Kapat

Gıdalarda Kimyasal Kalite Değişimleri

Gıdalarda kimyasal kalite değişimleri

İÇİNDEKİLER:
 
GİRİŞ
KIMYASAL ESMERLEŞME   
1.Maillard Tepkimesi
2.Askorbik Asit Oksidasyonu
3.Karamelizasyon
4.Şeker Parçalanması 
ENZİMATİK ESMERLEŞME
LİPİD OKSİDASYONU
LİPİD HİDROLİZİ
PİGMENT DEGRADASYONU
1.Karotenoidlerin Değişmesi
2.Klorofillerin Değişmesi
3.Antosiyaninlerin Değişmesi
GİRİŞ
Gıdalar, bir bakıma farklı kimyasal bileşiklerin farklı konsantrasyonlarda bir arada bulundukları karmaşık sistemlerdir. Birbirlerinden, içerdikleri bileşenlerin cinsinin ve konsantrasyonun farklı olması ile ayrılmaktadır. Gıdanın beslenme değeri gibi duyusal özellikleri (renk, koku, tat vb) de bu bileşikler tarafından belirlenmektedir.
Gıdaların kimyasal bileşimi birçok açıdan bilinmek zorundadır. Bunlardan birincisi; gıdanın fizyolojik değerinin ortaya konulmasıdır. Başka bir deyişle gıdanın besin öğelerini hangi miktarda içerdiği ve sağlık açısından zararlı bileşik içerip içermediği ancak kimyasal bileşimi ile değerlendirilebilmektedir. Bilindiği gibi temel besin öğesi sayısı; 8'i amino asit (fenilalanin, izolösin, lösin, lisin, metiyonin, treonin, triptofan, valin ve ayrıca gelişme çağında histidin ve arginin), 14'ü vitamin (A, B1 B2, B6, B12, biyotin, folik asit, niasin, pantotenik asit, C, D, E, K ve kolin), 21'i mineral (Ca, P, Mg, Na, Cl, K, S, Fe, Cu, I, Mn, Mo, F, Se, Zn, Cr, Si, Sn, Va, Ni, Co) 1'i yağ asidi (linoleik asit) ve su olmak üzere 45'tir (Çizelge 1).
 
Çizelge 1. Gıdalardaki 45 Temel Besin Öğesi
Bileşen Grubu Besin Öğeleri
Amino asit (08) Fenilanin, izolösin, lösin, lisin, treonin, triptofan, valin (ayrıca gelişme çağında histidin ve arginin)
Vitamin (14) A, b1 b2, b6 ,b12, biyotin, folik asit, niasin, pantotenik asit, c, d, e, k ve kolin
Mineral (21) Ca, p, mg, na, cl, k, s, fe, cu, ı, mn, f, se, zn, cr, si, sn, va, ni, co
Yağ asidi (01) Linoleik asit
Diğer (01) Su
 
İkincisi, gıdalar için en uygun işleme ve depolama koşullarının belirlenmesidir. Bilindiği gibi gıda proseslerinin amacı, gıdaya en uzun raf ömrünün besin değerinin ve doğallığın en iyi şekilde korunarak kazandırılmasıdır. Öte yandan gıda bileşenlerinin ısı, ışık, oksijen, pH gibi etkenlere karşı duyarlığı ya da stabilitesi farklıdır.Bu açıdan özellikle vitamin ve amino asit gibi besin öğelerinin durumu önemlidir. Örneğin; A, B1,, B2, B6, C, D, E vitamini ile pantotenik asit, biyotin, folik asit, inozitol ısıya; niyasin, folik asit ile A, B1, B2 C, D, E vitamini ve linoleik asit oksijene, A, B2, B6, B12, C, D, E, K vitamini ve folik asit ışığa karşı duyarlıdır (Çizelge 2).
Gıdanın bileşiminde hangi komponent daha fazla ise ve o komponent hangi etkene karşı daha duyarlı ise gıdanın işlenmesi, ambalajlanması ve depolanması sırasında o etkenin elimine edilmesine çalışılmalıdır.
 
