýnýn kullaným amaçlarý þu þekilde
özetlenebilir:
•
Ürüne tatlýlýk vermek,
•
Kumsu yapýnýn (tanelenmenin) oluþmasýný kontrol etmek,
•
Dokunun iyileþtirilmesi ve raf ömrünün korunumunun/artmasýný saðlamak,
•
Sakarozun kristalisazyonunu önlemek veya geciktirmek,
•
Nemi korumak ve ürüne hacim kazandýrmak.
• Pancar þekeri olarak bilinen þeker, katý formda pazara sunulan kristalize saf sakarozdur. Kristal
haldeki þeker, bazý sanayi dallarýnýn gereksinimine baðlý olarak sudaki çözeltisi veya invert þeker çözeltisi veya þurubu halinde sývý formda, sývý þeker olarak pazarlanabilmektedir. Ancak sývý þekerin,
kristal þeker elde edildikten sonra ikinci bir iþlemle elde edilmesi sonucu, maliyeti kristal þekerin üzerinde olmaktadýr.
Sakarozun kristal hali, en yaygýn ve direkt tüketim olarak sofra þekeri ve her türlü þekerli mamul
üretiminde, sývý formlarý ise þekerin suda çözülerek kullanýlmasýný gerektiren gýda sanayisinde (baklava, helva, içecek vb.) kullanýlmaktadýr. Pancar þekeri ile karþýlaþtýrýldýðýnda mýsýr þekeri yüksek kaliteli ürünlerdir ve birçok gýda sanayisinde tüketilmektedir. Ancak mýsýr þekeri her alanda þeker pancarýnýn yerine geçemez. Pancar þekeri, perakende gibi bazý pazarlar tarafýndan her zaman tercih
edilecektir. Þekerleme, bisküvi, çikolata, sakýz, meyve suyu vb. gibi gýda sektörlerinde pancar þekeri ve mýsýr þekeri birbirlerini tamamlayýcý ürünler olarak bir arada kullanýlmaktadýr.
Ülkemizde glukoz ve izoglukoz olmak üzere iki temel türü üretilen mýsýr þekeri, genelde sývý olarak satýþa sunulan ve gýda sanayisinde ham madde olarak kullanýlan ürünlerdir. Mýsýr þekerinin, kullaným fonksiyonlarý bakýmýndan farklarý bulunmaktadýr. Mýsýr þekerinin kullanýmý, Türk gýda sanayisinin yüksek kaliteli ürünler üretmesinde ve ihracat pazarlarýnda daha fazla rekabet etme þansýna
sahip olmasýnda önemli katký saðlayacaktýr.
95
Ekonomik deðerlendirmede, mýsýr þekerinin, pancar þekeri üzerinde, bir avantaja sahip olduðu
açýktýr. Bu özelliklerinden dolayý, gýda sanayi için mýsýr þekeri kullanmak, teknolojik bir zorunluluk
tur. Ayrýca el deðmeden elde edilmesi ve sürekli ayný kaliteyi saðlamasý nedeniyle de, halk saðlýðý
açýsýndan da, gýda güvenliðinin en üst seviyede olmasýný saðlayan bir ham maddelerdir.
Gýda sanayisinde þekerli ürünler alt sektöründe, sakaroz ile birlikte kullanýmlarý, yarattýklarý sinerjik etki ile kaliteyi geliþtirici avantajlar saðlamaktadýr.
96
EK-1 Mýsýr Þekerlerinin Analitik Verileri
A. Jele þekerleme ve sakýz deneme çalýþmalarýnda kullanýlan
glikoz þurubunun analitik verileri.
