T.C.
SELÇUKÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ
KĐMYA ANABĐLĐMDALI
KIZILCIĞIN (Cornus mas L)EKSTRAKSĐYONU VE
ANTĐOKSĐDAN BĐLEŞENLERĐNĐN ANALĐZĐ
Hazırlayan Fatma ÇELĐK
Danışman
Yard. Doç. Dr. Nejdet ŞEN
KONYA 2009
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
KIZILCIĞIN (Cornus mas L)EKSTRAKSĐYONU VE
ANTĐOKSĐDAN BĐLEŞENLERĐNĐN ANALĐZĐ
Fatma ÇELĐK
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı
Danışman : Yard. Doç. Dr. Nejdet ŞEN 2009
Çalışmada Konya bölgesinden toplanan Kızılcık (Cornus Mas L) meyvesinin DPPH radikallerini süpürme etkisi, β- karoten- linoleik asit sistemindeki etkisi, indirgeme gücü, toplam fenolik içeriği , CUPRAC, Proantosiyandin kompozisyonu ve ABTS metodu gibi deneylerle antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi amaçlandı. Kızılcığın antioksidan aktivitesi, BHA, BHT, troloks gibi standart antioksidanlar ile kıyaslandı. Kızılcığın bazı fenolik bileşenleri HPLC ile tayin edildi.
ABSTRACT MS Thesis
EXRACTION AND ANALYSIS OF ANTIOXIDANT COMPONENTS FROM Cornus mas L
Fatma ÇELĐK Selçuk University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry
Supervisor : Assist. Prof. Dr. Nejdet ŞEN 2009
In this study ,Cornus mas L collected in Konya ,antioxidant capacities of Cornus mas L. fruit was aimed at determining the antioxidant activity (DPPH free radical-scavenging, β-carotene/linoleic acid systems), reducing power, total phenolic content and CUPRAC, proanthocyanidin contents and ABTS. Those various antioxidant activities were compared to standard antioxidants such as butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), and trolox. Some of the phenolic compounds were determined by HPLC.
ÖNSÖZ
Çalışmalarımın her aşamasında değerli bilgi ve önerileriyle beni yönlendiren, hiçbir konuda desteğini esirgemeyen saygı değer danışman hocam Yrd.Doç.Dr.Nejdet ŞEN ‘e
Çalışmalarım için Bitkisel materyali sağlayan Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü Öğretim üyesi Yrd.Doç.Dr. Đsmail Hakkı KALYONCU ‘ya
Laboratuar çalışmalarında her türlü yardım ve desteği gösterip, bilgileriyle bana yardımcı olan.Dr.Yener TEKELĐ’ye ve Dr.Yakup KAR ‘a
Manevi desteklerini esirgemeyip çalışmalarım boyunca beni motive eden Sayın Hocam Yrd.Doç.Dr. Şeref ERTUL’a
Tez çalışmam esnasında desteklerinden dolayı Kimya bölümündeki bütün hocalarıma ,ayrıca çalışmamı destekleyen BAP kurumu ile tüm çalışanlarına,
Tüm tez çalışmam boyunca , bana vermiş oldukları maddi ve manevi destek, anlayış ve özveri için sevgili aileme
sonsuz teşekkürler…
FATMA ÇELĐK
ĐÇĐNDEKĐLER ÖZET...i ABSTRACT...ii ÖNSÖZ...iii ŞEKĐLLER DĐZĐNĐ ...ix TABLOLAR DĐZĐNĐ...xi SĐMGELER DIZINI………...xii 1. GĐRĐŞ...1 1.2.GENEL BĐLGĐLER...6 2.1. Antioksidanlar...6 2.2. Serbest Radikaller...6
2.2.1.Radikaller nasıl oluşur...7
2.2.1.1.Kovalent Bağların Homolitik kırılması...7
2.2.1.2. Normal bir Molekülün Elektron kaybetmesi...7
2.2.1.3. Normal bir moleküle elektron transferi...7
2.3. Radikal Oluşum Nedenleri...8
2.4. Reaktif Oksijen Türleri ( ROT ) ...8
2.4.1.Süperoksit Anyon Radikali (O2.-)...10
2.4.2.Hidrojen peroksit radikali ( H2O2)...12
2 .4.3.Hidroksil radikali ( OH. )...13
2.4.4.Singlet oksijen radikali...15
2.4.5.Ozon (O3) ...16
2. 4. 7.Hipokloröz asit ...17
2 .5. Serbest Radikal Kaynakları. ...18
2.5.1. Eksojen Kaynakları...18
2.5.2. Endojen Kaynaklar ………...19
2.6. Antioksidanlar………21
2.6. 1. Antioksidanların Etki Mekanizmaları Ve Fonksiyonları………..22
2.6.2 Doğal Antioksidanlar………...24 2.6.2.1 Tokoferoller ………..25 2.6.2.2 Flavonoidler………...26 2.6.2.2.1 Kalkonlar ………...27 2.6.2.2.2 Auronlar……….28 2.6.2.2.3 Flavonlar………29 2.6.2.2.4 Flavonoller……….29 2.6.2.2.5 Đzoflavonoidler, Neoflavonoidler……….30 2.6.2.2.6 Flavanonlar, Flavanonollar………..30 2.6.2.2.7 Antosiyanidinler ve deoksiantosyandinler………..31 2.6.2.2.8 Antosiyaninler………31 2.6.2.2.9 Kateşinler………...32 2.6.2.2.10 Đsoflavonlar………...32 2.6.2.3 Karotenoidler………33 2.6.2.4 Likopen………..33
2.6.2.5 Askorbik Asit (C vitamini)………...34
2.6.3. Sentetik antioksidanlar………...34
2.6.3.1 Bütillendirilmiş Hidroksianisol ( BHA )……….35
2.6.3.2 Bütillendirilmiş Hidroksitoluen ( BHT )………36
2.6.3.3 TBHQ (Tersiyer Butilhidroksikinon………..37
2.6.3.4 Nordihidroguairatik Asit ( NDGA )………38
2.6.3.5 Galatlar………..38
2.7 Antioksidan Tayin Metotları……….40
2.7.1 Toplam Antioksidan Aktivite Tayin Metodu (β- karoten- lineolik asit sistemi)………41
2.7.2 Toplam Fenolik Madde Konsantrasyonu(Folin –Ciocalteu) metodu…….41
2.7.3 Đndirgeme Gücü Kapasitesi (FRAP)Belirlenmesi metodu………...42
2.7.4 CUPRAC (Bakır(II) Đyonu Đndirgeme Antioksidan Aktivite Tayini)…….42
2.7.5 DPPH Radikal Süpürme Aktivitesi Tayin Metodu………..43
2.7.7 ABTS•+ giderme aktivitesi tayini………...44
3. KAYNAK ARAŞTIRMASI ...45
4. MATERYAL VE METOT ... 50
4.1. Bitki Ekstrelerinin Hazırlanması... 50
4.1.1.Materyal...50
4.1.2.Metot...50
4.2. Antioksidan Kapasite Testleri...50
4.2.1.1. Materyal ...50
4.2.1.2.Metot...50
4.2.2. DPPH (1,1-Difenil-2-pikrilhidrazil) Radikal Süpürme Etkisi...51
4.2.2.1. Materyal ...51
4.2.2.2 Metot………..51
4.2.3. CUPRAC Metodu ile Antioksidan Aktivite Tayini...52
4.2.3.1. Materyal ...52
4.2.3.2. Metot ...52
4.2.4. β- Karoten- Lineolik Asit Emülsiyon Yöntemi...53
4.2.4.1 Materyal ...53
4.2.4.2 Metot ...53
4.2.5. Đndirgeme Gücü (FRAP Yöntemi)...54
4.2.5.1. Materyal ...54
4.2.5.2. Metot ...54
4.2.6. ABTS•+ giderme aktivitesi tayini...54
4.2.6.1. Materyal ...54
4.2.6.2. Metot ...54
4.2.7 Proantosiyanidin Konsantrasyonunun belirlenmesi………..55
4.2.7.1. Materyal………...55
4.2.7.2. Metot……….55
4.3. HPLC ile Fenolik Madde Kompozisyonunun Belirlenmesi...56
4.3.2. Metot ...56
5. BULGULAR ...57
5.1. Toplam Fenolik Madde Konsantrasyonu(Folin Yöntemi) Bulguları...57
5.2. DPPH Serbest Radikal süpürme etkisi Analiz bulguları...58
5.3. β-karoten- linoleik asit Emülsiyon SistemiAnaliz Bulguları...62
5.4. Đndirgeme Gücü (FRAP Yöntemi)Analiz Bulguları...64
5.5. CUPRAC Metodu Analiz bulguları ...67
5.6 ABTS•+ giderme aktivitesi analiz Bulguları………68
5.7. Proantosiyanidin konsantrasyonu analiz Bulguları………...69
5.8.HPLC Analiz Bulguları………..71 6. TARTIŞMA ...73 7.SONUÇ……… 8. KAYNAKLAR ...78
ŞEKĐLLER LĐSTESĐ
Şekil 2.1- Oksijenin suya indirgenmesi sırasında ortaya çıkan ara ürünler ...9
Şekil-2.2 Fenolik yapılardan serbest radikal oluşumu...23
Şekil 2.3 Genel Flavonoid iskeleti...26
Şekil 2.4 2–fenilbenzopiran yapısı...27
Şekil 2.5 Kalkon yapısı…...27
Şekil 2.6 Aurone yapısı...28
Şekil 2.7 Apigenin Yapısı...……28
Şekil 2.8 Flavanol yapısı...29
Şekil 2.9 izoflavonoid Yapısı...29
Şekil 2.10 Flavanon ve Flavanonol Yapısı...30
Şekil 2.11 Palargonidin ve syanidin Yapısı...31
Şekil 2.12 apigeninidin Yapısı...31
Şekil 2.13 petanin yapısı... ...32
Şekil-2.14 BHA nın kimyasal yapısı...35
Şekil 2.15 BHT’nin kimyasal yapısı...36
Şekil 2.16 TBHQ’nun kimyasal yapısı………...37
Şekil-2.17 Nordihidroguairatik asidin kimyasal yapısı ( Patterson,1989 )……..38
Şekil 5.1 Gallik asit kalibrasyon eğrisi...57
Şekil 5.2 DPPH Serbest Radikal Çözeltisinin Kalibrasyon Eğrisi...58