Çizelge 2. Başlıca Gıda Bileşenlerinin Duyarlı Olduğu  Etkenler
Besin Öğesi pH>7.0 pH>7.0 Oksijen Işık Isı
Vitamin a D S D D D
Vitamin b1 S D D S D
Vitamin b2 S D S D D
Vitamin b6 S S S D D
Vitamin b12 S S D D S
Vitamin c S D D D D
Vitamin d S D D D D
Vitamin e S S D D D
Vitamin k D D S D S
Biyotin S S S S D
Kolin S S D S S
Folik asit D S D D D
İnozitol S S S S D
Niyasin D D D D D
Pantotenik a. D D S S D
İzolösin S S S S S
Lösin S S S S S
Lisin S S S S D
Metiyonin S S S S S
Fenilalanin S S S S S
Treonin D D S S D
Valin S S S S S
Linoleik asit S D D D S
Mineral S S S S S
S: Stabil D: Duyarlı       
 
Üçüncüsü, gıdalarda saflığın ve doğallığın kontrolü için de kimyasal bileşimin bilinme gereğidir. Her gıda grubu kendine özgü bir bileşen profili göstermektedir. Bu açıdan özellikle amino asit, fenolik madde, yağ asidi, mineral madde gibi ikinci dereceden gıda bileşenleri daha önemlidir. Bunların gıdaya özgü dağılımı, saflığın kontrolü açısından parmak izi niteliğindedir.
Gıdaya başka bir gıda veya madde katıldığı zaman bu dağılım değişmekte ve böylece gıda hile ve tağşişleri kanıtlanabilmektedir. Bu açıdan dikkatli olunması gereken başlıca gıdalar sıvı yağlar ve meyve sulandır. Zeytinyağına pamuk yağı katılması durumunda linoleik ve palmitik asitin, mısırözü yağına pamuk yağı katılması durumunda ise palmitik asitin artması beklenmelidir (Çizelge 3).
Gıdaların kimyasal bileşimi değişkendir. Muhafaza ve ambalajlama uygulamalar ile bu değişme yavaşlatılsa bile mutlak anlamda durdurulamamaktadır. Değişme; gıdadaki birincil bileşiklerden, ikincil ve üçüncül bileşiklerin oluşmasıdır. Bu değişmede birincil veya ikincil bileşiklerin karşılıklı etkileşimi de söz konusudur. Sonuçta gıdanın kimyasal bileşimi doğaldan veya normalden sapmaktadır. Bu sapma, belirli bir limite kadar kusur, belirli bir limitten sonra ise bozulma olarak adlandırılmaktadır. Değişmenin, tüketici reddine kadar ulaşmadığı süre ise raf ömrü olarak adlandırılmaktadır. Değişme sonunda gıdanın sağlığa zararlı duruma gelmesi de söz konusudur.
 
 
 
Çizelge 3. Bazı Sıvı Yağlarda Yağ Asidi Dağılımı
Yağ Asidi Mısırözü Yağı Pamuk Yağı Zeytin Yağı
Miristik 0 1 1
Palmitik 6 21 9
Stearitik 2 2 1
Oleik 37 25 80
Linoleik 54 50 8
Araşidik 1 1 1
Toplam 100 100 100
 
Gıdalardaki kimyasal değişmeler kalite kaybı olarak da yorumlanmaktadır ve bunların başlıcaları; kimyasal esmerleşme (maillard tepkimesi), enzimatik esmerleşme, lipit oksidasyonu, pigment degradasyonu, lipit hidrolizi ve vitamin kaybı olarak tanımlanmaktadır.
 
KİMYASAL ESMERLEŞME
Gıdalarda enzimatik olmayan yolla renk esmerleşmesi; maillard tepkimesi, karamelizasyon ve askorbik asit oksidasyonu olmak üzere başlıca üç farklı şekilde ortaya çıkmaktadır. Ayrıca şeker parçalanmasından kaynaklanan esmerleşmeden de söz edilmektedir.
 