Dekstroz eþdeðeri (DE)
Briks (20C)
Refraktif Ýndeks
pH Deðeri
37.0-41.0
81.2-83.3
1.4950-1.5004
5.5
Ortalama Karbonhidrat komposizyonu (kuru madde üzerinden)
Dekstroz
Maltoz
Maltotrioz
Yüksek Þekerler
%17.0
%13.0
%12.0
%58.0
B. Toffe ve sert þeker deneme çalýþmalarýnda kullanýlan
glikoz þurubunun analitik verileri
Dekstroz eþdeðeri (DE)
Briks (20°C)
Refraktif Ýndeks(20°C)
pH
40.0-44.0
81.90-82.90
1.4955-1.4983
4.0-5.5
Ortalama Karbonhidrat komposizyonu (kuru madde üzerinden)
Dekstroz
Maltoz
Maltotrioz
Yüksek Þekerler
%3
%50
%20
%27
Karbonhidratlar, Mýsýr Þekerleri ve Gýda Endüstrisinde Kullanýmý
EK-2 Duyusal deðerlendirmede
kullanýlan çizelge
%5 düzeyinde önemli olan sýra toplamý (sýralanmýþ örneklerde iþlem sayýsý)
Çizelge
Karþýlýðý
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
-
-
-
3-9
3-11
3-13
4-14
4-16
4-18
3
-
4-8
4-11
4-14
5-13
4-17
6-15
4-20
6-18
4-23
7-20
5-25
8-22
5-28
8-25
5-11
5-11
5-15
6-14
6-18
7-17
6-22
8-20
7-25
9-23
7-29
10-26
8-32
11-29
8-36
13-31
4
5
6-9
6-14
7-13
7-18
8-17
8-22
10-20
9-26
11-24
9-31
13-27
10-35
14-31
11-39
15-35
12-43
17-38
6
7-11
7-11
8-16
9-15
9-21
11-19
10-26
12-24
13-31
14-28
12-36
16-32
13-41
18-36
14-46
20-40
15-51
21-45
7
8-13
8-13
10-18
10-18
11-24
13-22
12-30
15-27
14-35
17-32
15-41
19-37
17-46
22-41
18-52
24-46
19-58
26-51
8
9-15
10-14
11-21
12-20
13-27
15-25
15-33
17-31
17-39
20-36
18-46
23-41
20-52
25-47
22-58
28-52
24-64
31-57
9
11-16
11-16
13-23
14-22
15-30
17-28
17-37
20-34
19-44
23-40
22-50
26-46
24-57
29-52
26-64
32-58
28-71
35-64
10
12-18
12-18
15-25
16-24
17-33
19-31
20-40
23-37
22-48
26-44
25-55
30-50
27-63
33-57
30-70
37-63
32-78
40-70
11
13-20
14-19
16-28
18-26
19-36
21-34
22-44
25-41
25-52
29-48
28-60
33-55
31-68
37-62
34-76
41-69
36-85
45-76
12
15-21
15-21
18-30
19-29
21-39
24-36
25-47
28-44
28-56
32-52
31-65
37-59
34-74
41-67
38-82
45-75
41-91
50-82
13
16-23
17-22
20-32
31-31
24-41
26-39
27-51
31-47
31-60
35-56
35-69
40-64
38-79
45-72
42-88
50-80
45-98
54-89
14
17-25
18-24
22-34
23-33
26-44
28-42
30-54
33-51
34-64
38-60
28-74
44-68
42-84
49-77
46-94
54-86
50-10
59-95
15
19-26
19-26
23-37
25-35
28-47
30-45
32-58
36-54
37-68
42-63
41-79
47-63
46-89
53-82
50-100
59-31
54-11
64-10
16
20-28
21-27
25-39
27-37
30-50
33-47
35-61
39-57
40-72
45-67
45-83
51-77
49-95
57-87
54-106
63-97
59-11
69-10
17
22-29
22-29
27-41
28-40
32-53
35-50
38-64
41-61
43-76
48-71
48-88
54-82
53-100
61-92
58-112
67-103
63-12
74-11
18
23-31
24-30
29-43
30-42
34-56
37-53
40-68
44-64
46-80
51-75
51-93
58-86
57-105
65-97
62-118
72-108
68-13
79-11
19
24-33
25-32
30-46
32-44
37-58
39-56
43-71
47-67
49-84
54-79
55-97
62-90
61-110
69-102
67-123
76-114
73-13
84-12
20
26-34
26-34
32-48
34-46
39-61
42-58
45-75
50-70
52-88
57-83
58-102
65-95
65-115
73-107
71-129
81-119
77-14
89-33
97
98
KAYNAKLAR
1. Aksoy M. A., John C. Beghin, (2005). "Sugar Policies: An Opportunity for Change".
Global Agricultural Trade and Developing Countries. World Bank Publications. p. 146,153.
ISBN 0821358634.