Şekil 5.3 Cornus Mass L nin absorbans-konsantrasyon grafiği...59
Şekil 5.4 Cornus Mass L nin % inhibisyon-konsantrasyon Grafiği…………..59
Şekil 5.5 BHA nın absorbans-konsantrasyon grafiği...60
Şekil 5.6 BHA nın % Đnhibisyon Grafiği………..60
Şekil 5.7 BHT nın absorbans-konsantrasyon grafiği...61
Şekil 5.8 BHT nin % Đnhibisyon Grafiği………..61
Şekil 5.9 IC 50 değerlerinin karşılaştırılması...62
Şekil 5.10 Cornus Mas L ve standartların absorbans-konsantrasyon grafiği....63
Şekil 5.11 % Oksidasyon engelleme değerlerinin karşılaştırılması………..64
Şekil 5.12 Troloksun Kalibrasyon Eğrisi ...64
Şekil 5.13 Cornus Mas L nin indirgeme gücünün sentetik antioksidanlarla karşılaştırılması ...64
Şekil 5.14 Ekstrelerin FRAP Değerlerinin Karşılaştırılması...66
Şekil 5.15 Troloksun kalibrasyon Eğrisi...67
Şekil 5.16 Cornus Mas L içerisinde Troloksun kalibrasyon eğrisi…………..…68
Şekil 5. 17 Kateşinin kalibrasyon Eğrisi...68
Şekil 5.18 Konsantrasyona bağlı %ABTS.+ miktarları...69
TABLOLAR LĐSTESĐ
Tablo 2.1- Reaktif oksijen partikülleri (oksidanlar)...15
Tablo 5.1 Caornus mas L türünün metanol ekstraktının 765 nm ‘de absorbansı ve gallik aside eşdeğer konsantrasyonu...57
Tablo 5.2 Cornus mass L nin Absorbans ve % Đnhibisyon değerleri...58
Tablo 5.3 BHA nın Absorbans ve % Đnhibisyon değerleri...59
Tablo 5.4 BHT nin Absorbans ve % Đnhibisyon değerleri ... 60
Tablo 5.5 Cornus mas L ve sentetik antioksidan maddelerin IC50 değerleri…..61
Tablo 5.6 Cornus Mas L nin ve standartların absorbans değerleri……...62
Tablo 5.7 Cornus mas L ve standartların absorbans değişim oranları ve % oksidasyon engelleme değerleri...63
Tablo 5.8 Troloksun 700 nm de absorbansları……….64
Tablo 5.9 Ekstrelerin 700 nm deki absorbans değerleri...65
Tablo 5.10 Ekstrelerin FRAP Değerleri...65
Tablo 5.11 Troloksun konsantrasyona karşılık absorbansları...67
Tablo-5.12 Caornus mas L türünün metanol ekstraktının 500 nm ‘de absorbansı ve kateşine eşdeğer konsantrasyonu………69
SĐMGELER DĐZĐNĐ
ROS : reaktif oksijen türleri Cu(II)-Nc : bakır(II)-neokuprin Cu(I)-Nc : bakır(I)-neokuprin
CUPRAC : bakır(II) iyonu indirgeme antioksidan kapasitesi TEAC : troloks eşdeğeri antioksidan kapasitesi
GA : gallik asit
GAE : gallik asit eşdeğeri
BHA : butillenmiş hidroksi anisol BHT : butillenmiş hidroksi toluen TBHQ : tersiyer butil hidrokinon DPPH : 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil
1. GĐRĐŞ
Son yıllarda insanlar sağlıklı yaşam ve sağlıklı yaşlanma konularına büyük ilgi göstermektedir. Bununla birlikte alınan gıdaların kalitesi ve gıdalara ilave edilen katkı maddeleri önem kazanmıştır.(Packer ve ark..1999) Teknolojinin gelişmesi, oluşan çevre kirliliği ve diğer pek çok etken çeşitli toksik maddelere maruz kalmamıza neden olmaktadır. Bu toksik maddelerden dolayı insanlarda oluşan hastalıkların (kalp, kanser, erken yaşlanma vb. gibi) sayısı da her geçen gün artmaktadır. Bu hastalıklara çözüm getirmek, öncelikle bu hastalıkların oluşumunu tetikleyen etkenlerin başlıca sorumluları olan serbest radikallerin kontrol edilmesiyle gerçekleşebilir. Yüksek aktiviteye sahip bileşikler olan serbest radikaller, kirli havada, sigara dumanında, radyasyonla indüklenmiş olarak bitki koruma ilaçlarında, bozulmuş gıdalarda ve normal vücut metabolizmasında (metabolik süreçte) bulunurlar. Dengelenmemiş serbest radikal saldırısı ve hücre zarının tahribatı oksidatif stres olarak adlandırılır.Oksidatif stres (gerginlik); oksidatif lezyonlara, doku hasarına, mutasyonlara ve hücre ölümlerine yol açabilen reaktif oksijen ve reaktif azot türlerinin çoğunlukla serbest radikallerin aşırı üretimiyle tetiklenir. Oksidatif stres, kendini çeşitli kalp damar patolojileri (arterioskleroz ve hipertansiyon), diyabet, nörodejeneratif prosesler (özellikle Alzheimer ve Parkinson hastalıkları ), hücre yıpranması ve yaşlanma, kıkırdak iltihabından gelen patoloji, solunum yolu hastalıkları (sistik fibroz ve ast m), Down sendromu ve kanser gibi çeşitli insan hastalıklarında hissettirir. Bu da gerek hastaların ve gerekse sağlıklı insanların diyetlerinin koruyucu ve tedavi edici hekimlik bağlamında doğal ve yapay antioksidanlarla takviye edilmesini gerekli kılmaktadır. Antioksidanlar, yükseltgenebilen substratlara göre daha düşük derişimlerde, substratın prooksidanlarla başlatılan oksidasyonunu ciddi ölçüde engelleyen ya da geciktiren maddelerdir. Prooksidanlar (bir başka deyişle reaktif türler) ise lipidler, proteinler ve nükleik asitlere oksidatif hasar oluşturabilen ve bunun sonucunda patolojik olaylara ve hastalıklara yol açabilen zehirli maddelerdir. Antioksidanlar, hücrelere zarar veren prooksidanlar (yani reaktif oksijen ve azot türlerini, serbest radikalleri) etkinlikle indirgeyerek toksik olmayan ürünlere dönüştürürler.
2
Gıdalardaki antioksidanların tesirleri, serbest radikal oluşmasını engelleyici veya var olan serbest radikalleri tesirsiz hale getirici bir özellikle olmalarından kaynaklanır. Serbest radikal, kimyasal olarak üzerinde ortaklanmamış bir elektron bulunan atom veya moleküldür. Bunlar oldukça aktif moleküller olduklarından diğer moleküllere göre çok hızlı reaksiyona girip ortamda zincirleme olarak hızlı bir şekilde çoğalır.
Bu moleküllere ortamda bulunan oksijen hemen bağlanır ve yağlardan peroksit denilen bileşikler üretilir. Bunlardan bir seri zararlı oksidasyon ürünleri meydana getirilir. Bunlar, hem gıda maddesi, hem de bu gıdayı tüketen insanlar için zararlıdır. Đşte antioksidanların yapısındaki bir hidrojen, elektronu ile beraber serbest radikallere verilir ve böylece zincir şeklinde devam eden bozulma reaksiyonu önlenir. Nasıl bazı hastalıklarda belli bir safhadan sonra tedavi fayda vermiyorsa, serbest radikal moleküllerinin çok fazla meydana geldiği safhadan sonra, dışarıdan antioksidan ilâvesi de gıdayı bozulmaktan kurtaramaz. Đnsan vücudunu zararlı serbest radikallerden koruyan başlıca doğal antioksidanlar; esas olarak vitaminler (özellikle askorbik asit: C-vitamini ve α-tokoferol: E-vitamini ), karotenoidler (ve A-vitamini), flavonoidler ve oligomerik proantosiyanidinlerin de içinde bulunduğu polifenollerden oluşmaktadır. Son yıllarda sentetik antioksidanların kendilerinin yada bulundurdukları ortamda oluşturdukları yan ürünlerinin kanserojen olduğu veya negatif sağlık etkilerine neden olduğu pek çok araştırmacı tarafından rapor edilmiştir (Namiki, 1990; Pokorny, 1991). Bunun doğal sonucu olarak da doğal kaynaklı antioksidanlara olan eğilim gittikçe artmaktadır.
Sağlık açısından pozitif önem tasıyan antosiyaninlerce zengin olan kızılcığın antioksidan kapasitesi hakkında fazla bir çalışmaya rastlanmamaktadır. Bundan yola çıkılarak, üretim açısından daha önce çalışması yapılmamış Konya’da yetişen kızılcıkların antioksidan kapasitesini belirlemek amacıyla bu çalışma yapılmıştır.
Kızılcık (Cornus mas L), Umbelliflorae takımının Cornaceae familyasına ait, çok yıllık odunsu bir bitkidir (Pırlak ve Güleryüz, 1997). Kızılcık sert çekirdekli bir meyvedir.
