GIDA KATKI MADDELERİ LEZZET ARTTIRICILAR

LEZZET ARTTIRICILAR Uluslararası Gıda Kodeks Komisyonu (CAC) tarafından ; “Gıdada varolan tat ve\veya kokuyu arttıran maddeler” olarak tanımlanmaktadır.

LEZZET ARTTIRICILARIN SINIFLANDIRILMASI Kendilerine özgü lezzetleri olmayan,ancak katıldıkları gıdanın lezzetini arttıran bu maddeler ; 5 C atomu içeren L-amino asitler ve 6-hidroksipürin içeren 5’-nükleotidler olmak üzere 2 gruba ayrılır. Bu maddelerden monosodyum glutamat (MSG),ibotenik asit ve trikolomik asit ilk grupta yer alırken,5’nükleotidler olarak ifade edilen guanosin-5’-monofosfat(GMP),inosin-5’-monofosfat(IMP) ve ksantosin-5’monofosfat(XMP) ikinci grupta yer almaktadır.

Glutamik asit,ibotenik asit ve trikolomik asit genellikle monosodyum tuzu olarak kullanılırken, IMP , GMP ve XMP disodyum tuzu olarak kullanılmaktadır. Bu maddeler içerisinde en fazla bilinen ve en çok kullanılan lezzet arttırıcı MSG olup, 5’-nükleotidler de yakın zamanda lezzet arttırıcı olarak kullanılmaya başlayan maddelerdir.

LEZZET ARTTIRICILARIN TARİHÇESİ Lezzet kuvvetlendirme olgusunun uygulanması ve bu amaçla kullanılan maddelerin tanımlanmaları ve kullanımı 20.yy da başlamıştır İlk kez 1866 yılında Ritthausen adındaki Alman kimyacı, glutamik asidi sodyum tuzuna dönüştürerek monosodyum glutamatı elde etmiştir. Ancak söz konusu araştırmacıların ilgi alanları lezzet konusu olmadığı için bu buluşlarını lezzet arttırma konusunda uygulamamışlardır.

Yaklaşık 40 yıl kadar sonra, 1908 yılında Japon araştırıcılar MSG ve 5’-nükleotidlerin yöresel yemeklerde kullanılan Laminaria Japonica olarak bilinen deniz yosununda ve torikte bulunduğunu saptamışlardır. İkeada adlı bir araştırıcı tarafından deniz yosunundan MSG izole edilmiş ve böylece MSG 1909 yılında ticari olarak üretilmeye başlanmıştır İnosinik asidin ticari olarak üretilip lezzet arttırıcı olarak üretilmesi ise 5’-nükleotidlerin kimyasal yapıları ve lezzet arttırma özellikleri arasındaki ilişkinin ortaya çıkmasıyla başlamıştır.

5’-nükleotidlerin ticari olarak kullanılmalarının gecikmesi, insonik asidin 3 izomerinin bulunması ve bunlardan hangisinin lezzet arttırıcı özelliği bulunduğunun belirlenmemiş olmasıdır. Bu konuda daha sonra yapılan araştırmalar ; 3 izomerden sadece 5’-IMP’ın lezzet aktivitesinin olduğunu ve diğer izomerlerin önemli olmadıklarını ortaya koymuştur.

5’-XMP’ın lezzet aktivitesinin 5’-IMP ve 5’-GMP yanında daha düşük olması nedeniyle ticari olarak üretilmesine gerek bulunmamıştır. 5’-GMP , ribonükleik asitten 5’-IMP sentezi sırasında yan ürün olarak elde edilmektedir. 5’-GMP doğal olarak az sayıda gıdada bulunmakta olup,bunlara örnek; Japon mantarı olarak bilinen Crtinellus shittake verilebilir.

LEZZET ARTTIRICILARIN FİZYOLOJİK ETKİ MEKANİZMALARI Bir gıda ağıza alındığında , tükürük salgısı ile çözünerek ağız boşluğunun her bölgesine ulaşır. Gıdaların yapısındaki kimyasal maddeler ile tat reseptörlerinin itreaksiyonu sonucu ağız boşluğunda oluşan tat salgısı karışık ve kompleks bir olgudur. Tadın algılanmasındaki temel organ dildir.

Tat alma; tat moleküllerinin, tat tomurcuklarında bulunan reseptör hücreler tarafından adsorbsiyonu ve oluşan elektriksel sinyallerin beyne iletilmesiyle meydana gelmektedir. Koku duyusu ise; burnun üst tarafında küçük bir bölgede yer alan koku reseptörlerinin, koku maddesi tarafından uyarılması ile oluşan elektriksel sinyallerin beyne iletilmesiyle oluşmaktadır.

