GİRİŞ Gamlar hidrokolloid veya stabilizör gibi isimlerle bilinen maddeler olup gıda sanayisinde kıvam artırıcı, stabilize edici, kapsülleyici, kaplayıcı veya köpük tutucu gibi amaçlarla yaygın bir şekilde kullanılır. En önemli özellikleri hidrofilik karakterleri nedeniyle düşük oranda kullanıldıklarında sulu çözeltilerde ve süspansiyonlarda jelleşme yapmaları veya kıvamı artırmalarıdır. Suda çözünerek veya şişerek serbest suyu bağlar, viskoziteyi artırırlar(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çesitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır. Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Akasya gamı gıda sektörü ve diğer sektörlerde birçok amaç için kullanılmaktadır(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
2.GENEL BİLGİLER
2.1. Hidrokolloid Nedir? Gam terimi ilk olarak, yapışkan, zamkımsı, bitkilerden sızan doğal maddeler için kullanılmıştır. Gamın teknik olarak kabul edilen tanımı ise, kıvam artırıcı ve/veya jelleştirici etki vermek için suda dağılabilen veya çözünebilen polimerik karbonhidratlar olarak açıklanmaktadır. Bu tip maddeler kolloidal yapıda ve hidrofilik kolloid özellikte olduklarından “hidrokolloidler” olarak da adlandırılırlar. Gıda endüstrisinde gamlar, jelleştirici, kıvam artırıcı, stabilize edici ve süspansiyon oluşturucu ajanlar olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bu yaygın kullanımın nedenleri arasında, hidrokolloidlerin kaliteyi iyileştirmeleri ve geliştirilen yeni teknolojilerin kullanılmasına ve bu teknolojilerdeki üretim-işlem ekipmanlarının uygulanmasına olanak sağlamaları gösterilmektedir. Uluslararası gıda kodeksi (CAC) tarafından yapılan gıda katkı maddeleri sınıflandırılmasında, gam adı altında bir sınıf oluşturulmamıştır. Ancak söz konusu maddeler yukarıda belirtilen fonksiyonları doğrultusunda “jelleştirme ajanları” ve “kalınlaştırıcılar” olmak üzere iki ana sınıf altında toplanmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Hidrokolloidlerin bir çoğu molekül içinde birleşmiş olarak kalsiyum, potasyum, magnezyum ve bazen de diğer metalik katyonları bulunduran anyonik veya nötral kompleks ve dallanmış heteropolisakkaritlerin bir grubunu oluşturmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Çizelge 1’de suda çözünebilir gam tipleri ayrıntılı olarak verilmiştir (Sungur ve Ercan, 2004). (2)
Çizelge 2.1. Suda Çözünebilen Gam Tipleri (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010)
TİP KAYNAK
Reçine gamları
Gam arabik Acacia sp.
Karaya Sterculia sp.
Tragakant Astragalus sp.
Deniz yosunu ekstraktları
Karragenan Chondrus ,Eucheuma spp.
Agar Gracilaria, Gelidium spp.
Aljinat Laminaria, Macrocystis spp.
Tohum ekstraktları
Guar Cyamopsis tetragonolobus
Keçiboynuzu gamı Ceratonia siliqua
Mikrobiyel gamlar
Ksantan gam Xanthomonas compestris
Gellan gam Pseudomonas clodea
Bitki ekstraktları
Pektinler Elma, turunçgil kabukları
Konjac unu Amorphophallus sp.
Modifiye gamlar
Selüloz gam Sodyum karboksimetil selüloz
Selüloz jel Mikrokristalin selüloz
Metil selüloz Metil selüloz
HPMC Hidroksipropilmetil selüloz
Bütün hidrokolloitler, kompleks karbonhidratlardır (polisakkarit). Yapılarında polisakkaritlerden başka, kalsiyum, potasyum, ve magnezyum gibi elemenler ile şeker asitleri (galaktronik asit ve gluktronik asit) veya şeker alkolleri (poliol, polihidroksiasetol) bulunur. Şekerlerin birbiriyle bağlanma tipleri, farklı hidrokolloitlerin meydana gelmesinde rol oynar. Genellikle, polisakkaritlerde en fazla bulunan şekerler galaktoz, arabinoz, ramnoz, ksiloz, glukoz, mannozdur.
Doğal ve yapay bütün hidrokolloitlerin genel özellikleri hidrofil olmalarıdır. Bu nedenle “Hidrofil kolloitler” adıyla da bilinirler (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.2. Gıda Sanayinde Kullanılan Önemli Stabilizörler
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Suda çözünme oranı yüksektir. (%50’nin üzerinde). Diğer doğal zamklar, viskozitelerinin yüksek olması nedeniyle %5’den fazla çözünmezler. Gıda endüstrisinde en çok tat – koku koruyucu, içeceklerde köpük stabilizörü, kek kreması ve soslarda köpük tutucu, dondurma ve konfeksiyoneri ürünlerinde stabilizör ve emülgatör olarak kullanılır. Koyulaştırıcı özelliğinden, ciklet ve pastil üretiminde yararlanılır. Diğer kullanım alanları; turunçgil uçucu yağ emülsiyonları, aroma emülsiyonları ve sprey kurutulmuş çeşni ürünlerinde, şekercilikte kristalleşmeyi önleyici, jellerde koyulaştırıcı olarak (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Kitre Zamkı:
Şekil 2.1. Kitre Zamkı Ağacı
(http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011)32 Anadolu'da yetişen muhtelif geven (Astragalus) çeşitlerinin gövdelerinden sızıp havada katılaşan, beyaz yahut krem renkli plaka veya şeritler halinde bulunan yapışma kaabiliyeti az bir zamk cinsidir (http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011).32
Yine gövdenin çizilmesi suretiyle akan sıvıdan elde edilmektedir. Sağlığa zararlı değildir ve bu nedenle ADI değeri sınırlandırılamamıştır. Gıda sanayinde koyulaştırıcı ve stabilizör olarak kullanılmaktadır. Dondurmacılıkta stabilizör özelliği, jöle yapımında koyulaştırıcı özelliği nedeniyle (20g/kg) tercih edilir. Ayrıca, süttozunda, peynirde ve çikolatalı hazır içeceklerde kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
3. Karaya Zamkı:
Hindistan’da yetişen bir ağacın kurutulmuş salgısıdır. Çok yüksek molekül ağırlığında (9.5 milyon) kompleks bir polisakkarittir. Suda çözünmez, ancak su absorbe ederek çok yoğun kolloidal karışım meydana getirir. Stabilizör ve emülgatör özelliktedir. Salata soslarında emülgatör, et ürünlerinde bağlayıcı, buzlu gazoz ve şerbet üretimde serbest suyun kaybını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, peynirde su ayrılmasını önleyici ve böylece sürülme özelliğini kolaylaştırıcı, ayrıca kremalı ürünlerde stabilizör olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Arabinogalaktan:
Bir ağacın gövde salgısı olup, düşük konsantrasyonlarda bile yüksek viskozite göstermektedir. Gıda endüstrisinde ürünün lezzet özelliğini sabitleştirmek için kullanılan bir stabilizördür. Ayrıca, gıdalarda emülgatör, stabilizör, uçucu yağlarda aroma ve viskozite koruyucu olarak yer alır. Yapay tatlandırıcılar, salata sosları ve puding karışımlarında kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Gatti Zamkı:
Bir ağacın gövde salgısıdır. Açık kremden koyu kahverengine kadar değişen renktedir. Açık renk, bir kalite kriteridir. Çok yaygın değildir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Keçiboynuzu Zamkı:
Keçiboynuzu bitkisinin meyve endosperminden elde edilir. Endüstride kullanımı, birim fiyatının diğerlerine kıyasla yüksek olması nedeniyle sınırlıdır. Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.2. Keçi Boynuzu Zamkı
(http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011)
Keçiboynuzu Zamkı 80-90 C derece sıcaklık uygulamalarında çözünebilmektedir. Tek başına kullanıldığında kıvam arttıcı, koyulaştırıcı , su bağlayıcı özelliği bulunmaktadır. Ağırlığının 50 katı su tutma kapasitesine sahiptir (http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011). 33
Guar zamk:
Bir bitkinin tohumundan elde edilir. Dondurma stabilizörü olarak önemli bir kullanım alanı vardır. Dondurmada, özellikle yüksek sıcaklık kısa süre prosesinde, hidrasyon oranı ve su bağlama özellikleri çok etkilidir. Ayrıca, yumuşak peynirlerde tekstürü modifiye edici ve randıman arttırıcı, hamur ve diğer fırın ürünlerinde daha fazla esneklik kazandırıcı, soslarda bağlayıcı ve yağlayıcı olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Agar:
Gelidium ve diğer kırmızı alg (deniz yosunu) türlerinin su ekstraksiyonuyla elde edilen bir üründür. Uzun zincirli bir polisakkarittir. Yapısında agaros ve agaropektin olmak üzere iki fonksiyon bulunur. Fazla olan agaros miktarı, jel yapıcı özelliği sağlar. Ağar, daha çok kırmızı alglerde ve Ca, Mg tuzları olarak mevcuttur. Agarın, jel yapma özelliği, jelatinden yaklaşık 10 kat fazladır. Gıda sanayinde en çok et ve balık konserveleri, jöleli şekerler, puding ve tatlılar, pastacılık ürünleri ve eritme peynirlerinde, meyve sularını durultmakta kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Aljinik Asit:
Aljinik asit ve türevleri polisakkaritlerdir. Molekül ağırlığı 20000 – 240000 olan aljinik asit, suda sınırlı çözünmesine rağmen, suyu iyi absorbe eden bir maddedir. Dondurma, şerbet ve peynirlerde stabilizör, sütlü puding ve jel halindeki sulu tatlılarda jelleştirici, meyveli içecek ve diğer meşrubatlarda süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı, mayonezde emülgatördür. Et, balık ve diğer benzeri ürünlerin kaplanmasında, film oluşturucu madde olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Karagenan: Ca, Na ve K tuzları şeklinde, alglerin yapıtaşı olan bir polisakkarittir. Karagenan, büyük ve küçük molekül yapısı gösterir. İlkinde molekül ağırlığı 1 milyon civarındadır; sindirilemez özelliğine rağmen, bağırsak mukozasına herhangi zararı yoktur. Karagenanın ticari önemi agardan daha fazladır.
Karagenanın, çikolata üretiminde süt içerisindeki kakao partiküllerinin süspanse olmasını sağlamak amacı ile sütlü pudinglerde ve sulu jölelerde jelleştirici olarak kullanılır. Ayrıca, dondurma yapımında suyun ayrılmasını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, renkli dondurmalarda renk kaybını önleyici olarak kullanılır.
Kullanımında amaç, ürünün raf stabilitesini sağlamak ve soğutulmadan saklanan konserve tatlı jel ürünleri hazırlamaktır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.3. Karagenan
(http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011). 34
Furselan: Kırmızı alglerin ekstraktıdır. Jel oluşturucu olarak sütlü ve sulu ürünlerde geniş çapta kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları süt pudingleri, reçeller, jöleler, marmelatlar, diyet ürünler, fırın ürünleri ve ilgili jellerdir. Ayrıca, et ve balık muhafazasında kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Karboksimetilselüloz (CMC):
Karboksimetil Selüloz, veya CMC, selüloz zincirini oluşturan glukopiranoz monomerlerinin hidroksil gruplarına, karboksimetil gruplarının(-CH2-COOH) bağlanması ile oluşan bir selüloz türevidir. Karboksimetil selüloz (CMC;E466) alkali grupların ve kloroasetik asidin reaksiyonu sonucu oluşan selüloz türevidir(http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011). 35
Şekil 2.4 Karboksimetilselüloz Kimyasal Formülü (http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011) 35
Na – CMC, ticari önemi olan bir stabilizördür ve tanecik şeklinde üretilir. Suda kolay çözünmesi ve çok amaçlı özelliği nedeniyle yaygı kullanılan bir hidrokolloittir. Dondurma, şerbet ve dondurulmuş konfeksiyoneri ürünlerinde buz kristallerinin oluşumunu önleyici; krema, jöle ve pudinglerde sineresis olayını engelleyici; pasta ve diğer fırın ürünlerinde hacim artışı sağlayıcı ve suyu koruyucu; diyet gıdalar ve meşrubat sanayinde emülgatör ve stabilizör olarak kullanılmaktadır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Metilselüloz ve Hidroksipropilmetilselüloz: Soğuk suda çözünebilir katkılardandır. Metilselüloz çözeltisi ısıtıldığında viskozitesi yükselir ve 50 – 55°C’da jelleşir. Bu jelleşme noktası, hidroksipropil gruplarına bağlı olarak yükseltilebilir (max 85°C’ye). Jelleşme noktası, katkı maddeleri kullanılarak da değiştirilebilir. Elektrolitlerin bir çoğu ile sakaroz, gliserol ve sorbitol jelleşme noktasını düşürürken, etanol ve propilen glikol yükseltici etkiye sahiptir. Emülgatör, film oluşturucu, koloit koruyucu, stabilizör, süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı olarak kullanılabilmektedir. Fırın ürünleri, mayonez, dondurma ve diğer süt ürünlerinde kullanılabilmektedir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Hidroksipropilselüloz: 40°C’dan düşük sıcaklıklarda suda çözünmesine rağmen, daha yüksek sıcaklıklarda çözünmez. Fakat, hem sıcak hem soğuk polar organik çözücülerde çözünebilir. Genellikle pH 3 – 10 aralığında stabildir. İyi bir film oluşturma özelliğine sahip olup, oluşturduğu filmlerin esneme yeteneği ve ısıyla yapıştırma yeteneği mükemmeldir. Yüzey aktif özelliği oldukça yüksektir; su – yağ emülsiyonlarının oluşumunda kolaylık sağlar. Çırpılmış kremalar, mayonez, bazı süt ürünleri ve tatlılarda kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Mikrokristalselüloz:
Beyaz, kokusuz, ince ve serbestçe akabilen kristal bir tozdur. Su, alkalin çözelti ve organik çözeltilerin çoğunda çözünmez. CMC ihtiva eden mikrokristalin ürünler, %1’in altındaki konsantrasyonlarda ise jel oluşturur. Gıda sanayinde, gıda değeri olmayan dolgularda, konserve edilmiş ürünlerde raf stabilitesi için, salata, dondurulmuş tatlılar, et, süt ve fırın ürünlerinde stabilizör olarak kullanılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3)
Ksantan Gum: Ksantan gam, glikoz ya da sakarozun Xanthomonas campestris bakterileriyle fermantasyonundan elde edilen bir polisakkarittir. Gıda sektöründe uygulanması çizelge 2.1’ de verilmiştir. Çizelge 2.1 Ksantan Gam’ ın Gıda Sektöründe Uygulanması (http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228, 09.05.2011)36
Özellik Uygulama Alanı
Yapışkanlaştırıcı Pasta kaplama şekerleri ve jöleleri
Bağlayıcı malzeme Evcil hayvan mamaları
Kaplama malzemesi Pastacılık, unlu mamuller
Emülgatör Salata sosu
Film oluşturma Koruyucu tabakalar, sosis kaplaması
Köpük sabitleme Bira
Gluten yerine kullanılabilme ve hamur işleme Unlu mamuller, makarna
Stabilizatör Dondurma, salata sosu, meyve suları, margarin
Kabartma malzemesi İşlenmiş et ürünleri
Pıhtılaşma önleyici, donma-erime kararlılığı Peynir, dondurulmuş gıdalar
Kıvam arttırma Reçeller, soslar, şuruplar ve turta dolguları
Glukozdan alkol fermantasyonu yolu ile arıtılması ile üretilebilmektedir. Çok küçük konsantrasyonlarda oldukça yüksek viskozite gösterir. Sıcak ve soğuk suda hemen çözünür. Dondurulma şartlarında bile stabildir. Yüksek alkolün ve asidin ortamda jelleşme özelliğini korur. Çok az miktarda ksantam gum (%0.25 – 0.3 ) su – yağ emülsiyonlarında stabilite sağlar, meyve salataları için önemlidir. Bu etki gamın pseudoplastik özelliğinden ileri gelir. %0,5’den az konsantrasyonlarda pişirilerek pudinglrde yeterli jel özelliği verir. Fazla şekerli ürünlerde de kullanılır. Ksantam gum gıdalarda stabilizör, emülgatör, koyulaştırıcı, süspansiyon oluşturucu, tekstür geliştirici veya köpük arttırıcı olarak kullanılmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda yüksek viskoziteli çözeltiler verdiğinden, farklı sıcaklıklar da viskozitesinde az değişiklik görüldüğünden ve geniş bir pH aralığında üstün stabilite gösterdiğinden çok önemli fonksiyonlara sahiptir. Aynı zamanda, donma – çözülme stabilitesi ve süspansiyon oluşturma değerleri iyidir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5,30.12.2010).(3)
Pektin: Ana hidroliz ürünleri galaktronik asit ve metil alkol olan bileşikler, genellikle “pektik maddeler” olarak bilinir. Pektik maddeler galaktronik asitten veya galaktronik asidin metil esterlerinden oluşan polisakkaritlerdir. Molekül ağırlıkları 10000 – 40000 arasındadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Pektik maddeler, bütün hücre duvarlarında değişen oranlarda bulunurlar. Pektin ise; pektik maddelerce zengin bitkisel kaynaklardan sıcak su, asitler veya kompleks bileşenler vasıtasıyla ekstraksiyondan ve bu elde edilen ekstraktların alkol veya polivalent tuzlar ile çöktürülmesinden elde edilir(http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr, 09.05.2011).37 Genel olarak, pektin (veya pektinler), farklı oranda metil ester içeren, değişik nötralizasyon derecesinde bulunan ve suda eriyen pektinik asit içerir; uygun şartlar altında şeker ve asitle jel oluşturur. Endüstride pektin üretiminin hammaddesi elma posası ile turunçgil meyve kabuklarıdır. Pektin, hammaddenin asit veya alkali ekstraksiyonu yada enzimatik reaksiyonuyla elde edilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Molekül ağırlığı yüksek ve metil ester gruplarının oranı fazla olan (düşük oranda serbest karboksil grupları içeren) pektinler daha sıkı jel yaparlar. Asit, şeker ve pektinin sudaki dengeli çözeltisi ısıtılıp soğutulursa, karışım “pektin jeli” denen kıvamlı bir yapıya dönüşür.
Pektin jelinin özellikleri üzerine; pektin miktarı ve nitelikleri, ortamın pH derecesi, sıcaklık ve kuru madde konsantrasyonu (şeker) gibi faktörler etkilidir. Pektinin doğru kullanımı için, pektinin jel oluşturma derecesi ve jelleşme süresinin çok iyi bilinmesi gerekir. Gıda sanayinde kıvamlaştırıcı ve jelleştirici özelliğinden yararlanılan pektin, daha çok reçel, marmelat, jöle, lokum, meyve suyu, dondurma, balık konservesi olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Jelatin:
Hayvansal kaynaklı doğal bir hidrokolloittir. Kemik ve deriden elde edilir. Renksiz ve kokusuzdur. Jel oluşturucu ve stabilize edici özelliğinden dolayı, gıda endüstrisinde çok kullanılmaktadır. Jelatin stabilizör olarak, et ürünleri, konserve, tatlı, pasta, puding, meyve jölesi, dondurma, çiklet ve eritme peyniri üretiminde kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Jelatin gıda katkı maddesi olarak kullanımı her ülkede serbesttir. Ancak, saflık derecesi çok önemlidir; kül miktarı en çok %2 – 3.5, SO2 miktarı ise en çok 100 – 125 mg/kg olmalıdır. Bazı ülkelerde doğrudan gıda maddesi sayılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Şekil 2.5. Jelibon Yapımında Jelatin Kullanımı http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011 Jelatin, gıda maddelerinin üretiminde, üretilen ürüne göre değişen fonksiyonlar üstlenir. Jelatinin kullanım alanları şu şekildedir; Jelleşme ajanı: Jöleli tatlılar, etler, şekerlemeler, et sosları
Yapı sağlayıcı: Lokum, koz helvası, kremalar, sufleler, fırın ürünleri
Bağlama Ajanı: Rulo etler, konserve etler, şekerlemeler, peynirler, süt ürünleri
Koloidal yapıyı koruyucu: Şekerlemeler, dondurmalar, buzlandırılan ürünler, donmuş tatlılar
Durultma ajanı: Meyve suları. Meyve sularında kullanım oranı % 0,002-0,015 Film oluşturucu:Meyvelerin kaplanması, etler
Koyulaştırıcı: Toz içecekler, et suyu, soslar, çorbalar, pudingler, jöleler, şuruplar, süt ürünleri
İşlem yardımcısı: Tadlandırıcılar, yağ, vitamin ve renklendiricilerin mikroenkapsülasyonu
Emülgatör: Çorbalar, soslar, tadlandırıcılar, et ürünleri, kremalar, şekerlemeler, süt ürünleri
Stabilizör: Krem peynirler, çikolatalı sütler, yoğurt, buzlandırılan ürünler, kremalar, donmuş tatlılar
Yapışma ajanı: Şekerlemeler, et ürünleri
Köpürmeyi sağlayıcı: Şekerlemeler, kremalar, dondurmalar
Kristalizasyonu düzenleyici: Dondurmalar, buzlu ürünler, donmuş tatlılar ( http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011). 38 Nişasta:
Glukoz ünitelerinden oluşan bir polisakkarit olan nişasta, amiloz ve amilopektin olmak üzere farklı kimyasal yapıda olan iki ayrı birimden oluşmuştur.
Bir nişasta molekülünün % 10-20’si amiloz, % 80-90’ı amilopektindir. Nişasta, diğer karbonhidratlar gibi enzimler ve asitlerle parçalanabilmektedir. Nişastanın hidrolizi ile önce dekstrinler, daha sonra maltoz ve son olarak glukoz meydana gelir. Nişastanın hidrolizasyonundan teknik olarak alkol, bira, nişasta şurubu ve glukoz elde edilmesinde yararlanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Ticari olarak en fazla mısır, patates, buğday ve pirinçten üretilir. Suda çözünmeyen nişasta, ağırlığının 15 katı suda kaynatıldığında kolloidal bir çözelti oluşturur. Bu çözelti soğutulduğunda, beyaz renkli saydam bir jel meydana getirir. Nişasta ve türevleri gıda sanayinde pek çok ürünün hazırlanmasında katkı maddesi olarak, besleyici değer gözetmeden kıvam arttırıcı, stabilizör ve tekstür değiştirici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ucuz bir madde olması da önemli bir avantajdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Modifiye Nişastalar:
Nişasta modifikasyonunun amacı, doğal nişastanın fiziksel ve kimyasal özelliklerini geliştirmektir. Kimyasal olarak nişastayı değiştirmek için hidroliz, dekstrinleştirme, yükseltgeme, eterleştirme ve esterleştirme gibi değişik metotlar uygulanabilir. Kısaca modifikasyon, nişastanın özelliklerinin istenilen yönde geliştirilmesi için yapılan işlemlerdir.
Nişasta, nişasta süspansiyonları ve lapalarının özellikleri, büyük ölçüde moleküllerin doğal yapısına bağlıdır. Bu yapının bozulması, nişastanın ayırıcı niteliklerini ve dolayısıyla türev ürününün özelliklerini değiştirir. Normal nişasta soğuk suda jel (pelte) haline gelmez; kıvam artırıcı olarak gıdaya katıldığında, pişirmeyi gerektirir.
Modifiye nişasta soğuk suda şişer. Bu tip nişasta iyi kalitede ekmek ve pişirilmeden hazırlanan kahvaltılık tahıllar, çorba, puding, muhallebi unların hazırlanmasında, et ürünlerinde gevrek yapı verici ve bağlayıcı olarak kullanılır. Kısmen jelatinleştirilmiş nişastalar, enzim etkisine daha dayanıklıdırlar ve iri çekilmiş olarak biracılıkta kullanılırlar(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Değiştirilmiş nişasta olarak kavrulmuş dekstrinler, asitlendirilmiş ve kurutulmuş doğal nişastanın, jelatinleşme noktasının üstündeki sıcaklıklarda kavrulmasıyla elde edilir.Parçalanma derecesi ve kavurma şartlarına göre, beyaz dekstrin veya sarı dekstrin elde edilir.Kavurma işlemi, temel olarak nişasta moleküllerinin hidrolitik parçalanmasıdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3) Tahıl nişastalarının teknik alanda ve gıda endüstrisinde kullanılmalarında lineer bölümün bulunması istenmez. Çünkü bu jel, kabuk ve fazla koyuluktan sorumludur. Lineer bölümün bu etkisini düşürmek için, nişasta peroksit veya alkali hidroklorit ile modifiye edilir. Böylece nişastanın her iki bölümü de reaksiyona sokulursa da, teknik fayda esas olarak lineer bölümün yükseltgenmesinden sağlanır. Bu şekilde değiştirilmiş nişasta, daha berrak ve dayanıklı çözeltiler verir ve dağıtıcı, emülsiyonlaştırıcı olarak çok iyi koruyucu etki gösterir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.3. Hidrokolloidlerin Gıda Alanında Kullanım Amaçları “Hidrokolloit”, “zamk” (sakız, gam: gum) gibi isimlerle de bilinen stabilizörler, gıdalarda çok çeşitli fonksiyonu olan maddelerdir. Bunlar, gıda maddelerinin üretiminde arzu edilen yapıyı oluşturmak, belli bir yapıyı korumak veya iyileştirmek amacıyla kullanılan katkı maddeleridir. Stabilizörler bu fonksiyonlarını, gıdanın farklı fazları arasına homojen bir şekilde girerek ve ortama stabil ( dengeli, karalı, sağlam, değişmez )bir yapı kazandırarak yerine getirirler(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Molekül yapılarındaki farklılıktan dolayı stabilizörlerin yüzey aktiviteleri emülgatörlerden genellikle daha düşüktür.Bu maddelerin çeşitli fonksiyonları arasında jelleştirici, süspanse edici, emülsiyon yapıcı ( emülgatör ), stabilize edici, koyulaştırıcı ( kıvam arttırıcı ), bağlayıcı, berraklaştırıcı, kapsülleyici, kaplayıcı ve köpük tutucu özellikleri sayılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(1)
Stabilizörler, kimyasal açıdan inert ( tesirsiz ) kabul edildiğinden, genellikle toksikolojik ve fizyolojik bakımdan diğer maddelere kıyasla daha az kontrol edilmişlerdir. Ancak, diğer katkı maddelerine oranla gıda üretiminde daha fazla ve sık kullanıldıklarından, toksikolojik yönleri hiçbir zaman unutulmamalıdır. Bu nedenle, stabilizörlerin üretim teknolojisine ve özellikle dayanıklılıklarını arttırmada kullanılan yardımcı madde ve yöntemlere özen gösterilmelidir. Bazı hallerde, stabilizörlerin yapısında SO2, koruyucular ve çözücüler ile ağartıcılar gibi teknik yardımcı maddelerin kalıntılarına rastlanabildiği gibi, bazen de doğal fakat saf olmayan maddeler ekonomik, teknolojik ve hijyenik sorunlara yol açabilmektedir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Stabilizörlerden koyulaştırıcılar ve jelleştiriciler, gıda sanayinde çok fazla kullanılan katkı maddeleridir. Koyulaştırıcılar, su ile yüksek viskoz bir ortam oluştururken, jelleştiriciler dayanıklı, akıcı, jölemsi bir ortam meydana getirirler.Her iki halde de su, fiziksel olarak bağlı olup, serbest hareketini kaybederek gıda maddesinin yapısını değiştirmektedir. İki grubun kimyasal etkinliği birbirine benzerdir; hidrofil gruplarına, eşit dağılmış makromoleküller bağlı bulunmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Günümüzde stabilizörlerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bunda, suda çözünen doğal zamkların (gums) etkisi büyük olmuştur. Sağlık açısından, yapay olanların ve bazı yarı yapay olanların gıdalarda kullanımına izin verilmemiştir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Hidrokolloidler yüksek miktarda su bağlayabilen,eklendikleri sulu sistemlerin akış / şekil değiştirme vb. özelliklerini modifiye eden, yüksek molekül ağırlıklı, suda çözünebilen makro moleküllerdir(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidler, sulu sistemlerde kıvamı arttırır, sistemi stabilize eder veya jelleştirebilirler.
• Makromoleküller birbirleriyle çapraz bağlanamıyorlarsa, sadece sulu sistemin hareket yeteneğini azaltarak ortamın kıvamını arttırırlar.
• Makromoleküller, birbirleriyle çarpraz bağlanabiliyorlarsa, üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturarak jelleşmeyi sağlarlar.
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Her iki özellik de sulu sistemde faz ayrımını önler. Böylece ortam stabilize olur. Makromoleküllerden oluşan bir hidrokolloid taneciği, başlangıçta kuru haldedir. Tüm makromoleküller birbirlerinden ayrılarak serbest hale geçtiğinde çözünme tamamlanır.
Toz haldeki hidrokolloidin iyi çozünmesi için ilk aşama, her partikülün karışım içinde serbest hale geçmesini sağlamaktır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Taneciklerden serbest makromoleküllere geçişin yani hidrokolloidin tamamen cözünmesinin sağlanması için önemli iki faktör süre ve sıcaklıktır. Hidrokolloidin çözünmesi için belli bir sıcaklığa kadar ısıtılması gerekmektedir ancak bu her zaman yeterli değildir. Eğer partikül boyutu çok küçükse ve mekanik etki çok fazlaysa, bu sıcaklık belirlenmiş bir sure boyunca uygulanmalıdır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidlerin gıdalardaki kullanım amaçlarına örnekler Çizelge 2.2’de verilmiştir.
Çizelge 2.2. Hidrokolloidlerin Gıdalarda Kullanım Amaçları
Meyve Suyu Gazlı İçecek Konsantre Peynir Yoğurt Krema Dondurma Sütlü İçecek
vikozite kontrolü * * * *
Partikül suspansiyonu * * * *
Ağız dolgunluğu * * * *
Köpük kontrolü * * * *
Kalori azaltma *
Aroma tasıyıcı *
Donma noktası kontrolü
*
Renk korunması * *
Maliyet azaltma * *
Over run arttırma *
Kristal kontrolü *
Su salmanın önlenmesi * * *
Tekstür kontrolü *
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
3. ARABİK GAM Akasya Mimozagillerin (Kostumlugiller) bir alt grubu olup bu grupta 900 Akasya türü mevcuttur. Bunların en önemlileri; Zamk Akasyası; Acacia Senegal, Kaşu Akasyası; Acacia catechu, Aroma Akasyası; Acacia farnesiana ve Sahte Akasyayı; Robinia psedocacia’ ı sayabiliriz. İsminden de anlaşılacağı gibi bu bitki Senegal ve Sudan gibi Sahranın etrafındaki ülkelerde yetişir. Yani tropik bir bitkidir (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 23 Boyu 2-6m arasında, gövdesinin çapı 10-25cm arasında, ağacın dalları ve yaprakları geriden bitkiye şemsiye görünümü verir. Kanat yaprakları 3-5kanatçıktan oluşur ve her kanatçıkta 10-15yaprakçık bulunur ve her bir yaprakçık 0,5cm uzunluğunda, grimsi yeşil renklidir. Çiçekleri takriben 10cm uzunluğundaki sap üzerine dikilmişlerdir. Çiçekleri beyaz renkli, kupa yaprakları kapak şeklinde, taç yaprakları mızrak şeklindedir. Meyveleri fasulye kapçığı şeklinde olup 10 cm uzunluğunda ve içinde 5-6esmer tohum bulunur(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011).23
Sudan’ da özel yetiştirilen Zamk Akasya ağaçlarından 3-12yaşları arasında olanların gövdesinde 3-6cm eninde 40-70cm uzunluğunda hafif eğimli kabukları kesilir. Şubat ve Mart aylarında bu işlem yapıldıktan sonra havalar ısındıkça soyulan kabuğun yerine ağaç yeni kabuk yapmak için, bitkinin bu kısmından sarımsı beyaz veya kırmızımsı bir sıvı akar ve bu sıvı havada sertleşerek 1-4cm çapında küre, damla veya böbrek şeklinde cam gibi parlak kristaller oluşur. Bu kristal küreler her hafta toplanarak gelişmiş ülkelere satılır (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html,13.02.2011).23 Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çeşitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır(Sungur ve Ercan, 2004). 5
Görünümü : Sarıdan kirli sarıya dönük toz veya granül halde bulunur.
Kimyasal Adı : Gum Arabic, gum akasya
Kimyasal Formülü : Polisakkarit ve glikoproteinlerin kompleks bir karışımıdır.
Ambalaj Şekli : 25 veya 50 kg. lık torbalarda
Özellikleri : Doğal kıvam arttırıcıdır. E numarası E414 dür. Gum arabic sıvıların yüzey gerilimini düşürücü özelliğe sahiptir. Arap zamkı akasya ağacından elde edilen doğal bir sakızdır ( Özellikle akasya Senegal (hashab ağacı olarak da bilinir) ve akasya Seyal). Sudan çeşitlerinin saflığı ile dünyanın en kaliteli arap zamkı üreticisidir. Dünya ihtiyacının % 80 ini karşılar.
http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02.2011).13 Gum arabic, akasya ağacından elde edilen, jellesmeyen bir gamdır. Soğuk veya sıcak suda, %50 – 55 gibi yüksek oranlarda saydam, düşük viskoziteli cözeltiler oluşturur. En stabil olduğu pH aralığı 4 – 10’dur(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010). 6
3.1. Arabik Gamın Botanik ve Kimyasal Özellikleri Arap zamkı, Acacia senegal Willd ve buna yakın türlerin dallarının yaralanmasıyla olan zamktır. Bitki, 2.6 metre yüksekliğinde bir ağaç olup, pennat yaprakları vardır ve sarı çiçeklidir. Kuzey Doğu Afrika’nın Sudan Bölgesi’nde yetiştirilir(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2010). 9 Beyazımsı sarı renkli, yuvarlak şekilli parçalar halinde olan Arap zamkı kokusuzdur. Bu drog, arabik asidin, kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzundan yapılmıştır(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2011). 9 En iyi kalite olan Kordofan zamkı beyaz renkli, küremsi, damla veya kırık köşeli parçalar halindedir. Gevrektir, çabuk kırılır. Kokusuz ve müsilajımsı lezzettedir. Diğer kalitelerde renk sarımsı olabilir ve üzerinde çatlaklar taşır(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 10 Eldesi: Zamk, kambiyum hücrelerinin şişmesi ve Gummosis denen hastalığın içe (ksileme) ve dışa (floem ve kabuğa) doğru yayılmasıyla teşekkül eder. Bu olayın olabilmesi için gövde ve dalda yaralama yapmak gerekir. Özel baltalarla yapılan yaralamadan 2-3 hafta sonra oluşan ve akan ve zamanla sertleşen zamk elle veya kazınarak toplanır. En iyi zamk ağacın kültürünün yapıldığı Kordofan da elde edilir. Burada gövde kabuğuna 60-90 cm’de 2 çizgi çekilir ve arasında 5-8 cm genişlikte şeritler soyulup alınır. Havayla temasa geçen kambiyumda yeni floem oluşuncaya kadar, 20-30 günde oluşan zamk toplanıp güneşte kurutulur(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Testler: Eşit miktar suda yavaş yavaş ama tamamen çözünür. Çözeltisi hafif asittir. Bilhassa sıcak suda çözüldüyse bekletmeyle daha da asitlenir. Yapışkandır. Seyreltilip bekletildiğinde çökme yapmaz(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 1. % 10’luk sulu çözeltisi seyreltik kurşun asetat çözeltisi ile çökelti vermez (Kitre Zamkı ve Agardan farkı) 2. İyot çözeltisi ile renk vermez (Nişasta ve dekstrin yok) . 3. Eğer Farmakope kalitesinde ise FeCl3 ile tanenler için test vermez. 4. Müsilaj, benzidin çözeltisi ve birkaç damla hidrojen peroksit ile muamele edildiğinde mavi renk verir. Böylelikle zamkta peroksidaz enziminin varlığıda anlaşılmış olur (Tragacanthadan farkı). Benzidin kanser yapıcı olduğundan bu test tavsiye edilmez. E.P.’ye göre bu test için Guayak tentürü kullanılır. 5. U.S.P’ye göre Salmonella türlerinin yokluğu kanıtlanmalıdır. (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011) Bileşimi: Başlıca arabik asitin kalsiyum tuzu olan arbinden ibarettir. Arabik asit, müsilajı HCl ile asitlendirip, dializ yaparak elde edilebilir. Seyreltik H2SO4 ile hidroliz edildiğinde ramnoz, galaktoz, arabinoz, glukuronik asitten ibaret aldobionik asit verir. Aldobionik asitler Pneumococcus bakterilerinden de elde edilir. Arap zamkı, ayrıca bir oksidaz enzimi ve % 14 su ihtiva eder. Yakıldığında % 2.7-4 kül verir(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Kaynağı:
Doğal bir polisakkarit olan Arap Zamkı, tropikal Afrika'da bulunan Acacia senegal ağacından üretilir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 01.10.2010). 11 Fonksiyon ve Özellikleri: Kıvam arttırıcı, stabilizör ve emülgatör özelliktedir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Ürünler: Birçok farklı üründe kullanılır (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Kabul edilebilir günlük alım miktarı: Belirtilmemiştir (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Yan etkileri: Kullanılan konsantrasyonlarında bilinen yan etkisi yoktur fakat yüksek konsantrasyonları, bağırsak mikroflorasının fermantasyonuna bağlı olarak gaza ve şişkinliğe neden olur (sindirimi güç bütün polisakkaritlerde görüldüğü gibi) http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011).11 Kullanımındaki sınırlamalar: Arap zamkı, bütün din grupları, yalnızca et yemeyen vejeteryenler ve etin yanı sıra süt ve süt ürünleri de yemeyen vejeteryenler tarafından tüketilebilir( http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Leguminosae familyasına ait değişik akasya ağaçlarının (özellikle de afrika kökenli olan Acacia Senegal ağacı) gövde veya dallarından sızan kurutulmuş bir sızıntı olan gum arabik; sırasıyla temizleme, havalandırma, boyutlandırma ve öğütülerek toz haline getirme gibi üretim aşamalarına tabii olarak nihai ticari formuna kavuşmaktadır. Gum arabik, spreyle kurutulmuş toz haline getirilmeden önce bir sene kurutulmakta veya olgunlaştırılmaktadır. Ticari ürün olarak kum ve ağaç kabuğu parçaları içerebileceğinden, gıdada kullanılmadan önce bu tür yabancı safsızlıklardan uzaklaştırılması gerekmektedir. Acacia senegal ağacından elde edilen türü gıda uygulamalarında kullanılan tipi olup, soluk beyaz ile turuncu-kahverengi arası renge sahip bir katı maddedir ve camsı kırıklarla ayrılmaktadır. Acacia seyal’den elde edilen türü ise daha kırılgan bir yapı sergilemektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Hidrolizinde başlıca arabinoz, galaktoz, ramnoz ve glukoronik asit gibi yüksek molekül ağırlığına sahip polisakkaritler veren bunların kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzlarını da içeren gum arabik; ticari olarak pulcuk, granül toz, silindirde veya spreyle kurutulmuş türleri olmak üzere çeşitli tipleri vardır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Temel olarak galaktoz, arabinopironoz, ramnoz, glukoronik asit ve 4-O-metilglukoronik asit olmak üzere çeşitli karbonhidratlar içeren gum arabik, bunun dışında herhangi bir karbonhidrat bulunması gamın saf bir gum arabik olmadığını veya başka bir madde ile karıştırıldığını göstermektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Yapısında çok az miktarda protein barındıran gum arabik, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Gum arabikin bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Gum arabik, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözgende çözünmeyen gum arabik, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Gum arabikin ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır (http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html ,13.02.2011). 12 Arabik gam, kimyasal olarak bir karbonhidrat polimeridir ve kısmen kalın bağırsakta parçalanır. Diyet içerisinde alınması gereken lif miktarının bir parçasıdır. Arabik gamın enerji değeri nişastanın ve maltodekstrinin enerji değerinin yarısından azdır (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Daha detaylı olarak ise, arabik gam, arabinogalaktan oligosakkaritler, polisakkaritler ve glikoproteinlerin değişken karışımıdır. Kaynağa bağlı olarak, glikan bileşenleri D-galaktoza (Acacia seyal ) bağlı L-arabinozu veya veya L-arabinoza (Acacia senegal ) bağlı D-galaktozu büyük oranda içermektedir. Acacia seyal'den elde edilen gam, Acacia senegal'a göre daha çok 4-O-metil-D-glukuronik asit fakat daha az L-ramnoz ve değiştirilmemiş D-glukuronik asit içermektedir (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gamın ortalama içeriği;
Galaktoz : % 35 - 45
Arabinoz : % 25 - 45
Ramnoz: % 4 - 13
Glukuronik Asit: % 6 - 15 Ortalama moleküler ağırlık: 350 000
% 25lik çözeltisinin pH’ı: 4.4
Intrinsic viskozitesi 12 ml/g
Brookfield viskositesi, % 25lik çözelti, 60 rpm 70 cP
Protein miktarı: % 1- 2
Toplam kül (Potasyum, Kalsiyum & Sodyum tuzları): % 3 - 4
Arabinogalaktan (AG): % 89 - 98
Arabinogalaktoprotein (AGP): % 1 - 10
Glikoproteinler (GP): % 1’den az Yapısında çok az miktarda protein barındıran arabik gam, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Arabik gamın bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır. (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gam, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözücüde çözünmeyen arabik gam, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Arabik gamın ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html,13.02.2011). 13 Bir diğer özelliği de düşük konsantrasyonlarda oldukça düşük viskozitede çözeltiler verebilmesi olan arabik gam; etkin emülsifiye etme özelliğinden dolayı yağ-su emülsiyonlarında önemli bir kullanım alanı bulmaktadır. Hazırlanan emülsiyonlar, pH ve elektrolitlere duyarsız olup, stabilizatörlerin kullanımına gerek duyulmaktadır( (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 3.2. Arabik Gamın Geçmişi Arap zamkı M.Ö. 4000 yıllarından beri ticari bir mal olarak bilinmektedir. Mısır’da Firavun’lar döneminde mürekkep, sulu boya ve boya yapımında büyük ölçüde kullanılmış olup, arap zamkı ismi çok eski dönemlerden kalmıştır. Bu nedenle de arap zamkı çok uzunca bir süredir dünya pazarlarında ticari bir mal olarak yer almaktadır(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010).8
3.3 .Arabik Gam Üretimi
Afrika kıtasında en geniş topraklara sahip olan Sudan, özellikle tarım ve enerji sektörleri ile sınai alanda girişimcilere önemli iş olanakları sunmakta, kısa ve orta vadede planlanan çeşitli altyapı projelerinin, Sudan makamlarının ülkemize müzahir tutumu da göz önüne alınarak, girişimcilerimiz ve özellikle müteahhitlerimiz için elverişli fırsatlar oluşturabileceği düşünülmektedir(Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Sudan’ın tarımsal üretimine baktığımız zaman, pamuk, sorgum, susam, ayçiçeği, yerfıstığı, Arap zamkı, buğday, bakliyat gibi insan beslenmesinde stratejik önemi olan ürünlerin yeterli olarak yetiştirilmediği, sebze ve meyve üretiminin ise kış ayları ile sınırlı kaldığı diğer mevsimlerde üretimin olmadığı, kış aylarında yetiştirilen sebze ve meyvelerin diğer mevsimlerde tüketilmek üzere depolanamadığı veya konserve ve benzeri şekillerde işlenemediği ve Sudan’da henüz böyle bir imkanın olmadığı görülmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde hashab diye bilinir.) elde edilir. Çeşitlerinin çokluğu Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır. Bu ürün meşrubat, ilaç ve yapıştırıcı sektörlerinde girdi olarak kullanılmaktadır. Buna göre 2005/2006 mevsimlerinde toplam üretilen miktar 11,9 bin MT ve 2006/2007 mevsiminde ise biraz düşüş göstererek 11,2 bin MT olarak belirtilmektedir (Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Saf Acacia Senegal çeşitinin geniş yayılımı ve bunun sağladığı kolay toplama imkanı Sudan’a en önemli arap zamkı üreticisi olma imkanını sağlamıştır. Arap zamkı Sudan için milli bir servet olup, Sudan’da 400 milyon adet arap zamkı ağacı olduğu tahmin edilmektedir. Arap zamkı ağaçlarının sadece zamk üretimi için değil aynı zamanda birtakım sosyo-ekonomik faydalar içinde korunması, geliştirilmesi gerekmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde Hashab diye bilinir ) elde edilir. Çeşitleri geniş bir dağılım göstermektedir. Bu ağaçlar adaptasyon özelliklerinin yüksek olması nedeni ile sadece kuraklığa değil aynı zamanda soğuklara karşı da dayanıklıdır. Tabii olarak tohumlarından çoğalabildiği gibi vegatatif olarak çekirdeklerinden çoğaltmak mümkündür( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Hashab genelde Orta Sudan’da yayılmıştır. Çeşitlerinin saflığı Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan Dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Son yıllarda arap zamkının önemi daha doğrusu üretimi giderek azalmaktadır. Arap zamkı üretimindeki azalma, uygulanan fiyat politikası ile doğrudan ilgili olup, fiyatlar düştükçe üretim de düşmektedir. 1994/95 sezonunda Sudan’ın arap zamkı üretimi en yüksek seviyesine (48,1 bin ton) ulaştıktan sonra üretim giderek düşmeye başlamıştır. 1999/2000 sezonunda üretim 8 bin tona kadar gerilemiş, ancak üretim 2000/2001 sezonunda 15,7 bin tona yükselmiştir. Arap zamkı üretimindeki %96’lık artışın sebebi fiyatlardaki artış olmuşturhttp://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
Çizelge 3.1. Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( 1000 Ton )
ÜRÜN 1999/2000 2000/2001
Hashab zamkı
Talh zamkı 3,6
4,4 12
3,7
Toplam 8,0 15,7
Çizelge 3.2. Firmalar İtibariyle Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( Ton )
Firma Adı 2001/2000 2000/1999 1999/1998
Gum Arabic Co.
