Besleneme ve Diyetetik
Besin Kimyası ve Analizleri I
Dersin Haftası: 2. Hafta
Dersin Öğr. Üyesinin Adı: Dr. Öğr. Üyesi Semiha YALÇIN
E-Posta: syalcin@gelisim.edu.tr Telefon: 0535 723 92 58
Bölüm Adı
DersinAdı
Geçen Ders Hakkında
Besin kimyası ve Analizleri I dersi giriş.
Gıda kimyası Besin
Beslenme
Yeterli ve dengeli beslenme Besin öğesi
Besin grupları
Dört yapraklı yonca modeli
19 Ekim 2020 Pazartesi 5 AKTS, 4 Kredi
Salı, Çarşamba
https://gbs.gelisim.edu.tr/ders-detay-5-48-4998-1
B Blok 1. Kat: 013 Numaralı Oda
Ders Günü ve Saati
Görüşme Gün ve Saatleri
Dersin Öğretim Üyesinin Konumu Dersin Kredisi
GBS Linki
DERS BİLGİLERİ
Haftalık Akış
• Besin kimyasına giriş
Suyun besinlerdeki önemi, yapısı ve fonksiyonları Karbonhidratların kimyasal yapısı
Karbonhidratların sınıflandırılması ve özellikleri Proteinlerin kimyasal yapısı
Proteinlerin sınıflandırılması ve özellikleri Lipidlerin kimyasal yapısı
ARA SINAV
Haftalık Akış
• Lipidlerin sınıflandırılması ve özellikleri
Mineral maddelerin kimyasal yapısı ve fonksiyonları Mineral maddelerin özellikleri
Vitaminlerin kimyasal yapısı ve fonksiyonları Vitaminlerin özellikleri
Besin kimyasında kullanılan deneysel tayin sistemleri Lipidlerin kimyasal yapısı
FİNAL SINAVI
Haftalık Akış
- Suyun moleküler yapısı - Suyun kimyasal özellikleri
- Suyun organizmadaki fonksiyonları - Organizmanın su kaynakları
- Gıdalarda suyun varlığı
- Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri - Sertlik tanımı ve su aktivitesi
- su aktivitesi ve gıdaların bozulması
Haftalık Öğrenim Kazanımları
- Besinlerdeki suyun ve su aktivitesinin önemi - Besinlerdeki su aktivitesinin hesaplanması
- Besinlerdeki nem oranı ve kuru madde miktarlarının açıklanması - Besinlerin işlenmesi esnasında meydana gelen temel kimyasal reaksiyonlarda suyun rolü
- Gıdaların raf ömrünü sınırlayan başlıca kimyasal reaksiyonlara suyun ve su aktivitesinin etkisinin yorumlanması
UygulamaZamanı
Su
UygulamaZamanı
Su
Nedir?
• Canlı organizmaların gıda maddesi
• Yetişkin bir insanda vücut ağırlığının %60-65’i
• Kaslar %74, İç organlar %80
• %10’luk su kaybında fonksiyonel bozukluklar
• %15-20’lik su kaybında ölüm!!
UygulamaZamanı
Su
Nedir?
• Renksiz, kokusuz, saydam, inoganik, sıvı
• İyi bir çözücü
• İçerisinde çözünmüş kimyasal maddeler
• Yeryüzünde en yaygın
• Molekül ağırlığı en düşük sıvı
• Doğadaki su saf değil!!!
UygulamaZamanı
Suyun Molekül Yapısı
• Dipol; çevresindeki elektrik yükü dağılımı üniform değil.
