Karbondioksit asimilasyonu ile yeşil bitkilerde fotosentez sonucu oluşurlar. Karbondioksit asimilasyonu ile yeşil bitkilerde fotosentez sonucu oluşurlar

Polisakkaritler tatlı değildirler, suda çözünmezler. Optikçe aktif olup indirgen özellik göstermezler. Polisakkarit polimer yapısı, düz zincir şeklinde olduğu gibi dallanmış şekilde de olabilir. Depo polisakkaritler (nişasta, glikojen) dallanma gösterirken yapı polisakkaritler (selüloz) ise dallanma göstermemektedir.

• Polisakkaritler tatlı değildirler, suda çözünmezler. Optikçe aktif olup indirgen özellik göstermezler. Polisakkarit polimer yapısı, düz zincir şeklinde olduğu gibi dallanmış şekilde de olabilir. Depo polisakkaritler (nişasta, glikojen) dallanma gösterirken yapı polisakkaritler (selüloz) ise dallanma göstermemektedir.

Bundan başka jelleşme özelliği gösteren polisakkaritlerde ester grupları ortaya çıkar. Polisakkaritlerin özellikleri kendisini meydana getiren esas yapıdan çok fazla farklılık göstermektedir. Ekseriya aşama aşama meydana gelen kimyasal parçalanma (indirgenme) ile asıl kendini meydana getiren moleküllerin özellikleri ortaya çıkar. Yüksek moleküllü polisakkaritlerin daha küçük moleküllere ayrılması asitler, enzimler veya sıcaklığın etkisi ile meydana gelmektedir.

• Bundan başka jelleşme özelliği gösteren polisakkaritlerde ester grupları ortaya çıkar. Polisakkaritlerin özellikleri kendisini meydana getiren esas yapıdan çok fazla farklılık göstermektedir. Ekseriya aşama aşama meydana gelen kimyasal parçalanma (indirgenme) ile asıl kendini meydana getiren moleküllerin özellikleri ortaya çıkar. Yüksek moleküllü polisakkaritlerin daha küçük moleküllere ayrılması asitler, enzimler veya sıcaklığın etkisi ile meydana gelmektedir.

Şekil 2.4’de bazı polisakkaritlerin hidrolitik parçalanması (indirgenme) sonucu oluşan ürünler gösterilmektedir. Hidrolitik parçalanma reaksiyonu aşağıdaki kimyasal eşitliklerle kısaca ifade edilebilir.

• Şekil 2.4’de bazı polisakkaritlerin hidrolitik parçalanması (indirgenme) sonucu oluşan ürünler gösterilmektedir. Hidrolitik parçalanma reaksiyonu aşağıdaki kimyasal eşitliklerle kısaca ifade edilebilir.

Karbonhidratlar fizyolojik etkilerine göre sınıflandırıldıklarında ise; insan ince bağırsağında sindirilme durumuna göre üç gruba ayrılabilirler. Bunlar sindirilemeyen (dirençli) oligosakkaritler (inulin, frukto-oligosakkaritler, ksilo-oligosakkaritler, rafinoz, izomalto-oligosakkaritler, galakto-oligosakkaritler vb.), dirençli nişasta (örneğin amiloz bakımından zengin mısır nişastasından elde edilebilir) ve nişasta olmayan polisakkaritler dir (diyet lifin yapısında olanlar selüloz, hemiselüloz, pektin, lignin).

• Karbonhidratlar fizyolojik etkilerine göre sınıflandırıldıklarında ise; insan ince bağırsağında sindirilme durumuna göre üç gruba ayrılabilirler. Bunlar sindirilemeyen (dirençli) oligosakkaritler (inulin, frukto-oligosakkaritler, ksilo-oligosakkaritler, rafinoz, izomalto-oligosakkaritler, galakto-oligosakkaritler vb.), dirençli nişasta (örneğin amiloz bakımından zengin mısır nişastasından elde edilebilir) ve nişasta olmayan polisakkaritler dir (diyet lifin yapısında olanlar selüloz, hemiselüloz, pektin, lignin).

