Renk Maddeleri

Renk Maddeleri Meyve ve sebzelerde bulunan başlıca renk maddeleri: klorofil, antosiyanin, karotenoidler, betalaindir.

Klorofiller n Klorofil, yüksek bitkilerde fotosentezin gerçekleştiği yeşil renkli pigmenti olarak bilinmekle birlikte, daha genel bir tanımlamada fotosentetik porfirin pigmentinin bütün sınıflarını kapsamaktadır. Yeşil yaprakların ve bazı ham meyvelerin yeşil rengini veren bu pigment, klorofil a (mavi- yeşil) ve klorofil b (sarıyeşil) den oluşmaktadır. Genel olarak klorofil a ve klorofil b’nin bitkilerde birbirine oranı 3:1’dir.

H H H CH H CH H H H C CH3 C C O H C CH H C CH 3 2 3 2 N N N N CH3 CH3 H Mg H H Mg H N N N N H C H C 3 CH3 3 CH3 H H H H CH2 CH2 CH2 H C O CH2 H C O OCH3 OCH3 COO-fitil O COO-fitil O Klorofil a Klorofil b

Klorofil a ve b yapılarında yer alan magnezyumun hidrojen atomu ile yer değiştirmesi sonucunda feofitin a ve b’ye dönüşürler. Böylece klorofillerin parlak yeşil rengi mat zeytin yeşiline döner. n Klorofil molekülündeki Mg+2’un yerine diğer metal iyonlarının geçmesi (Sn+2 ve Fe+3) aynı şekilde rengin yeşilden grikahverengine dönüşmesine neden olur.

Klorofilin, klorofilaz enzimi etkisiyle parçalanması sonucunda ise klorofillidler (klorofillid a ve klorofillid b) ve feofitinlerin enzimatik parçalanması halinde ise feoforbit a ile feoforbit b oluşmaktadır Meyve ve sebzelerin yapılarında yer alan klorofiller bu ürünlerin işlenmeleri ve depolanmaları sırasında sıcaklık, depolama ve ortamın pH değeri gibi çevre faktörlerinin etkisiyle türevlerine parçalanarak ürünün renginin bozulmasına neden olurlar.

Klorofilaz Klorofil Klorofillid – Fitol Isıtma +2 +2 – Mg – Mg Feofitin Feoforbit – Fitol

Karotenoidler n Karotenoidler, genel olarak yağda çözünen ve bitkisel ve hayvansal ürünlere sarıdan kırmızıya kadar renk veren bileşiklerdir. n Karotenoidler, polien hidrokarbonlar olup 8 adet izomer ünitesinden oluşurlar ve 40 Catomu içeren bir iskelet yapıları vardır.

Karotenoidler, yalnızca bitkiler ve mikroorganizmalar tarafından sentezlenen bileşiklerdir. Hayvansal dokulara ancak yemler aracılığı ile taşınır ve orada modifiye edilerek depolanır. n Örneğin yumurta sarısının rengi bu şekildeki karotenoidlerden oluşur. Yeşil bitkilerin yapısında da karotenoidler bulunur ancak, bunlar klorofil ile örtülmüş haldedirler

Karotenoidler, karotenler ve ksantofiller olmak üzere iki ana grupta incelenirler. Karotenler bir sınıf hidrokarbonlar içerirler, bunların hidroksi, epoksi, okso gibi oksijen fonksiyon grupları içeren türevlerine ise ksantofiller adı verilmektedir

Karotenoidler, bitkisel hücrelerde klorofiller ile birlikte kloroplast içerisinde serbest (kristal veya amorf) veya yağlı ortamda çözünmüş halde bulunurlar. Aynı zamanda yağ asitleriyle ester halinde veya şekerlerle ve proteinlerle birleşmiş halde de bulunabilirler.

