7. karbonhidratlar 7

Gıda Kimyası

Karbonhidratlar 7Mühendislik Mimarlık Fakültesi

Gıda Mühendisliği Bölümü

Prof. Dr. Farhan ALFİN

Bu Hafta

2.6 Önemli Karbonhidratlar ve Özellikleri

Gamlar

Gam arabik

Tragakant gam

Karaya gam

Karregenan

Alginatlar

Agar-agar

Ksantan gam

Gellan gam

Dekstran

Pektinler

Önemli Karbonhidratlar ve Özellikleri

Gam arabik

Gam arabik: Gam arabik veya arap zamkı olarak

da bilinen akasya gamının, emülsifiye edici

özelliğinin çok iyi olması sebebiyle kullanım alanı

oldukça yaygındır.

Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarından

elde edilen doğal bir sızıntıdır.


Gam arabik

Gam arabik D-glukuronik asid, L-ramnoz, D-

galaktoz ve L-arabinoz ile yaklaşık olarak %2

glikoprotein içeren bir karbonhidrat polimeridir.

Gam arabiğin emülsifiye edici özelliği yapısında

bulunan proteinlerle ilişkilidir.

Suda çözünme oranı (takriben %50) oldukça

yüksektir.


Gam arabik

Yüksek çözünürlüğü, düşük viskozitesi, emülsifiye

edici olması ve uçucu bileşenlerin tutulumunu iyi bir

şekilde sağlamasından dolayı mikroenkapsülasyon

işleminde kaplama materyali olarak kullanımı

yaygındır.

Daha ziyade yağların enkapsülasyonunda kullanımı

çok yaygındır.


Gam arabik

Zira gam arabik geniş bir pH aralığında farklı

birçok yağ ile stabil bir emülsiyon

oluşturabilmektedir.

Şekercilikte kristalleşmeyi önlemek, içeceklerde

köpüğü stabilize etmek amacıyla kullanılır.

Gam arabik jelleşmeyen bir gamdır.


Tragakant gam

Tragakant gam: Tragakant gamı, geven (keven) ya

da astragalus adı verilen bitki türünden elde

edilen özsuyunun kurutulması ile üretilen reçine

gamıdır ve yüksek molekül ağırlıklı polisakkarit

kompleksidir.

Bileşiminde arabinoz, ksiloz, galaktoz ve

galakturonik asit bulunmaktadır.


Tragakant gam

Gıda sanayiinde kalınlaştırıcı ve stabilizatör olarak

kullanılmaktadır.

Şeker ve kremalarda etkin bir su bağlayıcısı olarak

kullanılmaktadır.

Kalın ve yapışkan sıvılar ve hamurlar oluşturabilir.

Asidik çözeltilerde yüksek dayanım göstermektedir.


Karaya gam

Karaya gam: Karaya gam, Bixaceace familyasına ait

Sterculia urens cinsi ağaçlardan elde edilen

kurutulmuş salgı olarak tanımlanır.

Bu ağaç Hindistan’da yetişmektedir.

Bu gamın özellikleri tragant gama ve agar-agara

benzerlik göstermektedir.

Yüksek moleküllü bir polisakkarittir.

Sıcak ve soğuk suda çözünmez.


Karaya gam

Fakat çok yoğun kolloidal karışım oluşturur.

Gıda sanayiinde stabilizatör ve emülsifier olarak

kullanılmaktadır.

Fırıncılık ürünlerinde kullanılan kaplamalar ve

parlatıcılar çoğunlukla karaya gamı içerir.


Karaya gam

Et ürünlerinde değişik amaçlarla (güçlü yapı, su

bağlama, dayanıklılık) kullanılmaktadır.

Süt ürünleri, mayonez, salata sosu gibi çeşitli

ürünlerde de kullanılır.


Karregenan

Karregenan: Karragenan temelde D-galaktoz esaslı bir

polisakkarittir.

Şeker birimlerine sodyum, potasyum, magnezyum

sülfat yarı-ester grupları bağlanmıştır.

D-galaktopiranozil birimlerinin (dönüşümlü olarak α-

1,3 ve β-1-4 glukozidik bağları ile) lineer birleşmesi

ile oluşmuştur.

Sülfat içeriği ağırlıkça %15-40 arasındadır.


Karregenan

Rhodophyceae familyasındaki kırmızı deniz

yosunlarından sıcak ve seyreltik alkali çözeltiler

ile karragenanın sodyum tuzu halinde ekstrakte

edilirler.