15706 7969 27843
Warm Seas Co. 1050 - -
Malaysian African
Agricultural Co. Ltd. . 50,5 10,6 4,4
Khatoum for Gum Arabic Man. Co. Ltd
980 1677 1530
Elie Ind. Co. Ltd 4373 - -
Toplam satınalım 22159,5 9656,6 29377,4
Kaçak (toplamın % 10’u) 2216,0 965,7 2937,7
Toplam üretim 24 374,5 10 622,3 32 315,1
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.4 Arabik Gam Sınıfları Arap zamkı toplandıktan sonra şu sınıflara ayrılır:
1- Hashab zamkı elle toplanmış, selekte edilmiş ( HGHPS )
2- Hashab zamkı temizlenmiş ve kalburdan geçirilmiş ( HGC )
3- Hashab zamkı granüle halde (HGK )
4- Hashab zamkı toz halinde ( HGP )
5- Hashab zamkının kalbur üstünde kalanları ( HGS )
6- Hashab zamkı tozu ( HGD )
7- Talha zamkı (TG )
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.5. Suda Çözünen Polimerlerin Özellikleri
Suya dirençli materyaller olarak bilinen polimerler ve polimer esaslı malzemeler kauçuk, deri, ipek, pamuk ve selüloz gibi do_al kaynaklı olabildi_i gibi, plastik, elastomer, fiber, tekstil ve benzeri materyaller gibi sentetik olarak da kullanım amacına göre günlük hayatta yerini almaktadır. Bununla beraber nispeten küçük ancak önemli bir polimer grubu da suda çözünenlerdir. Suda çözünen reçineler olarak da adlandırılan bu tip polimerlerin sınıflandırılmasında orijini esas alınmaktadır; yani doğal, modifiye (yarı sentetik) ve sentetik polimerler olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar. Doğal olanları biyopolimerler olarak da adlandırılır ve bu polimerler, biyolojik sistemlerde bir veya birden fazla fonksiyonlara sahiptirler( Aksoy, 2003). 21 Başka bir sınıflandırma _ekli de iyonik yapıda olu_larına göredir. Buna göre suda çözünen polimerler, iyonik (katyonik ve anyonik) ve iyonik olmayan suda çözünen polimerler olmak üzere ikiye ayrılabilirler. 1950’ lerden itibaren ayrı bir bilim dalı halinde ele alınmaya başlanan suda çözünen polimerler ile ilgili olarak 1962 yılında Davidson ve Sittig tarafından bir derleme yayınlanmıştır( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin genel uygulama alanları ilaç, kozmetik, boya ve gıda sanayileri şeklinde özetlenebilir( Aksoy, 2003). 21 Biyopolimerler karmaşık yapılarından dolayı, incelenmelerinde özellikleri bakımından biyopolimerlere benzeyen daha basit yapıda polimerler model olarak kullanılır. Bu modeller genelde biyopolimere benzeyen sentetik polimerlerdir. Şunu da belirtmekte yarar var ki kullanıcılar, polimerik materyalin seçiminde orijinine (sentetik mi yoksa doğal mı) bakmak yerine istenilen özellikleri yerine getirmedeki etkinliğine, diğer malzemelere göre fiyatına, kolay bulunabilirliğine, fiziksel ve kimyasal kararlığına bakarlar. Genel anlamda mukayese edilirse, doğal ve yarı sentetik polimerler daha kolay hidroliz olur ve yükseltgenirler, keza biyolojik aktifliğe de sahiptirler. Tersine, sentetik polimerler kimyasal ve fiziksel açıdan daha kararlıdır; her ne kadar daha kolay bulunur olsalar da daha pahalıdırlar( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimer sınıfları: 1) İyonik olmayan (noniyonik) polimerler, 2) İyonik polimerler, a.Anyonik polimerler, b.Katyonik polimerler( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin kullanımı: a. Akrilik asit ve metakrilik asit polimerleri: Monomerlerinin sulu çözeltilerde polimerleştirilmesiyle elde edilir. Tutkal, kozmetik ve film yapımında, medikal ürünlerde, metal üretiminde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde, lastik hamurunda ve tekstilde kullanılmaktadır.
b. Etilen oksit polimerleri: Etilen oksitin katalitik polimerle_tirilmesiyle üretilir. Tutkal, seramik, kaplama, deterjan ve film yapımında, gıdalarda, petrol geri kazanımı
işlemlerinde, boyalarda ve baskı işlemlerinde kullanılır.
c. Gura (Doğal) zamk (sakız, gum): Cyamopsis tetragonoloba (Leguminosae
ailesinden) dan elde edilen galaktomannan polimerinin suda çözünen karbon
hidratıdır. Krem peynir, patlayıcı ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol
kuyusu açmada, kağıt yapımında, farmosetiklerde ve tekstilde kullanılır.
d. Arap zamkı (doğal): Akasya ağacının çeşitli türlerinin kabuğundan elde edilen,
arabik asidin calsiyum tuzu olan, bir heteropolisakkarittir. Tutkal, meşrubat, kozmetik,
gıda ve mürekkep yapımında, litografide, boyalarda, farmosetiklerde ve tekstilde
kullanılır.
e. Tragacanth zamkı (doğal): Astragallus türlerinin gurubundan elde edilir. Meşrubat,
mum, peynir, kozmetik, boyalı kalem, diet yiyecekler, el bakımı ürünleri, dondurma,
mürekkep, medikal ürünler, salça ve şerbet yapımında kullanılır.
f. Locust Bean (çekirge fasulyesi) Zamkı (doğal): Akdeniz çekirgesi fasulyesinin
endospermlerinden elde edilen bir galaktomannan polimeridir. Antidiarekler, kek,
peynir, kozmetik ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol kuyusu delme
işleiminde, kağıt işlemede, farmosetiklerde, salça yapımında ve tekstilde kullanılır.
g. Metilselüloz ve di_er alkilselülozler (selüloz eterler): Bu sınıfa giren polimerler
şunlardır: Etilselüloz (EC), etilhidroksietilselüloz (EHEC), hidroksibütilmetilselüloz
(HBMC), hidroksietilselüloz (HEC), hidroksietilmetilselüloz (HEMC),
hirdoksipropilselüloz (HPC) ve metilselüloz (MC). Selülozun, sodyum hidroksitin
sulu çözeltisi ve esterleştirici reaktif varlığında reaksiyonuyla elde edilir. Tutkal
yapımında, tarımda, seramikte, kaplamada, kozmetikte, film yapımında, gıda
yapımında, mürekkeplerde, petrol kuyusu açma çamurunda, boyalarda, kağıt işlemede,
farmosetiklerde, şampuan yapımında ve tekstilde kullanılır.
h. Poli(etilen glikol), PEG: Etilen oksitin suyla reaksiyon vermesi sonucu sürekli
katılmalarla elde edilir. Tutkal yapımında, kaplamada, kozmetiklerde, deterjanlarda,
gıda sanayinde, mürekkeplerde medikal uygulamalarda, petrol geri kazanımında,
boyalarda, kağıtyapımında ve tekstilde kullanılır.
i. Poli(etilen imin), PEI: Monomerin katılma polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
iyon değiştirici reçine ve kağıt üretiminde, fotoğrafçılıkta, tekstilde ve su kirlenmesini
kontrol için kullanılır.
j. Poli(vinil alkol), PVA: Poli(vinil asetat)’ın hidroliziyle elde edilir. Tutkal, bağlayıcı,
seramik, kozmetik, film, ambalaj, kağıt ve çelik üretiminde kullanılır.
k. Polivinilpirolidon, PVP: N-vinil-2-pirolidon’un polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
meşrubat, kozmetik ve deterjan yapımında, litografide, medikal uygulamalarda, kağıt
üretiminde, farmosetiklerde, fotoğrafçılıkta ve tekstilde kullanılır.
l. Sodyum karboksimetilselüloz, CMC: Sodyum hidroksitin sulu çözeltisinde selüloz
ve sodyum monokloroasetatın reaksiyonuyla elde edilir. Deterjan yapımında, gıda
sanayinde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde,
kirlilik kontrolünde ve tekstilde kullanılır.
m. Nişasta: Do_al bir karbonhidrat olan nişasta, glukoz birimlerinin birbirine
bağlanmasıyla oluşmuş bitkisel bir biyopolimerdir. Tutkal yapımında, gıda sanayinde,
kağıt üretiminde ve tekstilde kullanılır( Aksoy, 2003). 21
4. ARABİK GAMIN GIDA SEKTÖRÜNDE KULLANIM ALANLARI Başlıca, unlu mamüller, sekerlemeler, mesrubat ve emülsiyonlar, aroma kapsülleme ve bira gibi gıdalarda yoğun olarak kullanılmaktadır. Fırına verilmeden önce pastaların ya da bisküvilerin üzerine sürülen ya da püskürtülen gam arabik solüsyonları, su buharlaştıktan sonra çekici ve parlak bir tabaka olusturmaktadırlar. Şekerlemelerin daha iyi yapışmasını sağlamak, esnekliği düşürmek, şeker kristalizasyonunu önlemek amacıyla, jelatin esaslı şekerlemelere düşük seviyeler gam arabik solüsyonları ilave edilebilmektedir(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA, 23.03.2011). 28
- Köpük stabilizatörü olarak,
- Emulsifer ve fikse edici olarak,
- Pastacılıkta pasta üzerine sürülen şeffaf tabakaların ve pasta içine konulan şekerli kremaların imalatında stabilizatör olarak ,
- Pastil ve şekerlemelerde, Şekerlemelerin üzerindeki kaplamalarda yapıştırıcı olarak(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).16
Gıda sektöründe stabilizatör olarak kullanılır. Meyve sularında, sakızlı şekerlerde, marshmallow da, sakızda, gazlı içeçeklerde kullanılır. Toksik özelliği olmadığından dolayı kıvam ile ilgili her üretimde güvenilir bir şekilde kullanılır(http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02..2011) 17 Alkolsüz içecek üretiminde olduğu gibi içecek sanayinde aromaları ve gerekli yağları stabilize etmek için geniş çapta kullanılan yoğunlaştırıcı, emülgatör, stabilizatör ve film yapıcı gibi maddelerin pahalı kaldığı durumlarda arabik gam kullanımı oldukça yararlıdır.
Arabik gam, geleneksel sakızlarda, pastillerde kullanılmaktadır ve lokum benzeri şekerlemelerde köpük sabitleyici olarak da kullanılmaktadır. Şekerlemelerde, şekerin kristalleşmesini önlemeye yardımcıdır. Aroma kapsülleri, dondurma, puding, salata sosları, şekerleme, içecek karışımları gibi çok çeşitli alanlarda kıvam verici olarak kullanılmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011).18 Gum Arabik tamamen doğal kaynaklardan elde edilen bir üründür. Kıvam vermek amacı ile kullanılır, şekerlemelerde, şekerin kristallenmesini önlemeye yardımcıdır. Gum Arabik, dondurmalar, pudingler, soslar, şekerlemeler, içecek karışımları gibi çok farklı yerlerde kıvam verici olarak kullanılırlar. Gum Arabik yağlarda ve organik solventlerde çözünmez, etanolde çözünür. Gliserin, etilen glikol karışımlarında çok az çözünür. Düşük konsantrasyonlarda düşük viskozite özelliğindedirr. Gum Arabik emülsifiye etme özelliği sebebiyle su-yağ emülsiyonlarında özellikle kullanım alanı bulur(http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html, 12.02.2011).19
4.1. Diyet Lif Olarak Arabik Gam Kullanımı
Diyet lifi konusuna duyulan ilgi çok eski dönemlere hatta M.O 5. yüzyıla Hipokrat’ a kadar uzanmaktadır. Özellikle de son çeyrek yüzyılda diyet liflerine karsı duyulan ilgi bir hayli artmıstır. Bunun baslıca nedeni, gelişmiş ülkelerde sık rastlanan bazı hastalıklarla diyet lif tüketimi arasında ilişki olduğunu öne suren hipotezlerdir. Afrika’da bazı hastalıklar batı ülkelerine göre çok daha az görülmektedir. Yapılan incelemeler bu durumun Afrika’da diyet lif tüketiminin batı ülkelere oranla yüksek olmasından kaynaklandığını ortaya koymuştur (Dönmez ve ark., 2010). 22 Yapılan çalışmalar, diyet lifi eksikliği ile Burkitt ve Trowell’ in medeniyet hastalıkları (kabızlık, hemorait, kalın barsak, şişmanlık ) şeklinde tanımladığı bazı hastalıkların arasındaki ilişkiyi epidemiyolojik olarak destekler doğrultuda sonuçlar vermiştir. Bu duruma karşılık önlem olarak bilinçlenen halk, diyetlerine daha fazla önem vererek, günlük diyetlerinde diyet lif içeriği yüksek olan gıdaları tercih etmeye başlamışlardır (Dönme ve ark., 2010). 22 Bitki hücre duvarını oluşturan sindirilemeyen bileşenler ilk kez 1953 yılında Hispley tarafından “diyet lif” olarak adlandırılmıştır . Uluslararası platformda diyet lifler için kullanılan terimler çok karmaşık olup; plantix, complantix, bitkisel hücre duvarı kalıntısı, besleyici değeri olmayan lif, sindirilemeyen veya elverişsiz karbonhidratlar, kısmen sindirilebilen bitki polimerleri gibi terimlerin kullanılması önerilmistir. İngilizcede yaygın olarak kullanılan terim “Dietary Fibre” veya “Dietary Fiber’ dir. Türkçede ise “Besinsel Lif” veya “ Diyet Lif” en uygun terimler olarak kullanılmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifi; insanların ince bağırsağında sindirime ve emilime dirençli olan ve kalın bağırsakta tam ya da kısmi fermantasyona uğrayan yenilebilir bitki kısımlarının temel unsurlarındandır. Bitki hücre duvarında bulunan lignin; kutin, mum, suberin gibi lignin türevleri; selüloz, hemiselüloz, pektin gibi yapı polisakkaritleri, inulin ve oligofruktoz gibi oligosakkaritler, diyet lifi olarak tanımlanmaktadır. Bunun yanında, yapı bileşikleri olmayan gum arabik ve guar gum gibi gam maddeleri ve karragenan, agar, aljinat gibi deniz yosunu polisakkaritlerinin de diyet lifi olduğu bildirilmektedir. Diyet lifi, nişasta olmayan polisakkarit türevleri olarak da ifade edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifleri, birçok alt gruba ayrılmış olmasına rağmen son yıllarda FAO ve WHO tarafından sudaki çözünürlüklerine göre çözünür ve çözünmez diyet lifi olarak 2 ana grupta değerlendirilmektedir (Dönme ve ark., 2010).22 Çözünür lifler; pektin, gam, musilajlar ve suda çözünen pentozanları içermektedir. Çözünür lifler, suyu bağlayarak jel ve sıkı yapı oluşturmaktadır. Çözünür diyet lifi kandaki kolesterolün düşürülmesinde ve glukozun bağırsaktaki absorbsiyonunun azaltılmasında etkili olduğu belirtilmiştir. Çözünmez lifler; selüloz, hemiselüloz, lignin ve suda çözünmeyen pentozanları içermektedir. Çözünmez lifler, ağırlıklarının 20 katı kadar suyu absorblamakta, ancak viskoz yapı oluşturmamaktadır. Çözunmez diyet lifi, fekal hacmin artmasını sağlayarak transit suresini kısaltmakta ve kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Çözünmez diyet lifi, doğrudan posa maddesi olarak dışkı kütlesinde artışa neden olmaktadır. Buna karşılık, çözünür diyet lifi fermentasyona uğrayarak kısa zincirli yağ asitleri ile gaz oluşturmakta ve bu bileşikler bağırsak içeriğinin pH’sını değiştirerek bağırsakta bulunan bakteri kütlesinde artışa neden olmaktadır. Ancak, çözünür diyet lifinin, su tutma kapasitesi ve gaz oluşumundaki rolü dikkate alındığında dışkı hacminde artışa neden olabileceği bildirilmiştir (Dönme ve ark., 2010). 22 Besinlerimizde diyet lif değişik oranlarda bulunmaktadır. Lif miktarı cins, çesit, yetiştirme koşulları, kültürel uygulamalar ve daha birçok faktöre bağlıdır. Taze meyvenin hasat zamanına göre toplam lif içeriği değişebilir. Baklagillerin dışındaki meyve ve sebzeler, hububat ürünleri ile karşılaştırıldığında, yüksek su içerikleri nedeniyle daha az lif içerirler (Dönmez ve ark., 2010). 22 Hububat tanesinin dış dokularında daha fazla lif bulunmaktadır. Aynı şekilde meyve ve sebzelerde de dış tabakalar lif bakımından oldukça zengindir (Dönme ve ark., 2010). 22 Genel olarak diyet lif açısından zengin gıdaları şu şekilde toplayabiliriz; a) Tahıl ürünlerinden; kepekli (kepeğin %90’ı liftir) ekmekler, krakerler, mısır gevreği gibi kahvaltılık tahıllar, bulgur, çavdar, yulaf, arpa, kahverengi (kabuklu) pirinç. b) Meyvelerden; elma, armut, çilekgiller, turunçgiller, incir, kayısı, erik, kuru meyveler. c) Sebzelerden; brokoli, lahana, havuç, mısır, bezelye, patates, kabak, patlıcan, bamya. d) Çerezlerden de; fındık, fıstık, badem, leblebi, çekirdekler, patlamış mısır(Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lif içeren gıdalarda çözünür ve çözünmez lifler de değişik oranlarda bulunmaktadır. Çözünür lif grubundan; pektin elma, ayva vb. besinlerde; gamlar reçinede; β- glukan yulaf vb. besinlerde; musilajlar bitkilerde; dirençli nişasta kuru baklagillerde bulunur. Çözünmez diyet lif grubundan; selüloz kepekte, hemiselüloz tahıllarda ve lignin ise buğdayda bol miktarda bulunur . Sağlıklı beslenme acısından en yararlı olanı her iki lif grubunu içeren gıda maddelerinin alınmasıdır. Her iki lif türünün bir arada bulunmasının, hastalıklarda tek başına olduklarından daha etkili olduğu belirtilmiştir(Dönme ve ark., 2010). 22 Diyet liflerini glukoz ünitelerine parçalayan sindirim enzimleri insanlarda bulunmadığından bu bileşenler tamamen sindirilememekte ve dolayısı ile de emilememektedir. Diyet lifleri ince bağırsakta sindirilemediğinden besin değerleri yoktur. Ancak, bağırsakta fermantasyona uğradıktan sonra bir miktar enerji vermektedir. Diyet lifinin sindirilme derecesini; lifin kaynağı, partikül iriliği, lignifikasyon derecesi, canlı türü ve fizyolojik durumu etkilemektedir. Gamlar ile selüloz türevlerinin kalori değeri 1 kcal/g iken, Oatrim ve Leanesse gibi yulaf kaynaklı dekstrinlerin kalori değerleri 1 cal/g’dan daha düşüktür(Dönmez ve ark., 2010). 22 Pektin, gamlar, sindirilemeyen karbonhidratlar %90-100; musilaj, hemiselüloz %50-60; selüloz ise %30-50 oranında fermente olabilirken, lignin fermente olamamaktadır. Fermantasyon oranı metabolizma, bitki çeşidi, olgunluğu, günlük diyet miktarı ve bileşimine bağlı olarak değişmektedir. Diyet liflerinin, insan metabolizmasında 500’den fazla bakteri çeşidini etkilediği, bağırsak florası ve metabolizmasını sinerjik ve antagonist etkileri ile kontrol ettikleri belirtilmektedir(Dönme ve ark., 2010). 22
4.1.1. Diyet Lifinin Sağlık Üzerine Yararları
Lif içeriği fazla olan gıdalar ağızda uzun süre çiğnenme özelliklerinden dolayı, tükürük bezlerinin çalışmasını hızlandırırlar. Ayrıca mide asitlerinin salgılanması yönünde uyarıcı etkide bulunurlar. Diyet lifleri enerji yoğunluğu düsük olduğundan ve su çekici özelliklerinden dolayı mide içeriğinin viskozitesini arttırarak midenin boşalmasını geciktirirler. Böylece kişinin açlık hissini geciktirirler. Bu durum kilo vermek isteyen bireylerin daha uzun süre tok kalmasını sağlayarak olumlu etki göstermektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22
Diyet lifinin kolon kanseri, obezite, kalp-damar hastalıkları gibi bazı rahatsızlıklar üzerine olumlu etkisi yapılan çalışmalarla ortaya çıktıktan sonra diyet lifi tüketiminin önemi artmıştır. Ayrıca, diyet liflerinin obezite, tansiyon, hemoroit, diyare, bazı bağırsak rahatsızlıkları, hipertansiyon, damar ve bağışıklık hastalıkları üzerine etkileri olduğu belirtilmektedir(Dönme ve ark, 2010). 22 Suda çözünen lifler glikoz ve insülin metabolizmasını da düzelterek diyabetin kontrol edilmesinde yardımcı olabilirler. Aynı zamanda serum düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterol konsantrasyonunu azaltırlar. Diyet liflerinin, bağırsak transit suresi, kısa zincirli yağ asitleri üretimi, bağırsak yoğunluğu, gaz üretimi, mineral ve vitaminlerin biyoyararlığı, protein sindirimi, kolesterol ve diğer lipit metabolizmaları üzerine de etkili olduğu aktarılmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Suda çözünmeyen lifler ise barsak hareketleri ve barsak geçiş süresi üzerinde olumlu etkilerde bulunurlar. Diyet lif alımının artısı ile fekal hacmin arttığı ve barsak geçiş süresinin kısaldığı bazı araştırıcılar tarafından ortaya konulmuştur. Dışkı miktarındaki artış esas olarak diyet liflerin su bağlama özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Diyet lifler dışkı hacmini ve su miktarını arttırarak rahatlatıcı etkide bulunurlar, bu durum kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifinin kolon-rektum kanserini önlemede de etkileri vardır. Bu etkisini kolon bakteri florasını değiştirerek toksik metabolitlerin üretimini önleyerek ve dışkı atımını hızlandırarak bu metabolitlerin barsak hücreleriyle temas surelerini kısaltılmasıyla sağlamaktadır. Suda çözünmeyen liflerin tüketimi ile kolon kanseri arasında ters bir ilişki vardır. Bu nedenle buğday ve mısır kepeği gibi suda çözünmeyen lif oranı yüksek olan gıdaların günlük diyetlerde daha fazla alınması önerilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lif içeriği yüksek olan gıdalar rafine gıdalara göre daha fazla miktarda mineral madde içerirler. 100 gram buğday kepeği insan vücudunun günlük potasyum, fosfor, bakır, çinko, kükürt ve magnezyum ihtiyacının hemen hemen tamamını karşılamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Dünyadaki birçok sağlık kurulusu tarafından günlük diyetle alınan lif miktarının arttırılması önerilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü günde 25-40 g diyet lifi tüketimini önermektedir. Özellikle de bu 25-40 gramın 5-7 gramını suda çözünebilen liflerin teşkil etmesi gerektiğini bildirmişlerdir. Ancak yapılan araştırmalar gelişmiş ülkelerde bunun sadece günlük 11-12 g arasında kaldığını ispatlamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22
4.1.2. Diyet Lifinin Gıdalarda Kullanım Alanları
Diyet liflerin tercih edilmesinde tek neden sağlık üzerindeki yararlı etkileri değildir. Bunun yanında fonksiyonel ve teknolojik özellikleri nedeniyle de gıda sanayinin birçok kategorisinde önemli bir gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Diyet lifinin teknolojik özellikleri arasında hidrasyon özellikleri, yağ absorblama kapasitesi ve tekstürel özellikleri sayılabilir. Diyet lifinin hidrasyon özellikleri su tutma, su bağlama kapasitesi, şişme ve çözünürlük olmak üzere 4 farklı şekilde tanımlanmaktadır. Özellikle çözünmeyen lifler, ağırlıklarının 5 katı kadar yağı tutabilmektedirler. Bu, özellikle et ürünlerinde pişme sırasında kaybolan yağın tutulmasını sağlayarak ürünün lezzet ve tekstürel özelliklerini olumlu etkilemektedir. Ayrıca yüksek yağ absorblama kapasitesi, yağ ve su emülsiyonlarında stabilitenin sağlanmasında önem arz etmektedir. Diyet liflerinin yağ ve su bağlama özellikleri gıdaların yapı ve tekstürel özelliklerinde stabil yapının sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Ayrıca, düşük enerji değerine sahip ürünlerinde temel bileşenini oluşturmaktadır. Kullanılan lifler sayesinde son ürünün dokusu, yoğunluğu ve duyusal özellikleri değiştirilebilmektedir. Yeni lif kaynaklarının ortaya çıkışı ve lif fonksiyonelliğinin geliştirilmesi, liflerin kullanım alanları konusunda gıda endüstrisine yeni olanaklar tanımaktadır. Lifler, teknolojik birimler olarak dışkı arttırıcı maddelerden yağ ikame edici maddelere kadar geniş kullanım alanı bulmaktadır. Gıda liflerinin en çok kullanım gördüğü alanlar ise; et ürünleri, fırıncılık ürünleri, kahvaltılık tahıllar, makarna, erişte ve süt ürünleridir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifleri teknolojik özellikleri nedeni ile özellikle ısıl işlem uygulanmış et ürünlerinde, düşük yağ içerikli ürünlerde, su tutma kapasitesini arttırma, formülasyon giderlerini azaltma, tekstür gelişimine katkıda bulunma, depolama stabilitesini düzeltme, pişirme kayıplarını azaltma ve nötür bir tada sahip olması nedeniyle kullanım alanı bulmaktadır. Bu amaçla yağ oranı azaltılmış et ürünlerinde seker pancarı, bezelye, buğday, yulaf, limon albedoları, soya, elma, armut, şeftali, elma ve portakal liflerinin kullanıldığı belirtilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Fırıncılık ürünlerine lif olarak kepek katılması, o gıdanın besleyiciliğinin arttırılması, raf ömrünün uzatılması ve alınan kalorinin azaltılmasında yardımcı etki göstermektedir. Peynir, yoğurt, puding, dondurma ve dondurulmuş tatlılar gibi süt ürünlerinde de lif içeriği yüksek ingrediyenler kullanım alanı bulmaktadır. Lif içeriği yüksek süt ürünleri üretiminin temelinde, yağ ve kolesterol miktarı azaltılarak daha sağlıklı ürünler pazarlamak ve kalsiyumun yanı sıra sağlığı etkileyen yeni bileşenler kazandırmak yatmaktadır. Bu ingrediyenler sut ürünlerine temel olarak stabilizasyonu sağlama, kıvamı arttırma, sinerezisi önleme, yağı ikame etme, kaloriyi azaltma ve hacim sağlama amaçları ile ilave edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22
4.2. Arabik Gamın Mayonez Yapımında Kullanımı
4.2.1 Mayonezle İlgili Önemli Özellikler ve Tanımlar Ülkemizde yaygın olarak üretilmeyen ve genelde tanınmayan mayonez, çeşitli gıdalara aroma ve tadı geliştirmek amacıyla ilave edilen bir preparattır. Mayonezin kalitesi üretiminde kullanılan yumurta, sıvı bitkisel yağ ve diğer bazı katkı maddeleri ile
yakından ilişkilidir. İyi bir mayonez, yarı sıvı emülsiyon niteliği taşıyan bir yapıda olup,
yemeklik bitkisel sıvı yağ, yumurta ve yumurta sarısı, sirke veya limon suyu, şeker veya
glikoz şurubu gibi maddelerle çeşitli baharattan oluşur (Koçak, 2006).
Mayonez kolloidal yapıda bir ürün olup, sıvı bitkisel yağ ve sudan oluşan stabil bir emülsiyondur. İçerisinde emülgatör olarak nitelendirilen herhangi bir kolloid içerirler. Bu kolloid madde genellikle yumurtanın proteinidir. Jelatin, un, nişasta, süt ve bitkisel zamklar ve diğer kolloid maddeler, stabiliteyi artırarak fazların birbirinden ayrılmasını önlerler (Koçak, 2006).
4.2.1.1 Mayonez üretiminde kullanılan hammaddeler
Yumurta: Mayonez üretiminde genellikle yumurtanın sarısı kullanılmakla beraber
bazen akı ve sarısı birlikte kullanılmaktadır. Yumurta sarısı yapısındaki "lutein" renk
maddesi nedeniyle ve ayrıca mayoneze krem benzeri bir tekstür sağladığından dolayı
mayonez üretiminde geniş ölçüde kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanılacak yumurta
sarısının koyu sarı renkli olması istenir. Yumurta akı rengin açılmasına neden olduğu
gibi, yapısında albümin miktarının fazla olması nedeniyle stabil bir emülsiyon sağlanmasına olanak vermez. Üretimde ayrıca dondurulmuş veya kurutulmuş yumurta
sarısı da kullanılmaktadır (Koçak, 2006). 29
Sıvı bitkisel yağ: Mayonez üretiminde yaygın olarak pamuk ve mısır yağları
kullanılmaktadır. Kullanılan yağın acımamış olması, serbest yağ asitleri miktarının mümkün olduğunca düşük olması istenir. Üretimde zeytinyağı da kullanılabilir, ancak
pahalı olmasından dolayı tercih edilmez ( Koçak, 2006). 29
Laktik asit: Mayonez üretiminde bazen laktik asit de kullanılabilir. Bu amaç için %80’
lik laktik asit preparatlarından yararlanılır ( Koçak, 2006). 29
Sirke: Mayonez üretiminde damıtılmış sirke veya doğrudan açık renkli sirke
kullanılmalıdır. Sirke ürünün pH değerini düşürdüğü gibi, istenilen tadın oluşması için
de gereklidir ( Koçak, 2006). 29
Şeker ve tuz: Mayonez ve benzeri ürünlerin yapımında saf kristal şeker kullanılmalıdır.
Kullanılacak tuzun da saf ve temiz olması gerekir. İnce kristalli tuz daha iyi eridiğinden
stabil bir ürün oluşmasına yardım eder ( Koçak, 2006).29 Kıvam verici maddeler: Mayonez üretiminde uygun kıvamı sağlamak üzere kitre zamkı, arap zamkı, bitkisel kökenli zamklar veya jelatin ve nişasta kullanılır. Az miktarda kullanılan jelatin üründe iyi bir stabilizasyon sağlar, ancak jelatin kullanıldığında çevre sıcaklığının etkisi ile mayonezin kıvamında değişimler ortaya çıkabilir. Uygun oranlarda sıvı yağ, yumurta, sirke ve benzeri maddeler kullanılıyorsa, çoğu zaman kıvam verici maddelerin kullanılmasına gerek kalmayabilir. Renk maddeleri: Mayonezde renk maddesi olarak tartrazin ve yumurta sarısı boyası kullanılır ( Koçak, 2006). 29 Baharat ve aroma maddeleri: Bu ürünlerin yapımında yaygın olarak kullanılan baharat hardaldır. Hardal ürüne sarımsı bir renk ile kendine özgü bir tat vermektedir. Ancak tek başına yeterli düzeyde baharat lezzetini sağlayamayacağından, ilaveten toz halde açık renkli karabiber ve kırmızı biber de kullanılır. Baharat, mayonez yapımında önemli bir mikroorganizma bulaşma kaynağıdır. Hem bu açıdan, hem de baharatın ürünün rengini bozması sebebiyle, son yıllarda daha çok baharat ekstreleri kullanılmaktadır( Koçak, 2006). 29
5. ARABİK GAMIN DİĞER KULLANIM ALANLARI
Şekil 5.1. Akasya Ağacı
http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011). 30
Arap zamkının ilaç ve kozmetik sanayiinde kullanımı;
- Eczacılık alanında şuruplarda “suspending agent” olarak kullanımı,
- Madeni yağlar ve balık yağı emulsiyonlarında emulsifer olarak kullanımı,
- Hap ve tabletlere tat verici olarak kullanımı,
- Diet gıdalarda dolgu materyali olarak,
- Yüz pudraları ve rujlarda yapıştırıcı madde olarak,
- Losyon ve kremlerde stabilizer olarak kullanımı(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Arap zamkının sanayideki diğer kullanımları;
- Litografik baskı film ve kağıtlarında,
- Ezme ve tutkallarda dolgu maddesi olarak,
- Emulsifer ve koruyucu kolloid madde olarak,
- Özellik gösteren mürekkeplerde film oluşturmak için,
- Pillerde korozyonu önlemek için,
- Çeşitli metal kaplama işlerinde,
- Seramiklerde sırrı yüzeye bağlamak için,
- İnsektisitlerde emulsifer olarak (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Günümüzde doğal veya kimyasal ilaçların yapımında ana katkı maddesi olarak kullanılır. Bunların başında öksürük pastilleri, öksürük şekerleri, emme şekerleri, haplar, drajeler, kapsüller ve şuruplarda ana katkı maddesi, yapıştırıcı veya sertleştirici olarak kullanılır. Zamk alkolde, eterde çözülmezken, bir kat suda tutkal gibi ve iki kat suda jel gibi olur. Püskürtme usulü (gummi arabicum desenzymatum) Arap Zamkının enzim yapısı değiştirilir ve sulandırılan Arap Zamkı su buharı damıtılınca geride ince bir toz kalır. Bu Arap Zamkının bu toz hale gelmiş şekli ısıya karşı daha dayanıklı olduğundan ilaç sanayinde kullanılır(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 24
5.1. Arabik Gamın Sulu Boya Yapımında Kullanımı
Hazır ve kaliteli olarak kırtasiyelerde bulmak çok kolay olmasına rağmen bazı sanatçılar kendi suluboyalarını kendileri yapmayı tercih ederler. Çünkü seri üretime dayalı market boyalarından her yönüyle daha iyi sonuç veren ve daha üstün etkiler bırakan boyalar elde edebilirler. Bunun için biraz sabra ve biraz tecrübeye dayanan denemeler ve deneyler yapmak ve sonunda da uygun olan bir tanesinde karar kılmak yeterlidir. Deneylerin amacı uygun karışımı bulmaktır, çünkü pigmentlerin bazıları kendine özel bir bağlayıcıya (tutkal ve zamklara) ihtiyaç duyabilirler. Seri üretime dayanmayan suluboyaların yapımındaki temel zorluk eriyiklerin dengeli karıştırması ve malzemenin kalitesidir. Bir temel zorlukta elde edilen boyanın öğütülmesi ve ezilmesidir. Bu nedenle deneme sabrı olmayanlara el yapımı suluboyalar tavsiye edilmez. Ticari üretimde ezme işlemi çini mürekkep yapımında olduğu gibi güçlü ezici rulmanlarla yapılır. Renklerin elle ezilmesi muhtemelen daha iri tanecikler, homojen olmayan bir dağılım ve suda kolayca çözülüp giden bir karışım verecektir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Malzeme oranlarında yapılacak küçük değişikliklerle ortaya çıkan sonuçların nasıl bir işleve sahip olduğunu anlamak, ileri ki çalışmalarda nasıl bir yol izlenmesi gerektiği konusunda yardımcı olacaktır. Bu tecrübe önemlidir, çünkü genel olarak suluboyanın bağlayıcısı için yayınlanmış açık bir formül bulmak zordur. Çoğu formül genelleştirilmiş ifadelerle sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle istenilen etkiye bağlı olarak sanatçılar kendi formüllerini kendileri oluşturmayı tercih ederler (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.1. Sulu Boya Malzemeleri
Suluboya yapımında kullanılacak temel malzemeler ve oranları aşağıda sunulmuştur. Fakat bu oranlar istenilen boya miktarına bağlı olarak çoğaltılabilir veya azaltılabilir (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Ezilmiş Senegal veya Arap zamkı 80 gr
Kaynamış su (Damıtılmış olması tercih edilir) 160 ml
Şurup (bal şerbeti), şeker sosu veya glikoz 50 ml
Gliserin 60 ml
Koruyucu: Fenol solüsyon (yarım çay kaşığı kadar)
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen akasya ağacından elde edilen kahverengi şeffaf, yapışkan madde. En iyisi büyük taneli, şeffaf kordofon zamkıdır. Bugün A. Senegalensis’ten elde edilen bir çeşidi onun yerini almıştır. Arap zamkı yuvarlak taneli ve yumuşaktır, suda eriyerek yapışkan bir madde haline gelir. Alkol ve benzinde erimez. Krom tuzuyla karıştırılarak ışığa karşı hassas kopya tabakaları elde edildiği için fotolitoğrafi ve ofset çinko kalıbı hazırlanmasında kullanılır. Işık gören zamklı krom tabakası yapışkanlığını ve soğuk suda erime özelliğini kaybeder, fakat yumuşama özelliğini kaybetmez. Pozlamadan sonra ışık almayan bölgeler yıkanarak temizlenebilir. Arap zamkı, litografi taşlarının hazırlanmasında, zamklı kağıt yapımında, kumaş aprelemekte, likör, suluboya, çini mürekkep ve yapıştırıcı madde yapımında, minyatür sanatında kullanılır.
