Karbonhidratlar
Monosakkaridler
Oligosakkaridler
Polisakkaridler
Polisakkaridlerin Genel Özellikleri
Polisakkaritler monosakkaridlerin glikosidik bağlarla biraraya gelmesinden oluşan polimerik yapılardır.
Polisakkarid örnekleri:
Nişasta
Glikojen
İnulin
Selüloz
Hemiselüloz
Pektin
Galaktan
Mannan
Kitin
Karma polisakkaridler
Polisakkaridler genellikle 20’den fazla monosakkaridin düz zincir veya dallanmış yapıda birleşmesiyle oluşur.
Polimerizasyon derecesi >9’dur.
Polisakkaritlerin çoğu için bu değer 200-3000 arasındadır.
Selüloz için ise 7000-15000 aralığındadır.
Polisakkaridler besin sistemlerinde suyun hareketini kontrol ederek, su ile besinin yapısı başta olmak üzere birçok işlevsel özelliğinden sorumludurlar.
Polisakkaridlerin besin üretim süreçlerinde temel kullanım alanları:
Koyulaştırıcı, kıvam verici
Jel oluşturucu
Sıvı ürünlerin akıcılığını ve yapısını düzenleyici
Yarı katı ürünlerin şekil değiştirme özelliğini düzenleyici
Nişasta
Bitkilerin enerji deposudur
Temel kaynakları
Tahıllar (mısır, buğday ve pirinç)
Kurubaklagiller (fasülyeler ve mercimek)
Yumru kökler (patates ve kassava)
Diyetin karbonhidrat içeriğinin %80 kadarını oluşturur.
Nişasta
Glukoz birimlerinin α-1,4-glikosidik ve α-1,6-glikosidik bağları ile bağlanmasından oluşur.
Nişastanın kısmi hidrolizi maltoz, tam hidrolizi D-glukoz verir.
Amiloz ve amilopektin olarak iki şekilde bulunur.
Değişik çözeltiler ve çöktürme reaksiyonları ile amiloz ve amilopektin kısımları ayrılabilir.
Amiloz ve Amilopektinin Retrogradasyon Kinetiği
İki nişasta polimeri olan amiloz ve amilopektinin retrogradasyon kinetiği birbirinden oldukça farklıdır.
Saf amiloz solüsyonu saatler içinde retrograde olurken amilopektin solüsyonunun retrogradasyonu birkaç gün gerektirmektedir
Retrogradasyon
Nişasta soğuk suda erimez, fakat ısıtıldığında su alarak şişer ve belli bir sıcaklıktan sonra jelleşmeye başlar.
Jelatinize olmuş nişastada soğuma ve depolama süresine bağlı olarak meydana gelen değişime nişasta retrogradasyonu denilmektedir.
Basit bir açıklamayla retrogradasyon nişastanın yeniden kristalizasyonudur
Nişasta
Hücrelerde granül halinde bulunur
Hiçbir çözücüde çözünmez. Alkol, su, eter etkisizdir.
Su çekicidir (fazla-OH içerir)
Nişasta granülleri amilopektin tabakası ile çevrilidir.
Kolloidal bir solüsyon eldesi için suyla karışmadan amilopektin tabakasının yırtılması gerekir.
http://entertainment.howstuffworks.com/play-doh2.htm
Nişasta
Pişirme sırasında bu dış zar parçalanır ve nişasta daha kolay sindirilir.
Su ile kaynatılınca, kolloidal solüsyondan, kolloid jel oluşur. Buna pelte denir.
Jel ısı 55-70⁰C
Benedict reaktifi ile reaksiyona uğramaz
Ticari nişastalarda amiloz:amilopektin oranı ortalama 0,25:0,75 tir.
Besinlerdeki nişastanın amiloz ve amilopektin içerikleri(%)
Amiloz
200-2.000 glukoz biriminin 1,4-α-glikosidik bağlarıyla birleşmesinden oluşur.
Mol. Ağırlığı: 10.000-60.000
Düz zincir yapıdadır.
Mısır ve buğday nişastasının %24-28’i
Patates nişastasının %20-23’ü
Pirinç nişastasının %16-18’i amilozdur
Suda erir saydam bir solüsyon oluşturur.
Amiloz
β-amilaz enzimi ile maltoza hidroliz olur.
Kristal halde elde edilir.
Serbest aldehid grubu yoktur
İyotla koyu mavi bir renk verir.
Amiloz à jöle
Amilopektin
1,4-glikosidik bağları ile bağlanmış, 20-30 glukoz ünitesi içeren amilozların, 1,6-glikosidik bağı ile bağlanmasından oluşur
Dallanmış yapıdadır.
Mol. ağırlığı: 50.000-1.000.000
Amilopektin
Yapısında genelde fosforik asit ve yağ asitleri bulunabilir.
