SlideShare une entreprise Scribd logo
1  sur  72
Gıda Kimyası
Karbonhidratlar 3
Mühendislik Mimarlık Fakültesi
Gıda Mühendisliği Bölümü
Prof. Dr. Farhan ALFİN
Bu Hafta
 2.1 Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı
 2.2 Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
2.2.1 Monosakkaritler
 Monosakkaritlerin İzomerliği
Monosakkaritlerin Halka Yapısı ve
Mutarotasyon
2.2.2 Oligosakkaritler
2.2.3 Polisakkaritler
 2.3 Karbonhidratların sınıflandırılması
Bu Hafta
 2.4 Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Hidroliz
Suda Çözünürlük
Tatlılık Derecesi
Karamelizasyon
Fermentasyon
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Bu Hafta
 2.5 Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Şeker alkolleri
Karbonhidratların sınıflandırılması
 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).
Şekil 3.5. Karbonhidratların Sınıflandırılması
Karbonhidratların Genel Özellikleri
 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 Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 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.
Işık
kaynağı
Polarize
ışık
Polarize
olmamış ışık
Numune
kabı
Dönmüş
polarize ışık
Polarize
eden
prizma
Detektör
İzleyici
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
t: Sıcaklık (oC)
: Işığın dalga boyu
l: Polarimetre tüpünün uzunluğu (dm)
c: Optikçe aktif maddenin konsantrasyonu (g/100 ml)
α: Okunan çevirme açısı (derece)
c
t