• Oksijen tarafı elektronca zengin - negatif (−) yüklü
• Hidrojen tarafı elektronca fakir - pozitif (+) yüklü
• Polar
UygulamaZamanı
Suyun Kimyasal Özellikleri
• Molekül yapısı: H2O
• Su molekülü çizgisel değil
• H-O-H arasında Oksijen bağları arasındaki açı 104,5 ˚C
UygulamaZamanı
Suyun Organizmadaki Fonksiyonları
• Yapı maddesi: kas, kemik, yağ…
• Eritici solvent olarak: iyi bir çözücü, stoplazma…
• Isı regülatörü olarak: ter…
• Kayganlık verici madde olarak: eklem…
UygulamaZamanı
Suyun Organizmadan Atılması
• İdrar %60-1000-1500 ml
• Dışkı %5
• Deri % 20
• Akciğer 400-500 ml
• Her gün yaklaşık 2,5- 3 litre suyu dışarı atılmakta
• Su dengesinin sağlanması önemli!!!
UygulamaZamanı
Organizmanın Su Kaynakları
• Organizmanın gereksimi olan su başlıca 3 kaynaktan gelir:
- İçme Suyu
- Besin Maddelerinin Bileşimindeki Su - Metabolik Su
UygulamaZamanı
Suyun Organizmadaki Fonksiyonları
Su gereksinimi günlük 2500-3000 kaloriye karşılık 2,5 -3 litre Su gereksinimini etkileyen faktörler;
• Yaş
• Çevre ve vücut sıcaklığı
• Hastalık ve yaralanma
• Hamilelik ve emzirme
UygulamaZamanı
Metabolik Su
• Metabolik reaksiyonlar sırasında hidrojen içeren besinlerin oksidasyonu ile meydana gelen su
• Oksidasyon ile besin öğesinin metabolik enerjisinin her 100 Kkal’si için 10-15 gram su
UygulamaZamanı
Suyun Organizmadaki Fonksiyonları
• Örn: MA 180 gram olan Monasakkaritin (C6H12O6) oksidasyonu
sonucunda açığa çıkan 6 molekül suyun ağırlığı 108 gram. (H=1; O=16)
• C6H12O6 +6O2 6 CO2+6H2O
• 100 gram karbonhidrattan 108x100/180= 60 gram metabolik su oluşur.
UygulamaZamanı
Besin Öğelerinin İçerdiği Metabolik Su Miktarı
Besin öğesi
(100g) Metabolik su
(g) Besin Mad.
Enerjisi ME Kkal/100g
100 Kkal ME Karşılığı su,g
Karbonhidrat 60 400 15,0
Protein 42 400 10,5
Yağ 100 900 11,1
UygulamaZamanı
Gıdalarda Suyun Varlığı
• Pek çok gıdanın temel unsuru sudur
• Gıdanın özelliklerini de önemli düzeyde etkiler.
• Gıda değeri (tuz, vitamin, şeker, pigment vb. gıda bileşeni için çözücü özelliğe sahiptir),
• Gıda muhafazası (su içeriği ile enzimatik, mikrobiyolojik ve kimyasal bozulmalar arasında yakın bir ilişki vardır)
UygulamaZamanı
Gıdalarda Suyun Varlığı
• Gıdanın ticari değeri (su miktarı artıkça gıdanın değeri düşer)
• Gıdanın işleme teknolojisi, gıda yapısı (su ile protein,
karbonhidrat, lipid, tuzlar vb. gıda bileşenleri ile etkileşime girerek yapıyı etkiler)
• Duyusal kalitesi (tat, lezzet ve sululuk)
UygulamaZamanı
Suyun Özellikleri
• Su, gıda kimyası açısından iki yönden önemlidir;
Gıda maddeleri üretiminde ham madde
Su, gıda yasası tüzükler, ve yönetmeliklerine tabidir.
Bunun için içme suyunda istenen şartlar önemli!!
Gıdaların bileşeni olarak bulunur ve insan vücudunun bileşeni olarak da önemli fonksiyonları var.
UygulamaZamanı
Suyun Donma ve Kaynama Sıcaklığı
Suyun donma sıcaklığı 760 mm Hg basınçta 0°C’dir.
(Tuz ilavesi ile donma noktası düşürülür)
Suyun donma sıcaklığı 760 mm Hg basınçta 100°C’dir.