Β-amilaz ile kısmi hidroliz olur. (%60 oranında)
İyotla pembe-menekşe renk verir.
Amilopektin à pelte
Nişastanın Fraksiyonlarına Ayrılması (Amiloz-Amilopektin)
1.Jelatinizasyon sıc. ın biraz üzerinde ısıl işlem sonrası amilozun saflaştırılması
2.Nişastanın sulu ortamda tamamen parçalanarak bileşenlerine ayrılması. Hububat nişastaları çok zor parçalandığı için otoklav sı. nda tamamen bekletme
Degradasyonu önlemek için: Nişastadan yağı uzaklaştırma-Tamponlama-ortamdan oksijeni uzaklaştırma
Ön işlem faydalı: sıvı amonyak, dimetil sülfoksit, seyreltik baz kullanımı
Amilozun çöktürülmesi: n-butanol veya n- timol ile komoleks oluşturarak çöktürme
Amilopektinin çöktürülmesi: liyoflizasyon veya alkol presipitasyonu
Nişastanın Jelatinizasyonu
Çirişlenme: Nişasta soğuk suda çözünmez. Su ile ısıtıldığında 55 oC’ nin üzerinde su emerek şişer, hacmi büyür, pelteleşir, koloidal bir çözelti meydana gelir. Buna çirişlenme denir. Patates nişastası 65 oC’ de, mısır nişastası 75 oC’ de, buğday ve pirinç nişastası 85 oC’ de çirişlenir. Enzimler ancak çirişlenmiş nişastayı parçalayabilmektedir.
Jel Oluşumu:Nişastanın pişirilmesinden sonra elde edilen yüksek viskoziteli sıvı soğutulduğunda oluşur
Sineresis
Retrogradasyon
Opak görünüm- sert yapı
Jelatinizasyonu belirleyen cihazlar
Amilograf
Mikroviskoanalizör (RVA: Rapid Viscoanalyser)
Niş.-su karışımı sıc (1.5 C/dk) artırılırak ölçülür
50-57 C arasında viskozite artarak malta haçı görüntüsü kaybolması
Nişasta bazlı yağ ikame ediciler
Yağ içeriği azaltılmış veya yağı tamemn uzaklaştırılmış gıdalarda yağın gıdalara verdiği özellikleri sağlamak üzere kullanılan maddelerdir (=fat replacer=yağla yer değiştiren maddeler)
Protein-lipit- karbonhidrat
Dirençli Nişasta
Vücuda alınan nişastanın incebağırsakta tam olarak emilemediği tespit edilmiş ve sindirilemeyen nişasta fraksiyonlarına ilgi artmıştır.
1982 yılında yapılan bir araştırmada enzimatik hidrolizden sonra bazı nişastaların sağlam kaldığı tespit edilmiştir.
Bu alanında yürütülen çalışmalar da mide ve ince bağırsakta sindirime direnç gösteren benzer nişastaların varlığını doğrulamıştır (Englyst vd, 1982).
İlerleyen araştırmalar da bu nişastaların kalın bağırsakta fermente edilebilir olduğunu açığa çıkartmıştır.
Nişastanın sindirilemeyen bu fraksiyonları “enzime dirençli nişasta” (EDN) olarak isimlendirilmektedir
Dirençli nişasta fiziksel ve kimyasal özellikleri açısından EDN1, EDN2, EDN3 ve EDN4 olmak üzere 4 alt gruba ayrılmaktadır. Tip1, Tip2, Tip3 ve Tip4 enzime dirençli nişasta olarak da gruplandırılabilir
Dirençli Nişasta Oluşumu
Dirençli nişasta formu besinlerin doğal yapısında bulunduğu gibi, evde ve/veya fabrikada hazırlanması ve işlenmesi sırasında oluşabilir.
Retrograde olmuş amiloz
Dirençli Nişasta Oluşumu
Nişastalı besinleri işlerken oluşan retrograde amiloz miktarını etkileyen faktörler:
Nişastanın kaynağı
Nişasta tipi(amiloz/amilopektin oranı)
Fiziksel yapısı(partikül büyüklüğü, su içeriği, su çekme kapasitesi, pH)
Jelatinizasyon derecesi
Nişasta-protein interaksiyonu
Amiloz-lipid kompleksleri
Uygulanan ısısal işlemler ve süreleri(ısıtma, haşlama, pişirme, soğutma ve dondurma sıcaklıkları ve süreleri, ısıtma sayısı)
Nişastanın sindirime karşı olan direnci nişasta polimerleri arasındaki ilişkinin doğasına bağlıdır.
Amiloz içeriği zengin olan nişastalar doğal olarak sindirime daha dirençli ve retrogradasyona daha eğilimlidir.
Nişasta retrogradasyonu dirençli nişastanın yapısal oluşumuyla doğrudan ilgilidir.