Kırmızı deniz yosunlarının, Chondrus crispus,

Euheuma cottonii ve Eucheuma spinosum türleri

bilinen en önemli karragenan kaynaklarıdır.


Karregenan

Başlıca karragenan tipleri kapa (κ), iota (ι) ve

lambda (λ) olmak üzere üç çeşittir.

Bunların özellikleri ise; kappa karragenan, sert ve

dayanıklı jel yapı, iota karragenan elastik ve su

tutucu jel yapı sağlarken lambda karragenan jel

oluşturmaz ve iyi viskozite istenen gıdalarda

kullanılır.


Karregenan

Karragenanın en önemli özelliği su ve süt bazlı

gıdalarda düşük miktarlarda farklı çeşitlerde jel

yapabilmeleridir.

Dolayısıyla gıda sanayiinde jelleştirici, bağlayıcı,

kalınlaştırıcı ve stabilizatör olarak birçok üründe

bilhassa et ve süt ürünlerinde yaygın kullanılır.


Karregenan

Dondurma yapımında önemli bir yapı kusuru olan

büyük kristallerin oluşumunu önlemekte

yararlanılır.

Düşük kalorili ürünlerde selüloz türevleri ile

birlikte kullanılmaktadır.

Karragenanlar proteinlerle özellikle de süt

proteinleri ile etkileşime girmektedir.


Alginatlar

Alginatlar: Alginatlar, alginik asidin sodyum,

potasyum ve kalsiyum tuzlarıdır.

Sodyum alginat (C6H7NaO6)n ticari olarak daha

yaygın kullanılmaktadır.

Alginik asit genellikle kahverengi deniz

yosunlardan elde edilir.


Alginatlar

Alginik asit β-D-mannuronik asit ve α-L-glukoronik

asit birimlerinden meydana gelmiştir.

Deniz yosunları sodyum karbonat çözeltisi ile

işlem görür ve yapılarında bulunan polisakkarit

çözünür formdaki sodyum tuzuna dönüşerek

ekstrakte edilir.


Alginatlar

Daha sonra ekstraktaki alginat kalsiyum tuzu

halinde çöktürülür, hidroklorik asitle çözünmez

özellikteki alginik asit ve bunun nötralizasyonu ile

de çözünür özellikte sodyum alginat elde olunur.

Alginatlar polisakkarit yapıdadır.


Alginatlar

Alginatlar yaygın olarak düşük miktarlarda yüksek

viskozite sağlamak için kullanılmaktadır.

Alginik asitin alkali tuzları suda iyi çözünür ve

kalsiyum iyonlarının varlığında çok kolay jel

oluşturur.


Alginatlar

Gıda sanayiinde kullanımlarına meyve sularındaki

pulpu süspansiyon halde tutmaları ve kıvamı

artırmaları, dondurmada büyük kristallerin oluşumunu

engellemeleri, patateslerin depolama sürelerinin

uzatılması, çeşitli ürünlerin formülasyonlarında

jelleştirici ve birada köpük stabilizatörü olarak yer

almaları ve benzerleri örnek olarak verilebilir.


Agar-agar

Agar-agar: Kırmızı deniz yosununun Rhodophycea

sınıfından elde edilen kurutulmuş hidrofilik

poligalaktozit olarak tanımlanmaktadır.

Agar-agar galaktoz moleküllerinden oluştuğu için

galaktan grubuna girmektedir.

Elde edildiği deniz yosununun kaynağı ve üretim

metoduna göre agarlar, değişik karakteristik özellik

göstermektedir.


Agar-agar

Malay dilinde jöle anlamına gelmektedir.

Nişastada olduğu gibi agar-agarda iki bileşenden

meydana gelmiştir.

Bunlar agaroz ve agaropektindir.

Oranları hammaddeye göre değişim

göstermektedir.


Agar-agar

Her iki bileşeni de düz polisakkarit zincirlerinden

oluşmuştur.

Yalnız agaropektinde 6. karbon atomundaki hidroksil

grubu sülfürik asitle esterleşmiştir.

Agaroz, agarın yüksek jelleştirme özelliğini ve

agaropektin ise viskoz özelliğini verir.

Agar-agar belirli bazı kırmızı yosun cinslerinden elde

edilir


Agar-agar

Agar-agar soğuk suda çözünmez, sıcak suda ise yavaş

çözünmektedir.