1
100
][

 
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 Polarize ışık düzlemindeki çevirme saat yönünde ise
pozitif (+), dekstrorotatory (sağa çeviren), saat yönünün
aksine ise negatif (-), levorotatory (sola çeviren) olarak
ifade edilir.
 Zira polarize ışığı D-glikoz sağa çevirdiğinden dekstroz,
D-früktoz da sola çevirdiğinden levüloz adını alır.
 Karbonhidratların spesifik rotasyonları verilirken mutlaka
ölçüm sıcaklığı, çözücü ve kullanılan ışığın dalga boyu
ifade edilmelidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 Örneğin [α]20
D ifade edilmiş ise ölçme işleminin 20oC’de
ve sodyum ışığının parlak sarı renkli D-demeti
kullanılarak gerçekleştirildiği anlaşılmaktadır.
 Sonuç olarak daha önceden hazırlanmış tablolar
yardımıyla spesifik rotasyondan yararlanılarak bir
çözeltideki şeker konsantrasyonu belirlenebilmektedir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 Doğrudan doğruya % şeker konsantrasyonu veya
oranını belirlemek için polarimetre sistemi modifiye
edilerek bazı standart metotlar oluşturulmuştur.
 Bir şekerin sadece bir izomer formunu içeren
çözeltinin spesifik çevirme açısı zamanla değişim
gösterir ve iki izomer birbirine dönüşerek bir denge
halinde olduğu bir karışım ortaya çıkar.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 Diğer bir ifade ile zamanla örneğin kristallendirilmiş α-D-glukoz
çözeltisinin başlangıçtaki spesifik çevirme açısı +112o iken,
zamanla devamlı olarak azalır ve sonunda +52,7o çevirme ile sabit
kalır.
 Aynı şekilde, β-D-glukoz kristallerinin çözeltisinde, başlangıçtaki
+18,7o olan spesifik çevirme açısı zamanla yavaş yavaş +52,7o ‘ye
ulaşır ve sonunda sabit kalır ki bu denge durumudur.
 Bu olaya, yani optik çevirmenin zamanla değişmesine
mutarotasyon adı verilir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Bazı Karbonhidratların Spesifik Çevirme Dereceleri [α]
Karbonhidrat Çevirme derecesi Karbonhidrat Çevirme derecesi
D-Glukoz +52,5 Sakkaroz +66,5
D-Fruktoz -92,4 Maltoz +136
D-Mannoz +14,5 Laktoz +53,6
D-Riboz -23,7 Sellobiyoz +34,6
L-Arabinoz +105 Mellebioz +143
D-Galaktoz + 80,2 Rafinoz +101
x : 20–25 °C sıcaklıkta
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
 Bir maddenin iki ayrı optik faaliyet gösteren iki türü bir
karışım durumunda ise optik faaliyet görülmez.
 Başka bir ifade ile bir çözeltide çözünen maddenin D ve L
izomerleri eşit miktarda ise, her iki yöndeki optik çevirmeler
birbirini götüreceğinden optikçe aktiflik gözlenmez.
 Bu şekildeki karışıma rasemik karışım, kristallerine ise
rasemat denir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 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).
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 Sakkarozun hidrolizi inversiyon (dönme) olarak da
isimlendirilir.
 İnversiyon ifadesi başlangıç ve hidroliz ürünleri karışımının
farklı optik çevrimlerinden ortaya çıkmaktadır.
 Sakkaroz polarize ışık düzlemini sağa (+66,5o) çevirmesine
karşılık, sakkarozun hidrolizi sonucu meydana gelen şeker
karışımı (glukoz ve fruktoz) polarize ışık düzlemini sola
çevirir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 Bu olay fruktozun polarize ışığı sola çevirme (-93o)
değerinin büyük olmasından ileri gelmektedir.
 Bu sebeple hidroliz ürünü invert şeker olarak tanımlanır.
 İntervaz olarak isimlendirilen enzimler sakkarozun
hidrolizini katalizlerler.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 Sakkarozun inversiyonu kristalizasyonun kontrolünde
önemlidir.
 Reçel gibi şekerli ürünler üretilirken sakkarozun
takriben %40-45’nin glikoz ve fruktoza ayrılması
gerekmektedir.
 Aksi takdirde kristalleşmektedir (şekerlenmektedir).
 Kristalizasyonun azalmasında sakkaroz içeriğinin
azalması etkilidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 Bunun için, reçel vb. ürünler üretilirken yeterli süre
kaynatma ve organik asit (sitrik asit, tartarik asit)
ilavesi yapılmaktadır.
 Diğer şekerli ürünlerde de (lokum, kaplamalı şekerler
vb.) invert şeker içeriği önemlidir.
 Ayrıca invert şeker sakkarozdan daha fazla tatlılık
sağlamakta olup şekerli ürünlerde yaygın olarak
kullanılırlar.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
 Karbonhidratların enzimatik parçalanması,
sindirim olaylarının temelini oluşturmaktadır.
 Aynı şekilde, ekşi hamur ve mayalı hamur
hazırlanmasında da önemlidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 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.
Bazı Karbonhidratların Suda Çözünürlük Durumları
Karbonhidrat Suda Çözünürlük
Fruktoz Çok iyi çözünür
Glukoz Çok iyi çözünür
Sakkaroz Çok iyi çözünür
Maltoz İyi çözünür
Laktoz Ağır (yavaş) çözünür
Nişasta Çözünmez
Selüloz Çözünmez
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 Su belirli bir sıcaklık derecesinde çözünen
karbonhidratların belirli bir miktarını (doyma miktarı)
çözebilmektedir.
 Bu olaydan dolayı çözeltileri üç gruba ayırabiliriz.
• Doymamış çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olmayan
• Doymuş çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olan
• Fazla doymuş çözeltiler : Doyma miktarı geçmiş
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 Fazla doymuş bir çözelti doymuş bir çözeltinin
soğuması ile meydana gelir.
 Donma sonucunda doyma miktarı fazlalaşmıştır ve
fazla miktarda çözünmüş madde kristalleşmeye
başlar.
 Bu özelliğinden şekerleme sanayinde kabuklu
çeşitlerin yapımında yararlanılır.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 Kristalizasyon için kristalizasyon başlangıcı
gereklidir.
 Kristallerin büyüklük ve sertliği soğumanın hızına
bağlıdır.
 Eğer fazla doymuş bir çözelti yavaş soğursa büyük
ve sert kristaller artar (nöbet şekeri).
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 Suda belli bir dereceye kadar çözünen tüm
karbonhidratlar higroskopiktirler, yani havadan
rutubet çekme kabiliyetindedirler.
 Bu hususa karbonhidrat içeren hammaddelerin
muhafazasında dikkat edilmelidir (toz şeker).
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
 Bundan başka karbonhidrat içeren hammaddelerin
işlenmesinde, çözünen karbonhidratların kolayca
yıkanacağı ve böylece gıda kaybı ortaya
çıkabileceği dikkate alınmalıdır (örneğin havucun
hazırlanması).
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
 Çözeltilerin ısılarının yükselmesi ile fruktozun tatlılık
derecesi düşer, hatta 40 oC’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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
 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.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Bazı Karbonhidratların ve Şeker Alkollerinin Nisbi Tatlılık Dereceleri
Karbonhidrat Tatlılık derecesi Karbonhidrat Tatlılık derecesi
ve şeker alkolleri* ve şeker alkolleri*
D-Fruktoz 174 Dulsitol 41
İnvert şeker 130 D-Mannitol 63
Sakkaroz 100 D-Mannoz 59
D-Glukoz 69 D-Ramnoz 33
D-Galaktoz 63 D-Glusitol 51
Sorbitol 60 Ksilitol 100
Maltoz 46 D-Ksiloz 67
Laktoz 20 Rafinoz 22
*Şeker alkolleri polioller olarak da bilinmekte olup basit şekerlerin hidrojenlenmiş
halidir. Aldoz ve ketoz karbonil grubları indirgenir ve şeker alkolleri oluşur. Örneğin
mannoz, ksiloz ve glukozdan sırasıyla mannitol, ksilitol ve sorbitol oluşur.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
 Şekerler aminoasitler ve proteinler gibi azot içerikli
bileşenlerin bulunmadığı ortamda ısıtıldıklarında
karamelizasyon olarak tanımlanan enzimatik olmayan
bir dizi esmerleşme reaksiyonu meydana gelir.
 Bu reaksiyonlar sırasında renk koyulaşır, kahverengiye
dönüşür ve tatta da bir takım değişimler olur.
 Karamelizasyonda oluşan pigmentler büyük ve
polimerik moleküllerdir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
 Karamelizasyon yüksek sıcaklıklarda (120oC)
başlamakta olup karbonhidrat çeşidine veya bunların
karışımlarına göre farklılıklar göstermektedir.
 Karamelizasyonu düşük sıcaklıklarda (110oC) başladığı
için en hızlı renk değişimine fruktoz sebep olmaktadır.
 Karamelizasyonun gerçekleşmesi için pH 3-9
aralığında, su aktivitesi düşük, sıcaklık 120oC’den
fazla olmalı, ortamda protein ve türevleri
bulunmamalıdır.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
 Sakkaroz ısıtıldığında 160oC’de glukozanhidrat ve
fruktozanhidrid (levilozan) formunda erir.
 Isıtılmaya 200°C’de 35 dakika devam edilirse
sakkaroz % 4,5 kütle kaybeder (bu bir mol suya
karşılıktır) ve isosakkarozana dönüşür.
 Isıtmaya aynı sıcaklıkta 55 dakika daha devam
edilirse %9 kütle kaybı ile karamelan oluşur.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
- 4H2O
2C12H22O11 C24H36O18
200°C, 90 dak.
Karamelan (EN. 138°C)
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
 Karamelan suda ve alkolde çözünür, buruk acıdır.
 Karamelan 55 dakika daha ısıtılırsa su kaybı sonucu
karamelen oluşur.
 Karamelen yalnız suda çözünür, ısıtmaya daha devam
edilirse suda çözünmeyen pigmentler açığa çıkar ki
ortalama molekül bileşimi C125H188O88 olan bu maddelere
humin veya karamelin adı verilir ve acı (bitter) tattadır.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
- 8 H2O
3C12H22O11 C36H58O25
200 °C, 145 dak.
Karamelen (EN. 145°C)
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
 Bazı karbonhidratlar; mayalar, bakteriler ve küf
mantarları ile elde edilen enzimler yardımıyla
fermentasyona uğratılırlar.
 Eğer fermentasyon havanın oksijeni olmaksızın
meydana gelirse o takdirde anaerob fermentasyondan
söz edilir.
 Aerob fermentasyonda ise havanın oksijeni gereklidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
 Karbonhidratlarda meydana gelen önemli
fermentasyon çeşitleri Çizelge 2.8’de
özetlenmiştir.
Fermentasyon Çeşidi Fermentasyon
Formu
Fermentasyonda Etkili Olan
Mikroorganizmalar
Alkol fermentasyonu Anaerob Mayalar
Laktik asit fermentasyonu Anaerob Laktik asit bakterileri
Propiyonik asit fermentasyonu Anaerob Propiyonik asid bakterileri
Sitrik asit fermentasyonu Aerob Aspergillus türleri
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
 Alkol fermentasyonu en tanınmış fermentasyon
çeşididir.
 Bu fermentasyon, alkollü içkilerin ve aynı şekilde
mayalı ve ekşi hamurların yapımının kimyasal
temelini teşkil eder.
 Mayalar tarafından yalnız bazı karbonhidratlar
direkt olarak fermentasyona uğratılırlar.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
 Diğer karbonhidratlar önceden parçalanmak
zorundadırlar.
 Başka bir ifade ile indirekt olarak fermentasyona
uğratılabilirler.
 Laktik asit fermentasyonu, turşu, yoğurt, kefir,
bazı peynirler ile ekşi hamurun hazırlanmasında
ortaya çıkar.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon

 Propiyonik asit fermentasyonu özellikle Emmental
peynirinin olgunlaşması sırasında meydana gelir ve
delik oluşumunun nedenidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Laktik asit Propiyonik asit Asetik asit
 Sitrik asit fermentasyon aşağıdaki genel eşitliğe göre
meydana gelir.
 Sitrik asit gıdaların bileşeni olarak ve insanların
metabolizma olaylarında önemlidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Maya ile Bazı Karbonhidratların Fermente Olabilirliği
Karbonhidrat Direkt İndirekt Parçalayıcı
Fermentasyon Fermentasyon Enzim
Glukoz + - -
Fruktoz + - -
Mannoz + - -
Galaktoz + - -
Sorboz - - -
Sorbit - - -
Maltoz + + Maltaz
Laktoz - + Laktaz
Sakkaroz - + Sakkaraz
Nişasta - + Amilaz
Selüloz - - -
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Polisakkaritler su alarak kesilebilecek sertlikte jel
meydana getirme (jelatinleşme) kabiliyetine
sahiptirler.
 Su, jel yapıda tutuklanmış olarak bulunur.
 Bu grupta pektinler, agar-agar ve belli dereceye kadar
alginatlar, gam arabika, nişasta ve tragant gamı yer
almaktadır.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Bu polisakkaritler (zincir formunda dizilmiş
monosakkarit temel taşlarının) ester grupları içerir ve
bunların hidroksil gruplarının az veya çok miktarları
ile karakterize edilirler.
 Bu ester grupları jelleşme olayı sırasında önemli
etkiye sahiptirler.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Jelatinleşme olayı büyük ölçüde;
1. Jelleşen maddenin cinsine
2. Şeker oranına
3. pH değerine
4. Sıcaklığa
5. Birlikte bulunan maddelere bağlıdır (örneğin
metal iyonları).
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Jeller, hem katıların hem de sıvıların bazı
özelliklerini gösterirler.
 Başka bir deyişle jeller, katı gibi davranan sıvı
sistemlerdir.
 Bazı karbonhidratların jelleşme özelliğinden
meyve jöleleri, marmelatlar, krema, jöle çeşitleri
vb. yapımında yararlanılır.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Oluşan jelin bekletilmesi sırasında nişasta
zincirleri enerjilerini azaltmak için birbirleri ile
daha fazla interaksiyona girerler.
 Bunun sonucunda su, yapıdan sızmaya başlar.
 Bu durum sineresis olarak tanımlanmaktadır.
 Bekletme süresi devam ederse nişasta zincirleri
arasındaki interaksiyon daha da artar.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Bu olay da retrogradasyon olarak
tanımlanmaktadır ve nişastanın yapısında
meydana gelen en önemli fizikokimyasal
değişimlerdendir.
 Bu olay nişastanın daha az çözünür olan ve daha
az hidratlı hale kendiliğinden dönüşmesidir.
Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
 Retrogradasyon nişastanın daha önceki
çözünmeyen haline dönüşmesi (kabın dibinde
çökelti oluşması, ekmek vb. ürünlerde bayatlama)
olarak da bilinir.
 Retrogradasyon olayı düşük sıcaklıklarda daha
kolay gerçekleşmektedir.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
 Monosakkaritler enzimatik veya enzimatik olmayan
yollardan okside olabilirler.
 Yükseltgenme sonucunda şeker asitleri meydana gelir.
 Bunlar polihidroksi karboksilik organik asitlerdir.
 Oksidasyon hem aldehit grubunda hem de en sondaki
(primer alkol grubu) karbon atomunda meydana
gelebilir.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
 Her iki reaksiyona göre farklı oksidasyon ürünleri meydana
gelir.
 Aldozlar karbonil grubuna bağlı H atomu içerdiklerinden
daha kolay okside olarak karboksilik asitleri oluştururlar.
 Aldozlar ketozlara göre daha hızlı okside olurlar.
 Aldonik asitler: Aldehit gruplarının oksidasyonu ile
oluşurlar. Glukozdan oluşan glukonik asit önemli bir
örnektir.
Glukoz
Glukonik asit
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
 Üronik asitler: Aldozların aldehit grubu aynen
kalıp, en sondaki (primer alkol grubu) karbon
atomunundaki oksidasyonu ile oluşurlar.
 Glukozdan oluşan glukuronik asit önemli bir
örnektir.
 Glukuronik asit, galakturonik asit, mannuronik asit
çeşitli polisakkaritlerin birimleri olarak müsilaj ve
pektin maddelerinde bulunurlar.
Glukoz
Glukuronik asit
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
 Glukuronik asit insan vücudunda
detoksifikasyon (zehirsizleştirme) olaylarında
önemli işlevi olan bir şeker asididir.
 En önemli şeker asidi askorbik asittir.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
 Aldarik asitler: Nitrik asit gibi oksidan
maddelerle aldozların her iki ucunda birden
yükseltgenme olursa, diğer bir ifade ile oksidasyon
hem aldehit grubunda hem de en sondaki (primer
alkol grubu) karbon atomunda meydana gelirse
dikarboksilli asitler elde edilir.
 Glukozdan glukarik asit ve galaktozdan galaktarik
asit meydana gelir.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
 Şeker alkolleri; Monosakkaritlerin karbonil gruplarının
indirgenmesi (H2 ile reaksiyonu) sonucu şeker alkolleri
(polioller) açığa çıkar.
 Karbonil grubu yerini alkol grubu alır.
 Glukozdan sorbitol (sorbit), mannozdan mannitol
(mannit), gliseraldehitten gliserol, ksilozdan ksilitol,
ribozdan ribitol, siklohekzandan inozitol, galaktozdan da
dulsitol (dulcit) meydana gelir.
sorbitol
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
 Gıdaların üretiminde sorbitol önemlidir.
 Şeker alkolleri tabiatta sadece bitkilerin bileşiminde
bulunurlar.
 Örneğin sorbitol elma, armut, kiraz gibi meyvelerin
bileşiminde yer almaktadır.
 Şeker alkolleri insan vücudunda sindirildikten sonra
fruktoza dönüşür, birden kan şekeri seviyesini
yükseltmezler.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
 Başka bir ifade ile şeker alkolleri yavaş absorbe
edilirler.
 Sindirim ve metabolik özellikleri sebebiyle bazı
şeker alkollerinin kalori değerleri 0-3,2 kcal/g
arasında değişim göstermektedir.
 Kabul edilebilir ortalama değer 2,4 kcal/g’dır.
Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
 Bu yüzden şeker alkolleri hiperglisemik etkili
olmayıp düşük kalorili ve diabetik ürünlerde
kullanılmaktadırlar.
 Şeker alkollerinin tatlılık dereceleri sakkarozdan
daha düşüktür.
 Tatlılık derecesi en yüksek şeker alkolü ksilitol, en
düşük ise laktitoldür.