Su varlığında yeterli yüksek sıcaklığa ısıtma esnasında nişastanın kristal bölgeleri erir, nişasta granülleri jelatinize olur ve daha kolay sindirilebilir hale gelir.
Ancak nişastanın bu durumu stabil değildir ve soğuma esnasında yeniden kristaller oluşur.
Böylece nişasta amilaz ile hidrolize karşı yeniden dirençli hale gelir.
Enzime dirençli nişasta kavramı nişastanın biyoyararlılığı ve besinsel lif kaynağı olarak kullanılması
SİNDİRİLEMEYEN NİŞASTA
RETROGRADASYON SONUCU ORTAYA ÇIKAR
Yapılan araştırmalarda EDN’nin fizyolojik fonksiyonlarının besinsel lif ile benzer olduğu görülmüştür (Kahraman ve Köksel, 2006).
Bununla birlikte enzime dirençli nişastanın yağ ikamesi olarak gıdalarda kullanımı önem kazanmıştır.
Yağ yerine enzime dirençli nişasta kullanılarak hem gıdanın yağ içeriği azaltılmakta hem de yağların gıdaya kazandırdıkları karakteristik özelliklerden taviz verilmemektedir
Enzime Dirençli Nişastanın Önemli Fizyolojik Faydaları
Kısa Zincirli Yağ Asitleri ve Bağırsak Sağlığı
Prebiyotik ve Kültür Destekleyici Olarak EDN
EDN’nin Kalorifik Değeri ve Glisemik İndeks
Kısa Zincirli Yağ Asitleri ve Bağırsak Sağlığı
İnce bağırsaktan sindirilmeden geçen EDN’nin kalın bağırsakta fermente edilmesiyle birlikte karbondioksit, metan, hidrojen, organik asitler ve kısa zincirli yağ (KZYA ) asitleri gibi bazı fermentasyon ürünleri meydana gelir.
Üretilen KZYA bütirat, asetat ve propiyonattır. EDN’nin olumlu fizyolojik etkisinin özellikle bu KZYA’dan ileri geldiği düşünülmektedir
Prebiyotik ve Kültür Destekleyici Olarak EDN
Prebiyotikler mide ve ince bağırsakta sindirilemeyen ve kalın bağırsakta mevcut yararlı bakteriler için potansiyel substrat vazifesi görerek, kolonda mevcut bu bakterilerin aktivitesini ve/veya gelişimini teşvik eden gıda bileşenleri olarak tanımlanmaktadır
EDN mide ve incebağırsaktan sindirilmeden geçerek, kalın bağırsaktaki yararlı bakteriler tarafından fermente edilir. Dolayısıyla da prebiyotik etkiye sahiptir.
EDN’nin Kalorifik Değeri ve Glisemik İndeks
Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda dirençli nişastanın enerji değeri yaklaşık olarak 8 kJ/g (2kcal/g) olarak hesaplanmıştır.
Bu enerji değeri, tamamen sindirilebilir nişastanınkiyle karşılaştırıldığında oldukça düşük bir değerdir.
Tamamen sindirilebilir olan nişastanın enerji değeri 15 kJ/g (4.2 kcal/g) dır
Çoğu karbonhidratlar tüketildikten yaklaşık 15-45 dk sonra kan glikoz seviyesini yükseltirler.
Glikoz seviyesi yaklaşık 2-3 saat içerisinde normale döner.
Yüksek glikoz konsantrasyonu nedeniyle kanda insülin hormonu konsantrasyonu da artarve bunun sonucu olarak vücutta depolanmış yağların kullanımı durur.
EDN’nin yavaş sindirilmesi kan glikoz seviyesinin daha iyi kontrol edilmesi ve buna bağlı olarak depo yağların kullanılmasını sağlamakta ve dolayısıyla daha faydalı olabilmektedir.
Bütün bu nedenlerle dirençli nişasta bakımından zengin gıdalar şeker hastaları için depo yağların kullanımını teşvik etmeleri ve kan glikoz düzeylerinin sürekli olarak kontrol edilmesi açısından oldukça önemlidir.
Ayrıca açlık hissini baskıladığı için obezite hastalarının EDN tüketmeleri teşvik edilmelidir
Modifiye Nişasta
Doğal nişastanın fiziksel, kimyasal veya enzimatik uygulamalardan bir veya birkaçına maruz bırakılarak, genel özelliklerinin kısmen değiştirilmesi ile elde edilen nişasta türüdür.
Bu uygulamalar sonucunda, besin sanayiinde spesifik amaçlara uygun ürünler elde edilir.
Sübstitüsyon Derecesi (SD)
Başlıca modifiye nişasta tipleri
Asitle inceltilmiş(düşük viskoziteli) nişastalar
Çapraz bağlı modifiye nişastalar
Okside nişastalar
Prejelatinize nişastalar
Stabilize nişastalar (nişasta esterleri, nişasta eterleri)
Modifiye nişasta oluşturma
Nişasta ve nişasta fraksiyonlarının (amiloz ve amilopektin) özellikleri fiziksel ve kimyasal modifikasyonlar ile amaca uygun biçimde değiştirilebilir.