2. Altan A., (1989), Özel Gýdalar Teknolojisi, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitabý
sayfa: 320
3. Altuð T. (1993), Duyusal Test Teknikleri, Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Ders Kitaplarý
Yayýn No: 18. L. Baský, Ýzmir Sayfa.56
4. Altschul, A.M. 1993. Low Calorie Foods Handbook. George Town University Press, N. Y.
5. Artýk; N.2009. Gýda Biyokimyasý, Karbonhidratlar. Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Gýda Müh.Bölümü. Ders Notlarý. 82 sayfa. Ankara
6. Andre R.Peter de C, 1993, The Incredible BulkStarch Derived Sweetteners Confectionery
Production. Vol.29, No:10 s:801803
7. Anonymous 1991. Applicatian of Glucose Syrups and Derivatives in Confectionery. Food
Trade Reviews 61 (12): 722723.
8. Anonymous. 1979. New Applications Expand HFCS Markets in Crense Demand and Tighten
Supplies. Food Product Development. 13 (12): 38.
9. Anonymous., 1986. An Introduction to the Role of Glucose Syrups In Sugar Confectionery.
Confectionery Production 52 (6):359360.
10. Anonymous. 1993 Multifunctional Sweeteners. Baking and Snack. 15 (4): 31–34.
11. Anonymous. 1994. Corn Refining, the Process, the Products. Corn Refiners Association Inc.,
12. Anonymus, A High Protein, High Fat, Carbohydrate Free Diet Reduces Energy Intake, Hepatic
Lipogenesis, and Adiposity in Rats Pichon et al. 136 (5): 1256 Journal of Nutrition Food and
Nutrition Board (2002/2005). Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat,
Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids. Washington, DC: The National Academies
Press. Page 769. ISBN 0309085373
13. Anonymus, 2007. University of Maryland (press release) UM. Study Not Enough Evidence to
99
Indict High Fructose Corn Syrup in Obesity Accessed 1115
14. Anonymus, 2008. High Fructose Corn Syrup: Just Another Sugar CBC News, November 19.
15. Anonymus, 2009. Agriculture and Agri Food Canada: The Canadian Soft Drink Industry
"Glucose Fructose is a Generic Term for High Fructose Corn Syrup or HFCS"Accessed November
5
16. Bakan A., Bahar B., Bahar M., Özay G. 2004, Glikoz Þuruplarýnýn Teknik Tamamlayýcý
Olarak Zorunlu Kullanýldýðý Gýda Ürünlerinin Belirlenmesi, TÜBÝTAK MAM, Gýda Bilimi ve
Teknolojisi Araþtýrma Enstitüsü, Gebze Kocaeli, 52 Sayfa.
17. Berg, Jeremy M. 2007. Biochemistry. Sixth Ed. New York: W.H. Freeman. 310323.
18. Bray, George A.; Samara Joy Nielsen and Barry M. Popkin (2004). "Consumption of High
Fructose Corn Syrup in Beverages May Play a Role in the Epidemic of Obesity". American Journal
of Clinical Nutrition 79 (4): 537–543. PMID 15051594.
http://www.ajcn.org/cgi/content/full/79/4/537.
19. Cemeroðlu B. ve Acar J., (1986).Meyve ve Sebze Ýþleme Teknolojisi, Gýda Teknolojisi
Derneði; Yayýn No: 656 sayfa
20. Curley, L.P. ve Hoseney, R.C. 1984. Effect of Sweeteners on Cookie Quality. Cereal Chem.
61 (4): 274278.
21. Çakmak E., Akder A.H., Levent H., Karaosmanoðlu F., 2008 Türkiye’de Tarým ve Gýda:
Geliþmeler, Politikalar ve Öneriler Bölüm:6. Þeker , Sayfa:102124,
Yayýn No:TUSÝAD/T/200805/49 Ýstanbul
22. Diedzic, S.Z. ve Kearsley, M. W. 1984. Physicochemical Properies Glucose Syrups.
136168. In: S.Z. Dziedzic ve M.W. Kearsley (eds), "Glucose Syrups Science and Technology".
Elsevier Appl. Sci. Publ. London.
23. Fogarty, W.M. ve Kelly, CT 1990. Microbial Enzymes and Biotechnology, 2nd Ed. Elsevier
Applied Sci., N.Y.
24. Gerdes. D.L., Burns, E.E. ve Harrow, L.S. 1987. Some Effects of Gelling Agents and
Sweetness on High and Low Sugar Content of Carbohydrate Gels. Lebesm. Wiss.U Technol. 20:
282286.
100
25. Hanover, L.M. 1982. Functionality of corn C1 EriveC1 Sweeteneer in Formulated foods.
211233. In: Charalambous, G. ve G. Inglett (ecls), "Chemistry of Foods and Beverages: Recent
Developements". Academic Press, New York.