Contenu connexe

Tendances

6. karbonhidratlar 6
6. karbonhidratlar 66. karbonhidratlar 6
6. karbonhidratlar 6Farhan Alfin
 
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimler
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimlerBiyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimler
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimlerHikmet Geckil
 
Gıda biyokimyası ders notu
Gıda biyokimyası ders notuGıda biyokimyası ders notu
Gıda biyokimyası ders notuBetül Kaplan
 
Biyokimya 1 ders notları
Biyokimya 1 ders notlarıBiyokimya 1 ders notları
Biyokimya 1 ders notlarıSenin Biyolojin
 
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisi
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisiAlkollu ve alkolsuz icecek teknolojisi
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisiademkr61
 
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013Muhammed Arvasi
 
Beslenme ilkeleri
Beslenme ilkeleriBeslenme ilkeleri
Beslenme ilkeleriademkr61
 

Tendances (20)

6. lipitler 5
6. lipitler 56. lipitler 5
6. lipitler 5
 
5. lipitler 4
5. lipitler 45. lipitler 4
5. lipitler 4
 
11. proteinler 4
11. proteinler 411. proteinler 4
11. proteinler 4
 
6. karbonhidratlar 6
6. karbonhidratlar 66. karbonhidratlar 6
6. karbonhidratlar 6
 
10. proteinler 3
10. proteinler 310. proteinler 3
10. proteinler 3
 
4. lipitler 3
4. lipitler 34. lipitler 3
4. lipitler 3
 
9. vitaminler 2
9. vitaminler 29. vitaminler 2
9. vitaminler 2
 
10. enzimler
10. enzimler10. enzimler
10. enzimler
 
12. mineraller
12. mineraller12. mineraller
12. mineraller
 
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimler
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimlerBiyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimler
Biyokimya: Vitaminler, mineraller, koenzimler
 
3. lipitler 2
3. lipitler 23. lipitler 2
3. lipitler 2
 
8. vitaminler 1
8. vitaminler 18. vitaminler 1
8. vitaminler 1
 
7. lipitler 6
7. lipitler 67. lipitler 6
7. lipitler 6
 
1. giriş su
1. giriş   su1. giriş   su
1. giriş su
 
Gıda biyokimyası ders notu
Gıda biyokimyası ders notuGıda biyokimyası ders notu
Gıda biyokimyası ders notu
 
Biyokimya 1 ders notları
Biyokimya 1 ders notlarıBiyokimya 1 ders notları
Biyokimya 1 ders notları
 
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisi
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisiAlkollu ve alkolsuz icecek teknolojisi
Alkollu ve alkolsuz icecek teknolojisi
 
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013
proteinlerin hücre içi trafiği 10.10.2013
 
Beslenme ilkeleri
Beslenme ilkeleriBeslenme ilkeleri
Beslenme ilkeleri
 
Biyokimya I
Biyokimya IBiyokimya I
Biyokimya I
 

En vedette

En vedette (8)

1 Giriş - Hammadde ve proses
1 Giriş - Hammadde ve proses1 Giriş - Hammadde ve proses
1 Giriş - Hammadde ve proses
 
Karaciğer yağlanması
Karaciğer yağlanmasıKaraciğer yağlanması
Karaciğer yağlanması
 
Canlilarda temel bileşikler
Canlilarda temel bileşikler  Canlilarda temel bileşikler
Canlilarda temel bileşikler
 
Dayanıklılık Antrenmanı ve Dönemlemesi̇
Dayanıklılık Antrenmanı ve Dönemlemesi̇Dayanıklılık Antrenmanı ve Dönemlemesi̇
Dayanıklılık Antrenmanı ve Dönemlemesi̇
 
4 Boyut Küçültme 1
4 Boyut Küçültme 14 Boyut Küçültme 1
4 Boyut Küçültme 1
 
4.karbonhidratlar
4.karbonhidratlar4.karbonhidratlar
4.karbonhidratlar
 
Lipid metabolizmasi
Lipid metabolizmasiLipid metabolizmasi
Lipid metabolizmasi
 
Sebze dondurma tesi̇si̇
Sebze dondurma tesi̇si̇Sebze dondurma tesi̇si̇
Sebze dondurma tesi̇si̇
 

Plus de Farhan Alfin

Experimental design
Experimental designExperimental design
Experimental designFarhan Alfin
 
Principles of experimental design
Principles of experimental designPrinciples of experimental design
Principles of experimental designFarhan Alfin
 
Ch9 Correlation and Regression
Ch9 Correlation and RegressionCh9 Correlation and Regression
Ch9 Correlation and RegressionFarhan Alfin
 
Ch8 Chi-Square Procedures
Ch8 Chi-Square ProceduresCh8 Chi-Square Procedures
Ch8 Chi-Square ProceduresFarhan Alfin
 
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)Farhan Alfin
 
Ch6 Testing the Difference between Means, Variances
Ch6 Testing the Difference between Means, VariancesCh6 Testing the Difference between Means, Variances
Ch6 Testing the Difference between Means, VariancesFarhan Alfin
 
Ch5 Hypothesis Testing
Ch5 Hypothesis TestingCh5 Hypothesis Testing
Ch5 Hypothesis TestingFarhan Alfin
 
Ch4 Confidence Interval
Ch4 Confidence IntervalCh4 Confidence Interval
Ch4 Confidence IntervalFarhan Alfin
 
Ch3 Probability and The Normal Distribution
Ch3 Probability and The Normal Distribution Ch3 Probability and The Normal Distribution
Ch3 Probability and The Normal Distribution Farhan Alfin
 