Anavatanı, Anadolu, Kafkasya ve Avrupa olup ülkemizin sahil bölgelerinde, genelde tarla ve bahçe kenarlarında tek veya birkaç ağaç halinde veya ormanlık alanlarda doğal olarak yetişmektedir (Kalyoncu, 1999; Didin ve ark., 2000). Yaz sonu ile sonbahar başlarında olgunlaşan kızılcık meyveleri, oval, kırmızı renkli, tatlı, iyi aromalı ve yaklaşık olarak zeytin iriliğindedir (Didin ve ark., 2000). En fazla 5-8 m boy yapar. Yapraklar koyu yeşil, her iki yüzü tüylü, damarlar paralel, damarlar boyunca tüylüdür.
Şubat-Mart ayında açan sarı renkli küçük Çiçekleri vardır, meyveleri kırmızı renkli,
eliptik şekillidir. Kızılcık ağacı kuru, balçıklı topraklarda yetişir, çoğalması tohumlar yardımıyla gerçekleşir. Kızılcık meyvelerinin tadı ekşi olup, taze ya da kurutulmuş olarak tüketildiği gibi, tarhana, hoşaf ve reçel yapımında da kullanılmaktadır. Odunu lifli olup çok esnek ve dayanıklıdır, yoğunluğu fazla olduğundan suda batar. Baston ve sopa yapımında kullanılır. Bir zamanların meşhur falaka aracı olarak kullanılmıştır. Kabuğundan boya, yapraklarından tanen elde edilir.
Bahçe ve parklarda süs bitkisi olarak da yetiştirilir.Meyve rengi türlere bağlı olarak koyu kırmızı, kiraz kırmızısı, pembe, sarı ve yeşildir (Didin ve ark., 2000;Klimenko, 2004) Kızılcığa rengini veren antosiyanin grubu maddelerdir (Uygun ve Acar, 1992).
Kızılcık insanlar tarafından çok eskiden beri bilinen ve farklı amaçlarda kullanılan bir meyvedir.
Kızılcık ‘ın Faydaları:
- Antioksidan özelliğe sahiptir. - Yaşlanmayı geciktirir.
- Melatonin içermektedir.
- Bağışıklık sistemini kuvvetlendirir. - C Vitamini deposudur.
- Hastalıklara karşı vücudu korur. - Vücut direncini arttırır.
- Kalp rahatsızlıklarının oluşumuna engel olur. - Prostat kanserinin oluşumunu engeller. - Meme kanserinin oluşumunu engeller.
- Şeker hastaları rahatlıkla kullanabilir. Şeker oranı azdır. - Ateş düşürücü etkiye sahiptir.
Kızılcık meyvesinde kolay hazmolabilen şekerler ,glikoz, fruktoz, organik asitler, glikozit, fruktozit, aromatik bileşikler, tanen, salisilik asit, pektin ve mineral maddeler bulunur. Meyvelerinde ayrıca askorbik asit,kılcal damarları güçlendiren polifenoller, antosiyanin, flavanolin gibi biyolojik aktif maddelerde bulunur. Bu maddeler kan damarlarının elastikiyetini sağlar ve kan basıncını normal tutar.Halk hekimliğinde,deri hastalıklarında, metolik bozukluklarda ishale karşı kullanıl ır(klimen 1990).
Kızılcık zengin bir melatonin kaynağıdır: Beynimizde bulunan epifiz bezi, hava karardıktan sonra melatonin adı verilen bir hormon salgılar.
Yaşam ritmimizi ve uykumuzu bu hormona borçluyuz. Uyku beyni dinlendirir, güçlendirir, hücre yenilenmesini sağlar, bağışıklık sistemini, oksidasyonu onarır ve tüm yaşam kalitesini yükseltir. Öte yandan önemli hormonların salgılanmasına yardımcı olur. Bir çok bilim adamı melatonini en önemli antioksidan olarak tanımlarlar. Melatonin takviyesi günümüzdeki temel anti aging tedavilerinden birisi olmuştur. Bu hormonun doktor kontrolünde kullanımı, bağışıklık sistemini ve yaşam kalitesini etkili bir şekilde yükseltir. Melatonin ilaçlarının birçoğu kızılcıktan yapılır.
Đstatistiksel verilere göre 2000 yılında meyve veren 1.092.000 adet,meyve vermeyen 330.000 adet kızılcık ağacı bulunmaktadır.Toplam üretim 14000 tondur.(Anonim 2001). Üretimi bakımından Karadeniz Bölgesi 1. sıradadır. Türkiye kızılcık üretimi içersinde ağaç varlığı olarak %54.10, üretim olarak %56.73oranında pay almaktadır (Karadeniz 2001).
2.GENEL BĐLGĐLER 2.1.ANTĐOKSĐDANLAR
Antioksidanların bir çok tanımı yapılmakla beraber en genel tanımı,serbest radikallerin olumsuz etkilerini durduran veya yok eden maddelerdir. Antioksidanlardan önce serbest radikallerin nasıl oluştuğu etkileri üzerinde bahsetmek gerekir.
2.2 SERBEST RADĐKALLER
Atomlar, proton ve nötronlardan oluşan pozitif yüklü bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında bulunan negatif yüklü elektronlardan oluşurlar. Elektronlar hem partikül, hem de dalga özelliğine sahip olup; çekirdek etrafında ışık hızı ile hareket ederler. Bu nedenle elektronların çekirdek etrafındaki yeri tam olarak tarif edilemez, yalnızca bulunma olasılığının en fazla olduğu yerden bahsedilebilir. Belirli elektronların bulunma olasılığının en yüksek olduğu yer “orbital” olarak adlandırılır. Her orbital zıt spinli olmak üzere iki elektron içerebilir. Sayılarına göre, farklı enerji seviyesindeki elektronlar, farklı orbitalleri doldururlar. Çekirdekten uzaklaşıldıkça elektronların enerji seviyeleri artar. s orbitalleri çekirdek etrafında ve küresel; p orbitalleri elipsoid; d ve f orbitalleri ise karmaşık geometrik şekillerdedirler. Atomların çekirdeğinin çevresindeki elektronların bulunduğu birinci yörünge bir tane s orbitali (1s), ikinci yörünge s ve p (2s, 2p), üçüncü yörünge s, p, d (3s, 3p, 3d) ve dördüncü yörünge s, p, d, f (4s, 4p, 4d, 4f) orbitallerini içerir. Bir atomda hangi yörüngelerin bulunduğu, orbitallerin ne kadar elektron içerdiği ve orbitallere elektronların nasıl dağıldıkları atom türüne bağlı olarak değişir (Kılınç, 2002).
Radikaller, dış orbitallerinde bir veya daha fazla paylaşılmamış elektron içeren kimyasal maddelerdir. Böyle bir kimyasal tür basit bir atom ya da kompleks yapılı bir organik molekül olabilir. Her türden kimyasal ve biyokimyasal tepkime daima atomların dış orbitallerindeki elektronlar seviyesinde gerçekleşir. Dış orbitallerde paylaşılmamış elektron bulunması söz konusu kimyasal türün reaktivitesini olağanüstü artırdığı için, radikaller reaktivitesi çok yüksek olan kimyasal türlerdir. Elementlerin bir kısmı, atomik yapılarında paylaşılmamış elektron içerdiklerinden, doğada atomları şeklinde değil; moleküller şeklinde bulunurlar. Örneğin hidrojen, karbon, nitrojen, oksijen ve diğer bazı elementler doğada atomları şeklinde serbest
bulunmazlar. Asal gazlar gibi elementlerde ise içerebildikleri bütün orbitalleri elektronlarla doyurulduğu için çok kararlı bir yapıya sahip olup serbest atom şeklinde bulunabilirler ve reaktiviteleri yoktur (Kılınç, 2002).
2.2.1 Radikaller Nasıl Oluşur
Đçinde bulunduğumuz çevrede çeşitli fiziksel etkenler ve kimyasal olaylar nedeniyle
devamlı bir radikal yapımı vardır. Hücresel koşullarda da ciddi bir miktar ve çeşitlilikte radikaller üretilmektedir. Nerede ve nasıl üretildiklerine bakılmaksızın, radikaller başlıca 3 temel mekanizma ile oluşurlar (Kılınç, 2002).
2.2.1.1 Kovalent bağların homolitik kırılması
Yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar ve yüksek sıcaklık (500-600 °C) kimyasal bağların kırılmasına neden olur. Kırılma sırasında bağ yapısındaki iki elektronun her biri ayrı ayrı atomlar üzerinde kalıyorsa, bu tür kırılmaya homolitik kırılma denir ve her iki atom üzerinde de paylaşılmamış elektron kalır. Organik moleküllerdeki bağların heterolitik kırılması durumunda zıt yüklü iyon çiftleri oluşur ve bu türler de reaktiftir.
2.2.1.2 Normal bir molekülün elektron kaybetmesi
Radikal özelliği bulunmayan bir molekülden elektron kaybı sırasında dış orbitalinde paylaşılmamış elektron kalıyorsa, radikal formu oluşur. Örneğin askorbik asit, glutatyon ve tokoferoller (E vitamini) gibi hücresel antioksidanlar, radikal türlere tek elektron verip radikalleri indirgerken, kendilerinin radikal formları oluşur. Glutatyon (GSH) radikalleri indirgerken, kendisinin tiyil radikali (GS˙) oluşur. Đki tiyil radikalinin birbiriyle tepkimesi sonucu oluşan tür ise glutatyonun oksitlenmiş (GSSG) formudur.
2.2.1.3 Normal bir moleküle elektron transferi
Radikal özelliği taşımayan bir moleküle tek elektron transferi ile dış orbitalinde paylaşılmamış elektron oluşturuluyorsa, bu tür indirgenme radikal oluşumuna neden olabilir.