Karbonhidratların çok çeşitli ve farklı yapıda bulunması sebebiyle aşağıda belirtilen özellikler karbonhidratların tümünü kapsamamaktadır. Karbonhidratların büyük çoğunluğu için tipik olan bazı özelliklere burada yer verilmiştir. Bu bölümde monosakkaritlerin önemli kimyasal reaksiyonları da incelenecektir.

• Karbonhidratların çok çeşitli ve farklı yapıda bulunması sebebiyle aşağıda belirtilen özellikler karbonhidratların tümünü kapsamamaktadır. Karbonhidratların büyük çoğunluğu için tipik olan bazı özelliklere burada yer verilmiştir. Bu bölümde monosakkaritlerin önemli kimyasal reaksiyonları da incelenecektir.

Bir maddenin doğrusal polarize ışığın salınım yüzeyini çevirme özelliğine optik aktivite denir. Dihidroksi aseton hariç bütün monosakkaritler bir veya daha fazla sayıda asimetrik karbon atomu içerdiklerinden polarize ışığın düzleminde değişime neden olurlar. Asimetrik karbon atomu ifadesi kullanılırken bilinmelidir ki moleküller asimetrik olabilir, atomlar olamaz. Asimetrik karbon atomu sadece asimetri noktasındaki karbon atomudur.

• Bir maddenin doğrusal polarize ışığın salınım yüzeyini çevirme özelliğine optik aktivite denir. Dihidroksi aseton hariç bütün monosakkaritler bir veya daha fazla sayıda asimetrik karbon atomu içerdiklerinden polarize ışığın düzleminde değişime neden olurlar. Asimetrik karbon atomu ifadesi kullanılırken bilinmelidir ki moleküller asimetrik olabilir, atomlar olamaz. Asimetrik karbon atomu sadece asimetri noktasındaki karbon atomudur.

Asimetrik karbon atomu içeren maddeler, polarize ışığın salınım yüzeyini farklı yönde çevirirler ve bu maddelere optikçe aktif maddeler denilir. Optikçe aktif maddelerin optik çevirme gücü bu maddelerin karakteristiği olup kolaylıkla belirlenebilmektedir. Polarimetre kullanılarak optikçe aktif maddelerin çözeltilerinin polarize ışık düzleminde oluşturdukları çevirme açısı belirlenir.

• Asimetrik karbon atomu içeren maddeler, polarize ışığın salınım yüzeyini farklı yönde çevirirler ve bu maddelere optikçe aktif maddeler denilir. Optikçe aktif maddelerin optik çevirme gücü bu maddelerin karakteristiği olup kolaylıkla belirlenebilmektedir. Polarimetre kullanılarak optikçe aktif maddelerin çözeltilerinin polarize ışık düzleminde oluşturdukları çevirme açısı belirlenir.

Çevirme açısı, belirli bir karbonhidratın spesifik çevirmesi, bir g maddenin bir ml suda çözülüp bir dm’lik polarizasyon tüpünde muayenesi ile oluşturduğu çevirmedir. Bu açı optikçe aktifliğin bir ölçüsü olup gözlenen rotasyon olarak tanımlanır. Bu değerin spesifik rotasyon olarak adlandırılan ve her bir madde için belirli koşullar altında sabit bir katsayıya çevrilmesi gerekmektedir. Bu amaçla aşağıdaki formül kullanılarak optikçe aktif maddenin çözeltisinin spesifik çevirmesi [α]t (spesifik rotasyon) belirlenebilir.

• Çevirme açısı, belirli bir karbonhidratın spesifik çevirmesi, bir g maddenin bir ml suda çözülüp bir dm’lik polarizasyon tüpünde muayenesi ile oluşturduğu çevirmedir. Bu açı optikçe aktifliğin bir ölçüsü olup gözlenen rotasyon olarak tanımlanır. Bu değerin spesifik rotasyon olarak adlandırılan ve her bir madde için belirli koşullar altında sabit bir katsayıya çevrilmesi gerekmektedir. Bu amaçla aşağıdaki formül kullanılarak optikçe aktif maddenin çözeltisinin spesifik çevirmesi [α]t (spesifik rotasyon) belirlenebilir.