Ch2 Data Description
Ch2 Data DescriptionCh2 Data Description
Ch2 Data DescriptionFarhan Alfin
 
Ch1 The Nature of Statistics
Ch1 The Nature of StatisticsCh1 The Nature of Statistics
Ch1 The Nature of StatisticsFarhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -8
تقانة التعبئة والتغليف -8تقانة التعبئة والتغليف -8
تقانة التعبئة والتغليف -8Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -7
تقانة التعبئة والتغليف -7تقانة التعبئة والتغليف -7
تقانة التعبئة والتغليف -7Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -6
تقانة التعبئة والتغليف -6تقانة التعبئة والتغليف -6
تقانة التعبئة والتغليف -6Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -5
تقانة التعبئة والتغليف -5تقانة التعبئة والتغليف -5
تقانة التعبئة والتغليف -5Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -4
تقانة التعبئة والتغليف -4تقانة التعبئة والتغليف -4
تقانة التعبئة والتغليف -4Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -3
تقانة التعبئة والتغليف -3تقانة التعبئة والتغليف -3
تقانة التعبئة والتغليف -3Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -2
تقانة التعبئة والتغليف -2تقانة التعبئة والتغليف -2
تقانة التعبئة والتغليف -2Farhan Alfin
 
تقانة التعبئة والتغليف -1
تقانة التعبئة والتغليف -1تقانة التعبئة والتغليف -1
تقانة التعبئة والتغليف -1Farhan Alfin
 
تقانة طحن القمح
تقانة طحن القمحتقانة طحن القمح
تقانة طحن القمحFarhan Alfin
 

Plus de Farhan Alfin (20)

Experimental design
Experimental designExperimental design
Experimental design
 
Principles of experimental design
Principles of experimental designPrinciples of experimental design
Principles of experimental design
 
Ch9 Correlation and Regression
Ch9 Correlation and RegressionCh9 Correlation and Regression
Ch9 Correlation and Regression
 
Ch8 Chi-Square Procedures
Ch8 Chi-Square ProceduresCh8 Chi-Square Procedures
Ch8 Chi-Square Procedures
 
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)
Ch7 Analysis of Variance (ANOVA)
 
Ch6 Testing the Difference between Means, Variances
Ch6 Testing the Difference between Means, VariancesCh6 Testing the Difference between Means, Variances
Ch6 Testing the Difference between Means, Variances
 
Ch5 Hypothesis Testing
Ch5 Hypothesis TestingCh5 Hypothesis Testing
Ch5 Hypothesis Testing
 
Ch4 Confidence Interval
Ch4 Confidence IntervalCh4 Confidence Interval
Ch4 Confidence Interval
 
Ch3 Probability and The Normal Distribution
Ch3 Probability and The Normal Distribution Ch3 Probability and The Normal Distribution
Ch3 Probability and The Normal Distribution
 
Ch2 Data Description
Ch2 Data DescriptionCh2 Data Description
Ch2 Data Description
 
Ch1 The Nature of Statistics
Ch1 The Nature of StatisticsCh1 The Nature of Statistics
Ch1 The Nature of Statistics
 
تقانة التعبئة والتغليف -8
تقانة التعبئة والتغليف -8تقانة التعبئة والتغليف -8
تقانة التعبئة والتغليف -8
 
تقانة التعبئة والتغليف -7
تقانة التعبئة والتغليف -7تقانة التعبئة والتغليف -7
تقانة التعبئة والتغليف -7
 
تقانة التعبئة والتغليف -6
تقانة التعبئة والتغليف -6تقانة التعبئة والتغليف -6
تقانة التعبئة والتغليف -6
 
تقانة التعبئة والتغليف -5
تقانة التعبئة والتغليف -5تقانة التعبئة والتغليف -5
تقانة التعبئة والتغليف -5
 
تقانة التعبئة والتغليف -4
تقانة التعبئة والتغليف -4تقانة التعبئة والتغليف -4
تقانة التعبئة والتغليف -4
 
تقانة التعبئة والتغليف -3
تقانة التعبئة والتغليف -3تقانة التعبئة والتغليف -3
تقانة التعبئة والتغليف -3
 
تقانة التعبئة والتغليف -2
تقانة التعبئة والتغليف -2تقانة التعبئة والتغليف -2
تقانة التعبئة والتغليف -2
 
تقانة التعبئة والتغليف -1
تقانة التعبئة والتغليف -1تقانة التعبئة والتغليف -1
تقانة التعبئة والتغليف -1
 