26. Hanover, L.M., White J.S., 1993 Manufacturing, composition and applications of fructose.
Am. J. Cl. Nwt. 58:7245-32S
27. Hebeda, R.E. 1987. Corn Sweeteners. 501534.ln: Watson. S.A ve Ramstad. P.E. (eds) "Corn
Chemistry and Technology". AACC, Inc. St. Paul, MN.
28. Hobbs, L. 1986. Corn Syrups. Cereal Foods World. 31 (12): 852. 854. 856, 58.
29. Howling,D. 1984. Introduction: Glucose Syrups Past, Present, and Future. 17.
In: S.Z. Dziedzic ve M. W. Kearsley (eds). "Glucose Syrups: Science and Technology", Elsevier
Appl. Sci. Publ. London.
30. Howling, D. 1984. Glucose Syrup: Production. Properties, and Applications. 277318. In:
Schenck, EW. ve R.E. Hebeda (Eds). "Starch Hydrolysis Products: Worldwide Technology,
Production, and Applications". VCH Publ. Inc. New York.
31. Henry, E.R. 1976. High Fructose Corn Syrup: New Sweetener for the Baker. Baker's Digest.
50(2): 25.
32. Horn, E.H. 1981. Corn Sweeteners: Functional Properties. Cereal Foods World.
26 (5): 219223.
33. Inglett, G.E. 1974. Sweeteners. The AVI Publ. Co .. Westport, Connecticut.
34. Jackson, E.B. 1973. The Influence of Glucose Syrups and other Carbohydrates on Physical
Properties and Shelf life of Caramels, Toffees, and Fudge. Confectionery Production, 39
(4):207210
35. Jackson, E.B. 1973. Influence of Dextrose and Starch on Texture of Marshmallow and Similar
Aerated Confeetions. Confectionery Production, 39 (6): 319322.
36. Jackson, E.B. 1990. Glucose Syrups a Blueprint for Improved Confectionery. Confectionery
Production, 56 (2): 148.
37. Jackson, E.B. 1991. Syrups Trics. Food Processing 60 (4): 2526.
38. Jackson, E.B. , 1995. Sugar Confectionary Manifacture, Academic Professional
101
39. Jellinek, G., 1985. Sensory Evaluation of Food Theory and Practice, Ellis Horwoord Ltd.,
Sayfa 270271
40. Johnson, J .M., Harris, C.H., ve Barbeau, W. E. 1989. Effects of HFCS,Replacement for
Sucrose on Browning, Starch Gelatinization and Sensory Characteristics of Cakes. Cereal Chem.
66 (3): 155157
41. Johnson, L.A. 1991. Corn: Production, Processing, and Utilization. 55131.1n: Lorenz, KJ. ve
Kulp, K. (eCis). "Handbook of Cereal Science and Technology". Marcel Dekker. lnc. NewYork.
42. Jorgensen, O.B., Karlsen, L.G., Nielsen, N.B., Pedersen. S., ve Rugh, S. 1988. A New
Impobilized Glucose Isomerase with High Productivity Produced by a Train of Streptomyces
murinus. Starch. 40 (8): 307313.
43. Junk, WR. ve Pancoast, ll.M, 1975. Handbook of Sugars for Processors Chemist and
Technologists. The AVI Publ. Co., Ine, Westport, CN.
44. Kramer, A., Kahan, G., Cooper, D. and Papavasilian. A. (1974 ). A Nonparametric Ranking;
Method for the Statistical Evaluatian of Sensory Data. Chemical Senses and Flavor.1:121133
45. Kearsley, M.W. ve Birch, G.G. 1985. 111e Chemistry and Metabolism of Starch Based
Sweeteners. Food Chernistry, 16: 191207.
46. Knorr, D. 1987. Modern Process Technology of HFCS. Food Biotechnology Dept. Of Food
Science, University of Delaware, U.S.A.
47. Kulp, K., Lorenz, J.K. ve Stone, M. : 1991. Functionality of Carbohydrate Ingredients in
Bakery products. Food Technology. 45(3): 136,138140.142.