1. Maillard Tepkimesi
Maillard; glukoz ve glisin çözeltisinin birlikte ısıtılması sırasında renk esmerleşmesini ilk kez gözlemleyen (1912) bilim adamıdır. Bu tepkime protein ve amino asitlerin a-amino grubu ile indirgen şekerlerin karbonil grubu arasında başladığı için karbonil-amino tepkimesi olarakta adlandırılmaktadır. Tepkimenin başlaması için sistemde amino grubu ve karbonil grubu bulunması zorunludur. Ayrıca tepkime pH değeri, sıcaklık ve su aktivitesi aw değeri gibi faktörler tarafından da etkilenmektedir.
Amino grubunun kaynağı, amino asitler ve peptitlerdir. Bunlar süt, meyve suyu gibi gıdalarda serbest olarak bulunabildiği gibi, gıdanın işlenmesi ve depolanması sırasında proteinlerin hidrolizi ile de oluşabilmektedir. Amino asitlerin bu tepkimeye katılma önceliği lisin, arjinin, triptofan, histidin, tirozin ve sistin şeklindedir.
Karbonil grubunun kaynağı ise indirgen şekerlerdir. Tepkimeye yalnızca monosakkaritler değil laktoz ve maltoz gibi indirgen disakkaritler de katılmaktadır. İndirgen olmayan sakaroz bu tepkimeye doğrudan katılmamaktadır. Şekerlerin bu tepkimeye katılma önceliği ise pentoz, heksoz ve disakkarit olarak verilmektedir.
Maillard tepkimesi hem asidik ve hem bazik ortamda başlayabilmekle birlikte, pH değeri arttıkça tepkime hızı da artmaktadır. Dolayısıyla pH değeri düşük gıdalar bu tepkimeye daha az duyarlıdır.
Tepkimenin hızı, sıcaklık derecesi arttıkça da artmaktadır. Genel olarak sıcaklığın 10°C artışı ile maillard tepkimesi hızının 2-4 misli arttığı varsayılmaktadır.
Maillard tepkimesi açısından gıdadaki optimum su miktarı %10-15 arasıdır. Su oranı %5'in altında tepkime durmaktadır. Bu tepkime için optimum aw değeri ise 0.6-0.7 aralığıdır.
Karbonil-amino tepkimesi dört farklı basamaktan geçmektedir. Birinci basamak amino grubu (-NH2) ile karbonil grubunun kondensasyonu ve böylece glikozilamin oluşmasıdır (1).
 
İkinci basamakta ise glikozilamin izomerize olmakta, aldoz ketoza dönüşebilmekte ve sonuçta 1 -amino-l-dezoksi-2-keto türevleri oluşmaktadır (2).
Renk değişimi üçüncü basamakta başlamaktadır. Bu basamakta birbirinden farklı başlıca 3 yol bulunmaktadır. Birinci yol 1 -amino-l-dezoksi-2-ketozun metildikarbonil üzerinden redükton dikarbonile; ikinci yol, aynı bileşiğin 3-dezoksiheksozon üzerinden hidroksimetilfurfural (HMF)'a, üçüncü yol ise aminoasitlerin karbonil grubunun etkisi ile oksidatif olarak parçalanması ve karbon atomu bir eksik olan aldehite ve karbon dioksite dönüşmesidir (3). Üçüncü yol strecker degradasyonu olarak adlandırılmaktadır.
Bu basamak, aynı zamanda aroma oluşumunun da başlangıcıdır. Aromanın kaynağı aldehit ve türevi bileşiklerdir.
 
 
 
 
 
Dördüncü basamak, üçüncü basamakta oluşan bileşiklerin aminlerle birleşmesi, aldollerin kondanse olması, aldehit ve aminlerin poli-merize olması ve böylece melanoidin denilen heterosiklik yapıdaki koyu renkli bileşiklerin oluşmasıdır.
 
Bu değişme; ekmek, bira, kahve, gibi gıdalarda belirli ölçüde istenirken; süt tozu, meyve suyu, kuru meyve gibi gıdalarda minimum düzeyde tutulmalıdır.
2. Askorbik Asit Oksidasyonu
Askorbik asit oksidasyonu, bu asidi içeren meyve ve sebzelerin değişik gıdalara işlenmesi sırasında renk esmerleşmesine yol açan bir tepkimedir. Bu tepkimede askorbik asit dehidro-askorbik asit ve diketo-gulonik asit üzerinden furfural ve karbon diokside parçalanmaktadır.
 