Basınç düşerse kaynama sıcaklığı düşer Basınç yükselir ise kaynama sıcaklığı artar
Gıdalarda bozulmanın engellenmesinde buhar kazanları ve otoklavlama tekniklerinde,
UygulamaZamanı
Suyun Fiziksel Özellikleri
Su; bulunduğu şartlara göre katı, sıvı, gaz hallerinde Yoğunluğu büyük ölçüde sıcaklığa bağlı
• Sıcaklığı,
• Bulanıklığı
• Lezzeti,
• Kokusu,
• Geçirgenliği
UygulamaZamanı
Suyun Kimyasal Özellikleri
• Oksijen miktarı
• Karbondioksit miktarı
• Suyun Sertliği
Agressiv sular: Bulundukları kaplar veya geçtikleri boruların
minarellerini eriterek aşındırıcı etki ederler ve erittikleri minarellerin
UygulamaZamanı
Suyun Sertliği
• Toprak tabaklarından çözünmüş olan değişik miktarlarda mineraller
• Ca ve Mg tuzları
• Suyun sertliği: sabunlarda çözünmeyen, kireç sabunu oluşturan, sertlik meydana getirici tuzların oranıdır.
• Suyun sabunu çözebilme özelliği
UygulamaZamanı
Suyun Sertliği
• Suyun toplam sertliği karbonat sertliği (KS, geçici sertlik) ve karbonat olmayan (KOS, kalıcı sertlik) sertlikten oluşur.
Geçici sertlik: Karbonat sertlik yapıcılar Ca ve Mg bikarbonatlardır.
Kaynatılmakla giderilir.
Kalıcı Sertlik: Nitrik, sülfürik, hidroklorik, fosforik ve salisik asitlerin Ca ve Mg tuzları karbonat olmayan setliği oluşturur. Kaynatılmakla
UygulamaZamanı
Suyun Sertliği
Suyun sertlik ölçüsü için Ca tuzları miktarı kullanılır.
UygulamaZamanı
Suyun Sertliği
• Sertlik derecesi
• Fransız,
• Alman,
• İngiliz
• Amerikan
• Alman sertlik derecesine göre 1° toplam
sertlik, 1 litre sudaki 1 mg kalsiyum oksit veya 2,4 mg kalsiyum sülfat veya 1,8 mg kalsiyum karbonatın miktarına eşittir.
UygulamaZamanı
Suyun Sertliği
• İyi kalitede içilecek suların sertlik derecesi 5’ten yukarı olmamalı
• Sertlik derecesi 30’a kadar olan sular içilebiliyor
• Sertlik derecesi 60’tan fazla olan sular olağanüstü sert sular ve hiçbir yerde kullanılamazlar
UygulamaZamanı
Sertlik derecelerine göre suların sınıflandırılması (Alman sertlik bütünü derecelerine göre)
Sertlik Bütünü
Suyun cinsi
mmol/L °d
< 1,3 < 7 Yumuşak
1,3 - 2,5 7 - 14 Orta sert
2,5 – 3,8 14 - 21 Sert
UygulamaZamanı
Gıdalarda Bulunan Su
• Gıdalarda su 3 formda bulunur
Serbest su - solvent su (en fazla) Adsorbe su (%10-15)
UygulamaZamanı
Serbest su - solvent su
Gıda içerisinde çözücü olarak bulunan su formudur.
Gıdadaki besin elementleri serbest su içerisinde erimiş haldedir.
Bu nedenle solvent su adı da verilir.
Soğutulduğunda donar.
Fiziksel olarak doku içerisine hapsedilmiştir.
UygulamaZamanı
Serbest su - solvent su
Gıdalarda en çok bulunan ve kolay ayrışabilen bir su formdur.
Gıdalarda çeşitli bozulmalar serbest suyun varlığında olmaktadır.
Gıdada fiziksel değişmelere de neden olabilir.
Çeşitli yöntemlerle tespit edilebilir.
