Etiket Arşivleri: KARBONHİDRATLARIN KİMYASAL YAPISI

Karbonhidratlar I ( Prof. Dr. Farhan ALFİN )

Gıda Kimyası Karbonhidratlar 1
Mühendislik Mimarlık Fakültesi 
Gıda Mühendisliği Bölümü
Prof. Dr. Farhan ALFİN
Ders Konuları
Karbonhidratlar
Vitaminler
Enzimler

Ders değerlendirme
Proje 1 %10
Ara Sınavlar 2 %30
Yılsonu sınavı 1 %60

Kaynak
http://80.251.40.59/veterinary.ankara.edu.tr/fidanci/Ders_Notlari/Ders_Notlari/Karbonhidratlar.html

Bu Hafta
2.1 Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı
2.2 Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
2.2.1 Monosakkaritler Monosakkaritlerin İzomerliği

Giriş
Karbonhidratlar grubu farklı kimyasal yapıdaki maddeleri kapsar.
Karbonhidratlar bitkisel gıdalarda yaygın olarak bulunur.
Karbondioksit asimilasyon ile yeşil bitkilerde fotosentez sonucu oluşurlar.
Karbonhidratlar öncelikle organizmanın metabolizmasında önemli enerji kaynağıdır.
Bitkiler ve hayvanlar için çatı maddeleri olarak da görev almaktadır.
Silindirilebilir karbonhidratların kullanılmayan kısımları bitkisel organizmalarda depo maddesi olarak depolanır.
Örneğin bitkisel gıdaların önemli depo karbonhidratı olan nişasta gıda teknolojisinde çeşitli proseslerin temelini oluşturur.
Silindirilmeyen karbonhidratlar diyet veya fonksiyonel lif olarak beslemede yararlıdır.
Doğrudan tüketimi yanında, gıdalarda tatlandırıcı, jel yapıcı, stabilize edici, kıvam arttırıcı, yağları ikame edici ve kalori azaltıcı gibi bir çok teknolojik fonksiyonları da vardır.
Bir dizi kimyasal reaksiyon sonunda gıda boyaları ve aroma maddelerine dönüştürülebilirler.
Karbonhidratlardan glukoz, sakkaroz, nişasta ve selüloz gibi başlıcaları en iyi bilenen organik bileşiklerdir.
Bunların dışında kimyasal özellikleri sebebiyle diğer bir kısım bileşikler de örneğin pektinler, alginatlar, amino şekerler ve şeker alkolleri de karbonhidratlara dahildirler.
CnH2nOn
İlk kez Fransız kimyacılar tarafından analiz edilerek C, H ve O olmak üzere sadece üç çeşit elementten oluştukları, O ve H elementlerini 1/2 oranında içerdikleri görülmüştür.
Bu yüzden genel kapalı formülleri CnH2nOn şeklinde gösterilmiştir.
Ancak bazı karbonhidratlar bu kapalı formüle uymazlar.
Çünkü C, H ve O dışında bazı elementlerde bulunabilir.
Genel formülü farklı olup karbonhidrat olan (deoksiriboz) bileşikler bulunmaktadır.
Bunun dışında, asetik asit, laktik asit gibi bazı bileşikler de bu kapalı formüle uyduğu halde karbonhidratlar grubuna dâhil değildir.
Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı
Karbonhidratlar bitkisel gıdalarda yaygın olarak bulunur.
Bitkisel hücrelerin katı bileşenleri karbonhidratlardan meydana gelmiştir.
Metabolizma olayları sebebiyle, hayvansal gıdalarda karbonhidratlar çok az miktarlarda bulunmaktadır.
Bazı Gıdaların Karbonhidrat Oranları
Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı
Karbonhidratların düzenli miktarda günlük olarak diyetle alınması önem taşır.
Beyin sinir hücreleri ile gelişmekte olan kırmızı kan hücrelerinin sentezi veya fonksiyonları için enerji kaynağı olarak glukoza ihtiyaç vardır.
Enerji diyette sadece yağlardan temin edilirse söz konusu hücrelerin fonksiyonları gerçekleşmez.
Yetersiz karbonhidrat alımında proteinler parçalanarak glukoza dönüşür ve proteinler enerji kaynağı olarak kullanılmış olduğundan kendi fonksiyonlarını yerine getiremezler.
Karbonhidratların ihtiyaç düzeyinde diyetle alımıyla proteinin enerji kaynağı olarak kullanımının önlenmesine karbonhidratların proteini koruyucu etkisi denilmektedir.
Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
Karbonhidratlar sakkaritler olarak isimlendirilir.
Karbonhidratlar polihidroksi aldehitler, polihidroksi ketonlardır ve bunların türevleri olarak tanımlamak en doğrusudur.
Bu tarif deoksişekerleri, şeker alkollerini, şeker asitlerini ve amino şekerleri de kapsamaktadır.
Doğada yeşil bitkiler ve algler tarafından fotosentez sonucu oluşurlar.
Bu olay, güneş ışığı enerjisinin yardımıyla oluşan karbondioksit asimilasyonudur.
Karbondioksit ile su, güneş ışığının yardımıyla birleşmesi sonucunda glukoz ve oksijene dönüşür.
Özel enzimler etkisi ile glukoz moleküllerinden yüksek polimer nişasta oluşur.
Üretilen glukoz genelde sakkaroz olarak taşınır.
Fakat nişasta olarak depolanır.
Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
Molekül büyüklüğüne göre karbonhidratlar aşağıdaki şekilde gruplara ayrılırlar.

Monosakkaritler
Basit şekerler monosakkaritlerdir.
Karbon atomları zinciri dallanmamıştır.
Hidrolizle daha basit şekerlere parçalanmazlar.
Monosakkaritlerin her birisi moleküldeki C atomu sayısıyla birbirlerinden ayırt edilir.