 
 
Bu tepkime özellikle turunçgil meyve suyunda ortaya çıkmaktadır ve yüksek sıcaklıklarda maillard tepkimesi ile birlikte yürümektedir. Tepkime hızı pH değeri ile zıt ilişkidir. Dolayısıyla pH değeri yüksek meyve suyu ile sebze suyu bu tepkimeye karşı daha az duyarlıdır.
3. Karamelizasyon
Karamelizasyon, şekerlerin ergime noktasının üzerinde ısıtıldığı zaman kahve rengine dönüşmesidir. Bu dönüşüm için tepkime ortamında amino grubu bulunması zorunlu değildir. Karamelizasyon hem asidik ve hem de bazik pH’ta gerçekleşmektedir. Gıdanın rengi kahveye dönüşürken, tadı da acılaşmaktadır.
 
Tepkimeyi katalize eden enzimler ise orto-dıfenol-oksidaz (tirozi-naz, kateşolaz) ve para-difenol-oksidaz (lakkaz) dır.
O-DFO enzimi esas olarak orto-difenolik yapıdaki bileşikleri okside etmekte, ancak monofenol yapıdaki bileşikleri de orto-difenolik bileşiklere dönüştürmektedir. Prostetik grubu bakırdır, optimum pH değeri 5-7 arasındadır ve pH 3'ün altında etkisi ortadan kalkmaktadır. Bulunduğu başlıca kaynaklar patates, mantar, elma, şeftali, muz, avokado, çay yaprağı ve kahve çekirdeğidir.
P-DFO enzimi ise hem orto- ve hem de para-difenolık bileşiklere etki etmektedir. Bu enzimin de prostetik grubu balardır. Optimum pH değen 6.0-6.5 arasındadır. Daha çok patates, lahana, şalgam ve elma da bulunmaktadır.
Enzimatik esmerleşme tepkimesinde de birbirini izleyen dört farklı basamak söz konusudur. Birinci basamak, orto-difenol yapıdaki bileşiğin kırmızı renkli orto-kinona okside olmasıdır. Bu basamak için oksijen ve enzim mutlak gereklidir. Orto-kinon oluştuktan sonra tepkime otokatalitik olarak yürüyebilmektedir (1).
 
İkinci basamakta, artakalan o-difenolün veya oluşan o-kinonun ikincil bir hidroksilizasyona uğradığı ve böylece trihidroksıbenzen oluştuğu varsayılmaktadır (2).
 
Üçüncü   basamakta   trihidroksibenzen,   o-kinonun   kalanı   ile tepkimeye   girmekte   hidroksikinon oluşmaktadır (3).
Dördüncü basamakta ise hidrokinonlar polimerize olarak önce kırmızı ve kırmızı-kahve, daha sonra ise melanın denilen koyu kahve renkli pigmentlere dönüşmektedir.
 
 
Enzimatik esmerleşme, özellikle proses sırasında önlenmesi gereken bir değişmedir. Bu amaçla uygulanan başlıca önlemler şunlardır:
a.         Eğer enzim ısı uygulanması ile inaktive edilirse tepkime durmaktadır. Bu amaçla örneğin armut püresinin 90 °C'de 8 saniye ısıtılması yeterlidir. 85-90 °C'de 1-3 dakika uygulanan haşlama veya ısıtma işlemlerinin başlıca amaçlarından birisi de budur.
b.         Enzimin kükürt dioksit veya bisülfit uygulanması ile infaibisyonu da enzimatik esmerleşmeyi önlemektedir. Ancak bisülfit uygulanması ayrıca rengin açılmasına ve tadın değişmesine yol açtığı için, yalnız ısıya duyarlı gıdalarda uygulanmaktadır.
c.         Dokusu zedelenen meyve ve sebzenin oksijen ile ilgisinin kesilmesi de yaygın bir uygulamadır. Dilimlenen veya doğranan sebze veya meyvenin tuzlu veya şekerli suya atılmasının nedeni budur.
d.         Diğer bir uygulama, meyve ve sebzenin, dokusu zedelendikten sonra asitli suya konulmasıdır. Bu amaçla %0.1-0.5'lik sitrik asit veya malik asit çözeltisi kullanılmaktadır. Bu yolla enzimatik esmerleşmenin engellenmesi, pH değerinin düşmesine dayanmaktadır. Ayrıca asidin, enzimin prostetik grubu ile kelat oluşturması da söz konusudur.
e.         C vitamini ya da askorbik asit, enzimatik esmerleşmenin önlenmesi için en etkili yoldur. Askorbik asit ortamdaki oksijeni kendisi harcayarak enzimatik esmerleşmeyi engellemektedir. Ayrıca, tepkimenin birinci basamağında oluşan o-kinonu da, başlangıç bileşiği olan o-difenole dönüştürmektedir.
 
