YAĞLAR VE GIDA KATKI MADDELERİ Prof. Dr. Mehmet GÜRBİLEK

19 - 20 KASIM 2011 ANKARA
SÖZLÜ BİLDİRİLER
YAĞLAR VE GIDA KATKI MADDELERİ
Prof. Dr. Mehmet GÜRBİLEK
Selçuk Üniversitesi, Meram Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı, KONYA
[email protected]
Özet
Gıda katkı maddelerinin bir kısmı hayvansal kaynaklardan elde edilmektedir. Hayvansal kaynak olarak
kullanılan materyallerden birisi hayvanların yağlarıdır. Yağlardan elde edilen katkı maddelerinin durumunu
değerlendirebilmek için yağların yapısının bilinmesi ve sindirim, emilim ve metabolizmaları hakkında bilgi
sahibi olunması gerekmektedir. Katkı maddesinin üretiminde bulunan yağlar temelde trigilserit ve fosfolipit
yapısındadırlar. Bunlar sindirim sisteminde kendini oluşturan yapılara parçalanarak bağırsaklardan kana emilirler.
Trigilseritlerin çoğunluğu monogliserit ve iki yağ asidine, daha az bir kısmı ise gliserol ve üç yağ asidine kadar
parçalanır. Gliserol içeren fosfolipitler ise gliserol, fosfat, iki yağ asidi ve yan grubuna parçalanarak emilir.
Anahtar kelimeler: Gıda katkı maddeleri, trigliserit, mono gliserit, digliserit, yağ asidi, gliserol, fosfolipit.
Abstract
Some of food additives are obtained from animal sources. One of the animal materials used for additive
production is fat. To be able to evaluate food additives derived from animal sources, the structure, digestion,
absorption and metabolism of fats should be known. The fats used for food additive production are mainly
triglycerides and phospholipids. These are hydrolyzed to small parts and absorbed from gut. Triglycerides are
mainly hydrolyzed to monoglyceride and two fatty acids. Approximately one of four triglycerides is breakdown to
glycerol and three fatty acids. Phospholipids containing glycerol are hydrolyzed to glycerol, phosphate, two fatty
acids and a side group, and then absorbed.
Keywords: Food additives, triglyceride, monoglyceride, diglyceride, fatty acids, glycerol, phospholipids.
Giriş
Gıda katkı maddelerinin bir kısmı iç yağ ve kuyruk yağı gibi hayvan yağlarından elde edilmektedir. Bunun
için temel yağ olan trigliseritin parçalanmasıyla yani hidrolize uğramasıyla oluşan ürünler kullanılmaktadır.
Bu ürünlerin kendileri katkı maddesi olabildiği gibi, başka maddelerle birleşmesiyle de farklı katkı maddeleri
oluşabilir.
Yağlarla ilişkili katkı maddelerinin durumunu değerlendirebilmek için yağların yapılarını, vücutta sindirim,
emilim ve metabolizmaları hakkında bazı temel bilgilerin bilinmesi gerekmektedir.
Öncelikle trigliserit ve bunun yapı taşları olan yağ asitleri ve gliserolü inceleyelim.
Yağ asitleri
Yağ asitleri doymuş ve doymamış yağ asitleri olarak iki gruba ayrılırlar. Doymuş yağ asitleri daha çok katı
yağlarda bulunur. Doymamış yağ asitleri ise daha çok sıvı yağlarda bulunur. Bununla beraber sıvı yağlarda bir
miktar doymuş, katı yağlarda da bir miktar doymamış yağ asidi bulunmaktadır. Doymuş (saturated) ve doymamış
(unsaturated) yağ asitlerinin formülleri şekilde görünmektedir. Yağ asitleri gliserolle birleşerek trigliseritlerin
yapısına girerler.
69
Gıda Katkı Maddeleri : Sorunlar ve Çözüm Önerileri
Gliserol
Trigliseritlerin omurgasını oluşturur. Kendisine üç yağ asidinin bağlanmasıyla trigliseritler oluşur. Gliserol
molekülü tüm canlılarda aynıdır. Yani hayvansal yağlarda da bitkisel yağlarda da gliserol molekülü değişmemektedir.