Dolayısıyla moleküler büyüklük, başka bir ifade ile karbon zincirinin uzunluğuna göre trioz, tetroz, pentoz, heksoz, heptoz, oktoz olarak gruplandırılır.
Bunların içerisinde en önemli grup heksozlardır (molekülde 6 oksijen ve 6 karbon atomu bulunmaktadır).
Monosakkaritler poli alkollerin oksidasyonu yoluyla meydana gelir.
Alkollerin değerliği moleküldeki hidroksil gruplarının sayısına bağlıdır.
Oksidasyon iki değişik şekilde meydana gelir.
Sonuçta farklı reaksiyon ürünleri ortaya çıkar.
Aldoz Monosakkaritler
Eğer oksidasyon uçlardan birinde meydana gelirse, o takdirde molekülde bir aldehit grubu oluşur.
Bu monosakkarit bir aldehittir.
Reaksiyon ürünü aldoz olarak isimlendirilir.
Aldozlarda 1. karbon aldehit grubu ve sonuncu karbon primer alkol grubu, bu ikisi arasında da sekonder alkol grupları yerleşir.
Eğer 6 değerli bir alkol bu şekilde oksidasyona uğrarsa, o takdirde bir aldo-heksoz meydana gelir.
Ketoz Monosakkaritler
Oksidasyon aradaki ikinci karbon atomunda olursa o zaman keto grubu oluşur.
Bu monosakkarit bir ketondur.
Ketozlarda 2. karbon keto grubu, 1. ve sonuncu karbonlar ise primer alkol grubudur.
2. ve sonuncu karbonlar arasında sekonder alkol gruplarının karbonları dizilir.
Ketoz Monosakkaritler
Eğer 6 değerli bir alkol bu şekilde oksidasyona uğrarsa, o takdirde bir keto-heksoz meydana gelir.
Dolayısıyla monosakkaritler reaktif gruplarına göre aldoz ve ketoz şeklinde ikiye ayrılırlar.
Monosakkaritlerin aldehit veya keton gruplarına (karbonil grubu) reaktif şeker grupları denilir.
Aldoz ve Ketozlar
Aldoz ve ketozların kimyasal özellikleri birbirinden farklıdır.
Aldozlar ve ketozlar diye adlandırılan monosakkaritlerin temel örnekleri, gliseraldehit ve dihidroksi asetondur.
Her iki dizinin daha yüksek monosakkaritleri karbonil (C=O) ve primer alkol grupları arasında bir veya birden çok H-C-OH gruplarının girmesiyle meydana gelmektedir.
Heksoz grubu içinde aldozlardan (aldo-heksozlar) en tanınmış olanları glukoz, galaktoz ve mannozdur.
Keto-heksozlardan ise fruktoz ve sorboz en önemlileridir.
Monosakkaritlerin İzomerliği
Monosakkaritlerden örneğin heksozlar C6H12O6 şeklinde yazılan aynı kapalı formüle sahiptirler.
Buna karşın, yapı formüllerindeki farklılık, farklı kimyasal özelliklerini sağlamaktadır.
Açık zincirli formüller (Fischer projeksiyon formülleri) monosakkaritlerin konfigürasyon farklarını göstermeye uygun olsa da, asıl yapı doğru olarak gösterilemez.
Monosakkaritlerin İzomerliği
Çünkü beş veya daha fazla C atomu içeren monosakkaritler halka yapısındadırlar.
Monosakkarit moleküllerinin yüzde olarak çok az bir kısmı zincir formunda bulunurlar.
Monosakkaritler suda çözünürlerse kısa bir zaman sonra halka formu ile zincir formu molekülleri arasında bir denge meydana gelir.
Zincir formlu moleküllerin oranı örneğin glukozda % 0,l’in altında bulunur.
Monosakkaritlerin İzomerliği
Monosakkarit moleküllerinin yapısında iki konfigürasyon (biçimlenme) bulunmaktadır.
Konfigürasyon izomerliğinde, moleküller birbirlerinden üç boyutlu boşlukta atom veya grupların dizilişleri ile farklılaşmaktadır.
Bu izomer molekülleri resim ve aynadaki görüntüsünün resmi şeklindedir.
Bundan dolayı stereoizomerler olarak da adlandırılırlar.
Konfigürasyonu (biçimlenme) belirlemek için asimetrik C* atomu taşıyan üç karbonlu en basit şeker (trioz) gliseraldehit molekülü temel alınmıştır.
Diğer bileşiklerin konfigürasyonuna gliseraldehit ile karşılaştırılarak karar verilmektedir.
Gliseraldehitin bu iki stereizomeri D ve L şeklinde gösterilmektedir.
Monosakkaritlerin D ve L formu şeklinde ayrılmasını, primer alkol grubuna komşu veya aktif şeker grubuna en uzaktaki asimetrik C atomu belirler.
Asimetrik C atomundaki OH’ın durumu D- gliseraldehitin aynı ise (OH grubu sağda ise) monosakkarit D serisindedir.
L- gliseraldehitin aynı ise (OH grubu solda ise) monosakkarit L serisindedir.
Dehidroki aseton dışında, monosakkaritlerin hepsi bir veya daha fazla asimetrik, C atomu içermektedir.
Bundan dolayı monosakkaritlerin birçok izomeri bulunmaktadır.
İzomer sayısı moleküldeki asimetrik karbon sayısına bağlıdır.

Gıda Kimyası Ders Notları ( Gülten ŞEKEROĞLU )

•GMGTE 132 GIDA KİMYASI
•GÜLTEN ŞEKEROĞLU
•GIDA (TGK GÖRE)
TÜTÜN VE SADECE İLAÇ OLARAK KULLANILANLAR HARİÇ,İÇKİLER VE SAKIZLAR İLE HAZIRLAMA VE İŞLEME GEREĞİ KULLANILAN MADDELER DAHİL İNSANLAR TARAFINDAN YENİLEN VE İÇİLEN HAM, YARI VE TAM İŞLENMİŞ HER TÜRLÜ MADDELERDİR.
