Antioksidan Maddeler Nelerdir
Dünya nüfusunun hızlı artışı, insanların hayat standartlarını yükseltme eğilimleri ve hızlı sanayileşme, hazır gıda maddelerine olan talebi araştırmış ve bunun sonucunda gıda maddelerinin üretimi bir sanayi kolu haline gelmiştir. Böylece, işlenmiş gıda maddeleri son derece çeşitlenmiş ve üretimde kullanılan gıda katkı maddelerinin sayıları da büyük bir hızla artmıştır. Bu artışta, üretim tekniklerinin gelişmesi, tüketici beğenisisin çeşitlilik kazanması, kayıpların azaltılması, dağıtım kolaylığı ve değişik formüllü yeni gıdaların üretimi gibi bir çok faktör etkili olmuştur (29).
Bir çok gıdada ürününü oluşturan bileşenler ile havanın oksijeni arasında kendiliğinden ortaya çıkan ve "otoksidasyon" adı verilen tepkimeler oluşur. Her zaman, az ya da çok hissedilebilir kalite düşmelerine neden olan bu tür tepkimeler gıda endüstrisi açısından istenmeyen olaylardır. Burada sözü edilen kalite düşmesi renk, koku ve tatda meydana gelen değişmeler ile bazı besin ögelerindeki parçalanmalar ve hatta toksik bileşik oluşması biçiminde ortaya çıkmaktadır. Yağ ve yağlı gıdalardaki otoksidasyon olayı, hem beslenme fizyolojisi açısından hem de teknolojik-ekonomik açıdan büyük önem taşımaktadır. Otoksidasyonun fiziksel ve teknolojik yöntemlerle önlenemediği durumlarda antioksidanlar kullanılmaktadır (20).
Antioksidanlar, gıdalarda oksidatif bozulmayı önleyen veya geciktiren bileşikler olarak tanımlanmaktadırlar. Bu bileşikler oksidatif ve otooksidatif işlemlerin başlangıcında etki göstererek oksidasyonu ve buna bağlı olarak oluşan istenmeyen reaksiyon ürünlerinin oluşumunu engelleyebilmektedirler. Geniş ifadeyle, antioksidanlar oksijen ile reaksiyona girerek gıdalar içindeki olumsuz etkilerini engelleyen maddeler olarak tanımlanabilirler. Uluslararası Gıda Kodeks Komisyonu (CAC)'nin tanımında ise antioksidanlar "gıdada yağın acılaşması ve renk değişimleri gibi oksidasyon reaksiyonları sonucunda oluşan bozulmaları önleyerek raf ömrünü uzatan maddeler" olarak ifade edilmektedirler. Pek çok gıda maddesinin bozulmasının önemli bir kaynağının oksijen olduğu bilinmektedir (9). İstenilmeyen lezzet ve koku oluşumlarına neden olan oksidatif acılaşma reaksiyonu nem, ısı, ışık, metaller, metal içeren bileşikler, bir kısım pigmentler, doymamışlık derecesi ve enzimler varlığı sonucu hızlanmaktadır (7). Gıdalara uygulanan hazırlama, paketleme ve soğutma işlemleri acılaşmayı geciktirmekte ancak bunu engelleyememektedir. Antioksidanlar, gıdalara oksidasyonun başlangıcından önce ilave edildiklerinde reaksiyonu önleyebilmekte veya azaltabilmektedirler (9).
Oksidasyonla bozulma sonucu meydana gelen değişmeleri şu şekilde sıralayabiliriz (7,24);
a. Katı ve sıvı yağlar ile yağ içeren gıdalarda acımsı (ronsit) tat ve aroma oluşumu
b. Pigmentlerde renk açılması
c. Toksik oksidasyon ürünlerinin oluşumu
d. Ürünlerde lezzet kaybı ve bozuklukları
e. Tekstürde değişmeler
f. Vitaminler (A, D ve E) esansiyel yağ asitlerinin (özellikle linoleik asit) zarar görmesinden dolayı besin değerinin azalması.