Karotenoidlerin proteinlerle oluşturdukları bileşiklerin renkleri değişir. Örneğin kırmızı renkli olan astaksantin proteinlerle kompleks oluşturduğunda maviye döner. Karotenoidlerin proteinlerle oluşturdukları kompleksler, bazı yeşil yapraklarla, çeşitli meyve ve sebzelerde yer almaktadır. n Karotenoidler, şekerlerle glikozidik

Karotenoidler, apolar çözücülerde ve sıvı yağlarda iyi çözündükleri halde, suda çözünmezler, bu nedenle lipokromlar olarak bilinirler. Bu bileşikler ışık ve oksijene karşı çok duyarlıdırlar. Buna karşılık yüksek sıcaklıklarda stabildirler. Ortamda oksijen ve ışık bulunmaması halinde gıdaların pişirilmeleri ve haşlanmaları halinde

Karotenoidler arasında beslenme fizyolojisi açısından en önemlisi βkarotendir. n βkaroten, birçok meyve ve sebzenin bileşiminde yer alır. Bazen de domateste olduğu gibi bir ksantofil olan likopen ile birlikte bulunur. βkaroten organizmada A vitaminine (retinol) dönüştüğü için proA vitamini olarak da bilinir. Ayrıca βkarotenin antikanser aktivitesinin olduğu da bildirilmektedir.

Bir ksantofil olan ve domateste önemli miktarlarda bulunan likopenin de insan sağlığı konusunda olumlu etkileri son yıllarda yapılan çalışmalarla ortaya konulmuştur. Likopenin önemli düzeyde antioksidan kapasitesi bulunmaktadır. n Likopen domatesin kırmızı rengini veren en önemli renk maddesi olup ismi domatesin latince adı olan Solanum lycopersicum dan türetilmiştir.

Likopenin doğada yaygın olarak bulunmasından dolayı bir gıda boyası olarak kullanılmasına izin verilmiştir. n Likopen suda çözünmez ve çoğu porlu malzemeyi ve çoğu plastiği hemen boyar. Domates lekesi çoğu kumaştan kolaylıkla çıkartılabilse de (eğer leke yeni olmuşsa), likopen plastiklerin içine geçişir ve bu yüzden sabun veya deterjanla çıkartılamaz (ama çamaşır suyu likopeni yok eder). Plastikler özellikle daha evvel ısıtılmış, çizilmiş, yağlanmış ve oyulmuşlarsa (asit etkisiyle), lekelenmeye çok müsaittirler.

Likopeni yüksek meyve ve sebzeler arasında domates, karpuz, pembe greyfurt, pembe guava, ve kuşburnu bulunur. n Domatesin pişirilmesi sonucu kullanılabilir likopen oranı artar. Likopen suda çözünmediği için ve bitkisel liflere bağlı durumda olduğu için domatesin yemek için hazırlanması (parçalanması, yağ ile karıştırılması, pişirilmesi) likopenin vücut tarafından kullanılabilirliğini artırır. Likopen yağda çözündüğü için yağ onun sindirim sistemi tarafından emilmesini büyük ölçüde artırır. n Faydası n Likopen tekli (singlet) oksijeni etkisiz kılan en güçlü karotenoiddir. Mor ötesi ışınların meydana getirdiği tekli oksijen deri yaşlanmasının başlıca nedenidir.

Betalainler n Betalainler, doğada kırmızı pancar gibi bitkilerde, bazı mantarlarda, bugonvil gibi çiçeklerde bulunan bir grup renk maddeleridir. n Betalainler, antosiyaninlere benzediklerinden eski kaynaklarda “azot içeren antosiyanin” olarak da tanımlanmaktaydı. Ancak bu tanımlama doğru olmadığından bugün artık kullanılmamaktadır. Betalainlerin ve antosiyaninlerin kimyasal yapıları ve spektrumları birbirlerinden farklıdır.

Betalainler, gıdalara uygulanan ısısal işlemler sırasında degrade olurlarsa da çoğu zaman ortamda yeterli miktarda pigment bulunduğundan ürünün renginde önemli bir değişim söz konusu olmaz. n Saf haldeki betalainler pH 46 arasında oldukça stabildirler. n Saflaştırılmış betalain gıda boyası olarak kullanılmaktadır.

R R’ Å N HOOC N COOH H

Antosiyaninler n Antosiyanin, Yunancadaki çiçek (anthos) ve mavi (kianos) kelimelerinden türeyen bir kavram olup, bitkilerin meyve, çiçek, yaprak, kök gibi organlarında bulunan, bitkiye kendine özgü pembe, kırmızı, mor ve maviye kadar geniş bir aralıktaki rengini veren ve suda çözünen doğal pigment grubunun adıdır.