Örneğin moleküler oksijenin tek elektron ile indirgenmesi, radikal formu olan süperoksitin oluşumuna neden olur. Bu mekanizma ile radikal yapımı biyolojik sistemlerde yaygın olarak gerçekleştiğinden canlılar için önemlidir. Canlılarda çok sayıda enzimatik ve enzimatik olmayan tepkimelerle süperoksit üretilir. Süperoksit radikalinin yapımındaki artı, oksijenin diğer radikal türlerinin ve diğer atom merkezli radikallerin oluşumu için tetik fonksiyonu görür (Kılınç, 2002)
2. 3. Radikal Oluşum Nedenleri
Serbest radikal oluşumuna sigara, pestisitler, çözücüler, petrokimya ürünleri, ilaçlar güneş ışınları, X-ışınları, hatta yiyeceklerde bulunan bazı bileşikler neden olurlar. Hatta egzersizler de oksijen kullanımındaki artışla beraber serbest radikal oluşumuna neden olur.
Oksidasyona neden olan serbest radikaller temel olarak oksijen kaynaklı metabolitler, ( süperoksit anyonları O2-, hidrojen peroksit H2O2 , hidroksil radikali OH. ) hipoklorik asit, kloraminler, azot dioksit, ozon ve lipit peroksitlerdir. Bunlar organizmalar tarafından hücre içinde mitokondriyal solunum zincirinde, ya da hücre dışında özellikle fagositler tarafından oluşturulur.
2. 4. Reaktif Oksijen Türleri ( ROT )
Moleküller oksijen ( O2 ) birer elektronu eksik iki oksijen atomundan oluşmuştur. Canlı organizmasında en önemli serbest radikal kaynağı oksijendir. Serbest oksijen radikali biyokimyasında anahtar rolü oynayan maddeler; oksijenin kendisi, süperoksit, hidrojen peroksit, geçiş metallerinin iyonları ve hidroksil radikalidir. Oksijenin elektronları öyle dağılmışlardır ki bu elektronların iki tanesi eşleşmemiştir. Bundan dolayı oksijen bir di radikal olarak da değerlendirilir. Ancak bu molekülün reaktif bir özelliği yoktur. Çünkü her iki atom denge halindedir. Oksijenin bu özelliği diğer serbest radikallerle kolayca reaksiyona girmesini, radikal olmayan maddelerle yavaş reaksiyona girmesini sağlar. Oksijen en son suya indirgenirken beraberinde birçok reaktif radikal ürünleri oluşur.
Biyolojik sistemlerdeki, en önemli serbest radikaller oksijenden oluşmuş radikallerdir. Bunlardan en önemlileri O2.-, ( süperoksit anyonu ) radikali ve OH ( hidroksil ) radikalidir. Bunlarla serbest oksijen radikali ( SOR ) de denir. Ayrıca oksijenden oluşmuş serbest radikal olmayıp , onlar kadar reaktiveye sahip ürünlerde meydana gelir. Bunlara örnek olarak H2O2 ( hidrojen peroksit ), HOCl ( hipokloröz asit ) ve 1O2 ( singlet oksijen ) gösterilebilir. Bu sebeple bu ürünlerin tümüne birden, ‘reaktif oksijen türleri’ demek daha doğru olacaktır.
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O bazal durum O2 .O O. + e peroksit anyon O2.- O O. radikali + e 2H+ peroksit iyonu O2-2 O O H2O2 + e H+ O2. ve O-2 O. .OH radikali ve 2H+ O H2O + e 4H+ 2 O-2 2 O 2H2O
Şekil 2.1- Oksijenin suya indirgenmesi sırasında ortaya çıkan ara ürünler
Oksijen atomunun dış yörüngesini oluşturan p orbitalinde iki elektron eksik
olmasından ( .O O. ) ötürü ‘ di radikal ‘ olarak değerlendirilir. Bu özelliği onun diğer serbest radikallerle kolayca reaksiyona girmesini sağlar. Radikal olmayan maddelerle ise daha yavaş reaksiyona girer. Oksijen metabolizmada en son suya indirgenirken, kısmi olarak indirgenmesi ile de çok sayıda reaktif oksijen türleri oluşturmaktadır.
Şekilde oksijenin indirgenmesi sırasında meydana gelen protonlanmış ve protonlanmamış ara ürünler gösterilmiştir. Oksijen bir elektron alınca süperoksit radikali ( O2.- ) oluşur. Eğer iki elektron ve iki proton transfer edilirse oluşan ürün hidrojen peroksittir ( H2O2 ). Hidrojen peroksit bir radikal değildir, fakat kuvvetli bir oksidan maddedir. Đkiden fazla elektron alabilir. Ve oldukça sitotoksik olan ürünlere dönüşür. Ferro demir ( Fe +2 ) hidrojen peroksite elektronunu transfer ederse O O bağı kırılır, OH- ve OH. oluşur. OH bilinen en güçlü serbest radikaldir.
2. 4. 1. Süperoksit anyon radikali (O2.-)
Süperoksit radikalleri hücrede enerji metabolizmasında oksidasyon sırasında ya da oksidazlar gibi bazı enzimlerin aktivitesi sonucu oluşurlar.
Hemen tüm aerobik hücrelerde oksijenin bir elektron alarak indirgenmesi sonucu,serbest süperoksid radikal anyonu (O2·) meydana gelir.
O2 + e → O2·
Đndirgeyici özellikteki biyomoleküller oksijene tek elektron verip kendileri oksitlenirken süperoksit radikali oluşur. Hidrokinonlar, flavinler, tiyoller, katekolaminler, ferrodoksinler, indirgenmiş nükleotidler gibi yüzlerce biyolojik molekül aerobik ortamda oksitlenirken süperoksit yapımına neden olurlar.
Süperoksit radikalleri süperoksit dismutaz adı verilen bir enzimle inaktive edilirler. SOD tarafından katalizlenen bu tepkime ‘dismutasyon tepkimesi’ diye adlandırılır.
Süperoksit, bir serbest radikal olmakla birlikte kendisi direk olarak fazla zarar vermez. Asıl önemi, hidrojen peroksit kaynağı olması ve geçiş metalleri iyonlarının indirgeyicisi olmasıdır.
Süperoksidin, fizyolojik bir serbest radikal olan nitrik oksit ile birleşmesi sonucu reaktif bir oksijen türevi olan peroksinitrit meydana gelir. Peroksitlerin proteinlere zararlı etkileri vardır. Nitrik oksit hücresel patofizyolojide önemli bir rol oynayan çözünebilir, serbest radikal gazıdır.
O2· + NO· → ONOO
Süperoksit, düşük pH değerlerinde daha reaktif olup, oksidan perhidroksil radikali olan( H O2· ) oluşturmak üzere protonlanır.
Süperoksit anyonu, hem oksitleyici hem de redükleyici özelliğe sahiptir.Redüktan olarak görev yaptığında, örneğin ferrisitokrom c’nin redüksiyonunda bir elektron kaybeder ve oksijene okside olur.
Sit c (Fe3+ ) + O2· → O2 + Sit c (Fe2+ )
Oksidan olarak görev yaptığında, örneğin epinefrinin oksidasyonunda bir elektron alır ve hidrojen perokside indirgenir.Süperoksit ile perhidroksil radikali birbirleriyle reaksiyona girince biri okside olur diğeri indirgenir. Bu dismutasyon reaksiyonunda oksijen ve hidrojen peroksit meydana gelir.
H O2· + O2· + H+ → O2 + H2 O2
Đndirgenmiş geçiş metallerinin otooksidasyonu da süperoksit meydana getirir.
Fe2+ + O2 → Fe3+ + O2·
Cu+ + O2 → Cu2 + O2·
Oluşumlarına süperoksit radikallerinin neden olduğu radikaller diğer radikalik reaksiyonları başlatır ve süperoksitin kendisinden çok daha reaktif ve toksik etki gösterirler. Bu nedenle süperoksit radikalleri oluşturdukları anda uzaklaştırlmazlarsa diğer radikallerin oluşumu kaçınılmazdır. Süperoksit radikalleri çevresel etkilerle, kimyasal bileşikler ve fiziksel etkenlerle oluşabilir. Bazı şartlarda görünür bölge ışınları da dahil olmak üzere bütün yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar, her oksijenli ortamda süperoksit radikalleri oluştururlar. Çevresel etkiler izole edilse bile oksijeni metabolize eden canlılarda süperoksit oluşur. Özellikle hidrokinonların, tiollerin, indirgenmiş boyaların ve hemo proteinlerin otooksidasyon tepkimelerinde, çeşitli enzimatik tepkimelerde, oksidaz ve hidrosilaz enzimlerinin katalitik etkisi sırasında süperoksit yapımı olur.
2. 4. 2.Hidrojen peroksit radikali ( H2O2 )
Moleküler oksijenin çevresindeki moleküllerden 2 elektron alması veya süperoksidin bir elektron alması sonucu oluşur. Peroksit molekülü 2 hidrojen atomu ile birleşerek hidrojen peroksidi (H2O2) meydana getirir. H2O2 membranlardan kolayca geçebilen, uzun ömürlü bir oksidandır.
O2 + 2e + H2 → H2 O2
O2. + 2H+ → H2O2 + O2
Hidrojen peroksit bir radikal olmadığı halde serbest radikal biyokimyasında önemi büyüktür. Çünkü süperoksit ile reaksiyona girerek en reaktif ve organizmaya en zararlı reaktif oksijen partikülü olan hidroksil radikali ve singlet oksijen oluşturmak üzere kolayca yıkılabilir.
