GIDA KATKI MADDELERİ

1-)Giriş: Birçok gıda maddesinde, Üretimin belli zamanlarda olması zorunluluğu, Tüketicinin istekleri ve her an tüketim arzusu, Çabuk bozulan gıdaların ömrünü uzatma vb. nedenlerle, Çeşitli gıda muhafaza yöntemlerinin geliştirilmesini sağlamıştır.Ayrıca; Dünya nüfusunun hızlı artışı, İnsanların hayat standartlarını yükseltmek arzusu, Hızlı endüstrileşme / şehirleşme vb. Hazır yiyeceklere talebi arttırmıştır.Bununla birlikte gıda sanayinde üretim için 2000‟den fazla katkı maddesinin kullanımına yasal düzenlemelerle izin verilmiş ve düzenlenmiştir. Tüketime sunulmadan önce gıdalara bilinçli ve amaçlı olarak ilave edilen bu maddelere Gıda Katkı Maddeleri adı verilir.Katkı maddelerinin gıdalarda kullanım nedeni ise; Gıdanın besleyici değerini korumak, Özgün diyet ihtiyaçları olan için özel bir gıda üretiminde kullanılabilirler, Gıdanın dayanıklılığını artırmak için kullanılırlar , böylece gıda maddeleri daha uzun bir raf ömrüne sahip olurlar. Gıdanın dokusal özelliklerini geliştirmek için kullanılırlar. Gıdanın rengini ve lezzetini çekici hale getirebilir ve koruyabilirler. Yağın acılaşması gibi reaksiyonları önleyerek lezzet kaybını önlerler ve besin öğelerini korurlar. Gıdanın işlenmesi sırasında çoğu zaman teknolojik gereklilik olarak kullanılırlar. Gıdada hastalık yapıcı m.o‟ların gelişmelerini önlerler. Gıda çeşitliliği sağlamaktadırlar. Gıda maddelerinde kullanılabilecek katkı maddelerinin izin verilen en yüksek miktarlarını belirlemek için FAO ve WHO çalışmalarını „JECFA‟ adıyla ortak uzmanlar kurulunda birleştirmişlerdir.JECFA genel olarak aş. konularda çalışma yapmaktadır. 1. Gıda maddelerinde kullanılabilecek katkı maddelerinin izin verilen en yüksek miktarlarını belirlemek ve onaylamak. 2. Gıda katkı maddeleriyle ilgili listeleri hazırlayarak değerlendirmek. 3. Gıdalarda katkı maddelerinin tayininde kullanılan analiz yöntemlerini gözden geçirerek standardize etmektir. FAO/WHO Katkı Maddesi Birleşik Kurulu‟nun tanımına göre; ”tek başına besin değeri taşımayan, gıda ürününe bilinçli olarak doğrudan veya dolaylı katılan, ürünün görünüş ve yapısını düzeltmek yada muhafaza imkanını artırmak için sınırlı miktarda ilave edilen madde, gıda katkı maddesidir.”Bu tanımla katkı maddelerini daha iyi anlayabiliriz.Ayrıca gıdanın besin değerini arttırıcı vitaminler ve mineraller ile pestisitler, çevre kirliliğinden bulaşanlar ve teknolojik işlemlerin artıkları, gıda katkı maddesi kapsamına girmemektedir.