Kaynamış, damıtılmış su: Normal içme suyunda veya genel kullanım amaçlı saf olmayan suların içinde kaçınılmaz olarak maden tuzları bulunmaktadır. Boya yapımında kullanılan malzemeler organik malzemelerdir ve diğer organik malzemelerle kolayca kimyasal reaksiyona girebilir ve beklenilenden daha farklı sonuç verebilirler. Bu nedenle kullanılacak suyun “saf su” olması gerekmektedir. Otomobil akülerinde kullanılan ve birer litrelik bidonlar halinde satılan saf su örneklerinden birini satın almak bu iş için yeterlidir.
Şurup (Bal Şerbeti) şekerli su veya glikoz: Bu malzemelerden birisini kullanmak çalışmada pürüzsüz ve kaygan bir yüzey elde edilmesini sağlayacaktır. En kolay elde edilecek malzeme doğal olarak bal ve şekerdir. Şeker, suyunu çabuk kaybetmesi, kırılgan bir yapıya sahip olması ve nemde çabuk çözülmesi nedeniyle baldan daha kullanışsızdır. Uygun şurup balın ısıtılmış saf su içinde eritilmesiyle elde edilir. Üç ölçü saf su içinde bir ölçü balın eritilmesi yeterlidir. Gliserin: Yağlı maddelerden, sabunlaştırma yoluyla çıkarılan renksiz, tatlı şurup kıvamındaki sıvıdır. Bu madde boya karışımına nemlilik verir, boyanın aşırı katılaşmasını, çabuk kurumasını engeller, erime gücünü arttırır ve fırça kıvraklığı kazandırır. Dekstrin: (Nişastadan elde edilen bir çeşit yapışkan) Suluboya yapımında temel maddelerden birisi değildir fakat bazı sanatçılar doku ve kayganlık farklılığı yaratmak gibi özel istekleri için suluboyaya arap zamkı yerine dekstrin katmayı tercih ederler. Fakat bu arap zamkına göre daha yoğun bir kıvam verir. Bu nedenle dekstrin katkılı olmayan boyalarla yapılmış bir çalışmaya dekstrin katkılı bir boyayla müdahale edileceği zaman daha dikkatli olunması gerekmektedir. Çünkü dekstrin boyalar çalışmanın görsel bütünlüğüne zarar verecek bir etkiye sahiptir. Aynı zamanda Dekstrin arap zamkına göre ikinci kalite bir etki verdiği için resmin tamamında kullanıldığında çıkan çalışma genellikle ucuz posterler etkisinde olur. Eğer dekstrin katkılı bir sulu boya yapılmak isteniyorsa diğer malzemelerle karıştırılmadan önce bir dekstrin kremi oluşturmak gerekir. Bunun için 30 ml dekstrin tutkalına 60 ml su katıp karıştırmak yeterlidir. Tüm el yapımı malzemelerde temel kural ezme ve karıştırma işlemine özel bir özen göstermektir. Dekstrini suda eritirken de aynı kural geçerlidir ve bu maddenin de suda homojen bir şekilde eritilmesi sağlanmalıdır. Eritilmiş dekstrin diğer malzemelerin ezme işlemi yapılırken dikkatlice karıştırılmalıdır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25 Odorant (Koku yaratıcı) İsteğe bağlı olarak bağlayıcının (zamkın) içine az miktarda karanfil yağı eklenebilir. Bu boyanın küflenmesini engellediği gibi güzel bir kokuda yaratacaktır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.2. Malzemelerin Karıştırılması
Cam bir kap içine Arap Zamkı öğütülerek konur. Üzerine kaynamış saf su dökülür ve zamk eriyinceye kadar bir kaşık veya benzeri bir araçla karıştırılır. Eğer tam bir erime olmamış ve parçalar kalmışsa bir süre bekletip eriyik tekrar karıştırılmalıdır. Fakat eritmek amacıyla asla yeniden ısıtılmamalıdır, çünkü bu işlem zamkın yanmasına ve kemikleşmesine neden olacaktır. Erime yeterli düzeyde gerçekleştiğinde şurup ve fenol solüsyon bu sıvının üzerine düzenli bir şekilde eklenir. Eğer kullanılacak koruyucu (fenol) toz halindeyse daha önceden mutlaka saf su ile bir kapta karıştırılmalı ve oluşan krem kıvamındaki karışımı daha sonra cam gibi sert ve düz yüzeyde spatül ile bir süre daha ezmelidir. Tüm karışımı daha sonra kaba zerrelerden ve atıklardan arındırmak için sıkı dokunmuş bir bezle başka bir kaba süzmek gerekir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Süzülmüş ve kaba atıklarından arınmış karışım kalın bir camın üzerine dökülerek tekrar spatül ile kuvvetlice ezilir ve karıştırılmalıdır. Bu işlem, karışımı alabilecek bir büyüklükteki bir havanda da yapılabilir. Ezme işlemi karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar devam etmelidir. İstenilen kıvam elde edildiğinde karışım 3-4 saat ağzı kapalı olmayan bir kapta dinlendirilir. Daha sonra tam tersi bir şekilde ezme işlemi tekrarlanır. Yoğunlaştırılan eriyiğin içine ezme süresince yavaş yavaş damıtılmış su katılır. Su ilavesi karışımın akıcı duruma gelmesine kadar devam eder(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Bu noktadan sonra ise renklendirme işlemine başlanır. Sıvı haldeki karışıma çok az oranlarda istenilen rengin pigmentleri katılır. Karışıma dahil edilen pigmentler karışımda eriyinceye kadar ezme işlemi devam eder. Karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar renkli pigmentle doyurulur. Bu konuda dikkatli olunmalıdır çünkü elde edilen bağlayıcının miktarı bellidir, gereğinden fazla pigment eklendiğinde karışım kuruyacak ve yeterli sıvı bağlayıcı olmadığı içinde inceltme yapılamayacaktır. Son çare olarak suyla yapılacak inceltme ise bağlayıcının zayıflamasına kuruma ve yapışma dengesinin bozulmasına neden olacaktır. Sonuçta malzemeyi kurtarma amacıyla yapılacak bu işlem resmin kalitesini bozacaktır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Eğer boyanın bağlayıcısı daha kuvvetli olsun isteniyorsa, karışım tamamen yoğunlaşmadan renkli pigment eklemesine son verilir. Akıcı ve duru halde bulunan boyanın suyunu buharlaştırmak için karışım dinlenmeye bırakılır. Fakat dengeli bir buharlaşma için yavaş yavaş yoğunlaşan boyayı belli aralıklarla yoğurmak ve ezmek gerekmektedir. El yapımı suluboyalar için en kolay noktalardan birisi saklanmalarındaki kolaylıktır. Saklamak için küçük kavanozlar ve benzer kaplar fazlasıyla işe yarayacaktır. Eğer bulunabiliyorsa boya tüpleri bu iş için en ideal saklama kaplarıdır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Burada sunulan reçete sabit değildir, malzemelerin oranlarında azaltma ve çoğaltma yaparak kişiye özel karışımlarda elde etmek mümkündür. Örneğin bazı amatör suluboya yapımcıları önerilenden daha fazla tutkal bazıları ise önerilenden daha fazla gliserin eklerler. Gliserinli karışımlarda dinlendirme işlemine gerek duyulmasa da fazla inceltilmiş tutkallı suluboyaların suyunu kaybetmesi için dinlendirilmesine gerek duyulur(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25
5.2. Mikrokapsül Yapımında Arabik Gam Kullanılması 5.2.1. Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları Parfümlerin mikrokapsüllenmesi, kokunun saklanması amacının yanında var olan kokunun uzun süre kullanılması ya da başka bir ifade ile kokunun yavaş salgılanması amacı ile gerçekleştirilir. Mikrokapsül, polimerik bir duvar ve bu duvar içerisinde hapsedilmiş sıvı maddesinden oluşur. Kapsül duvarı, içindeki sıvıya inert olan bir maddedir. Mikrokapsüllerin boyutları 1-1000 mm arasındadır. 1000 mm' den büyük olanlara makrokapsüller, 1 mm' den küçük olanlara ise nanokapsüller denir. Yapımı karbonsuz kopya kağıdı ile başlayan mikrokapsüller duvar özelliklerinin değiştirilmesi ile günümüzde çeşitli alanlarda kullanılmaya başlanmıştır (örneğin, jelatin, arap zamkı gibi insan vücudu için zararsız doğal polimerli mikrokapsüllerin yapımında, tadı ve kokusu güzel olmayan ilaç tabletlerinin kaplanmasında kullanılması gibi). Duvar kalınlığı artırılarak ya da tane boyutu küçültülüp, yüzey alanı artması gibi duvar malzemesinin salgılama özelliklerinin azaltılıp, artırılabilmesi, insan vücuduna yavaş verilmesi, ya da uzun sürede yayılması istenen ilaçlar için mikrokapsüllerin kullanılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Böylece eczacılıkta, sağlıkla ilgili ilaç, vitamin, krem, kozmetik gibi bütün ürünlerde, mikrokapsüller kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde parfümlerin oksidasyona karşı korunmasında kokulu-parfümlü eşyalarda, basınca hassas kaplama kağıtlarında, daktilo şeritlerinde, fotoğraf malzemelerinde, gıda ürünlerindeki tad ve koku verici maddelerde, tarımda ilaçlamada, böcek ilaçlarında, yavaş salgılanması istenen gübrelerde, boya malzemelerinde, tütün ürünlerinde, korozyon inhibitörlerinin ve canlı hücrelerin kapsüllenmesi konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Mikrokapsül yapım yöntemlerinde, çekirdek maddenin polimer içerisinde mikron boyutunda dağılmasını sağlayabilmek için karışmayan iki sıvıdan emülsiyon yapımı ilk adımdır. Yapılış şekillerine göre çeşitli mikrokapsül yöntemleri mevcuttur. Bunlar; koaservasyon (coacervation, beraber faz oluşturma), ara yüzey ve insitu polimerizasyonu, sprey kurutma, sıvıların katılaştırılması, sıvı sisteminin ısı ile kurutulması, eritme soğutma yöntemleridir. Polimer-polimer fazının beraberce ayrıldığı koaservasyon metodu, suda çözünmeyen yağların kaplanmasında yani kapsüllenmesinde en uygun yöntemdir. Bunun için yağ fazı, duvar malzemesi olarak seçilen polielektrolit (anyon ve katyon) kolloid karışımını içeren çözelti içinde dağıtılarak su-yağ emulsiyonu hazırlanır. Karışımın pH'sı ayarlanarak koloitçe zengin fazın yağ damlaları çevresini kaplayıp çökelmesi sağlanır. Yıllardan beri jelatin-arap zamkının beraberce kulanıldığı mikrokapsüller, karbonsuz kopya kağıdı, yapıştırıcılar, fotokromik maddeler, sıvı kristaller ve ferromagnetik maddeler yapımında kullanılmaktadır. Endüstride büyük önem taşıyan mikrokapsüllerin üretim şartları patentli olduğundan yapım tekniği açık değildir. İncelenen referanslarda, yapım teknikleri için sadece patent numaraları verilmiştir. Bu çalışmada ziraat, tıp, ecza, gıda, kimya ve kozmetik sanayilerinde en fazla kullanım alanına sahip olan mikrokapsüllerin üretim metodu olan koaservasyon tekniği uygulanmıştır. Amaç olarak, kapalı ortamlarda kullanılan oda spreylerindeki parfüm dışı kimyasalların çevreye verdikleri zararlı etkilerden kurtulmak için bunların yerine kullanılabilecek mikrokapsüllenmiş parfümlerin üretimleri hedeflenmiştir. Burada mikrokapsül duvar maddesi olarak biyolojik parçalanabilir, doğal polimerlerden olan, jelatin ve arap zamkı seçilmiştir. Mikrokapsül çekirdek maddesi olarak da değişik parfümler (menekşe, limon, şeftali esansı) kullanılmıştır. Mikrokapsüllerdeki duvarların dayanıklılığını artırmak ve içerisinde hapsettiği parfümlerin yavaş salgılanmasını sağlamak amacı ile de çapraz bağlayıcı olarak formaldehit, glutaraldehit, formaldehit/üre gibi maddeler kullanılmaktadır. Formaldehit ile çapraz bağlanma yapıldığı durumlarda polimer zincirleri birbirlerine metilen köprüleri ile bağlanarak düzgün bir ağ şeklinde çapraz bağ oluşturmaktadır ( Övez, Yüksel, 2002) Formaldehit/üre kullanılarak yapılan çapraz bağlanmalarda ise formaldehid ile jelatin arasında birinci adımda oluşan bazı N-metilol grupları, üre ile reaksiyona girerek sanki üre formaldehit reçinelerinde olduğu gibi üç boyutlu bağlanmalar yaparak çapraz bağ etkilerini güçlendirmektedir. Zira çapraz bağ amacı ile formaldehit kullanıldığında, jelatin moleküllerindeki primer amin ya da sekonder amid grupları ile N-metilol türevleri oluşmaktadır. N-metilol grupları da daha sonra -OH, - CONH2, -COOH ve -NH2 grupları ile asidik ortamda reaksiyona girerek eter, amid, ester ve amin gibi daha kararlı yapılar yapabilmektedir. Burada ilave olarak üre (H2N-CO-NH2) kullanılması durumunda, bunun yapısındaki NH2 grupları ile, N-metilol grupları arasında ilave bağlanmalar meydana gelmektedir. Hatta bu bağlanma üç boyutlu olarak gerçekleşebilmektedir. Üre miktarı arttıkça da üç boyutlu bağ oluşumu oranının artması beklenmektedir ( Övez, Yüksel, 2002).26 5.2.1.1. Materyal ve Metot Bu çalışma kapsamında menekşe, şeftali ve limon esanslarının koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüllenmesi gerçekleştirilmiştir. Koaservat duvar yapısı için doğal polimerler jelatin-arap zamkı ve çapraz bağlayıcı olarak da formaldehit ve formaldehit/üre kullanılmıştır. Deneylerde E.Merck firmasından temin edilen jelatin, arap zamkı, formaldehit (%37, d=1,1 g/ml)ve karbon tetraklorür kullanılmıştır. Kullanılan parfümler, menekşe (d=0,885 g/ml), limon (d=0,950 g/ml) ve şeftali (d=0,993 g/ml) esansları olup Gülçiçek firmasından temin edilmiştir. Emülsiyon ve mikrokapsül yapımı, iç çapı 106 mm olan karıştırıcılı, 1l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktörde gerçekleştirilmiştir. Karıştırıc kanat çapı 52 mm' dir. Soğutma adımında ise iç çapı 162 mm olan 3,5 l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktör kullanılmıştır. Yavaş salgılama analizlerinde ise IR-470 model Shimadzu Spektrofotometre kullanılmış ve ölçümler NaCl hücreleri içinde yapılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 5.2.1.2. Mikrokapsül Yapımı Mikrokapsül eldesi için ilk adım, sürekli faz olan su fazı (jelatin-arap zamkı çözeltisi) içinde, yağ fazını damlalar halinde dağıtmak yani emülsiyon elde etmektir. Burada yüzey aktif madde olan jelatin ve arap zamkı moleküllerinden birkısmı birkaç molekül kalınlığında olmak üzere su/yağ ara yüzeyine gelir, bir kısmı da çözeltide kalır ve daha sonra koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüller oluşur. Mikrokapsül yapımı akış şeması Şekil 5.1' de verilmiştir. Reaktör içi sıcaklığını 400ºC yapacak şekilde su çevrimi yapılan reaktörde 160 ml %12,5(a/v) jelatin çözeltisi 2500 dev/dak hızla karıştırılırken üzerine 80 g parfüm (yağ) damla damla ilave edilerek bir su-yağ emülsiyonu hazırlanmıştır. Sürekli karıştırılan bu karışıma beş dakika sonra üzerine 160 ml %12,5 (a/v) arap zamkı çözeltisi katılmış ve 15 dakika daha karıştırılmıştır. Karışımın pH'sı, asetik asit ilavesi ile pH=4' e ayarlandıktan sonra karıştırıcının hızı emülsiyonun köpürmesine engel olmak için 300 dev/dak'ya düşürülmüştür. Karışımın seyreltilmesi için ise üzerine mümkün olduğunca yavaş ve düzenli bir şekilde 400 ml su püskürtülerek ilave edilmiştir. Bu seyreltme şekli ile kolloid fazın yağ damlaları çevresindeki dağılımının bozulmasına fırsat verilmemiş olunmaktadır. Kolloit fazın çapraz bağ oluşumu ile güçlendirilmesi amacı ile değişik hacimlerde (30, 40, 50 ml) formaldehid ilave edilmiştir. Tüm bu adımlar süresince, karışımın sıcaklığı 400ºC'de sabit tutulmuştur. Oluşturulan jelatin-arap zamkı mikrokapsül duvarlarının jelleşmesini hızlı soğutma ile sağlamak için karışım, içinde 3 l soğuk su bulunan ikinci reaktöre aktarılmış ve 30ºC sıcaklıkta bir saat süre ile 300 dev/dak hızla karıştırılmıştır. Bu işlem sonunda karışım, NaOH çözeltisi ile pH'sı 9-11'e ayarlanarak bir saat daha karıştırılmıştır. Sonuçta oluşan mikrokapsüller ayrılarak filtre kağıdı üzerinde suyundan kurtarılmıştır. Daha sonra bu mikrokapsüllerden 5 g alınıp 50 ml CCl4 içine konulmuş ve çalkalanarak zamana bağlı IR spektrumları ölçülmüştür. Bazı deneylerde çapraz bağı güçlendirmek için yapılan üre ilavesi ise formaldehid ilavesi ile ayni anda yapılmıştır. Burada kullanılan üre miktarları, formaldehite göre 1/0,25, 1/0,5, 1/1 hacim/ ağırlık oranlarında olup 50 ml formaldehite karşı sırası ile 12,5, 25,0 ve 50,0 gram olarak kullanılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 26
Şekil 5.2. Mikrokapsül Yapımı Akış Şeması
6. ARABİK GAMIN PAZARLANMASI Sudan dünya pazarlarına arap zamkı ihraç eden en büyük üretici ve ihracatçıdır. Arap zamkı ihracatının sağlam bir yapıya oturtulabilmesi için, “The Gum Arabic Co.” Adlı bir resmi şirket kurulmuş olup, bütün arap zamkı ihracatı bu şirkete devredilmiştir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Pazarlama politikası dikkate alındığında “The Gum Arabic Co.” pazarın devamlılığını sağlayacak, ikame ürünlerin kullanılmasına engel olacak pratik politikaları benimsemektedir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Arap zamkı fiyatları gerçekçi ve makul düzeyde tutulmak ve bu şekilde halen ikame ürün araştırmalarında olan tüketicileri nişasta ve nişasta türevlerinden vaz geçirip, tabii ürüne dönmelerini sağlamaktır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, …).27 “The Gum Arabic Co.” stokları elinde tutarak fiyatları ve arzı dengelemektedir. Bu ise bugünkü tüketim düzeyinde dünya piyasalarına düzenli ve sürekli mal teminini ve arap zamkının yeni kullanım alanlarının tespitine imkan sağlamaktadır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27
KAYNAKLAR
21. Aksoy, S., 2003. Polimer Teknolojisi. Yüksek Lisans Dersi Ödevi, Ankara, 20 s.
22. Dönmez, M., Cankurtaran, M., İlseven, S., 2010. “ Diyet Lifleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri. “ Ulusal Meslek Yüksekokulları Öğrenci Sempozyumu, 21-22 Ekim.Düzce. 13.17.http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 01.12.2010).
9. http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html (13.02.2011).
12.http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html (13.02.2011). 8.14.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg (30.12.2010). 28.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA (23.03.2011). 32. http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html (07.05.2011). 18.http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html (13.02.2011). 35. http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1 (09.05.2011). 10. http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller (13.02.2011). 38.http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011) 23.24.http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html (13.02.2011). 1.3.4 http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5 (09.2008) 4.http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f (17.12.2010). 11. http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm (13.02.2011). 25. http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html (13.02.2011). 33.http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1 (07.05.2011). 36.(http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228 (09.05.2011). 37. http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr (09.05.2011). 15.16.20.27.http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4 (30.12.2010). 30. http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011) 34. http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011 19. http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html (12.02.2011).
31.Kılınççeker, O., Küçüköner, E., 2005. Gıdalarda Gamların Yenilebilir Film Olarak Kullanımı, Van, 181-186. 29. Koçak, S., 2006. Mayonezde Mikrobiyolojik Raf Ömrü. Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 59 s. 26.Övez, B., Yüksel, M., Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları, Çevkor,2002,26-29. 2.5.Sungur, B., Ercan, R.,2004. Suda Çözünebilir Gamların Gıda Endstrisinde Kullanım Olanakları, Gıda Mühendisleri Dergisi, 17 Nisan, 28-32. 7. Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 2009
GİRİŞ Gamlar hidrokolloid veya stabilizör gibi isimlerle bilinen maddeler olup gıda sanayisinde kıvam artırıcı, stabilize edici, kapsülleyici, kaplayıcı veya köpük tutucu gibi amaçlarla yaygın bir şekilde kullanılır. En önemli özellikleri hidrofilik karakterleri nedeniyle düşük oranda kullanıldıklarında sulu çözeltilerde ve süspansiyonlarda jelleşme yapmaları veya kıvamı artırmalarıdır. Suda çözünerek veya şişerek serbest suyu bağlar, viskoziteyi artırırlar(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çesitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır. Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Akasya gamı gıda sektörü ve diğer sektörlerde birçok amaç için kullanılmaktadır(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
2.GENEL BİLGİLER
2.1. Hidrokolloid Nedir? Gam terimi ilk olarak, yapışkan, zamkımsı, bitkilerden sızan doğal maddeler için kullanılmıştır. Gamın teknik olarak kabul edilen tanımı ise, kıvam artırıcı ve/veya jelleştirici etki vermek için suda dağılabilen veya çözünebilen polimerik karbonhidratlar olarak açıklanmaktadır. Bu tip maddeler kolloidal yapıda ve hidrofilik kolloid özellikte olduklarından “hidrokolloidler” olarak da adlandırılırlar. Gıda endüstrisinde gamlar, jelleştirici, kıvam artırıcı, stabilize edici ve süspansiyon oluşturucu ajanlar olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bu yaygın kullanımın nedenleri arasında, hidrokolloidlerin kaliteyi iyileştirmeleri ve geliştirilen yeni teknolojilerin kullanılmasına ve bu teknolojilerdeki üretim-işlem ekipmanlarının uygulanmasına olanak sağlamaları gösterilmektedir. Uluslararası gıda kodeksi (CAC) tarafından yapılan gıda katkı maddeleri sınıflandırılmasında, gam adı altında bir sınıf oluşturulmamıştır. Ancak söz konusu maddeler yukarıda belirtilen fonksiyonları doğrultusunda “jelleştirme ajanları” ve “kalınlaştırıcılar” olmak üzere iki ana sınıf altında toplanmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Hidrokolloidlerin bir çoğu molekül içinde birleşmiş olarak kalsiyum, potasyum, magnezyum ve bazen de diğer metalik katyonları bulunduran anyonik veya nötral kompleks ve dallanmış heteropolisakkaritlerin bir grubunu oluşturmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Çizelge 1’de suda çözünebilir gam tipleri ayrıntılı olarak verilmiştir (Sungur ve Ercan, 2004). (2)
Çizelge 2.1. Suda Çözünebilen Gam Tipleri (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010)
TİP KAYNAK
Reçine gamları
Gam arabik Acacia sp.
Karaya Sterculia sp.
Tragakant Astragalus sp.
Deniz yosunu ekstraktları
Karragenan Chondrus ,Eucheuma spp.
Agar Gracilaria, Gelidium spp.
Aljinat Laminaria, Macrocystis spp.
Tohum ekstraktları
Guar Cyamopsis tetragonolobus
Keçiboynuzu gamı Ceratonia siliqua
Mikrobiyel gamlar
Ksantan gam Xanthomonas compestris
Gellan gam Pseudomonas clodea
Bitki ekstraktları
Pektinler Elma, turunçgil kabukları
Konjac unu Amorphophallus sp.
Modifiye gamlar
Selüloz gam Sodyum karboksimetil selüloz
Selüloz jel Mikrokristalin selüloz
Metil selüloz Metil selüloz
HPMC Hidroksipropilmetil selüloz
Bütün hidrokolloitler, kompleks karbonhidratlardır (polisakkarit). Yapılarında polisakkaritlerden başka, kalsiyum, potasyum, ve magnezyum gibi elemenler ile şeker asitleri (galaktronik asit ve gluktronik asit) veya şeker alkolleri (poliol, polihidroksiasetol) bulunur. Şekerlerin birbiriyle bağlanma tipleri, farklı hidrokolloitlerin meydana gelmesinde rol oynar. Genellikle, polisakkaritlerde en fazla bulunan şekerler galaktoz, arabinoz, ramnoz, ksiloz, glukoz, mannozdur.
Doğal ve yapay bütün hidrokolloitlerin genel özellikleri hidrofil olmalarıdır. Bu nedenle “Hidrofil kolloitler” adıyla da bilinirler (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.2. Gıda Sanayinde Kullanılan Önemli Stabilizörler
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Suda çözünme oranı yüksektir. (%50’nin üzerinde). Diğer doğal zamklar, viskozitelerinin yüksek olması nedeniyle %5’den fazla çözünmezler. Gıda endüstrisinde en çok tat – koku koruyucu, içeceklerde köpük stabilizörü, kek kreması ve soslarda köpük tutucu, dondurma ve konfeksiyoneri ürünlerinde stabilizör ve emülgatör olarak kullanılır. Koyulaştırıcı özelliğinden, ciklet ve pastil üretiminde yararlanılır. Diğer kullanım alanları; turunçgil uçucu yağ emülsiyonları, aroma emülsiyonları ve sprey kurutulmuş çeşni ürünlerinde, şekercilikte kristalleşmeyi önleyici, jellerde koyulaştırıcı olarak (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Kitre Zamkı:
Şekil 2.1. Kitre Zamkı Ağacı
(http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011)32 Anadolu'da yetişen muhtelif geven (Astragalus) çeşitlerinin gövdelerinden sızıp havada katılaşan, beyaz yahut krem renkli plaka veya şeritler halinde bulunan yapışma kaabiliyeti az bir zamk cinsidir (http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011).32
Yine gövdenin çizilmesi suretiyle akan sıvıdan elde edilmektedir. Sağlığa zararlı değildir ve bu nedenle ADI değeri sınırlandırılamamıştır. Gıda sanayinde koyulaştırıcı ve stabilizör olarak kullanılmaktadır. Dondurmacılıkta stabilizör özelliği, jöle yapımında koyulaştırıcı özelliği nedeniyle (20g/kg) tercih edilir. Ayrıca, süttozunda, peynirde ve çikolatalı hazır içeceklerde kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
3. Karaya Zamkı:
Hindistan’da yetişen bir ağacın kurutulmuş salgısıdır. Çok yüksek molekül ağırlığında (9.5 milyon) kompleks bir polisakkarittir. Suda çözünmez, ancak su absorbe ederek çok yoğun kolloidal karışım meydana getirir. Stabilizör ve emülgatör özelliktedir. Salata soslarında emülgatör, et ürünlerinde bağlayıcı, buzlu gazoz ve şerbet üretimde serbest suyun kaybını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, peynirde su ayrılmasını önleyici ve böylece sürülme özelliğini kolaylaştırıcı, ayrıca kremalı ürünlerde stabilizör olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Arabinogalaktan:
Bir ağacın gövde salgısı olup, düşük konsantrasyonlarda bile yüksek viskozite göstermektedir. Gıda endüstrisinde ürünün lezzet özelliğini sabitleştirmek için kullanılan bir stabilizördür. Ayrıca, gıdalarda emülgatör, stabilizör, uçucu yağlarda aroma ve viskozite koruyucu olarak yer alır. Yapay tatlandırıcılar, salata sosları ve puding karışımlarında kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Gatti Zamkı:
Bir ağacın gövde salgısıdır. Açık kremden koyu kahverengine kadar değişen renktedir. Açık renk, bir kalite kriteridir. Çok yaygın değildir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Keçiboynuzu Zamkı:
Keçiboynuzu bitkisinin meyve endosperminden elde edilir. Endüstride kullanımı, birim fiyatının diğerlerine kıyasla yüksek olması nedeniyle sınırlıdır. Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.2. Keçi Boynuzu Zamkı
(http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011)
Keçiboynuzu Zamkı 80-90 C derece sıcaklık uygulamalarında çözünebilmektedir. Tek başına kullanıldığında kıvam arttıcı, koyulaştırıcı , su bağlayıcı özelliği bulunmaktadır. Ağırlığının 50 katı su tutma kapasitesine sahiptir (http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011). 33
Guar zamk:
Bir bitkinin tohumundan elde edilir. Dondurma stabilizörü olarak önemli bir kullanım alanı vardır. Dondurmada, özellikle yüksek sıcaklık kısa süre prosesinde, hidrasyon oranı ve su bağlama özellikleri çok etkilidir. Ayrıca, yumuşak peynirlerde tekstürü modifiye edici ve randıman arttırıcı, hamur ve diğer fırın ürünlerinde daha fazla esneklik kazandırıcı, soslarda bağlayıcı ve yağlayıcı olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Agar:
Gelidium ve diğer kırmızı alg (deniz yosunu) türlerinin su ekstraksiyonuyla elde edilen bir üründür. Uzun zincirli bir polisakkarittir. Yapısında agaros ve agaropektin olmak üzere iki fonksiyon bulunur. Fazla olan agaros miktarı, jel yapıcı özelliği sağlar. Ağar, daha çok kırmızı alglerde ve Ca, Mg tuzları olarak mevcuttur. Agarın, jel yapma özelliği, jelatinden yaklaşık 10 kat fazladır. Gıda sanayinde en çok et ve balık konserveleri, jöleli şekerler, puding ve tatlılar, pastacılık ürünleri ve eritme peynirlerinde, meyve sularını durultmakta kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Aljinik Asit:
Aljinik asit ve türevleri polisakkaritlerdir. Molekül ağırlığı 20000 – 240000 olan aljinik asit, suda sınırlı çözünmesine rağmen, suyu iyi absorbe eden bir maddedir. Dondurma, şerbet ve peynirlerde stabilizör, sütlü puding ve jel halindeki sulu tatlılarda jelleştirici, meyveli içecek ve diğer meşrubatlarda süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı, mayonezde emülgatördür. Et, balık ve diğer benzeri ürünlerin kaplanmasında, film oluşturucu madde olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Karagenan: Ca, Na ve K tuzları şeklinde, alglerin yapıtaşı olan bir polisakkarittir. Karagenan, büyük ve küçük molekül yapısı gösterir. İlkinde molekül ağırlığı 1 milyon civarındadır; sindirilemez özelliğine rağmen, bağırsak mukozasına herhangi zararı yoktur. Karagenanın ticari önemi agardan daha fazladır.
Karagenanın, çikolata üretiminde süt içerisindeki kakao partiküllerinin süspanse olmasını sağlamak amacı ile sütlü pudinglerde ve sulu jölelerde jelleştirici olarak kullanılır. Ayrıca, dondurma yapımında suyun ayrılmasını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, renkli dondurmalarda renk kaybını önleyici olarak kullanılır.
Kullanımında amaç, ürünün raf stabilitesini sağlamak ve soğutulmadan saklanan konserve tatlı jel ürünleri hazırlamaktır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.3. Karagenan
(http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011). 34
Furselan: Kırmızı alglerin ekstraktıdır. Jel oluşturucu olarak sütlü ve sulu ürünlerde geniş çapta kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları süt pudingleri, reçeller, jöleler, marmelatlar, diyet ürünler, fırın ürünleri ve ilgili jellerdir. Ayrıca, et ve balık muhafazasında kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Karboksimetilselüloz (CMC):
Karboksimetil Selüloz, veya CMC, selüloz zincirini oluşturan glukopiranoz monomerlerinin hidroksil gruplarına, karboksimetil gruplarının(-CH2-COOH) bağlanması ile oluşan bir selüloz türevidir. Karboksimetil selüloz (CMC;E466) alkali grupların ve kloroasetik asidin reaksiyonu sonucu oluşan selüloz türevidir(http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011). 35
Şekil 2.4 Karboksimetilselüloz Kimyasal Formülü (http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011) 35
Na – CMC, ticari önemi olan bir stabilizördür ve tanecik şeklinde üretilir. Suda kolay çözünmesi ve çok amaçlı özelliği nedeniyle yaygı kullanılan bir hidrokolloittir. Dondurma, şerbet ve dondurulmuş konfeksiyoneri ürünlerinde buz kristallerinin oluşumunu önleyici; krema, jöle ve pudinglerde sineresis olayını engelleyici; pasta ve diğer fırın ürünlerinde hacim artışı sağlayıcı ve suyu koruyucu; diyet gıdalar ve meşrubat sanayinde emülgatör ve stabilizör olarak kullanılmaktadır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Metilselüloz ve Hidroksipropilmetilselüloz: Soğuk suda çözünebilir katkılardandır. Metilselüloz çözeltisi ısıtıldığında viskozitesi yükselir ve 50 – 55°C’da jelleşir. Bu jelleşme noktası, hidroksipropil gruplarına bağlı olarak yükseltilebilir (max 85°C’ye). Jelleşme noktası, katkı maddeleri kullanılarak da değiştirilebilir. Elektrolitlerin bir çoğu ile sakaroz, gliserol ve sorbitol jelleşme noktasını düşürürken, etanol ve propilen glikol yükseltici etkiye sahiptir. Emülgatör, film oluşturucu, koloit koruyucu, stabilizör, süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı olarak kullanılabilmektedir. Fırın ürünleri, mayonez, dondurma ve diğer süt ürünlerinde kullanılabilmektedir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Hidroksipropilselüloz: 40°C’dan düşük sıcaklıklarda suda çözünmesine rağmen, daha yüksek sıcaklıklarda çözünmez. Fakat, hem sıcak hem soğuk polar organik çözücülerde çözünebilir. Genellikle pH 3 – 10 aralığında stabildir. İyi bir film oluşturma özelliğine sahip olup, oluşturduğu filmlerin esneme yeteneği ve ısıyla yapıştırma yeteneği mükemmeldir. Yüzey aktif özelliği oldukça yüksektir; su – yağ emülsiyonlarının oluşumunda kolaylık sağlar. Çırpılmış kremalar, mayonez, bazı süt ürünleri ve tatlılarda kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Mikrokristalselüloz:
Beyaz, kokusuz, ince ve serbestçe akabilen kristal bir tozdur. Su, alkalin çözelti ve organik çözeltilerin çoğunda çözünmez. CMC ihtiva eden mikrokristalin ürünler, %1’in altındaki konsantrasyonlarda ise jel oluşturur. Gıda sanayinde, gıda değeri olmayan dolgularda, konserve edilmiş ürünlerde raf stabilitesi için, salata, dondurulmuş tatlılar, et, süt ve fırın ürünlerinde stabilizör olarak kullanılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3)
Ksantan Gum: Ksantan gam, glikoz ya da sakarozun Xanthomonas campestris bakterileriyle fermantasyonundan elde edilen bir polisakkarittir. Gıda sektöründe uygulanması çizelge 2.1’ de verilmiştir. Çizelge 2.1 Ksantan Gam’ ın Gıda Sektöründe Uygulanması (http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228, 09.05.2011)36
Özellik Uygulama Alanı
Yapışkanlaştırıcı Pasta kaplama şekerleri ve jöleleri
Bağlayıcı malzeme Evcil hayvan mamaları
Kaplama malzemesi Pastacılık, unlu mamuller
Emülgatör Salata sosu
Film oluşturma Koruyucu tabakalar, sosis kaplaması
Köpük sabitleme Bira
Gluten yerine kullanılabilme ve hamur işleme Unlu mamuller, makarna
Stabilizatör Dondurma, salata sosu, meyve suları, margarin
Kabartma malzemesi İşlenmiş et ürünleri
Pıhtılaşma önleyici, donma-erime kararlılığı Peynir, dondurulmuş gıdalar
Kıvam arttırma Reçeller, soslar, şuruplar ve turta dolguları
Glukozdan alkol fermantasyonu yolu ile arıtılması ile üretilebilmektedir. Çok küçük konsantrasyonlarda oldukça yüksek viskozite gösterir. Sıcak ve soğuk suda hemen çözünür. Dondurulma şartlarında bile stabildir. Yüksek alkolün ve asidin ortamda jelleşme özelliğini korur. Çok az miktarda ksantam gum (%0.25 – 0.3 ) su – yağ emülsiyonlarında stabilite sağlar, meyve salataları için önemlidir. Bu etki gamın pseudoplastik özelliğinden ileri gelir. %0,5’den az konsantrasyonlarda pişirilerek pudinglrde yeterli jel özelliği verir. Fazla şekerli ürünlerde de kullanılır. Ksantam gum gıdalarda stabilizör, emülgatör, koyulaştırıcı, süspansiyon oluşturucu, tekstür geliştirici veya köpük arttırıcı olarak kullanılmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda yüksek viskoziteli çözeltiler verdiğinden, farklı sıcaklıklar da viskozitesinde az değişiklik görüldüğünden ve geniş bir pH aralığında üstün stabilite gösterdiğinden çok önemli fonksiyonlara sahiptir. Aynı zamanda, donma – çözülme stabilitesi ve süspansiyon oluşturma değerleri iyidir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5,30.12.2010).(3)
Pektin: Ana hidroliz ürünleri galaktronik asit ve metil alkol olan bileşikler, genellikle “pektik maddeler” olarak bilinir. Pektik maddeler galaktronik asitten veya galaktronik asidin metil esterlerinden oluşan polisakkaritlerdir. Molekül ağırlıkları 10000 – 40000 arasındadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Pektik maddeler, bütün hücre duvarlarında değişen oranlarda bulunurlar. Pektin ise; pektik maddelerce zengin bitkisel kaynaklardan sıcak su, asitler veya kompleks bileşenler vasıtasıyla ekstraksiyondan ve bu elde edilen ekstraktların alkol veya polivalent tuzlar ile çöktürülmesinden elde edilir(http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr, 09.05.2011).37 Genel olarak, pektin (veya pektinler), farklı oranda metil ester içeren, değişik nötralizasyon derecesinde bulunan ve suda eriyen pektinik asit içerir; uygun şartlar altında şeker ve asitle jel oluşturur. Endüstride pektin üretiminin hammaddesi elma posası ile turunçgil meyve kabuklarıdır. Pektin, hammaddenin asit veya alkali ekstraksiyonu yada enzimatik reaksiyonuyla elde edilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Molekül ağırlığı yüksek ve metil ester gruplarının oranı fazla olan (düşük oranda serbest karboksil grupları içeren) pektinler daha sıkı jel yaparlar. Asit, şeker ve pektinin sudaki dengeli çözeltisi ısıtılıp soğutulursa, karışım “pektin jeli” denen kıvamlı bir yapıya dönüşür.