Sonuç olarak daha önceden hazırlanmış tablolar yardımıyla spesifik rotasyondan yararlanılarak bir çözeltideki şeker konsantrasyonu belirlenebilmektedir. Şeker çözeltilerinin polarize ışığı çevirme dereceleri, bunların konsantrasyonları ile direkt orantılı olması sebebiyle polarimetreler şeker endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yukarıda ifade edilen prensibe göre çalışan çok sayıda sakarimetre geliştirilmiştir. Doğrudan doğruya % şeker konsantrasyonu veya oranını belirlemek için polarimetre sistemi modifiye edilerek bazı standart metotlar oluşturulmuştur.

• Sonuç olarak daha önceden hazırlanmış tablolar yardımıyla spesifik rotasyondan yararlanılarak bir çözeltideki şeker konsantrasyonu belirlenebilmektedir. Şeker çözeltilerinin polarize ışığı çevirme dereceleri, bunların konsantrasyonları ile direkt orantılı olması sebebiyle polarimetreler şeker endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yukarıda ifade edilen prensibe göre çalışan çok sayıda sakarimetre geliştirilmiştir. Doğrudan doğruya % şeker konsantrasyonu veya oranını belirlemek için polarimetre sistemi modifiye edilerek bazı standart metotlar oluşturulmuştur.

Karbonhidratların yapılarını meydana getiren monosakkaritlere parçalanması bünyelerine su alarak (hidroliz) olmaktadır. Parçalanmada asit veya enzimler katalizör olarak etki ederler. Başka bir ifade ile monosakkaritler arasındaki glukozidik bağlar asit veya enzimlerin etkisi ile hidrolize olurlar. Baz aracılığı ile yıkılmaya karşı dirençlidirler.

• Karbonhidratların yapılarını meydana getiren monosakkaritlere parçalanması bünyelerine su alarak (hidroliz) olmaktadır. Parçalanmada asit veya enzimler katalizör olarak etki ederler. Başka bir ifade ile monosakkaritler arasındaki glukozidik bağlar asit veya enzimlerin etkisi ile hidrolize olurlar. Baz aracılığı ile yıkılmaya karşı dirençlidirler.

Asit hidrolizi enzimatik parçalanmadan daha hızlı seyreder. Hidrolizin derece ve hızı, çözeltinin pH değeri ve sıcaklığından etkilenir. İnorganik asitler organik asitlerden daha fazla hidrolitik etki gösterirler. Sıcaklık artışı parçalanmayı hızlandırmaktadır. Asit hidrolizin teknik uygulamasına, örneğin yapay balın yapımında, nişasta şurubu ve glukoz yapımında rastlanır. Enzimatik hidrolizin de endüstriyel kullanım alanları bulunur (nişasta parçalanması).

• Asit hidrolizi enzimatik parçalanmadan daha hızlı seyreder. Hidrolizin derece ve hızı, çözeltinin pH değeri ve sıcaklığından etkilenir. İnorganik asitler organik asitlerden daha fazla hidrolitik etki gösterirler. Sıcaklık artışı parçalanmayı hızlandırmaktadır. Asit hidrolizin teknik uygulamasına, örneğin yapay balın yapımında, nişasta şurubu ve glukoz yapımında rastlanır. Enzimatik hidrolizin de endüstriyel kullanım alanları bulunur (nişasta parçalanması).

Suda karbonhidratların çözünürlüğü çok farklılık göstermektedir. Bu farklılık çok iyi çözünürlükten hiç çözünmezliğe kadar değişmektedir. Genel olarak karbonhidratların çözünürlüğü molekül büyüklüğüne bağlıdır (artan molekül büyüklüğü ile çözünürlük azalır). Çözünme olayı suyun dipol karakterine dayanır. Bazıları suda çok iyi çözünürken bazıları da çok az çözünmektedir. Buna bağlı olarak karbonhidratların su bağlama özellikleri de farklılık göstermektedir. Örneğin früktoz glukozdan, sakkaroz laktozdan daha higroskopiktir. Çözünme olayı ve çözünürlük hızı üzerine en büyük etkiyi sıcaklık yapmaktadır.