Jöle materyali olarak kullanılır ve şekerleme

endüstrisinde jöle artikellerin yapılışında büyük önemi

vardır.

Çünkü çok fazla su bağlama kapasitesine sahiptir ve

çok düşük konsantrasyonda sert jöle meydana getirir.


Agar-agar

Jel yapma özelliği jelatinden yaklaşık on kat daha

fazladır.

Mikrobiyoloji çalışmalarında ve ilaç sanayiinde de

kullanılmaktadır.

Yaygın olarak besiyerlerinde de kullanılmaktadır.


Ksantan gam

Ksantan gam: Mikrobiyal fermantasyon gamı olan

ksantan gam heteropolisakkarit ve önemli bir

endüstriyel biopolimerdir.

Lahana ve benzeri bitkilerin yapraklarında bulunan bir

bakteri Xanthomonas campestris tarafından üretilir.

Ksantan molekülünün ana zinciri selüloz molekülü ile

aynı yapıya sahiptir.


Ksantan gam

Bu yüzden ksantanselüloz türevi olarak tanımlanabilir.

Ana zincir 1,4-β-glukopiranoz kalıntısından oluşmuştur.

Ortalama olarak her iki glukoz kalıntısı 3. karbon

atomunda yan zincir olarak bir trisakkarit (mannoz,

glukuronik asit ve en uçta yine mannoz biriminden

oluşur) ihtiva eder.


Ksantan gam

Ksantan gam çeşitli özellikleri sebebiyle gıda

ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ksantan gam endüstriyel olarak mikrobiyal yolla

Xanthomonas campestris kullanılarak

üretilmektedir.

Gıdalarda kullanılmasına izin verilen ilk bakteriyal

polisakkarittir.


Ksantan gam

FDA tarafından spesifik bir limit miktarı olmaksızın

gıda katkı maddesi olarak kullanımı kabul edilmiştir.

Avrupa Birliği gıda emülsifier/stabilizatör olarak E 415

kodu ile kabul etmiştir.

Ksantan gam sıcak veya soğuk suda çözünebilir.

Çözeltileri, emülsiyonları ve jelleri yüksek donma ve

çözünme stabilitesine sahiptir.


Ksantan gam

Ksantan gam tek olarak veya çeşitli gamlar ile

kombinasyonları dondurma, fırın ürünleri, içecekler,

düşük kalorili gıdalar, salça, dondurulmuş ürünler ve

süt ürünleri gibi çok sayıda üründe farklı amaçlarla

(emülsifier, stabilizatör, tekstür düzenleyici,

jelleştirici, şeker-yağ ikame maddesi, kalınlaştırma

vb.) kullanılabilmektedir.

Ksantan gamın akış özelliği bilhassa fırıncılık

ürünlerinde, yoğurma ve şekil vermede büyük önem

taşımaktadır.


Gellan gam

Gellan gam: Mikrobiyal gamlar sınıfında olan

gellan gam, aerobik fermentasyon ile karbon

kaynağı, fosfat, organik asit, inorganik azot

kaynakları ve uygun iz elementler içeren bir

ortama Pseudomonas elodea saf kültürü inoküle

edilerek üretilir.


Gellan gam

Lineer ve anyonik bir heteropolisakkarit olan gellan

gam, tetrasakkaritin tekrarlı birimlerinden oluşmaktadır.

Bu tetrasakkarit içerisinde 1,3-β-D-glukoz, 1,4-β-D-

glukuronik asit, 1,4-β-D-glukoz ve 1,4-α-L-ramnoz yer

almaktadır.

Glukoz, ramnoz ve glukuronik asit oranı yaklaşık

2:1:1’dir.


Gellan gam

Gellan gam kolay çözünme özelliğine sahiptir ve pH

3,5-8 arasında stabilite gösteren bir jelleştiricidir.

Düşük oranlarda (% 0,05) dahi jel oluşturur.

Şekerleme, reçel ve jölelerde, su bazlı jellerde, çerez

kaplanmada, pudinglerde, kek kremalarında, süt

ürünlerinde jelleştirici ajan olarak kullanılmaktadır.


Gellan gam

Fırıncılık ürünlerinde dolgu maddesi olarak

kullanıldığı zaman daha düzgün bir yapı ve ağızda

daha iyi bir tat bırakmakta, ayrıca bu tip

ürünlerin depolama sürelerini, ısıl stabilitelerini

arttırmakta ve nem kaybını azaltmaktadır.


