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 200- 3000 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-1,6- 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

Amilopektin

Amilopektin Genel Yapısı

Amiloz ve Amilopektin’in Karakteristikleri Karakteristik Amiloz Amilopektin Form lineer dallanmış Bağ durumu -1,4 (bazısı -1,6) -1,4; -1,6 Polimer birimleri 200-2,000 2,000,000 e kadar Moleküler ağırlık Genelde <0.5 milyon 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

(I) soğuk su içerisindeki nişasta granülleri, 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, 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  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 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 (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  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 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  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 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  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 .