antioksidanlar

Antioksidantlar, özellikle yağ ve yağlı yiyeceklerin hava ile teması ile meydana gelen oksidasyonu geciktirmek amacıyla kullanılırlar. Oksidasyona uğrayan gıda maddelerinde kalite düşmesi, bozulma, acıma, renk bozukluğu, tat ve koku değişimi, besin ve vitamin değerlerinden kaybetme hatta toksik bileşik oluşması gibi istenmeyen sonuçlar ortaya çıkar. Antioksidantlar diğer stabilizörler gibi düşük kaliteli gıda maddelerini kalitesini arttırmaz ve gıdalara herhangi bir tat ve koku da vermezler. Ancak bu maddeler, iyi kalitede ham madde uygun imalat tekniği, elverişli ambalajlama ve depo yöntemleri ile birlikte kullanıldığında ürünün kalitesini arttırırlar.

Sentetik antioksidanların gıdalardaki kullanımı 1940’lı yıllarda BHA ve gallik asidin esterlerinin oksidasyonu önlediklerinin anlaşılmasıyla başlamıştır. Demir ve bakır gibi geçiş metallerinin zararlı etkileri sitrik asit (CA), etilendiamintetraasetikasit (EDTA) veya onların türevlerine metal deaktivatör veya şelat ajanı olarak etki ettikleri ondan sonra bulunmuştur. 1954’te ABD’de BHT’nin gıdalarda kullanılmasına müsaade edilmiştir. Tersiyer bütil hidrokinon (TBHQ) 1972’de ticari ölçüde kullanılmaya başlamıştır. Sentetik antioksidanların muhtemel karsinojenik etkileri büyüyen bir tepkiye neden olmaktadır. Böylece Japonya ve çok sayıdaki diğer ülke BHA’nın gıdalarda kullanılmasına izin vermemektedir. TBHQ’nun da Kanada, Japonya ve Avrupa ülkelerinde kullanımına izin verilmemektedir. Bu yüzden sentetik antioksidanların yerine doğal antioksidanların kullanımı için genel bir istek mevcuttur.

Gıda Katkısı Olarak Antioksidanlar

Birçok gıdada ürünü oluşturan bileşikler ile havanın oksijenleri arasında kendiliğinden ortaya çıkan ve otoksidasyon adı verilen tepkimeler oluşur. Her zaman az ya da çok hissedilebilir kalite düşmelerine neden olan bu tür tepkimeler gıda endüstrisi açısından istenmeyen olaylardır.

Burada sözü edilen kalite düşmesi renk, koku ve tatta meydana gelen değişmeler ile bazı besin öğelerindeki parçalanmalar ve hatta toksik bileşik oluşturması biçiminde ortaya çıkmaktadır. Yağ ve yağlı gıdalardaki otoksidasyon olayı, hem beslenme fizyolojisi açısından hem de teknolojik-ekonomik açıdan büyük önem taşımaktadır. Otoksidasyonun fiziksel ve teknolojik yöntemlerle önlenemediği durumlarda antioksidan ve sinerjistler kullanılmaktadır. Sinerjistler antioksidan etkisini arttıran maddelerdir.

Antioksidan grubu katkı maddeleri, sanayide bitkisel ve hayvansal yağ içeren maddelerin üretimi, depolanması, taşınması ve pazarlanması sırasında meydana gelecek otoksidasyondan kaynaklanan zararları önlemede en önemli katkı maddeleridir. Antioksidanlar gıdalarda meydana gelebilecek bozulma ve acımayı da engeller. Bunların önemli özellikleri, ortamda pek az miktarda, binde ve hatta on binde bir oranında bile bulunsalar etkin olmalarıdır. Yağlarda doğal olarak bazı antioksidanlar bulunduğu gibi, yapay olarak elde edilen belirli maddeler de bu işi görür. Doğal antioksidanların en fazla dağılmış ve en iyi bilinenleri tokoferollerdir. En çok kullanılan yapay antioksidanlar ise fenollü olanlardır.