A.GKM’nin Sınıflandırılması : GKM‟lerinin kullanım amaçlarına göre 4 grupta toplayabiliriz. 1. Kaliteyi koruyarak raf ömrünü uzatanlar ( Koruyucular ) Antimikrobiyaller (nitrit, nitrat, benzoik asit, propiyonik asit, sorbik asit) Antioksidanlar ( BHA, BHT, Galatlar ) 2. Yapıyı hazırlama, pişme özelliğini geliştirenler pH ayarlayıcılar Topaklanmayı önleyenler ( silikat, magnezyum oksit, magnezyum karbonat ) Emülsifiyerler (lesitin, mono ve digliseridler ) Stabilizörler, kıvam arttırıcılar, tatlandırıcılar Mayalanmayı sağlayıcı ajanlar Nem ayarlayıcılar Olgunlaştırıcılar Ağartıcılar, dolgu maddeleri, köpük ayarlayıcılar, parlatıcılar 3. Aromayı ve rengi geliştiriciler Çeşni arttırıcılar ( MSG ) Çeşni vericiler ( Aroma maddeleri ) Renklendiriciler ( tartazin, indigotin,…vb.) 4. Besin değerini koruyucu, geliştiriciler ( Besin öğeleri ) İşleme sırasında kaybolan besin öğelerini yerine koyma (B1, B2, niasin ) Diyette eksik olabilecek besin öğelerini ekleme ( A, D vitaminleri ) B.Kimyasal Maddeler İnsan Sağlığına Zararlımıdır ? Binlerce kimyasal madde gıdalarla insanlara ulaşmaktadır.Bu kimyasallar insan sağlığı için zararlı mıdır? Her kimyasal alınan miktarına bağlı olarak zararlı etki gösterir.Günlük hayatta en fazla karşılaştığımız kimyasal sofra tuzudur ( sodyum klorür ). Piyasada satılan tuz paketleri 500 gramdır. Bir paket tuzu bir kerede yiyen bir kişi kanındaki sodyum oranları konsantrasyonunun artmasına bağlı olarak kısa bir süre içerisinde ölebilir.Yine günlük diyetteki tuz miktarı birkaç misline çıkarılırsa yıllar içersinde bu diyeti alanlarda hipertansiyon riski artar.Bu örneklerden “sofra tuzu zararlıdır!” şeklinde bir sonuç çıkartılamaz.Bunlar, “her kimyasal madde alınan miktarına (doza) bağlı olarak toksiktir” kuralına günlük hayatta en fazla karşılaşılan gıda maddesinden verilen örnektir.Gıdaların üretiminde kullanılan gıda katkı maddeleri ve gıdalara isteğimiz dışında bulaşan gıda kontaminantları da her kimyasal gibi doza bağımlı olarak toksiktir. Acaba insanlarda güvenli kullanım değerine nasıl ulaşılmaktadır?

NOAEL : ( mg/kg ) ( Deney hayvanlarında gözlenebilen hiçbir yan etki göstermeyen doz) İnsanlarda güvenli olan doza ulaşılabilmesi için: NOAEL değeri, emniyet faktörüne bölünür.Emniyet faktörü genellikle 100 olarak belirtilmiştir.Diğer bir deyişle deney hayvanlarında hiçbir yan etki yaratmayan dozun yüzde biri insanlarda güvenli olarak kabul edilmiştir.Bu yöntem 1954 yılından beri gıda katkıları için uygulanmaktadır.Geride kalan 50 yılı aşkın sürede elde edilen deneyimler bu uygulamanın yeterli koruma sağladığını göstermektedir. ADI ( Günlük alınmasına izin verilen miktar ) değeri insanlarda güvenli doz olarak kabul edilir.NOAEL değerinden ADI değerine aşağıdaki işlem yapılarak ulaşılır. NOAEL ADI = ( mg/kg ) Emniyet faktörü ( 100 ) 2-)İngrediyenler : “Üretimde hammaddeden sonra ağırlıklı önemi olan ve işlem teknoloji gereği gıdalara katılan, üretimin özelliğine göre çeşitli amaçlarla kullanılması zorunlu maddelerdir.” İngrediyenler çeşitlerine göre, gıdaları kazanmaları gereken niteliğe kavuşturmaktadırlar.Bu maddeler her gıda için aynı görevde olmayabilirler veya bir gıdada ingrediyen görevinde olan bir madde diğer bir gıdada katkı maddesi olabilir.Örneğin ; ekmek yapımında un bir hammaddedir. Ekmek mayası, tuz, su ise ingrediyenlerdir. Buna karşılık ekmek üretiminde kullanılan süttozu, peynir suyu, bromat gibi maddeler teknolojide gıda katkı maddesi konumundadır. İngrediyen kullanımı şekillerine göre 3 grupta sınıflandırılabilir. 1. İsteğe bağlı ingr. 2. Zorunlu ingr. 3. Zenginleştirici ingr. 3-)Enzimler : Biyokimyasal reaksiyonları başlatan, hızlandıran ve reaksiyonlardan değişmeden ayrılan bileşikledir.Enzimler, kimyasal olarak protein yapısında, proteinlerin fiziksel ve kimyasal tüm özelliklerine sahip bileşiklerdir.Enzimlerin önemi ise; 1. Canlı hücrede bütün biyokimyasal reaksiyonlar enzimlerin kontrolü ve düzeni altında gerçekleşir. 2. İnsanların bitki ve hayvansal kaynaklı gıdaları tüketmesi ve bunların içindeki enzimlerin önemi büyüktür. 3. Mikrobiyal gıda bozulmalarının çoğu ve fermente gıdaların üretimi, etken m.o‟ların sahip olduğu enzimlerin aktiviteleri sonucunda gerçekleşmektedir. 4. Günümüzde ticari enzim preparatlarından gıda endüstrisi ve diğer bazı endüstrilerde değişik amaçlara dönük olarak yaygın bir şekilde yararlanılmaktadır. 5. Enzimlerden gıda analizlerinde de yararlanılmaktadır.Enzimatik gıda analizleri çok çabuk ve kolay uygulanabilmeleri ve enzimlerin çok yüksek spesifik özellik göstermeleri nedeniyle kullanılır.