Antioksidan grubu katkı maddeleri, gıda sanayiinde bitkisel ve hayvansal yağ içeren maddelerin üretimi, depolanması, taşınması ve pazarlanması sırasında meydana gelecek otooksidasyondan kaynaklanan zararları önlemede en önemli katkı maddeleridir (7,20,29).
Antioksidanlar, diğer stabilizörler gibi düşük kaliteli gıda maddesinin kalitesini arttırmaz ve gıdalara herhangi bir yabancı tat ve koku da vermezler. Ancak bu maddeler, iyi kalitede ham madde, uygun bir imalat tekniği, elverişli ambalajlama ve depolama yöntemleri ile birlikte kullanıldığında ürünün kalitesini arttırırlar (20,24).
Yağlarda ve yağ içeren gıdalarda kullanılan antioksidanlarda bulunması gereken özellikler aşağıdaki şekilde özetlenebilmektedir (7,9,29):
- Gıdalarda kullanılan dozlarda toksik etkileri bulunmamalıdır.
- Düşük konsantrasyonlarda etkili olabilmelidir.
- Kolaylıkla temin edilebilmelidir.
- Kızartma gibi ısıl işlemlerde etkisini kaybetmemelidir.
- Gıdada istenilmeyen lezzet ve renk değişilerine neden olmamalıdır.
- Maliyeti düşük olmalıdır.
Bununla birlikte antioksidanların bozulmaya, bozulmaya başlayan veya bozulmuş olan bir yağın lezzetini geliştiremeyecekleri ve hidroliz veya mikrobiyal yollarla oluşabilecek bozulmayı engelleyemedikleri de ifade edilmelidir. BHA gibi bazı fenolik antioksidanların antimikrobiyal etkilerin bulunduğu ve küflere karşı etkili oldukları belirtilmektedir. Spesifik bu uygulama için en uygun antioksidan seçiminde dikkat edilecek hususları şu şekilde sıralayabiliriz (9,29).
- Antioksidan katılacak gıdanın tipi (hayvansal yada bitkisel yağlar)
- Antioksidanın katıldığı yağın kullanıldığı gıdada etkisini gösterebilmesi.
- Antioksidanın çözünürlüğü veya dağılımı.
- Renk bozma eğilimi
- Gıdanın PH’sı
- Gıdaya uygulanacak işlemin tipi (kızartma, fırında pişirme, püskürmeli kurutma, ektrüzyon gibi)
- Lezzetin nötral olması
10.01. Gıdalarda Oksidasyon
Gıdaların yapısını oluşturan 3 temel öğe protein, yağ ve karbonhidratlardır. Vitamin ve mineraller bu kapsamın dışındadır. Bunların tümü gıdada bulunan su ile bütünleşmiş durumdalardır. Bu konu kapsamındaki en önemli kusur yağ ve yağlı gıdalardaki oksidatif bozulma sonucu meydana gelen kötü tat ve kokulardır. Bunlar gıdalarda bulunan temel besin öğelerinin her birinde farklı belirtilerle kendilerini göstermektedirler (7,20,29).
10.01.01. Karbonhidratların Bozulma Tipleri
Gıdalarda yer alan karbonhidratların oksidasyonu, renk değişikliğine ve tat bozukluğuna yol açmaktadır. Rengin bozulması olayı genellikle kahverengi, gölgeli, gri ve sarı rengin teşekkülü ile kendini göstermektedir. Bu bozulma olayında iki tip tepkime gelişmektedir. Bunlardan birincisi, "Maillard" reaksiyonudur. Bir esmerleşme olayı olarak da isimlendirilebilen bu tepkime genellikle karbonhidratlar ile amino asitler arasında ve/veya çeşitli azotlu bileşenler ile organik asit zincirleri arasında oluşmaktadır. Daha çok büyük moleküllü karbonhidrat içeren meyve ve sebzeler ile su ürünlerinde görülen bir tepkimedir. Maillard reaksiyonunun yarattığı olumsuz etkiler ancak askorbik asit, sitrik asit veya diğer organik asitlerle ortadan kaldırılabilmektedir (9,20).