Pektin jelinin özellikleri üzerine; pektin miktarı ve nitelikleri, ortamın pH derecesi, sıcaklık ve kuru madde konsantrasyonu (şeker) gibi faktörler etkilidir. Pektinin doğru kullanımı için, pektinin jel oluşturma derecesi ve jelleşme süresinin çok iyi bilinmesi gerekir. Gıda sanayinde kıvamlaştırıcı ve jelleştirici özelliğinden yararlanılan pektin, daha çok reçel, marmelat, jöle, lokum, meyve suyu, dondurma, balık konservesi olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Jelatin:
Hayvansal kaynaklı doğal bir hidrokolloittir. Kemik ve deriden elde edilir. Renksiz ve kokusuzdur. Jel oluşturucu ve stabilize edici özelliğinden dolayı, gıda endüstrisinde çok kullanılmaktadır. Jelatin stabilizör olarak, et ürünleri, konserve, tatlı, pasta, puding, meyve jölesi, dondurma, çiklet ve eritme peyniri üretiminde kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Jelatin gıda katkı maddesi olarak kullanımı her ülkede serbesttir. Ancak, saflık derecesi çok önemlidir; kül miktarı en çok %2 – 3.5, SO2 miktarı ise en çok 100 – 125 mg/kg olmalıdır. Bazı ülkelerde doğrudan gıda maddesi sayılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Şekil 2.5. Jelibon Yapımında Jelatin Kullanımı http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011 Jelatin, gıda maddelerinin üretiminde, üretilen ürüne göre değişen fonksiyonlar üstlenir. Jelatinin kullanım alanları şu şekildedir; Jelleşme ajanı: Jöleli tatlılar, etler, şekerlemeler, et sosları
Yapı sağlayıcı: Lokum, koz helvası, kremalar, sufleler, fırın ürünleri
Bağlama Ajanı: Rulo etler, konserve etler, şekerlemeler, peynirler, süt ürünleri
Koloidal yapıyı koruyucu: Şekerlemeler, dondurmalar, buzlandırılan ürünler, donmuş tatlılar
Durultma ajanı: Meyve suları. Meyve sularında kullanım oranı % 0,002-0,015 Film oluşturucu:Meyvelerin kaplanması, etler
Koyulaştırıcı: Toz içecekler, et suyu, soslar, çorbalar, pudingler, jöleler, şuruplar, süt ürünleri
İşlem yardımcısı: Tadlandırıcılar, yağ, vitamin ve renklendiricilerin mikroenkapsülasyonu
Emülgatör: Çorbalar, soslar, tadlandırıcılar, et ürünleri, kremalar, şekerlemeler, süt ürünleri
Stabilizör: Krem peynirler, çikolatalı sütler, yoğurt, buzlandırılan ürünler, kremalar, donmuş tatlılar
Yapışma ajanı: Şekerlemeler, et ürünleri
Köpürmeyi sağlayıcı: Şekerlemeler, kremalar, dondurmalar
Kristalizasyonu düzenleyici: Dondurmalar, buzlu ürünler, donmuş tatlılar ( http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011). 38 Nişasta:
Glukoz ünitelerinden oluşan bir polisakkarit olan nişasta, amiloz ve amilopektin olmak üzere farklı kimyasal yapıda olan iki ayrı birimden oluşmuştur.
Bir nişasta molekülünün % 10-20’si amiloz, % 80-90’ı amilopektindir. Nişasta, diğer karbonhidratlar gibi enzimler ve asitlerle parçalanabilmektedir. Nişastanın hidrolizi ile önce dekstrinler, daha sonra maltoz ve son olarak glukoz meydana gelir. Nişastanın hidrolizasyonundan teknik olarak alkol, bira, nişasta şurubu ve glukoz elde edilmesinde yararlanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Ticari olarak en fazla mısır, patates, buğday ve pirinçten üretilir. Suda çözünmeyen nişasta, ağırlığının 15 katı suda kaynatıldığında kolloidal bir çözelti oluşturur. Bu çözelti soğutulduğunda, beyaz renkli saydam bir jel meydana getirir. Nişasta ve türevleri gıda sanayinde pek çok ürünün hazırlanmasında katkı maddesi olarak, besleyici değer gözetmeden kıvam arttırıcı, stabilizör ve tekstür değiştirici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ucuz bir madde olması da önemli bir avantajdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Modifiye Nişastalar:
Nişasta modifikasyonunun amacı, doğal nişastanın fiziksel ve kimyasal özelliklerini geliştirmektir. Kimyasal olarak nişastayı değiştirmek için hidroliz, dekstrinleştirme, yükseltgeme, eterleştirme ve esterleştirme gibi değişik metotlar uygulanabilir. Kısaca modifikasyon, nişastanın özelliklerinin istenilen yönde geliştirilmesi için yapılan işlemlerdir.
Nişasta, nişasta süspansiyonları ve lapalarının özellikleri, büyük ölçüde moleküllerin doğal yapısına bağlıdır. Bu yapının bozulması, nişastanın ayırıcı niteliklerini ve dolayısıyla türev ürününün özelliklerini değiştirir. Normal nişasta soğuk suda jel (pelte) haline gelmez; kıvam artırıcı olarak gıdaya katıldığında, pişirmeyi gerektirir.
Modifiye nişasta soğuk suda şişer. Bu tip nişasta iyi kalitede ekmek ve pişirilmeden hazırlanan kahvaltılık tahıllar, çorba, puding, muhallebi unların hazırlanmasında, et ürünlerinde gevrek yapı verici ve bağlayıcı olarak kullanılır. Kısmen jelatinleştirilmiş nişastalar, enzim etkisine daha dayanıklıdırlar ve iri çekilmiş olarak biracılıkta kullanılırlar(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Değiştirilmiş nişasta olarak kavrulmuş dekstrinler, asitlendirilmiş ve kurutulmuş doğal nişastanın, jelatinleşme noktasının üstündeki sıcaklıklarda kavrulmasıyla elde edilir.Parçalanma derecesi ve kavurma şartlarına göre, beyaz dekstrin veya sarı dekstrin elde edilir.Kavurma işlemi, temel olarak nişasta moleküllerinin hidrolitik parçalanmasıdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3) Tahıl nişastalarının teknik alanda ve gıda endüstrisinde kullanılmalarında lineer bölümün bulunması istenmez. Çünkü bu jel, kabuk ve fazla koyuluktan sorumludur. Lineer bölümün bu etkisini düşürmek için, nişasta peroksit veya alkali hidroklorit ile modifiye edilir. Böylece nişastanın her iki bölümü de reaksiyona sokulursa da, teknik fayda esas olarak lineer bölümün yükseltgenmesinden sağlanır. Bu şekilde değiştirilmiş nişasta, daha berrak ve dayanıklı çözeltiler verir ve dağıtıcı, emülsiyonlaştırıcı olarak çok iyi koruyucu etki gösterir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.3. Hidrokolloidlerin Gıda Alanında Kullanım Amaçları “Hidrokolloit”, “zamk” (sakız, gam: gum) gibi isimlerle de bilinen stabilizörler, gıdalarda çok çeşitli fonksiyonu olan maddelerdir. Bunlar, gıda maddelerinin üretiminde arzu edilen yapıyı oluşturmak, belli bir yapıyı korumak veya iyileştirmek amacıyla kullanılan katkı maddeleridir. Stabilizörler bu fonksiyonlarını, gıdanın farklı fazları arasına homojen bir şekilde girerek ve ortama stabil ( dengeli, karalı, sağlam, değişmez )bir yapı kazandırarak yerine getirirler(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Molekül yapılarındaki farklılıktan dolayı stabilizörlerin yüzey aktiviteleri emülgatörlerden genellikle daha düşüktür.Bu maddelerin çeşitli fonksiyonları arasında jelleştirici, süspanse edici, emülsiyon yapıcı ( emülgatör ), stabilize edici, koyulaştırıcı ( kıvam arttırıcı ), bağlayıcı, berraklaştırıcı, kapsülleyici, kaplayıcı ve köpük tutucu özellikleri sayılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(1)
Stabilizörler, kimyasal açıdan inert ( tesirsiz ) kabul edildiğinden, genellikle toksikolojik ve fizyolojik bakımdan diğer maddelere kıyasla daha az kontrol edilmişlerdir. Ancak, diğer katkı maddelerine oranla gıda üretiminde daha fazla ve sık kullanıldıklarından, toksikolojik yönleri hiçbir zaman unutulmamalıdır. Bu nedenle, stabilizörlerin üretim teknolojisine ve özellikle dayanıklılıklarını arttırmada kullanılan yardımcı madde ve yöntemlere özen gösterilmelidir. Bazı hallerde, stabilizörlerin yapısında SO2, koruyucular ve çözücüler ile ağartıcılar gibi teknik yardımcı maddelerin kalıntılarına rastlanabildiği gibi, bazen de doğal fakat saf olmayan maddeler ekonomik, teknolojik ve hijyenik sorunlara yol açabilmektedir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Stabilizörlerden koyulaştırıcılar ve jelleştiriciler, gıda sanayinde çok fazla kullanılan katkı maddeleridir. Koyulaştırıcılar, su ile yüksek viskoz bir ortam oluştururken, jelleştiriciler dayanıklı, akıcı, jölemsi bir ortam meydana getirirler.Her iki halde de su, fiziksel olarak bağlı olup, serbest hareketini kaybederek gıda maddesinin yapısını değiştirmektedir. İki grubun kimyasal etkinliği birbirine benzerdir; hidrofil gruplarına, eşit dağılmış makromoleküller bağlı bulunmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Günümüzde stabilizörlerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bunda, suda çözünen doğal zamkların (gums) etkisi büyük olmuştur. Sağlık açısından, yapay olanların ve bazı yarı yapay olanların gıdalarda kullanımına izin verilmemiştir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Hidrokolloidler yüksek miktarda su bağlayabilen,eklendikleri sulu sistemlerin akış / şekil değiştirme vb. özelliklerini modifiye eden, yüksek molekül ağırlıklı, suda çözünebilen makro moleküllerdir(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidler, sulu sistemlerde kıvamı arttırır, sistemi stabilize eder veya jelleştirebilirler.
• Makromoleküller birbirleriyle çapraz bağlanamıyorlarsa, sadece sulu sistemin hareket yeteneğini azaltarak ortamın kıvamını arttırırlar.
• Makromoleküller, birbirleriyle çarpraz bağlanabiliyorlarsa, üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturarak jelleşmeyi sağlarlar.
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Her iki özellik de sulu sistemde faz ayrımını önler. Böylece ortam stabilize olur. Makromoleküllerden oluşan bir hidrokolloid taneciği, başlangıçta kuru haldedir. Tüm makromoleküller birbirlerinden ayrılarak serbest hale geçtiğinde çözünme tamamlanır.
Toz haldeki hidrokolloidin iyi çozünmesi için ilk aşama, her partikülün karışım içinde serbest hale geçmesini sağlamaktır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Taneciklerden serbest makromoleküllere geçişin yani hidrokolloidin tamamen cözünmesinin sağlanması için önemli iki faktör süre ve sıcaklıktır. Hidrokolloidin çözünmesi için belli bir sıcaklığa kadar ısıtılması gerekmektedir ancak bu her zaman yeterli değildir. Eğer partikül boyutu çok küçükse ve mekanik etki çok fazlaysa, bu sıcaklık belirlenmiş bir sure boyunca uygulanmalıdır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidlerin gıdalardaki kullanım amaçlarına örnekler Çizelge 2.2’de verilmiştir.
Çizelge 2.2. Hidrokolloidlerin Gıdalarda Kullanım Amaçları
Meyve Suyu Gazlı İçecek Konsantre Peynir Yoğurt Krema Dondurma Sütlü İçecek
vikozite kontrolü * * * *
Partikül suspansiyonu * * * *
Ağız dolgunluğu * * * *
Köpük kontrolü * * * *
Kalori azaltma *
Aroma tasıyıcı *
Donma noktası kontrolü
*
Renk korunması * *
Maliyet azaltma * *
Over run arttırma *
Kristal kontrolü *
Su salmanın önlenmesi * * *
Tekstür kontrolü *
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
3. ARABİK GAM Akasya Mimozagillerin (Kostumlugiller) bir alt grubu olup bu grupta 900 Akasya türü mevcuttur. Bunların en önemlileri; Zamk Akasyası; Acacia Senegal, Kaşu Akasyası; Acacia catechu, Aroma Akasyası; Acacia farnesiana ve Sahte Akasyayı; Robinia psedocacia’ ı sayabiliriz. İsminden de anlaşılacağı gibi bu bitki Senegal ve Sudan gibi Sahranın etrafındaki ülkelerde yetişir. Yani tropik bir bitkidir (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 23 Boyu 2-6m arasında, gövdesinin çapı 10-25cm arasında, ağacın dalları ve yaprakları geriden bitkiye şemsiye görünümü verir. Kanat yaprakları 3-5kanatçıktan oluşur ve her kanatçıkta 10-15yaprakçık bulunur ve her bir yaprakçık 0,5cm uzunluğunda, grimsi yeşil renklidir. Çiçekleri takriben 10cm uzunluğundaki sap üzerine dikilmişlerdir. Çiçekleri beyaz renkli, kupa yaprakları kapak şeklinde, taç yaprakları mızrak şeklindedir. Meyveleri fasulye kapçığı şeklinde olup 10 cm uzunluğunda ve içinde 5-6esmer tohum bulunur(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011).23
Sudan’ da özel yetiştirilen Zamk Akasya ağaçlarından 3-12yaşları arasında olanların gövdesinde 3-6cm eninde 40-70cm uzunluğunda hafif eğimli kabukları kesilir. Şubat ve Mart aylarında bu işlem yapıldıktan sonra havalar ısındıkça soyulan kabuğun yerine ağaç yeni kabuk yapmak için, bitkinin bu kısmından sarımsı beyaz veya kırmızımsı bir sıvı akar ve bu sıvı havada sertleşerek 1-4cm çapında küre, damla veya böbrek şeklinde cam gibi parlak kristaller oluşur. Bu kristal küreler her hafta toplanarak gelişmiş ülkelere satılır (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html,13.02.2011).23 Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çeşitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır(Sungur ve Ercan, 2004). 5
Görünümü : Sarıdan kirli sarıya dönük toz veya granül halde bulunur.
Kimyasal Adı : Gum Arabic, gum akasya
Kimyasal Formülü : Polisakkarit ve glikoproteinlerin kompleks bir karışımıdır.
Ambalaj Şekli : 25 veya 50 kg. lık torbalarda
Özellikleri : Doğal kıvam arttırıcıdır. E numarası E414 dür. Gum arabic sıvıların yüzey gerilimini düşürücü özelliğe sahiptir. Arap zamkı akasya ağacından elde edilen doğal bir sakızdır ( Özellikle akasya Senegal (hashab ağacı olarak da bilinir) ve akasya Seyal). Sudan çeşitlerinin saflığı ile dünyanın en kaliteli arap zamkı üreticisidir. Dünya ihtiyacının % 80 ini karşılar.
http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02.2011).13 Gum arabic, akasya ağacından elde edilen, jellesmeyen bir gamdır. Soğuk veya sıcak suda, %50 – 55 gibi yüksek oranlarda saydam, düşük viskoziteli cözeltiler oluşturur. En stabil olduğu pH aralığı 4 – 10’dur(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010). 6
3.1. Arabik Gamın Botanik ve Kimyasal Özellikleri Arap zamkı, Acacia senegal Willd ve buna yakın türlerin dallarının yaralanmasıyla olan zamktır. Bitki, 2.6 metre yüksekliğinde bir ağaç olup, pennat yaprakları vardır ve sarı çiçeklidir. Kuzey Doğu Afrika’nın Sudan Bölgesi’nde yetiştirilir(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2010). 9 Beyazımsı sarı renkli, yuvarlak şekilli parçalar halinde olan Arap zamkı kokusuzdur. Bu drog, arabik asidin, kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzundan yapılmıştır(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2011). 9 En iyi kalite olan Kordofan zamkı beyaz renkli, küremsi, damla veya kırık köşeli parçalar halindedir. Gevrektir, çabuk kırılır. Kokusuz ve müsilajımsı lezzettedir. Diğer kalitelerde renk sarımsı olabilir ve üzerinde çatlaklar taşır(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 10 Eldesi: Zamk, kambiyum hücrelerinin şişmesi ve Gummosis denen hastalığın içe (ksileme) ve dışa (floem ve kabuğa) doğru yayılmasıyla teşekkül eder. Bu olayın olabilmesi için gövde ve dalda yaralama yapmak gerekir. Özel baltalarla yapılan yaralamadan 2-3 hafta sonra oluşan ve akan ve zamanla sertleşen zamk elle veya kazınarak toplanır. En iyi zamk ağacın kültürünün yapıldığı Kordofan da elde edilir. Burada gövde kabuğuna 60-90 cm’de 2 çizgi çekilir ve arasında 5-8 cm genişlikte şeritler soyulup alınır. Havayla temasa geçen kambiyumda yeni floem oluşuncaya kadar, 20-30 günde oluşan zamk toplanıp güneşte kurutulur(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Testler: Eşit miktar suda yavaş yavaş ama tamamen çözünür. Çözeltisi hafif asittir. Bilhassa sıcak suda çözüldüyse bekletmeyle daha da asitlenir. Yapışkandır. Seyreltilip bekletildiğinde çökme yapmaz(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 1. % 10’luk sulu çözeltisi seyreltik kurşun asetat çözeltisi ile çökelti vermez (Kitre Zamkı ve Agardan farkı) 2. İyot çözeltisi ile renk vermez (Nişasta ve dekstrin yok) . 3. Eğer Farmakope kalitesinde ise FeCl3 ile tanenler için test vermez. 4. Müsilaj, benzidin çözeltisi ve birkaç damla hidrojen peroksit ile muamele edildiğinde mavi renk verir. Böylelikle zamkta peroksidaz enziminin varlığıda anlaşılmış olur (Tragacanthadan farkı). Benzidin kanser yapıcı olduğundan bu test tavsiye edilmez. E.P.’ye göre bu test için Guayak tentürü kullanılır. 5. U.S.P’ye göre Salmonella türlerinin yokluğu kanıtlanmalıdır. (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011) Bileşimi: Başlıca arabik asitin kalsiyum tuzu olan arbinden ibarettir. Arabik asit, müsilajı HCl ile asitlendirip, dializ yaparak elde edilebilir. Seyreltik H2SO4 ile hidroliz edildiğinde ramnoz, galaktoz, arabinoz, glukuronik asitten ibaret aldobionik asit verir. Aldobionik asitler Pneumococcus bakterilerinden de elde edilir. Arap zamkı, ayrıca bir oksidaz enzimi ve % 14 su ihtiva eder. Yakıldığında % 2.7-4 kül verir(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Kaynağı:
Doğal bir polisakkarit olan Arap Zamkı, tropikal Afrika'da bulunan Acacia senegal ağacından üretilir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 01.10.2010). 11 Fonksiyon ve Özellikleri: Kıvam arttırıcı, stabilizör ve emülgatör özelliktedir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Ürünler: Birçok farklı üründe kullanılır (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Kabul edilebilir günlük alım miktarı: Belirtilmemiştir (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Yan etkileri: Kullanılan konsantrasyonlarında bilinen yan etkisi yoktur fakat yüksek konsantrasyonları, bağırsak mikroflorasının fermantasyonuna bağlı olarak gaza ve şişkinliğe neden olur (sindirimi güç bütün polisakkaritlerde görüldüğü gibi) http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011).11 Kullanımındaki sınırlamalar: Arap zamkı, bütün din grupları, yalnızca et yemeyen vejeteryenler ve etin yanı sıra süt ve süt ürünleri de yemeyen vejeteryenler tarafından tüketilebilir( http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Leguminosae familyasına ait değişik akasya ağaçlarının (özellikle de afrika kökenli olan Acacia Senegal ağacı) gövde veya dallarından sızan kurutulmuş bir sızıntı olan gum arabik; sırasıyla temizleme, havalandırma, boyutlandırma ve öğütülerek toz haline getirme gibi üretim aşamalarına tabii olarak nihai ticari formuna kavuşmaktadır. Gum arabik, spreyle kurutulmuş toz haline getirilmeden önce bir sene kurutulmakta veya olgunlaştırılmaktadır. Ticari ürün olarak kum ve ağaç kabuğu parçaları içerebileceğinden, gıdada kullanılmadan önce bu tür yabancı safsızlıklardan uzaklaştırılması gerekmektedir. Acacia senegal ağacından elde edilen türü gıda uygulamalarında kullanılan tipi olup, soluk beyaz ile turuncu-kahverengi arası renge sahip bir katı maddedir ve camsı kırıklarla ayrılmaktadır. Acacia seyal’den elde edilen türü ise daha kırılgan bir yapı sergilemektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Hidrolizinde başlıca arabinoz, galaktoz, ramnoz ve glukoronik asit gibi yüksek molekül ağırlığına sahip polisakkaritler veren bunların kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzlarını da içeren gum arabik; ticari olarak pulcuk, granül toz, silindirde veya spreyle kurutulmuş türleri olmak üzere çeşitli tipleri vardır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Temel olarak galaktoz, arabinopironoz, ramnoz, glukoronik asit ve 4-O-metilglukoronik asit olmak üzere çeşitli karbonhidratlar içeren gum arabik, bunun dışında herhangi bir karbonhidrat bulunması gamın saf bir gum arabik olmadığını veya başka bir madde ile karıştırıldığını göstermektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Yapısında çok az miktarda protein barındıran gum arabik, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Gum arabikin bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Gum arabik, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözgende çözünmeyen gum arabik, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Gum arabikin ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır (http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html ,13.02.2011). 12 Arabik gam, kimyasal olarak bir karbonhidrat polimeridir ve kısmen kalın bağırsakta parçalanır. Diyet içerisinde alınması gereken lif miktarının bir parçasıdır. Arabik gamın enerji değeri nişastanın ve maltodekstrinin enerji değerinin yarısından azdır (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Daha detaylı olarak ise, arabik gam, arabinogalaktan oligosakkaritler, polisakkaritler ve glikoproteinlerin değişken karışımıdır. Kaynağa bağlı olarak, glikan bileşenleri D-galaktoza (Acacia seyal ) bağlı L-arabinozu veya veya L-arabinoza (Acacia senegal ) bağlı D-galaktozu büyük oranda içermektedir. Acacia seyal'den elde edilen gam, Acacia senegal'a göre daha çok 4-O-metil-D-glukuronik asit fakat daha az L-ramnoz ve değiştirilmemiş D-glukuronik asit içermektedir (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gamın ortalama içeriği;
Galaktoz : % 35 - 45
Arabinoz : % 25 - 45
Ramnoz: % 4 - 13
Glukuronik Asit: % 6 - 15 Ortalama moleküler ağırlık: 350 000
% 25lik çözeltisinin pH’ı: 4.4
Intrinsic viskozitesi 12 ml/g
Brookfield viskositesi, % 25lik çözelti, 60 rpm 70 cP
Protein miktarı: % 1- 2
Toplam kül (Potasyum, Kalsiyum & Sodyum tuzları): % 3 - 4
Arabinogalaktan (AG): % 89 - 98
Arabinogalaktoprotein (AGP): % 1 - 10
Glikoproteinler (GP): % 1’den az Yapısında çok az miktarda protein barındıran arabik gam, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Arabik gamın bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır. (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gam, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözücüde çözünmeyen arabik gam, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Arabik gamın ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html,13.02.2011). 13 Bir diğer özelliği de düşük konsantrasyonlarda oldukça düşük viskozitede çözeltiler verebilmesi olan arabik gam; etkin emülsifiye etme özelliğinden dolayı yağ-su emülsiyonlarında önemli bir kullanım alanı bulmaktadır. Hazırlanan emülsiyonlar, pH ve elektrolitlere duyarsız olup, stabilizatörlerin kullanımına gerek duyulmaktadır( (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 3.2. Arabik Gamın Geçmişi Arap zamkı M.Ö. 4000 yıllarından beri ticari bir mal olarak bilinmektedir. Mısır’da Firavun’lar döneminde mürekkep, sulu boya ve boya yapımında büyük ölçüde kullanılmış olup, arap zamkı ismi çok eski dönemlerden kalmıştır. Bu nedenle de arap zamkı çok uzunca bir süredir dünya pazarlarında ticari bir mal olarak yer almaktadır(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010).8
3.3 .Arabik Gam Üretimi
Afrika kıtasında en geniş topraklara sahip olan Sudan, özellikle tarım ve enerji sektörleri ile sınai alanda girişimcilere önemli iş olanakları sunmakta, kısa ve orta vadede planlanan çeşitli altyapı projelerinin, Sudan makamlarının ülkemize müzahir tutumu da göz önüne alınarak, girişimcilerimiz ve özellikle müteahhitlerimiz için elverişli fırsatlar oluşturabileceği düşünülmektedir(Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Sudan’ın tarımsal üretimine baktığımız zaman, pamuk, sorgum, susam, ayçiçeği, yerfıstığı, Arap zamkı, buğday, bakliyat gibi insan beslenmesinde stratejik önemi olan ürünlerin yeterli olarak yetiştirilmediği, sebze ve meyve üretiminin ise kış ayları ile sınırlı kaldığı diğer mevsimlerde üretimin olmadığı, kış aylarında yetiştirilen sebze ve meyvelerin diğer mevsimlerde tüketilmek üzere depolanamadığı veya konserve ve benzeri şekillerde işlenemediği ve Sudan’da henüz böyle bir imkanın olmadığı görülmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde hashab diye bilinir.) elde edilir. Çeşitlerinin çokluğu Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır. Bu ürün meşrubat, ilaç ve yapıştırıcı sektörlerinde girdi olarak kullanılmaktadır. Buna göre 2005/2006 mevsimlerinde toplam üretilen miktar 11,9 bin MT ve 2006/2007 mevsiminde ise biraz düşüş göstererek 11,2 bin MT olarak belirtilmektedir (Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Saf Acacia Senegal çeşitinin geniş yayılımı ve bunun sağladığı kolay toplama imkanı Sudan’a en önemli arap zamkı üreticisi olma imkanını sağlamıştır. Arap zamkı Sudan için milli bir servet olup, Sudan’da 400 milyon adet arap zamkı ağacı olduğu tahmin edilmektedir. Arap zamkı ağaçlarının sadece zamk üretimi için değil aynı zamanda birtakım sosyo-ekonomik faydalar içinde korunması, geliştirilmesi gerekmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde Hashab diye bilinir ) elde edilir. Çeşitleri geniş bir dağılım göstermektedir. Bu ağaçlar adaptasyon özelliklerinin yüksek olması nedeni ile sadece kuraklığa değil aynı zamanda soğuklara karşı da dayanıklıdır. Tabii olarak tohumlarından çoğalabildiği gibi vegatatif olarak çekirdeklerinden çoğaltmak mümkündür( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Hashab genelde Orta Sudan’da yayılmıştır. Çeşitlerinin saflığı Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan Dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Son yıllarda arap zamkının önemi daha doğrusu üretimi giderek azalmaktadır. Arap zamkı üretimindeki azalma, uygulanan fiyat politikası ile doğrudan ilgili olup, fiyatlar düştükçe üretim de düşmektedir. 1994/95 sezonunda Sudan’ın arap zamkı üretimi en yüksek seviyesine (48,1 bin ton) ulaştıktan sonra üretim giderek düşmeye başlamıştır. 1999/2000 sezonunda üretim 8 bin tona kadar gerilemiş, ancak üretim 2000/2001 sezonunda 15,7 bin tona yükselmiştir. Arap zamkı üretimindeki %96’lık artışın sebebi fiyatlardaki artış olmuşturhttp://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
Çizelge 3.1. Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( 1000 Ton )
ÜRÜN 1999/2000 2000/2001
Hashab zamkı
Talh zamkı 3,6
4,4 12
3,7
Toplam 8,0 15,7
Çizelge 3.2. Firmalar İtibariyle Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( Ton )
Firma Adı 2001/2000 2000/1999 1999/1998
Gum Arabic Co.
15706 7969 27843
Warm Seas Co. 1050 - -
Malaysian African
Agricultural Co. Ltd. . 50,5 10,6 4,4
Khatoum for Gum Arabic Man. Co. Ltd
980 1677 1530
Elie Ind. Co. Ltd 4373 - -
Toplam satınalım 22159,5 9656,6 29377,4
Kaçak (toplamın % 10’u) 2216,0 965,7 2937,7
Toplam üretim 24 374,5 10 622,3 32 315,1
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.4 Arabik Gam Sınıfları Arap zamkı toplandıktan sonra şu sınıflara ayrılır:
1- Hashab zamkı elle toplanmış, selekte edilmiş ( HGHPS )
2- Hashab zamkı temizlenmiş ve kalburdan geçirilmiş ( HGC )
3- Hashab zamkı granüle halde (HGK )
4- Hashab zamkı toz halinde ( HGP )
5- Hashab zamkının kalbur üstünde kalanları ( HGS )
6- Hashab zamkı tozu ( HGD )
7- Talha zamkı (TG )
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.5. Suda Çözünen Polimerlerin Özellikleri
Suya dirençli materyaller olarak bilinen polimerler ve polimer esaslı malzemeler kauçuk, deri, ipek, pamuk ve selüloz gibi do_al kaynaklı olabildi_i gibi, plastik, elastomer, fiber, tekstil ve benzeri materyaller gibi sentetik olarak da kullanım amacına göre günlük hayatta yerini almaktadır. Bununla beraber nispeten küçük ancak önemli bir polimer grubu da suda çözünenlerdir. Suda çözünen reçineler olarak da adlandırılan bu tip polimerlerin sınıflandırılmasında orijini esas alınmaktadır; yani doğal, modifiye (yarı sentetik) ve sentetik polimerler olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar. Doğal olanları biyopolimerler olarak da adlandırılır ve bu polimerler, biyolojik sistemlerde bir veya birden fazla fonksiyonlara sahiptirler( Aksoy, 2003). 21 Başka bir sınıflandırma _ekli de iyonik yapıda olu_larına göredir. Buna göre suda çözünen polimerler, iyonik (katyonik ve anyonik) ve iyonik olmayan suda çözünen polimerler olmak üzere ikiye ayrılabilirler. 1950’ lerden itibaren ayrı bir bilim dalı halinde ele alınmaya başlanan suda çözünen polimerler ile ilgili olarak 1962 yılında Davidson ve Sittig tarafından bir derleme yayınlanmıştır( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin genel uygulama alanları ilaç, kozmetik, boya ve gıda sanayileri şeklinde özetlenebilir( Aksoy, 2003). 21 Biyopolimerler karmaşık yapılarından dolayı, incelenmelerinde özellikleri bakımından biyopolimerlere benzeyen daha basit yapıda polimerler model olarak kullanılır. Bu modeller genelde biyopolimere benzeyen sentetik polimerlerdir. Şunu da belirtmekte yarar var ki kullanıcılar, polimerik materyalin seçiminde orijinine (sentetik mi yoksa doğal mı) bakmak yerine istenilen özellikleri yerine getirmedeki etkinliğine, diğer malzemelere göre fiyatına, kolay bulunabilirliğine, fiziksel ve kimyasal kararlığına bakarlar. Genel anlamda mukayese edilirse, doğal ve yarı sentetik polimerler daha kolay hidroliz olur ve yükseltgenirler, keza biyolojik aktifliğe de sahiptirler. Tersine, sentetik polimerler kimyasal ve fiziksel açıdan daha kararlıdır; her ne kadar daha kolay bulunur olsalar da daha pahalıdırlar( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimer sınıfları: 1) İyonik olmayan (noniyonik) polimerler, 2) İyonik polimerler, a.Anyonik polimerler, b.Katyonik polimerler( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin kullanımı: a. Akrilik asit ve metakrilik asit polimerleri: Monomerlerinin sulu çözeltilerde polimerleştirilmesiyle elde edilir. Tutkal, kozmetik ve film yapımında, medikal ürünlerde, metal üretiminde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde, lastik hamurunda ve tekstilde kullanılmaktadır.
b. Etilen oksit polimerleri: Etilen oksitin katalitik polimerle_tirilmesiyle üretilir. Tutkal, seramik, kaplama, deterjan ve film yapımında, gıdalarda, petrol geri kazanımı
işlemlerinde, boyalarda ve baskı işlemlerinde kullanılır.
c. Gura (Doğal) zamk (sakız, gum): Cyamopsis tetragonoloba (Leguminosae
ailesinden) dan elde edilen galaktomannan polimerinin suda çözünen karbon
hidratıdır. Krem peynir, patlayıcı ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol
kuyusu açmada, kağıt yapımında, farmosetiklerde ve tekstilde kullanılır.
d. Arap zamkı (doğal): Akasya ağacının çeşitli türlerinin kabuğundan elde edilen,
arabik asidin calsiyum tuzu olan, bir heteropolisakkarittir. Tutkal, meşrubat, kozmetik,
gıda ve mürekkep yapımında, litografide, boyalarda, farmosetiklerde ve tekstilde
kullanılır.
e. Tragacanth zamkı (doğal): Astragallus türlerinin gurubundan elde edilir. Meşrubat,
mum, peynir, kozmetik, boyalı kalem, diet yiyecekler, el bakımı ürünleri, dondurma,
mürekkep, medikal ürünler, salça ve şerbet yapımında kullanılır.
f. Locust Bean (çekirge fasulyesi) Zamkı (doğal): Akdeniz çekirgesi fasulyesinin
endospermlerinden elde edilen bir galaktomannan polimeridir. Antidiarekler, kek,
peynir, kozmetik ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol kuyusu delme
işleiminde, kağıt işlemede, farmosetiklerde, salça yapımında ve tekstilde kullanılır.
g. Metilselüloz ve di_er alkilselülozler (selüloz eterler): Bu sınıfa giren polimerler
şunlardır: Etilselüloz (EC), etilhidroksietilselüloz (EHEC), hidroksibütilmetilselüloz
(HBMC), hidroksietilselüloz (HEC), hidroksietilmetilselüloz (HEMC),
hirdoksipropilselüloz (HPC) ve metilselüloz (MC). Selülozun, sodyum hidroksitin
sulu çözeltisi ve esterleştirici reaktif varlığında reaksiyonuyla elde edilir. Tutkal
yapımında, tarımda, seramikte, kaplamada, kozmetikte, film yapımında, gıda
yapımında, mürekkeplerde, petrol kuyusu açma çamurunda, boyalarda, kağıt işlemede,
farmosetiklerde, şampuan yapımında ve tekstilde kullanılır.
h. Poli(etilen glikol), PEG: Etilen oksitin suyla reaksiyon vermesi sonucu sürekli
katılmalarla elde edilir. Tutkal yapımında, kaplamada, kozmetiklerde, deterjanlarda,
gıda sanayinde, mürekkeplerde medikal uygulamalarda, petrol geri kazanımında,
boyalarda, kağıtyapımında ve tekstilde kullanılır.
i. Poli(etilen imin), PEI: Monomerin katılma polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
iyon değiştirici reçine ve kağıt üretiminde, fotoğrafçılıkta, tekstilde ve su kirlenmesini
kontrol için kullanılır.
j. Poli(vinil alkol), PVA: Poli(vinil asetat)’ın hidroliziyle elde edilir. Tutkal, bağlayıcı,
seramik, kozmetik, film, ambalaj, kağıt ve çelik üretiminde kullanılır.
k. Polivinilpirolidon, PVP: N-vinil-2-pirolidon’un polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
meşrubat, kozmetik ve deterjan yapımında, litografide, medikal uygulamalarda, kağıt
üretiminde, farmosetiklerde, fotoğrafçılıkta ve tekstilde kullanılır.
l. Sodyum karboksimetilselüloz, CMC: Sodyum hidroksitin sulu çözeltisinde selüloz
ve sodyum monokloroasetatın reaksiyonuyla elde edilir. Deterjan yapımında, gıda
sanayinde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde,
kirlilik kontrolünde ve tekstilde kullanılır.
m. Nişasta: Do_al bir karbonhidrat olan nişasta, glukoz birimlerinin birbirine
bağlanmasıyla oluşmuş bitkisel bir biyopolimerdir. Tutkal yapımında, gıda sanayinde,
kağıt üretiminde ve tekstilde kullanılır( Aksoy, 2003). 21
4. ARABİK GAMIN GIDA SEKTÖRÜNDE KULLANIM ALANLARI Başlıca, unlu mamüller, sekerlemeler, mesrubat ve emülsiyonlar, aroma kapsülleme ve bira gibi gıdalarda yoğun olarak kullanılmaktadır. Fırına verilmeden önce pastaların ya da bisküvilerin üzerine sürülen ya da püskürtülen gam arabik solüsyonları, su buharlaştıktan sonra çekici ve parlak bir tabaka olusturmaktadırlar. Şekerlemelerin daha iyi yapışmasını sağlamak, esnekliği düşürmek, şeker kristalizasyonunu önlemek amacıyla, jelatin esaslı şekerlemelere düşük seviyeler gam arabik solüsyonları ilave edilebilmektedir(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA, 23.03.2011). 28
- Köpük stabilizatörü olarak,
- Emulsifer ve fikse edici olarak,
- Pastacılıkta pasta üzerine sürülen şeffaf tabakaların ve pasta içine konulan şekerli kremaların imalatında stabilizatör olarak ,
- Pastil ve şekerlemelerde, Şekerlemelerin üzerindeki kaplamalarda yapıştırıcı olarak(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).16
Gıda sektöründe stabilizatör olarak kullanılır. Meyve sularında, sakızlı şekerlerde, marshmallow da, sakızda, gazlı içeçeklerde kullanılır. Toksik özelliği olmadığından dolayı kıvam ile ilgili her üretimde güvenilir bir şekilde kullanılır(http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02..2011) 17 Alkolsüz içecek üretiminde olduğu gibi içecek sanayinde aromaları ve gerekli yağları stabilize etmek için geniş çapta kullanılan yoğunlaştırıcı, emülgatör, stabilizatör ve film yapıcı gibi maddelerin pahalı kaldığı durumlarda arabik gam kullanımı oldukça yararlıdır.