Çilekgiller, üzüm, erik, nar, kırmızı lahana gibi birçok meyve ve sebzenin pembeden mora kadar değişen renklerini veren maddeler, antosiyanin grubu pigmentlerdir. n Antosiyanin pigmentleri, hücre sitoplazmasında glikozit formunda bulunmaktadırlar. Bu pigmentler vişne gibi meyvelerde hem meyve etinde ve hem de meyve kabuğunda bulunduğu halde, siyah üzüm ve bazı erik çeşitlerinde yalnızca meyve kabuğunda bulunurlar.

Antosiyaninler, suda çözünürler ve glikozit yapısındaki bileşikler olduklarından bileşimleri şekerler ve şeker olmayan bazı maddelerden oluşmaktadır. n Antosiyaninlerin şeker olmayan bileşiklerden oluşan aglikon kısmını fenolik bileşiklerden antosiyanidinler oluşturmaktadır. n Antosiyanidinlere farklı sakkaritlerin glikozidik olarak bağlanması ile farklı antosiyaninler oluşmaktadır.

Antosiyanidinlere glukoz, galaktoz, ramnoz, ksiloz ve arabinoz gibi şekerlerden biri veya ikisi birlikte bağlanmaktadır. Şekerler genellikle üçüncü karbon atomundaki hidroksil grubuyla bağlanmaktadır. Doğada 16 farklı antosiyanidine yukarıda belirtilen şekerlerin bağlanması ile oluşan çok farklı renklerde antosiyanin bulunabilmektedir. Literatürde yaklaşık 500 adet antosiyaninin bulunduğu bildirilmektedir. Birçok meyve ve sebze ile bitki ve çiçeklerin çok zengin renklerde olabilmesinin nedeni de budur.

Antosiyaninlerin aglikon kısmını oluşturan fenolik bileşiklerin yapısında – OH grubu sayısı arttıkça mavilik, OCH3 grubu sayısı arttıkça kırmızılık artmaktadır. Başlıca antosiyanidinler; pelargonidin,siyanidin, delfinidin, peonidin ve malvidindir.

Antosiyanidin + Şeker Antosiyanin (Aglikon) Ramnoz Glukoz Galaktoz Ksiloz Arabinoz

Bitki dokularında bulunan antosiyaninler; bitkinin genetik mirasına, büyümesi sırasındaki çevresel faktörlere, bitkinin mağruz kaldığı stres koşullarına, kullanılabilir su miktarına ve topraktaki mineral ve organik bileşiklerin varlığı ve miktarına bağlı olarak farklı konsantrasyonlarda sentezlenmektedirler. Ayrıca yetişme yılı ile olgunluk derecesi ve hasat sonrası depolama süresi ve sıcaklığı da meyvedeki antosiyanin miktarı üzerine etkilidir .

Antosiyaninlerin Stabilitesi n Çok sayıda bitkide doğal ve yaygın olarak bulunmakla birlikte, antosiyanin pigmentlerinin yapısı stabil değildir. Proses ve ticari depolama süresince maruz kaldıkları dış etkiler nedeniyle, renklerini kaybetme ve parçalanma eğilimindedir. n Sağlık üzerine olumlu etkileri ve fonksiyonel özellikleri nedeni ile

Genel olarak, antosiyaninlerin stabilitesi; kimyasal yapı, ortamda kopigment varlığı, pH değeri, sıcaklık, enzim (polifenol oksidaz ve peroksidaz) varlığı, metal iyonu gibi çok sayıda fiziksel ve kimyasal faktörden etkilenmektedir.

Antosiyanin pigmentinin flavilyum çekirdeğinde bir elektron eksik olduğundan çok reaktiftir. Reaksiyonlar genellikle pigment renginin açılması şeklindedir. + O Flavilyum katyonu

Kimyasal yapı ile ilgili olarak; bağlı şekerin yer değiştirmesi, metoksillenme (OCH3) ve hidroksillenme (OH) derecesi ve açil gruplarının varlığı pigment stabilitesini ve renk yoğunluğunu etkilemektedir. n Kimyasal yapıda meydana gelen metoksilasyon stabiliteyi arttırırken, hidroksilasyonun azaltmaktadır. Bu nedenle yüksek metoksilasyona sahip maldivin en kararlı, delfinidin ise yüksek hidroksilasyon özelliğinden dolayı en kararsız antosiyanin olarak bildirilmektedir .