Diğer bir çeşit karbonhidrat oksidasyonu ise peroksidaz ve katalaz gibi değişik enzimlerin etkisi ile oluşmaktadır. Bu tip kararma reaksiyonları sonucunda istenilmeyen lezzet değişimi ve koku oluşmaktadır. Katkı maddeleri kullanılmasına gerek bulunmayan bu tip reaksiyonlar enzimleri inaktif hale getirmek için yapılan ısı uygulaması ile önlenebilmektedir (9,29)
Karbonhidratlı gıda maddelerinde görülen bir başka oksidasyon şekli de renk bozulması halinde belirmektedir. Bu olay gıdalarda yer alan doğal pigmentlerin oksidasyonu ile meydana gelir. Bu pigmentlerin en önemlisi karotenoid ve benzerleridir. Doğal pigmentlerin oksidasyonu antioksidan kullanımı ile engellenebilmektedir. Ancak su miktarı fazla olan gıdalarda bulunan karoten ile yağda çözünen ansioksidanların etkileşimini sağlamak önemli bir sorun oluşturmaktadır. Pigment oksidasyonu yüksek sıcaklık, metaller ve mikrobiyolojik yan ürünlerle hızlanmaktadır. Bu tip oksidasyon reaksiyonlarını azaltmak metallerin ve mikrobiyolojik katalizörlerin şelatlanması veya uzaklaştırılması ile mümkün olabilmektedir (7,29).
10.01.02. Proteinlerin Bozulma Tipleri
Proteinlerin oksidasyonu gıda maddesinde kötü koku ve tat şeklinde ilk anda kendini göstermeyebilir. Proteinler proteolitik enzimler tarafından parçalandıkları gibi ayrıca ısıtma ve hidrolitik reaksiyonlarla da denatüre olurlar. Pigmentler normal olarak proteinlerle bir arada bulunurlar. Bu grup pigmentlere "heme pigment" denilmektedir (29). Proteinlerde bulunan hem pigmentleri hızlı bir şekilde okside olarak, renk değiştirmektedirler. Bu aşamada pigmentlerin renk degradasyonunu antioksidanlar da dahil olmak üzere herhangi bir katkı maddesi engelleyememektedir. Bu nedenle hemoglobin içeren gıdalarda rengi kontrol edebilmek amacı ile belirli gazlara geçirgen olan ambalaj maddeleri kullanılmaktadır (9).
10.01.03. Yağların Bozulma Tipleri
Doymuş ve doymamış yağ asitleri ve bunların esterleri, kimyasal oksidasyon maddeleri (nitrik asit, kromik asit, ozon, potasyumpermanganat ve hidrojen peroksit) tarafından okside edilirler. Otooksidasyon (atmosferik oksidasyon) imalat ve depolama koşullarında keton ve aldehitlerin oluşturduğu istenmeyen tat ve kokuyu geliştirmektedir (29).
Herhangi bir nedenle meydana gelen oksidasyon bazı metal iyonları eşliğinde daha da hız kazandığından sinerjistlerin de katkı maddesi olarak zincirde yer alması zorunlu olmuştur. İmalat sırasında gıdaların temas ettiği metaller oksidasyon yolu ile meydana gelen tat ve koku bozukluklarını daha hissedilir hale getirmektedir. Özellikle demir, bakır ve benzeri metaller bu olaya neden olmuşlardır. Burada katalitik bir rol oynayan metallere karşı engelleyici olarak fosforik asit, sitrik asit, askorbik asit gibi maddeler kullanıldığı gibi paslanmaz çelik malzemelerin gıda sanayinde olumsuz etkilerinde sorunu hemen hemen ortadan kaldırmıştır (20,29).