Arabik gam, geleneksel sakızlarda, pastillerde kullanılmaktadır ve lokum benzeri şekerlemelerde köpük sabitleyici olarak da kullanılmaktadır. Şekerlemelerde, şekerin kristalleşmesini önlemeye yardımcıdır. Aroma kapsülleri, dondurma, puding, salata sosları, şekerleme, içecek karışımları gibi çok çeşitli alanlarda kıvam verici olarak kullanılmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011).18 Gum Arabik tamamen doğal kaynaklardan elde edilen bir üründür. Kıvam vermek amacı ile kullanılır, şekerlemelerde, şekerin kristallenmesini önlemeye yardımcıdır. Gum Arabik, dondurmalar, pudingler, soslar, şekerlemeler, içecek karışımları gibi çok farklı yerlerde kıvam verici olarak kullanılırlar. Gum Arabik yağlarda ve organik solventlerde çözünmez, etanolde çözünür. Gliserin, etilen glikol karışımlarında çok az çözünür. Düşük konsantrasyonlarda düşük viskozite özelliğindedirr. Gum Arabik emülsifiye etme özelliği sebebiyle su-yağ emülsiyonlarında özellikle kullanım alanı bulur(http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html, 12.02.2011).19
4.1. Diyet Lif Olarak Arabik Gam Kullanımı
Diyet lifi konusuna duyulan ilgi çok eski dönemlere hatta M.O 5. yüzyıla Hipokrat’ a kadar uzanmaktadır. Özellikle de son çeyrek yüzyılda diyet liflerine karsı duyulan ilgi bir hayli artmıstır. Bunun baslıca nedeni, gelişmiş ülkelerde sık rastlanan bazı hastalıklarla diyet lif tüketimi arasında ilişki olduğunu öne suren hipotezlerdir. Afrika’da bazı hastalıklar batı ülkelerine göre çok daha az görülmektedir. Yapılan incelemeler bu durumun Afrika’da diyet lif tüketiminin batı ülkelere oranla yüksek olmasından kaynaklandığını ortaya koymuştur (Dönmez ve ark., 2010). 22 Yapılan çalışmalar, diyet lifi eksikliği ile Burkitt ve Trowell’ in medeniyet hastalıkları (kabızlık, hemorait, kalın barsak, şişmanlık ) şeklinde tanımladığı bazı hastalıkların arasındaki ilişkiyi epidemiyolojik olarak destekler doğrultuda sonuçlar vermiştir. Bu duruma karşılık önlem olarak bilinçlenen halk, diyetlerine daha fazla önem vererek, günlük diyetlerinde diyet lif içeriği yüksek olan gıdaları tercih etmeye başlamışlardır (Dönme ve ark., 2010). 22 Bitki hücre duvarını oluşturan sindirilemeyen bileşenler ilk kez 1953 yılında Hispley tarafından “diyet lif” olarak adlandırılmıştır . Uluslararası platformda diyet lifler için kullanılan terimler çok karmaşık olup; plantix, complantix, bitkisel hücre duvarı kalıntısı, besleyici değeri olmayan lif, sindirilemeyen veya elverişsiz karbonhidratlar, kısmen sindirilebilen bitki polimerleri gibi terimlerin kullanılması önerilmistir. İngilizcede yaygın olarak kullanılan terim “Dietary Fibre” veya “Dietary Fiber’ dir. Türkçede ise “Besinsel Lif” veya “ Diyet Lif” en uygun terimler olarak kullanılmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifi; insanların ince bağırsağında sindirime ve emilime dirençli olan ve kalın bağırsakta tam ya da kısmi fermantasyona uğrayan yenilebilir bitki kısımlarının temel unsurlarındandır. Bitki hücre duvarında bulunan lignin; kutin, mum, suberin gibi lignin türevleri; selüloz, hemiselüloz, pektin gibi yapı polisakkaritleri, inulin ve oligofruktoz gibi oligosakkaritler, diyet lifi olarak tanımlanmaktadır. Bunun yanında, yapı bileşikleri olmayan gum arabik ve guar gum gibi gam maddeleri ve karragenan, agar, aljinat gibi deniz yosunu polisakkaritlerinin de diyet lifi olduğu bildirilmektedir. Diyet lifi, nişasta olmayan polisakkarit türevleri olarak da ifade edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifleri, birçok alt gruba ayrılmış olmasına rağmen son yıllarda FAO ve WHO tarafından sudaki çözünürlüklerine göre çözünür ve çözünmez diyet lifi olarak 2 ana grupta değerlendirilmektedir (Dönme ve ark., 2010).22 Çözünür lifler; pektin, gam, musilajlar ve suda çözünen pentozanları içermektedir. Çözünür lifler, suyu bağlayarak jel ve sıkı yapı oluşturmaktadır. Çözünür diyet lifi kandaki kolesterolün düşürülmesinde ve glukozun bağırsaktaki absorbsiyonunun azaltılmasında etkili olduğu belirtilmiştir. Çözünmez lifler; selüloz, hemiselüloz, lignin ve suda çözünmeyen pentozanları içermektedir. Çözünmez lifler, ağırlıklarının 20 katı kadar suyu absorblamakta, ancak viskoz yapı oluşturmamaktadır. Çözunmez diyet lifi, fekal hacmin artmasını sağlayarak transit suresini kısaltmakta ve kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Çözünmez diyet lifi, doğrudan posa maddesi olarak dışkı kütlesinde artışa neden olmaktadır. Buna karşılık, çözünür diyet lifi fermentasyona uğrayarak kısa zincirli yağ asitleri ile gaz oluşturmakta ve bu bileşikler bağırsak içeriğinin pH’sını değiştirerek bağırsakta bulunan bakteri kütlesinde artışa neden olmaktadır. Ancak, çözünür diyet lifinin, su tutma kapasitesi ve gaz oluşumundaki rolü dikkate alındığında dışkı hacminde artışa neden olabileceği bildirilmiştir (Dönme ve ark., 2010). 22 Besinlerimizde diyet lif değişik oranlarda bulunmaktadır. Lif miktarı cins, çesit, yetiştirme koşulları, kültürel uygulamalar ve daha birçok faktöre bağlıdır. Taze meyvenin hasat zamanına göre toplam lif içeriği değişebilir. Baklagillerin dışındaki meyve ve sebzeler, hububat ürünleri ile karşılaştırıldığında, yüksek su içerikleri nedeniyle daha az lif içerirler (Dönmez ve ark., 2010). 22 Hububat tanesinin dış dokularında daha fazla lif bulunmaktadır. Aynı şekilde meyve ve sebzelerde de dış tabakalar lif bakımından oldukça zengindir (Dönme ve ark., 2010). 22 Genel olarak diyet lif açısından zengin gıdaları şu şekilde toplayabiliriz; a) Tahıl ürünlerinden; kepekli (kepeğin %90’ı liftir) ekmekler, krakerler, mısır gevreği gibi kahvaltılık tahıllar, bulgur, çavdar, yulaf, arpa, kahverengi (kabuklu) pirinç. b) Meyvelerden; elma, armut, çilekgiller, turunçgiller, incir, kayısı, erik, kuru meyveler. c) Sebzelerden; brokoli, lahana, havuç, mısır, bezelye, patates, kabak, patlıcan, bamya. d) Çerezlerden de; fındık, fıstık, badem, leblebi, çekirdekler, patlamış mısır(Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lif içeren gıdalarda çözünür ve çözünmez lifler de değişik oranlarda bulunmaktadır. Çözünür lif grubundan; pektin elma, ayva vb. besinlerde; gamlar reçinede; β- glukan yulaf vb. besinlerde; musilajlar bitkilerde; dirençli nişasta kuru baklagillerde bulunur. Çözünmez diyet lif grubundan; selüloz kepekte, hemiselüloz tahıllarda ve lignin ise buğdayda bol miktarda bulunur . Sağlıklı beslenme acısından en yararlı olanı her iki lif grubunu içeren gıda maddelerinin alınmasıdır. Her iki lif türünün bir arada bulunmasının, hastalıklarda tek başına olduklarından daha etkili olduğu belirtilmiştir(Dönme ve ark., 2010). 22 Diyet liflerini glukoz ünitelerine parçalayan sindirim enzimleri insanlarda bulunmadığından bu bileşenler tamamen sindirilememekte ve dolayısı ile de emilememektedir. Diyet lifleri ince bağırsakta sindirilemediğinden besin değerleri yoktur. Ancak, bağırsakta fermantasyona uğradıktan sonra bir miktar enerji vermektedir. Diyet lifinin sindirilme derecesini; lifin kaynağı, partikül iriliği, lignifikasyon derecesi, canlı türü ve fizyolojik durumu etkilemektedir. Gamlar ile selüloz türevlerinin kalori değeri 1 kcal/g iken, Oatrim ve Leanesse gibi yulaf kaynaklı dekstrinlerin kalori değerleri 1 cal/g’dan daha düşüktür(Dönmez ve ark., 2010). 22 Pektin, gamlar, sindirilemeyen karbonhidratlar %90-100; musilaj, hemiselüloz %50-60; selüloz ise %30-50 oranında fermente olabilirken, lignin fermente olamamaktadır. Fermantasyon oranı metabolizma, bitki çeşidi, olgunluğu, günlük diyet miktarı ve bileşimine bağlı olarak değişmektedir. Diyet liflerinin, insan metabolizmasında 500’den fazla bakteri çeşidini etkilediği, bağırsak florası ve metabolizmasını sinerjik ve antagonist etkileri ile kontrol ettikleri belirtilmektedir(Dönme ve ark., 2010). 22
4.1.1. Diyet Lifinin Sağlık Üzerine Yararları
Lif içeriği fazla olan gıdalar ağızda uzun süre çiğnenme özelliklerinden dolayı, tükürük bezlerinin çalışmasını hızlandırırlar. Ayrıca mide asitlerinin salgılanması yönünde uyarıcı etkide bulunurlar. Diyet lifleri enerji yoğunluğu düsük olduğundan ve su çekici özelliklerinden dolayı mide içeriğinin viskozitesini arttırarak midenin boşalmasını geciktirirler. Böylece kişinin açlık hissini geciktirirler. Bu durum kilo vermek isteyen bireylerin daha uzun süre tok kalmasını sağlayarak olumlu etki göstermektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22
Diyet lifinin kolon kanseri, obezite, kalp-damar hastalıkları gibi bazı rahatsızlıklar üzerine olumlu etkisi yapılan çalışmalarla ortaya çıktıktan sonra diyet lifi tüketiminin önemi artmıştır. Ayrıca, diyet liflerinin obezite, tansiyon, hemoroit, diyare, bazı bağırsak rahatsızlıkları, hipertansiyon, damar ve bağışıklık hastalıkları üzerine etkileri olduğu belirtilmektedir(Dönme ve ark, 2010). 22 Suda çözünen lifler glikoz ve insülin metabolizmasını da düzelterek diyabetin kontrol edilmesinde yardımcı olabilirler. Aynı zamanda serum düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterol konsantrasyonunu azaltırlar. Diyet liflerinin, bağırsak transit suresi, kısa zincirli yağ asitleri üretimi, bağırsak yoğunluğu, gaz üretimi, mineral ve vitaminlerin biyoyararlığı, protein sindirimi, kolesterol ve diğer lipit metabolizmaları üzerine de etkili olduğu aktarılmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Suda çözünmeyen lifler ise barsak hareketleri ve barsak geçiş süresi üzerinde olumlu etkilerde bulunurlar. Diyet lif alımının artısı ile fekal hacmin arttığı ve barsak geçiş süresinin kısaldığı bazı araştırıcılar tarafından ortaya konulmuştur. Dışkı miktarındaki artış esas olarak diyet liflerin su bağlama özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Diyet lifler dışkı hacmini ve su miktarını arttırarak rahatlatıcı etkide bulunurlar, bu durum kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifinin kolon-rektum kanserini önlemede de etkileri vardır. Bu etkisini kolon bakteri florasını değiştirerek toksik metabolitlerin üretimini önleyerek ve dışkı atımını hızlandırarak bu metabolitlerin barsak hücreleriyle temas surelerini kısaltılmasıyla sağlamaktadır. Suda çözünmeyen liflerin tüketimi ile kolon kanseri arasında ters bir ilişki vardır. Bu nedenle buğday ve mısır kepeği gibi suda çözünmeyen lif oranı yüksek olan gıdaların günlük diyetlerde daha fazla alınması önerilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lif içeriği yüksek olan gıdalar rafine gıdalara göre daha fazla miktarda mineral madde içerirler. 100 gram buğday kepeği insan vücudunun günlük potasyum, fosfor, bakır, çinko, kükürt ve magnezyum ihtiyacının hemen hemen tamamını karşılamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Dünyadaki birçok sağlık kurulusu tarafından günlük diyetle alınan lif miktarının arttırılması önerilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü günde 25-40 g diyet lifi tüketimini önermektedir. Özellikle de bu 25-40 gramın 5-7 gramını suda çözünebilen liflerin teşkil etmesi gerektiğini bildirmişlerdir. Ancak yapılan araştırmalar gelişmiş ülkelerde bunun sadece günlük 11-12 g arasında kaldığını ispatlamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22
4.1.2. Diyet Lifinin Gıdalarda Kullanım Alanları
Diyet liflerin tercih edilmesinde tek neden sağlık üzerindeki yararlı etkileri değildir. Bunun yanında fonksiyonel ve teknolojik özellikleri nedeniyle de gıda sanayinin birçok kategorisinde önemli bir gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Diyet lifinin teknolojik özellikleri arasında hidrasyon özellikleri, yağ absorblama kapasitesi ve tekstürel özellikleri sayılabilir. Diyet lifinin hidrasyon özellikleri su tutma, su bağlama kapasitesi, şişme ve çözünürlük olmak üzere 4 farklı şekilde tanımlanmaktadır. Özellikle çözünmeyen lifler, ağırlıklarının 5 katı kadar yağı tutabilmektedirler. Bu, özellikle et ürünlerinde pişme sırasında kaybolan yağın tutulmasını sağlayarak ürünün lezzet ve tekstürel özelliklerini olumlu etkilemektedir. Ayrıca yüksek yağ absorblama kapasitesi, yağ ve su emülsiyonlarında stabilitenin sağlanmasında önem arz etmektedir. Diyet liflerinin yağ ve su bağlama özellikleri gıdaların yapı ve tekstürel özelliklerinde stabil yapının sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Ayrıca, düşük enerji değerine sahip ürünlerinde temel bileşenini oluşturmaktadır. Kullanılan lifler sayesinde son ürünün dokusu, yoğunluğu ve duyusal özellikleri değiştirilebilmektedir. Yeni lif kaynaklarının ortaya çıkışı ve lif fonksiyonelliğinin geliştirilmesi, liflerin kullanım alanları konusunda gıda endüstrisine yeni olanaklar tanımaktadır. Lifler, teknolojik birimler olarak dışkı arttırıcı maddelerden yağ ikame edici maddelere kadar geniş kullanım alanı bulmaktadır. Gıda liflerinin en çok kullanım gördüğü alanlar ise; et ürünleri, fırıncılık ürünleri, kahvaltılık tahıllar, makarna, erişte ve süt ürünleridir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifleri teknolojik özellikleri nedeni ile özellikle ısıl işlem uygulanmış et ürünlerinde, düşük yağ içerikli ürünlerde, su tutma kapasitesini arttırma, formülasyon giderlerini azaltma, tekstür gelişimine katkıda bulunma, depolama stabilitesini düzeltme, pişirme kayıplarını azaltma ve nötür bir tada sahip olması nedeniyle kullanım alanı bulmaktadır. Bu amaçla yağ oranı azaltılmış et ürünlerinde seker pancarı, bezelye, buğday, yulaf, limon albedoları, soya, elma, armut, şeftali, elma ve portakal liflerinin kullanıldığı belirtilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Fırıncılık ürünlerine lif olarak kepek katılması, o gıdanın besleyiciliğinin arttırılması, raf ömrünün uzatılması ve alınan kalorinin azaltılmasında yardımcı etki göstermektedir. Peynir, yoğurt, puding, dondurma ve dondurulmuş tatlılar gibi süt ürünlerinde de lif içeriği yüksek ingrediyenler kullanım alanı bulmaktadır. Lif içeriği yüksek süt ürünleri üretiminin temelinde, yağ ve kolesterol miktarı azaltılarak daha sağlıklı ürünler pazarlamak ve kalsiyumun yanı sıra sağlığı etkileyen yeni bileşenler kazandırmak yatmaktadır. Bu ingrediyenler sut ürünlerine temel olarak stabilizasyonu sağlama, kıvamı arttırma, sinerezisi önleme, yağı ikame etme, kaloriyi azaltma ve hacim sağlama amaçları ile ilave edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22
4.2. Arabik Gamın Mayonez Yapımında Kullanımı
4.2.1 Mayonezle İlgili Önemli Özellikler ve Tanımlar Ülkemizde yaygın olarak üretilmeyen ve genelde tanınmayan mayonez, çeşitli gıdalara aroma ve tadı geliştirmek amacıyla ilave edilen bir preparattır. Mayonezin kalitesi üretiminde kullanılan yumurta, sıvı bitkisel yağ ve diğer bazı katkı maddeleri ile
yakından ilişkilidir. İyi bir mayonez, yarı sıvı emülsiyon niteliği taşıyan bir yapıda olup,
yemeklik bitkisel sıvı yağ, yumurta ve yumurta sarısı, sirke veya limon suyu, şeker veya
glikoz şurubu gibi maddelerle çeşitli baharattan oluşur (Koçak, 2006).
Mayonez kolloidal yapıda bir ürün olup, sıvı bitkisel yağ ve sudan oluşan stabil bir emülsiyondur. İçerisinde emülgatör olarak nitelendirilen herhangi bir kolloid içerirler. Bu kolloid madde genellikle yumurtanın proteinidir. Jelatin, un, nişasta, süt ve bitkisel zamklar ve diğer kolloid maddeler, stabiliteyi artırarak fazların birbirinden ayrılmasını önlerler (Koçak, 2006).
4.2.1.1 Mayonez üretiminde kullanılan hammaddeler
Yumurta: Mayonez üretiminde genellikle yumurtanın sarısı kullanılmakla beraber
bazen akı ve sarısı birlikte kullanılmaktadır. Yumurta sarısı yapısındaki "lutein" renk
maddesi nedeniyle ve ayrıca mayoneze krem benzeri bir tekstür sağladığından dolayı
mayonez üretiminde geniş ölçüde kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanılacak yumurta
sarısının koyu sarı renkli olması istenir. Yumurta akı rengin açılmasına neden olduğu
gibi, yapısında albümin miktarının fazla olması nedeniyle stabil bir emülsiyon sağlanmasına olanak vermez. Üretimde ayrıca dondurulmuş veya kurutulmuş yumurta
sarısı da kullanılmaktadır (Koçak, 2006). 29
Sıvı bitkisel yağ: Mayonez üretiminde yaygın olarak pamuk ve mısır yağları
kullanılmaktadır. Kullanılan yağın acımamış olması, serbest yağ asitleri miktarının mümkün olduğunca düşük olması istenir. Üretimde zeytinyağı da kullanılabilir, ancak
pahalı olmasından dolayı tercih edilmez ( Koçak, 2006). 29
Laktik asit: Mayonez üretiminde bazen laktik asit de kullanılabilir. Bu amaç için %80’
lik laktik asit preparatlarından yararlanılır ( Koçak, 2006). 29
Sirke: Mayonez üretiminde damıtılmış sirke veya doğrudan açık renkli sirke
kullanılmalıdır. Sirke ürünün pH değerini düşürdüğü gibi, istenilen tadın oluşması için
de gereklidir ( Koçak, 2006). 29
Şeker ve tuz: Mayonez ve benzeri ürünlerin yapımında saf kristal şeker kullanılmalıdır.
Kullanılacak tuzun da saf ve temiz olması gerekir. İnce kristalli tuz daha iyi eridiğinden
stabil bir ürün oluşmasına yardım eder ( Koçak, 2006).29 Kıvam verici maddeler: Mayonez üretiminde uygun kıvamı sağlamak üzere kitre zamkı, arap zamkı, bitkisel kökenli zamklar veya jelatin ve nişasta kullanılır. Az miktarda kullanılan jelatin üründe iyi bir stabilizasyon sağlar, ancak jelatin kullanıldığında çevre sıcaklığının etkisi ile mayonezin kıvamında değişimler ortaya çıkabilir. Uygun oranlarda sıvı yağ, yumurta, sirke ve benzeri maddeler kullanılıyorsa, çoğu zaman kıvam verici maddelerin kullanılmasına gerek kalmayabilir. Renk maddeleri: Mayonezde renk maddesi olarak tartrazin ve yumurta sarısı boyası kullanılır ( Koçak, 2006). 29 Baharat ve aroma maddeleri: Bu ürünlerin yapımında yaygın olarak kullanılan baharat hardaldır. Hardal ürüne sarımsı bir renk ile kendine özgü bir tat vermektedir. Ancak tek başına yeterli düzeyde baharat lezzetini sağlayamayacağından, ilaveten toz halde açık renkli karabiber ve kırmızı biber de kullanılır. Baharat, mayonez yapımında önemli bir mikroorganizma bulaşma kaynağıdır. Hem bu açıdan, hem de baharatın ürünün rengini bozması sebebiyle, son yıllarda daha çok baharat ekstreleri kullanılmaktadır( Koçak, 2006). 29
5. ARABİK GAMIN DİĞER KULLANIM ALANLARI
Şekil 5.1. Akasya Ağacı
http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011). 30
Arap zamkının ilaç ve kozmetik sanayiinde kullanımı;
- Eczacılık alanında şuruplarda “suspending agent” olarak kullanımı,
- Madeni yağlar ve balık yağı emulsiyonlarında emulsifer olarak kullanımı,
- Hap ve tabletlere tat verici olarak kullanımı,
- Diet gıdalarda dolgu materyali olarak,
- Yüz pudraları ve rujlarda yapıştırıcı madde olarak,
- Losyon ve kremlerde stabilizer olarak kullanımı(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Arap zamkının sanayideki diğer kullanımları;
- Litografik baskı film ve kağıtlarında,
- Ezme ve tutkallarda dolgu maddesi olarak,
- Emulsifer ve koruyucu kolloid madde olarak,
- Özellik gösteren mürekkeplerde film oluşturmak için,
- Pillerde korozyonu önlemek için,
- Çeşitli metal kaplama işlerinde,
- Seramiklerde sırrı yüzeye bağlamak için,
- İnsektisitlerde emulsifer olarak (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Günümüzde doğal veya kimyasal ilaçların yapımında ana katkı maddesi olarak kullanılır. Bunların başında öksürük pastilleri, öksürük şekerleri, emme şekerleri, haplar, drajeler, kapsüller ve şuruplarda ana katkı maddesi, yapıştırıcı veya sertleştirici olarak kullanılır. Zamk alkolde, eterde çözülmezken, bir kat suda tutkal gibi ve iki kat suda jel gibi olur. Püskürtme usulü (gummi arabicum desenzymatum) Arap Zamkının enzim yapısı değiştirilir ve sulandırılan Arap Zamkı su buharı damıtılınca geride ince bir toz kalır. Bu Arap Zamkının bu toz hale gelmiş şekli ısıya karşı daha dayanıklı olduğundan ilaç sanayinde kullanılır(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 24
5.1. Arabik Gamın Sulu Boya Yapımında Kullanımı
Hazır ve kaliteli olarak kırtasiyelerde bulmak çok kolay olmasına rağmen bazı sanatçılar kendi suluboyalarını kendileri yapmayı tercih ederler. Çünkü seri üretime dayalı market boyalarından her yönüyle daha iyi sonuç veren ve daha üstün etkiler bırakan boyalar elde edebilirler. Bunun için biraz sabra ve biraz tecrübeye dayanan denemeler ve deneyler yapmak ve sonunda da uygun olan bir tanesinde karar kılmak yeterlidir. Deneylerin amacı uygun karışımı bulmaktır, çünkü pigmentlerin bazıları kendine özel bir bağlayıcıya (tutkal ve zamklara) ihtiyaç duyabilirler. Seri üretime dayanmayan suluboyaların yapımındaki temel zorluk eriyiklerin dengeli karıştırması ve malzemenin kalitesidir. Bir temel zorlukta elde edilen boyanın öğütülmesi ve ezilmesidir. Bu nedenle deneme sabrı olmayanlara el yapımı suluboyalar tavsiye edilmez. Ticari üretimde ezme işlemi çini mürekkep yapımında olduğu gibi güçlü ezici rulmanlarla yapılır. Renklerin elle ezilmesi muhtemelen daha iri tanecikler, homojen olmayan bir dağılım ve suda kolayca çözülüp giden bir karışım verecektir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Malzeme oranlarında yapılacak küçük değişikliklerle ortaya çıkan sonuçların nasıl bir işleve sahip olduğunu anlamak, ileri ki çalışmalarda nasıl bir yol izlenmesi gerektiği konusunda yardımcı olacaktır. Bu tecrübe önemlidir, çünkü genel olarak suluboyanın bağlayıcısı için yayınlanmış açık bir formül bulmak zordur. Çoğu formül genelleştirilmiş ifadelerle sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle istenilen etkiye bağlı olarak sanatçılar kendi formüllerini kendileri oluşturmayı tercih ederler (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.1. Sulu Boya Malzemeleri
Suluboya yapımında kullanılacak temel malzemeler ve oranları aşağıda sunulmuştur. Fakat bu oranlar istenilen boya miktarına bağlı olarak çoğaltılabilir veya azaltılabilir (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Ezilmiş Senegal veya Arap zamkı 80 gr
Kaynamış su (Damıtılmış olması tercih edilir) 160 ml
Şurup (bal şerbeti), şeker sosu veya glikoz 50 ml
Gliserin 60 ml
Koruyucu: Fenol solüsyon (yarım çay kaşığı kadar)
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen akasya ağacından elde edilen kahverengi şeffaf, yapışkan madde. En iyisi büyük taneli, şeffaf kordofon zamkıdır. Bugün A. Senegalensis’ten elde edilen bir çeşidi onun yerini almıştır. Arap zamkı yuvarlak taneli ve yumuşaktır, suda eriyerek yapışkan bir madde haline gelir. Alkol ve benzinde erimez. Krom tuzuyla karıştırılarak ışığa karşı hassas kopya tabakaları elde edildiği için fotolitoğrafi ve ofset çinko kalıbı hazırlanmasında kullanılır. Işık gören zamklı krom tabakası yapışkanlığını ve soğuk suda erime özelliğini kaybeder, fakat yumuşama özelliğini kaybetmez. Pozlamadan sonra ışık almayan bölgeler yıkanarak temizlenebilir. Arap zamkı, litografi taşlarının hazırlanmasında, zamklı kağıt yapımında, kumaş aprelemekte, likör, suluboya, çini mürekkep ve yapıştırıcı madde yapımında, minyatür sanatında kullanılır.
Kaynamış, damıtılmış su: Normal içme suyunda veya genel kullanım amaçlı saf olmayan suların içinde kaçınılmaz olarak maden tuzları bulunmaktadır. Boya yapımında kullanılan malzemeler organik malzemelerdir ve diğer organik malzemelerle kolayca kimyasal reaksiyona girebilir ve beklenilenden daha farklı sonuç verebilirler. Bu nedenle kullanılacak suyun “saf su” olması gerekmektedir. Otomobil akülerinde kullanılan ve birer litrelik bidonlar halinde satılan saf su örneklerinden birini satın almak bu iş için yeterlidir.
Şurup (Bal Şerbeti) şekerli su veya glikoz: Bu malzemelerden birisini kullanmak çalışmada pürüzsüz ve kaygan bir yüzey elde edilmesini sağlayacaktır. En kolay elde edilecek malzeme doğal olarak bal ve şekerdir. Şeker, suyunu çabuk kaybetmesi, kırılgan bir yapıya sahip olması ve nemde çabuk çözülmesi nedeniyle baldan daha kullanışsızdır. Uygun şurup balın ısıtılmış saf su içinde eritilmesiyle elde edilir. Üç ölçü saf su içinde bir ölçü balın eritilmesi yeterlidir. Gliserin: Yağlı maddelerden, sabunlaştırma yoluyla çıkarılan renksiz, tatlı şurup kıvamındaki sıvıdır. Bu madde boya karışımına nemlilik verir, boyanın aşırı katılaşmasını, çabuk kurumasını engeller, erime gücünü arttırır ve fırça kıvraklığı kazandırır. Dekstrin: (Nişastadan elde edilen bir çeşit yapışkan) Suluboya yapımında temel maddelerden birisi değildir fakat bazı sanatçılar doku ve kayganlık farklılığı yaratmak gibi özel istekleri için suluboyaya arap zamkı yerine dekstrin katmayı tercih ederler. Fakat bu arap zamkına göre daha yoğun bir kıvam verir. Bu nedenle dekstrin katkılı olmayan boyalarla yapılmış bir çalışmaya dekstrin katkılı bir boyayla müdahale edileceği zaman daha dikkatli olunması gerekmektedir. Çünkü dekstrin boyalar çalışmanın görsel bütünlüğüne zarar verecek bir etkiye sahiptir. Aynı zamanda Dekstrin arap zamkına göre ikinci kalite bir etki verdiği için resmin tamamında kullanıldığında çıkan çalışma genellikle ucuz posterler etkisinde olur. Eğer dekstrin katkılı bir sulu boya yapılmak isteniyorsa diğer malzemelerle karıştırılmadan önce bir dekstrin kremi oluşturmak gerekir. Bunun için 30 ml dekstrin tutkalına 60 ml su katıp karıştırmak yeterlidir. Tüm el yapımı malzemelerde temel kural ezme ve karıştırma işlemine özel bir özen göstermektir. Dekstrini suda eritirken de aynı kural geçerlidir ve bu maddenin de suda homojen bir şekilde eritilmesi sağlanmalıdır. Eritilmiş dekstrin diğer malzemelerin ezme işlemi yapılırken dikkatlice karıştırılmalıdır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25 Odorant (Koku yaratıcı) İsteğe bağlı olarak bağlayıcının (zamkın) içine az miktarda karanfil yağı eklenebilir. Bu boyanın küflenmesini engellediği gibi güzel bir kokuda yaratacaktır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.2. Malzemelerin Karıştırılması
Cam bir kap içine Arap Zamkı öğütülerek konur. Üzerine kaynamış saf su dökülür ve zamk eriyinceye kadar bir kaşık veya benzeri bir araçla karıştırılır. Eğer tam bir erime olmamış ve parçalar kalmışsa bir süre bekletip eriyik tekrar karıştırılmalıdır. Fakat eritmek amacıyla asla yeniden ısıtılmamalıdır, çünkü bu işlem zamkın yanmasına ve kemikleşmesine neden olacaktır. Erime yeterli düzeyde gerçekleştiğinde şurup ve fenol solüsyon bu sıvının üzerine düzenli bir şekilde eklenir. Eğer kullanılacak koruyucu (fenol) toz halindeyse daha önceden mutlaka saf su ile bir kapta karıştırılmalı ve oluşan krem kıvamındaki karışımı daha sonra cam gibi sert ve düz yüzeyde spatül ile bir süre daha ezmelidir. Tüm karışımı daha sonra kaba zerrelerden ve atıklardan arındırmak için sıkı dokunmuş bir bezle başka bir kaba süzmek gerekir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Süzülmüş ve kaba atıklarından arınmış karışım kalın bir camın üzerine dökülerek tekrar spatül ile kuvvetlice ezilir ve karıştırılmalıdır. Bu işlem, karışımı alabilecek bir büyüklükteki bir havanda da yapılabilir. Ezme işlemi karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar devam etmelidir. İstenilen kıvam elde edildiğinde karışım 3-4 saat ağzı kapalı olmayan bir kapta dinlendirilir. Daha sonra tam tersi bir şekilde ezme işlemi tekrarlanır. Yoğunlaştırılan eriyiğin içine ezme süresince yavaş yavaş damıtılmış su katılır. Su ilavesi karışımın akıcı duruma gelmesine kadar devam eder(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Bu noktadan sonra ise renklendirme işlemine başlanır. Sıvı haldeki karışıma çok az oranlarda istenilen rengin pigmentleri katılır. Karışıma dahil edilen pigmentler karışımda eriyinceye kadar ezme işlemi devam eder. Karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar renkli pigmentle doyurulur. Bu konuda dikkatli olunmalıdır çünkü elde edilen bağlayıcının miktarı bellidir, gereğinden fazla pigment eklendiğinde karışım kuruyacak ve yeterli sıvı bağlayıcı olmadığı içinde inceltme yapılamayacaktır. Son çare olarak suyla yapılacak inceltme ise bağlayıcının zayıflamasına kuruma ve yapışma dengesinin bozulmasına neden olacaktır. Sonuçta malzemeyi kurtarma amacıyla yapılacak bu işlem resmin kalitesini bozacaktır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Eğer boyanın bağlayıcısı daha kuvvetli olsun isteniyorsa, karışım tamamen yoğunlaşmadan renkli pigment eklemesine son verilir. Akıcı ve duru halde bulunan boyanın suyunu buharlaştırmak için karışım dinlenmeye bırakılır. Fakat dengeli bir buharlaşma için yavaş yavaş yoğunlaşan boyayı belli aralıklarla yoğurmak ve ezmek gerekmektedir. El yapımı suluboyalar için en kolay noktalardan birisi saklanmalarındaki kolaylıktır. Saklamak için küçük kavanozlar ve benzer kaplar fazlasıyla işe yarayacaktır. Eğer bulunabiliyorsa boya tüpleri bu iş için en ideal saklama kaplarıdır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Burada sunulan reçete sabit değildir, malzemelerin oranlarında azaltma ve çoğaltma yaparak kişiye özel karışımlarda elde etmek mümkündür. Örneğin bazı amatör suluboya yapımcıları önerilenden daha fazla tutkal bazıları ise önerilenden daha fazla gliserin eklerler. Gliserinli karışımlarda dinlendirme işlemine gerek duyulmasa da fazla inceltilmiş tutkallı suluboyaların suyunu kaybetmesi için dinlendirilmesine gerek duyulur(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25
5.2. Mikrokapsül Yapımında Arabik Gam Kullanılması 5.2.1. Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları Parfümlerin mikrokapsüllenmesi, kokunun saklanması amacının yanında var olan kokunun uzun süre kullanılması ya da başka bir ifade ile kokunun yavaş salgılanması amacı ile gerçekleştirilir. Mikrokapsül, polimerik bir duvar ve bu duvar içerisinde hapsedilmiş sıvı maddesinden oluşur. Kapsül duvarı, içindeki sıvıya inert olan bir maddedir. Mikrokapsüllerin boyutları 1-1000 mm arasındadır. 1000 mm' den büyük olanlara makrokapsüller, 1 mm' den küçük olanlara ise nanokapsüller denir. Yapımı karbonsuz kopya kağıdı ile başlayan mikrokapsüller duvar özelliklerinin değiştirilmesi ile günümüzde çeşitli alanlarda kullanılmaya başlanmıştır (örneğin, jelatin, arap zamkı gibi insan vücudu için zararsız doğal polimerli mikrokapsüllerin yapımında, tadı ve kokusu güzel olmayan ilaç tabletlerinin kaplanmasında kullanılması gibi). Duvar kalınlığı artırılarak ya da tane boyutu küçültülüp, yüzey alanı artması gibi duvar malzemesinin salgılama özelliklerinin azaltılıp, artırılabilmesi, insan vücuduna yavaş verilmesi, ya da uzun sürede yayılması istenen ilaçlar için mikrokapsüllerin kullanılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Böylece eczacılıkta, sağlıkla ilgili ilaç, vitamin, krem, kozmetik gibi bütün ürünlerde, mikrokapsüller kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde parfümlerin oksidasyona karşı korunmasında kokulu-parfümlü eşyalarda, basınca hassas kaplama kağıtlarında, daktilo şeritlerinde, fotoğraf malzemelerinde, gıda ürünlerindeki tad ve koku verici maddelerde, tarımda ilaçlamada, böcek ilaçlarında, yavaş salgılanması istenen gübrelerde, boya malzemelerinde, tütün ürünlerinde, korozyon inhibitörlerinin ve canlı hücrelerin kapsüllenmesi konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Mikrokapsül yapım yöntemlerinde, çekirdek maddenin polimer içerisinde mikron boyutunda dağılmasını sağlayabilmek için karışmayan iki sıvıdan emülsiyon yapımı ilk adımdır. Yapılış şekillerine göre çeşitli mikrokapsül yöntemleri mevcuttur. Bunlar; koaservasyon (coacervation, beraber faz oluşturma), ara yüzey ve insitu polimerizasyonu, sprey kurutma, sıvıların katılaştırılması, sıvı sisteminin ısı ile kurutulması, eritme soğutma yöntemleridir. Polimer-polimer fazının beraberce ayrıldığı koaservasyon metodu, suda çözünmeyen yağların kaplanmasında yani kapsüllenmesinde en uygun yöntemdir. Bunun için yağ fazı, duvar malzemesi olarak seçilen polielektrolit (anyon ve katyon) kolloid karışımını içeren çözelti içinde dağıtılarak su-yağ emulsiyonu hazırlanır. Karışımın pH'sı ayarlanarak koloitçe zengin fazın yağ damlaları çevresini kaplayıp çökelmesi sağlanır. Yıllardan beri jelatin-arap zamkının beraberce kulanıldığı mikrokapsüller, karbonsuz kopya kağıdı, yapıştırıcılar, fotokromik maddeler, sıvı kristaller ve ferromagnetik maddeler yapımında kullanılmaktadır. Endüstride büyük önem taşıyan mikrokapsüllerin üretim şartları patentli olduğundan yapım tekniği açık değildir. İncelenen referanslarda, yapım teknikleri için sadece patent numaraları verilmiştir. Bu çalışmada ziraat, tıp, ecza, gıda, kimya ve kozmetik sanayilerinde en fazla kullanım alanına sahip olan mikrokapsüllerin üretim metodu olan koaservasyon tekniği uygulanmıştır. Amaç olarak, kapalı ortamlarda kullanılan oda spreylerindeki parfüm dışı kimyasalların çevreye verdikleri zararlı etkilerden kurtulmak için bunların yerine kullanılabilecek mikrokapsüllenmiş parfümlerin üretimleri hedeflenmiştir. Burada mikrokapsül duvar maddesi olarak biyolojik parçalanabilir, doğal polimerlerden olan, jelatin ve arap zamkı seçilmiştir. Mikrokapsül çekirdek maddesi olarak da değişik parfümler (menekşe, limon, şeftali esansı) kullanılmıştır. Mikrokapsüllerdeki duvarların dayanıklılığını artırmak ve içerisinde hapsettiği parfümlerin yavaş salgılanmasını sağlamak amacı ile de çapraz bağlayıcı olarak formaldehit, glutaraldehit, formaldehit/üre gibi maddeler kullanılmaktadır. Formaldehit ile çapraz bağlanma yapıldığı durumlarda polimer zincirleri birbirlerine metilen köprüleri ile bağlanarak düzgün bir ağ şeklinde çapraz bağ oluşturmaktadır ( Övez, Yüksel, 2002) Formaldehit/üre kullanılarak yapılan çapraz bağlanmalarda ise formaldehid ile jelatin arasında birinci adımda oluşan bazı N-metilol grupları, üre ile reaksiyona girerek sanki üre formaldehit reçinelerinde olduğu gibi üç boyutlu bağlanmalar yaparak çapraz bağ etkilerini güçlendirmektedir. Zira çapraz bağ amacı ile formaldehit kullanıldığında, jelatin moleküllerindeki primer amin ya da sekonder amid grupları ile N-metilol türevleri oluşmaktadır. N-metilol grupları da daha sonra -OH, - CONH2, -COOH ve -NH2 grupları ile asidik ortamda reaksiyona girerek eter, amid, ester ve amin gibi daha kararlı yapılar yapabilmektedir. Burada ilave olarak üre (H2N-CO-NH2) kullanılması durumunda, bunun yapısındaki NH2 grupları ile, N-metilol grupları arasında ilave bağlanmalar meydana gelmektedir. Hatta bu bağlanma üç boyutlu olarak gerçekleşebilmektedir. Üre miktarı arttıkça da üç boyutlu bağ oluşumu oranının artması beklenmektedir ( Övez, Yüksel, 2002).26 5.2.1.1. Materyal ve Metot Bu çalışma kapsamında menekşe, şeftali ve limon esanslarının koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüllenmesi gerçekleştirilmiştir. Koaservat duvar yapısı için doğal polimerler jelatin-arap zamkı ve çapraz bağlayıcı olarak da formaldehit ve formaldehit/üre kullanılmıştır. Deneylerde E.Merck firmasından temin edilen jelatin, arap zamkı, formaldehit (%37, d=1,1 g/ml)ve karbon tetraklorür kullanılmıştır. Kullanılan parfümler, menekşe (d=0,885 g/ml), limon (d=0,950 g/ml) ve şeftali (d=0,993 g/ml) esansları olup Gülçiçek firmasından temin edilmiştir. Emülsiyon ve mikrokapsül yapımı, iç çapı 106 mm olan karıştırıcılı, 1l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktörde gerçekleştirilmiştir. Karıştırıc kanat çapı 52 mm' dir. Soğutma adımında ise iç çapı 162 mm olan 3,5 l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktör kullanılmıştır. Yavaş salgılama analizlerinde ise IR-470 model Shimadzu Spektrofotometre kullanılmış ve ölçümler NaCl hücreleri içinde yapılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 5.2.1.2. Mikrokapsül Yapımı Mikrokapsül eldesi için ilk adım, sürekli faz olan su fazı (jelatin-arap zamkı çözeltisi) içinde, yağ fazını damlalar halinde dağıtmak yani emülsiyon elde etmektir. Burada yüzey aktif madde olan jelatin ve arap zamkı moleküllerinden birkısmı birkaç molekül kalınlığında olmak üzere su/yağ ara yüzeyine gelir, bir kısmı da çözeltide kalır ve daha sonra koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüller oluşur. Mikrokapsül yapımı akış şeması Şekil 5.1' de verilmiştir. Reaktör içi sıcaklığını 400ºC yapacak şekilde su çevrimi yapılan reaktörde 160 ml %12,5(a/v) jelatin çözeltisi 2500 dev/dak hızla karıştırılırken üzerine 80 g parfüm (yağ) damla damla ilave edilerek bir su-yağ emülsiyonu hazırlanmıştır. Sürekli karıştırılan bu karışıma beş dakika sonra üzerine 160 ml %12,5 (a/v) arap zamkı çözeltisi katılmış ve 15 dakika daha karıştırılmıştır. Karışımın pH'sı, asetik asit ilavesi ile pH=4' e ayarlandıktan sonra karıştırıcının hızı emülsiyonun köpürmesine engel olmak için 300 dev/dak'ya düşürülmüştür. Karışımın seyreltilmesi için ise üzerine mümkün olduğunca yavaş ve düzenli bir şekilde 400 ml su püskürtülerek ilave edilmiştir. Bu seyreltme şekli ile kolloid fazın yağ damlaları çevresindeki dağılımının bozulmasına fırsat verilmemiş olunmaktadır. Kolloit fazın çapraz bağ oluşumu ile güçlendirilmesi amacı ile değişik hacimlerde (30, 40, 50 ml) formaldehid ilave edilmiştir. Tüm bu adımlar süresince, karışımın sıcaklığı 400ºC'de sabit tutulmuştur. Oluşturulan jelatin-arap zamkı mikrokapsül duvarlarının jelleşmesini hızlı soğutma ile sağlamak için karışım, içinde 3 l soğuk su bulunan ikinci reaktöre aktarılmış ve 30ºC sıcaklıkta bir saat süre ile 300 dev/dak hızla karıştırılmıştır. Bu işlem sonunda karışım, NaOH çözeltisi ile pH'sı 9-11'e ayarlanarak bir saat daha karıştırılmıştır. Sonuçta oluşan mikrokapsüller ayrılarak filtre kağıdı üzerinde suyundan kurtarılmıştır. Daha sonra bu mikrokapsüllerden 5 g alınıp 50 ml CCl4 içine konulmuş ve çalkalanarak zamana bağlı IR spektrumları ölçülmüştür. Bazı deneylerde çapraz bağı güçlendirmek için yapılan üre ilavesi ise formaldehid ilavesi ile ayni anda yapılmıştır. Burada kullanılan üre miktarları, formaldehite göre 1/0,25, 1/0,5, 1/1 hacim/ ağırlık oranlarında olup 50 ml formaldehite karşı sırası ile 12,5, 25,0 ve 50,0 gram olarak kullanılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 26
Şekil 5.2. Mikrokapsül Yapımı Akış Şeması
6. ARABİK GAMIN PAZARLANMASI Sudan dünya pazarlarına arap zamkı ihraç eden en büyük üretici ve ihracatçıdır. Arap zamkı ihracatının sağlam bir yapıya oturtulabilmesi için, “The Gum Arabic Co.” Adlı bir resmi şirket kurulmuş olup, bütün arap zamkı ihracatı bu şirkete devredilmiştir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Pazarlama politikası dikkate alındığında “The Gum Arabic Co.” pazarın devamlılığını sağlayacak, ikame ürünlerin kullanılmasına engel olacak pratik politikaları benimsemektedir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Arap zamkı fiyatları gerçekçi ve makul düzeyde tutulmak ve bu şekilde halen ikame ürün araştırmalarında olan tüketicileri nişasta ve nişasta türevlerinden vaz geçirip, tabii ürüne dönmelerini sağlamaktır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, …).27 “The Gum Arabic Co.” stokları elinde tutarak fiyatları ve arzı dengelemektedir. Bu ise bugünkü tüketim düzeyinde dünya piyasalarına düzenli ve sürekli mal teminini ve arap zamkının yeni kullanım alanlarının tespitine imkan sağlamaktadır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27