• Suda karbonhidratların çözünürlüğü çok farklılık göstermektedir. Bu farklılık çok iyi çözünürlükten hiç çözünmezliğe kadar değişmektedir. Genel olarak karbonhidratların çözünürlüğü molekül büyüklüğüne bağlıdır (artan molekül büyüklüğü ile çözünürlük azalır). Çözünme olayı suyun dipol karakterine dayanır. Bazıları suda çok iyi çözünürken bazıları da çok az çözünmektedir. Buna bağlı olarak karbonhidratların su bağlama özellikleri de farklılık göstermektedir. Örneğin früktoz glukozdan, sakkaroz laktozdan daha higroskopiktir. Çözünme olayı ve çözünürlük hızı üzerine en büyük etkiyi sıcaklık yapmaktadır.

Tatlı lezzet (tatlılık) gıda maddeleri bileşenlerinin bu grubu için tipik özelliktir. Tatlılık derecesi karbonhidratlar arasında kıyaslama metodu ile belirlenir. Bununla elde edilen değerler yalnız nisbi karakterdedir. Ortalama değer olarak sakkaroz tatlılık derecesi 100 kabul edilerek seçilmiştir. Başka bir ifade ile sakkaroz değerlendirmede referans alınmaktadır. Sakkarozun ve diğer karbonhidratların/şeker alkollerin belirli konsantrasyonlu çözeltileri hazırlanır ve verdikleri tat sakkaroz çözeltisi ile aynı şiddeti gösterinceye kadar sulandırılmak suretiyle kıyas edilirler. Çözeltilerin ısılarının yükselmesi ile fruktozun tatlılık derecesi düşer, hatta 40oC’de sakkaroza eşit hale gelir, diğer karbonhidratlar da ise değişim hemen hemen olmaz.

• Tatlı lezzet (tatlılık) gıda maddeleri bileşenlerinin bu grubu için tipik özelliktir. Tatlılık derecesi karbonhidratlar arasında kıyaslama metodu ile belirlenir. Bununla elde edilen değerler yalnız nisbi karakterdedir. Ortalama değer olarak sakkaroz tatlılık derecesi 100 kabul edilerek seçilmiştir. Başka bir ifade ile sakkaroz değerlendirmede referans alınmaktadır. Sakkarozun ve diğer karbonhidratların/şeker alkollerin belirli konsantrasyonlu çözeltileri hazırlanır ve verdikleri tat sakkaroz çözeltisi ile aynı şiddeti gösterinceye kadar sulandırılmak suretiyle kıyas edilirler. Çözeltilerin ısılarının yükselmesi ile fruktozun tatlılık derecesi düşer, hatta 40oC’de sakkaroza eşit hale gelir, diğer karbonhidratlar da ise değişim hemen hemen olmaz.

Tatlılık derecesi karbonhidratların nisbi molekül büyüklüğüne bağlıdır. Genelde karbonhidratların molekül ağırlıkları büyüdükçe tatlılık dereceleri azalmaktadır. Çok sayıdaki karbonhidratın tatlılık derecesi, gıda maddesi olarak kullanılmasının temelini oluşturur. Dolayısıyla örneğin sakkaroz şekerleme sanayinin önemli bir hammaddesidir. Gıda sanayiinde gazlı içecekler başta olmak üzere birçok gıda maddesinde kullanımının artmasıyla fruktoz da öne çıkmıştır.

• Tatlılık derecesi karbonhidratların nisbi molekül büyüklüğüne bağlıdır. Genelde karbonhidratların molekül ağırlıkları büyüdükçe tatlılık dereceleri azalmaktadır. Çok sayıdaki karbonhidratın tatlılık derecesi, gıda maddesi olarak kullanılmasının temelini oluşturur. Dolayısıyla örneğin sakkaroz şekerleme sanayinin önemli bir hammaddesidir. Gıda sanayiinde gazlı içecekler başta olmak üzere birçok gıda maddesinde kullanımının artmasıyla fruktoz da öne çıkmıştır.

Gıda Kimyası, Prof.Dr. Mehmet Demirci, 2012.

• Gıda Kimyası, Prof.Dr. Mehmet Demirci, 2012.