BESİN MADDESİ, MADDE VE ENERJİ İLE İLGİLİ BESLENME İHTİYAÇLARINI KARŞILAYAN BİLEŞENLERDİR
BESİN, İNSANLAR TARAFINDAN HİÇBİR ZARARLI SONUÇ DOĞURMADAN VÜCUDA ALINABİLEN VE METABOLİZMADA PARÇALANARAK DEĞİŞİKLİĞE UĞRAYABİLEN GIDA BİLEŞENLERİDİR
•GIDADA BULUNAN TEMEL BİLEŞENLER
1-KARBONHİDRATLAR
2-PROTEİN
3-YAĞLAR
4-SU
5-VİTAMİNLER
6-MİNERAL MADDELER
Gıdalar Vücuda;
1-Büyümeyi sağlamak
2-Yaşantıyı devam ettirmek
3-Enerji sağlamak
4-Kemik, doku oluşumunu sağlamak,
5-Gerekli enzim, vitamin ve hormon alımını sağlamak
•BESİN PİRAMİDİ
•GIDA BİLEŞENLERİ
Enerji verenler
Düzenleyiciler
Büyüme ve muhafazayı sağlayanlar
•GIDA KİMYASI
Gıdaların yapısı, özellikleri, gıdalarda ve bileşenlerinde meydana gelen değişiklikleri inceleyen bir bilim dalıdır.
Gıda kimyası; gıdaların üretilmesi ve işlenmesi muhafazası, gıda toksikolojisi, mikrobiyolojisi ve gıda teknolojisi gibi bilim dallarıyla bir aradadır.
•ÇEŞİTLİ GIDA MADDELERİNİN İÇERDİĞİ BAZI BİLEŞENLER
Gıda Gıda Bileşenleri
Buğday ekmeği………Selüloz, nişasta, gliadin, kalsiyum, B1 ve B2 vitaminleri
Patates…………………Nişasta, kalsiyum, lipidler, A,B1,B2 ve C vitaminleri
İçme sütü…………….Laktoz, albumin, globulin, kazein, kalsiyum, lipidler, C vitamini
Yumurta………………Albumin,lipidler, glikoz, kalsiyum, A, B1, B2 vitaminleri
Sığır eti……………….Albumin, globulin, lipidler, glikoz,, B1 ve B2 vitaminleri
Bileşenler………………………….Grup
•Üzüm şekeri(glikoz)…………..Karbonhidratlar
•Nişasta……………………………… Karbonhidratlar
•Sakkaroz…………………………… Karbonhidratlar
•Oleik asit…………………………..Lipidler
•Lesitin……………………………….Lipidler
•Kalsiyum……………………………Mineral maddeler
•B1 vitamini………………………..Vitaminler
Bazi Gıdaların Bileşimi (%)
Gıda………………..SU…….CHO……Protein….Yağ…..Lifli Mad.
İnek sütü
•Karbohidratlar, insan diyetinin en önemli kısmını oluştururlar
•KARBONHİDRATLAR
DAHA ÇOK BİTKİSEL KÖKENLİDİRLER.
DEPO KARBONHİDRAT…..ÖRN. NİŞASTA
SİNDİRİLEBİLİR VE SİNDİRİLEMEYEN (LİFLİ VE DİYET LİFİ)
Genel fomülleri Cn(H2O)n
•DOĞRUDAN TÜKETİLİR
•TATLANDIRICI
•JEL YAPICI
•STABİLİZE EDİCİ
•KIVAM ARTTIRICI
•YAĞLARI İKAME EDİCİ
•KALORİ AZALTICI
•KİMYASAL OLARAK GIDA BOYASI VEYA AROMA MADDELERİNE DÖNÜŞTÜRÜLEBİLİR
Karbohidratlar, vücudumuzda
•-temel enerji sağlayıcıdırlar
•-diğer bazı biyomoleküllerin oluşmasında ön maddedirler
•-iskelet eklemlerini kayganlaştırırlar ve hücreler arası yapışmayı sağlarlar
•- yapısal ve koruyucu elemanlar olarak fonksiyon görürler
•KARBONHİDRATLARIN KİMYASAL YAPISI
SAKKARİT OLARAK DA ADLANDIRILIRLAR
DOĞADA YEŞİL BİTKİLER VE ALGLERLE FOTOSENTEZLE OLUŞUR.
6CO2 + 6H2O KLOROFİL/GÜNEŞ IŞIĞI C6H12O6+ 6O2
•KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI
MOLEKÜL BÜYÜKLÜĞÜNE GÖRE;
1. MONOSAKKARİTLER
2. Di ve OLİGOSAKKARİTLER
3. POLİSAKKARİTLER
•Karbohidratlar, polimerizasyon derecesine göre üç sınıfa ayrılırlar
•MONOSAKKARİTLER
Monomerik grup olarak bilinirler.
•MONOSAKKARİTLER
Basit şekerler olarak da bilinirler
Karbon atomu zinciri dallanmamıştır.
C zincirinin uzunluğuna göre trioz, tetroz, pentoz ve heksoz olarak da isimlendirilirler.
En önemli grup heksoz (6 C)olarak bilinir.
•C, H ve O’ den oluşmuş hidrolizle daha küçük parçalara ayrılmayan tek moleküllü maddelerdir.
•Monosakkaritler 2 şekilde isimlendirilir.
1. Karbon atomu sayısına göre;
•3C TRİOZ
•4C TETROZ
•5C PENTOZ
•6C HEKSOZ
•7C HEPTOZ
•8C OKTOZ
•9C NONOZ
•10C DEKOZ
•2.İçerdikleri aktif gruba göre;
Alkollerin oksidasyonu yoluyla oluşur
Eğer aldehit grubu taşıyorsa ALDOZ, (uçta olur)
keton grubu taşıyorsa KETOZ
olarak isimlendirilir.