(Nem tayin yöntemi)
UygulamaZamanı
Serbest su - solvent su
Gıdaların muhafaza sürelerinin artırılmasında kullanılan
yöntemlerin (kurutma, konsantre etme, tuz ve şeker ilavesi vb.) çoğunluğu serbest su içeriğinin azaltılması esasına
dayanmaktadır.
Gıdaların dondurulmasında oluşan buz kristalleri serbest sudan
UygulamaZamanı
Adsorbe su
Gıdada yarı bağlı veya tabaka halinde bulunan sudur.
Gıda bileşenlerinin veya yapısal moleküllerin yüzeyine ince bir film halinde (çoklu tabaka) bağlanmıştır.
Genelde proteinlerin ve polisakkaritlerin civarında lokalize olmuştur.
Gıdanın içerisinde bulunan toplam suyun yaklaşık %10-15’ini
UygulamaZamanı
Bağlı su
Gıdada bileşenlerinin yapısına girmiş veya tek bir molekül tabakası halinde H bağları ile bağlanmış su formudur.
Protein, karbonhidrat, asit ve tuzlara hidrojen bağları ile bağlanmış sudur.
Bu formdaki suya hidratize su, hidrasyon suyu, kristal su veya
UygulamaZamanı
Bağlı su
Gıdadaki oranı yaklaşık %3-5
-40 ºC’de donmayan su formudur.
Bağlı suyun ayrılması ancak yüksek sıcaklıklarda mümkündür Mikroorganizmalar tarafından kullanılamaz.
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi
• Su besinin kimyasal ve mikrobiyal bozunmasında oldukça etkili bir rol oynar.
• Gıda maddelerindeki suyun özellik ve davranışlarının bilinmesi gerekir.
• Gıdalarda bulunan su miktarı önemli bir kalite göstergesidir. Çünkü bazı gıdalarda su oranı yüksek olursa hem kalite özellikleri değişir hem de enzim ve mikroorganizmalar tarafından kısa sürede
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi
• Suyun besin maddesindeki durumu; besinin su içeriği ve
bulunduğu ortamın bağıl nemliliği arasındaki ilişkidir. (su aktivitesi)
• Besin maddesinin içerdiği su miktarına uygun düşen bağıl nemliliğe
‘Bağıl Nem Dengesi’
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi
• Gıdanın su içeriği ve bulunduğu ortamın bağıl nemliliği arasındaki ilişki ya da gıda maddesindeki suyun buhar basıncının, aynı
sıcaklıktaki saf suyun buhar basıncına oranı ‘su aktivitesi’(aW)
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi
𝑎
𝑤= 𝑃
1𝑃
0× 100
aw = Su aktivitesi.
P1 Besin maddesi suyunun kısmi basıncını.
P0 Saf suyun buhar basıncını (aynı sıcaklıkta)
• Saf suyun su aktivitesi 1,00’dir ve %100 bağıl neme eşdeğerdir.
İçerisinde hiç su
bulunmayan gıdanın su aktivitesi ise 0 dır.
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi
• Su aktivitesi gıdaların su içeriğine göre fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri ile yakından ilgili ve bozulma reaksiyonlarına katılan
kullanılabilir suyun iyi bir göstergesidir.
• Su aktivitesi, gıdadaki suyun yapıya ne şekilde bağlı olduğu (suyun formu), çeşitli kimyasal, enzimatik ve mikrobiyolojik faliyetlerde
kullanılabilme durumunu ve derecesini belirlemektedir.
UygulamaZamanı
Su Aktivitesine Göre Gıdalar
• aw= 0.9-1 yüksek nemli gıdalar - Taze et, meyve, sebze, süt,
• aw =0.6-0.9 orta nemli gıdalar - Kuru meyve, un, reçel
• aw = < 0.60 düşük nemli gıdalar - Şekerleme, cips, çikolata, makarna
Gıda maddesi aw Gıda maddesi aw
Sucuk 0.96 Marmelatlar 0.82
Salam 0.82-0.85 Bal 0.75
Kuru meyveler 0.72-0.80 Çikolata,
Şekerleme
0.5-0.6
Taze et, sebze ve meyveler 0.9-1.0 Kek miksleri, Kraker
0.2-0.3 Bazı gıdaların su aktivitesi değerleri
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi ve Gıdaların Bozulması
• Ürünün raf ömrü, kokusu, rengi, lezzeti ve yapısını etkiler.