6. Enzimlerden gıdalardaki mikrobiyal gelişimin kontrolü amacıylada yararlanılır. 7. Tutuklanmış enzim ve tutuklanmış hücre teknikleri bazı gıdaların üretiminde endüstriyel boyutta yararlanılmaktadır. 8. Enzimlerden endüstriyel artık ve atıklarının değerlendirilmesinde de yararlanılır. 9. Enzimler belirli hastalıkların teşhisinde, teşhis doğrulayıcı ve tamamlayıcı kanıtlar olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. 10. İnsan vücudundaki enzimlerin miktarı genetik özellikler, yaş ve alınan diyete bağlı olarak da değişebilmektedir.İnsanlarda, belirli bazı enzimlerin vücutta yetersiz üretilmesine bağlı olarak ortaya çıkan genetik hastalıklara rastlanmaktadır. A. Enzimlerin Gıda Katkı Maddeleri Olarak Kullanılmasının Avantajları : 1. Doğal kaynaklı oldukları için tercih edilirler ve toksik değildirler.Son üründe çoğu durumda, olduğu gibi kalabilmekte, başka ürünlere dönüşmemektedir. 2. Diğer katalizörlerden daha fazla spesifik özellik gösterirler.Aktiviteleri kolaylıkla standardize edilebilir.İstenmeyen reaksiyonlara yol açmazlar. 3. Reaksiyonun şekli ve hızı, ayarlanabilen sıcaklık, pH ve reaksiyon süresi yoluyla kolaylıkla kontrol edilebilir. 4. Gerektiği zaman, bazı reaksiyonlarda enzimin etkisi hemen durdurulabilir.Yani enzim inaktif hale getirilebilir. ( Sıcaklığı çok yükselterek veya düşürülerek ) 5. Çok az miktarda kullanım, istenen şekilde etkili olabilmektedir. 6. Gıda maddeleri ve çevre şartları açısından ek bir ayarlama gerektirmezler; oda sıcaklığında, nötral pH civarında çalışabilirler. B. Gıda Sanayinde Enzim Uygulamaları : Amilaz : Yüksek dönüşümlü şurup ve dekstroz üretimi.Normal ve distile içkilerde, fermente olabilir şekerin tahıl nişastalarından dönüştürülmesi.Ön pişirimli tahıllarda tahıl nişastalarının modifikasyonu.Çikolata şuruplarında viskozite kontrolü.Meyve suları, meyve ekstraktları ve pektinden nişastanın uzaklaştırılması. Pektinaz :Meyve suları ve şarabın üretimi ve berraklaştırılması.Kurutmadan önce portakal, üzüm ve erik pulplarının muamelesi.Düşük metoksilli pektin üretimi. Glukoz oksidaz-katalaz : Yumurta katıları üretiminde glukozun uzaklaştırılması.Gıda ve içkilerde oksijenin uzaklaştırılması. İnvertaz : Yumuşak kremalı şekerleme dolgularının hazırlanması. Proteazlar : Taze etlerin olgunlaştırılması ve yumuşatılması.Ekmek ve kraker fırınlama için hamurun modifikasyonu.Protein hidrolizatlarının üretimi.Biranın soğukta parlatılması.Çeşitli peynirlerin üretilmesi ve olgunlaştırılması. Lipazlar : Çeşitli peynirlerde aroma oluşturulması.Lipazla modifiye edilmiş tereyağı içeren ürünlerin kullanımı.Margarinler ve çikolata ürünlerinde aromanın zenginleştirilmesi. Katalaz : Çok özel bir görevi olup, hidrojen peroksidi su ve oksijene parçalar.Gıda ürünlerinde kalıntı ( hidrojen peroksit ) istenmediğinde, katalaz enzimi kullanılır.