Bu reaksiyona Haber-Weiss reaksiyonu adı verilir. Haber-Weiss reaksiyonu demir ile katalize edildiğinde çok hızlıdır. Ancak katalizörsüz olarak oluşursa yavaş meydana gelir. Demir ile katalizlenen şekline ‘Fenton reaksiyonu’ denir
O2. + Fe+3→ Fe+2 + O2
Fe+2 + H2O2 → Fe+3+ OH. + OH
O2. + H2O2 → OH. + OH + O2
Görüldüğü gibi süperoksit hem hidrojen peroksit kaynağı hem de geçiş metalleri iyonlarının indirgeyicisidir. Đndirgenmiş geçiş metalleri okside formlara göre hidrojen peroksit ile daha reaktiftirler.
Hidrojen peroksit uzun ömürlüdür, membranları geçebilir ve uzun mesafeler alarak zararlı olabilir.
2. 4. 3.Hidroksil radikali ( OH. )
Hidroksil radikalleri birkaç yolla oluşur:
a- Suyun hidroliziyle ya da parçalanmasıyla hidrojen radikalleri ve hidroksil radikalleri oluşturabilir:
H-O-H → H· + ·OH
b- Aynı zamanda hidrojen peroksidin geçiş metallerinin ( Örneğin: demirin ) varlığında indirgenmesiyle oluşabilir. (Fenton reaksiyonu)
c- Diğeri de Haber-Weiss reaksiyonudur: Hidrojen peroksit süperoksit ile reaksiyona girerek hidroksil radikali oluşur.
Hidroksil radikali hidrojen peroksidin geçiş metalleri varlığında
indirgenmesi ile (Fenton reaksiyonu) oluşan son derece reaktif bir radikaldir. Ayrıca hidrojen peroksidin süperoksit radikali ile reaksiyonu sonucunda da ( Haber-Weiss reasiyonu ) meydana gelir. Haber-Weiss reaksiyonu katalizörsüz çok yavaş olduğu halde Fe3+ katalizörlüğünde çok hızlı oluşur.
O2. + Fe+3 → Fe+2 + O2.
H2O2 +Fe+2 → .OH+OH. +Fe+3 ( Fenton reaksiyonu )
O2. + H2O2 → O2 +.OH + OH ( Haber –Weiss reaksiyonu )
H2O → .OH + H.
Çok reaktif olduğu için hemen yakın çevredeki moleküllerle birleşir ve saldırmadığı organik molekül yoktur. Nonradikal biyolojik moleküllerle zincir reaksiyonları başlatır. .OH radikali DNA nın pürin ve pirimidin bazları ile reaksiyona girerek, DNA baz modifikasyonlarına yol açabilir. .OH radikali tiyoller ve yağ asitleri gibi daha birçok molekülden hidrojen atomları kopararak yeni radikallerin oluşumuna neden olur.
R-SH + .OH → RS. + H2O
-CH2- + .OH → –CH. – H2O
Bir .OH, yüzlerce yağ asidi ve yan zincirini lipid hidroperoksidine çevirebilir. Bu oluşan hidroperoksidler birikerek membran bütünlüğünü bozar ve hücrenin kollabe olmasına neden olur. Ayrıca bu hidroperoksitlerden son ürün olarak oldukça toksik ve reaktif olan aldehitler de oluşabilir. Bunlardan en önemlilerinden biride malon dialdehittir.
2. 4. 4.Singlet oksijen radikali
Tek atom halinde ortaklanmamış elektronu olmayan reaktif bir moleküldür. Serbest radikal değildir. Serbest radikallerin reaksiyonu sonucu oluşabilir veya serbest radikal reaksiyonunu başlatabilir.
Singlet oksijen iki hidrojen atomu alırsa su meydana gelir. Singlet oksijenin kimyasal bir bileşikte etkileşimi sonucu kemiluminesans meydana gelmesi ve bunun ölçülmesi ile reaktif oksijen türlerinin direkt tayini yapılabilmektedir.
Singlet oksijen tüm canlılar ve mikroorganizmalar için öldürücü bir silahtır. Etki
şeklinin karşılaştığı tüm kimyasal maddelere çift bağlarla bağlanması sonucu olduğu
kabul edilmektedir. Singlet oksijenin ömrü uzun değildir. Isı,ışık ve kimyasal enerji vererek yakılır.
Bu açıklamalara göre oksidanlar tek elektron eksiklikleri nedeniyle başka moleküller ile kolayca elektron alışverişi yapabilen (radikaller) ve elektron eksikliği olmadığı halde başka moleküllerle, radikallerden daha zayıf bir şekilde birleşebilenler (nonradikaller) olmak üzere iki grupta toplanır.
Tablo 2.1- Reaktif oksijen partikülleri (oksidanlar)
Oksijenin eşlenmemiş elektronlardan birinin verilen enerji sonucu bulunduğu orbitalden başka bir orbitale yer değişmesiyle oluşur. Singlet oksijenin ortaklanmamış elektronu olmadığı için radikal olmayan reaktif oksijen ürünüdür.
Radikaller Nonradikaller
O2.- Süperoksit radikali H2O2 Hidrojen peroksit OH. Hidroksil radikali LOOH Lipit hidroperoksit
2. 4. 5.Ozon (O3)
Soluk mavi bir gaz olan ozon, güneşteki solar radyasyona karşı koruyucu bir tabaka oluşturan önemli bir strosferik katmandır. Buna karşı yeryüzü seviyesinde toksik ve oksidan özelliktedir.
Ozon, kirli şehir havasında veya yoğun ışık kaynaklarının kullanıldığı (fotokopi, lazer vs..)yerlerde oldukça bol üretilir. Özellikte akciğerlerde hasar yapmakta olup, protein, lipit ve DNA da oksidasyon yapar.
2. 4. 6. Nitrik oksit (NO.)Radikali
Diğer adı endotel kaynaklı gevşeme faktörü olan (EDRF) Nitrik oksit (NO. ) Fizyolojik olarak da üretilir. NO.’nun sitotoksitesi süperoksit radikali ile reaksiyona girerek peroksinitrit oluşturması, bununda daha sonra dekompozisyonu ile hidroksil radikali oluturmasından kaynaklanmaktadır.
NO. + O2 .- ONOO.
ONOO. + H+ ONOOH
ONOOH NO2. + H+
ONOO. (peroksinitrit anyonu), birçok biyolojik molekülde hasar yapan, güçlü bir oksidandır. Metal iyonlarından bağımsız olarak asidik pH’da küçük miktarlarda da olsa OH. oluştururlar. NO. biyolojik sistemde birçok oksidaz ve oksijenazın inhibitörüdür.
2. 4. 7.Hipokloröz asit
Çamasır suyu olarak da bilinir. Çok güçlü bir oksidan olup nötrofillerde hücresel savunmanın bir parçası olarak bakterisidal amaçla üretilir.
miyeloperoksidaz
H2O2 + Cl- + H+ HOCl + H2O
HOCl ‘ten demire bağımlı ve bağımsız olmak üzere iki reaksiyonla da hidroksil radikali oluşabilir.
HOCl + O2.- OH. + Cl- + O2
HOCl + Fe+2 OH. + Cl- + Fe+3
2.5. SERBEST RADĐKAL KAYNAKLARI
Birçok faktör serbest radikal miktarını ve oluşum hızını etkilemektedir. Bunlar genellikle endojen ve eksojen faktörler diye iki grupta incelenmektedir. 2.5.1. Eksojen Kaynakları:
A) Diyet: Tüketilen gıdaların muhtevası ve miktarı organizmanın oksidan-antioksidan dengesini etkilemektedir.
Poliansatüre yağ asitleri (PUFA) (çok doymamış yağ asitleri) bol miktarda çift bağ içerdiklerinden, oksidasyona, doymuş yağlara nazaran daha hassastırlar. Bu sebeple PUFA’ları içeren sıvı yağlar ile beslenme de serbest radikal saldırılarına daha fazla maruz kalınır. Bundan dolayı da antioksidan kapasitede azalma meydana gelir.
Yapılan çalışmalarda düşük kalorili diyetin yaşam süresini uzattığı ve yapısal moleküllerde daha az oksidatif hasar oluşturduğu tespit edilmiştir. Yüksek kalori alımı ile radikal oluşumu arasında direkt ilişki vardır.
Otooksidasyona bitkisel proteinlerin hayvansal proteinlerden daha dirençli olduğu tespit edilmiştir. Bu durum oksidasyona hassas, histidin ve lizin ibi aminoasit muhtevasından kaynaklanmaktadır.
Sebze ve meyveler önemli oranda C vitamini ve beta karoten gibi antioksidan ve kofaktör ihtiva ettiklerinden antioksidan savunma sistemlerini güçlendirmektedir.
B) Alkol: Uzun süreli ve fazla alkol tüketiminin organizmada birçok toksik etkinin ortaya çıkmasına sebep olmaktadır. Bu etkilerin çoğu da karaciğerde meydana gelmektedir. Alkolün hepatotoksik etkisi büyük oranda karaciğerde serbest radikal oluşumundaki artışa bağlanmaktadır. Alkol karaciğerde lipit peroksidasyonunu artırmakta, antioksidan sistemini etkilemektedir.
C) Çevresel faktörler;
Sigara; Sigaranın hem dumanı hem de katranı çeşitli serbest radikallerin oluşumuna neden olmaktadır. Sigara içenlerde LDL’nin oksidasyona duyarlılığının arttığı antioksidan kapasitesinin azaldığı tespit edilmiştir.
Hava Kirliliği; Teknik ve endüstriyel alandaki gelişmeler beraberinde birçok sağlık problemini de getirmiştir. Bunların en önemlisi teneffüs edilen havadaki toksik gazların artışı olmuştur. Azot dioksit, kükürt dioksit, ozon ve hidrokarbonlar bunların en önemlileridir.
Radyasyon; Gama ve X ışınları ile iyonize partiküller (alfa, beta, proton) iyonizasyon ve eksitasyon yaratırlar. Yüksek enerjili iyonize radyasyon su molekülünün homolitik bölünmesine sebep olarak hidroksil radikalinin oluşmasına neden olmaktadır.