Kopigment varlığı n Antosiyaninlerle kompleks oluşturarak, stabil ve hatta farklı renkli bileşik oluşturan maddelere “kopigment” denir. Genellikle renksiz bileşikler olan kopigmentler, antosiyaninleri hidratasyona karşı koruyarak renklerinin stabil olarak kalmasını sağlamaktadır. Kopigment gibi davranan bileşiklerin başında; flavonoidler, polifenoller, alkaloidIer, amino asitler ve organik asitler gelmektedir.

Metal iyonu n Kopigmentasyonda olduğu gibi birçok antosiyanin demir, alüminyum, bakır gibi bir çok metal iyonu ile kompleks oluşturmakta ve böylece stabil olmayan kırmızı rengi stabil bir mavi veya violeye dönüştürülmektedir. n Gıda endüstrisinde gerekli ilgiyi bulmasa da antosiyanin-metal kompleksi, renk stabilizasyonu açısından oldukça önemli bir interaksiyondur. Bu kompleksIerin bileşimindeki metal miktarı sağlık açısından zararlı düzeyde olmadığı gibi bazıları diyetle alınması gereken temel besin öğesidir.

pH değeri n Sulu ortamlarda antosiyaninlerin renk stabilitesi üzerine etkili en önemli faktör pH değeridir. Antosiyaninler, çözeltinin pH değerine bağlı olarak farklı kimyasal formlara dönüşmektedir.

KARBİNOL KUİNOİDAL FLAVİLYUM FORM FORM FORM pH 1.0 pH 4.5 pH 7-8

Sıcaklık n Proses ve depolama sıcaklığı antosiyaninlerin parçalanmaları üzerinde etkili olan en önemli faktörlerden biridir. Sıcaklık artışı ile parçalanma hızı arasında doğrusal bir korelasyon bulunmaktadır.

Enzim varlığı n Ortamdaki enzim varlığı antosiyaninlerin stabilitesini etkileyen diğer bir etkendir. Glikozidaz (antosiyanaz), antosiyaninlerde bulunan glikozidik bağları hidroliz ederek, stabil olmayan birçok antosiyanidin oluşmasını sağlamaktadır. Bu reaksiyon sonucunda spontan olarak parçalanma ve renkte açılma meydana gelmektedir .

Glikosidazlardan başka ortamda bulunan polifenoloksidaz ve peroksidazların katalize ettiği tepkimelerde antosiyaninleri etkilemektedir. n Antosiyaninler diğer fenoliklerin oksidasyonu sonucu oluşan o-kinonlar ile tepkimeye girmektedirler. O-difenolik yapıdaki antosiyaninlerin oksidasyonu sonucu çok kararsız olan antosiyanin kinonları oluşmaktadır. Bu reaksiyonlar önemli düzeyde renk kaybına yol açmaktadır.

-2 n Ayrıca, antosiyaninler SO ile bileşik yaparak renkleri açılır. Ancak bu reaksiyon geri dönüşlü olduğu için, -2 ortamdaki SO ısıtma gibi bir yöntemle bağlandığı bileşikten ayrıldığında antosiyanin tekrar eski rengini alır. n Ortamın pH değerinin 1 düzeyine düşürülmesi sonucunda da antosiyaninler tekrar renkli hale dönüşürler. Bu nedenle gıda endüstrisinde koyu renkli -2 üzüm vb gibi ürünlerin SO ile muhafazasında ortama askorbik asit ilave edilmelidir n Ancak koyu renkli üzüm ve erik gibi gıdaların muhafazasında çoğu zaman kükürtdioksit yerine benzoik asit gibi koruyucular kullanılmaktadır.

Gıda endüstrisi açısından antosiyaninlerin iştirak ettikleri reaksiyonlardan en önemlisi teneke konserve kaplarında yol açtıkları korozyondur. Antosiyanin içeren vişne ve erik gibi koyu renkli ürün konservelerinde ambalaj olarak kalaylı teneke kutular kullanıldığında, zamanla ürünün renginde açılma meydana gelmektedir. Bunun nedeni, bazı antosiyaninlerin kalay gibi metallerle kompleks oluşturmasıdır. Bu bakımdan vişne gibi ürünlerin ambalajında mutlaka laklı tenekeler kullanılmalıdır

Bir cevap yazın