•Her iki isimlendirme şeklinin bir arada kullanıldığı isimlendirmeyi tercih ediyoruz!
•Monosakkaritlerin Sınıflandırılması
•ALDOZLAR
•KETOZLAR
•Glukozun zincir ve halka yapısı
Monosakkaritlerin a- ve b- formları, 5 ve
daha fazla karbonlu monosakkaritlerin sulu
çözeltilerde halkalı yapılar meydana getirmeleri
sonunda ortaya çıkar
Monosakkaritler suda çözünürse, kısa bir süre
sonra, halka formu ile zincir formu arasında bir
denge meydana gelir. Burada zincir formlu
moleküllerin oranı %0.1 in altındadır.
•D-Glukoz, piran halkasına benzeyen halkalı yapıda, hafifçe farklı optik özellikleri olan,
a-D-Glukopiranoz ve b-D-Glukopiranoz diye adlandırılan iki farklı forma sahiptir
•Monosakkaritlein
D ve L İzomerileri
•Monosakkaritlerin D ve L izomerileri ana madde olan GLİSERALDEHİT’e benzerlikleri ile ortaya çıkar. Bir monosakkarit, aldehit grubundan en uzakta ve primer alkol grubuna komşu olan C’daki H ve OH gruplarının konumu itibari ile D-gliseraldehit’e benziyor ise D izomeri, L-gliseraldehit’e benziyorsa
L izomeri şeklindedir.
*D ve L izomeriler birbirlerinin ayna halidir.
•Monosakkaritlerde D- ve L-izomerlerin ayrımı için, karbonil grubundan en uzak olan asimetrik karbon atomu referans alınır. Referans karbon atomu üzerindeki hidroksil grubu projeksiyon formülünde sağda ise, monosakkarit D- izomerdir; solda ise L- izomerdir
Benzer şekilde furanoz halkası da düzlem şekilde olmayıp, zarf (envelope) veya bükülmüş (twist) olmak üzere iki farklı konformasyon gösterir.
Polarize Işık, özel bir filtreden, süzgeçten, ışık geçirmek suretiyle elde edilir. Polarize ışık öyle bir ışıktır ki, dalgalar belli bir düzgün desende titreşir. Polarize ışığı bloke eden güneş gözlükleri özel filtreler ihtiva ederler. Parlak yüzeylerden yansıyan parıldama genelde polarize olmuş bir ışıktır. Işığın enine dalgalardan oluştuğunu düşünelim. Polarize ışık filtresi aynı düzlemde titreşen dalgaların geçişine izin verir.
Filtreden geçen ışık yalnızca bir düzlemde titreşim yapar. Bu ışığa polarize olmuş ışık adı verilir.
Optikçe aktif maddelerin optik çevirme gücü onların karakteristik ve kolayca belirlenebilen bir özelliğidir.
Bu özellikleri POLARİMETRE adı verilen bir cihazla ölçülür.
Spesifik Çevirme Açısı
•100 ml’sinde 100 g optik aktif madde ihtiva eden bir solüsyonun 100 mm boyundaki bir polarimetre tüpünde, 20 C oda ısısında ve D sodyum ışığında okunan açı spesifik çevirme açısı olarak bilinir. Bu sayı saf maddeler için sabittir.

•Glukoz için + 52.8’dir. Çevirme açısı molekülün yapısına, sıcaklığa, ışığın dalga boyuna, ışık yolu üzerindeki molekül sayısına (konsantrasyona) ve bazı durumlarda çözücüye bağlıdır.
•Çözelti hazırlandiktan sonra dengeye ulaşıncaya kadar, çevirme değerleri değişir. Belli bir süre sonra dengeye ulaşılır.
[α] D20 = a x 100 / L x C
•α : spesifik çevirme derecesi
a : okunan çevirme açısı
L : tüp uzunluğu (dm)
C : konsantrasyon (g/100 ml)
20: çözelti sıcaklığı
D : ışık kaynağının sodyum olduğunu
(sodyum lambası) gösterir
•Bazı Şekerlerin Spesifik Çevirme Dereceleri
D-Glıukoz…………..+52.5
D-Fruktoz…………..-92.4
D-Mannoz………….+14.5
D-Riboz………………-23.7
L-Arabinoz……….…+105
D-Galaktoz…………+80.2
Sakkaroz………….…+66.5
Maltoz……………….+137
Laktoz………………..+53.6
Sellebioz…………….+34.6
•2-Di ve Oligosakkaritler
Disakkaritler, iki monosakkarit molekülünün birleşmesinden meydana gelirler. Heksoz moleküllerinin çeşidine göre farklı disakkaritler oluşur.
Örneğin;
Maltoz; Glukoz + Glukoz
Sakkaroz; Glukoz + Fruktoz
Laktoz; Glukoz + Galaktoz
Sellebiyoz; Glukoz + Glukoz (Maltoza göre bağları farklı)
Sakkaroz; şeker pancarı ve kamışı
Maltoz; nişasta, arı balı, şeker kamışı
Sellebiyoz; selülozun yapıtaşı
Laktoz; süt şekeri
Disakkaritler, o-glikozid bağ ile bağlıdırlar.
Disakkaritlerin oluşumunu sağlayan glikozid bağlar, a ve b olmak üzere iki türlüdür. Glikozid bağın tipini, C 1 deki –OH grubun pozisyonu belirler.
OH grubunun pozisyonu a ise a-glikozid bağ
b ise, b glikozid bağ olur.
Glikozid bağlar, asit vasıtasıyla kolayca hidroliz edilir, fakat bazlara karşı dirençlidir.
Disakkaritler, sulu asit ile kaynatılmak suretiyle ve enzimatik olarak hidroliz edildiklerinde kendilerini oluşturan monosakkaritler ortaya çıkar.