En basit modifikasyon asit ile muamele ile gerçekleştirilir. Nişasta granülleri pek etkilenmez ama asit miseller arası bölgeye girer ve bazı bağları parçalayarak yapıyı zayıflatır. Böylece nişasta düşük viskoziteli bir çözelti oluşturur. Enzimler ile de aynı sonuca ulaşılabilir.
Nişasta süspansiyonunun sodyum hipoklorit gibi yükseltgenler ile muamele edildiğinde viskozite yine düşer ve ayrıca hamurun berraklığı artar. Hipoklorit ile oksitlenen nişasta emülsiyon stabilizatörü ve kıvamlaştıncısı olarak kullanılabilir.
Nişasta süspansiyonu epiklorhidrin, fosforoksiklorür veya sodyum trimetafosfat ile alkali ortamda muamele edilirse çapraz bağlanma gerçekleşir ve nişastanın şişme yeteneği azalır ve viskozite artar.
Modifiye nişastanın kullanıldığı ürünler
Jöleli şekerler, şekerli ürünlerin kaplanması
Dondurulmuş gıdalar, konserveler
Soslar
Bebek mamaları
Meyve turtaları, dolgulu kekler
Süt ürünleri
Dondurmalar, pudingler
Soğuk suda çözünebilen kremalar
Hazır tatlılar
Hazır çorba ve kek karışımları
Jelatinizasyon
Besinlere su içeren ortamlarda uygulanan haşlama, pişirme ve otoklavlama gibi ısısal işlemler sonucunda gerçekleşir.
Jelatinizasyon
Isıtılınca nişasta granülleri su çekerek şişer. Birbirlerine yaklaşarak aralarında su tutarlar.
Soğutulduğu zaman kolloid jel halini alırlar. Jel genellikle sıcak sol solüsyonunun soğutulmasıyla elde edilir.
Soğutulmuş nişasta peltesi, jöleler, pudingler, sütlaç ve muhallebi gibi.
Jelatinizasyon
Patates nişastası à 59-67⁰C
Mısır nişastası à 64-72⁰C
Bu derecelere etki eden etmenler: pH, uygulama öncesi işlemler, ortamda tuz ve şekerin varlığı
İlke:
Tanelerdeki nişastalar su çekerek süspansiyon yaparlar
Granüller şişer, birbirlerine yaklaşır
Jöle, pelte
Jelatinizasyon
Tahıl nişastası (mısır, buğday, pirinç)
Soğutulduğu zaman opak jel
Yumru, kök nişastaları (patates, kassava)
Soğutulduğu zaman zayıf jel
Nişastanın Hidrolizi
Nişasta à Amilodekstrin à Eritrodekstrin
mavi mavi kırmızı
Akrodekstrin à Maltoz à Glukoz
renksiz renksiz renksiz
Very dilute iodine tincture solution (left), starch suspension with iodine (middle), very dilute iodine and dextrin solution (right)
Dekstrin Asit
Nişasta à Dekstrin à Glukoz veya Maltoz
Enzim
Suda kolloidal solüsyon oluşturur
Alkolde erimez, çöker. Bu özellikleri ile nişastaya benzer
Küçük moleküllü dekstrin oldukça indirgeyicidir.
Solüsyonları yapıştırıcı (zamk) olarak kullanılır
Dekstrin Yapısı
Sellüloz
Bitki hücre duvarının ana bileşenidir.
Polimerizasyon derecesi: 7.000-15.000
Sellülozun bitki hücre duvarındaki formu
Sellüloz
3.000-10.000 glukoz birimin β-1,4 glikosidik bağ ile bağlanmasıyla oluşur.
Mol. Ağırlığı: 1.620.000 (106)
Dallanmış yapıda değildir.
Zincirler düz değil birbirleri üzerine hafif bükülmüş olarak yer alırlar.
İnsanda sindirilemezler
Hemiselüloz pektin ve gamlarla besinsel lif kompleksini oluştururlar
Sellüloz à sellobioz à glukoz
Sellüloz Yapısı
Sellüloz Kimyası
Suda, sulu asit ve alkalilerde erimez.
NH3 + Cu(OH)2 à erir
ZnCl2 + HCl à erir
NaOH + CS2 à erir
Viskoz yapımında kullanılır.
Selüloz hidrolizlendiğinde selobioz ve en sonunda glukoza dönüşür.
Glikozidik bağlar ß 1—>4 karakterinde olduğunda yalnız 3-glukosidazlar tarafından parçalanabilirler.