Tat ve kokunun ağız hissiyle birleşmesi sonucunda tüm lezzet ortaya çıkmaktadır. Lezzet arttırıcılar daha çok tat reseptörlerine etki ederek söz konusu aktivitelerini gösterirler. Bir çok gıdanın tat verme özellikleri amino asit içeriklerinden kaynaklanmaktadır.

L-glutamat amino asidi ve bu asidin sodyum tuzu olan monosodyum glutamat, gıdaların duyusal özelliklerini oluşturmada önem taşıyan maddelerdir. İkeada; balık ve et gibi lezzeti oluşturan bileşenlerin içinde dört temel tattan farklı bir uyarı bulunduğunu ve bu uyarının glutamik asit tarafından oluşturulduğunu saptayarak bu yeni tada umami adını vermiştir.

İnsanlara uygulanan gelişmiş fizyolojik testler umami uyarısının dört temel tattan farklı olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda umami uyarısının tat prizmasının dışında kaldığı ve bağımsız bir tat olduğu gözlenirken, doğal olarak MSG içeren hayvansal maddelerden yapılan çorbaların da dört temel tat prizmasının dışında umamiye yakın bir yerde olduğu saptanmıştır.

Bu konuda yapılan diğer çalışmalarda, MSG’nin tükürük salgısını arttırarak gıdanın tadını ve dolayısıyla lezzetini arttırdığı veya tat tonurcuklarının duyarlılığını arttırarak etkili olduğu öne sürülmüştür. Bazı araştırmacılar ise; MSG ve 5’-nükleotidler gibi lezzet arttırıcıların, reseptörlere gelen tat maddelerinin miktarını arttırdıklarını savunmaktadır.

Sonuç olarak; MSG’ın diğer kimyasallar olmadan lezzeti arttırdığı saptanırken, 5’-GMP veya 5’-IMP’ın ise MSG’ın reseptör bölgesindeki çekimini arttırarak sinerjist etkiye neden olduğu belirlenmiştir. Lezzetin algılanmasıyla ilgili önerilen mekanizmanın henüz teori niteliğinde olduğu ifade edilmektedir.

Bu teoriye göre; lezzet arttırıcıların diğer lezzet kimyasalları ile alıcı yüzeyinde kompleks oluşturmaları, sinirlerin uyarılmaları için bir ön hazırlık olarak düşünülmektedir. Söz konusu olayın gerçekleşmesi için, çiğneme sırasında, kritik bileşenler diğerleriyle etkileşim halinde bulunmakta ve sadece lezzet kimyasallarıyla kopleks oluşturan lezzet arttırıcılar alıcı yüzeyde elektriksel sinyali başlatabilmektedir.

Gıda maddesinden, kimyasal veya biyokimyasal yöntemlerle bütün glutamat ayrıldığında umami uyarı azalmakta,ekşi ve acı tat daha çok fark edilmektedir. Söz konusu gıdalara 5’-GMP veya 5’-IMP katıldığında ise, MSG’ın lezzet arttırıcı etkisi çoğalmaktadır.

Lezzet ile gıdanın bileşenleri arasında pek çok iletişim söz konusudur. Bunlar içindeki amino asit yapısındaki lezzet arttırıcı ile 5’-nükleotid yapısındaki lezzet arttırıcı arasındaki sinerjist etkinin önemli olduğu belirtilmiştir.

GIDA SANAYİNDE KULLANILAN LEZZET ARTTIRICILARIN SINIFLANDIRILMASI Gıdalarda kullanılan lezzet arttırıcılar kimyasal yapılarına göre 3 gruba ayrılmaktadırlar : Bunlar ; amino asitler,nükleotidler ve maltoldur.

1) AMİNO ASİTLER Uzun yıllardan bu yana sadece glutamik asidin lezzet arttırıcı etkisi olduğu bilinmesine rağmen,günümüzde iki yeni amino asit olan ibotenik asit ve trikolomik asidin de söz konusu aktiviteye sahip oldukları belirlenmiştir. Lezzet arttırıcı aktiviteye sahip üç amino asidin de aynı kimyasal yapıya sahip oldukları ve 5 C atomu içerdikleri bilinmektedir.

Glutamik asit, dikarboksilik amino asit yapısında olup doğada yaygın olarak bulunmaktadır. Pek çok protein ve peptidin ana bileşeni olan glutamik asit , bir çok hücrede serbest formdadır. Glutamik asidin çeşitli gıdalarda serbest halde %1 seviyelerinde bulunduğu saptanmıştır. Glutamik asit ve tuzları uzun yıllardır gıda endüstrisinde gıdaların duyusal karakteristiklerini geliştirmek amacıyla kullanılmaktadır.