C 12H 22O 11 + H2O hidroliz C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6
•OLİGOSAKKARİTLER
İkiden fazla monosakkarit biriminden oluşan trisakkarit, tetrasakkarit, pentasakkarit, hekzasakkaritler, oligosakkaritler olarak tanımlanmıştır.
Örneğin; melezitose (bal)
Amigdalin (kuru badem)
Lactrile
Dextrantriose
Trisakkaritler;
*Rafinoz (Gal+Glu+Fru); şeker pancarı, pamuk tohumu, soya fasulyesi
*Melesitoz (Glu+Fru+Glu) bal
*Gentianoz (Glu+Glu+Fru) (gentian bitki kökü)
Tetrasakaritler;
*Stakiyoz (Gal+Gal+Glu+Fru) (şeftali, soya fasulyesi)
Pentasakkarit;
Verbaskoz (Gal+Stakiyoz)
•3-POLİSAKKARİTLER (Glikanlar)
Polisakkaritler, çok sayıda monosakkarit molekülünün O-glikozid bağları ile bağlanması sonucu oluşan makro moleküllerdir.
-Doğada bulunan karbonhidratların çoğu, yüksek moleküler ağırlıklı polimerler olan polisakkaritler halindedirler.
•Kimyasal yapıları bakımından polisakkaritler, homoglikan (homopolisakkarit) ve heteroglikan (heteropolisakkarit) olarak ikiye ayrılırlar
Homopolisakkaritler, tek tip monomerik ünite
içeren polisakkaritlerdir.
Doğadaki en önemli depo homopolisakkaritler,
bitki hücrelerinde Nişasta, hayvan hücrelerinde
Glikojendir.
Diğer örnekler; İnülin, agar-agar, pektin, alginat,
Selüloz, karragenan
Heteropolisakkaritler, çeşitli monosakkarit veya
üronik asit moleküllerinden oluşan polisakkaritlerdir.
Glikoproteinler, Proteoglikanlar, Glikolipidler
•Karbonhidratların Sınıflandırılması
•KARBONHİDRATLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ
1-OPTİK ROTASYON VE MUTAROTASYON;
Bir maddenin doğrusal polarize ışığın yüzeyini çevirme özelliğine optik aktivite denir. Mono ve oligosakkaritler çok sayıda asimetrik C atomu içerir ve değişime neden olur.
Çevirme Açısı; Belirli bir CHO ın spesifik çevirmesi, 1 gr maddenin 1 ml suda çözündürülüp, 1 dm lik polarizasyon tüpünde oluşturduğu çevirmedir. Sekerin spesifik çevirmesi;
[α ]λt = 100* α / (l *c)
Sekerin spesifik çevirmesi;
[α ]λt = 100* α / (l *c)
λ = dalga boyu
α = gözlenen çevirme açısı
l = tüpün boyu
c = konsantrasyon (g/100 mL)
2-HİDROLİZ
CHO ların kendilerini meydana getiren
monosakkaritlerin bünyelerine su almasıyla
oluşur.
•parçalanmada asit veya enzimler katalizör olarak etki eder.
•asit hidrolizi, enzimatik parçalanmadan daha hızlıdır.
•inorganik asitler, organik asitlerden daha etkilidir.
•Sıcaklık, parçalanmayı hızlandırır.
Asit hidrolizi uygulamaları arasında,
-suni bal üretimi,
-nişasta şurubu
-glukoz üretilmesi görülür.
Enzimatik hidrolize örnekler;
-nişasta parçalanması (sindirimin temeli)
-ekşi-mayalı-hamur üretimi
Sakkarozun hidrolizi-inversiyon-dönme olarak adlandırılır.
İnversiyon, başlangıç ve hidroliz ürünleri
karışımının farklı optik çevirmelerinden ortaya
çıkar.
Polarize ışığı sakkaroz, +66.5º çevirirken,
sakkarozun inversiyonu sonucu oluşan şeker
karışımı (glukoz ve fruktoz) polarize ışık
düzlemini sola çevirir. Bu fruktozun ışığı sola
çevirme (-93 º ) değerinin büyük olmasından
kaynaklanır (D-glukoz için 52.5 º).
Bu sebeple hidroliz ürünü “invert şeker” olarak adlandırılır.
İnvertaz adı verilen enzimler sakkarozun
hidrolizini katalizler.
•İnvert Şeker
•Sakkarozun enzim veya asitle parçalanarak glukoz ve fruktoza indirgenmesinden elde edilen üründür. Az miktarda asitli bir sakkaroz şurubunun ısıtılması sonucu gerçekleşen hidroliz ile eşit molar konsantrasyonlarda D-glukoz ve D-fruktoz oluşur. Bu, aslında reçel ve şerbet yapımında limon suyu kullanımı ile gerçekleştirilen işlemdir.
•Sakkarozun hidrolizi sonucu oluşan invert şekerdeki glukoz ve fruktozun sudaki toplam çözünürlükleri, sakkarozun tek başına çözünürlüğünden daha fazladır. Bu nedenle kristalizasyon kontrolü amacıyla da kullanılmaktadır. Küçük kristal yapısından dolayı invert şeker, daha akıcı (topaklanma olmayan) ürünlerin, şekerlemelerin ve bazı şurupların üretiminde kullanılır. Reçel ve jöle yapımında, meyve içerisinde doğal bir şekilde bulunan asidin şekerle birleşimi ve bu karışımın ısıtılması ile otomatik olarak zaten invert şeker üretilmiş olur.Ayrıca invert şeker, sakkarozdan daha fazla tatlılık sağlar.
3-Suda Çözünürlük
Farklılıklar gösterir, hızlı veya hiç çözünme olmaz.
Çözünürlük -molekül büyüklüğüne bağlı
-Sıcaklık etkilidir.
Fruktoz, glukoz, sukroz çok iyi çözünür.