Güneş ışığının önemli bir bileşeni olan ultraviyole ışık cildin yaşlanmasında ve kanserde önemli bir faktördür. Yapay UV ışık kaynakları da radikal oluşturmaktadır. Ayrıca ultraviyole ışığa maruz kalındığında vitamin E, glutatyon ve ubikinonlar gibi küçül molekül ağırlıklı antioksidanlar ve antioksidan enzimlerin azalması akut/kronik foto/oksidatif strese maruz kalmanın antioksidan dengeyi etkilediğini göstermektedir.
Stres; Streste, serbest radikallerin aşırı miktarda salgılanan ketakolaminlerin otooksidasyonundan kaynaklandığı ileri sürülmektedir. Soğuk stresin, çeşitli
dokuların lipitler, proteinler ve DNA ‘larında hasar yaptığı tespit edilmiştir. 2.5.2. Endojen Kaynaklar
Mitekodriyal elekton transport zinciri; Hücrelerdeki en büyük serbest radikal kaynağı elektron transport zincirinden elektron sızıntısıdır. Mitekondri iç zarında lokalize oksidadif fosforilasyon zinciri komponenetleri büyük oranda indirgendiği zaman mitekondriyal süperoksit radikali açığa çıkışı olmaktadır. Mitekondriyal radikal üretimi oksijen basıncı arttığında, aşırı egzersizlerde veya zengin kalorili
Enzimler ve proteinler; Birçok enzimin katalitik siklusları sırasında da serbest radikaller açığa çıkar. Ksantin oksidaz ve triptofan dioksijenaz böyle enzimlerden olup O2.- oluşumuna neden olurlar.
Endoplazmik retikulum; Endoplazmik retikulumdaki karma fonksiyonlu oksidaz sistemi önemli radikal kaynağıdır. Serbest radikalin zararlı etkilerine rağmen bazen organizmada bir amaca yönelik de üretimi olabilir. Troid hormonları sentezinde iodinin transferi sırasında peroksidaz enziminin hidrojen peroksit kullanması gibi bazı enzimler katalitik etkileri sırasında serbest radikal kullanırlar. Bu durumda serbest radikal etkisinden çok katalizdeki rolüyle ön plana çıkar.
Peroksizomlar; Yüksek konsantrasyonlarda oksidaz ihtiva etmelerinden dolayı hidrojen peroksidize kaynağıdırlar. Peroksizomlarda katalaz hidrojen peroksitin büyük bir kızmını metabolize ederse de fazla üretildiğinde stoplazma dışına çıkar ve zararlı etki oluşturur.
Sitokromlar; Serbest radikallerin diğer bir enzimatik kaynağıdırlar. Zira vücuda giren yabancı toksik maddeler karaciğerdeki sit.P450 sistemi tarafından metabolize olurken serbest radikaller açığa çıkmaktadır. Bunun tipik örneği karbon tetraklorür toksisitesidir. Bu toksik bileşik sit.P450 tarafından metabolize edilirken triklormetil serbest radikali üretilmektedir.
Oksidatif stres yapıcı durumlar; Đskemi, travma, intoksikasyonlar ve infeksiyonlar
Fagozomlar; Solunumsal patlama denilen respiratuar burst olayında, fagositteki NADPH oksidaz enzimi O2‘ni O2.-‘e çevirir. Oluşan O2.- ‘in çoğu da H2O2 ‘e çevrilir. Halojenlerin ( I-, Cl-, Br- ) varlığında miyeloperoksidaz enzimi aracılığı ile hipekloröz asit gibi antimikrobik maddeler üretilir. H2O2 geçiş metalleri varlığında son derece tehlikeli ve saldırgan OH.’a dönüşebilir.
2.6 ANTĐOKSĐDANLAR
Lipit oksidasyonu, besin kalitesi bozulmasının başlıca nedenidir.Besinlerin kalitesi, rengi, tadı ve özelliklerini olumsuz etkileyen bazı değişimleri başlatmaktadır(Wettasinghe ve Shahidi,1999). Antioksidanlar, lipitlerin oksidatif bozunmasını önleyerek yada geciktirerek (Cao ve Prior ,2002) besin kalitesini koruyan veya oksidasyon boyunca besin maddesinin bozunmasını, küflenmesini ve renginin solmasını önleyen maddelerdir(Sanchez –Moreno ve ark.,1998).
Besinler için ideal bir antioksidan, renksiz, kokusuz ve tatsız olup, düşük konsantrasyonlarda etkili olmalıdır. Ayrıca ürüne eklenmesi kolay olup, işlem boyunca bozunmadan kalabilmeli ve ucuz olmalıdır(Antolovich ve ark.,2002).
Besinlerin oksidasyonu ,genellikle yağların ışığa, ısıya, radyasyona, metal iyonları ya da metal-protein katalizörlerine maruz kalma sonucu başlayan serbest radikal zincir reaksiyonları sonucu oluşmaktadır.
Antioksidan maddeler başlıca altı mekanizma ile çalışırlar. Bunlar :
Oluşan serbest radikalleri toplayıcı ve giderici etkileri ile bağlamak ve kararlı hale getirmek
Zincir kırıcı etki ile serbest radikal üreten kimyasal reaksiyonları durdurarak ,serbest oksijen radikallerini kendilerine bağlayarak zincirlerini kırıp fonksiyonlarını engelleyici etkiye zincir kırıcı etki denir.
Baskılayıcı etki ile reaksiyon hızını azaltarak . serbest oksijen radikalleri ile etkileşip onlara bir hidrojen aktararak aktivitelerini azaltan veya inaktif şekle dönüştüren olaya bastırıcı etki denir. Vitaminler bu tarz bir etkiye sahiptirler.
Onarıcı etki ile lipit, protein ve DNA gibi yapılarda oluşmakta olan biyolojik moleküler hasarı rejenere ederek
Hücresel kinaz kayıplarını önleyerek oksidasyon reaksiyonlarını durdurarak
Organizmadaki SOD ( süperoksit dismutaz ) gibi antioksidan enzimler ile enzimatik olmayan antioksidanların sentezini arttırarak etkilerini gösterirler.
Antioksidanlar doğal kaynaklı ve eksojen kaynaklı antioksidanlar olmak üzere iki ana gruba ayrıldığı gibi serbest radikallerin meydana gelişini önleyenler ve mevcut olanları etkisiz hale getirenler şeklinde de ikiye ayrılabilir. Ayrıca enzim ve enzim olmayanlar şeklinde de sınıflanırlar.
2.6. 1. Antioksidanların Etki Mekanizmaları Ve Fonksiyonları
Margarinlerde ve sıvı yağlarda kullanılan fenolik yapıdaki antioksidanlar oksidasyonu başlatan ve geliştiren serbest radikallerin oluşumunda girişim yaparak etkili olabilmektedirler.
Antioksidan etki mekanizmaları (Reaksiyon-1)de belirtilen reaksiyonlarla açıklanmaktadır. ROO. + AH LOOH + A. RO. + AH LOH + A. R. + AH RH + A. OH. + AH H OH + A.
Reaksiyon-1 Antioksidan etki mekanizmaları
Reaksiyon-1 de gösterilen reaksiyonlar içerisinde karbon merkezli radikalinin tutulmasının oksijen merkezli radikallerin ve özellikle ( LOO. ) radikalinin tutulmasından daha etkili olduğu öne sürülmektedir.
LOO. Radikalinin uzaklaştırılması ile antioksidan, perosit birikiminin yavaş olarak seyrettiği indüksiyon periydunun başlangıç aşamalarında bir zincir kırma reaksiyonu oluşturabilmekte, peroksit miktarlarının önemli düzeye ulaşması durumunda ise başarılı olamamaktadır. Peroksit oluşumunun hızlandığı yüksek sıcaklıklarda kullanılan antioksidan konsantrasyonları oda sıcaklığında kullanılanlara kıyasla oldukça fazladır.
Antioksidanlar lipid peroksidasyonunu önlemeleri sırasında kendileri de radikal oluştururlar. Söz konusu fenksil radikalleri ( A. ) aşağıda belirtilen reaksiyonlara girmektedirler.
1- Radikal daha fazla okside olarak stabil kinon oluşmaktadır. 2- Ana radikal indirgeme ajanları ile rejenere olmaktadır. 3- Dimerizasyon oluşarak digomerler meydana gelmektedir.
4- Radikal lipid peroksil radikalleri ile birleşip çeşitli radikal olmayan maddeler oluşmaktadır.
Gıdalarda kullanılan antioksidanların temelini oluturan fenolik yapılar rezonans hibritleri vasıtası ile düşük enerjili serbest radikaller oluşturmalarına imkan tanımaktadır.