• Su aktivitesinin ölçülmesi, mikrobiyolojik riskleri en aza indirmenin ve gıda kalitesini artırmanın en önemli çözümüdür.
• Mikroorganizmaların yaşamlarını optimum devam ettirebilmeleri için minimum su oranına ihtiyaçları vardır.
• Her mikroorganizma için optimum bir aw değeri
• aw düşük ise mikrobiyal gelişme gecikir.
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi ve Gıdaların Bozulması
Su aktivitesi Mikroorganizma cinsi 0,91-0,95 Bakteriler
0,88 Mayalar
0,80 Küfler
0,75 Halofilik bakteriler (tuzu seven)
0,70 Ozmofilik Mikroorganizmalar (yüksek şekerli ortamda gelişenler) 0,65 Kserofilik Mikroorganizmalar (kuraklığı seven)
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi ve Gıdaların Bozulması
Gıdanın bozulmasında
biyokimyasal reaksiyonlardan ilk reaksiyon yağların acılaşmasıdır ve 0-0.2 su aktivitesi değerinde oldukça yaygındır.
UygulamaZamanı
Su Aktivitesi ve Gıdaların Bozulması
• İkinci reaksiyonlar Maillard reaksiyonları ve enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonları
• 0.6-0.7 su aktivitesi değerlerinde maksimum hıza ulaşır.
• Depolama ve ambalajlamada önemlidir.
UygulamaZamanı
Gıda Üretimi İçin Hammadde Olarak İçme Suyu
• İçme suyu hiçbir patojen mikroorgarnizma içermemelidir.
• Toksik maddelerden (Kurşun, arsenik, krom vb, bozulma
reaksiyonları kaynaklı ve endüstriyel artık bulaşmış zararlı organik maddeler vb) arınmış olmalıdır.
• Berrak ve serin olmalı, hoş bir tat göstermelidir.
• Renksiz ve kokusuz olmalıdır.
• Belirli bir sertlik derecesinde olmalıdır.
UygulamaZamanı
İçme Suyunun Temizlenmesi
• Su içerisindeki yabancı maddelerin çıkartılarak, içiminin hoş bir duruma getirilmesi ve dezenfekte edilerek sağlığa zararsız bir hale getirilmesi için uygulanan bir seri işlem
UygulamaZamanı
İçme Suyunun Temizlenmesi
• Tabiatta bulunan sular içme suyun için aranan tüm şartları çok nadiren yerine getirirler.
• Suyun özelliklerinin düzeltmesi için yalnız bir temizleme yöntemi mi yoksa çok sayıda birbiri ardına uygulanan yöntemlerin mi
kullanılacağı ilgili suyun durumuna bağlıdır.
UygulamaZamanı
İçme Suyunun Temizlenmesi
• Fiziksel temizlik: Suyun yeraltından ve yer üstünden geçerken yıkayıp birlikte getirdiği bulanıklık veren iri bileşenlerin yok edilmesidir.
• Kimyasal temizlik: Bu yöntemle sertliği meydana getiren maddeler, karbonik asit ve CO2, demir ve mangenez bileşikleri giderilir.
• Biyolojik temizlik: Suyu mikroorganizma içermeyen hale getirmek için kullanılan yöntemleri (kaynatma, UV ile dezenfekte, ozon ile dezenfekte, klorlama ve özel
UygulamaZamanı
İçme Suyunun Temizlenmesi
FİZİKSEL TEMİZLİK
• Çökeltmek
• Filtre etmek
KİMYASAL TEMİZLİK
• Sertliğin giderilmesi
• Asitliğin giderilmesi
• Gazın giderilmesi
• Demirin giderilmesi
• Manganezin giderilmesi
BİYOLOJİK TEMİZLİK
• Kaynatma
• UV ile dezenfekte
• Ozon ile dezenfekte
• Klorlama
• Özel filtreleme
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Suyun 10 dakika kadar kaynatılması ile yapılan dezenfeksiyon işlemi.