 
 
 
Öte yandan substratın reaktif gruplarının, enzimatik yolla metil (CH3) grubuna dönüştürülmesi ile de enzimatik esmerleşme engellenebilmektedir.
 
LİPİD OKSİDASYONU
Lipid oksidasyonu, gıdalarda en sık rastlanılan bozulma tepkimesidir. Bu tepkimenin substratı doymamış (çift bağlı) yağ asitleridir. Bunların gıdalardaki başlıca örnekleri oleik, linoleık, linolenik ve araşidonik asittir. Bunlar sırası ile 1, 2, 3 ve 4 çift bağ içermektedir (Çizelge 4).
Tepkime başlangıç enerjisini ışık, ısı gibi kaynaklardan aldıktan sonra otokatalitik olarak yürümekte ve sonuç olarak gıdanın tadını ve kokusunu olumsuz yönde etkileyen aldehit, keton gibi bir dizi bileşik oluşmaktadır. Bu tepkimeye oksidatif acılaşma da denilmektedir.
 
Çizelge 4. Gıdalardaki Başlıca Doymamış Yağ Asitleri
Yaygın Adı Simge Formülü
Oleik asit C 18:1 CH3(CH2)7(CH=CH-CH2)(CH2)6COOH
Linoleik asit C 18:2 CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)2(CH2)6COOH
Linolenik asit C18:3 CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)4(CH2)6COOH
Araşidonik asit C18:4 CH3(CH2)4(CH=CH-CH2)4(CH2)2COOH
 
Lipid oksidasyonunun birinci basamağı allil grubundan (CH2-CH=CH-CH2) bir hidrojenin ayrılması ve aktif radikal oluşmasıdır. Hidrojen öncelikle çift bağın bitişiğindeki C atomundan ayrılmaktadır. Bir allil grubundan aktif radikal oluşma olasılığı dörttür (1).
 
 
 
İkinci basamak, aktif radikallerin katılma tepkimesi ile peroksit ve hidroperoksitlere dönüşmesidir (2)
 
 
 
Peroksit oluşumu için yağ molekülü oksijen bağlamakta ve bu oksijenin çözünmüş formda bulunması gerekmektedir. Hidroperoksit oluşumu için ise peroksit, hidrojen bağlamaktadır. Bu hidrojen diğer bir yağ molekülünden alındığı için, o yağ molekülünde de aktif radikal oluşmaktadır ve böylece olay otokatalitik bir nitelik kazanmaktadır (3).
 
 
 
Lipid oksidasyonunun üçüncü basamağında hidroperoksitler parçalanarak keton, aldehit, alkol vb bileşikler oluşmaktadır ve tepkimenin bu basamağını bakır, demir, kobalt gibi metal iyonları hızlandırmaktadır (4).
 
Oksidasyon sırasında oluşan az miktardaki epoksiperoksidin poli-merize olduğu düşünülmektedir.
Bilindiği gibi peroksit sayısı, yağda peroksit formunda bağlı oksijen miktarını göstermektedir ve oksidasyon düzeyi hakkında fikir vermektedir. Ancak oksidasyon düzeyinin belirlenmesinde, ayrıca üçüncü basamakta peroksit ve hidroperoksitlerden oluşan karbonilli bileşik miktarının da (karbonil sayısı, aldehit sayısı, TBA sayısı gibi) dikkate alınması gereklidir. Oksidatif molekül parçalanması ile yağda aynı zamanda formik asit, asetik asit, propiyonik asit, malonik asit ve pelargonik asit gibi bileşikler de oluşabilmektedir.
Yağdaki oksidatif değişmelerin engellenmesi için; oksijenin uzaklaştırılması, ambalajın ışık engelli olması, yağa metal kontaminasyonunun önlenmesi ve depolama sıcaklığının düşük tutulması gerekmektedir.
Ayrıca antioksidan kullanılması da yaygın bir uygulamadır. Bu amaçla tokoferol, gallat (propil, oktil, metil), bütilhidroksianizol (BHA) ve bütilhidroksitoluol (BHT) gibi bileşikler kullanılmaktadır ve bunların miktarı gıda kodeksi ile sınırlanmaktadır. Antioksidan kullanılmasında anti-oksidamn harcanmasından sonra oksidasyonun yeniden başlayacağının dikkate alınması gereklidir.
 