Sellüloz Kimyası
Sellüloz Hidrosellüloz
%10 NaOH Merserize pamuk
Sellüloz Parşömen
%70 H2SO4
Sellüloz Nitrosellüloz
Kon. H2SO4 + HNO3
MODİFİYE SELÜLOZLAR
KARBOKSİ METİL SELÜLOZ (KMS)
Saflaştırılmış odun pulpu+%18 lik NaOH
METİL SELÜLOZ (MS)
Alkali selüloz+metil klorür
HİDROKSİMETİL SELÜLOZ (HPMS)
Alkali selüloz+metil klorür+propilenoksit
MİKROKRİSTAL SELÜLOZ (MKS)
Selüloz+kontrollü hidroliz= Toz MKS
Selüloz+kontrollü hidroliz+mekanik enerji=Kolloidal MKS
+KMS (Aregatlanmayı önlemek için)
KARBOKSİ METİL SELÜLOZ (KMS)
OH grupları iyonlaşmış halde old negatif yüklü,uzun ve bükülmez old moleküller birbirini iter
Stabil ve yüksek viskoziteli
Protein dispersiyonlarını stabilize eder
Yumurta akı kurutma ve dondurmada stablizatör
Süt ürünlerinde kazein presipitasyonunu engeller
METİL SELÜLOZ (MS)
HİDROKSİMETİL SELÜLOZ (HPMS)
Soğuk suda çözünür.
Yapıdan dışarı taşan metil ve hidroksipropil eter grupları selüloz zincirlerinin interaksiyonunu engeller
Zincirler arası H bağları azalır ve suda çözünürlük artar ancak eter grupları su bağlama ve hidrasyonu azaltır
Yüzeyaktif öz ve interfazlarda absoblanır
Emilsiyon ve köpük yapıdaki gıdaları stablive eder
Yağ içeriğini azaltmak için kullanılabilir
Isı ile jel oluşturabilirler
MİKROKRİSTAL SELÜLOZ (MKS)
Lifli değil ve su absobsiyonu yapabilir (selülozun aksine)
Isı ve asitlere karşı dirençlidir
TOZ MKS
Sünger gibi gözenekli yapıdadır
Tat-koku maddelerini taşıyıcı ve
Toz ürünlerde topaklaşmayı önleyici özelliktedir
KOLLAİDAL MKS
Suda dağılabilir
Yağı azaltılmış dondurma ve diğer dondurulmuş tatlılarda; Köpük ve emilsiyonları stablize etmek
Pektin ve nişasta jellerini ısıya dirençli hale getirmek
Yağ miktarını azaltmak amaçlarıyla kullanılırlar
GIDA PROSESİNDE SELÜLOZ
Hububat daneelrinin dış katmanlarında fazla ve öğütme sırasında kepekle büyük kısmı ayrılır kalanalr değişime uğramaz pek fazla
Pektin ve gamlarla birlikte besinsel lifi oluşturur
Meyve suyu üretiminde klarifikasyonla diğer polisak. ile birlikte uzaklaştırılılar
Bulanık meyve suyu end.nde dibe çökerek bulanıklığın sürekliliğini bozmaktadırlar
Meyve-sebzelerin yapısal öz.nde önemlidirler
Hemisellüloz ve Pentozanlar
Sellüloz ve nişasta olmayan polisakkaridlerdir.
Sulu mineral asitleri ile kaynatılınca hidroliz
olurlar. Bu özelliği ile sellülozdan ayrılır.
amilaz
Hemisellüloz hidroliz olur.
Bu özelliği ile diğer bütün polisakkaridlerden ayrılır.
Xylan bir hemisellülozdur,
Galaktan buğday kepeğinde %43 oranında
Mannan bulunur.
Hemiselüloz Komposizyonu
Β-glukan, pentozlar, heksozlar,proteinler, fenolik maddeler
Hububat hemiselülozların (pentozanlar) bileşimi: D-ksiloz, D-arabinoz, D-galaktoz, D-glukoz, D-glukuronik asit. Pentozları içermezler
Suda çözünmeyen pentozanlar: L-arabinoz, D-ksiloz, D-glukoz. Suda çözünenlerden daha çok dallanma gösterirler
Suda çözünen pentozanlar:arabinoz, ksiloz, galaktoz, protein, arabinoksilan, arabinogalaktan, ferülik asit
Gıda Sanayi Açısından Önemleri
Ağırlıklarının 10 misli su bağlayabilirler. Böylelikle hamurun sertliği/yoğunluğu artar ve yoğurma süresi azalır. Genelde suda çözünen arabinoksilan viskozite ve gaz difüzyonu üzerine etki ederek ekmek kalitesini olumlu yönde etkilemektedir
Çavdar ekmeğinde buğdaya göre daha fazla pentozan bulunmaktadır. Daha yavaş yoğrulmalı aksi takdirde çok sıkı bir hamur elde edilmektedir. Pentozları parçalayan enzim ilavesi yaralı olmaktadır.