Dekstran

Dekstran: Dekstran Leuconostoc mesenteroides

tarafından bakteriyel fermantasyon yolu ile

üretilmektedir.

Dekstran bir glukondur ve yapısının nişasta/dekstrine

çok benzemesi nedeniyle dekstran denilmektedir.

Bilimsel olarak araştırılan ve endüstriyel düzeyde

kullanılan, üretilen ilk mikrobiyal polisakkarit olma

özelliği göstermektedir.


Dekstran

D-glukoz moleküllerinin 1,4 glukozidik bağları ile

birleşmesiyle polimerize olmasıyla oluşur.

Sıcak veya soğuk suda kolaylıkla çözünebilir.

Sterilizasyon sıcaklıklarına dayanıklı, berrak ve viskoz

çözeltiler oluşturabilmektedir.

Dekstran çözeltileri tatsız ve kimyasal olarak inert

olup, gıda bileşen öğelerinin birçoğu ile uyumludur.


Dekstran

Emülsifiye etme ve stabilize etme gibi

özelliklerinden dolayı unlu mamuller, şekerlemeler

ve içecekler gibi çeşitli gıdalarda kullanımı

mümkün olmaktadır.

Ayrıca koruyucu kaplamalarda da kullanılır.

Dişlerin yüzeyinde gelişen bakteriler tarafından

oluşturan dekstranlar diş plakların bileşenidir.


Pektinler

Pektinler: Pektik maddeler bitkilerin hücre

zarlarında, hücre aralarında ve orta lamel

bölgesinde kolloidal olarak bulunan kompleks asidik

heteropolisakkaritlerdir.

Pektin, selüloz ile birlikte bulunur ve birlikte

bitkilerin iskelet maddesini oluştururlar.

Ayrıca regüle edici olarak bitkilerin su bütçesini

düzenler.


Pektinler

Çünkü pektin şişme kabiliyetindedir.

Bu sayede hücreler arasındaki difüzyon olayı

ayarlanmaktadır.

Özellikle bitkilerin etli kısımları pektin bakımından

zengindir.

Pektin aslında bitki dokularının çoğunda ve

olgunlaşmamış meyvelerde protopektin (pektoz,

pektinojen) olarak bulunmaktadır.


Pektinler

Olgunlaşma sırasında protopektin enzimatik hidrolizle

yavaş yavaş suda çözünen pektine dönüşmektedir.

Pektik maddelerin temel bileşeni D-galakturonik

asittir.

Bunlar lineer α (1-4) glukozidik bağları ile

bağlanmıştır.


Pektinler

D-galakturonik asit dışında galaktoz, ramnoz, ksiloz

gibi başka şekerleri de içerirler.

Çeşitli derecelerde metil ester grubu içermektedir.

Pektik maddeler temelde protopektin, pektinik

asit, pektin, pektik asit ve bunların tuzlarını içeren

büyük bir grup maddenin ismidir.


Pektinler

Hiçbir karboksil grubu esterleşmemiş poligalakturonik

asitlere pektik asit, tuzlarına pektat denir.

Pektik asitler pektinlerin temel gövdesidir.

Bazı karboksil grupları esterleşmiş poligalakturonik

asitlere ise pektinik asit, tuzların da pektinat denir.


Pektinler

Bitkilerde bulunan ve soğuk suda çözünmeyen, fakat

sıcak su, asit ve tuz çözeltiler ile ekstrakte edilebilen

pektik maddelere protopektin terimi kullanılır.

Bunun kısmi hidrolizi ile pektin ve pektinik asitler

elde edilir.


Pektinler

Pektin terimi çoğunlukla değişik metil esterleri içeriği ve

nötralizasyon derecesine sahip ve jel oluşturan, suda

çözünür galakturonoglikan preparatlarını tanımlamakta

kullanılır.

Pektinler esterleşme derecelerine göre; yüksek metoksilli

(karboksil gruplarının %50’sinden fazlası esterleşmiş) ve

düşük metoksilli olarak üzere iki büyük gruba ayrılırlar.


Pektinler

Jelleşme olayı kesin olarak pektinin esterleşme

derecesi ve molekül büyüklüğü ile etkilenir.

Yüksek metoksilli pektinler yüksek şeker ve asit

içeriğinde jel oluşturabilirler.

Karboksil gruplarının %68’sinden fazlası

esterleşmiş olan pektinler hızlı jel oluşturma

kabiliyetindedir.