MONOSODYUM GLUTAMAT (MSG) Dünyada en çok bilinen ve kullanılan lezzet arttırıcı olup,protein yapı taşı olan L-glutamik asidin sodyum tuzudur. MSG (C2H8NNaO4.H2O) , bir çok gıda ve insan vücudunda proteinlerin yapı taşı olan amino asit formunda veya serbest halde bulunmaktadır. MSG ile ilgili araştırmalarda söz konusu amino asidin sadece L- formunun lezzet arttırıcı özelliğe sahip olduğu, D- formunun ise aktivitesinin olmadığı saptanmıştır.

Anne sütü,inek sütü ve et gibi proteinlerce zengin gıdalarda ve mantar,domates gibi sebzelerde doğal olarak bulunan glutamat, hasat,işleme ve pazarlama gibi işlemlerle kayba uğramaktadır. Gıdanın orjinal lezzetinin bir kısmı MSG gibi lezzet arttırıcı kullanılarak geri kazanılabilmektedir. Ancak daha da önemlisi MSG kullanıldığında çiğnenebilirlik ve gıdadan alınan haz da arttığından sindirimi de kolaylaşmaktadır.

Ayrıca MSG kendinden özel bir lezzet katmaksızın, gıdanın doğal lezzetini kuvvetlendirerek gizli lezzet karakteristiklerini ortaya çıkarmakta, zayıf lezzet karakteristiklerini arttırmakta, ağızda doluluk ve süreklilik gibi gıdaya özgü kalite karakteristiklerini geliştirmektedir. Söz konusu maddenin en önemli özelliği, tükürük salgısını arttırarak lezzet profilindeki özellikleri ortaya çıkarmasıdır.

Avrupa, Japonya ve ABD’de yapılan çalışmalar sonucunda MSG’ın lezzet aktivitesinin dört temel tattan farklı olduğu saptanmış ve bu yeni tada umami adı verilmiştir. Ancak MSG’ın tadının saf olmadığı, tatlı, tuzu ve acı ile birlikte hoşa giden ve rahatlatan hisleri de içerdiği bilinmektedir.

Umami tadın yanı sıra tuzlu olarak da tanımlanan MSG’ın NaCl ile intreaksiyonunun olduğu düşünülmekte ve gıdada MSG kullanıldığında NaCl miktarının düşürülmesi ile ilgili çalışmalar sürdürülmektedir. MSG esas olarak şeker sanayinin bir yan ürünü olmakla birlikte, günümüzde fermantasyonla üretilmektedir.

Fermantasyonun avantajı ise lezzet arttırıcı özelliği olan L-izomerinin üretilmesidir. MSG’ın çok düşük akut tosisiteye sahip olduğu bilinmektedir. Farelerde LD50 değerinin vücut ağırlığı başına 19.9 g\kg olduğu bildirilmiştir.

Uzun süre besleme sonucunda, değişik hayvanlarda MSG’ın olumsuz etkisine rastlanmamış, ancak MSG’a bağlı yüksek sodyum alımıyla ilgili problemler olabileceği belirtilmiştir.

İBOTENİK ASİT VE TRKOLOMİK ASİT Bunlar iki yeni amino asit olup, Tricholoma muscarium ve Amanilla strobiliformis türü olan Japon mantarlarından izole edilmişlerdir. Japonya’da söz konusu mantarların ev böceklerini öldürdüğü bilindiğinden, bu spesifik insektisitlerin izole edilmesi yoluna gidilmiş ve bu iki amino asidin ayrıca lezzet arttırıcı özelliklerinin olduğu da saptamnıştır.

Bu maddelerin eşik değerlerinin, diğer lezzet arttırıcılara kıyasla daha düşük olduğu ve 5’-nükleotidlerle sinerjist etkileşmelerinin olduğu bildirilmiştir. Bu asitlerin eşik değerlerinin düşük olması nedeniyle gıda endüstrisinde kullanımları uygun gibi görünse de, söz konusu asitlerle ilgili stabilite ve toksisite çalışmaları devam etmektedir,

2) NÜKLEOTİDLER Pürin ve pirimidin bazları, nükleosidler nükleotidler arasında sadece 5’-nükleotidlerin lezzet arttırıcı etkileri bulunmaktadır. Lezzet arttırıcı 5’-nükleotidlerden kullanılmalarına izin verilenler, inosin-5’-monofosfat (IMP) (C10H11N4O8P) ve guanosin-5’-monofosfat (GMP) (C10H12N5O8P)’ tır.