Maltoz……iyi
Laktoz……ağır
Nişasta, selüloz …..çözünmez
Nem çekme özelliği önemli…..
Yıkanırken kayıp olabilir (ör, havuç hazırlanması)
4-Tatlılık Derecesi
Sakkaroz……………..100 YAPAY TATLANDIRICILAR
D-Fruktoz……………174 Aspartam…..10000-20000
İnvert şeker………..130 Dulcin………7000-35000
D-glukoz……………….69 Asesulfam-K…..8000-25000
D-galaktoz…………..63 Thaumatin..200000
Laktoz…………………..20
Rafinoz………………….22
Molekül büyüklüğü etkili (genelde ters orantılı)
Kıyaslama metodu ile belirlenir (Sakkaroz referans alınır)
Sıcaklık etkilidir.
5-Karamelize Olma
Şekerler, aa ve proteinlerin olmadığı ortamlarda ısıtıldığında,
Karamelizasyon olarak adlandırılan enzimatik olmayan bir dizi esmerleşme
rxn meydana gelir. Sıcaklık 120ºden büyük olmalıdır.
•Sakkaroz……ısıtılır (160ºC) Glukozan hidrat-fruktozan hidrit (erir)……
•(200ºC de 35dak daha ısıtılırsa, Isosakkarozan
•200ºC de 55dak daha ısıtılırsa, Karamelan (suda, alkolde çözünür, tadı acıdır)
•55 dak. daha ısıtılırsa, Karamelen
•Isıtmaya bir süre daha devam edilirse, Karamelin (suda çözünmez, acı (bitter) tatta, Erime Noktası: 145ºC)
6-FERMANTASYON
O2 yoksa anaerob
O2 varsa aerob fermantasyon
Alkol Ferm…Anaerob,maya (alkol,içki, hamur)
Laktik asit ferm…anaerob,LAB (turşu, yoğurt, kefir, peynir)
Propiyonik asit ferm…anaerob, propiyonik asit bakterileri (emmantel peyniri-delikli yapı oluşumu)
Sitrik asit ferm…aerob,Aspergillius spp,(limon tuzu)
7-JELATİNLEŞME
Meyve jöleleri, marmelat, krema, jöle yapımında,
Polisakkarit…su alır, jel olur (jelatinleşme)
Jel, aslında katı gibi davranan sıvı sistemdir.
Pektin, agar-agar, alginat, gum arabik
Nişasta
1-jelleşen maddenin cinsi,
2-şeker oranı,
3-pH değeri,
4-sıcaklık,
5-metal iyonu
•Monosakkaritlerin Kimyasal Reaksiyonları
1. Glikozid bağı oluşumu:
Bir monosakkaritin OH grubu ile diğer bir CHO veya CHO olmayan metil alkol, gliserol gibi maddelerin üzerindeki OH grubunun birleşmesi sonucunda 1 mol H2O açığa çıkmasıyla oluşan bağa glikozid bağı denir.
Baharatlarda bulunur.
2. İndirgenme
Monosakkaritler indirgenerek, şeker alkollerini oluştururlar.
3. Yükseltgenme:
Monosakkaritler yükseltgenerek, şeker asitlerini oluştururlar.
4. Fosforik asitle ester oluşturma:
Monosakkaritlerin fosforik asit esterleri organizmadaki fizyolojik reaksiyonlar bakımından büyük önem taşırlar. Bu esterler trioz, pentoz ve heksozlarla yaygın olarak metabolizmada ara ürün olarak ortaya çıkarlar.
5. Osazon oluşumu:
Monosakkaritler 100ºC civarında seyreltik asidik çözeltide fenil hidrazin ile reaksiyona girerek osazonları oluştururlar.
6. Asitlerin şekerler üzerine olan etkileri:
Karbonhidratlar seyreltik asitlerle kaynatıldıklarında kendilerini oluşturan monosakkaritlere ayrılırlar. Monosakkaritler seyreltik asitlerle kaynatılmaya dayanıklıdır. Ancak konsantre asitler karşısında pentozlar, furfuraller’e; heksozlar hidroksi metil furfuraller’e dönüşürler.
•HMF (Hidroksi metil furfural)
Heksoz moleküllerinden, yapay balda bileşen olarak ortaya çıkan ve tayin edilebilen HMF oluşur.
Yapay balın yapımında HMF oluşur. Çünkü HMF balda hiç bulunmaz ya da çok az bulunur.
HMF—rezazürünlü HCl ile vişne kırmızısı bir renk verir (Fischer rxn).
İndirgen şekerlerin aldehit ve keto grupları, aminoasitler ve proteinlerle rxn a girerek melanoidin adı verilen kahverengi pigmentleri meydana getirir. Bu rxn lar Mailard rxn olarak adlandırılır.
Taze meyvelerin kesilmesi ile meydana gelen esmerleşme rxn ları enzimatik kararma iken,
Mailard rxn ları, enzimatik olmayan kararma rxn ları olarak bilinir.
-Gıdaların ısıtılması
-uzun süre depolanmayla oluşur.
-Sindirim kaybı olabilir.
-Temel aminoasit olan nisin den faydalanılamaz
-Ekmek kabuğunun kızarması, kahve kavrulması, malt yapımı, balık kızartılmasında istenir.
-Süt tozu, sterilize süt, meyve suyu üretiminde istenmez
8. Monosakkaritler tatlıdırlar: Bu tatlılık yapılarında bulunan OH gruplarından kaynaklanmaktadır.
9. Suda kolayca çözünürler.
10. Monosakkaritlerin çoğu maya ile fermentasyona uğrayarak CO2 ve etil alkole dönüşürler.
•ÖNEMLİ CHO ve ÖZELLİKLERİ
1-GLUKOZ: Renksiz, kokusuz, kristal halde, suda eriyen bir maddedir. Hayvan dokusu tarafından kullanılan başlıca karbonhidrattır.