تقانة طحن القمح
تقانة طحن القمحتقانة طحن القمح
تقانة طحن القمح
 

3. karbonhidratlar 3

  • 1. Gıda Kimyası Karbonhidratlar 3 Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü Prof. Dr. Farhan ALFİN
  • 2. Bu Hafta  2.1 Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı  2.2 Karbonhidratların Kimyasal Yapısı 2.2.1 Monosakkaritler  Monosakkaritlerin İzomerliği Monosakkaritlerin Halka Yapısı ve Mutarotasyon 2.2.2 Oligosakkaritler 2.2.3 Polisakkaritler  2.3 Karbonhidratların sınıflandırılması
  • 3. Bu Hafta  2.4 Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon Hidroliz Suda Çözünürlük Tatlılık Derecesi Karamelizasyon Fermentasyon Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
  • 4. Bu Hafta  2.5 Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri Şeker alkolleri
  • 5. Karbonhidratların sınıflandırılması  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).
  • 6. Şekil 3.5. Karbonhidratların Sınıflandırılması
  • 7. Karbonhidratların Genel Özellikleri  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.
  • 8. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  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.
  • 9. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  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.
  • 10. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  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.
  • 12. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  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.
  • 13. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon t: Sıcaklık (oC) : Işığın dalga boyu l: Polarimetre tüpünün uzunluğu (dm) c: Optikçe aktif maddenin konsantrasyonu (g/100 ml) α: Okunan çevirme açısı (derece) c t    1 100 ][   
  • 14. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  Polarize ışık düzlemindeki çevirme saat yönünde ise pozitif (+), dekstrorotatory (sağa çeviren), saat yönünün aksine ise negatif (-), levorotatory (sola çeviren) olarak ifade edilir.  Zira polarize ışığı D-glikoz sağa çevirdiğinden dekstroz, D-früktoz da sola çevirdiğinden levüloz adını alır.  Karbonhidratların spesifik rotasyonları verilirken mutlaka ölçüm sıcaklığı, çözücü ve kullanılan ışığın dalga boyu ifade edilmelidir.
  • 15. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  Örneğin [α]20 D ifade edilmiş ise ölçme işleminin 20oC’de ve sodyum ışığının parlak sarı renkli D-demeti kullanılarak gerçekleştirildiği anlaşılmaktadır.  Sonuç olarak daha önceden hazırlanmış tablolar yardımıyla spesifik rotasyondan yararlanılarak bir çözeltideki şeker konsantrasyonu belirlenebilmektedir.
  • 16. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  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.
  • 17. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  Doğrudan doğruya % şeker konsantrasyonu veya oranını belirlemek için polarimetre sistemi modifiye edilerek bazı standart metotlar oluşturulmuştur.  Bir şekerin sadece bir izomer formunu içeren çözeltinin spesifik çevirme açısı zamanla değişim gösterir ve iki izomer birbirine dönüşerek bir denge halinde olduğu bir karışım ortaya çıkar.
  • 18. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  Diğer bir ifade ile zamanla örneğin kristallendirilmiş α-D-glukoz çözeltisinin başlangıçtaki spesifik çevirme açısı +112o iken, zamanla devamlı olarak azalır ve sonunda +52,7o çevirme ile sabit kalır.  Aynı şekilde, β-D-glukoz kristallerinin çözeltisinde, başlangıçtaki +18,7o olan spesifik çevirme açısı zamanla yavaş yavaş +52,7o ‘ye ulaşır ve sonunda sabit kalır ki bu denge durumudur.  Bu olaya, yani optik çevirmenin zamanla değişmesine mutarotasyon adı verilir.
  • 19. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon Bazı Karbonhidratların Spesifik Çevirme Dereceleri [α] Karbonhidrat Çevirme derecesi Karbonhidrat Çevirme derecesi D-Glukoz +52,5 Sakkaroz +66,5 D-Fruktoz -92,4 Maltoz +136 D-Mannoz +14,5 Laktoz +53,6 D-Riboz -23,7 Sellobiyoz +34,6 L-Arabinoz +105 Mellebioz +143 D-Galaktoz + 80,2 Rafinoz +101 x : 20–25 °C sıcaklıkta
  • 20. Karbonhidratların Genel Özellikleri Optik Rotasyon ve Mutarotasyon  Bir maddenin iki ayrı optik faaliyet gösteren iki türü bir karışım durumunda ise optik faaliyet görülmez.  Başka bir ifade ile bir çözeltide çözünen maddenin D ve L izomerleri eşit miktarda ise, her iki yöndeki optik çevirmeler birbirini götüreceğinden optikçe aktiflik gözlenmez.  Bu şekildeki karışıma rasemik karışım, kristallerine ise rasemat denir.
  • 21. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  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.
  • 22. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  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.
  • 23. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  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).
  • 24. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  Sakkarozun hidrolizi inversiyon (dönme) olarak da isimlendirilir.  İnversiyon ifadesi başlangıç ve hidroliz ürünleri karışımının farklı optik çevrimlerinden ortaya çıkmaktadır.  Sakkaroz polarize ışık düzlemini sağa (+66,5o) çevirmesine karşılık, sakkarozun hidrolizi sonucu meydana gelen şeker karışımı (glukoz ve fruktoz) polarize ışık düzlemini sola çevirir.
  • 25. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  Bu olay fruktozun polarize ışığı sola çevirme (-93o) değerinin büyük olmasından ileri gelmektedir.  Bu sebeple hidroliz ürünü invert şeker olarak tanımlanır.  İntervaz olarak isimlendirilen enzimler sakkarozun hidrolizini katalizlerler.
  • 26. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  Sakkarozun inversiyonu kristalizasyonun kontrolünde önemlidir.  Reçel gibi şekerli ürünler üretilirken sakkarozun takriben %40-45’nin glikoz ve fruktoza ayrılması gerekmektedir.  Aksi takdirde kristalleşmektedir (şekerlenmektedir).  Kristalizasyonun azalmasında sakkaroz içeriğinin azalması etkilidir.
  • 27. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  Bunun için, reçel vb. ürünler üretilirken yeterli süre kaynatma ve organik asit (sitrik asit, tartarik asit) ilavesi yapılmaktadır.  Diğer şekerli ürünlerde de (lokum, kaplamalı şekerler vb.) invert şeker içeriği önemlidir.  Ayrıca invert şeker sakkarozdan daha fazla tatlılık sağlamakta olup şekerli ürünlerde yaygın olarak kullanılırlar.
  • 28. Karbonhidratların Genel Özellikleri Hidroliz  Karbonhidratların enzimatik parçalanması, sindirim olaylarının temelini oluşturmaktadır.  Aynı şekilde, ekşi hamur ve mayalı hamur hazırlanmasında da önemlidir.