Đki veya daha fazla sayıda antioksidanın bir arada kullanılması ile elde edilen daha kuvvetli etki sinerjizm olarak ifade edilmektedir. Söz konusu etki iki antioksidan arasında da gerçekleşebilmektedir. Sinerjizm ile ilgili iki mekanizma aşağıda açıklanmaktadır.
a- Sinerjist etki gösteren madde, ana antioksidan molekülü ( AH ) ‘nü koruma işlemi sırasında oluşan fenoksil radikali ( A. )’nden rejenere etmektedir. Askorbik asit, askorbat veya askorbil palmitat ile tokoferoller arasında oluşan sinerjistik etkinin bu reaksiyona dayandığı belirtilmektedir. BHA ve BHT’nin arasındaki sinerjistik etkinin tersiyer bütil radikalinin BHT’den hidrojen alarak sistem üzerinde araştırılması sonucunda, BHA fenoksil radikalinin BHT’den hidrojen alarak BHA’yı rejenere ettiği ve bu arada BHT’nin kinon metide yükseltgendiği saptanmıştır.
b- Fenolik antioksidanlarla sitrik asit, fosforik asit veya etilen daimin tetra asetik asit ( EDTA ) gibi şelat ajanları arasında sinejistik etki oluşmaktadır. Söz konusu etki oksidasyonun başlaması ve hidroperoksit başlama işleminin oluşmasında katalizör görevi yapan metil iyonlarının şelat ajanları tarafından bağlanması yolu ile oluşmaktadır. Bu nedenle pek çok antioksidan formulasyonunda şeklat ajanları bulunmaktadır. Sinerjistik etkiyi optimize etmek amacıyla iki antioksidanın veya kullanılacak olan şelat ajanlarının uygun oranları deneysel olarak saptanmalıdır. Antioksidanların istenilen etkiyi oluşturmaları belirli dozlarda kullanımları ile mümkündür. Aşırı kulanımları sonucu peroksidan gibi davrandıkları da
gözlenebilmekte dir. En iyi etkinin elde edilebilmesi için antioksidanların yağlara ve yağ içeren gıdalara işlemin mümkün olduğu kadar erken safhalarında örneğin rafinasyondan önce ilave etmeleri gerekmektedir. Bitmiş üründe bulunan yağların korunması amaçlandığında ise antioksidan işlemden sonra katılmalıdır. Genel anlamda antioksidanlar oksijeni tutarak oksijene gereksinim duyulan enzimatik reaksiyonları da engelleyebilmekte ve bu reaksiyonlarda yer alan polifenol oksidaz gibi enzimlerin aktivitesini de azaltabilmektedir.
2.6.2 Doğal Antioksidanlar
Günümüze kadar kullanıla gelen antioksidanlar, gıdaların raf ömrünü korumanın yanı sıra serbest radikallerin olumsuz etkilerine karşı vücudun savunma mekanizmasına yardımcı olmaları nedeniyle sağlık açısından da büyük önem arz etmektedir. Sağlık ve gıda alanında son derece önemli olan bu bileşikleri sentetik ve doğal antioksidanlar olmak üzere iki grup altında toplayabiliriz.
Doğal antioksidanlar hemen hemen tüm bitkilerde, meyvelerde, sebzelerde, mikroorganizmalarda, mantarlarda ve hatta hayvansal dokularda dahi bulunmakta olup çoğunlukla polifenolik yapısındaki maddelerdir.
Besinlere ilave edilen sentetik antioksidanların ortaya çıkan çeşitli yan etkileri üreticileri doğal kaynaklı antioksidanları kullanmaya yöneltmiştir. Bu sentetik antioksidanların fenolik yapıda olması bu konuda yapılan araştırmaların da doğal yapılı antioksidanlarda aynı yapıya sahip moleküllerin, özellikle de flavonoidler ve fenolik asitlerin incelenmesi üzerinde yoğunlaşmasını sağlamıştır.(Balasundram ve ark.,2006)Fenolik bileşiklerin serbest radikallerin engellenmesinde önemli rolleri bulunmaktadır.Böylelikle LDL oksidasyonuna karşı dayanıklılığı arttırır ve lipit peroksidasyonunu engellerler.Fenolik bileşiklerin aynı zamanda iltihap kurutucu etkileri vardır.Sağlığa yararlı olan fenolik bitkilerin pek çok kısımlarında ,ayrıca çay,şarap gibi içeceklerde de bulunmaktadır.Ayrıca meyve sebzelerdeki antioksidanların ekstre edilip diğer gıda maddelerine katılması gıdaların oksidasyona karşı stabilizasyonu ve insan sağlığına faydaları açısından çok önemlidir(Shahidi,2000)
Bu antioksidanların en önemlileri; tokoferoller, sesamol, sesamolin, karnosik asit, rosmarinik asit, flavonoidler, karotenoidler ve Askorbik asit’dir (Yanishlieva, 2001;Hudson, 1990 ve Shahidi, 2000).
2.6.2.1 Tokoferoller
Doğal antioksidanların en önemli grubunu oluşturmaktadır. Genellikle E vitamini (α-tokoferol) olarak bilinen monofenolik yapısındaki antioksidanlar olup güçlü biyolojik antioksidatif aktiviteleri sayesinde gıda, ilaç ve kozmetik alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Tokoferollerin yapısında kroman halka sistemi ve bir izoprenoid yan zincir (fitil) bulunur. Yapısında bulunan fenolik hidroksil gruplu aromatik halka, vitaminin kimyasal olarak aktif kısmını oluşturur ve antioksidan özelliği bu gruptan kaynaklanır. Bir molkül vitamin E, 100 molekül yağ asidinin peroksidasyonunu önleyebilir. Vitamin E, O2-., HO., singlet O2, lipid peroksil (LOO.) radikallerini ve diğer radikalleri temizler. Lipid peroksidasyonunu inhibe eder. Lipid peroksil radikallerini yıkarak lipid peroksidasyon zincir reaksiyonlarını sonlandırdığı için zincir kırıcı bir antioksidan olarak da bilinir. Flavonoitler en fazla soya ve buğday da bunun aromatik tokol halkası üzerindeki pozisyonuna bağlı olarak, α-,β-,γ-,δ-tokoferol olarak dört temel isim alır (Mukhopadhyay, en düşük ise Hindistan cevizinde bulunur. Bitkisel yağlarda %0.05 kadar bulunurlar.Tokoferoller; metil gru2000). Bunların antioksidatif etkisi; tokoferolün kimyasal yapısına ve konsantrasyonuna bağlı olarak değişmektedir. Ancak genel olarak şu şekilde sıralayabiliriz; α-> β - > γ ->δ-tokoferol’dür . E vitamini aynı zamanda pişirmeye ve sıcağa dayanıklıdır. Böylece pişirilme esnasında tahrip olmazlar. E vitamini dışında farklı maddelerde bulunan tokoferoller ise rahatça tahrip olabilir. Fakat, yağda kızartma ve tahılları n öğütülmesi esnasında E vitaminleri de tahrip olur, ve çoğu bozunur. Bu yüzden E vitamini ihtiva eden ürünleri yağda kızartmadan pişirmek, ve özellikle beyazlatılmadan geçmemiş tahı l ürünlerini (kepekli ürünler gibi) tüketmek daha akıllıca ve sağlıklı olur (Müftüoğlu, 2003).
Bir çok ülkede yapılan klinik çalmalar ve deneyler sonucunda düzenli olarak E vitamini alınmasının çeşitli hastalıkların (kalp-damar, erken yaşlanma, şeker ve kanser türleri) oluşumunun önlenmesinde önemli oranda katkılar sağladığı tespit edilmiştir(Shahidi, 2000).
2.6.2.2 Flavonoidler
Polifenolik yapıda olup bir çok bitki, meyve ve sebzede bol miktarda bulunmaktadır. Son zamanlarda hakkında en çok araştırma yapılan doğal antioksidan gruplarından biridir. Flavonoidlerin karbon iskeleti iki fenil halkasının propan zinciri ile
birleşmesinden oluşur ve 15 karbon atomu içerir. Bu 15 karbon atomu C6–C3–C6 konfigürasyonunda düzenlenmiştir. Üç karbonlu propan zincirinin üçüncü bir halka oluşturması, farklı şekiller alması veya fenil gruplarının farklı pozisyonlarda
bağlanması sonucu flavonoidlerin farklı sınıfları oluşur.
Şekil 2.3 Genel Flavonoid iskeleti
Flavon yapılarındaki aromatik halkalar A ve B, hetero halka ise C ile gösterilir. A ve C halkalarındaki karbon atomları oksijen atomundan başlayarak numaralandırılır. B halkasındaki atomlar ise (‘) rakamlarla numaralandırılır. Bazı yazarlar flavonoid yapısındaki C- 9 ve C- 10 atomlarını C-8a ve C-4a olarak da göstermektedirler.
Şekil 2.4 2–fenilbenzopiran yapısı
Yapılan araştırmalar sonucunda bu grup antioksidanların başta kalp-damar hastalıkları olmak üzere daha birçok hastalığın oluşumunun önlenmesinde olumlu etkiler sağladığı tespit edilmiştir (Pratt ve Hudson, 1990).
2..6.2.2.1 Kalkonlar
Kalkonlar ve dihidrokalkonlar iki halkayı bağlayan çizgisel C3- zincirine sahiptirler. C3 biriminde keton grubu ve çift bağ bulunması karakteristik özelliğidir.
( kalkon ) ( dihidrokalkon ) Şekil 2.5 Kalkon yapısı
Aşağıdaki örneklerde bütein çiçeklerdeki sarı pigmentlerdir, phloridzin elma yapraklarında bulunan anti tümör aktifliğe sahip bileşiktir.
(
(bbuutteeiinn))
(
2.6.2.2.2 Auronlar
Auronler, kalkonların halkalaşmasıyla oluşurlar.Çiçeklerde bulunan sarı pigmentlerdir.
Şekil 2.6 Aurone yapısı
2.6.2.2.3 Flavonlar
Flavonlar, keton grubu içerirler ve hetero halkada C2- C3 çift bağ bulunması karakteristiktir.
2.6.2.2.4 Flavonoller
Flavonoller, flavonoidlerin bitkilerde en çok rastlanan sınıfıdır. Flavonolun farklı pozisyonlarda hidroksil veya metoksil grupları içeren türevlerinin yanı sıra glikozid flavonollere de oldukça sık rastlanır. Bunlarda keton grubu ve çift ba hetero halkada C3 ‘ te bulunan hidroksil grup karakteristiktir.
( kaemferol ) ( quercetin )
En önemli olanı, narenciye, patates yosunundan elde edilen
antioksidanın yemek borusu, mide ve deri kanseri gibi bir çok hastalıklara kar koruyucu, kolesterolü dü
hastalıklarını önleyici etkiye sahip oldu
2.6.2.2.5 Đzoflavonoidler, Neoflavonoidler
Đzoflavonoidler ve neoflavonoidler de C6
halkası hetero halka da farklı pozisyondadır.