5’-nükleotidlerin kimyasal yapısı; R grubunun, H, NH2 veya OH ile yer değiştirmesiyle sırasıyla, IMP, GMP ve XMP oluşmaktadır. Bu maddeler de, lezzet aktivitesini etkileyen yapının 6. pozisyondaki hidroksil grubundan kaynaklandığı saptanmıştır. 5’-nükleotidlerin esas kaynağı balık kasları olmasına rağmen bu kaynaktan elde edilmeleri ekonomik olmadığından,laboratuarlarda sentezlenmektedir.

IMP ve GMP’ın elde edilme şekilleri aşağıdaki gibi özetlenebilir; RNA’nın enzimatik degradasyonu Nükleosit fermantasyonu ve kimyasal fosforilasyonun karışımı Direkt nükleotid fermantasyonu RNA’nın kimyasal dekompozisyon ile nükleosidlere dönüşümü ve nükleosidlerin kimyasal fosforilasyonu

Çeşitli hayvanlar üzerine yapılan denemelerde 5’-nükleotidlerin akut toksisitelerinin vücut ağırlığı başına 2.7 – 14.0 g\kg arasında değiştikleri saptanmıltır. Uzun süreli hayvan denemelerinde toplam diyetin %2’si gibi bir miktarda vücuda alınan 5’-nükleotidlerin gözlenebilen toksik bir etkiye neden olmadıkları saptanmıştır. İnsanlar üzerinde deneme yapılmamış olmakla birlikte önemli bir toksisiteye neden olmadıkları bildirilmektedir.

3) MALTOL Maltol (C6H6O3) , 1942’de lezzet arttırıcı olarak kullanılmaya başlanmıştır. 3-hidroksi-2 metil-4 piron yapısında bir madde olan maltol, soya proteini ve glutininin fermantasyonu ile oluşan, beyaz renkte, kristal yapıda, hoş kokulu, suda çözünen bir tozdur.

MSG ve ribonükleotidler, iştah açıcı olarak gıdalarda kullanılırken, bir çok bitkide bulunan ve malt,kahve,kakao,ekmek gibi gıdaların kavrulması sırasında oluşan maltol tatlı tadı kuvvetlendirmek amacıyla daha çok meyve bazlı ürünler, çikolata, şekerleme, dondurma, alkolsüz içecekler ve yüksek karbonhidrat içeren gıdalarda kullanılmaktadır.

LEZZET ARTTIRICILARIN GIDALARDA KULLANIM ALANLARI A) Lezzet Arttırıcıların Gıdalara Katılma Şekilleri MSG’ın pH 5.5-8 arasındaki gıda sistemlerinde en etkili lezzet arttırıcı olduğu ve ısıl işlemlere karşı duyarlı olduğu bilinmektedir. Isı etkisi ile glutamik asit 1 molekül su kaybederek laktan formunu oluşturmakta, böylece lezzet arttırıcı özelliğini kaybetmektedir.

Ayrıca glutamik asit maillard reaksiyonuna girerek de kayba uğrayabilmektedir. Glutamik asidin gıdalarda en çok kullanılan şekli sodyum tuzu formunda olan MSG olduğundan tüketici açısından gıdalarda kullanımı da önem kazanmaktadır. MSG’ın gıdalarda kullanılmasıyla ilgili çalışmalar da bu yöndedir.

Bu konuda yapılan bir araştırmada, çorbalarda MSG ve sodyum klorür inteaksiyonu duyusal testlerle incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda istenen optimum etkinin saptanabilmesi için MSG düzeyi %0.38, sodyum klorür düzeyi ise %0.81 olarak saptanmıştır. Tavuk suyuna glutemik asit ve tuzlarının katılmasıyla gerçekleştirilen diğer bir çalışmada MSG’ın tuzlu tadı arttırdığı,tavuk lezzetini kuvvetlendirdiği,tükürük salgısını ve iştahı arttırdığı belirlenmiştir.

Hazır çorba tipi ürünlerde MSG kullanımı ile ilgili gerçekleştirilen bir çalışmada katılan sodyum klorür miktarının da azaltılabileceği saptanmıştır. Bu çalışmada; sebze, kremalı sebze, kremalı mantar, şehriye ve yayla çorbalarına 6-8 g\L olacak şekilde MSG katılmasının lezzet kabul edilebilirliğini arttırdığı belirtilirken, NaCl miktarının da 7 g\L’ den 4 g\L’ ye düşürülebileceği gözlenmiştir.

