Karbonhidratlar
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
Polisakkaridlerin Genel
Özellikleri
 Polisakkaridler genellikle 20’den fazla
monosakkaridin düz zincir veya dallanmış
yapıda birleşmesiyle oluşur.
 Polimerizasyon derecesi >9’dur.
 Polisakkaritlerin çoğu için bu değer 2003000 arasındadır.
 Selüloz için ise 7000-15000 aralığındadır.
Polisakkaridlerin Genel
Özellikleri
 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.
Farklı bitkilerde
nişasta yapıları
Nişasta
 Glukoz birimlerinin α-1,4-glikosidik ve α-1,6glikosidik bağları ile bağlanmasından oluşur.
 Nişastanın kısmi hidrolizi maltoz, tam hidrolizi Dglukoz verir.
 Amiloz ve amilopektin olarak iki şekilde bulunur.
 Değişik çözeltiler ve çöktürme reaksiyonları ile
amiloz ve amilopektin kısımları ayrılabilir.
Amiloz
Amilopektin
Amilopektin Genel Yapısı
Amiloz ve Amilopektin’in Karakteristikleri
Karakteristik
Amiloz
Amilopektin
Form
lineer
dallanmış
Bağ durumu
-1,4 (bazısı 1,6)
200-2,000
-1,4; -1,6
Polimer birimleri
Moleküler ağırlık
Genelde <0.5
milyon
2,000,000 e
kadar
50-500
milyon
Jel oluşumu
jelleşir
jelleşmez
Amilopektin yapısı (Chaplin, 2004)
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
ISITMA
SOĞUTMA
DEPOLAMA
Nişasta-su karışımının ısıtılması, soğutulması ve depolanması
esnasında meydana gelen değişimlerin şematik gösterimi.
(I) soğuk su içerisindeki nişasta granülleri,
(IIa) şişmiş nişasta granülleri,
(IIb) amilozun granül dışına çıkması,
(IIIa) amiloz retrogradasyonu,
(IIIb) amilopektin retrogradasyonu
(Gerçekaslan vd., 2007).
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.
Iodine Stained Starch
Granules in Potato Cells
http://entertainment.howstuffworks.com/play-doh2.htm
Pişmemiş nişasta granülleri
(Unheated starch granule)
Pişmiş nişasta granülleri
(Heated starch granule)
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.
Fig. 3. Low voltage scanning electron microscopy (A, B, C, D) and light microscopy
(E, F,G) of cooked HT-dried spaghetti. A: Surface of spaghetti, B–G: internal
structure of spaghetti. From the left to the right: from the centre to the periphery of
spaghetti, E–G: fast green-iodine staining: proteins stain green while starchgranules
stain blue-brown. Adapted from Heneen and Brismar (2003).
Besinlerdeki nişastanın amiloz ve
amilopektin içerikleri(%)
Besin adı
Amiloz (%)
Amilopektin (%)
Buğday nişastası
24
76
Patates nişastası
20-23
77-80
Mısır nişastası
24-28
73-76
Pirinç nişastası
16-18
82-84
Kurubaklagil
nişastası
33-36
64-67
Darı nişastası
17
83
Muz nişastası
21
79
Elma nişastası
25
75
Bezelye nişastası
30
70
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  jöle
Amilopektin
1,4-glikosidik bağları ile bağlanmış, 2030 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  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 uzaklaştırmaTamponlama-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
EDN
tipi
Tanımlama
Gıda Kaynağı
EDN1
Fiziksel olarak erişilemeyen
Kısmen öğütülmüş tahıl ve tohumlar,
baklagiller
EDN2
Jelatinize olmamış; α-amilaz
tarafından yavaşça hidrolize
edilen
Çiğ patates, yeşil muz, baklagiller,
yüksek amilozlu mısır
EDN3
Retrograde nişasta
Pişirilip soğutulmuş patates, ekmek,
kahvaltılık gevrekler,
nemli sıcaklık uygulamasıyla üretilen
gıdalar
EDN4
Kimyasal olarak modifiye edilmiş
nişastalar
Modifiye nişasta kullanılarak üretilen
gıdalar (ekmek, kek, vb)
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  59-67⁰C
 Mısır nişastası  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  Amilodekstrin  Eritrodekstrin
mavi
mavi
kırmızı
 Akrodekstrin  Maltoz  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  Dekstrin  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 (10 )
6
 Dallanmış yapıda değildir.
 Zincirler düz değil birbirleri üzerine hafif
bükülmüş olarak yer alırlar.
 İnsanda sindirilemezler
 Hemiselüloz pektin ve gamlarla besinsel lif
kompleksini oluştururlar
 Sellüloz  sellobioz  glukoz
Sellüloz Yapısı
Sellüloz Kimyası
 Suda, sulu asit ve alkalilerde erimez.
 NH3 + Cu(OH)2  erir
 ZnCl2 + HCl  erir
 NaOH + CS2  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
 Sellüloz
Merserize pamuk
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: Dksiloz, D-arabinoz, D-galaktoz, D-glukoz, D-glukuronik
asit. Pentozları içermezler
 Suda çözünmeyen pentozanlar: L-arabinoz, D-ksiloz, Dglukoz. 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  çöker
 Polarize ışığı sağa çevirir
 İyotla kırmızı bir renk oluşturur
amilaz
 Glikojen  maltoz
asit
 Glikojen  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:
1. Agar
2. Karragenanlar
3. Aljinatlar
4. Guar ve Keçi Boynuzu Gamları
5. Ksantan Gam
6. Karışık bağlı β-Glukanlar
7. 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- DGlcpA(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 Lgalaktoz 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  Dekstrin  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 .
Download

polisakkaritler (İndirme : 54)