  • 29. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  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.
  • 30. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  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.
  • 31. Bazı Karbonhidratların Suda Çözünürlük Durumları Karbonhidrat Suda Çözünürlük Fruktoz Çok iyi çözünür Glukoz Çok iyi çözünür Sakkaroz Çok iyi çözünür Maltoz İyi çözünür Laktoz Ağır (yavaş) çözünür Nişasta Çözünmez Selüloz Çözünmez
  • 32. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  Su belirli bir sıcaklık derecesinde çözünen karbonhidratların belirli bir miktarını (doyma miktarı) çözebilmektedir.  Bu olaydan dolayı çözeltileri üç gruba ayırabiliriz. • Doymamış çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olmayan • Doymuş çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olan • Fazla doymuş çözeltiler : Doyma miktarı geçmiş
  • 33. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  Fazla doymuş bir çözelti doymuş bir çözeltinin soğuması ile meydana gelir.  Donma sonucunda doyma miktarı fazlalaşmıştır ve fazla miktarda çözünmüş madde kristalleşmeye başlar.  Bu özelliğinden şekerleme sanayinde kabuklu çeşitlerin yapımında yararlanılır.
  • 34. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  Kristalizasyon için kristalizasyon başlangıcı gereklidir.  Kristallerin büyüklük ve sertliği soğumanın hızına bağlıdır.  Eğer fazla doymuş bir çözelti yavaş soğursa büyük ve sert kristaller artar (nöbet şekeri).
  • 35. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  Suda belli bir dereceye kadar çözünen tüm karbonhidratlar higroskopiktirler, yani havadan rutubet çekme kabiliyetindedirler.  Bu hususa karbonhidrat içeren hammaddelerin muhafazasında dikkat edilmelidir (toz şeker).
  • 36. Karbonhidratların Genel Özellikleri Suda Çözünürlük  Bundan başka karbonhidrat içeren hammaddelerin işlenmesinde, çözünen karbonhidratların kolayca yıkanacağı ve böylece gıda kaybı ortaya çıkabileceği dikkate alınmalıdır (örneğin havucun hazırlanması).
  • 37. Karbonhidratların Genel Özellikleri Tatlılık Derecesi  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.
  • 38. Karbonhidratların Genel Özellikleri Tatlılık Derecesi  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.
  • 39. Karbonhidratların Genel Özellikleri Tatlılık Derecesi  Çözeltilerin ısılarının yükselmesi ile fruktozun tatlılık derecesi düşer, hatta 40 oC’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.
  • 40. Karbonhidratların Genel Özellikleri Tatlılık Derecesi  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.
  • 41. Karbonhidratların Genel Özellikleri Tatlılık Derecesi Bazı Karbonhidratların ve Şeker Alkollerinin Nisbi Tatlılık Dereceleri Karbonhidrat Tatlılık derecesi Karbonhidrat Tatlılık derecesi ve şeker alkolleri* ve şeker alkolleri* D-Fruktoz 174 Dulsitol 41 İnvert şeker 130 D-Mannitol 63 Sakkaroz 100 D-Mannoz 59 D-Glukoz 69 D-Ramnoz 33 D-Galaktoz 63 D-Glusitol 51 Sorbitol 60 Ksilitol 100 Maltoz 46 D-Ksiloz 67 Laktoz 20 Rafinoz 22 *Şeker alkolleri polioller olarak da bilinmekte olup basit şekerlerin hidrojenlenmiş halidir. Aldoz ve ketoz karbonil grubları indirgenir ve şeker alkolleri oluşur. Örneğin mannoz, ksiloz ve glukozdan sırasıyla mannitol, ksilitol ve sorbitol oluşur.
  • 42. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon  Şekerler aminoasitler ve proteinler gibi azot içerikli bileşenlerin bulunmadığı ortamda ısıtıldıklarında karamelizasyon olarak tanımlanan enzimatik olmayan bir dizi esmerleşme reaksiyonu meydana gelir.  Bu reaksiyonlar sırasında renk koyulaşır, kahverengiye dönüşür ve tatta da bir takım değişimler olur.  Karamelizasyonda oluşan pigmentler büyük ve polimerik moleküllerdir.
  • 43. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon  Karamelizasyon yüksek sıcaklıklarda (120oC) başlamakta olup karbonhidrat çeşidine veya bunların karışımlarına göre farklılıklar göstermektedir.  Karamelizasyonu düşük sıcaklıklarda (110oC) başladığı için en hızlı renk değişimine fruktoz sebep olmaktadır.  Karamelizasyonun gerçekleşmesi için pH 3-9 aralığında, su aktivitesi düşük, sıcaklık 120oC’den fazla olmalı, ortamda protein ve türevleri bulunmamalıdır.
  • 44. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon  Sakkaroz ısıtıldığında 160oC’de glukozanhidrat ve fruktozanhidrid (levilozan) formunda erir.  Isıtılmaya 200°C’de 35 dakika devam edilirse sakkaroz % 4,5 kütle kaybeder (bu bir mol suya karşılıktır) ve isosakkarozana dönüşür.  Isıtmaya aynı sıcaklıkta 55 dakika daha devam edilirse %9 kütle kaybı ile karamelan oluşur.
  • 45. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon - 4H2O 2C12H22O11 C24H36O18 200°C, 90 dak. Karamelan (EN. 138°C)
  • 46. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon  Karamelan suda ve alkolde çözünür, buruk acıdır.  Karamelan 55 dakika daha ısıtılırsa su kaybı sonucu karamelen oluşur.  Karamelen yalnız suda çözünür, ısıtmaya daha devam edilirse suda çözünmeyen pigmentler açığa çıkar ki ortalama molekül bileşimi C125H188O88 olan bu maddelere humin veya karamelin adı verilir ve acı (bitter) tattadır.
  • 47. Karbonhidratların Genel Özellikleri Karamelizasyon - 8 H2O 3C12H22O11 C36H58O25 200 °C, 145 dak. Karamelen (EN. 145°C)
  • 48. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon  Bazı karbonhidratlar; mayalar, bakteriler ve küf mantarları ile elde edilen enzimler yardımıyla fermentasyona uğratılırlar.  Eğer fermentasyon havanın oksijeni olmaksızın meydana gelirse o takdirde anaerob fermentasyondan söz edilir.  Aerob fermentasyonda ise havanın oksijeni gereklidir.
  • 49. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon  Karbonhidratlarda meydana gelen önemli fermentasyon çeşitleri Çizelge 2.8’de özetlenmiştir. Fermentasyon Çeşidi Fermentasyon Formu Fermentasyonda Etkili Olan Mikroorganizmalar Alkol fermentasyonu Anaerob Mayalar Laktik asit fermentasyonu Anaerob Laktik asit bakterileri Propiyonik asit fermentasyonu Anaerob Propiyonik asid bakterileri Sitrik asit fermentasyonu Aerob Aspergillus türleri
  • 50. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon  Alkol fermentasyonu en tanınmış fermentasyon çeşididir.  Bu fermentasyon, alkollü içkilerin ve aynı şekilde mayalı ve ekşi hamurların yapımının kimyasal temelini teşkil eder.  Mayalar tarafından yalnız bazı karbonhidratlar direkt olarak fermentasyona uğratılırlar.
  • 51. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon  Diğer karbonhidratlar önceden parçalanmak zorundadırlar.  Başka bir ifade ile indirekt olarak fermentasyona uğratılabilirler.  Laktik asit fermentasyonu, turşu, yoğurt, kefir, bazı peynirler ile ekşi hamurun hazırlanmasında ortaya çıkar.