LİPİD HİDROLİZİ
Lipid hidrolizi gliseridlerdeki ester bağının hidrolitik yolla parçalanması ve ester oluşumuna katılan yağ asitlerinin serbest kalmasıdır.
 
 
 
Lipid hidrolizi daha çok lipaz enzimi tarafından katalize edilmektedir. Lipaz enzimi yağlı tohum, tahıl, süt, meyve ve sebzede doğal olarak bulunabilmektedir. Ayrıca çok sayıda mikroorganizma da lipaz oluşturabilmektedir.
Lipaz enziminin bir diğer özelliği de çok düşük sıcaklıklarda aktif kalabilmesidir. Bunun için bir miktar substratın henüz daha sıvı formda bulunması yeterlidir. Bu nedenle donmuş gıdalarda lipaz enzimi kalite kaybına yol açan başlıca etkenlerden birisidir.
Lipaz tarafından katalize edilen tepkimenin hızı gliserit tipine ve gli-seritteki yağ asidine bağlı olarak değişebilmektedir. Hidroliz hızı tri-, di-ve monogliserit sırası ile azalmaktadır. Küçük moleküllü yağ asitlerinin oluşturduğu gliseritler daha hızlı parçalanmaktadır.
Lipid hidrolizi ile yağın tadı ve kokusu olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu değişmeye lipolitik acılaşma da denilmektedir. Tat ve koku değişiminde 12 ve daha az karbonlu yağ asitleri özellikle etkilidir. Çünkü bunların tadı, çok düşük konsantrasyonlarda algılanmaktadır. Sudaki algılanma konsantrasyonu bütirik asit için 0.5 ppm, kaproik ve kaprilik asit için 3 ppm, kaprik ve laurik asit için 10 ppm'dir.
Lipıd hidrolizi; lipaz enziminin ısıl inaktivasyonu, depolama sıcaklığının ve bağıl nemin düşürülmesi ile önlenebilmektedir.
PİGMENT DEGRADASYONU
Gıdaların kendine özgü rengi çok sayıda pigmentten kaynaklanmaktadır ve bunlar da olgunlaşma, işleme ve depolama sırasında değişime uğramaktadır.
Gıdalardaki doğal pigmentler genel olarak karotenoıdler, klorofiller, antosiyaninler ve heme pigmentleri olarak dört grupta toplanmaktadır.
1. Karotenoidlerin Değişmesi
Gıdalara sarı-turuncu, turuncu ve turuncu-kırmızı rengi veren pigment grubudur. Daha çok turunçgil, kayısı, şeftali, karpuz, balık, yumurta ve sütte bulunmaktadırlar.
Kimyasal yapılarına göre hidrokarbon ve ksantofillerin olmak üzere iki gruba ayrılmaktadırlar. Ksantofıllenn hidrokarbonlardan farkı; hidroksil, metoksil, karboksil, keton veya epoksi formunda oksijen içermeleridir. Yine kimyasal yapılarına göre asildik (likopen), monosiklik (g-karoten) ve bisiklik (b-karoten) olmak üzere üç farklı gruptan söz edilmektedir.
 
 
 
Renk farkı, çift bağlarla oluşan sistemin farklı olmasından ve gıdanın çok sayıda karotenoidi birlikte içermesinden ileri gelmektedir. Çift bağlar çiş veya trans izomeri gösterebilmektedir. Çift bağ içeren bileşikler için neo-, çoklu çis bileşikler için pro-, karbon atomun bir eksik türevler için ise apo- ön eki kullanılmaktadır.
Olgunlaşma ilerledikçe meyve ve sebzedeki karotenoid oranı artarken, klorofil miktarı azalmaktadır. Karotenoidlerden ise hidrokarbonların oranı ksantofillere göre daha fazla artmaktadır. Domatesteki likopen miktarı yeşil olgunlukta 1.1 mg/kg'dan kırmızı olgunlukta 78.5 mg/kg'a yükselirken ksantofıl miktarı 0.2 mg/kg'dan ancak 0.6 mg/kg'a artmaktadır.
 