• Sporlu mikroorganizmalar üzerinde etkisiz, diğer mikroorganizmalar tahrip edilir.
• Suyun kaynatılması ile suda tat verici olan gazlar ortamdan uzaklaştırılmış olur.
• Tat bozukluklarını gidermek için suyun havalandırılması gerekmektedir.
• Kaynatma usulü ile dezenfeksiyon ev şartlarında geçerlidir.
ISI (KAYNATMA)
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Dalga boyu 0-3900 Angstrom arasında olan ışınlar Ultraviyole
• Su dezenfeksiyonunda 2500 – 3000 Angstrom dalga boyuna sahip ışınlardan yararlanılır.
• Bunun için yüksek voltajlı lambalar kullanılır.
• Suya 10 cm mesafe ile 30 sn tesir ettirilerek dezenfeksiyon yapılır.
UV IŞINI
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Çok aktif oksidan ve çok kuvvetli bakterisit bir gaz.
• Diğer bütün dezenfektanlardan üstün.
• Ozonu sudan uzaklaştırmak için havalandırmak yeterli.
• Ozonizör denilen cihazlarla havanın oksijeni ozon haline getirilir.
• 10 dakikalık bir sürede dezenfeksiyon sağlar
• Bakterisit etkisi klora göre 10 kat daha fazladır.
OZON
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Bakteri ve protozoonları yıkımlar.
• Suların berrak olması,
• önceden süzülmesi gerekir.
• Piyasada özel preperatlar bulunmaktadır.
İYOT
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Özellikle kolera salgınlarında kullanılmış ve etkili.
• Bulanık sulara da uygulanabilir.
• Suyun lezzetini değiştirmez.
POTASYUM PERMANGANANT
UygulamaZamanı
Suyun dezenfeksiyonu için kullanılan bazı yöntemler
• Geniş insan topluluklarının ihtiyacı olan suyun dezenfeksiyonu için en uygun kimyasal madde
• MO’ların membranına etki yaparak, proteinlerin yapısında bulunan
aminoasitlerden kloraminler meydana getirerek mikroorganizmaların çoğalma ve gelişmelerini önler.
• MO’lara tam etki edebilmesi için dozu ve suda kalma süresi iyi ayarlanmalı.
• İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik KLOR
Haftanıın Özeti
- Suyun moleküler yapısı - Suyun kimyasal özellikleri
- Suyun organizmadaki fonksiyonları - Organizmanın su kaynakları
- Gıdalarda suyun varlığı
- Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri - Sertlik tanımı ve su aktivitesi
- su aktivitesi ve gıdaların bozulması
Soru veÖneriler
• Gıdalarda su aktivitesi (a
w) nedir?
• Gıdalarda bulunan su formları nelerdir? Açıklayınız.
Önerilen Haftalık Çalışmalar
• Suyun kimyasal ve fiziksel yapısını çalışınız.
• Su aktivitesi ile gıdalarda görülen bozulma şekillerini ilişkilendirerek çalışınız.
• Kalıcı ve geçici sertlik kavramlarını ve hammadde açısından su kalitesine etkilerini gözden geçiriniz.
• Su aktivitesi nasıl belirlenir?
• Su aktivitesinin gıdalarda muhafaza koşullarındaki önemi nedir?
Bir Sonraki DersHakkında
Karbonhidratların kimyasal yapısı, özellikleri,
sınıflandırılması
Kaynaklar
Demirci M. (2008). Gıda Kimyası, 4.baskı. Onur Grafik, İstanbul.
Bilişli A. (2015). Gıda Kimyası, 3.baskı. Sidas Yayıncılık, İzmir.