(X1 ve X2 = OH genistein)
Neoflavonoidler , flavonoidlerin izomeridirler.
.2.2.4 Flavonoller
Flavonoller, flavonoidlerin bitkilerde en çok rastlanan sınıfıdır. Flavonolun farklı pozisyonlarda hidroksil veya metoksil grupları içeren türevlerinin yanı sıra
onollere de oldukça sık rastlanır. Bunlarda keton grubu ve çift ba hetero halkada C3 ‘ te bulunan hidroksil grup karakteristiktir.
( kaemferol ) ( quercetin ) Şekil 2.8 Flavanol yapısı
arenciye, patates, domates, ıspanak, baklagiller
yosunundan elde edilen Quarsetin’dir. Quarsetin çok güçlü antioksidan olup, bu antioksidanın yemek borusu, mide ve deri kanseri gibi bir çok hastalıklara kar koruyucu, kolesterolü düşürücü, pıhtılaşmayı azaltıcı, kalp ve damar sistemi hastalıklarını önleyici etkiye sahip olduğu belirlenmiştir (Slimestad, 1998).
zoflavonoidler, Neoflavonoidler
zoflavonoidler ve neoflavonoidler de C6-C3-C6 yapısına sahiptirler fakat B halkası hetero halka da farklı pozisyondadır.
Şekil 2.9 izoflavonoid Yapısı = OH genistein)
Neoflavonoidler , flavonoidlerin izomeridirler.
Flavonoller, flavonoidlerin bitkilerde en çok rastlanan sınıfıdır. Flavonolun farklı pozisyonlarda hidroksil veya metoksil grupları içeren türevlerinin yanı sıra
onollere de oldukça sık rastlanır. Bunlarda keton grubu ve çift bağ içerir
( kaemferol ) ( quercetin )
baklagiller, sarımsak ve deniz Quarsetin çok güçlü antioksidan olup, bu antioksidanın yemek borusu, mide ve deri kanseri gibi bir çok hastalıklara karşı mayı azaltıcı, kalp ve damar sistemi
(Slimestad, 1998).
2.6.2.2.6 Flavanonlar, Flavanonollar
Flavanonlar keton grup içerirler fakat doymamış karbon karbon bağı yoktur. Flavanonollar da ise keton grubun yanı sıra C3 grubunda hidroksil grup bulunur ve bunlar genellikle dihidroflavonollar olarak bilinirler.
( naringenin) ( taxifolin )
Şekil 2.10 Flavanon ve Flavanonol Yapısı
2.6.2.2.7 Antosiyanidinler ve deoksiantosyandinler
Antosiyanidinler heterosiklikte pyrilyum katyonu içeren renkli bileşiklerdir. Pigmentlerin renkleri pH, metal iyonların bulunması ve sübstitüe olmuş şekerlerin kombinasyonuyla değişir. Doğada en fazla syanidin bulunur.
( pelargonidin ) ( syanidin
Şekil 2.11 Palargonidin ve syanidin Yapısı
Deoksiantosiyandin’ler C3 grubunda hidroksil içermezler.
2.6.2.2.8 Antosiyaninler
Antosiyaninler, antosiyanidinlerin suda çözünebilen glikositleridir. En yaygın glikosit 3-glikosittir. Đkinci bir şeker bağlanacak olursa 5 hidroksil pozisyonuna bağlanır. Bu bileşikler 3,5- dimonosid’ler olarak adlandırılır. Şeker olarak genellikle glukoz bulunur.
Antosiyaninler açillenebilir, organik asitlerle ( p-kumarik asit, kaffeik asit ve ferulik asit gibi ) ve şekerlerle esterleşebilir.
Bu pigmentler, çiçeklerin tozlaşmasını ve meyvelerin yayılmasını sağlayan hayvanlara çok çekici gelir.
Şekil 2.13 petanin yapısı
Michigan Üniversitesi'nde kiraz üzerine yapılan bir araştırmada, kirazda bulunan ve ‘Antosiyanin' olarak bilinen kırmızı renkteki maddenin ağrı kesici etki yaptığı belirlenmiştir. 20 tane kirazda 12-25 miligram arasında Antosiyanin bulunduğu ve etkisinin Aspirin'den 10 kat daha fazla olduğu ve aynı zamanda E ve C vitaminlerine benzer antioksidatif etki gösterdiği tespit edilmiştir (Wang ve ark.,1999).
2.6.2.2.9 Kateşinler
Başta çay olmak üzere bir çok meyve, sebze ve bitkilerde bulunmakla birlikte bunlara ek olarak kahve ve çikolata gibi besinlerde de bulunan flavonoid grubu antioksidanlardır. Bunların başta kalp hastalıkları olmak üzere birçok hastalığı önleyici etkisi bulunmaktadır (Pratt ve Hudson, 1990).
Yeşil çay ekstraktları en az %25 kateşin içerirken bu oran siyah çayda %25-15 azalır. Kateşinler içinde epigallokateşin gallat(EGCG) %48-55 oranla başı çekmektedir.
Bunu sırasıyla, epigallokateşin (EGC) ve Epikateşin gallat (ECG) %9-12 (her birinin oranı), Epikateşin (EC) %5-7, gallokateşin (GC) %3.5, kateşin %0.3-0.6 ve gallik asit %0.3-0.5 oranları ile takip etmektedir (Shahidi, 2000).
2.6.2.2.10 Đsoflavonlar
Bitkilerden elde edilen (bitkisel österojenler) polifenolik yapıdaki bileşiklerdir. Flavonoidler arasında en yüksek österojenik aktiviteyi isoflavonlar gösterir ve en zengin kaynakları soya ve Dong Quai (Angelica Sinensis) bitkisdir. En önemli isoflavonlar; genistein ve daidzein’dir. Vücut bu maddeleri kendisi oluşturmadığı için besinlerle dışarıdan alması gerekir.
Yapılan araştırmalar bu maddelerin menopoz döneminde kemik yoğunluğunun korunması yönünde yararlar sağladığını ortaya koymuştur. Günlük tavsiye edilen isoflavone dozu 40 mg’dır (Fotsis ve ark.,1993).
2.6.2.3 Karotenoidler
Bitkisel pigmentlerdir. Havuç, maydanoz, dereotu, biber, balkabağı, patates gibi daha bir çok sebze ve meyveler karotenoidler için doğal kaynaklar olup bu besinlerin ekstraktları % 1-26 arasında β-karoten içerirler (Nakatani, 1994). Karotenoidlerin, tümör ve kalp hastalıklarının önlenmesinde önemli rol oynadıkları bilinmektedir (Mayne, 1996). Karotenoidler ayrıca, gıda endüstrisinde sıkça kullanım alanı bulmaktadırlar.
Örneğin, turuncu renkli ve A vitamininin öncüsü olan β-karoten, genellikle eşit renklendirme oluşturmak için gıda maddelerine katılır (Mukhopadhyay, 2000). Aynı zamanda β-karoten, vücutta A vitaminine dönüşür. A vitamininin bütün fonksiyonlarının yanı sıra serbest radikalleri etkisiz hale getirerek yaşlanmayı geciktirir, cildi güzelleştirir, güneşin zararlı etkilerinden cildi koruyarak cilt kanseri oluşumunu önler (Albanes ve ark., 1996).
2.6.2.4 Likopen
Başta domates olmak üzere bir çok sebze ve meyvelerde bulunmakta olup karatonoid ailesine ait bir pigmenttir (hayvan ve bitki dokularına renk veren madde). Đnsan vücudu likopen’i üretemez. Domates, kavun, karpuz, greyfurt ve portakal da diğerlerine göre en fazla miktarda bulunmaktadır. Ancak likopen' in % 85’ i domates ve domates ürünlerinde bulunmaktadır (Pastori ve ark., 1998). Şu ana kadar domatesin içerisindeki likopen maddesiyle ilgili olarak yapılan çalışmalar, likopen' in prostat, akciğer, mide, pankreas, kolon, rektum, yemek borusu, ağız boşluğu, göğüs ve rahim kanserleriyle ilgili koruyucu etkiye sahip olduğu tesbit edilmiştir (Giovannucci, 1999).
2.7.2.5 Askorbik Asit (C vitamini)
Bir çok meyve ve sebze de bulunmakta olup beyaz renkte kristalimsi bir yapıya sahiptir. En fazla miktarda (100-1700 mg/100 g) kuşburnu meyvesinde bulunduğu tespit edilmiştir (User, 1967). Askorbik asit gerek gıda sanayinde gerekse sağlık alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin gıda sektöründe konserve gibi
şişelenmiş gıda maddelerinde oksijen tutucu katkı maddesi olarak kullanılmaktadır.
Ürünün 1 cm3 tepe boşluğundaki oksijeni tutabilmek için 3.5 mg askorbik asit kullanılması gerekmektedir (Altuğ, 2001). Aynı zamanda yapılan çalışmalar sonucunda C vitamininin yaşlanmayı geçiktirdiği tespit edilmiştir (Gaby ve Singh, 1991). C vitamini aynı zamanda immun sistemine kanser hücrelerini taramasında da yardımcı bir rol oynamaktadır. Ayrıca işlemden geçmiş yiyeceklerde sıkça bulunan nitratlardan nitrözamin olumunu engeller. Oluşan bir nitrözamin karsinojen bir maddeye dönüşebilir. Ama yapılan araştırmalar idrardaki nitrözaminin C vitamini tarafındab anlamlı bir biçimde engellendiğini ortaya koymuştur.
C vitaminini vücuttaki en önemli görevi protein kallojen sentezidir. Aynı zamanda bu diş, kemik, kıkırdak, derideki fiberlerin oluşumunu sağlar.