Çizelge 5. Domateste Olgunlaşmaya Bağlı Olarak Karotenoid Değişimi
Karotenoid Adı Yeşil (mg/kg) Sarı (mg/kg) Kırmızı (mg/kg)
Likopen 1.1 8.4 78.5
Karoten 1.6 4.3 7.3
Ksantofıl 0.2 0.3 0.6
Ksantofıl ester 0.0 0.2 0.1
 
Karotenoidlerde proses ve depolama sırasında ortaya çıkan değişmeler, lipid oksidasyonunda olduğu gibi oksijen ve ışıktan kaynaklanmaktadır. Sonuçta karotenoidler parçalanmakta ve renksiz bileşiklere dönüşmektedir. Eğer bu iki etken elimine edilirse, gıda karotenoidleri ısıya karşı stabildir.
Lipoksigenaz enzimi de karotenoid oksidasyonunu katalize etmektedir. Karotenoid oksidasyonu yalnız renk solmasına değil, tat ve koku değişmesine de yol açmaktadır. Bunun nedeni oksidatif parçalanma sırasında değişik aldehit ve ketonların oluşmasıdır. Örneğin beta-karotenden oluşan beta-iyonon, kum havuçta menekşe araması oluşturmakta ve daha 14 ppb konsantrasyonunda algılanmaktadır.
Gıdalarda karotenoid değişmelerinin yavaşlatılabilmesi için; lipoksigenaz enziminin ısıl etki ile inaktive edilmesi, ambalajda ışık engeli olması ve kuru gıdaların koruyucu gazlı ambalajlanması gereklidir.
2. Klorofillerin Değişmesi
Meyve ve sebzelerdeki yeşil rengin kaynağı klorofillerdir. Klorofil a ve klorofil b olmak üzere başlıca iki klorofil formu vardır. Bunlardan klorofil a mavi-yeşil, klorofil b ise sarı-yeşil renktedir. Klorofil a’nın klorofil b'ye oranı yaklaşık 3:1 'dir. Her ikisinin de molekülün merkez atomu magnezyumdur ve dehidro formunda porfirin halkası ve fitol zinciri içermektedir. Klorofil b'nin klorofil a'dan yapısal farkı, üçüncü karbon atomunda metil (CH3) grubu yerine aldehit (CHO) grubu bulunmasıdır (Şekil 1).
 
 
Klorofilde değişmeye yol açan başlıca etkenler ısı, asit, oksijen ve klorofillaz enzimidir. Asidik ortamda ısıtıldığı zaman klorofil molekülünden Mg ayrılmakta ve klorofil feofıtine dönüşmektedir. Feofıtin zeytin yeşili renktedir. Eğer Mg yerine Sn veya Fe geçerse klorofil gri-yeşil renkli olmaktadır. Klorofilden fıtol yan zinciri klorofillaz enzimi etkisi ile ayrıldığı zaman ise metilklorofillid oluşmaktadır (Şekil 2).
 
 
Asidik ortamda feofitinden fitol veya metılklorofillidden magnezyum ayrıldığı zaman feoforbid oluşmaktadır. Feoforbid ise oksijenin etkisi ile clorpurpurine dönüşebilmektedir.
Klorofil bazik ortamda stabildir. En önemli kayıp, sebzelerin asidik ortamda haşlanması sırasında ortaya çıkmaktadır. Haşlama sıcaklığının yükseltilerek sürenin kısaltılması ile klorofil dönüşümü azaltabilmektedir. Haşlama ile klorofilaz enzimi inaktive edildiğinden, gıdanın depolanması sırasındaki klorofillid oluşumu önlenmektedir. Ancak kuru sebzelerde feofitın oluşumu depolama sırasında devam etmektedir ve klorofil kaybı su aktivitesi arttıkça hızlanmaktadır.
Gıdalarda klorofil kaybının azaltılması için; haşlama ile klorofillazın inaktive edilmesi, haşlamanın nötral ortamda yapılması, kuru gıdaların nem kazanmasının önlenmesi gereklidir.
3. Antosiyaminlerin Değişmesi
Antosiyaninler, meyve ve sebzelere kırmızıdan viyoleye kadar değişen rengi veren ve glikozit formunda bulunan pigment grubudur.
 