Trigliserit, Digliserit, Monogliserit
Trigiserit üç yağ asidinin bir gliserolle birleşmesi ile meydana gelir. Kendisinden bir yağ asidi uzaklaşınca
digliserit, iki yağ asidi uzaklaşınca monogliserit adını alır. Trigliseritler depo yağlarıdır. Hayvanlardaki iç yağı veya
kuyruk yağları trigliseritlerdir. Bunun yanında zeytinyağı, ayçiçeği yağı gibi sıvı yağlar da trigliserit yapısındadır.
Yağ asidi
Trigliserit
Yağ asidi
Yağ asidi
Gli
ser
ol
Yağ asidi
Yağ asidi
Yağ asidi
Gli
ser
ol
70
19 - 20 KASIM 2011 ANKARA
SÖZLÜ BİLDİRİLER
Gerek hayvansal gerek ise bitkisel tüm trigliseritler benzer moleküllerden oluşur. Yani bir gliserol ve üç yağ
asidi. Gliserol hepsinde aynı moleküldür. Değişkenler sadece yağ asitleridir. Yağ asidi kompoziyonu ise alınan
diyete bağlıdır. Bununla beraber hayvan cinsine göre de bazı değişkilikler gözlenmektedir. Aşağıda trigliseridin
moleküler yapısını ve bazı bitkisel ve hayvansal trigliseritlerin yağ asidi kompozisyonu verilmiştir.
Yağ asidi
Digliserit
Gli
ser
ol
Yağ asidi
Yağ asidi
Monogliserit
Gli
ser
ol
Yağ asidi
Yağ asidi
Yağ asidi
Tablo. Bazı yağların (trigliseritlerin) yağ asidi kompozisyonları:
Ka Yağ
Tereyağ
Sığır
Domuz
Sıvı Yağ
H. Cevizi
Zey n
Yer s ğı
Pamuk
tohumu
Mısır
Soya
Keten
tohumu
Laurik
asit
1-4
44-50
0-1
Miris k
asit
8-13
2-3
1-2
Palmi k
asit
25-32
24-32
25-30
13-18
0-2
0-1
0-3
7-10
7-20
6-10
17-23
1-2
0-1
0-1
8-12
6-10
5-9
Stearik
asit
8-13
20-25
12-16
Oleik
asit
22-29
37-43
40-50
Linoleik
asit
2-4
2-3
3-8
1-4
2-3
3-6
1-3
5-8
53-86
40-65
23-44
1-3
4-22
17-38
34-55
2-5
2-5
4-7
29-49
20-30
9-29
34-56
50-60
8-29
Linolenik
asit
2-10
45-67
Fosfolipidler
Fosfolipit
CH3
+
H3C
N
CH3
CH2
H2C
O
O
P
O
Polar
grup
-
O
H2C
CH2
HC
O
O
C
O
H2C
C
gliserol
O
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H2C
CH2
H3C
CH2
H3C
Yağ asidi zincirleri
71
Gıda Katkı Maddeleri : Sorunlar ve Çözüm Önerileri
Fosfolipidler gıdalar ile alınabilir. İnce barsakda bulunan enzimler ile hidroliz edilir ve kendi yapı taşlarına yıkılır
emilir. Ya yapı taşı olarak insan vücudunda kullanılır ya da metebolizmada yıkılır. Vücüdumuzda da üretilir. Tüm
hücre zarlarının temel yapı elemanıdır.
Gıda katkı maddesi ile ilişkili olan yağlar başlıca trigliserit ve bunun yıkılım ürünleri yağ asitleri, monogliseritler,
digliseritler ve gliserol ile fosfolipidlerdir. Bunların yapısı hakkında yukarıda bazı temel bildiler verilmiştir. Bunun
haricinde yağlarla ilişkili olan kolesterol, glikolipidler ve lipoproteinler gibi diğer bileşikler üzerinde durulmayacaktır.
İstihale kavramına açıklık getirebilmek için yağların sindirim ve emilimine biraz daha detaylı girilecektir.