  • 52. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon   Propiyonik asit fermentasyonu özellikle Emmental peynirinin olgunlaşması sırasında meydana gelir ve delik oluşumunun nedenidir.
  • 53. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon Laktik asit Propiyonik asit Asetik asit  Sitrik asit fermentasyon aşağıdaki genel eşitliğe göre meydana gelir.  Sitrik asit gıdaların bileşeni olarak ve insanların metabolizma olaylarında önemlidir.
  • 54. Karbonhidratların Genel Özellikleri Fermentasyon Maya ile Bazı Karbonhidratların Fermente Olabilirliği Karbonhidrat Direkt İndirekt Parçalayıcı Fermentasyon Fermentasyon Enzim Glukoz + - - Fruktoz + - - Mannoz + - - Galaktoz + - - Sorboz - - - Sorbit - - - Maltoz + + Maltaz Laktoz - + Laktaz Sakkaroz - + Sakkaraz Nişasta - + Amilaz Selüloz - - -
  • 55. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Polisakkaritler su alarak kesilebilecek sertlikte jel meydana getirme (jelatinleşme) kabiliyetine sahiptirler.  Su, jel yapıda tutuklanmış olarak bulunur.  Bu grupta pektinler, agar-agar ve belli dereceye kadar alginatlar, gam arabika, nişasta ve tragant gamı yer almaktadır.
  • 56. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Bu polisakkaritler (zincir formunda dizilmiş monosakkarit temel taşlarının) ester grupları içerir ve bunların hidroksil gruplarının az veya çok miktarları ile karakterize edilirler.  Bu ester grupları jelleşme olayı sırasında önemli etkiye sahiptirler.
  • 57. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Jelatinleşme olayı büyük ölçüde; 1. Jelleşen maddenin cinsine 2. Şeker oranına 3. pH değerine 4. Sıcaklığa 5. Birlikte bulunan maddelere bağlıdır (örneğin metal iyonları).
  • 58. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Jeller, hem katıların hem de sıvıların bazı özelliklerini gösterirler.  Başka bir deyişle jeller, katı gibi davranan sıvı sistemlerdir.  Bazı karbonhidratların jelleşme özelliğinden meyve jöleleri, marmelatlar, krema, jöle çeşitleri vb. yapımında yararlanılır.
  • 59. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Oluşan jelin bekletilmesi sırasında nişasta zincirleri enerjilerini azaltmak için birbirleri ile daha fazla interaksiyona girerler.  Bunun sonucunda su, yapıdan sızmaya başlar.  Bu durum sineresis olarak tanımlanmaktadır.  Bekletme süresi devam ederse nişasta zincirleri arasındaki interaksiyon daha da artar.
  • 60. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Bu olay da retrogradasyon olarak tanımlanmaktadır ve nişastanın yapısında meydana gelen en önemli fizikokimyasal değişimlerdendir.  Bu olay nişastanın daha az çözünür olan ve daha az hidratlı hale kendiliğinden dönüşmesidir.
  • 61. Karbonhidratların Genel Özellikleri Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)  Retrogradasyon nişastanın daha önceki çözünmeyen haline dönüşmesi (kabın dibinde çökelti oluşması, ekmek vb. ürünlerde bayatlama) olarak da bilinir.  Retrogradasyon olayı düşük sıcaklıklarda daha kolay gerçekleşmektedir.
  • 62. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri  Monosakkaritler enzimatik veya enzimatik olmayan yollardan okside olabilirler.  Yükseltgenme sonucunda şeker asitleri meydana gelir.  Bunlar polihidroksi karboksilik organik asitlerdir.  Oksidasyon hem aldehit grubunda hem de en sondaki (primer alkol grubu) karbon atomunda meydana gelebilir.
  • 63. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri  Her iki reaksiyona göre farklı oksidasyon ürünleri meydana gelir.  Aldozlar karbonil grubuna bağlı H atomu içerdiklerinden daha kolay okside olarak karboksilik asitleri oluştururlar.  Aldozlar ketozlara göre daha hızlı okside olurlar.  Aldonik asitler: Aldehit gruplarının oksidasyonu ile oluşurlar. Glukozdan oluşan glukonik asit önemli bir örnektir. Glukoz Glukonik asit
  • 64. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri
  • 65. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri  Üronik asitler: Aldozların aldehit grubu aynen kalıp, en sondaki (primer alkol grubu) karbon atomunundaki oksidasyonu ile oluşurlar.  Glukozdan oluşan glukuronik asit önemli bir örnektir.  Glukuronik asit, galakturonik asit, mannuronik asit çeşitli polisakkaritlerin birimleri olarak müsilaj ve pektin maddelerinde bulunurlar. Glukoz Glukuronik asit
  • 66. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri  Glukuronik asit insan vücudunda detoksifikasyon (zehirsizleştirme) olaylarında önemli işlevi olan bir şeker asididir.  En önemli şeker asidi askorbik asittir.
  • 67. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri
  • 68. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker asitleri  Aldarik asitler: Nitrik asit gibi oksidan maddelerle aldozların her iki ucunda birden yükseltgenme olursa, diğer bir ifade ile oksidasyon hem aldehit grubunda hem de en sondaki (primer alkol grubu) karbon atomunda meydana gelirse dikarboksilli asitler elde edilir.  Glukozdan glukarik asit ve galaktozdan galaktarik asit meydana gelir.
  • 69. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker alkolleri  Şeker alkolleri; Monosakkaritlerin karbonil gruplarının indirgenmesi (H2 ile reaksiyonu) sonucu şeker alkolleri (polioller) açığa çıkar.  Karbonil grubu yerini alkol grubu alır.  Glukozdan sorbitol (sorbit), mannozdan mannitol (mannit), gliseraldehitten gliserol, ksilozdan ksilitol, ribozdan ribitol, siklohekzandan inozitol, galaktozdan da dulsitol (dulcit) meydana gelir. sorbitol
  • 70. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker alkolleri  Gıdaların üretiminde sorbitol önemlidir.  Şeker alkolleri tabiatta sadece bitkilerin bileşiminde bulunurlar.  Örneğin sorbitol elma, armut, kiraz gibi meyvelerin bileşiminde yer almaktadır.  Şeker alkolleri insan vücudunda sindirildikten sonra fruktoza dönüşür, birden kan şekeri seviyesini yükseltmezler.
  • 71. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker alkolleri  Başka bir ifade ile şeker alkolleri yavaş absorbe edilirler.  Sindirim ve metabolik özellikleri sebebiyle bazı şeker alkollerinin kalori değerleri 0-3,2 kcal/g arasında değişim göstermektedir.  Kabul edilebilir ortalama değer 2,4 kcal/g’dır.
  • 72. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları Şeker alkolleri  Bu yüzden şeker alkolleri hiperglisemik etkili olmayıp düşük kalorili ve diabetik ürünlerde kullanılmaktadırlar.  Şeker alkollerinin tatlılık dereceleri sakkarozdan daha düşüktür.  Tatlılık derecesi en yüksek şeker alkolü ksilitol, en düşük ise laktitoldür.