KAYNAKLAR
21. Aksoy, S., 2003. Polimer Teknolojisi. Yüksek Lisans Dersi Ödevi, Ankara, 20 s.
22. Dönmez, M., Cankurtaran, M., İlseven, S., 2010. “ Diyet Lifleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri. “ Ulusal Meslek Yüksekokulları Öğrenci Sempozyumu, 21-22 Ekim.Düzce. 13.17.http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 01.12.2010).
9. http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html (13.02.2011).
12.http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html (13.02.2011). 8.14.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg (30.12.2010). 28.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA (23.03.2011). 32. http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html (07.05.2011). 18.http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html (13.02.2011). 35. http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1 (09.05.2011). 10. http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller (13.02.2011). 38.http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011) 23.24.http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html (13.02.2011). 1.3.4 http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5 (09.2008) 4.http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f (17.12.2010). 11. http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm (13.02.2011). 25. http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html (13.02.2011). 33.http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1 (07.05.2011). 36.(http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228 (09.05.2011). 37. http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr (09.05.2011). 15.16.20.27.http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4 (30.12.2010). 30. http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011) 34. http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011 19. http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html (12.02.2011).
31.Kılınççeker, O., Küçüköner, E., 2005. Gıdalarda Gamların Yenilebilir Film Olarak Kullanımı, Van, 181-186. 29. Koçak, S., 2006. Mayonezde Mikrobiyolojik Raf Ömrü. Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 59 s. 26.Övez, B., Yüksel, M., Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları, Çevkor,2002,26-29. 2.5.Sungur, B., Ercan, R.,2004. Suda Çözünebilir Gamların Gıda Endstrisinde Kullanım Olanakları, Gıda Mühendisleri Dergisi, 17 Nisan, 28-32. 7. Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 2009
GİRİŞ Gamlar hidrokolloid veya stabilizör gibi isimlerle bilinen maddeler olup gıda sanayisinde kıvam artırıcı, stabilize edici, kapsülleyici, kaplayıcı veya köpük tutucu gibi amaçlarla yaygın bir şekilde kullanılır. En önemli özellikleri hidrofilik karakterleri nedeniyle düşük oranda kullanıldıklarında sulu çözeltilerde ve süspansiyonlarda jelleşme yapmaları veya kıvamı artırmalarıdır. Suda çözünerek veya şişerek serbest suyu bağlar, viskoziteyi artırırlar(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çesitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır. Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Akasya gamı gıda sektörü ve diğer sektörlerde birçok amaç için kullanılmaktadır(Kılınççeker ve Küçüköner, 2005) 31
2.GENEL BİLGİLER
2.1. Hidrokolloid Nedir? Gam terimi ilk olarak, yapışkan, zamkımsı, bitkilerden sızan doğal maddeler için kullanılmıştır. Gamın teknik olarak kabul edilen tanımı ise, kıvam artırıcı ve/veya jelleştirici etki vermek için suda dağılabilen veya çözünebilen polimerik karbonhidratlar olarak açıklanmaktadır. Bu tip maddeler kolloidal yapıda ve hidrofilik kolloid özellikte olduklarından “hidrokolloidler” olarak da adlandırılırlar. Gıda endüstrisinde gamlar, jelleştirici, kıvam artırıcı, stabilize edici ve süspansiyon oluşturucu ajanlar olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bu yaygın kullanımın nedenleri arasında, hidrokolloidlerin kaliteyi iyileştirmeleri ve geliştirilen yeni teknolojilerin kullanılmasına ve bu teknolojilerdeki üretim-işlem ekipmanlarının uygulanmasına olanak sağlamaları gösterilmektedir. Uluslararası gıda kodeksi (CAC) tarafından yapılan gıda katkı maddeleri sınıflandırılmasında, gam adı altında bir sınıf oluşturulmamıştır. Ancak söz konusu maddeler yukarıda belirtilen fonksiyonları doğrultusunda “jelleştirme ajanları” ve “kalınlaştırıcılar” olmak üzere iki ana sınıf altında toplanmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Hidrokolloidlerin bir çoğu molekül içinde birleşmiş olarak kalsiyum, potasyum, magnezyum ve bazen de diğer metalik katyonları bulunduran anyonik veya nötral kompleks ve dallanmış heteropolisakkaritlerin bir grubunu oluşturmaktadırlar(Sungur ve Ercan, 2004). (2) Genellikle suda çözünebilir gamlar olarak bilinen hidrokolloidler çeşitli biyolojik kaynaklardan elde edilen ve değişik arıtma işlemlerine tabi tutulan ve esas olarak çözünebilir liflerden oluşan polimerik karbonhidratlardır. Çizelge 1’de suda çözünebilir gam tipleri ayrıntılı olarak verilmiştir (Sungur ve Ercan, 2004). (2)
Çizelge 2.1. Suda Çözünebilen Gam Tipleri (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010)
TİP KAYNAK
Reçine gamları
Gam arabik Acacia sp.
Karaya Sterculia sp.
Tragakant Astragalus sp.
Deniz yosunu ekstraktları
Karragenan Chondrus ,Eucheuma spp.
Agar Gracilaria, Gelidium spp.
Aljinat Laminaria, Macrocystis spp.
Tohum ekstraktları
Guar Cyamopsis tetragonolobus
Keçiboynuzu gamı Ceratonia siliqua
Mikrobiyel gamlar
Ksantan gam Xanthomonas compestris
Gellan gam Pseudomonas clodea
Bitki ekstraktları
Pektinler Elma, turunçgil kabukları
Konjac unu Amorphophallus sp.
Modifiye gamlar
Selüloz gam Sodyum karboksimetil selüloz
Selüloz jel Mikrokristalin selüloz
Metil selüloz Metil selüloz
HPMC Hidroksipropilmetil selüloz
Bütün hidrokolloitler, kompleks karbonhidratlardır (polisakkarit). Yapılarında polisakkaritlerden başka, kalsiyum, potasyum, ve magnezyum gibi elemenler ile şeker asitleri (galaktronik asit ve gluktronik asit) veya şeker alkolleri (poliol, polihidroksiasetol) bulunur. Şekerlerin birbiriyle bağlanma tipleri, farklı hidrokolloitlerin meydana gelmesinde rol oynar. Genellikle, polisakkaritlerde en fazla bulunan şekerler galaktoz, arabinoz, ramnoz, ksiloz, glukoz, mannozdur.
Doğal ve yapay bütün hidrokolloitlerin genel özellikleri hidrofil olmalarıdır. Bu nedenle “Hidrofil kolloitler” adıyla da bilinirler (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.2. Gıda Sanayinde Kullanılan Önemli Stabilizörler
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen bir akasya cinsinin farklı türlerinden, gövdenin çizilmesi ile akan bir hidrokolloittir. Suda çözünme oranı yüksektir. (%50’nin üzerinde). Diğer doğal zamklar, viskozitelerinin yüksek olması nedeniyle %5’den fazla çözünmezler. Gıda endüstrisinde en çok tat – koku koruyucu, içeceklerde köpük stabilizörü, kek kreması ve soslarda köpük tutucu, dondurma ve konfeksiyoneri ürünlerinde stabilizör ve emülgatör olarak kullanılır. Koyulaştırıcı özelliğinden, ciklet ve pastil üretiminde yararlanılır. Diğer kullanım alanları; turunçgil uçucu yağ emülsiyonları, aroma emülsiyonları ve sprey kurutulmuş çeşni ürünlerinde, şekercilikte kristalleşmeyi önleyici, jellerde koyulaştırıcı olarak (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Kitre Zamkı:
Şekil 2.1. Kitre Zamkı Ağacı
(http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011)32 Anadolu'da yetişen muhtelif geven (Astragalus) çeşitlerinin gövdelerinden sızıp havada katılaşan, beyaz yahut krem renkli plaka veya şeritler halinde bulunan yapışma kaabiliyeti az bir zamk cinsidir (http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html, 07.05.2011).32
Yine gövdenin çizilmesi suretiyle akan sıvıdan elde edilmektedir. Sağlığa zararlı değildir ve bu nedenle ADI değeri sınırlandırılamamıştır. Gıda sanayinde koyulaştırıcı ve stabilizör olarak kullanılmaktadır. Dondurmacılıkta stabilizör özelliği, jöle yapımında koyulaştırıcı özelliği nedeniyle (20g/kg) tercih edilir. Ayrıca, süttozunda, peynirde ve çikolatalı hazır içeceklerde kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
3. Karaya Zamkı:
Hindistan’da yetişen bir ağacın kurutulmuş salgısıdır. Çok yüksek molekül ağırlığında (9.5 milyon) kompleks bir polisakkarittir. Suda çözünmez, ancak su absorbe ederek çok yoğun kolloidal karışım meydana getirir. Stabilizör ve emülgatör özelliktedir. Salata soslarında emülgatör, et ürünlerinde bağlayıcı, buzlu gazoz ve şerbet üretimde serbest suyun kaybını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, peynirde su ayrılmasını önleyici ve böylece sürülme özelliğini kolaylaştırıcı, ayrıca kremalı ürünlerde stabilizör olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Arabinogalaktan:
Bir ağacın gövde salgısı olup, düşük konsantrasyonlarda bile yüksek viskozite göstermektedir. Gıda endüstrisinde ürünün lezzet özelliğini sabitleştirmek için kullanılan bir stabilizördür. Ayrıca, gıdalarda emülgatör, stabilizör, uçucu yağlarda aroma ve viskozite koruyucu olarak yer alır. Yapay tatlandırıcılar, salata sosları ve puding karışımlarında kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Gatti Zamkı:
Bir ağacın gövde salgısıdır. Açık kremden koyu kahverengine kadar değişen renktedir. Açık renk, bir kalite kriteridir. Çok yaygın değildir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Keçiboynuzu Zamkı:
Keçiboynuzu bitkisinin meyve endosperminden elde edilir. Endüstride kullanımı, birim fiyatının diğerlerine kıyasla yüksek olması nedeniyle sınırlıdır. Gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.2. Keçi Boynuzu Zamkı
(http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011)
Keçiboynuzu Zamkı 80-90 C derece sıcaklık uygulamalarında çözünebilmektedir. Tek başına kullanıldığında kıvam arttıcı, koyulaştırıcı , su bağlayıcı özelliği bulunmaktadır. Ağırlığının 50 katı su tutma kapasitesine sahiptir (http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1, 07.05.2011). 33
Guar zamk:
Bir bitkinin tohumundan elde edilir. Dondurma stabilizörü olarak önemli bir kullanım alanı vardır. Dondurmada, özellikle yüksek sıcaklık kısa süre prosesinde, hidrasyon oranı ve su bağlama özellikleri çok etkilidir. Ayrıca, yumuşak peynirlerde tekstürü modifiye edici ve randıman arttırıcı, hamur ve diğer fırın ürünlerinde daha fazla esneklik kazandırıcı, soslarda bağlayıcı ve yağlayıcı olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Agar:
Gelidium ve diğer kırmızı alg (deniz yosunu) türlerinin su ekstraksiyonuyla elde edilen bir üründür. Uzun zincirli bir polisakkarittir. Yapısında agaros ve agaropektin olmak üzere iki fonksiyon bulunur. Fazla olan agaros miktarı, jel yapıcı özelliği sağlar. Ağar, daha çok kırmızı alglerde ve Ca, Mg tuzları olarak mevcuttur. Agarın, jel yapma özelliği, jelatinden yaklaşık 10 kat fazladır. Gıda sanayinde en çok et ve balık konserveleri, jöleli şekerler, puding ve tatlılar, pastacılık ürünleri ve eritme peynirlerinde, meyve sularını durultmakta kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Aljinik Asit:
Aljinik asit ve türevleri polisakkaritlerdir. Molekül ağırlığı 20000 – 240000 olan aljinik asit, suda sınırlı çözünmesine rağmen, suyu iyi absorbe eden bir maddedir. Dondurma, şerbet ve peynirlerde stabilizör, sütlü puding ve jel halindeki sulu tatlılarda jelleştirici, meyveli içecek ve diğer meşrubatlarda süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı, mayonezde emülgatördür. Et, balık ve diğer benzeri ürünlerin kaplanmasında, film oluşturucu madde olarak kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Karagenan: Ca, Na ve K tuzları şeklinde, alglerin yapıtaşı olan bir polisakkarittir. Karagenan, büyük ve küçük molekül yapısı gösterir. İlkinde molekül ağırlığı 1 milyon civarındadır; sindirilemez özelliğine rağmen, bağırsak mukozasına herhangi zararı yoktur. Karagenanın ticari önemi agardan daha fazladır.
Karagenanın, çikolata üretiminde süt içerisindeki kakao partiküllerinin süspanse olmasını sağlamak amacı ile sütlü pudinglerde ve sulu jölelerde jelleştirici olarak kullanılır. Ayrıca, dondurma yapımında suyun ayrılmasını ve büyük buz kristalleri oluşumunu önleyici, renkli dondurmalarda renk kaybını önleyici olarak kullanılır.
Kullanımında amaç, ürünün raf stabilitesini sağlamak ve soğutulmadan saklanan konserve tatlı jel ürünleri hazırlamaktır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Şekil 2.3. Karagenan
(http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011). 34
Furselan: Kırmızı alglerin ekstraktıdır. Jel oluşturucu olarak sütlü ve sulu ürünlerde geniş çapta kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları süt pudingleri, reçeller, jöleler, marmelatlar, diyet ürünler, fırın ürünleri ve ilgili jellerdir. Ayrıca, et ve balık muhafazasında kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Karboksimetilselüloz (CMC):
Karboksimetil Selüloz, veya CMC, selüloz zincirini oluşturan glukopiranoz monomerlerinin hidroksil gruplarına, karboksimetil gruplarının(-CH2-COOH) bağlanması ile oluşan bir selüloz türevidir. Karboksimetil selüloz (CMC;E466) alkali grupların ve kloroasetik asidin reaksiyonu sonucu oluşan selüloz türevidir(http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011). 35
Şekil 2.4 Karboksimetilselüloz Kimyasal Formülü (http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1, 09.05.2011) 35
Na – CMC, ticari önemi olan bir stabilizördür ve tanecik şeklinde üretilir. Suda kolay çözünmesi ve çok amaçlı özelliği nedeniyle yaygı kullanılan bir hidrokolloittir. Dondurma, şerbet ve dondurulmuş konfeksiyoneri ürünlerinde buz kristallerinin oluşumunu önleyici; krema, jöle ve pudinglerde sineresis olayını engelleyici; pasta ve diğer fırın ürünlerinde hacim artışı sağlayıcı ve suyu koruyucu; diyet gıdalar ve meşrubat sanayinde emülgatör ve stabilizör olarak kullanılmaktadır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Metilselüloz ve Hidroksipropilmetilselüloz: Soğuk suda çözünebilir katkılardandır. Metilselüloz çözeltisi ısıtıldığında viskozitesi yükselir ve 50 – 55°C’da jelleşir. Bu jelleşme noktası, hidroksipropil gruplarına bağlı olarak yükseltilebilir (max 85°C’ye). Jelleşme noktası, katkı maddeleri kullanılarak da değiştirilebilir. Elektrolitlerin bir çoğu ile sakaroz, gliserol ve sorbitol jelleşme noktasını düşürürken, etanol ve propilen glikol yükseltici etkiye sahiptir. Emülgatör, film oluşturucu, koloit koruyucu, stabilizör, süspansiyon oluşturucu ve koyulaştırıcı olarak kullanılabilmektedir. Fırın ürünleri, mayonez, dondurma ve diğer süt ürünlerinde kullanılabilmektedir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Hidroksipropilselüloz: 40°C’dan düşük sıcaklıklarda suda çözünmesine rağmen, daha yüksek sıcaklıklarda çözünmez. Fakat, hem sıcak hem soğuk polar organik çözücülerde çözünebilir. Genellikle pH 3 – 10 aralığında stabildir. İyi bir film oluşturma özelliğine sahip olup, oluşturduğu filmlerin esneme yeteneği ve ısıyla yapıştırma yeteneği mükemmeldir. Yüzey aktif özelliği oldukça yüksektir; su – yağ emülsiyonlarının oluşumunda kolaylık sağlar. Çırpılmış kremalar, mayonez, bazı süt ürünleri ve tatlılarda kullanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Mikrokristalselüloz:
Beyaz, kokusuz, ince ve serbestçe akabilen kristal bir tozdur. Su, alkalin çözelti ve organik çözeltilerin çoğunda çözünmez. CMC ihtiva eden mikrokristalin ürünler, %1’in altındaki konsantrasyonlarda ise jel oluşturur. Gıda sanayinde, gıda değeri olmayan dolgularda, konserve edilmiş ürünlerde raf stabilitesi için, salata, dondurulmuş tatlılar, et, süt ve fırın ürünlerinde stabilizör olarak kullanılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3)
Ksantan Gum: Ksantan gam, glikoz ya da sakarozun Xanthomonas campestris bakterileriyle fermantasyonundan elde edilen bir polisakkarittir. Gıda sektöründe uygulanması çizelge 2.1’ de verilmiştir. Çizelge 2.1 Ksantan Gam’ ın Gıda Sektöründe Uygulanması (http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228, 09.05.2011)36
Özellik Uygulama Alanı
Yapışkanlaştırıcı Pasta kaplama şekerleri ve jöleleri
Bağlayıcı malzeme Evcil hayvan mamaları
Kaplama malzemesi Pastacılık, unlu mamuller
Emülgatör Salata sosu
Film oluşturma Koruyucu tabakalar, sosis kaplaması
Köpük sabitleme Bira
Gluten yerine kullanılabilme ve hamur işleme Unlu mamuller, makarna
Stabilizatör Dondurma, salata sosu, meyve suları, margarin
Kabartma malzemesi İşlenmiş et ürünleri
Pıhtılaşma önleyici, donma-erime kararlılığı Peynir, dondurulmuş gıdalar
Kıvam arttırma Reçeller, soslar, şuruplar ve turta dolguları
Glukozdan alkol fermantasyonu yolu ile arıtılması ile üretilebilmektedir. Çok küçük konsantrasyonlarda oldukça yüksek viskozite gösterir. Sıcak ve soğuk suda hemen çözünür. Dondurulma şartlarında bile stabildir. Yüksek alkolün ve asidin ortamda jelleşme özelliğini korur. Çok az miktarda ksantam gum (%0.25 – 0.3 ) su – yağ emülsiyonlarında stabilite sağlar, meyve salataları için önemlidir. Bu etki gamın pseudoplastik özelliğinden ileri gelir. %0,5’den az konsantrasyonlarda pişirilerek pudinglrde yeterli jel özelliği verir. Fazla şekerli ürünlerde de kullanılır. Ksantam gum gıdalarda stabilizör, emülgatör, koyulaştırıcı, süspansiyon oluşturucu, tekstür geliştirici veya köpük arttırıcı olarak kullanılmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda yüksek viskoziteli çözeltiler verdiğinden, farklı sıcaklıklar da viskozitesinde az değişiklik görüldüğünden ve geniş bir pH aralığında üstün stabilite gösterdiğinden çok önemli fonksiyonlara sahiptir. Aynı zamanda, donma – çözülme stabilitesi ve süspansiyon oluşturma değerleri iyidir (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5,30.12.2010).(3)
Pektin: Ana hidroliz ürünleri galaktronik asit ve metil alkol olan bileşikler, genellikle “pektik maddeler” olarak bilinir. Pektik maddeler galaktronik asitten veya galaktronik asidin metil esterlerinden oluşan polisakkaritlerdir. Molekül ağırlıkları 10000 – 40000 arasındadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Pektik maddeler, bütün hücre duvarlarında değişen oranlarda bulunurlar. Pektin ise; pektik maddelerce zengin bitkisel kaynaklardan sıcak su, asitler veya kompleks bileşenler vasıtasıyla ekstraksiyondan ve bu elde edilen ekstraktların alkol veya polivalent tuzlar ile çöktürülmesinden elde edilir(http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr, 09.05.2011).37 Genel olarak, pektin (veya pektinler), farklı oranda metil ester içeren, değişik nötralizasyon derecesinde bulunan ve suda eriyen pektinik asit içerir; uygun şartlar altında şeker ve asitle jel oluşturur. Endüstride pektin üretiminin hammaddesi elma posası ile turunçgil meyve kabuklarıdır. Pektin, hammaddenin asit veya alkali ekstraksiyonu yada enzimatik reaksiyonuyla elde edilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Molekül ağırlığı yüksek ve metil ester gruplarının oranı fazla olan (düşük oranda serbest karboksil grupları içeren) pektinler daha sıkı jel yaparlar. Asit, şeker ve pektinin sudaki dengeli çözeltisi ısıtılıp soğutulursa, karışım “pektin jeli” denen kıvamlı bir yapıya dönüşür.
Pektin jelinin özellikleri üzerine; pektin miktarı ve nitelikleri, ortamın pH derecesi, sıcaklık ve kuru madde konsantrasyonu (şeker) gibi faktörler etkilidir. Pektinin doğru kullanımı için, pektinin jel oluşturma derecesi ve jelleşme süresinin çok iyi bilinmesi gerekir. Gıda sanayinde kıvamlaştırıcı ve jelleştirici özelliğinden yararlanılan pektin, daha çok reçel, marmelat, jöle, lokum, meyve suyu, dondurma, balık konservesi olarak kullanılır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Jelatin:
Hayvansal kaynaklı doğal bir hidrokolloittir. Kemik ve deriden elde edilir. Renksiz ve kokusuzdur. Jel oluşturucu ve stabilize edici özelliğinden dolayı, gıda endüstrisinde çok kullanılmaktadır. Jelatin stabilizör olarak, et ürünleri, konserve, tatlı, pasta, puding, meyve jölesi, dondurma, çiklet ve eritme peyniri üretiminde kullanılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Jelatin gıda katkı maddesi olarak kullanımı her ülkede serbesttir. Ancak, saflık derecesi çok önemlidir; kül miktarı en çok %2 – 3.5, SO2 miktarı ise en çok 100 – 125 mg/kg olmalıdır. Bazı ülkelerde doğrudan gıda maddesi sayılmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Şekil 2.5. Jelibon Yapımında Jelatin Kullanımı http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011 Jelatin, gıda maddelerinin üretiminde, üretilen ürüne göre değişen fonksiyonlar üstlenir. Jelatinin kullanım alanları şu şekildedir; Jelleşme ajanı: Jöleli tatlılar, etler, şekerlemeler, et sosları
Yapı sağlayıcı: Lokum, koz helvası, kremalar, sufleler, fırın ürünleri
Bağlama Ajanı: Rulo etler, konserve etler, şekerlemeler, peynirler, süt ürünleri
Koloidal yapıyı koruyucu: Şekerlemeler, dondurmalar, buzlandırılan ürünler, donmuş tatlılar
Durultma ajanı: Meyve suları. Meyve sularında kullanım oranı % 0,002-0,015 Film oluşturucu:Meyvelerin kaplanması, etler
Koyulaştırıcı: Toz içecekler, et suyu, soslar, çorbalar, pudingler, jöleler, şuruplar, süt ürünleri
İşlem yardımcısı: Tadlandırıcılar, yağ, vitamin ve renklendiricilerin mikroenkapsülasyonu
Emülgatör: Çorbalar, soslar, tadlandırıcılar, et ürünleri, kremalar, şekerlemeler, süt ürünleri
Stabilizör: Krem peynirler, çikolatalı sütler, yoğurt, buzlandırılan ürünler, kremalar, donmuş tatlılar
Yapışma ajanı: Şekerlemeler, et ürünleri
Köpürmeyi sağlayıcı: Şekerlemeler, kremalar, dondurmalar
Kristalizasyonu düzenleyici: Dondurmalar, buzlu ürünler, donmuş tatlılar ( http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011). 38 Nişasta:
Glukoz ünitelerinden oluşan bir polisakkarit olan nişasta, amiloz ve amilopektin olmak üzere farklı kimyasal yapıda olan iki ayrı birimden oluşmuştur.
Bir nişasta molekülünün % 10-20’si amiloz, % 80-90’ı amilopektindir. Nişasta, diğer karbonhidratlar gibi enzimler ve asitlerle parçalanabilmektedir. Nişastanın hidrolizi ile önce dekstrinler, daha sonra maltoz ve son olarak glukoz meydana gelir. Nişastanın hidrolizasyonundan teknik olarak alkol, bira, nişasta şurubu ve glukoz elde edilmesinde yararlanılır (http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3) Ticari olarak en fazla mısır, patates, buğday ve pirinçten üretilir. Suda çözünmeyen nişasta, ağırlığının 15 katı suda kaynatıldığında kolloidal bir çözelti oluşturur. Bu çözelti soğutulduğunda, beyaz renkli saydam bir jel meydana getirir. Nişasta ve türevleri gıda sanayinde pek çok ürünün hazırlanmasında katkı maddesi olarak, besleyici değer gözetmeden kıvam arttırıcı, stabilizör ve tekstür değiştirici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ucuz bir madde olması da önemli bir avantajdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Modifiye Nişastalar:
Nişasta modifikasyonunun amacı, doğal nişastanın fiziksel ve kimyasal özelliklerini geliştirmektir. Kimyasal olarak nişastayı değiştirmek için hidroliz, dekstrinleştirme, yükseltgeme, eterleştirme ve esterleştirme gibi değişik metotlar uygulanabilir. Kısaca modifikasyon, nişastanın özelliklerinin istenilen yönde geliştirilmesi için yapılan işlemlerdir.
Nişasta, nişasta süspansiyonları ve lapalarının özellikleri, büyük ölçüde moleküllerin doğal yapısına bağlıdır. Bu yapının bozulması, nişastanın ayırıcı niteliklerini ve dolayısıyla türev ürününün özelliklerini değiştirir. Normal nişasta soğuk suda jel (pelte) haline gelmez; kıvam artırıcı olarak gıdaya katıldığında, pişirmeyi gerektirir.
Modifiye nişasta soğuk suda şişer. Bu tip nişasta iyi kalitede ekmek ve pişirilmeden hazırlanan kahvaltılık tahıllar, çorba, puding, muhallebi unların hazırlanmasında, et ürünlerinde gevrek yapı verici ve bağlayıcı olarak kullanılır. Kısmen jelatinleştirilmiş nişastalar, enzim etkisine daha dayanıklıdırlar ve iri çekilmiş olarak biracılıkta kullanılırlar(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
Değiştirilmiş nişasta olarak kavrulmuş dekstrinler, asitlendirilmiş ve kurutulmuş doğal nişastanın, jelatinleşme noktasının üstündeki sıcaklıklarda kavrulmasıyla elde edilir.Parçalanma derecesi ve kavurma şartlarına göre, beyaz dekstrin veya sarı dekstrin elde edilir.Kavurma işlemi, temel olarak nişasta moleküllerinin hidrolitik parçalanmasıdır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(3) Tahıl nişastalarının teknik alanda ve gıda endüstrisinde kullanılmalarında lineer bölümün bulunması istenmez. Çünkü bu jel, kabuk ve fazla koyuluktan sorumludur. Lineer bölümün bu etkisini düşürmek için, nişasta peroksit veya alkali hidroklorit ile modifiye edilir. Böylece nişastanın her iki bölümü de reaksiyona sokulursa da, teknik fayda esas olarak lineer bölümün yükseltgenmesinden sağlanır. Bu şekilde değiştirilmiş nişasta, daha berrak ve dayanıklı çözeltiler verir ve dağıtıcı, emülsiyonlaştırıcı olarak çok iyi koruyucu etki gösterir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (3)
2.3. Hidrokolloidlerin Gıda Alanında Kullanım Amaçları “Hidrokolloit”, “zamk” (sakız, gam: gum) gibi isimlerle de bilinen stabilizörler, gıdalarda çok çeşitli fonksiyonu olan maddelerdir. Bunlar, gıda maddelerinin üretiminde arzu edilen yapıyı oluşturmak, belli bir yapıyı korumak veya iyileştirmek amacıyla kullanılan katkı maddeleridir. Stabilizörler bu fonksiyonlarını, gıdanın farklı fazları arasına homojen bir şekilde girerek ve ortama stabil ( dengeli, karalı, sağlam, değişmez )bir yapı kazandırarak yerine getirirler(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Molekül yapılarındaki farklılıktan dolayı stabilizörlerin yüzey aktiviteleri emülgatörlerden genellikle daha düşüktür.Bu maddelerin çeşitli fonksiyonları arasında jelleştirici, süspanse edici, emülsiyon yapıcı ( emülgatör ), stabilize edici, koyulaştırıcı ( kıvam arttırıcı ), bağlayıcı, berraklaştırıcı, kapsülleyici, kaplayıcı ve köpük tutucu özellikleri sayılabilir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010).(1)
Stabilizörler, kimyasal açıdan inert ( tesirsiz ) kabul edildiğinden, genellikle toksikolojik ve fizyolojik bakımdan diğer maddelere kıyasla daha az kontrol edilmişlerdir. Ancak, diğer katkı maddelerine oranla gıda üretiminde daha fazla ve sık kullanıldıklarından, toksikolojik yönleri hiçbir zaman unutulmamalıdır. Bu nedenle, stabilizörlerin üretim teknolojisine ve özellikle dayanıklılıklarını arttırmada kullanılan yardımcı madde ve yöntemlere özen gösterilmelidir. Bazı hallerde, stabilizörlerin yapısında SO2, koruyucular ve çözücüler ile ağartıcılar gibi teknik yardımcı maddelerin kalıntılarına rastlanabildiği gibi, bazen de doğal fakat saf olmayan maddeler ekonomik, teknolojik ve hijyenik sorunlara yol açabilmektedir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1) Stabilizörlerden koyulaştırıcılar ve jelleştiriciler, gıda sanayinde çok fazla kullanılan katkı maddeleridir. Koyulaştırıcılar, su ile yüksek viskoz bir ortam oluştururken, jelleştiriciler dayanıklı, akıcı, jölemsi bir ortam meydana getirirler.Her iki halde de su, fiziksel olarak bağlı olup, serbest hareketini kaybederek gıda maddesinin yapısını değiştirmektedir. İki grubun kimyasal etkinliği birbirine benzerdir; hidrofil gruplarına, eşit dağılmış makromoleküller bağlı bulunmaktadır(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Günümüzde stabilizörlerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bunda, suda çözünen doğal zamkların (gums) etkisi büyük olmuştur. Sağlık açısından, yapay olanların ve bazı yarı yapay olanların gıdalarda kullanımına izin verilmemiştir(http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5, 30.12.2010). (1)
Hidrokolloidler yüksek miktarda su bağlayabilen,eklendikleri sulu sistemlerin akış / şekil değiştirme vb. özelliklerini modifiye eden, yüksek molekül ağırlıklı, suda çözünebilen makro moleküllerdir(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidler, sulu sistemlerde kıvamı arttırır, sistemi stabilize eder veya jelleştirebilirler.
• Makromoleküller birbirleriyle çapraz bağlanamıyorlarsa, sadece sulu sistemin hareket yeteneğini azaltarak ortamın kıvamını arttırırlar.
• Makromoleküller, birbirleriyle çarpraz bağlanabiliyorlarsa, üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturarak jelleşmeyi sağlarlar.
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Her iki özellik de sulu sistemde faz ayrımını önler. Böylece ortam stabilize olur. Makromoleküllerden oluşan bir hidrokolloid taneciği, başlangıçta kuru haldedir. Tüm makromoleküller birbirlerinden ayrılarak serbest hale geçtiğinde çözünme tamamlanır.
Toz haldeki hidrokolloidin iyi çozünmesi için ilk aşama, her partikülün karışım içinde serbest hale geçmesini sağlamaktır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Taneciklerden serbest makromoleküllere geçişin yani hidrokolloidin tamamen cözünmesinin sağlanması için önemli iki faktör süre ve sıcaklıktır. Hidrokolloidin çözünmesi için belli bir sıcaklığa kadar ısıtılması gerekmektedir ancak bu her zaman yeterli değildir. Eğer partikül boyutu çok küçükse ve mekanik etki çok fazlaysa, bu sıcaklık belirlenmiş bir sure boyunca uygulanmalıdır(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
Hidrokolloidlerin gıdalardaki kullanım amaçlarına örnekler Çizelge 2.2’de verilmiştir.