Antioksidanlar, diğer stabilizatörler gibi düşük kaliteli gıda maddesinin kalitesini arttırmaz ve gıdalara herhangi bir yabancı tat ve koku vermez. Ancak bu maddeler, iyi kalitede ham madde, uygun bir imalat tekniği, elverişli ambalajlama ve depolama yöntemleri ile birlikte kullanıldığı ürünün kalitesini korur. Bu maddeler ayrıca, gıdalardaki oksidasyon sorunlarını da ortadan kaldırır. Yağların acılaşmasının bir süre önüne geçen antioksidanlardan başka, yağ bulunmayan besin maddelerinde renk ve kokuları koruyan maddeler de bilinmektedir. Buna karşılık antioksidan özelliği yüksek fakat zehirleyici oluşlarından besin maddelerinde kullanılmayan antioksidanlar da vardır. Bir antioksidanın, besin maddelerinde kullanılmadan önce, sağlığa zararı olmadığı kesin olarak saptanmış olmalıdır. Ayrıca kullanılan antioksidanın adı ve miktarı besin maddesinin etiketinde yazılı olmalıdır.

İyi bir antioksidan aşağıdaki özellikleri taşımalıdır:

• ·         Fizyolojik olarak zararsız olmalıdır.
• ·         Yağ veya yağlı ürünlerin kokusuna, tadına ve görünüşüne etki etmemelidir.
• ·         Yemeklerin pişirilmesi sırasında yağa ve bununla hazırlanmış besinlere etki etmemeli ve aktif kalmalıdır.
• ·         Yağda yeter miktarda çözünmeli ve yağla karışabilmelidir.
• ·         Küçük derişimlerde etkili olmalıdır.
• ·         Kolay elde edilebilmelidir.
• ·         Ucuz olmalıdır.

Gıdalardaki oksidasyonu inhibe eden doğal olarak oluşan maddelerin orjinleri bitki esaslı ingredientlerdir. Belki de kimyasal değişmeler sonucunda üretilir (örneğin Maillard reaksiyonunun ürünleridir) veya gıda olmayan ingredientlerden ekstrakte edilir. Tavuk gibi hayvanların kaslarında kelat ve serbest radikalleri tutma özelliğine sahip olan bir dipeptit olan carnosine gibi doğal antioksidanları ihmal etmemek gerekir.

En aktif antioksidanlar fenolik ve polifenolik bileşiklerdir. Gıdalarda bulunan fenolik bileşikler fenilpropanoid sınıfı bileşiklerine aittir ve sinnamik asitten türer. Bu bileşikler fenilalanin ve daha az oranda (bazı bitkilerde) tirosinden fenilalanin liaz ve tirosin liazın etkisiyle oluşur. C6-C3 bileşiklerinin malonil koenzim A ile etkileşmesi chalconların oluşmasına götürür ki akabinde asidik ortamda halka meydana gelmesi ile flavonoidler ve isoflavonoidler meydana gelir.

Antioksidanların Sınıflandırılması

Doğal antioksidanlar; etki mekanizmalarına göre temel olarak enzimatik antioksidanlar ve non-enzimatik antioksidanlar olarak iki ana grupta toplanmaktadırlar. Bunların dışında sentetik olarak üretilen antioksidanlarda mevcuttur. Bu antioksidanlardan enzimler, düşük mol kütleli moleküller ve enzim kofaktörleri vücutta üretilmektedirler yani enzimatik antioksidanlardır. Non-enzimatik antioksidanlar ise vücuda beslenme yoluyla alınmaktadır.

Beslenme yoluyla alınan antioksidan maddelerin başında polifenoller gelir. Bunun dışında vitaminler, karotenoidler, organosülfürlü bileşikler ve mineraller de diğer non-enzimatik antioksidan madde sınıflarını oluşturmaktadır.

Antioksidan Türleri

Antioksidan özelliği keşfedilen birçok farklı madde vardır. Bu maddelerin bir kısmını diyetimizde (özellikle bitkilerden) alırken, bir kısmını vücut kendisi, serbest radikallere karşı bir savunma sistemi olarak üretir. Vücudun serbest radikallere karşı savunma olarak ürettiği antioksidanlar; katalaz, glutatyon peroksidaz, ve SOD (superoksit dismutaz) gibi enzimlerdir.

• Alfa tokoferol (E Vitamini) – E vitamini içinde alfa, beta, gama ve delta tokoferolleri bulunur. Bunların içinden özellikle Alfa tokoferol önemli bir antioksidandır. Özellikle buğday, mısır, darı, pirinç gibi tahıllarda çok bulunur. Bunun dışında ayçiçek yağı, mısırözü yağı, pamukyağı gibi yağlarda, ceviz, badem ve yerfıstığı gibi kuru yemişlerde ve yeşil sebzelerde bulunur. E vitamini aynı zamanda pişirmeye ve sıcağa dayanıklıdır, böylece pişirilme esnasında tahrip olmazlar. E vitamini dışında farklı maddelerde bulunan tokoferoller ise rahatça tahrip olabilir. Fakat, yağda kızartma ve tahılların öğütülmesi esnasında E vitaminleri de tahrip olur, ve çoğu bozunur. Bu yüzden E vitamini ihtiva eden ürünleri yağda kızartmadan pişirmek, ve özellikle beyazlatılmadan geçmemiş tahıl ürünlerini (kepekli ürünler gibi) tüketmek daha akıllıca ve sağlıklı olur.