Yağ bozulmaları 4 gruba ayrılır:
Hidroliz: Serbest yağ asitleri ve gliserol oluşumu sonucunda ortaya çıkmaktadır. Tersinir nitelikte olan bu asitler yüksek sıcaklık ve lipolitik enzimler ile katalizlene bilmektedir. Normal olarak kısa zincirli yağ asidi içeren trigliseridler (6-12 C atomu) hidroliz sırasında lezzet kayıplarına uğrarlar. Bu durum genellikle patates gibi yüksek su içeriğine sahip gıdaların kızartılmaları sırasındaki yüksek sıcaklıklardan oluşmaktadır. Hidroliz sonucunda oluşan değişimler; kızartma sırasında köpürme, oluşan serbest yağ asitlerine bağlı olarak gıda işleme ekipmanlarının aşınması ve serbest yağ asitlerine bağlı olarak oluşan acı ve sabunumsu lezzet, olarak ifade edilmektedir (9).
Lezzet Dönmesi: Bu tür tat ve koku bozulması sebze, balık ve diğer yüksek derecede doymamış yağ içeren gıdalarda görülmektedir. Meydana gelen tat ve koku bozukluğunun nedeni linoleik tipteki asit oksidosyonu ürünüdür (7).
Acılık: Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir terimdir ve yağlarda acılaşma doymamış yağ asitlerinin otooksidasyonu sonucunda oluşan uçucu bileşiklerin istenilmeyen lezzet değişimlerine ve kayıplarına neden olmaları ile ortaya çıkmaktadır (9).
Polimeriıasyon: Polimerizasyon, doymamış yağların iki karbon atomu (C = C) arasındaki zincirin kopması durumudur. Bir başka şekliyle, iki yağ asiti zincir arasındaki doymamış kısma oksijenin bağlanmasıdır. Her iki şekildeki polimerler sıklık yapıdadır (7).
Antioksidanlar, acılık ve polimerizasyonu engellemekte etkili olabilmekte, ancak hidroliz ve lezzet dönmesine karşı etkili olamamaktadır. Buniarm engellenmesi ancak yüksek kalitede ingrediyentler ve işleme tekniklerinin kullanımı ile mümkün olabilmektedir (9).
10.02. Gıda Sanayinde Kullanılan Antioksidanlar
10.02.01. Serbest Radikaller ile Kompleks Oluşturanlar
Bu tip antioksidanlar fenolik yapılarından veya moleküler yapılarındaki fenolik konfigürüsyondan dolayı fenolik hidroksit guruplarından hidrojen verip, başlangıçtaki serbest yağ asidi radikal oluşumunu engelleyici oksidasyonu inhibe ederler. Bu şekilde etki gösteren antioksidanların en yaygın kullanılanları bütillendirilmiş hidroksianisol (BHA), bütillendirilmiş hidroksitoluen (BHT) propil gallat (PG) tersiyel bütil hidrokinon (TBHQ) nordihidroguayenetasidi (NDGA) ve tokoferollerdir (29).
BİYOLOJİ ÖDEV YARDIM
-
Mercanlar ve Mercan resifleri hakkında bilgi
-
Kulak Nedir? Kulağın Yapısı ve Görevleri Nelerdir?
-
Göz nedir ? Gözün görevleri nelerdir ? Canlılarda göz ve görme organı
-
Boğaz nedir ? Boğazın kısımları nelerdir ?
-
Omurga, columna vertebralis nedir ? Görevleri nelerdir ?
-
Doğal gübreler nelerdir
-
Kimyasal (yapay) gübreler nelerdir
-
Kortizol Nedir
-
Semantik Nedir ?
-
Karasal Ve Sucul Biyomların Özellikleri Nelerdir ?
-
Kaç çeşit biyom vardır
-
Bitki Ve Hayvanların Yeryüzündeki Dağılımını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
-
Bitkisel dokular hakkında bilgi
-
Ekosistemde besin zinciri ve besin ağının önemi nedir ?
-
Genetik Algoritmalar