Çizelge 2.2. Hidrokolloidlerin Gıdalarda Kullanım Amaçları
Meyve Suyu Gazlı İçecek Konsantre Peynir Yoğurt Krema Dondurma Sütlü İçecek
vikozite kontrolü * * * *
Partikül suspansiyonu * * * *
Ağız dolgunluğu * * * *
Köpük kontrolü * * * *
Kalori azaltma *
Aroma tasıyıcı *
Donma noktası kontrolü
*
Renk korunması * *
Maliyet azaltma * *
Over run arttırma *
Kristal kontrolü *
Su salmanın önlenmesi * * *
Tekstür kontrolü *
(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010) (4)
3. ARABİK GAM Akasya Mimozagillerin (Kostumlugiller) bir alt grubu olup bu grupta 900 Akasya türü mevcuttur. Bunların en önemlileri; Zamk Akasyası; Acacia Senegal, Kaşu Akasyası; Acacia catechu, Aroma Akasyası; Acacia farnesiana ve Sahte Akasyayı; Robinia psedocacia’ ı sayabiliriz. İsminden de anlaşılacağı gibi bu bitki Senegal ve Sudan gibi Sahranın etrafındaki ülkelerde yetişir. Yani tropik bir bitkidir (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 23 Boyu 2-6m arasında, gövdesinin çapı 10-25cm arasında, ağacın dalları ve yaprakları geriden bitkiye şemsiye görünümü verir. Kanat yaprakları 3-5kanatçıktan oluşur ve her kanatçıkta 10-15yaprakçık bulunur ve her bir yaprakçık 0,5cm uzunluğunda, grimsi yeşil renklidir. Çiçekleri takriben 10cm uzunluğundaki sap üzerine dikilmişlerdir. Çiçekleri beyaz renkli, kupa yaprakları kapak şeklinde, taç yaprakları mızrak şeklindedir. Meyveleri fasulye kapçığı şeklinde olup 10 cm uzunluğunda ve içinde 5-6esmer tohum bulunur(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011).23
Sudan’ da özel yetiştirilen Zamk Akasya ağaçlarından 3-12yaşları arasında olanların gövdesinde 3-6cm eninde 40-70cm uzunluğunda hafif eğimli kabukları kesilir. Şubat ve Mart aylarında bu işlem yapıldıktan sonra havalar ısındıkça soyulan kabuğun yerine ağaç yeni kabuk yapmak için, bitkinin bu kısmından sarımsı beyaz veya kırmızımsı bir sıvı akar ve bu sıvı havada sertleşerek 1-4cm çapında küre, damla veya böbrek şeklinde cam gibi parlak kristaller oluşur. Bu kristal küreler her hafta toplanarak gelişmiş ülkelere satılır (http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html,13.02.2011).23 Gam arabik, Leguminosea familyasına ait akasya ağaçlarının değisik çeşitlerinden üretilen doğal bir sızıntı olmasından dolayı, Akasya gamı olarak da adlandırılmaktadır(Sungur ve Ercan, 2004). 5
Görünümü : Sarıdan kirli sarıya dönük toz veya granül halde bulunur.
Kimyasal Adı : Gum Arabic, gum akasya
Kimyasal Formülü : Polisakkarit ve glikoproteinlerin kompleks bir karışımıdır.
Ambalaj Şekli : 25 veya 50 kg. lık torbalarda
Özellikleri : Doğal kıvam arttırıcıdır. E numarası E414 dür. Gum arabic sıvıların yüzey gerilimini düşürücü özelliğe sahiptir. Arap zamkı akasya ağacından elde edilen doğal bir sakızdır ( Özellikle akasya Senegal (hashab ağacı olarak da bilinir) ve akasya Seyal). Sudan çeşitlerinin saflığı ile dünyanın en kaliteli arap zamkı üreticisidir. Dünya ihtiyacının % 80 ini karşılar.
http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02.2011).13 Gum arabic, akasya ağacından elde edilen, jellesmeyen bir gamdır. Soğuk veya sıcak suda, %50 – 55 gibi yüksek oranlarda saydam, düşük viskoziteli cözeltiler oluşturur. En stabil olduğu pH aralığı 4 – 10’dur(http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f , 17.12.2010). 6
3.1. Arabik Gamın Botanik ve Kimyasal Özellikleri Arap zamkı, Acacia senegal Willd ve buna yakın türlerin dallarının yaralanmasıyla olan zamktır. Bitki, 2.6 metre yüksekliğinde bir ağaç olup, pennat yaprakları vardır ve sarı çiçeklidir. Kuzey Doğu Afrika’nın Sudan Bölgesi’nde yetiştirilir(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2010). 9 Beyazımsı sarı renkli, yuvarlak şekilli parçalar halinde olan Arap zamkı kokusuzdur. Bu drog, arabik asidin, kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzundan yapılmıştır(http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html, 13.02.2011). 9 En iyi kalite olan Kordofan zamkı beyaz renkli, küremsi, damla veya kırık köşeli parçalar halindedir. Gevrektir, çabuk kırılır. Kokusuz ve müsilajımsı lezzettedir. Diğer kalitelerde renk sarımsı olabilir ve üzerinde çatlaklar taşır(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 10 Eldesi: Zamk, kambiyum hücrelerinin şişmesi ve Gummosis denen hastalığın içe (ksileme) ve dışa (floem ve kabuğa) doğru yayılmasıyla teşekkül eder. Bu olayın olabilmesi için gövde ve dalda yaralama yapmak gerekir. Özel baltalarla yapılan yaralamadan 2-3 hafta sonra oluşan ve akan ve zamanla sertleşen zamk elle veya kazınarak toplanır. En iyi zamk ağacın kültürünün yapıldığı Kordofan da elde edilir. Burada gövde kabuğuna 60-90 cm’de 2 çizgi çekilir ve arasında 5-8 cm genişlikte şeritler soyulup alınır. Havayla temasa geçen kambiyumda yeni floem oluşuncaya kadar, 20-30 günde oluşan zamk toplanıp güneşte kurutulur(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Testler: Eşit miktar suda yavaş yavaş ama tamamen çözünür. Çözeltisi hafif asittir. Bilhassa sıcak suda çözüldüyse bekletmeyle daha da asitlenir. Yapışkandır. Seyreltilip bekletildiğinde çökme yapmaz(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). 1. % 10’luk sulu çözeltisi seyreltik kurşun asetat çözeltisi ile çökelti vermez (Kitre Zamkı ve Agardan farkı) 2. İyot çözeltisi ile renk vermez (Nişasta ve dekstrin yok) . 3. Eğer Farmakope kalitesinde ise FeCl3 ile tanenler için test vermez. 4. Müsilaj, benzidin çözeltisi ve birkaç damla hidrojen peroksit ile muamele edildiğinde mavi renk verir. Böylelikle zamkta peroksidaz enziminin varlığıda anlaşılmış olur (Tragacanthadan farkı). Benzidin kanser yapıcı olduğundan bu test tavsiye edilmez. E.P.’ye göre bu test için Guayak tentürü kullanılır. 5. U.S.P’ye göre Salmonella türlerinin yokluğu kanıtlanmalıdır. (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011) Bileşimi: Başlıca arabik asitin kalsiyum tuzu olan arbinden ibarettir. Arabik asit, müsilajı HCl ile asitlendirip, dializ yaparak elde edilebilir. Seyreltik H2SO4 ile hidroliz edildiğinde ramnoz, galaktoz, arabinoz, glukuronik asitten ibaret aldobionik asit verir. Aldobionik asitler Pneumococcus bakterilerinden de elde edilir. Arap zamkı, ayrıca bir oksidaz enzimi ve % 14 su ihtiva eder. Yakıldığında % 2.7-4 kül verir(http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Kaynağı:
Doğal bir polisakkarit olan Arap Zamkı, tropikal Afrika'da bulunan Acacia senegal ağacından üretilir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 01.10.2010). 11 Fonksiyon ve Özellikleri: Kıvam arttırıcı, stabilizör ve emülgatör özelliktedir (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Ürünler: Birçok farklı üründe kullanılır (http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Kabul edilebilir günlük alım miktarı: Belirtilmemiştir (http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller , 13.02.2011). Yan etkileri: Kullanılan konsantrasyonlarında bilinen yan etkisi yoktur fakat yüksek konsantrasyonları, bağırsak mikroflorasının fermantasyonuna bağlı olarak gaza ve şişkinliğe neden olur (sindirimi güç bütün polisakkaritlerde görüldüğü gibi) http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011).11 Kullanımındaki sınırlamalar: Arap zamkı, bütün din grupları, yalnızca et yemeyen vejeteryenler ve etin yanı sıra süt ve süt ürünleri de yemeyen vejeteryenler tarafından tüketilebilir( http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm, 13.02.2011). 11 Leguminosae familyasına ait değişik akasya ağaçlarının (özellikle de afrika kökenli olan Acacia Senegal ağacı) gövde veya dallarından sızan kurutulmuş bir sızıntı olan gum arabik; sırasıyla temizleme, havalandırma, boyutlandırma ve öğütülerek toz haline getirme gibi üretim aşamalarına tabii olarak nihai ticari formuna kavuşmaktadır. Gum arabik, spreyle kurutulmuş toz haline getirilmeden önce bir sene kurutulmakta veya olgunlaştırılmaktadır. Ticari ürün olarak kum ve ağaç kabuğu parçaları içerebileceğinden, gıdada kullanılmadan önce bu tür yabancı safsızlıklardan uzaklaştırılması gerekmektedir. Acacia senegal ağacından elde edilen türü gıda uygulamalarında kullanılan tipi olup, soluk beyaz ile turuncu-kahverengi arası renge sahip bir katı maddedir ve camsı kırıklarla ayrılmaktadır. Acacia seyal’den elde edilen türü ise daha kırılgan bir yapı sergilemektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Hidrolizinde başlıca arabinoz, galaktoz, ramnoz ve glukoronik asit gibi yüksek molekül ağırlığına sahip polisakkaritler veren bunların kalsiyum, magnezyum ve potasyum tuzlarını da içeren gum arabik; ticari olarak pulcuk, granül toz, silindirde veya spreyle kurutulmuş türleri olmak üzere çeşitli tipleri vardır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Temel olarak galaktoz, arabinopironoz, ramnoz, glukoronik asit ve 4-O-metilglukoronik asit olmak üzere çeşitli karbonhidratlar içeren gum arabik, bunun dışında herhangi bir karbonhidrat bulunması gamın saf bir gum arabik olmadığını veya başka bir madde ile karıştırıldığını göstermektedir(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Yapısında çok az miktarda protein barındıran gum arabik, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Gum arabikin bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır(http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html , 13.02.2011). 12 Gum arabik, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözgende çözünmeyen gum arabik, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Gum arabikin ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır (http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html ,13.02.2011). 12 Arabik gam, kimyasal olarak bir karbonhidrat polimeridir ve kısmen kalın bağırsakta parçalanır. Diyet içerisinde alınması gereken lif miktarının bir parçasıdır. Arabik gamın enerji değeri nişastanın ve maltodekstrinin enerji değerinin yarısından azdır (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Daha detaylı olarak ise, arabik gam, arabinogalaktan oligosakkaritler, polisakkaritler ve glikoproteinlerin değişken karışımıdır. Kaynağa bağlı olarak, glikan bileşenleri D-galaktoza (Acacia seyal ) bağlı L-arabinozu veya veya L-arabinoza (Acacia senegal ) bağlı D-galaktozu büyük oranda içermektedir. Acacia seyal'den elde edilen gam, Acacia senegal'a göre daha çok 4-O-metil-D-glukuronik asit fakat daha az L-ramnoz ve değiştirilmemiş D-glukuronik asit içermektedir (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gamın ortalama içeriği;
Galaktoz : % 35 - 45
Arabinoz : % 25 - 45
Ramnoz: % 4 - 13
Glukuronik Asit: % 6 - 15 Ortalama moleküler ağırlık: 350 000
% 25lik çözeltisinin pH’ı: 4.4
Intrinsic viskozitesi 12 ml/g
Brookfield viskositesi, % 25lik çözelti, 60 rpm 70 cP
Protein miktarı: % 1- 2
Toplam kül (Potasyum, Kalsiyum & Sodyum tuzları): % 3 - 4
Arabinogalaktan (AG): % 89 - 98
Arabinogalaktoprotein (AGP): % 1 - 10
Glikoproteinler (GP): % 1’den az Yapısında çok az miktarda protein barındıran arabik gam, yüksek oranda su çözünebilirlik özelliğine sahip en önemli hidrokolloidlerden biri olup, % 50-55 konsantrasyonlara kadar çözeltileri hazırlanabilmektedir. Arabik gamın bu üstün özelliği, oldukça dallanmış ve kompleks yapısından kaynaklanmaktadır. (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 Arabik gam, suda (pH 3.0’ın altında hariç olmak kaydıyla) iyi derece çözünmekte, katılarla uyumlu olmakta ve Newton tipi akışkan gıdalarda % 40’ın altındaki konsantrasyonlarda düşük bir viskozite sergilemektedir. Yağlarda ve birçok organik çözücüde çözünmeyen arabik gam, sulu etanol çözeltilerinde çözünebilmektedir. Arabik gamın ayrıca gliserol, etilen glikol, asetat esterleri ve asetat-alkol karışımlarında da çok az bir çözünürlüğü bulunmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html,13.02.2011). 13 Bir diğer özelliği de düşük konsantrasyonlarda oldukça düşük viskozitede çözeltiler verebilmesi olan arabik gam; etkin emülsifiye etme özelliğinden dolayı yağ-su emülsiyonlarında önemli bir kullanım alanı bulmaktadır. Hazırlanan emülsiyonlar, pH ve elektrolitlere duyarsız olup, stabilizatörlerin kullanımına gerek duyulmaktadır( (http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011). 13 3.2. Arabik Gamın Geçmişi Arap zamkı M.Ö. 4000 yıllarından beri ticari bir mal olarak bilinmektedir. Mısır’da Firavun’lar döneminde mürekkep, sulu boya ve boya yapımında büyük ölçüde kullanılmış olup, arap zamkı ismi çok eski dönemlerden kalmıştır. Bu nedenle de arap zamkı çok uzunca bir süredir dünya pazarlarında ticari bir mal olarak yer almaktadır(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010).8
3.3 .Arabik Gam Üretimi
Afrika kıtasında en geniş topraklara sahip olan Sudan, özellikle tarım ve enerji sektörleri ile sınai alanda girişimcilere önemli iş olanakları sunmakta, kısa ve orta vadede planlanan çeşitli altyapı projelerinin, Sudan makamlarının ülkemize müzahir tutumu da göz önüne alınarak, girişimcilerimiz ve özellikle müteahhitlerimiz için elverişli fırsatlar oluşturabileceği düşünülmektedir(Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Sudan’ın tarımsal üretimine baktığımız zaman, pamuk, sorgum, susam, ayçiçeği, yerfıstığı, Arap zamkı, buğday, bakliyat gibi insan beslenmesinde stratejik önemi olan ürünlerin yeterli olarak yetiştirilmediği, sebze ve meyve üretiminin ise kış ayları ile sınırlı kaldığı diğer mevsimlerde üretimin olmadığı, kış aylarında yetiştirilen sebze ve meyvelerin diğer mevsimlerde tüketilmek üzere depolanamadığı veya konserve ve benzeri şekillerde işlenemediği ve Sudan’da henüz böyle bir imkanın olmadığı görülmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde hashab diye bilinir.) elde edilir. Çeşitlerinin çokluğu Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır. Bu ürün meşrubat, ilaç ve yapıştırıcı sektörlerinde girdi olarak kullanılmaktadır. Buna göre 2005/2006 mevsimlerinde toplam üretilen miktar 11,9 bin MT ve 2006/2007 mevsiminde ise biraz düşüş göstererek 11,2 bin MT olarak belirtilmektedir (Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 30.12.2010). 7 Saf Acacia Senegal çeşitinin geniş yayılımı ve bunun sağladığı kolay toplama imkanı Sudan’a en önemli arap zamkı üreticisi olma imkanını sağlamıştır. Arap zamkı Sudan için milli bir servet olup, Sudan’da 400 milyon adet arap zamkı ağacı olduğu tahmin edilmektedir. Arap zamkı ağaçlarının sadece zamk üretimi için değil aynı zamanda birtakım sosyo-ekonomik faydalar içinde korunması, geliştirilmesi gerekmektedir. Arap zamkı tabii bir orman ürünü olup “Gum Arabic” ticari ismiyle bilinmektedir. Akasya cinsi, özellikle Acacia Senegal’den (genelde Hashab diye bilinir ) elde edilir. Çeşitleri geniş bir dağılım göstermektedir. Bu ağaçlar adaptasyon özelliklerinin yüksek olması nedeni ile sadece kuraklığa değil aynı zamanda soğuklara karşı da dayanıklıdır. Tabii olarak tohumlarından çoğalabildiği gibi vegatatif olarak çekirdeklerinden çoğaltmak mümkündür( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Hashab genelde Orta Sudan’da yayılmıştır. Çeşitlerinin saflığı Sudan’a en büyük üretici ve ihracatçı olmanın yanısıra en kaliteli arap zamkı üreticisi olma ünvanını da vermektedir. Sudan Dünya arap zamkı ihtiyacının %80’ini karşılamaktadır( http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg, 30.12.2010 ).14 Son yıllarda arap zamkının önemi daha doğrusu üretimi giderek azalmaktadır. Arap zamkı üretimindeki azalma, uygulanan fiyat politikası ile doğrudan ilgili olup, fiyatlar düştükçe üretim de düşmektedir. 1994/95 sezonunda Sudan’ın arap zamkı üretimi en yüksek seviyesine (48,1 bin ton) ulaştıktan sonra üretim giderek düşmeye başlamıştır. 1999/2000 sezonunda üretim 8 bin tona kadar gerilemiş, ancak üretim 2000/2001 sezonunda 15,7 bin tona yükselmiştir. Arap zamkı üretimindeki %96’lık artışın sebebi fiyatlardaki artış olmuşturhttp://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
Çizelge 3.1. Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( 1000 Ton )
ÜRÜN 1999/2000 2000/2001
Hashab zamkı
Talh zamkı 3,6
4,4 12
3,7
Toplam 8,0 15,7
Çizelge 3.2. Firmalar İtibariyle Sudan’ın Arap Zamkı Üretimi ( Ton )
Firma Adı 2001/2000 2000/1999 1999/1998
Gum Arabic Co.
15706 7969 27843
Warm Seas Co. 1050 - -
Malaysian African
Agricultural Co. Ltd. . 50,5 10,6 4,4
Khatoum for Gum Arabic Man. Co. Ltd
980 1677 1530
Elie Ind. Co. Ltd 4373 - -
Toplam satınalım 22159,5 9656,6 29377,4
Kaçak (toplamın % 10’u) 2216,0 965,7 2937,7
Toplam üretim 24 374,5 10 622,3 32 315,1
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.4 Arabik Gam Sınıfları Arap zamkı toplandıktan sonra şu sınıflara ayrılır:
1- Hashab zamkı elle toplanmış, selekte edilmiş ( HGHPS )
2- Hashab zamkı temizlenmiş ve kalburdan geçirilmiş ( HGC )
3- Hashab zamkı granüle halde (HGK )
4- Hashab zamkı toz halinde ( HGP )
5- Hashab zamkının kalbur üstünde kalanları ( HGS )
6- Hashab zamkı tozu ( HGD )
7- Talha zamkı (TG )
http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 15
3.5. Suda Çözünen Polimerlerin Özellikleri
Suya dirençli materyaller olarak bilinen polimerler ve polimer esaslı malzemeler kauçuk, deri, ipek, pamuk ve selüloz gibi do_al kaynaklı olabildi_i gibi, plastik, elastomer, fiber, tekstil ve benzeri materyaller gibi sentetik olarak da kullanım amacına göre günlük hayatta yerini almaktadır. Bununla beraber nispeten küçük ancak önemli bir polimer grubu da suda çözünenlerdir. Suda çözünen reçineler olarak da adlandırılan bu tip polimerlerin sınıflandırılmasında orijini esas alınmaktadır; yani doğal, modifiye (yarı sentetik) ve sentetik polimerler olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar. Doğal olanları biyopolimerler olarak da adlandırılır ve bu polimerler, biyolojik sistemlerde bir veya birden fazla fonksiyonlara sahiptirler( Aksoy, 2003). 21 Başka bir sınıflandırma _ekli de iyonik yapıda olu_larına göredir. Buna göre suda çözünen polimerler, iyonik (katyonik ve anyonik) ve iyonik olmayan suda çözünen polimerler olmak üzere ikiye ayrılabilirler. 1950’ lerden itibaren ayrı bir bilim dalı halinde ele alınmaya başlanan suda çözünen polimerler ile ilgili olarak 1962 yılında Davidson ve Sittig tarafından bir derleme yayınlanmıştır( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin genel uygulama alanları ilaç, kozmetik, boya ve gıda sanayileri şeklinde özetlenebilir( Aksoy, 2003). 21 Biyopolimerler karmaşık yapılarından dolayı, incelenmelerinde özellikleri bakımından biyopolimerlere benzeyen daha basit yapıda polimerler model olarak kullanılır. Bu modeller genelde biyopolimere benzeyen sentetik polimerlerdir. Şunu da belirtmekte yarar var ki kullanıcılar, polimerik materyalin seçiminde orijinine (sentetik mi yoksa doğal mı) bakmak yerine istenilen özellikleri yerine getirmedeki etkinliğine, diğer malzemelere göre fiyatına, kolay bulunabilirliğine, fiziksel ve kimyasal kararlığına bakarlar. Genel anlamda mukayese edilirse, doğal ve yarı sentetik polimerler daha kolay hidroliz olur ve yükseltgenirler, keza biyolojik aktifliğe de sahiptirler. Tersine, sentetik polimerler kimyasal ve fiziksel açıdan daha kararlıdır; her ne kadar daha kolay bulunur olsalar da daha pahalıdırlar( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimer sınıfları: 1) İyonik olmayan (noniyonik) polimerler, 2) İyonik polimerler, a.Anyonik polimerler, b.Katyonik polimerler( Aksoy, 2003). 21 Suda çözünen polimerlerin kullanımı: a. Akrilik asit ve metakrilik asit polimerleri: Monomerlerinin sulu çözeltilerde polimerleştirilmesiyle elde edilir. Tutkal, kozmetik ve film yapımında, medikal ürünlerde, metal üretiminde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde, lastik hamurunda ve tekstilde kullanılmaktadır.
b. Etilen oksit polimerleri: Etilen oksitin katalitik polimerle_tirilmesiyle üretilir. Tutkal, seramik, kaplama, deterjan ve film yapımında, gıdalarda, petrol geri kazanımı
işlemlerinde, boyalarda ve baskı işlemlerinde kullanılır.
c. Gura (Doğal) zamk (sakız, gum): Cyamopsis tetragonoloba (Leguminosae
ailesinden) dan elde edilen galaktomannan polimerinin suda çözünen karbon
hidratıdır. Krem peynir, patlayıcı ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol
kuyusu açmada, kağıt yapımında, farmosetiklerde ve tekstilde kullanılır.
d. Arap zamkı (doğal): Akasya ağacının çeşitli türlerinin kabuğundan elde edilen,
arabik asidin calsiyum tuzu olan, bir heteropolisakkarittir. Tutkal, meşrubat, kozmetik,
gıda ve mürekkep yapımında, litografide, boyalarda, farmosetiklerde ve tekstilde
kullanılır.
e. Tragacanth zamkı (doğal): Astragallus türlerinin gurubundan elde edilir. Meşrubat,
mum, peynir, kozmetik, boyalı kalem, diet yiyecekler, el bakımı ürünleri, dondurma,
mürekkep, medikal ürünler, salça ve şerbet yapımında kullanılır.
f. Locust Bean (çekirge fasulyesi) Zamkı (doğal): Akdeniz çekirgesi fasulyesinin
endospermlerinden elde edilen bir galaktomannan polimeridir. Antidiarekler, kek,
peynir, kozmetik ve dondurma yapımında, madencilikte, petrol kuyusu delme
işleiminde, kağıt işlemede, farmosetiklerde, salça yapımında ve tekstilde kullanılır.
g. Metilselüloz ve di_er alkilselülozler (selüloz eterler): Bu sınıfa giren polimerler
şunlardır: Etilselüloz (EC), etilhidroksietilselüloz (EHEC), hidroksibütilmetilselüloz
(HBMC), hidroksietilselüloz (HEC), hidroksietilmetilselüloz (HEMC),
hirdoksipropilselüloz (HPC) ve metilselüloz (MC). Selülozun, sodyum hidroksitin
sulu çözeltisi ve esterleştirici reaktif varlığında reaksiyonuyla elde edilir. Tutkal
yapımında, tarımda, seramikte, kaplamada, kozmetikte, film yapımında, gıda
yapımında, mürekkeplerde, petrol kuyusu açma çamurunda, boyalarda, kağıt işlemede,
farmosetiklerde, şampuan yapımında ve tekstilde kullanılır.
h. Poli(etilen glikol), PEG: Etilen oksitin suyla reaksiyon vermesi sonucu sürekli
katılmalarla elde edilir. Tutkal yapımında, kaplamada, kozmetiklerde, deterjanlarda,
gıda sanayinde, mürekkeplerde medikal uygulamalarda, petrol geri kazanımında,
boyalarda, kağıtyapımında ve tekstilde kullanılır.
i. Poli(etilen imin), PEI: Monomerin katılma polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
iyon değiştirici reçine ve kağıt üretiminde, fotoğrafçılıkta, tekstilde ve su kirlenmesini
kontrol için kullanılır.
j. Poli(vinil alkol), PVA: Poli(vinil asetat)’ın hidroliziyle elde edilir. Tutkal, bağlayıcı,
seramik, kozmetik, film, ambalaj, kağıt ve çelik üretiminde kullanılır.
k. Polivinilpirolidon, PVP: N-vinil-2-pirolidon’un polimerleşmesiyle elde edilir. Tutkal,
meşrubat, kozmetik ve deterjan yapımında, litografide, medikal uygulamalarda, kağıt
üretiminde, farmosetiklerde, fotoğrafçılıkta ve tekstilde kullanılır.
l. Sodyum karboksimetilselüloz, CMC: Sodyum hidroksitin sulu çözeltisinde selüloz
ve sodyum monokloroasetatın reaksiyonuyla elde edilir. Deterjan yapımında, gıda
sanayinde, petrol kuyusu çamurunda, boyalarda, kağıt yapımında, farmosetiklerde,
kirlilik kontrolünde ve tekstilde kullanılır.
m. Nişasta: Do_al bir karbonhidrat olan nişasta, glukoz birimlerinin birbirine
bağlanmasıyla oluşmuş bitkisel bir biyopolimerdir. Tutkal yapımında, gıda sanayinde,
kağıt üretiminde ve tekstilde kullanılır( Aksoy, 2003). 21
4. ARABİK GAMIN GIDA SEKTÖRÜNDE KULLANIM ALANLARI Başlıca, unlu mamüller, sekerlemeler, mesrubat ve emülsiyonlar, aroma kapsülleme ve bira gibi gıdalarda yoğun olarak kullanılmaktadır. Fırına verilmeden önce pastaların ya da bisküvilerin üzerine sürülen ya da püskürtülen gam arabik solüsyonları, su buharlaştıktan sonra çekici ve parlak bir tabaka olusturmaktadırlar. Şekerlemelerin daha iyi yapışmasını sağlamak, esnekliği düşürmek, şeker kristalizasyonunu önlemek amacıyla, jelatin esaslı şekerlemelere düşük seviyeler gam arabik solüsyonları ilave edilebilmektedir(http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA, 23.03.2011). 28
- Köpük stabilizatörü olarak,
- Emulsifer ve fikse edici olarak,
- Pastacılıkta pasta üzerine sürülen şeffaf tabakaların ve pasta içine konulan şekerli kremaların imalatında stabilizatör olarak ,
- Pastil ve şekerlemelerde, Şekerlemelerin üzerindeki kaplamalarda yapıştırıcı olarak(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).16
Gıda sektöründe stabilizatör olarak kullanılır. Meyve sularında, sakızlı şekerlerde, marshmallow da, sakızda, gazlı içeçeklerde kullanılır. Toksik özelliği olmadığından dolayı kıvam ile ilgili her üretimde güvenilir bir şekilde kullanılır(http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 13.02..2011) 17 Alkolsüz içecek üretiminde olduğu gibi içecek sanayinde aromaları ve gerekli yağları stabilize etmek için geniş çapta kullanılan yoğunlaştırıcı, emülgatör, stabilizatör ve film yapıcı gibi maddelerin pahalı kaldığı durumlarda arabik gam kullanımı oldukça yararlıdır.
Arabik gam, geleneksel sakızlarda, pastillerde kullanılmaktadır ve lokum benzeri şekerlemelerde köpük sabitleyici olarak da kullanılmaktadır. Şekerlemelerde, şekerin kristalleşmesini önlemeye yardımcıdır. Aroma kapsülleri, dondurma, puding, salata sosları, şekerleme, içecek karışımları gibi çok çeşitli alanlarda kıvam verici olarak kullanılmaktadır(http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html, 13.02.2011).18 Gum Arabik tamamen doğal kaynaklardan elde edilen bir üründür. Kıvam vermek amacı ile kullanılır, şekerlemelerde, şekerin kristallenmesini önlemeye yardımcıdır. Gum Arabik, dondurmalar, pudingler, soslar, şekerlemeler, içecek karışımları gibi çok farklı yerlerde kıvam verici olarak kullanılırlar. Gum Arabik yağlarda ve organik solventlerde çözünmez, etanolde çözünür. Gliserin, etilen glikol karışımlarında çok az çözünür. Düşük konsantrasyonlarda düşük viskozite özelliğindedirr. Gum Arabik emülsifiye etme özelliği sebebiyle su-yağ emülsiyonlarında özellikle kullanım alanı bulur(http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html, 12.02.2011).19
4.1. Diyet Lif Olarak Arabik Gam Kullanımı
Diyet lifi konusuna duyulan ilgi çok eski dönemlere hatta M.O 5. yüzyıla Hipokrat’ a kadar uzanmaktadır. Özellikle de son çeyrek yüzyılda diyet liflerine karsı duyulan ilgi bir hayli artmıstır. Bunun baslıca nedeni, gelişmiş ülkelerde sık rastlanan bazı hastalıklarla diyet lif tüketimi arasında ilişki olduğunu öne suren hipotezlerdir. Afrika’da bazı hastalıklar batı ülkelerine göre çok daha az görülmektedir. Yapılan incelemeler bu durumun Afrika’da diyet lif tüketiminin batı ülkelere oranla yüksek olmasından kaynaklandığını ortaya koymuştur (Dönmez ve ark., 2010). 22 Yapılan çalışmalar, diyet lifi eksikliği ile Burkitt ve Trowell’ in medeniyet hastalıkları (kabızlık, hemorait, kalın barsak, şişmanlık ) şeklinde tanımladığı bazı hastalıkların arasındaki ilişkiyi epidemiyolojik olarak destekler doğrultuda sonuçlar vermiştir. Bu duruma karşılık önlem olarak bilinçlenen halk, diyetlerine daha fazla önem vererek, günlük diyetlerinde diyet lif içeriği yüksek olan gıdaları tercih etmeye başlamışlardır (Dönme ve ark., 2010). 22 Bitki hücre duvarını oluşturan sindirilemeyen bileşenler ilk kez 1953 yılında Hispley tarafından “diyet lif” olarak adlandırılmıştır . Uluslararası platformda diyet lifler için kullanılan terimler çok karmaşık olup; plantix, complantix, bitkisel hücre duvarı kalıntısı, besleyici değeri olmayan lif, sindirilemeyen veya elverişsiz karbonhidratlar, kısmen sindirilebilen bitki polimerleri gibi terimlerin kullanılması önerilmistir. İngilizcede yaygın olarak kullanılan terim “Dietary Fibre” veya “Dietary Fiber’ dir. Türkçede ise “Besinsel Lif” veya “ Diyet Lif” en uygun terimler olarak kullanılmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifi; insanların ince bağırsağında sindirime ve emilime dirençli olan ve kalın bağırsakta tam ya da kısmi fermantasyona uğrayan yenilebilir bitki kısımlarının temel unsurlarındandır. Bitki hücre duvarında bulunan lignin; kutin, mum, suberin gibi lignin türevleri; selüloz, hemiselüloz, pektin gibi yapı polisakkaritleri, inulin ve oligofruktoz gibi oligosakkaritler, diyet lifi olarak tanımlanmaktadır. Bunun yanında, yapı bileşikleri olmayan gum arabik ve guar gum gibi gam maddeleri ve karragenan, agar, aljinat gibi deniz yosunu polisakkaritlerinin de diyet lifi olduğu bildirilmektedir. Diyet lifi, nişasta olmayan polisakkarit türevleri olarak da ifade edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lifleri, birçok alt gruba ayrılmış olmasına rağmen son yıllarda FAO ve WHO tarafından sudaki çözünürlüklerine göre çözünür ve çözünmez diyet lifi olarak 2 ana grupta değerlendirilmektedir (Dönme ve ark., 2010).22 Çözünür lifler; pektin, gam, musilajlar ve suda çözünen pentozanları içermektedir. Çözünür lifler, suyu bağlayarak jel ve sıkı yapı oluşturmaktadır. Çözünür diyet lifi kandaki kolesterolün düşürülmesinde ve glukozun bağırsaktaki absorbsiyonunun azaltılmasında etkili olduğu belirtilmiştir. Çözünmez lifler; selüloz, hemiselüloz, lignin ve suda çözünmeyen pentozanları içermektedir. Çözünmez lifler, ağırlıklarının 20 katı kadar suyu absorblamakta, ancak viskoz yapı oluşturmamaktadır. Çözunmez diyet lifi, fekal hacmin artmasını sağlayarak transit suresini kısaltmakta ve kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır (Dönmez ve ark., 2010). 22 Çözünmez diyet lifi, doğrudan posa maddesi olarak dışkı kütlesinde artışa neden olmaktadır. Buna karşılık, çözünür diyet lifi fermentasyona uğrayarak kısa zincirli yağ asitleri ile gaz oluşturmakta ve bu bileşikler bağırsak içeriğinin pH’sını değiştirerek bağırsakta bulunan bakteri kütlesinde artışa neden olmaktadır. Ancak, çözünür diyet lifinin, su tutma kapasitesi ve gaz oluşumundaki rolü dikkate alındığında dışkı hacminde artışa neden olabileceği bildirilmiştir (Dönme ve ark., 2010). 22 Besinlerimizde diyet lif değişik oranlarda bulunmaktadır. Lif miktarı cins, çesit, yetiştirme koşulları, kültürel uygulamalar ve daha birçok faktöre bağlıdır. Taze meyvenin hasat zamanına göre toplam lif içeriği değişebilir. Baklagillerin dışındaki meyve ve sebzeler, hububat ürünleri ile karşılaştırıldığında, yüksek su içerikleri nedeniyle daha az lif içerirler (Dönmez ve ark., 2010). 22 Hububat tanesinin dış dokularında daha fazla lif bulunmaktadır. Aynı şekilde meyve ve sebzelerde de dış tabakalar lif bakımından oldukça zengindir (Dönme ve ark., 2010). 22 Genel olarak diyet lif açısından zengin gıdaları şu şekilde toplayabiliriz; a) Tahıl ürünlerinden; kepekli (kepeğin %90’ı liftir) ekmekler, krakerler, mısır gevreği gibi kahvaltılık tahıllar, bulgur, çavdar, yulaf, arpa, kahverengi (kabuklu) pirinç. b) Meyvelerden; elma, armut, çilekgiller, turunçgiller, incir, kayısı, erik, kuru meyveler. c) Sebzelerden; brokoli, lahana, havuç, mısır, bezelye, patates, kabak, patlıcan, bamya. d) Çerezlerden de; fındık, fıstık, badem, leblebi, çekirdekler, patlamış mısır(Dönmez ve ark., 2010). 22 Diyet lif içeren gıdalarda çözünür ve çözünmez lifler de değişik oranlarda bulunmaktadır. Çözünür lif grubundan; pektin elma, ayva vb. besinlerde; gamlar reçinede; β- glukan yulaf vb. besinlerde; musilajlar bitkilerde; dirençli nişasta kuru baklagillerde bulunur. Çözünmez diyet lif grubundan; selüloz kepekte, hemiselüloz tahıllarda ve lignin ise buğdayda bol miktarda bulunur . Sağlıklı beslenme acısından en yararlı olanı her iki lif grubunu içeren gıda maddelerinin alınmasıdır. Her iki lif türünün bir arada bulunmasının, hastalıklarda tek başına olduklarından daha etkili olduğu belirtilmiştir(Dönme ve ark., 2010). 22 Diyet liflerini glukoz ünitelerine parçalayan sindirim enzimleri insanlarda bulunmadığından bu bileşenler tamamen sindirilememekte ve dolayısı ile de emilememektedir. Diyet lifleri ince bağırsakta sindirilemediğinden besin değerleri yoktur. Ancak, bağırsakta fermantasyona uğradıktan sonra bir miktar enerji vermektedir. Diyet lifinin sindirilme derecesini; lifin kaynağı, partikül iriliği, lignifikasyon derecesi, canlı türü ve fizyolojik durumu etkilemektedir. Gamlar ile selüloz türevlerinin kalori değeri 1 kcal/g iken, Oatrim ve Leanesse gibi yulaf kaynaklı dekstrinlerin kalori değerleri 1 cal/g’dan daha düşüktür(Dönmez ve ark., 2010). 22 Pektin, gamlar, sindirilemeyen karbonhidratlar %90-100; musilaj, hemiselüloz %50-60; selüloz ise %30-50 oranında fermente olabilirken, lignin fermente olamamaktadır. Fermantasyon oranı metabolizma, bitki çeşidi, olgunluğu, günlük diyet miktarı ve bileşimine bağlı olarak değişmektedir. Diyet liflerinin, insan metabolizmasında 500’den fazla bakteri çeşidini etkilediği, bağırsak florası ve metabolizmasını sinerjik ve antagonist etkileri ile kontrol ettikleri belirtilmektedir(Dönme ve ark., 2010). 22
4.1.1. Diyet Lifinin Sağlık Üzerine Yararları
Lif içeriği fazla olan gıdalar ağızda uzun süre çiğnenme özelliklerinden dolayı, tükürük bezlerinin çalışmasını hızlandırırlar. Ayrıca mide asitlerinin salgılanması yönünde uyarıcı etkide bulunurlar. Diyet lifleri enerji yoğunluğu düsük olduğundan ve su çekici özelliklerinden dolayı mide içeriğinin viskozitesini arttırarak midenin boşalmasını geciktirirler. Böylece kişinin açlık hissini geciktirirler. Bu durum kilo vermek isteyen bireylerin daha uzun süre tok kalmasını sağlayarak olumlu etki göstermektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22
Diyet lifinin kolon kanseri, obezite, kalp-damar hastalıkları gibi bazı rahatsızlıklar üzerine olumlu etkisi yapılan çalışmalarla ortaya çıktıktan sonra diyet lifi tüketiminin önemi artmıştır. Ayrıca, diyet liflerinin obezite, tansiyon, hemoroit, diyare, bazı bağırsak rahatsızlıkları, hipertansiyon, damar ve bağışıklık hastalıkları üzerine etkileri olduğu belirtilmektedir(Dönme ve ark, 2010). 22 Suda çözünen lifler glikoz ve insülin metabolizmasını da düzelterek diyabetin kontrol edilmesinde yardımcı olabilirler. Aynı zamanda serum düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterol konsantrasyonunu azaltırlar. Diyet liflerinin, bağırsak transit suresi, kısa zincirli yağ asitleri üretimi, bağırsak yoğunluğu, gaz üretimi, mineral ve vitaminlerin biyoyararlığı, protein sindirimi, kolesterol ve diğer lipit metabolizmaları üzerine de etkili olduğu aktarılmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Suda çözünmeyen lifler ise barsak hareketleri ve barsak geçiş süresi üzerinde olumlu etkilerde bulunurlar. Diyet lif alımının artısı ile fekal hacmin arttığı ve barsak geçiş süresinin kısaldığı bazı araştırıcılar tarafından ortaya konulmuştur. Dışkı miktarındaki artış esas olarak diyet liflerin su bağlama özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Diyet lifler dışkı hacmini ve su miktarını arttırarak rahatlatıcı etkide bulunurlar, bu durum kabızlığın önlenmesine yardımcı olmaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifinin kolon-rektum kanserini önlemede de etkileri vardır. Bu etkisini kolon bakteri florasını değiştirerek toksik metabolitlerin üretimini önleyerek ve dışkı atımını hızlandırarak bu metabolitlerin barsak hücreleriyle temas surelerini kısaltılmasıyla sağlamaktadır. Suda çözünmeyen liflerin tüketimi ile kolon kanseri arasında ters bir ilişki vardır. Bu nedenle buğday ve mısır kepeği gibi suda çözünmeyen lif oranı yüksek olan gıdaların günlük diyetlerde daha fazla alınması önerilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lif içeriği yüksek olan gıdalar rafine gıdalara göre daha fazla miktarda mineral madde içerirler. 100 gram buğday kepeği insan vücudunun günlük potasyum, fosfor, bakır, çinko, kükürt ve magnezyum ihtiyacının hemen hemen tamamını karşılamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22 Dünyadaki birçok sağlık kurulusu tarafından günlük diyetle alınan lif miktarının arttırılması önerilmektedir. Dünya Sağlık Örgütü günde 25-40 g diyet lifi tüketimini önermektedir. Özellikle de bu 25-40 gramın 5-7 gramını suda çözünebilen liflerin teşkil etmesi gerektiğini bildirmişlerdir. Ancak yapılan araştırmalar gelişmiş ülkelerde bunun sadece günlük 11-12 g arasında kaldığını ispatlamaktadır(Dönmez ve ark, 2010). 22
4.1.2. Diyet Lifinin Gıdalarda Kullanım Alanları
Diyet liflerin tercih edilmesinde tek neden sağlık üzerindeki yararlı etkileri değildir. Bunun yanında fonksiyonel ve teknolojik özellikleri nedeniyle de gıda sanayinin birçok kategorisinde önemli bir gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Diyet lifinin teknolojik özellikleri arasında hidrasyon özellikleri, yağ absorblama kapasitesi ve tekstürel özellikleri sayılabilir. Diyet lifinin hidrasyon özellikleri su tutma, su bağlama kapasitesi, şişme ve çözünürlük olmak üzere 4 farklı şekilde tanımlanmaktadır. Özellikle çözünmeyen lifler, ağırlıklarının 5 katı kadar yağı tutabilmektedirler. Bu, özellikle et ürünlerinde pişme sırasında kaybolan yağın tutulmasını sağlayarak ürünün lezzet ve tekstürel özelliklerini olumlu etkilemektedir. Ayrıca yüksek yağ absorblama kapasitesi, yağ ve su emülsiyonlarında stabilitenin sağlanmasında önem arz etmektedir. Diyet liflerinin yağ ve su bağlama özellikleri gıdaların yapı ve tekstürel özelliklerinde stabil yapının sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Ayrıca, düşük enerji değerine sahip ürünlerinde temel bileşenini oluşturmaktadır. Kullanılan lifler sayesinde son ürünün dokusu, yoğunluğu ve duyusal özellikleri değiştirilebilmektedir. Yeni lif kaynaklarının ortaya çıkışı ve lif fonksiyonelliğinin geliştirilmesi, liflerin kullanım alanları konusunda gıda endüstrisine yeni olanaklar tanımaktadır. Lifler, teknolojik birimler olarak dışkı arttırıcı maddelerden yağ ikame edici maddelere kadar geniş kullanım alanı bulmaktadır. Gıda liflerinin en çok kullanım gördüğü alanlar ise; et ürünleri, fırıncılık ürünleri, kahvaltılık tahıllar, makarna, erişte ve süt ürünleridir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Diyet lifleri teknolojik özellikleri nedeni ile özellikle ısıl işlem uygulanmış et ürünlerinde, düşük yağ içerikli ürünlerde, su tutma kapasitesini arttırma, formülasyon giderlerini azaltma, tekstür gelişimine katkıda bulunma, depolama stabilitesini düzeltme, pişirme kayıplarını azaltma ve nötür bir tada sahip olması nedeniyle kullanım alanı bulmaktadır. Bu amaçla yağ oranı azaltılmış et ürünlerinde seker pancarı, bezelye, buğday, yulaf, limon albedoları, soya, elma, armut, şeftali, elma ve portakal liflerinin kullanıldığı belirtilmektedir(Dönmez ve ark, 2010). 22 Fırıncılık ürünlerine lif olarak kepek katılması, o gıdanın besleyiciliğinin arttırılması, raf ömrünün uzatılması ve alınan kalorinin azaltılmasında yardımcı etki göstermektedir. Peynir, yoğurt, puding, dondurma ve dondurulmuş tatlılar gibi süt ürünlerinde de lif içeriği yüksek ingrediyenler kullanım alanı bulmaktadır. Lif içeriği yüksek süt ürünleri üretiminin temelinde, yağ ve kolesterol miktarı azaltılarak daha sağlıklı ürünler pazarlamak ve kalsiyumun yanı sıra sağlığı etkileyen yeni bileşenler kazandırmak yatmaktadır. Bu ingrediyenler sut ürünlerine temel olarak stabilizasyonu sağlama, kıvamı arttırma, sinerezisi önleme, yağı ikame etme, kaloriyi azaltma ve hacim sağlama amaçları ile ilave edilmektedir (Dönmez ve ark., 2010). 22
4.2. Arabik Gamın Mayonez Yapımında Kullanımı
4.2.1 Mayonezle İlgili Önemli Özellikler ve Tanımlar Ülkemizde yaygın olarak üretilmeyen ve genelde tanınmayan mayonez, çeşitli gıdalara aroma ve tadı geliştirmek amacıyla ilave edilen bir preparattır. Mayonezin kalitesi üretiminde kullanılan yumurta, sıvı bitkisel yağ ve diğer bazı katkı maddeleri ile
yakından ilişkilidir. İyi bir mayonez, yarı sıvı emülsiyon niteliği taşıyan bir yapıda olup,
yemeklik bitkisel sıvı yağ, yumurta ve yumurta sarısı, sirke veya limon suyu, şeker veya
glikoz şurubu gibi maddelerle çeşitli baharattan oluşur (Koçak, 2006).