Pektinler

Eğer yüksek derecede esterleşen pektinler

kullanılırsa, belirli bir hidrojen iyonu

konsantrasyonunun yanında (yaklaşık pH 3)

mutlaka yüksek konsantrasyonda şekerde mevcut

olmalıdır (% 60–70, jel miktarı üzerinden).

İyi bir jel oluşumu için pektin-şeker-asit oranının

optimum tutulması gerekir.


Pektinler

Düşük metoksilli pektinler (karboksil gruplarının

%30-50’si esterleşmiş) şeker ve/veya asite ihtiyaç

duymadan uygun katyonların varlığında jel

oluştururlar.

Ticari olarak turunçgil (portakal, limon vb.)

kabuklarından ve elma posasından üretilmektedir.

Limondan elde edilen pektin kalitesi yüksektir.


Pektinler

Ayçiçeği tablası, şeker pancarı küspesi gibi diğer

tarımsal endüstri artıkları da önemli miktarda pektin

içerir.

Pektinin bileşimi ve özellikleri kaynağına, üretim

yöntemine ve uygulanan işlemlere bağlı olarak

değişmektedir.

Pektin bitkisel kaynaklı bir stabilizatör olup farklı

nitelik ve miktarlarda bulunmaktadır.


Pektinler

Çizelge 2.13’de bazı bitkisel materyallerin pektin

içerikleri verilmiştir.

Çizelge 2.13. Bazı Bitki Materyallerin Pektin

İçerikleri

Bitkisel Materyal Pektin (k.m., %) Bitkisel Materyal Pektin (k.m., %)Patates 2,5 Havuç 10

Domates 3 Ayçiçeği tablası 25Elma 5–7 Şeker pancarı küspesi 15–20

Elma posası 15-20 Turunçgillerin kabuğu 30–35


Pektinler

Protopektin, galakturonik asit moleküllerinin

serbest karboksil grupları ile metal iyonları

köprüsü üzerinden bağlanmıştır (özellikle Ca

iyonları).

O

H

H OH

OH H

HC

C C

CH

C... O

O

H

H OH

OH H

HC

C

CC

C

O

H OH

OH H

H

C C

CH

C

....

COOH

COOH

H

O

C

H

COOH


Pektinler

... ...

......

O

COOCH3

O

O O

O O

O O

O

O

OO

OO

OO

OO

COOCH3 COOCH3

COOCH2COOCH2COOCH2

COO

COOCa

COO

COOCa


Pektinler

Ticarette kullanılan pektinin elde edilmesi için

protopektin seyreltik organik (tartarik asit, sitrik

asit vb.) ve inorganik asitlerle (klorür asit vb.)

muamele edilir.

Bununla metal iyonları köprüsü (tuz bağları)

parçalanır ve böylece saf kurutulmuş, çözünür

özellikte kullanılacak pektinler elde edilir.


Pektinler

Yüksek moleküllü pektin seyreltilmiş asitler

dışında enzimler ile de (pektinazlar) kısa zincirler

halinde galakturon asidi moleküllerine kadar

hidrolitik olarak parçalanır.

Ticari pektinlerde gıda teknolojisi açısından

aranan bazı özellikler, jel oluşturma

derecesi/kapasitesi, kıvamlaşma süresi ve iyi

çözünmedir.


Pektinler

Pektin jelleştirici, kıvam verici, emülgatör ve

stabilizatör özelliklerinden dolayı gıda sanayiinde

yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek metoksilli pektinler çok iyi jelleşmesi

sebebiyle reçel, marmelâtlar ve jölelerde önemlidir.

Kararlı bir jel oluşumu için standart koşullar; pektin

<%1, şeker %58–75 ve pH 2,8–3,5 olarak verilebilir.


Pektinler

Bu ürünlerin düşük kalorili (az şekerli) olanlarında

düşük metoksilli (esterleşme düzeyi düşük)

pektinler kalsiyum iyonu eşliğinde kullanılır.

Sonuç olarak pektinle dayanıklı jel oluşumu pektin

miktarı, metillenme oranı, şeker miktarı ve pH

değerine bağlıdır.


Pektinler

Pektinler, içecekler ve dondurma

stabilizasyonunda, meyve suyu ve şarabın

durultulmasında, mayonez, salça ve salata

soslarında kıvam verme gibi çeşitli gıdalarda farklı

amaçlarla kullanılmaktadır.

7. karbonhidratlar 7

Education