-Serbest halde meyve ve sebzelerde, balda, kanda var
-Ticari adı dextroz
-Mutorotasyon gösterir.
-Fermentasyon için uygundur.
-Mısır ve patates nişastasından asit hidrolizi ile üretilir.
-Farmakoloji ve diyette kullanılır.
-Sukrozun ¾ ü kadar tatlıdır.
-Besinlerin saklanmasında kullanılır.
2-FRUKTOZ: Meyvelerde bol miktarda bulunan, sukrozdan daha tatlı bir monosakkarittir.
-Serbest formda, glukozla beraber tatlı meyve ve çiçek nektarlarında, bitkilerin tatlı kısımlarında bulunur.
-Bileşik olarak sakkaroz, rafinoz, fruktozanların yapısında var,
-Higroskopik (nem çekme özelliği var)
-negatif çevirme özelliği var
-Yüksek tatlılık derecesine sahip
3-GALAKTOZ: Laktozun ve serebrosidlerin yapısında bulunan, glikoz kadar tatlı olmayan bir monosakkarittir.
-Serbest formda bulunmaz, yalnız laktoz, rafinoz ve gum arabikin yapısında bulunur.
-Ancak belirli mayalar (Saccharomyces kefir) fermantasyona uğratır.
-En iyi laktozdan elde edilir.
-galaktoz, polarize ışığı +83.3º sağa çevirir.
• 4-MANNOZ
-Sakkarozdan daha az tatlı
-Hurma çekirdeği, keçiboynuzu, iğne yapraklı ağaç odunlarındaki polisakkaritte bulunur.
5-SORBOZ
-Vit C elde edilir.
6-SORBİTOL
-Pek çok meyvede %5-10 oranında bulunur.
Armut, elma, kayısı, kiraz, şeftalide var
Üzüm, sorbitol içermez. Bu özellik, şarap hilelerini
belirlemede kullanılır.
•SORBİTOL
Aldehit grubu eksik, Fehling çözeltisini indirgemez.
Reknsiz, tatlı, suda kolay çözünür, mayalar tarafından fermente edilemez.
Tazeliği muhafaza edici madde ve şekerlemelerin yapımında yumuşatııcı olarak kullanılır (badem ezmesi)
Diabetliler için,
Proteinlerle melanoidin oluşturmaz. Bu özelliğinden diabet hastalarının yiyeceklerinin hazırlanmasında kullanılır.
•7-Glukozidler
•Bir şekerin glikozid OH grubu, başka maddelerin alkol veya fenol hidroksil grubu ile rxn a girer. Su ayrılmasıyla eter tipinde bileşikler oluşur. Bunlara glukozidler denir.
•Rxn a girebilecek OH grubu yok. Bunun için Fehlingi indirgemez.
•Suda çözünür.
•Hidrolizi sonucu aglikon (şeker dışında bileşik) ve şeker oluşur.
•Bu glukozid içeren gıdaların işlenmesi sonucu ortaya çıkar. Tipik aroma (kakao veya muzun olgunlaşması)
•Farklı şekilde gruplandırılabilir. Örneğin, Amigdalin
•Kayısı, badem çekirdeğinde bulunur. Suyun etkisi ile bileşenlerine parçalanır. Hidrolizasyon sonucu açığa çıkan hidrosiyanik asit acı lezzete sahip olup, insan sağlığı açısından zehirli ve öldürücü etkiye sahiptir.
•8-Sakkaroz
-glukoz ve fruktozdan oluşur,
-şeker pancarı ve şeker kamışında bulunur,
-mayalarla direkt fermente olmaz, önce sakkaraz enzimleriyle glukoz ve fruktoza parçalanır, sonra fermente olur,
-konsantre edilmiş olanı mo. gelişimini engeller, (reçel, marmelat, jöle yapımı)
-insan vücudunda kalsiyumu bağlar (kalsiyum sakkarat),
-indirgen olmayan şeker (bu özelliği ile laktoz ve maltozdan ayrılır)
-mutorotasyon göstermez,
-glukoz indirgen, bu özelliği ile sakkaroz ve glukoz birbirinden ayrılır,
-sakkaroz, sindirim sisteminde sakkaraz enzimi ile hidroliz olduktan sonra emilir, bal ve diğer monosakkaritler olduğu gibi emilir. Bu yuzden bal daha cabuk sindirilir.
•9-Maltoz (Malt şekeri)
-Çimlenmiş arpa, malt ekstraktı, nişasta şurubunda var,
-Başlıca kaynağı nişastadan asit ve enzim hidrolizi ile elde edilir.
-İki glukozdan oluşur, α 1-4 glukozid bağ ile bağlı
-Mutarotasyon gösterir,
-Fehlingi indirger,
-suda iyi çözünür,
-Polarize ışığı +136ºC sağa çevirir,
-maltaz enzimi ile parçalanır,
-Isıtma ile karamelizasyona uğrar, malt üretiminde önemli,
Mayalar ile fermantasyona uğrar,
-Nişasta…Amilaz ile…Maltoz….maltaz ile Glukoz…Zimaz ile……etil alkol
•10-Sellobiyoz
•İki glukoz molekülünden oluşur ancak maltozdan farkı bağın β 1,4 bağı içerir.

11-Laktoz (Süt şekeri)
•Başka bir gıdada bulunmaz,
•Glukoz ve galaktozdan oluşur,
•Sakkaroza göre daha az tatlı,
•Polarize ışığı sağa +55º çevirir,
•Mayalarla direkt fermente olur,
•Ancak konsantre asitlerle glukoz ve galaktoza ayrılır,
•Sindirimi yavaş, bağırsakta daha uzun süre kalır, hafif asidik bir ortam sağlayarak,m kalsiyumun daha çok emilimine yardımcı olur,
•Geniş kullanım alanı var,
•Ticari olarak, peyniraltı suyundan üretilir,
•Laktozdan şeker alkolü olan laktitol elde edilir, tatlılık derecesi en düşük şeker alkolüdür, enerji değeri düşüktür.