Mayonez kolloidal yapıda bir ürün olup, sıvı bitkisel yağ ve sudan oluşan stabil bir emülsiyondur. İçerisinde emülgatör olarak nitelendirilen herhangi bir kolloid içerirler. Bu kolloid madde genellikle yumurtanın proteinidir. Jelatin, un, nişasta, süt ve bitkisel zamklar ve diğer kolloid maddeler, stabiliteyi artırarak fazların birbirinden ayrılmasını önlerler (Koçak, 2006).
4.2.1.1 Mayonez üretiminde kullanılan hammaddeler
Yumurta: Mayonez üretiminde genellikle yumurtanın sarısı kullanılmakla beraber
bazen akı ve sarısı birlikte kullanılmaktadır. Yumurta sarısı yapısındaki "lutein" renk
maddesi nedeniyle ve ayrıca mayoneze krem benzeri bir tekstür sağladığından dolayı
mayonez üretiminde geniş ölçüde kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanılacak yumurta
sarısının koyu sarı renkli olması istenir. Yumurta akı rengin açılmasına neden olduğu
gibi, yapısında albümin miktarının fazla olması nedeniyle stabil bir emülsiyon sağlanmasına olanak vermez. Üretimde ayrıca dondurulmuş veya kurutulmuş yumurta
sarısı da kullanılmaktadır (Koçak, 2006). 29
Sıvı bitkisel yağ: Mayonez üretiminde yaygın olarak pamuk ve mısır yağları
kullanılmaktadır. Kullanılan yağın acımamış olması, serbest yağ asitleri miktarının mümkün olduğunca düşük olması istenir. Üretimde zeytinyağı da kullanılabilir, ancak
pahalı olmasından dolayı tercih edilmez ( Koçak, 2006). 29
Laktik asit: Mayonez üretiminde bazen laktik asit de kullanılabilir. Bu amaç için %80’
lik laktik asit preparatlarından yararlanılır ( Koçak, 2006). 29
Sirke: Mayonez üretiminde damıtılmış sirke veya doğrudan açık renkli sirke
kullanılmalıdır. Sirke ürünün pH değerini düşürdüğü gibi, istenilen tadın oluşması için
de gereklidir ( Koçak, 2006). 29
Şeker ve tuz: Mayonez ve benzeri ürünlerin yapımında saf kristal şeker kullanılmalıdır.
Kullanılacak tuzun da saf ve temiz olması gerekir. İnce kristalli tuz daha iyi eridiğinden
stabil bir ürün oluşmasına yardım eder ( Koçak, 2006).29 Kıvam verici maddeler: Mayonez üretiminde uygun kıvamı sağlamak üzere kitre zamkı, arap zamkı, bitkisel kökenli zamklar veya jelatin ve nişasta kullanılır. Az miktarda kullanılan jelatin üründe iyi bir stabilizasyon sağlar, ancak jelatin kullanıldığında çevre sıcaklığının etkisi ile mayonezin kıvamında değişimler ortaya çıkabilir. Uygun oranlarda sıvı yağ, yumurta, sirke ve benzeri maddeler kullanılıyorsa, çoğu zaman kıvam verici maddelerin kullanılmasına gerek kalmayabilir. Renk maddeleri: Mayonezde renk maddesi olarak tartrazin ve yumurta sarısı boyası kullanılır ( Koçak, 2006). 29 Baharat ve aroma maddeleri: Bu ürünlerin yapımında yaygın olarak kullanılan baharat hardaldır. Hardal ürüne sarımsı bir renk ile kendine özgü bir tat vermektedir. Ancak tek başına yeterli düzeyde baharat lezzetini sağlayamayacağından, ilaveten toz halde açık renkli karabiber ve kırmızı biber de kullanılır. Baharat, mayonez yapımında önemli bir mikroorganizma bulaşma kaynağıdır. Hem bu açıdan, hem de baharatın ürünün rengini bozması sebebiyle, son yıllarda daha çok baharat ekstreleri kullanılmaktadır( Koçak, 2006). 29
5. ARABİK GAMIN DİĞER KULLANIM ALANLARI
Şekil 5.1. Akasya Ağacı
http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011). 30
Arap zamkının ilaç ve kozmetik sanayiinde kullanımı;
- Eczacılık alanında şuruplarda “suspending agent” olarak kullanımı,
- Madeni yağlar ve balık yağı emulsiyonlarında emulsifer olarak kullanımı,
- Hap ve tabletlere tat verici olarak kullanımı,
- Diet gıdalarda dolgu materyali olarak,
- Yüz pudraları ve rujlarda yapıştırıcı madde olarak,
- Losyon ve kremlerde stabilizer olarak kullanımı(http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Arap zamkının sanayideki diğer kullanımları;
- Litografik baskı film ve kağıtlarında,
- Ezme ve tutkallarda dolgu maddesi olarak,
- Emulsifer ve koruyucu kolloid madde olarak,
- Özellik gösteren mürekkeplerde film oluşturmak için,
- Pillerde korozyonu önlemek için,
- Çeşitli metal kaplama işlerinde,
- Seramiklerde sırrı yüzeye bağlamak için,
- İnsektisitlerde emulsifer olarak (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010). 20
Günümüzde doğal veya kimyasal ilaçların yapımında ana katkı maddesi olarak kullanılır. Bunların başında öksürük pastilleri, öksürük şekerleri, emme şekerleri, haplar, drajeler, kapsüller ve şuruplarda ana katkı maddesi, yapıştırıcı veya sertleştirici olarak kullanılır. Zamk alkolde, eterde çözülmezken, bir kat suda tutkal gibi ve iki kat suda jel gibi olur. Püskürtme usulü (gummi arabicum desenzymatum) Arap Zamkının enzim yapısı değiştirilir ve sulandırılan Arap Zamkı su buharı damıtılınca geride ince bir toz kalır. Bu Arap Zamkının bu toz hale gelmiş şekli ısıya karşı daha dayanıklı olduğundan ilaç sanayinde kullanılır(http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html, 13.02.2011). 24
5.1. Arabik Gamın Sulu Boya Yapımında Kullanımı
Hazır ve kaliteli olarak kırtasiyelerde bulmak çok kolay olmasına rağmen bazı sanatçılar kendi suluboyalarını kendileri yapmayı tercih ederler. Çünkü seri üretime dayalı market boyalarından her yönüyle daha iyi sonuç veren ve daha üstün etkiler bırakan boyalar elde edebilirler. Bunun için biraz sabra ve biraz tecrübeye dayanan denemeler ve deneyler yapmak ve sonunda da uygun olan bir tanesinde karar kılmak yeterlidir. Deneylerin amacı uygun karışımı bulmaktır, çünkü pigmentlerin bazıları kendine özel bir bağlayıcıya (tutkal ve zamklara) ihtiyaç duyabilirler. Seri üretime dayanmayan suluboyaların yapımındaki temel zorluk eriyiklerin dengeli karıştırması ve malzemenin kalitesidir. Bir temel zorlukta elde edilen boyanın öğütülmesi ve ezilmesidir. Bu nedenle deneme sabrı olmayanlara el yapımı suluboyalar tavsiye edilmez. Ticari üretimde ezme işlemi çini mürekkep yapımında olduğu gibi güçlü ezici rulmanlarla yapılır. Renklerin elle ezilmesi muhtemelen daha iri tanecikler, homojen olmayan bir dağılım ve suda kolayca çözülüp giden bir karışım verecektir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Malzeme oranlarında yapılacak küçük değişikliklerle ortaya çıkan sonuçların nasıl bir işleve sahip olduğunu anlamak, ileri ki çalışmalarda nasıl bir yol izlenmesi gerektiği konusunda yardımcı olacaktır. Bu tecrübe önemlidir, çünkü genel olarak suluboyanın bağlayıcısı için yayınlanmış açık bir formül bulmak zordur. Çoğu formül genelleştirilmiş ifadelerle sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle istenilen etkiye bağlı olarak sanatçılar kendi formüllerini kendileri oluşturmayı tercih ederler (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.1. Sulu Boya Malzemeleri
Suluboya yapımında kullanılacak temel malzemeler ve oranları aşağıda sunulmuştur. Fakat bu oranlar istenilen boya miktarına bağlı olarak çoğaltılabilir veya azaltılabilir (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
Ezilmiş Senegal veya Arap zamkı 80 gr
Kaynamış su (Damıtılmış olması tercih edilir) 160 ml
Şurup (bal şerbeti), şeker sosu veya glikoz 50 ml
Gliserin 60 ml
Koruyucu: Fenol solüsyon (yarım çay kaşığı kadar)
Arap Zamkı: Afrika’da yetişen akasya ağacından elde edilen kahverengi şeffaf, yapışkan madde. En iyisi büyük taneli, şeffaf kordofon zamkıdır. Bugün A. Senegalensis’ten elde edilen bir çeşidi onun yerini almıştır. Arap zamkı yuvarlak taneli ve yumuşaktır, suda eriyerek yapışkan bir madde haline gelir. Alkol ve benzinde erimez. Krom tuzuyla karıştırılarak ışığa karşı hassas kopya tabakaları elde edildiği için fotolitoğrafi ve ofset çinko kalıbı hazırlanmasında kullanılır. Işık gören zamklı krom tabakası yapışkanlığını ve soğuk suda erime özelliğini kaybeder, fakat yumuşama özelliğini kaybetmez. Pozlamadan sonra ışık almayan bölgeler yıkanarak temizlenebilir. Arap zamkı, litografi taşlarının hazırlanmasında, zamklı kağıt yapımında, kumaş aprelemekte, likör, suluboya, çini mürekkep ve yapıştırıcı madde yapımında, minyatür sanatında kullanılır.
Kaynamış, damıtılmış su: Normal içme suyunda veya genel kullanım amaçlı saf olmayan suların içinde kaçınılmaz olarak maden tuzları bulunmaktadır. Boya yapımında kullanılan malzemeler organik malzemelerdir ve diğer organik malzemelerle kolayca kimyasal reaksiyona girebilir ve beklenilenden daha farklı sonuç verebilirler. Bu nedenle kullanılacak suyun “saf su” olması gerekmektedir. Otomobil akülerinde kullanılan ve birer litrelik bidonlar halinde satılan saf su örneklerinden birini satın almak bu iş için yeterlidir.
Şurup (Bal Şerbeti) şekerli su veya glikoz: Bu malzemelerden birisini kullanmak çalışmada pürüzsüz ve kaygan bir yüzey elde edilmesini sağlayacaktır. En kolay elde edilecek malzeme doğal olarak bal ve şekerdir. Şeker, suyunu çabuk kaybetmesi, kırılgan bir yapıya sahip olması ve nemde çabuk çözülmesi nedeniyle baldan daha kullanışsızdır. Uygun şurup balın ısıtılmış saf su içinde eritilmesiyle elde edilir. Üç ölçü saf su içinde bir ölçü balın eritilmesi yeterlidir. Gliserin: Yağlı maddelerden, sabunlaştırma yoluyla çıkarılan renksiz, tatlı şurup kıvamındaki sıvıdır. Bu madde boya karışımına nemlilik verir, boyanın aşırı katılaşmasını, çabuk kurumasını engeller, erime gücünü arttırır ve fırça kıvraklığı kazandırır. Dekstrin: (Nişastadan elde edilen bir çeşit yapışkan) Suluboya yapımında temel maddelerden birisi değildir fakat bazı sanatçılar doku ve kayganlık farklılığı yaratmak gibi özel istekleri için suluboyaya arap zamkı yerine dekstrin katmayı tercih ederler. Fakat bu arap zamkına göre daha yoğun bir kıvam verir. Bu nedenle dekstrin katkılı olmayan boyalarla yapılmış bir çalışmaya dekstrin katkılı bir boyayla müdahale edileceği zaman daha dikkatli olunması gerekmektedir. Çünkü dekstrin boyalar çalışmanın görsel bütünlüğüne zarar verecek bir etkiye sahiptir. Aynı zamanda Dekstrin arap zamkına göre ikinci kalite bir etki verdiği için resmin tamamında kullanıldığında çıkan çalışma genellikle ucuz posterler etkisinde olur. Eğer dekstrin katkılı bir sulu boya yapılmak isteniyorsa diğer malzemelerle karıştırılmadan önce bir dekstrin kremi oluşturmak gerekir. Bunun için 30 ml dekstrin tutkalına 60 ml su katıp karıştırmak yeterlidir. Tüm el yapımı malzemelerde temel kural ezme ve karıştırma işlemine özel bir özen göstermektir. Dekstrini suda eritirken de aynı kural geçerlidir ve bu maddenin de suda homojen bir şekilde eritilmesi sağlanmalıdır. Eritilmiş dekstrin diğer malzemelerin ezme işlemi yapılırken dikkatlice karıştırılmalıdır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25 Odorant (Koku yaratıcı) İsteğe bağlı olarak bağlayıcının (zamkın) içine az miktarda karanfil yağı eklenebilir. Bu boyanın küflenmesini engellediği gibi güzel bir kokuda yaratacaktır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011). 25
5.1.2. Malzemelerin Karıştırılması
Cam bir kap içine Arap Zamkı öğütülerek konur. Üzerine kaynamış saf su dökülür ve zamk eriyinceye kadar bir kaşık veya benzeri bir araçla karıştırılır. Eğer tam bir erime olmamış ve parçalar kalmışsa bir süre bekletip eriyik tekrar karıştırılmalıdır. Fakat eritmek amacıyla asla yeniden ısıtılmamalıdır, çünkü bu işlem zamkın yanmasına ve kemikleşmesine neden olacaktır. Erime yeterli düzeyde gerçekleştiğinde şurup ve fenol solüsyon bu sıvının üzerine düzenli bir şekilde eklenir. Eğer kullanılacak koruyucu (fenol) toz halindeyse daha önceden mutlaka saf su ile bir kapta karıştırılmalı ve oluşan krem kıvamındaki karışımı daha sonra cam gibi sert ve düz yüzeyde spatül ile bir süre daha ezmelidir. Tüm karışımı daha sonra kaba zerrelerden ve atıklardan arındırmak için sıkı dokunmuş bir bezle başka bir kaba süzmek gerekir(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Süzülmüş ve kaba atıklarından arınmış karışım kalın bir camın üzerine dökülerek tekrar spatül ile kuvvetlice ezilir ve karıştırılmalıdır. Bu işlem, karışımı alabilecek bir büyüklükteki bir havanda da yapılabilir. Ezme işlemi karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar devam etmelidir. İstenilen kıvam elde edildiğinde karışım 3-4 saat ağzı kapalı olmayan bir kapta dinlendirilir. Daha sonra tam tersi bir şekilde ezme işlemi tekrarlanır. Yoğunlaştırılan eriyiğin içine ezme süresince yavaş yavaş damıtılmış su katılır. Su ilavesi karışımın akıcı duruma gelmesine kadar devam eder(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Bu noktadan sonra ise renklendirme işlemine başlanır. Sıvı haldeki karışıma çok az oranlarda istenilen rengin pigmentleri katılır. Karışıma dahil edilen pigmentler karışımda eriyinceye kadar ezme işlemi devam eder. Karışım macun ve krem arası bir kıvama gelinceye kadar renkli pigmentle doyurulur. Bu konuda dikkatli olunmalıdır çünkü elde edilen bağlayıcının miktarı bellidir, gereğinden fazla pigment eklendiğinde karışım kuruyacak ve yeterli sıvı bağlayıcı olmadığı içinde inceltme yapılamayacaktır. Son çare olarak suyla yapılacak inceltme ise bağlayıcının zayıflamasına kuruma ve yapışma dengesinin bozulmasına neden olacaktır. Sonuçta malzemeyi kurtarma amacıyla yapılacak bu işlem resmin kalitesini bozacaktır (http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Eğer boyanın bağlayıcısı daha kuvvetli olsun isteniyorsa, karışım tamamen yoğunlaşmadan renkli pigment eklemesine son verilir. Akıcı ve duru halde bulunan boyanın suyunu buharlaştırmak için karışım dinlenmeye bırakılır. Fakat dengeli bir buharlaşma için yavaş yavaş yoğunlaşan boyayı belli aralıklarla yoğurmak ve ezmek gerekmektedir. El yapımı suluboyalar için en kolay noktalardan birisi saklanmalarındaki kolaylıktır. Saklamak için küçük kavanozlar ve benzer kaplar fazlasıyla işe yarayacaktır. Eğer bulunabiliyorsa boya tüpleri bu iş için en ideal saklama kaplarıdır(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25 Burada sunulan reçete sabit değildir, malzemelerin oranlarında azaltma ve çoğaltma yaparak kişiye özel karışımlarda elde etmek mümkündür. Örneğin bazı amatör suluboya yapımcıları önerilenden daha fazla tutkal bazıları ise önerilenden daha fazla gliserin eklerler. Gliserinli karışımlarda dinlendirme işlemine gerek duyulmasa da fazla inceltilmiş tutkallı suluboyaların suyunu kaybetmesi için dinlendirilmesine gerek duyulur(http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html, 13.02.2011) 25
5.2. Mikrokapsül Yapımında Arabik Gam Kullanılması 5.2.1. Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları Parfümlerin mikrokapsüllenmesi, kokunun saklanması amacının yanında var olan kokunun uzun süre kullanılması ya da başka bir ifade ile kokunun yavaş salgılanması amacı ile gerçekleştirilir. Mikrokapsül, polimerik bir duvar ve bu duvar içerisinde hapsedilmiş sıvı maddesinden oluşur. Kapsül duvarı, içindeki sıvıya inert olan bir maddedir. Mikrokapsüllerin boyutları 1-1000 mm arasındadır. 1000 mm' den büyük olanlara makrokapsüller, 1 mm' den küçük olanlara ise nanokapsüller denir. Yapımı karbonsuz kopya kağıdı ile başlayan mikrokapsüller duvar özelliklerinin değiştirilmesi ile günümüzde çeşitli alanlarda kullanılmaya başlanmıştır (örneğin, jelatin, arap zamkı gibi insan vücudu için zararsız doğal polimerli mikrokapsüllerin yapımında, tadı ve kokusu güzel olmayan ilaç tabletlerinin kaplanmasında kullanılması gibi). Duvar kalınlığı artırılarak ya da tane boyutu küçültülüp, yüzey alanı artması gibi duvar malzemesinin salgılama özelliklerinin azaltılıp, artırılabilmesi, insan vücuduna yavaş verilmesi, ya da uzun sürede yayılması istenen ilaçlar için mikrokapsüllerin kullanılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Böylece eczacılıkta, sağlıkla ilgili ilaç, vitamin, krem, kozmetik gibi bütün ürünlerde, mikrokapsüller kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde parfümlerin oksidasyona karşı korunmasında kokulu-parfümlü eşyalarda, basınca hassas kaplama kağıtlarında, daktilo şeritlerinde, fotoğraf malzemelerinde, gıda ürünlerindeki tad ve koku verici maddelerde, tarımda ilaçlamada, böcek ilaçlarında, yavaş salgılanması istenen gübrelerde, boya malzemelerinde, tütün ürünlerinde, korozyon inhibitörlerinin ve canlı hücrelerin kapsüllenmesi konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Mikrokapsül yapım yöntemlerinde, çekirdek maddenin polimer içerisinde mikron boyutunda dağılmasını sağlayabilmek için karışmayan iki sıvıdan emülsiyon yapımı ilk adımdır. Yapılış şekillerine göre çeşitli mikrokapsül yöntemleri mevcuttur. Bunlar; koaservasyon (coacervation, beraber faz oluşturma), ara yüzey ve insitu polimerizasyonu, sprey kurutma, sıvıların katılaştırılması, sıvı sisteminin ısı ile kurutulması, eritme soğutma yöntemleridir. Polimer-polimer fazının beraberce ayrıldığı koaservasyon metodu, suda çözünmeyen yağların kaplanmasında yani kapsüllenmesinde en uygun yöntemdir. Bunun için yağ fazı, duvar malzemesi olarak seçilen polielektrolit (anyon ve katyon) kolloid karışımını içeren çözelti içinde dağıtılarak su-yağ emulsiyonu hazırlanır. Karışımın pH'sı ayarlanarak koloitçe zengin fazın yağ damlaları çevresini kaplayıp çökelmesi sağlanır. Yıllardan beri jelatin-arap zamkının beraberce kulanıldığı mikrokapsüller, karbonsuz kopya kağıdı, yapıştırıcılar, fotokromik maddeler, sıvı kristaller ve ferromagnetik maddeler yapımında kullanılmaktadır. Endüstride büyük önem taşıyan mikrokapsüllerin üretim şartları patentli olduğundan yapım tekniği açık değildir. İncelenen referanslarda, yapım teknikleri için sadece patent numaraları verilmiştir. Bu çalışmada ziraat, tıp, ecza, gıda, kimya ve kozmetik sanayilerinde en fazla kullanım alanına sahip olan mikrokapsüllerin üretim metodu olan koaservasyon tekniği uygulanmıştır. Amaç olarak, kapalı ortamlarda kullanılan oda spreylerindeki parfüm dışı kimyasalların çevreye verdikleri zararlı etkilerden kurtulmak için bunların yerine kullanılabilecek mikrokapsüllenmiş parfümlerin üretimleri hedeflenmiştir. Burada mikrokapsül duvar maddesi olarak biyolojik parçalanabilir, doğal polimerlerden olan, jelatin ve arap zamkı seçilmiştir. Mikrokapsül çekirdek maddesi olarak da değişik parfümler (menekşe, limon, şeftali esansı) kullanılmıştır. Mikrokapsüllerdeki duvarların dayanıklılığını artırmak ve içerisinde hapsettiği parfümlerin yavaş salgılanmasını sağlamak amacı ile de çapraz bağlayıcı olarak formaldehit, glutaraldehit, formaldehit/üre gibi maddeler kullanılmaktadır. Formaldehit ile çapraz bağlanma yapıldığı durumlarda polimer zincirleri birbirlerine metilen köprüleri ile bağlanarak düzgün bir ağ şeklinde çapraz bağ oluşturmaktadır ( Övez, Yüksel, 2002) Formaldehit/üre kullanılarak yapılan çapraz bağlanmalarda ise formaldehid ile jelatin arasında birinci adımda oluşan bazı N-metilol grupları, üre ile reaksiyona girerek sanki üre formaldehit reçinelerinde olduğu gibi üç boyutlu bağlanmalar yaparak çapraz bağ etkilerini güçlendirmektedir. Zira çapraz bağ amacı ile formaldehit kullanıldığında, jelatin moleküllerindeki primer amin ya da sekonder amid grupları ile N-metilol türevleri oluşmaktadır. N-metilol grupları da daha sonra -OH, - CONH2, -COOH ve -NH2 grupları ile asidik ortamda reaksiyona girerek eter, amid, ester ve amin gibi daha kararlı yapılar yapabilmektedir. Burada ilave olarak üre (H2N-CO-NH2) kullanılması durumunda, bunun yapısındaki NH2 grupları ile, N-metilol grupları arasında ilave bağlanmalar meydana gelmektedir. Hatta bu bağlanma üç boyutlu olarak gerçekleşebilmektedir. Üre miktarı arttıkça da üç boyutlu bağ oluşumu oranının artması beklenmektedir ( Övez, Yüksel, 2002).26 5.2.1.1. Materyal ve Metot Bu çalışma kapsamında menekşe, şeftali ve limon esanslarının koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüllenmesi gerçekleştirilmiştir. Koaservat duvar yapısı için doğal polimerler jelatin-arap zamkı ve çapraz bağlayıcı olarak da formaldehit ve formaldehit/üre kullanılmıştır. Deneylerde E.Merck firmasından temin edilen jelatin, arap zamkı, formaldehit (%37, d=1,1 g/ml)ve karbon tetraklorür kullanılmıştır. Kullanılan parfümler, menekşe (d=0,885 g/ml), limon (d=0,950 g/ml) ve şeftali (d=0,993 g/ml) esansları olup Gülçiçek firmasından temin edilmiştir. Emülsiyon ve mikrokapsül yapımı, iç çapı 106 mm olan karıştırıcılı, 1l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktörde gerçekleştirilmiştir. Karıştırıc kanat çapı 52 mm' dir. Soğutma adımında ise iç çapı 162 mm olan 3,5 l hacimli su ceketli, 304 kalite paslanmaz çelik reaktör kullanılmıştır. Yavaş salgılama analizlerinde ise IR-470 model Shimadzu Spektrofotometre kullanılmış ve ölçümler NaCl hücreleri içinde yapılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 5.2.1.2. Mikrokapsül Yapımı Mikrokapsül eldesi için ilk adım, sürekli faz olan su fazı (jelatin-arap zamkı çözeltisi) içinde, yağ fazını damlalar halinde dağıtmak yani emülsiyon elde etmektir. Burada yüzey aktif madde olan jelatin ve arap zamkı moleküllerinden birkısmı birkaç molekül kalınlığında olmak üzere su/yağ ara yüzeyine gelir, bir kısmı da çözeltide kalır ve daha sonra koaservasyon yöntemi ile mikrokapsüller oluşur. Mikrokapsül yapımı akış şeması Şekil 5.1' de verilmiştir. Reaktör içi sıcaklığını 400ºC yapacak şekilde su çevrimi yapılan reaktörde 160 ml %12,5(a/v) jelatin çözeltisi 2500 dev/dak hızla karıştırılırken üzerine 80 g parfüm (yağ) damla damla ilave edilerek bir su-yağ emülsiyonu hazırlanmıştır. Sürekli karıştırılan bu karışıma beş dakika sonra üzerine 160 ml %12,5 (a/v) arap zamkı çözeltisi katılmış ve 15 dakika daha karıştırılmıştır. Karışımın pH'sı, asetik asit ilavesi ile pH=4' e ayarlandıktan sonra karıştırıcının hızı emülsiyonun köpürmesine engel olmak için 300 dev/dak'ya düşürülmüştür. Karışımın seyreltilmesi için ise üzerine mümkün olduğunca yavaş ve düzenli bir şekilde 400 ml su püskürtülerek ilave edilmiştir. Bu seyreltme şekli ile kolloid fazın yağ damlaları çevresindeki dağılımının bozulmasına fırsat verilmemiş olunmaktadır. Kolloit fazın çapraz bağ oluşumu ile güçlendirilmesi amacı ile değişik hacimlerde (30, 40, 50 ml) formaldehid ilave edilmiştir. Tüm bu adımlar süresince, karışımın sıcaklığı 400ºC'de sabit tutulmuştur. Oluşturulan jelatin-arap zamkı mikrokapsül duvarlarının jelleşmesini hızlı soğutma ile sağlamak için karışım, içinde 3 l soğuk su bulunan ikinci reaktöre aktarılmış ve 30ºC sıcaklıkta bir saat süre ile 300 dev/dak hızla karıştırılmıştır. Bu işlem sonunda karışım, NaOH çözeltisi ile pH'sı 9-11'e ayarlanarak bir saat daha karıştırılmıştır. Sonuçta oluşan mikrokapsüller ayrılarak filtre kağıdı üzerinde suyundan kurtarılmıştır. Daha sonra bu mikrokapsüllerden 5 g alınıp 50 ml CCl4 içine konulmuş ve çalkalanarak zamana bağlı IR spektrumları ölçülmüştür. Bazı deneylerde çapraz bağı güçlendirmek için yapılan üre ilavesi ise formaldehid ilavesi ile ayni anda yapılmıştır. Burada kullanılan üre miktarları, formaldehite göre 1/0,25, 1/0,5, 1/1 hacim/ ağırlık oranlarında olup 50 ml formaldehite karşı sırası ile 12,5, 25,0 ve 50,0 gram olarak kullanılmıştır ( Övez, Yüksel, 2002). 26
Şekil 5.2. Mikrokapsül Yapımı Akış Şeması
6. ARABİK GAMIN PAZARLANMASI Sudan dünya pazarlarına arap zamkı ihraç eden en büyük üretici ve ihracatçıdır. Arap zamkı ihracatının sağlam bir yapıya oturtulabilmesi için, “The Gum Arabic Co.” Adlı bir resmi şirket kurulmuş olup, bütün arap zamkı ihracatı bu şirkete devredilmiştir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Pazarlama politikası dikkate alındığında “The Gum Arabic Co.” pazarın devamlılığını sağlayacak, ikame ürünlerin kullanılmasına engel olacak pratik politikaları benimsemektedir (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27 Arap zamkı fiyatları gerçekçi ve makul düzeyde tutulmak ve bu şekilde halen ikame ürün araştırmalarında olan tüketicileri nişasta ve nişasta türevlerinden vaz geçirip, tabii ürüne dönmelerini sağlamaktır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, …).27 “The Gum Arabic Co.” stokları elinde tutarak fiyatları ve arzı dengelemektedir. Bu ise bugünkü tüketim düzeyinde dünya piyasalarına düzenli ve sürekli mal teminini ve arap zamkının yeni kullanım alanlarının tespitine imkan sağlamaktadır (http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4, 30.12.2010).27
KAYNAKLAR
21. Aksoy, S., 2003. Polimer Teknolojisi. Yüksek Lisans Dersi Ödevi, Ankara, 20 s.
22. Dönmez, M., Cankurtaran, M., İlseven, S., 2010. “ Diyet Lifleri ve İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri. “ Ulusal Meslek Yüksekokulları Öğrenci Sempozyumu, 21-22 Ekim.Düzce. 13.17.http://bdkkimya.com/index.php?page=detay2&did=6&ac=dty&gr=Gum%20Arabic%20(Arap%20Zamk%FD)&gr2=Boya%20Kimyasallar%FD, 01.12.2010).
9. http://ebilgi.org/bitkiler/arap-zamki.html (13.02.2011).
12.http://hammaddeleransiklopedisi.com/hammaddeler/arabik-gum-ve-ozellikleri-hammaddeler-ansiklopedisi.html (13.02.2011). 8.14.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:JRefovRmA_AJ:www.musavirlikler.gov.tr/upload/SUD/arap%2520zamki.doc+SUDAN%E2%80%99DA+ARAP+ZAMKI+%C3%9CRET%C4%B0M%C4%B0&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEEShlzKgQwhSAn6BTRBsM1JRZzSvx2637oy8aoz8qDiI2KjBDC1CgZNGPADsUSWohswzXHbLiDZYZjHUtG5D83pxDrr3TIZW5VLfQunkCOqLQ7PuFgIXTxmGhVY8dQ0q2ma5RYDpC&sig=AHIEtbShIkXP9OAczTotK6CDfwlf6T7sFg (30.12.2010). 28.http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ug5QhjM_1tQJ:www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/2e7aaa88b48137a_ek.pdf%3Fdergi%3D17+SUDA+%C3%87%C3%96Z%C3%9CNEB%C4%B0L%C4%B0R+GAMLARIN&hl=tr&gl=tr&pid=bl&srcid=ADGEESgvcIdg0IjKFbig-dHGg7l7DPPNw2VN50Ab99ZCsix5660HegK4Ed6KAsgr0_43BJSrr5BlhLG5Bj1jKxFAxiayoSleJay6Jll4fCtBhD0UQ-qh8Kg71JipcRAh1XaA1hfcRo-r&sig=AHIEtbS2YAJXj-fs0u2BUt90rEsEVMt1oA (23.03.2011). 32. http://waterlily-bidunyasanat.blogspot.com/2010/09/kitreastragalus.html (07.05.2011). 18.http://www.anadolutayfasi.net/kimya/54690-arabik-gam-akasya-gami-nedir-kullanuliyor.html (13.02.2011). 35. http://www.biokimkimya.com/urundet.asp?id=7&catID=1 (09.05.2011). 10. http://bilimselkonular.com/index.php/oyun/1001-karbonhidratlar.html?fontstyle=f-smaller (13.02.2011). 38.http://www.dervisler.net/forum/index.php?topic=3537.0, 09.05.2011) 23.24.http://www.dogaltedavi.org/v/akasya+kate_u+yasak.jpg.html (13.02.2011). 1.3.4 http://www.gidacilar.net/showpost.php?p=1241&postcount=5 (09.2008) 4.http://www.google.com.tr/#hl=tr&source=hp&biw=1362&bih=583&q=hidrokolloidler+asuman+sand%C4%B1k%C3%A7%C4%B1&aq=f&aqi=&aql=&oq=&fp=151aeadc1242fc5f (17.12.2010). 11. http://www.food-info.net/tr/e/e414.htm (13.02.2011). 25. http://www.frmtr.com/kultur/141079-suluboya-teknigi.html (13.02.2011). 33.http://www.gkm-tr.com/urun.asp?urun=1 (07.05.2011). 36.(http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1126&Itemid=228 (09.05.2011). 37. http://www.kimyasanal.net/konugoster.php?yazi=5xajqgpuzr (09.05.2011). 15.16.20.27.http://www.klasikturksanatlarivakfi.com/indexalt.php?sayfa=malzeme&md=4 (30.12.2010). 30. http://www.onuncukent.com/2010/03/03/orman-urunleri/, 13.02.2011) 34. http://www.ru.all-biz.info/tr/g600927/, 09.05.2011 19. http://www.selenchem.com/urunler/Gum_Arabik.html (12.02.2011).
31.Kılınççeker, O., Küçüköner, E., 2005. Gıdalarda Gamların Yenilebilir Film Olarak Kullanımı, Van, 181-186. 29. Koçak, S., 2006. Mayonezde Mikrobiyolojik Raf Ömrü. Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 59 s. 26.Övez, B., Yüksel, M., Parfümlerin Çapraz Bağlı Mikrokapsüllerden Yavaş Salgılanmaları, Çevkor,2002,26-29. 2.5.Sungur, B., Ercan, R.,2004. Suda Çözünebilir Gamların Gıda Endstrisinde Kullanım Olanakları, Gıda Mühendisleri Dergisi, 17 Nisan, 28-32. 7. Tarım ve Hayvancılık Sektör Raporu, 2009
Arap Zamkı
Kaydol:
Kayıt Yorumları (Atom)
0 yorum:
Yorum Gönder