Yağların sindirim ve emilimi
Yiyecek maddelerinin büyük bir kısmı ağız yolu ile, organizma tarafından sindirilmeden kullanılamayacak şekilde
alınır. Sindirime ait kimyasal değişiklikler sindirim kanalı enzimleri yardımı ile yapılır. Bu enzimler proteinleri amino
asitlere, nişastayı monosakkaritlere, yağları yani trigliseritleri gliserol ve yağ asitlerine hidrolize eder.
Yetişkin bir kişi günde yaklaşık 60-150 g yağ alır. Bu miktarın %90’ından fazlası trigliserittir. Geri kalan miktarı
kolesterol esterleri, fosfolipitler ve esterleşmemiş (serbest) yağ asitleri oluşturur.
Diyetle alınan lipitlerin ağızda ve midedeki sınırlı sindirimi:
72
19 - 20 KASIM 2011 ANKARA
SÖZLÜ BİLDİRİLER
Lipitlerin sindirimi midede başlar. Midedeki sindirim, büyük kısmının dilin arkasındaki bezlerden kaynaklanan
aside dayanıklı lipaz (lingual lipaz) tarafından gerçekleştirilir. Ağızdan salınınca yutularak mideye gider ve mide
asitinde aktiftir. Ancak yağlar toplu halde bulunduklarından yani henüz emülsifiye olmadıklarından parçalanma
hızı çok düşüktür. Mideden salınan gastrik lipaz da lipitleri parçalar. Ancak bu enzim asit ortamda aktif değildir.
Bebeklerde daha etkilidir. Genel olarak bakıldığında, yetişkinlerde lipitlerin sindirimi ağız ve midede hemen
hemen hiç gerçekleşmez diyebiliriz. Bu yüzden neredeyse tamamı ince bağırsağa parçalanmadan ulaşır.
Diyetle alınan lipitlerin ince bağırsakta emülsifikasyonu:
İnce bağırsağa ulaşan lipitler emülsifikasyon denilen bir işleme uğrar. Trigliseritler suda çözünmediklerinden
bunları parçalayacak olan enzimler lipit damlacığının ancak yüzeyine etki edebilir. Etkinin artırılması için yüzey
alanının artırılması gereklidir. Emülsifikasyon, lipit damlacığının yüzey alanını artırır, böylece sindirim enzimleri
daha etkin olarak etki ederler. Emülsifikasyon safra sıvısında bulunan safra tuzları tarafından gerçekleştirilir.
Diyetle alınan lipitlerin ince bağırsakta pankreas enzimleri tarafından enzimatik parçalanması:
Diyetle alınan trigliseritler, kolesterol esterleri ve fosfolipitler pankreas enzimleri tarafından enzimatik olarak
parçalanırlar. Gıdalar ince bağırsağa geldiği zaman pankreas enzimlerini içeren pankreas salgısı pankreastan ince
bağırsağa akar. Bu enzimler emülsifiye olmuş olan yağlarla karşılaşarak onların parçalanmasını gerçekleştirir.
Trigliseritlerin parçalanması:
Trigliseritler bağırsak hücreleri tarafından emilemeyecek kadar büyüktür. Bu yüzden pankreatik lipaz tarafından
iki yağ asidi uzaklaştırılarak monogliseride dönüştürülür. Bu arada iki adet serbest yağ asidi açığa çıkar. Gıdalarla
alınan trigliseritlerin yaklaşık % 78’i monogliserit ve iki yağ asidine parçalanır. Kalan %22’lik kısmı ise diğer yağ
asidini kaybederek gliserol ve üç yağ asidine parçalanır.
Trigliserit
Monogliserit
Yağ asitleri
1
bağırsak
1
Şekil. Diyetsel trigliseridin yaklaşık %78’i monogliserit ve iki yağ asidi olarak emilir.
73
Gıda Katkı Maddeleri : Sorunlar ve Çözüm Önerileri
Trigliserit
Gliserol
Yağ asitleri
bağırsak
6
Şekil. Diyetsel trigliseridin yaklaşık %22’si gliserol ve üç yağ asidi olarak emilir.
Fosfolipitlerin parçalanması:
Safra sıvısı içindeki Fosfolipaz A2 enzimi fosfolipitlerden bir yağ asidi uzaklaştırır ve lizofosfolipitler oluşur. Daha
sonra lizofosfolipaz tarafından bir yağ asidi daha uzaklaştırılarak gliserilfosforil bazı oluşur. Oluşan baz dışkıyla
atılabilir veya ileri yıkıma uğrayarak yani gliserol ve fosfat gibi küçük parçalara ayrılarak emilir.