Hidroliz ile glikozitteki şeker kökü ayrıldığı zaman geriye kalan kısım antosiyanidin olarak adlandırılmaktadır (Şekil 3)
Moleküldeki R1, R2 ve R3 yerine H, OH veya OCH3 grubu bağlanabilmektedir ve buna göre de değişik antosiyaninler oluşmaktadır (Çizelge 6).
 
Çizelge 6. Antosiyaninlerin Adlandırılması
Antosiyanin Rı R2 R3
Pelargonidin H OH H
Siyanidin OH OH H
Peonidin OCH3 OH H
Delfinidin OH OH OH
Petunidin OCH3 OH OH
Malvidin OCH3 OH OCH3
Antosiyaninlerde metoksil (OCH3) grubu arttıkça kırmızılık, hidroksil (OH) grubu arttıkça ise mavilik artmaktadır. Meyve ve sebzelerde bunlardan en yaygın bulunanı siyanidindir.
Antosiyaninlerin rengi özellikle pH değerine bağlı olarak değişmektedir. Renk, düşük pH değerlerinde stabildir. Yüksek pH değerlerinde rengin stabilizasyonu için Al+3 ve Fe+3 gibi çok değerlikli metal iyonları ile kompleks oluşturulmalıdır.
Antosiyanin degradasyonu üzerine pH değerine ek olarak sıcaklık, şeker konsantrasyonu ve askorbik asit miktarı da etkilidir.
Etin doğal rengi miyoglobin ve hemoglobin denilen heme pigmentlerinden kaynaklanmaktadır. Her iki pigmentde de globin, porfirin halkası ve demir iyonu bulunmaktadır (Şekil 4).
 
 
Miyoglobin (Mb) pembe renktedir ve oksijenin etkisi ile kırmızı renkli oksimiyoglobine (MbO2) dönüşmektedir. Bu bileşik yavaş yavaş metmiyoglobine (MMb) okside olmaktadır. Metmiyoglobin mat kahve rengindedir. Bu sırada iki değerlikli demir üç değerlikli demire dönüşmektedir ve bu bir stakiyometrik oksidasyondur. Taze etin rengi bu üç bileşiğin oranı tarafından belirlenmektedir.
 
Bu bileşikler ısıya karşı stabil değildir. Bu nedenle, nitrat ve nitrit katkısı ile proses sırasında etin rengi stabilize edilmektedir. Bu sırada önce miyoglobin metmiyoglobine dönüşmekte ve NO oluşmaktadır.
 
 
 
NO, miyoglobin ve metmiyoglobin ile parlak kırmızı renkli kompleksler oluşturmaktadır.
MMbNO da askorbat gibi indirgen madde varlığında demirin kısmi indirgenmesi ile MbNO'e dönüşmektedir. Böylece oluşan nitrozomiyo-globin hem ısıya ve hem de oksidasyona karşı stabildir.
Gıdalardaki vitamin kaybı ısı, ışık, oksijen gibi etkenlerle ortaya çıkmaktadır. Ayrıca ortamın asidik veya bazik oluşu da vitamin kaybını etkilemektedir. Hangi vitaminin hangi etkenlere karşı duyarlı olduğu TABLO 2'de verilmiştir. Karotenoıd kaybı daha çok oksijen ve ışık etkisine bağlıdır. C vitamini kaybı sıcaklık, oksijen, ışık ve metal iyonundan etkilenmektedir.
Niyasin oldukça stabil bir vitamindir. Etin olgunlaşması sırasında % 25-30 kayıp olmaktadır.
B1 vitamini kaybı, sıcaklık ve pH değeri arttıkça artmaktadır. Kükürtleme ve nitrit katkısı da B1 vitamini kaybını hızlandırmaktadır.
B2 vitamini özellikle 420-560 nm dalga boyu aralığındaki ışıktan etkilenmekte ve ribit ayrılması lumiflavine dönüşmektedir.
Gıdalardaki kimyasal değişmelerden maillard tepkimesi, enzimatik esmerleşme, lipit oksidasyonu ve pigment degradasyonunun sıfırına dereceden tepkime kinetiğine uymaktadır. Buna karşılık vitamin kaybı ve lipit hidrolizi daha çok birinci dereceden tepkime kinetiğine yakındır.

 

Döküman Arama

Başlık :