5’-nükleotidlerin ısıya duyarlılıklarının pH’ya bağlı olduğu bildirilmektedir. Bu maddelerin lezzet aktivitelerinde pH 3’te 115oC’ da 40 dk ısıtma sonunda %29’ luk bir kayıp bulunurken, aynı süre ve sıcaklıkta pH 6’daki kaybın %23 olduğu saptanmıştır. Söz konusu maddelerde en önemli kayıp konserveye işleme ile oluşmaktadır.

Bu maddeler suda çözünür nitelikte olduklarından su kaybı, aktivitelerini azaltırken,enzim aktivitesi ve radyasyondan etkilendikleri gözlenmiştir. IMP gıdaların lezzet ve doku karakteristiklerini farklı yönde etkilemektedir. IMP gıdaya katıldığında gıdanın; tatlı,etimsi,kıvam,kuruluk ve dolgunluk gibi lezzet karakteristiklerini arttırırken, tuzluluk,ekşi,acı,kükürt, hidrolize sebze proteini gibi karakteristikleri azalttığı saptanmıştır.

B)LEZZET ARTTIRICILARIN KATILDIKLARI GIDA GRUPLARI Lezzet arttırıcılar genel olarak sebze ürünlerinde, soslarda, çorbalarda,etlerde kullanılırlar. MSG lezzet arttırırcılar arasında en çok kullanılan olup; bulyonlarda,hazır çorbalarda, kürlenmiş et ve işlenmiş et ürünlerinde, balık ve tavuklarda, salata sosları ve mayonezlerde, snek tipi ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ayrıca bir çok lezzet maddesi karışımları ve baharat karışımları MSG içermekte olup, bu karışımlar sebzelerin işlenmesi aşamasında kullanılmaktadır. Glutamatın meyve, meyve suları, şekerleme ve diğer tatlı gıdalarda etkili olmadığı ve hoşa gitmeyen lezzete neden olduğu bildirilmektedir.

5’-nükleotidler, MSG’a benzer olarak çorbalarda, etlerde, süt ürünlerinde, konserve veya dondurulmuş sebzelerde ve hububat ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Söz konusu maddelerin, sıvı gıdalarda kıvam hissini arttırdığı,çorbalarda dolgun bir ağız hissini oluşturduğu bilinmektedir.

Maltol ise meyveli ürünler, dondurma, çikolata gibi tatlı gıdalarda , özellikle limonata gibi ürünlerde 5-75 ppm konsantrasyonlarda tatlılık arttırmada kullanılmaktadır. Maltolun söz konusu ürünlerde kullanımı ile tatlılık aynı kalırken şeker miktarının %5 azaltılabilmesi mümkün olmaktadır.

LEZZET ARTTIRICILAR İLE İLGİLİ YASAL DÜZENLEMELER CAC tarafından 1992 yılında çıkarılan standartta lezzet arttırıcı olarak kabul edilen maddeler liste halinde verilmiştir. Söz konusu listede, et gevrekleştiricisi olarak kullanılan proteazların lezzet arttırıcı olarak kullanılabileceği belirtilmiş,ayrıca yapay tatlandırıcı olarak kullanılan aspartam,tomatin ve glisirizinin lezzet arttırıcıolarak kullanılabileceği belirtilmiştir.

CAC tarafından 1997 yılında ve 1999 yılında çıkarılan katkı maddeleri genel standardında, gıdalarda uygulanmasına izin verilen katkı maddeleri listesinde lezzet arttırıcılara da yer verilmiş ve uygun teknolojisinin gerektirdiği miktarda (GMP) kullanılmasına izin verilmiştir. Avrupa Birliği tarafından 1995 yılında çıkarılan direktiflerde kullanımına izin verilen lezzet arttırıcılara yer verilmiştir.

Lezzet arttırıcıların genel olarak tüm gıdalarda GMP olarak kullanımına izin verilirken,diğer lezzet arttırıcıların kullanım düzeyleri belirlenmiştir. Ayrıca, yapay tatlandırıcı olarak kullanılan aspartam,tomatin ve glisirizinin lezzet arttırıcı olarak gıdalarda kullanılabileceği belirtilirken, yapay tatlandırıcı olarak bilinen neohesperidin dihidrokalkonun sadece cikletlerde lezzet arttırıcı olarak kullanılabileceği ifade edilmiştir.

Türkiye’de ise 1997 yılında çıkarılan Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği’nde lezzet arttırıcılar olarak ifade edilmiş ve gıdanın mevcut tat ve\veya kokusunu arttıran maddeler olarak tanımlanmıştır. Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği kapsamında çıkarılan tebliğde lezzet arttırıcıların E kodları, adları, katılabilecekleri gıdalar ve izin verilen maksimum miktarları belirtilmektedir.