Pentozanlar amiloz ve amilopektin ile H bağları kurarak nişasta zincirlerinin kendi arasında bağ yapmasını engellemektedir. Dolayısıyla çavdar ekmeği daha geç bayatlamaktadır.
Gıda Sanayi Açısından Önemleri
Pentozanlar su ile viskozitesi yüksek çözeltiler oluşturabilmektedirler. Sulu çözeltilerde yüksek sıcaklıklarda denaturasyona uğramazlar ve jelatinize olmazlar
Oda sıcaklığında, yükseltgen ajanlar kullanıldığında viskoelastik jeller oluşturmaktadırlar
Malt yapımı sırasında β–glukanlar (basit bir şeker) daha kolay parçalandığı için pentozan içeriği göreceli olarak arpadan daha fazla olmaktadır
Glikojen
α-1,4 ve α-1,6 glikosidik bağları içerir.
Maya hücrelerinde, mantarlar ve yosunlarda var.
Kuru mayanın ağırlığının 1/3 ünü oluşturur.
Midye, istiridye gibi kabuklu deniz hayvanlarında, karaciğer ve kasta bulunur.
Tatsız, renksiz, amorf bir tuzdur.
Sıcak suda erir.
Glikojen
Opelasan bir solüsyon oluşturur.
+ Etil alkol à çöker
Polarize ışığı sağa çevirir
İyotla kırmızı bir renk oluşturur
amilaz
Glikojen à maltoz
asit
Glikojen à glukoz
Glikojen yapısı
İnülin
Bir fruktozan
Fruktoz moleküllerinin polimerizasyonu ile oluşur (30 fruktoz).
Yerelması, soğan yumrusu, sarmısakta bulunur.
Beyaz, renksiz, tatsız bir tozdur.
Soğuk suda az erir, sıcak suda (60-70 C) erir.
%60 veya daha yüksek konsantrasyondaki soğuk alkolde erimez.
İnülin
İyot ile mavi renk vermez.
Benedict solüsyonunu hafif redüksiyona uğratır.
Ticari olan tüm inülin ürünleri oldukça indirgeyicidir.
Polarize ışığı sola çevirir.
Mol. Ağırlığı: 5000 (1,2-fruktosid bağı)
Gamlar
Bitkinin özel hücre sekresyonlarında bulunur.
Galaktoz, galaktoüronik asit-mannoz, galaktoüronik asit-ramnoz ana zincirine ksiloz ve galaktoz yan dalları bağlıdır.
Suda erir.
Polimerizasyon derecesi: 10.000-30.000
Gam Çeşitleri:
-
Agar
-
Karragenanlar
-
Aljinatlar
-
Guar ve Keçi Boynuzu Gamları
-
Ksantan Gam
-
Karışık bağlı β-Glukanlar
-
Pektin
Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır (Ward and Andon 1993). Çizelge 1’de suda çözünebilir gam tipleri ayrıntılı olarak verilmiştir. Hidrokolloidlerin bir çoğu molekül içinde birleşmiş olarak kalsiyum, potasyum, magnezyum ve bazen de diğer metalik katyonları bulunduran anyonik veya nötral kompleks ve dallanmış heteropolisakkaritlerin bir grubunu oluşturmaktadırlar (Glicksman 1980). Düzgün, tek düze bir yapıyı oluşturmak, stabilize ve emülsifiye etmek, kıvam artırmak ve daha bir çok amaç için kullanılan hidrokolloidlerin fırıncılık ürünlerinde etki şekilleri ve kullanım oranları Çizelge 2’de ayrıntılı olarak verilmiştir.
1.Suda çözünebilen gam tipleri
Reçine gamları
Gam arabik Acacia sp. Karaya Sterculia sp. Tragakant Astragalus sp.
Deniz yosunu ekstraktları
Karragenan Chondrus ,Eucheuma spp. Agar Gracilaria, Gelidium spp. Aljinat Laminaria, Macrocystis spp.
Tohum ekstraktları
Guar Cyamopsis tetragonolobus Keçiboynuzu gamı Ceratonia siliqua
Mikrobiyel gamlar
Ksantan gam Xanthomonas compestris
Gellan gam Pseudomonas clodea Bitki ekstraktları Pektinler Elma, turunçgil kabukları Konjac unu Amorphophallus sp. Modifiye gamlar Selüloz gam Sodyum karboksimetil selüloz Selüloz jel Mikrokristalin selüloz Metil selüloz Metil selüloz HPMC Hidroksipropilmetil selüloz
AGAR
Rhodophyceae sınıfı alglerden ekstrakte edilen agar soğuk suda
çözünmez sıcak suda çözünür.
Agar jelleri ısıya dirençlidir ve besinlerde emülgatör, jelleştirici ve stabilizatör olarak kullanılırlar.