Lipitlerin bağırsak yüzeyindeki hücreler tarafından emilmesi:
74
19 - 20 KASIM 2011 ANKARA
SÖZLÜ BİLDİRİLER
Serbest yağ asitleri, serbest kolesterol ve monogliseritler diyetsel lipitlerin başlıca yıkım ürünleridir. Bunlar
safra tuzları ile birleşerek miçelleri oluştururlar. Miçeller bağırsak hücrelerine bu parçaların emilebilecek şekilde
yaklaşmalarını sağlayan yapılardır. Kısa ve orta uzunluktaki yağ asitleri direk emilirler. Uzun olanlar miçel yapısında
yer alırlar. Böylelikle yağ asitleri, monogliseritler ve serbest kolesterol bağırsak hücresine alınır.
Trigliserit ve kolesterol esterlerinin bağırsak hücrelerinde yeniden sentezi:
Bağırsak hücresine alınan monogliseritler iki yağ asidiyle birleşerek, gliseroller ise üç yağ asidiyle birleşerek
yeniden trigliserit molekülünü oluştururlar. Bu sentezin gerçekleşmesinde bağırsak hücresindeki enzimler rol
alırlar. Daha sonra bu trigliserit vücudun ihtiyacına göre kullanılmak üzere metabolik yollara iletilir.
Hayvan yağlarından elde edilen katkı maddeleri
Hayvan yağlarından elde edilen veya üretilmesi esnasında hayvan yağlarının parçalanma ürünlerinin kullanıldığı
katkı maddelerini beş ana gruba ayırabiliriz. Bu gruplar ve bu gruplardaki katkı maddelerine örnekler şu şekilde
sıralanabilir:
Yağların yani trigliseritlerin hidrolizi ile elde edilenler:
Yağ asitleri
Monogliseritler veya digliseritler
Fosfatidik asit (fosfolipitlerden de elde edilebilir)
Gliserol
Yağların parçalanmasıyla elde edilen yağ asitlerini kullanarak sentezlenenler:
Örnekler:
Askorbil stearat
Sorbitan monostearat
Polioksietilen sorbitan monopalmitat
Kalsiyum stearol-2-laktilat
Yağ asitlerinin magnezyum tuzları
Yağların parçalanmasıyla elde edilen monogliserit veya digliseritleri kullanarak elde edilenler:
Örnekler:
Yağ asitlerinin mono ve digliseridlerinin asetik asit esterleri
Yağ asitlerinin mono ve digliseridlerinin laktik asit esterleri
Yağ asitleri: Yağ asitlerinin magnezyum tuzu
Yağların parçalanmasıyla elde edilen fosfatidik asidi kullanarak elde edilenler:
Amonyum fosfatidler
Yağların parçalanmasıyla elde edilen gliserolü kullanarak elde edilenler:
Örnekler:
Gliseril diasetat (diasetin)
Ağaç reçinesinin gliserol esterleri
Sonuç
Görüldüğü üzere yağların parçalanma ürünleri birçok katkı maddesinin üretilmesinde kullanılmaktadır.
Katkı maddesinin üretiminde kullanılan en küçük moleküller gliserol ve yağ asitleridir. Bağırsaklardan vücuda
emilebilen en küçük yağ parçaları da bu moleküllerdir. Gliserol ve yağ asitlerinin daha ileri yıkımı veya daha küçük
moleküllerden üretilmeleri insan vücudunda gerçekleşebilmektedir.
KAYNAKLAR
1-Gülriz menteş.Haper’ın Biyokimyası Lipidlerin fizyolojik önemi. Barış Kitapevi
2- Tokullugil A.lippincott’s. Biyokimya. Lipid metabolizması. Nobel tıp kitapları
3-Gürbilek M. Biyokimya ders notları
4- Harvey RA, Champe PC. Lippincott’s İllustrated Reviews Serisinden: Biyokimya. Nobel Tıp Kitabevleri, 2007.
75