48. Labuza T.P., (1985). An Integrated Approach to Food Chemistry Ilustrative Cases. In Food
Chemistry, O R. Fennema (Ed.), Marcel Dekket Inc. New York. Chap 16
49. Labuza T.P., (1984). Moisture Sorption: Practical Aspects of Isotherm Measurement and Use.
American Association of Cereal Chemists, St Paul,
Minnesota total page :150
50. Larmond, E. (1977). Laboratory Methods for Sensory Evaluation of Food. Research Branch
Canada Department of Agriculture Publication., pp: 72
102
51. Lawless, H.T and Heymann, H. (1998), Sensory Evaluation Of Food Principles and
Practices. Chapman&Hall., pp:819.
52. LiahLoh, R.H.P. 1984. Physiological Aspects of Glucose Syrups and Related
Carbohydrates.169196. In: Dzieclzic, S.Z. ve M.W Kearsley (eCýs), "Glucose Syrups: Scince and
Technology", Applied Sci. PubI. Ltd., Essex, England.
53. Limerick, G.1993. Glucose Syrups. Food Review 19 (6): 33.
54. Lloyd, N.E. ve Nelson, WJ. 1984. Glucose and Fructose Containing Sweenteners From
Srarch. 611659. In: Whistler, R.L., BeMiller, J,N., ve Pacshall, E.F (cds) "Starch Chemistry and
Technology", 2 nd. ed.
55. Lorenz, J .K. ve Kulp, K. 1991. Handbook of Cereal Science and Technology. Marcel Dekker,
Inc., N.Y.
56. Lyon, D.H., Francombe, M.A., Hasdell, T.A and Lawson. K. (1992), Guidelines for Sensory
Analysis in Food Product Development and Quality Control. Chapman &Hall. UK, pp: 128.
57. Marshall et al. (1957). "Enzymatic Conversion of D-Glucose to D-Fructose". Science 125
(3249): 648. doi:10.1126/science.125.3249.648. PMID 13421660.
58. Maton, Hopkins J., McLaughlin C.W., Johnson S., Warner Q.M., LaHart D., Wright J.D.
(1993). Human Biology and Health. Englewood Cliffs, New Jersey, USA: Prentice Hall. pp.
52–59. ISBN 0139811761.
59. Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. 3rd Edition. Benjamin
Cummings. ISBN 0805330666
60. Matz, S.A. 1987. 1987. Ingredients for Bakers. Pan Tech International.MeAlien. TX.
61. McCullough, M.A.P., Johnson, J.M., ve Philips, .J.A. 1986. HFCS Replacement for Sucrose In
Shortened Cakes. J. Of Food Sci. 51 (2): 536537.
62. McDonald, M. 1984. Use of Glucose Syrups in the Food Industry. 247266. In: S.Z. Dziedzic
ve iYI. W. Kearsley (eds), "Glucose Syrups: Science and Technology", Elsevier Appl. Sci. Publ.
London.
63. McGregor. J. V. ve White, H.C. 1987. Effect of Corn Sweetners on Major Volatile
103
Compounds and Flavor of Yogurt. J. of Dairy Sci. 70 (9): 1828–1834.
64. Minifie, Bemard W., Chocolate, Cocoa and Confectionary:Science and Technology, Part II
Confectionary: Ingredients and Processes, 3rd edition. AVI Book Published, (1989), Total Pages:
904 (between 227271)
65. Nabors, L.O. ve Gelardi, CR. 1991. Alternative Sweeteners, 2nd Ed. Marcel Dekker, lnc.,
N.Y.
66. Palmer, T.J 1975. Glucose Syrups in Food and Drink. Process Biochem.
10 (10): 1920.
67. Pigman, Ward; Horton, D. (1972). "Chapter 1: Stereochemistry of the Monosaccharides". in
Pigman and Horton. The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2nd ed. ed.). San
Diego: Academic Press. pp. 167.
68. Pomeranz, Y. 1985. Functional Properties of Foods. Academic Press Inc.,
Orlando, Florida. 536 s.
69. Posta, L.M., Mackie, O.B and Larmond, A Laboratory Methods for Sensory Analysis of Food.
Research Branch Canada Department of Agriculture Publication pp90 (1991).
70. Pyler, E.J. 1988. Baking Science and Technology. 3rd Ed ..
Vol i. Sosland Publ. Co .. Merriam, Kansas.
71. Rapaille, A. ve Cock, B. 1994. Functionality and use of Bulk Swetteners in Food and Drink.
Food Technology International Europe, 146148.
72. Reeder, C.F 1978. Light Foods Appease Weight Conscious Americans.
Food Product Development., 12 (3): 35–36, 40.