•Isıtıldığında kahverengi bir bileşiğe laktokaramel e dönüşür, bisküvi ve çeşitli fırın ürünlerinin üretiminde, şekerleme, çikolata ve diyet ürünlerinde kullanılır.
•12-Nişasta
-Bitkilerde fotosentezin temel ürünüdür.
-tatsız, kokusuz, ve beyaz bir toz görünümünde, polarize ışığı +160-200º sağa çevirir.
-Depolanabilir (tohum, yumru, kök..)
-Gıdanın tekstür, lezzet ve yapısal özellikleri üzerine etkilidir,
-bitkilerin yedek karbonhidratını oluşturur,
-hayvanlardaki yağın işlevini görür,
-bitkilerde granül formunda bulunur,
bitki hücrelerindeki depo homopolisakkarittir; amiloz ve amilopektin olmak üzere iki tip glukoz polimeri içerir.
•Nişasta molekülleri fazla sayıda OH grubu içerdiklerinden nem tutucudurlar. Nişastanın absorbe ettiği nem miktarı nişastanın cinsine göre değişiklik gösterir.
•Nişasta soğuk su ile karıştırıldığında bir değişiklik görülmez. Ancak nişasta süspansiyonu, 60-70°C’de ısıtıldığında tanecikler birden şişerek jel oluşturur.
•Su, jel yapıda tutuklu olarak bulunmaktadır. Jel, katı gibi davranan aslında sıvı bir sistemdir.
•Jel yapının bekletilmesi sonucunda nişasta zincirleri enerjilerini azaltarak, birbirleri ile daha fazla etkileşime girerler. Bu sırada yapıdan su dışarı sızmaya başlar. Bu olaya SİNERESİS denir.
•Eğer bekleme süresi uzatılırsa, su yapıdan iyice dışarı sızar ve RETROGRADASYON oluşur.
•Nişasta seyreltik asitlerle glikoza hidroliz olur.
•İyotla verdiği renk rxn larına göre ürünler;
Dekstrinleşme mekanizmasında nişasta küçük moleküllere parçalanır, nişastanın yapısı bozulur, çözünürlüğü yüksek moleküller oluşur.
Ekmek kabuğu ve tosttaki tatlı lezzet dekstrinlerden ileri gelir.
Dekstrin yapışkan olduğundan, tutkal olarak da kullanılır (pulların arkasındaki yapıştırıcı)
Kağıt, tekstil, pirinç parlatmakta kullanılır.
Düşük moleküllü dekstrinler, yağın sahip olduğu özelliklere sahiptir.
Margarin, sos, süt ürünlerinde stabilizatör olarak kullanılır.
•GLİKOJEN
-Hayvan ve insan organizmasının depo CHO.
-Fazla CHO karaciğerde depo edilir.
-Suda kolay çözünür.
-Fehling çözeltisini indirger
SELÜLOZ
-bütün bitkisel ürünlerde bulunur, polisakkarittir.
-Glukoz moleküllerinde oluşur
-Suda çözünmez
-Kimyasal modifikasyona uğramış selüloz türevleri, gıda endüstrisinde çeşitli amaçlarla kullanılır. Örneğin, karboksi metil selüloz önemli bir stabilizatördür.
•Pektin
-Hücre zarlarında, hücre aralarında, bitkilerin etli kısımlarında selülozla beraber bulunur.
-Çok iyi jelleşir, marmelat, jöle, reçel de kullanılır
-içeçek, dondurma stabilizasyonunda kullanılır
-jel oluşumu için pektin-şeker-ait oranını ayarlamak gerekir.
•LİPİDLER
LİPİDLERİN ORTAK ÖZELLİKLERİ
•Yağ oranına göre gıdalar,
1-Yağca zengin gıdalar; (sıvı, katı yağ, tereyağı)
2-Yağca fakir gıdalar (meyve, sebze)
3-Yağsız gıdalar (şeker pancarı)
•Lipidlerin Yapısı
•Yağların Kimyasal Yapıları
Gliserin + Yağ Asidi → Trigliserid + Su
R ler aynı ise basit,
R1, R2, R3 farklı ise karışık trigliserid adını alır.
Doymuşluk derecesine göre, yağ asitleri,
Doymamış Yağ asidi
Doymuş Yağ asidi olmak üzere 2 gruba ayrılır.
Yapısında hiç çift bağ olmayanlar DOYMUŞ Yağ Asidi
•Doymuş Yağ Asitleri
•Doymamış Yağ Asitleri
•Doymamış Yağ Asitleri
1-Monoen Asitleri; Oleik asit C 18:1
2-Dien Asitleri; Linoleik asit, C 18: 2
3-Trien Asitleri; Linolenik Asit C 18:3
Polien Asitleri; ^den fazla çift bağ içerir. Arasidonik asit, 4 çift bağlı
C x:y x sayısı yağ asidi zincirindeki C atomu sayısını
y sayısı, zincirdeki çift bağ sayısını ifade eder
•Hayvansal yağlarda en çok bulunan doymamış yağ asitleri, palmitoleik asit, oleik asit, linoleik asit, araşidonik asittir. Bunların bazıları esansiyeldir:
•Linoleik asit® 18:2;9,12 ,w 6 (omega 6)yağ asidi
•Linolenik asit ® 18:3; 9,12,15, w 3 (Omega 3) yağ asidi
•Omega Yağ Asitleri
•KAYNAKLAR
•Prof.Dr. Mehmet Demirci,Gıda Kimyası, 6.Baskı, Şubat, 2012
•Prof.Dr. Mustafa Altınışık, ADÜTF Biyokimya AD, 2009 Ders Notları (Sayın Hocama, katkılarından ve paylaşımından dolayı sonsuz teşekkürler.)