Agar başlıca iki polisakkaridden oluşur.
Bunlardan biri nötral (Agaroz)
diğeri ise %5-10 sülfat içerir (Agaropektin).
Agarozun Yapısı
Karragenan
Chondrus crispus’dan elde edilir ve üç farklı fraksiyonu vardır (kappa, lamdave iota).
Moleküler kütleleri 100 000-800 000 arasında değişir.
Jelleşme sıcaklığı spesifik katyonlara(K+, NH+4) bağımlıdır.
Özellikle potasyum ve amonyum iyonları ile fermuar kapanmasını andırır şekilde bir jel oluşturur ve karragenan molekülleri bu katyonlar aracılığı ile birbirine kenetlenir.
Güçlü bir süspansiyon yapıcıdır ve çikolatalı sütlerde kakao partiküİlerininçok düşük konsantrasyonlarda bile süspanse edilmesini sağlarlar.
Karragenanın yapısı
Alginat
Macrocystis pyrifera’dan elde edilir.
Genellikle sodyum tuzu formunda bulunur.
Gıda sanayiinde emülgatör. stabilizatör, koyulaştırıcı, jelleştirici olarak kullanılabilir.
Soğuk suda çözünür fakat iki değerlikli katyonlarla ve asit ile kıvamlı jeller oluşturur.
Guar ve Keçi Boynuzu Gamları
Gıda ve gıda dışı amaçlarla kullanılan önemli kıvam verici polisakkaritlerdir.
En yüksek viskozite değerlerinden birini verir.
Ksantan Gam
Ksantan gam doğal bir polisakkarit ve önemli bir endüstriyel biopolimerdir. 1950 yılında Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı Northern Regional Araştırma Labotatuvarı’nda (NRRL) keşfedilmiştir
Polisakkarit B-1459 veya ksantan gam, Xanthomonas campestris NRRL B-1459 tarafından üretilir. Ksantan seluloz derivatı olarak tanımlanabilir. Ana zincir 1,4-β-glucopyranose kalıntısından oluşmuştur. Ortalama olarak her iki glukoz kalıntısı 3. karbon atomunda yan zincir olarak β- D-Manp- (1➞4)- β- D-GlcpA(1➞2)- α-D-Manp yapısında bir trisakkarid ihtiva eder.
Ksantan gam suda iyi çözünür, yüksek viskoz çözeltileri psödoplastik özellik gösterir
Çok çeşitli gıdalarda; emülsiyon stabilizasyonu, sıcaklık stabilitesi, gıda ingrediyentleri ile uyumlu ve psödoplastik reolojik özellikleri gibi çok sayıda önemli sebepler dolayısı ile kullanılmaktadır.
Pektin
Bitkilerin dokular arası öğesidir.
Pektinler, D-galaktüronik asidin α-1,4-glikosidik bağlanmasıyla oluşan doğrusal polimerlerdir.
Galaktüronik asit zincirine ramnoz, ksiloz, arabinoz ve frukozdan oluşan yan dallar bağlanabilir.
Hidrolizi ile şu bileşikler açığa çıkar;
Galaktüronik asit + arabinoz + galaktoz + asetik asit + metanol
Pektin Yapısı
Pektin
Doğada Ca, Ma tuzu
Pektik madde-suda eriyen kısım
Pektinler şeker ve asitlerin varlığında veya kalsiyum iyonlarının varlığında sürülebilir kıvamda jel oluşturma özelliğine sahiptirler.
Jel oluşumu için; pektin %0,3-0,7
sakkaroz %65-70
pH 3,2-3,5
Pektinden jel oluşumuna etki eden etkenler: %Pektin, pektinin molekül ağırlığı, metillenme, %şeker, %pH
Pektin
Portakal, greyfurt kabuğu(beyaz kısmı) fazla miktarda pektin bulundurur.
Ticari olarak elma ve limondan hazırlanır.
E440 kodu ile besin sanayiinde;
Jelleştirici
Stabilizatör,
Emülsüfiyer olarak kullanılır.
Galaktan
Bitkilerde çok yaygın olarak bulunur.
Agar agar ve karragenan yapısında bulunur.
D-galaktoz birimlerinden oluşur.
Zincirin ucundaki indirgeyici gruba L-galaktoz birimi 1,4-glikosidik bağ ile bağlıdır.
Mannan
Hindistan cevizi, keçi boynuzunda bol miktarda bulunur.
Hidrolizi ile mannoz+glukoz açığa çıkar.
Kitin
Kabuklarda ve böceklerin dış kabuklarında bulunan azotlu bir polisakkariddir.
Yapısı sellüloza benzer. Farklı olarak, her glukoz birimi C-2 karbonunda asetil amin (CH3CONH-) grubu içerir.