73. Reichelt, J.R. 1983. Starch. In: "Industrial Enzymology: The Application of Enzymes in the
Industry". The Nature Press,Inc., N. Y.
74. Smith, D.E. ve Wittenger, S.A. 1986. Effect of Sweeteners and Stabilizers on Structure of ice
Cream Mix as Determined by Acoustic Methods. 1. of Food Proc. and Preserv, (10): 227235.
Washington, D.C.
75. Tegge, G. 1984. Glucose Syrupsthe Raw Material. 964. In: S.Z Dziedzic ve M. W Kearsley
104
(eCis), "Glucose Syrups: Science and Technology", Elsevier Appl. Sci. Publ. London.
76. Tjuradi, P. ve Hartel, R. W. 1995. Corn Syrup Oligosaccharide Effects on Sucrose
Crystallization. J. Food Science 60 (6): 13531356.
77. Türk Gýda Kodeksi. Sakýz Tebliði (99/4)
78. Türk Gýda Kodeksi Þeker Tebliði (2006/40)
79. TSE 10929 Jöle Þekerleme, Türk Standartlarý Enstitüsü, Nisan 1993
80. TSE 2066 Glikoz Þuruplarý Sanayide Kullanýlan, Türk Standartlarý Enstitüsü,
Mart 1993
81. Yýldýz M., Akgül A., Argun G. ve Yakupoðlu D., 2001, Farklý Ýþlem Parametrelerinin (piþirme
sýcaklýðý, Asit ve Aroma Konsantrasyonlarý) Sert Þekerlerin Raf Ömrüne Etkilerinin Belirlenmesi,
Gýda Teknolojileri, Yýl 5, Sayý 6, S:5764
82. White JS. 1992. Fructose Syrup: Production, Properties and Applications, in FW Schenck &
RE Hebeda, Eds, Starch Hydrolysis Products – Worldwide Technology, Production and
Applications. New York Px Ny: VCH Publishers, Inc. 177200)
82. Wulff, S.M. ve Helgeson, D.L. 1987. Preliminary Economic Feasibility Analysis of HFCS
Processing in US with Emphasis or North Dakota. Agricultural Economics Report. No. 229. Dept.
Agric. Econ. NDSU, Fargo, ND.
83. www.sekerkurumu.gov.tr
84. www.kkgm.gov.tr
Ambalajlý Su Üreticileri Derneði Ambalajlý Süt ve Süt Ürünleri Sanayicileri Derneði Bal Paketleyicileri, Ýhracatçýlarý ve Sanayicileri Derneði Bira ve Malt
Üreticileri Derneði Bitkisel Yað Sanayicileri Derneði Diyabetik ve Fonksiyonel Gýda Üreticileri Derneði Gýda Katký ve Yardýmcý Madde Sanayicileri
Derneði Meþrubatçýlar Derneði Meyve Suyu Endüstrisi Derneði Mutfak Ürünleri ve Margarin Sanayicileri Derneði Niþasta ve Glikoz Üreticileri Derneði
Organik Ürün Üreticileri ve Sanayii Derneði Pirinç Deðirmencileri Derneði Salça Ýhracatçýlarý ve Ýmalatçýlarý Derneði Þekerli Mamul Sanayicileri Derneði
Susam Tahin Helva Reçel Ýmalatçýlarý Derneði Süt, Et Gýda Sanayicileri ve Üretileri Birliði Þarap Üreticileri Derneði Tarým Ürünleri, Hububat, Bakliyat
Ýþletme ve Paketleme Sanayiicileri Derneði Tüm Gýda Dýþ Ticaret Derneði Türkiye Makarna Sanayicileri Derneði Türkiye Maden Suyu Üreticileri Derneði
KARBONHÝDRATLAR
Türkiye Gýda ve Ýçecek Sanayii Dernekleri Federasyonu Üyeleri

KARBONHİDRATLARKARBONHİDRATLAR

Transkript

Benzer belgeler

Diyabet Tedavisinde Kullanılan Bitkisel Ürünler ve Gıda Destekleri

Yeni Microsoft Office Word Belgesi _2

Mart - Nisan 2009 - Ambalaj Sanayicileri Derneği

Kerkenes - Middle East Technical University

Karbonhidrat İçeren Besinlerin Glisemik Etkileri ve Sağlık

Ocak - Cargill