• Askorbik Asit (C Vitamini) – Turunçgiller, domates, yeşil yapraklı sebzeler (brokoli, ıspanak vb.) ve patates gibi sebze ve meyvelerde bulunuyor. Fakat, C vitamini çok çabuk oksidize olduğu için pişirirken ve hazırlarken bulunan C vitamininin çoğu işe yaramaz hale geliyor. Bu yüzden C vitamini ihtiva eden besinlerin hafif pişirilmesi, yenilebiliyorsa çiğ yenmesi ve hazırlarken de kesildikten kısa bir süre sonra tüketilmesi öneriliyor.

• Beta-caroten- Vücutta depolanarak A vitaminine de dönüştürülen bu kırmızımsı-turuncu pigment çok güçlü bir antioksidandır. Güçlü bir antioksidandır ve birçok kanser türüne yakalanma riskini azaltmasıyla ünlüdür. Havuç, ıspanak ve brokoli gibi yeşil yapraklı sebzeler ile kayısı ve şeftali gibi meyvelerde fazlasıyla bulunur.

• Flavonoid – Birçok meyve ve sebzede yüksek oranlarda bulunan sarı-beyaz pigmentlerdir. Bitkilerin çoğunda bulunan bu antioksidan, yine antioksidan olan C ve E vitamininden çok daha fazla miktarlarda bulunduğu için özellikle meyve ve sebze ağırlıklı bir diyet ile vücuda fazla miktarlarda alınabilir. Elma, çilek, üzüm gibi meyveler, çikolata ve özellikle çay, belli oranlarda flavonoid ihtiva eder.

• Koenzim q- Özellikle kanser ve belli nörolojik hastalıklara olan pozitif etkileriyle uzun süredir gündemde olan koenzim q önemli bir antioksidandır. Vücut tarafından üretilir, diyet yoluyla da alınabilir. Her ne kadar ciğer, kalp ve böbrek gibi et ürünlerinde ve balıkta yüksek oranda bulunsa da, diyete takviye amaçlı alınan koenzim q hapları ile vücuda alınması daha etkilidir.

• Likopen – Beta-caroten ve lütein ile aynı ailenin üyesi olan likopen birçok meyveye kırmızı rengi veren maddedir. Kardiyovasküler hastalıklar ve kansere karşı etkileri ile bağışıklık sistemine olan pozitif etkileri yüzünden uzun süredir gündemde olan bir maddedir. Antioksidan özelliği kanıtlanmıştır. Özellikle domateste çok büyük miktarlarda bulunmaktadır. Prostat ve kalın bağırsak kanserlerinin risklerini büyük oranda düşürdüğü laboratuvar çalışmalarıyla kanıtlanmıştır.

Antioksidanların Etki Mekanizmaları ve Fonksiyonları

Margarinlerde ve sıvı yağlarda kullanılan fenolik yapıdaki antioksidanlar oksidasyonu başlatan ve geliştiren serbest radikallerin oluşumunda girişim yaparak etkili olabilmektedirler. Antioksidan etki mekanizmasını aşağıda belirtilen reaksiyonlarla açıklanmaktadır.

Gösterilen reaksiyonlar içerisinde karbon-merkezli R• radikalinin tutulmasının, oksijen merkezli radikallerinin ve özellikle peroksil (LOO•) radikalinin tutulmasından daha etkili olduğu öne sürülmektedir. LOO• radikalinin uzaklaştırılması ile antioksidan, peroksit birikiminin yavaş olarak seyrettiği indüksiyon periyodunun başlangıç aşamalarında bir zincir kırma reaksiyonu oluşturabilmekte, peroksit miktarlarının önemli düzeye ulaşması durumunda ise başarılı olamamaktadır. Peroksit oluşumunun hızlandığı yüksek sıcaklıklarda kullanılan antioksidan konsantrasyonları, oda sıcaklığında kullanılanlara kıyasla oldukça fazladır.