Karma Polisakkaridler
Hidroliz edildiklerinde:
pentoz + heksoz + üronik asitler
Bu grupta zamklar + musilajlar yer alır
(gam arabik) agar agar
karragenan
Diyet Lifleri
Diyet lifi, ince bağırsakta sindirilemeyen, buna karşılık kalın bağırsakta fermente olan sağlık için gerekli bir grup gıda bileşenidir.
Diyet Lifleri
Bitki hücre duvarında bulunan
lignin; kutin, mum, suberin gibi lignin türevleri;
selüloz, hemi-selüloz, pektin gibi yapı polisakkaritleri,
inülin ve oligofruktoz gibi oligosakkaritler, diyet lifi olarak tanımlanmaktadır.
Bunun yanında, yapı bileşikleri olmayan gum arabik ve guar gum gibi gum maddeleri ve karragenan, agar, aljinat gibi deniz yosunu polisakkaritlerinin de diyet lifi olduğu bildirilmektedir.
Diyet lifi, nişasta olmayan polisakkarit olarak da ifade edilmektedir.
Ancak, sindirime dirençli nişasta bu tanımın dışında kalmaktadır. Çünkü, nişasta kaynaklı ürünlerin ince bağırsakta sindirilebildiği, diğer polisakkaritlerin sindirilemediği retrograde olmuş amilozun yani dirençli nişastanın ise kısmen hidrolize edildiği bilinmektedir
Diyet lifleri
Diyet lifleri, çözünürlüklerine göre çözünür ve çözünmeyen lifler olmak üzere iki grupta değerlendirilmektedir.
Çözünür diyet lifi, suyu bağlayarak jel ve sıkı yapı oluşturmaktadır.
Çözünmeyen diyet lifi ise ağırlığının 20 katı kadar suyu absorblamakta, ancak viskoz yapı oluşturmamaktadır .
Diyet lifleri
Diyet lifi, fekal hacmin artmasını sağlayarak bağırsak transit süresini kısaltmakta ve kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır .
Bu etkinin daha çok çözünmeyen diyet lifinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Çünkü, çözünmeyen diyet lifi, doğrudan posa maddesi olarak dışkı kütlesinde artışa neden olmaktadır.
Buna karşılık, çözünür diyet lifi fermentasyona uğrayarak kısa zincirli yağ asitleri ile gaz oluşturmakta ve bu bileşikler bağırsak içeriğinin pH’sını değiştirerek bağırsakta bulunan bakteri kütlesinde artışa neden olmaktadır.
Dekstrin
Asit
Nişasta à Dekstrin à Glukoz veya Maltoz
Enzim
Suda kolloidal solüsyon oluşturur
Alkolde erimez, çöker. Bu özellikleri ile nişastaya benzer
Küçük moleküllü dekstrin oldukça indirgeyicidir.
Solüsyonları yapıştırıcı (zamk) olarak kullanılır
Diyet Lifinin Teknolojik Özellikleri
Hidrasyon özellikleri
Yağ absorblama kapasitesi
Tekstürel özellikler
Kristalize olmama özellikleri
Diyet Lifinin Teknolojik Özellikleri
Hidrasyon Özellikleri
Su tutma kapasitesi, herhangi bir dış kuvvet uygulanmaksızın (yer çekimi kuvveti ve atmosfer basıncı dışında) life bağlanan su miktarı olarak tanımlanmaktadır.
Diyet lifinin hidrasyon özellikleri su tutma, su bağlama kapasitesi, şişme ve çözünürlük olmak üzere 4 farklı şekilde tanımlanmaktadır. Şişme, su tutma ve su bağlama kapasitesinin çözünmeyen diyet lifi ile ilgili olduğu bilinmektedir.
Diyet Lifinin Teknolojik Özellikleri
Yağ Absorblama Kapasitesi
Çözünmeyen lifler, ağırlıklarının 5 katı kadar yağı tutabilmektedirler.
Bu özellik, et ürünlerinde olduğu gibi gıdaların pişirilmesi sırasında normalde kaybolan yağın tutulmasını sağlamaktadır.
Bu durum, gıdadaki lezzetin korunması ve gıdanın teknolojik özelliğinin artırılması için önem taşımaktadır
Diyet Lifinin Teknolojik Özellikleri
Tekstürel Özellikler
Diyet lifinin, gıdaların yapısını ve stabilitesini değiştirmesi üzerine etkisi suyu bağlama özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
Ksantan ve locust bean gum yapıyı sıkılaştırarak; karragenan ve pektin jel oluşturarak gıdanın yapısının stabil kalmasını sağlamaktadır.
Diyet Lifinin Teknolojik Özellikleri
Tekstürel Özellikler
Buğday ve çavdardan saflaştırılmış arabinoksilanlar gibi bazı hücre duvarı polisakkaritleri, suyun sıcaklığı donma noktasının altına düştüğünde kristal oluşumunu sınırlamaktadır .
…