Glukozizomeraz : Glukozu fruktoza çevirmek için kullanılır. Aroma enzimleri : Kükürtlü aroma bileşikleri ( soğan, sarımsak, hardal, lahana vb.) enzim etkisiyle oluşmaktadır. 4-)Vitaminler ve Aminoasitler : Vitaminler insanlar ve hayvanlar tarafından sentez edilemeyen ve sağlıklı büyüme, üreme ve diğer fonksiyonlar için düzenli olarak diyette bulunması gereken ve eksikliği durumunda, özel bir bozukluk veya hastalık meydana getiren organik bileşiklerdir. Vitaminlerin yapılarındaki büyük farklılık nedeniyle kesin bir kimyasal sınıflandırma yapılmamaktadır. Tüm vitaminler ya oldukları gibi veya provitaminleri şeklinde bitkiler tarafından sentez edilir. Genel olarak vitaminler yağda çözünen, suda çözünen ve vitamin benzeri maddeler olarak üç grupta sınıflandırılabilir. Aminoasitler proteinlerin yapı taşlarıdır. Proteinler vücudun enerji ihtiyacından başka büyüme ve yıpranan dokuların tamir edilmesinde önemlidir. Vitaminlerle gıdaların zenginleştirilmesi yöntemleri, gıda sanayinde “vitaminleştirme” ve “kıymetlendirme” tabiri ile ifade edilir. Kıymetlendirme, aynı zamanda mineral maddeler ve diğer esansiyel bileşenlerle zenginleştirme anlamına da gelmektedir.Gıda üretiminde kıymet arttırma, gıdanın hazırlanışına göre özellikle vitamince zengin gıdaların ilavesi şeklinde uygulanır. 1. Yağların hidrolize edilmesi sırasında tahrip olan vitaminlerin yerine konması için margarinlerce A, D ve E vitamini ilave edilmektedir. 2. Hamur işleri ; Soya unu, buğday embriyosu, diğer vitamince zengin maddelerin ilavesi ile zenginleştirilir. 3. ABD‟de tiamin, riboflavin, niasin ve demirin una katılması yasal zorunluluktur. 4. Askorbik asit, karotenoidler, tokeferol, riboflavin ve niasinin gıdalara ilavesi genellikle beslenme amacıyladır. 5. Askorbik asit, ekmekte hamurun yapısını iyileştirmek amacıyla kullanılır, ayrıca antioksidan etkisi de vardır. 6. Karotenoidler gıda renklendiricisi, tokeferoller antioksidan, riboflavin ise bazen gıda renklendiricisi ( sarı renk ) olarak kullanılır. Süt ürünlerinde renklendirici olarak kullanılır. Riboflavin, β-karotenle birlikte sarı renkte içecek hazırlanmasında kullanılır. Niasin bazen depolama sırasında meydana gelecek olan renk değişimlerini önleyici olarak taze ve kür edilmiş etlerde kullanılır. 5-)Antimikrobiyaller : FDA‟ da ( ABD gıda ve ilaç dairesi ), tuz, şeker, sirke, baharat gibi doğal maddeler

ile herbisit ve insektisitler dışında bozulmayı ve diğer kayıpları önlemek için koruyucu amaçlarla gıdaya katılan bütün kimyasal maddeler “kimyasal koruyucu” olarak bildirilmiştir. Antimikrobiyal maddeler, gıdalarda istenmeyen, ancak herhangi bir nedenle bulunabilen bakteri, küf ve mayaları, patojen olan veya olmayan her türlü mikroorganizmayı ortamdan yok etmek, çoğalma ve faaliyetlerini önlemek için gıdalara katılmaktadır.Bu maddelerin etkili olabilmesi için ortamın pH‟sı, bileşimi, su aktivitesi ve kullanılma miktarı önemlidir.Mikroorganizmaların olumsuz etkilerini ve toksik yönden meydana getirdikleri zararları önlemek için kullanılan gıda katkı maddesinin seçimi kadar önemli diğer özellikler ise, bu maddelerin belli bir saflıkta, basit yapıda, geniş bir spektrumda etkili ve ucuz olmasıdır.Ayrıca, bu maddelerin tüketimlerinden dolayı meydana gelebilecek sakıncaların da en düşük düzeyde olması, toksik olmamaları ve yağ dokularında birikmemeleri gerekmektedir. Antimikrobiyallerin etkisi, çoğalmayı durdurucu veya öldürücü olabilir.Koruyucu madde katkısı ile mikroorganizma ölümü; genetik yapıların etkilenmesi, protein sentezinin etkilenmesi, enzim sisteminin etkilenmesi ve hücre duvarlarının etkilenmesi şeklinde görülmektedir. A) Uygun Antimikrobiyallerin Belirlenmesi : Uygulamanın etkili olabilmesi için, öncelikle “hangi gıda için hangi katkı maddesi” daha sonra da “hangi katkı maddesi için hangi doz” sorusuna doğru cevap verilmesi gereklidir.Bunda çok sayıda faktör dikkate alınmalıdır. Faktörler genellikle, gıdanın pH değeri, kimyasal maddenin çözünürlüğü ve etki spektrumu, gıdanın etiketlenme durumu ve kimyasal bileşiklerin karşılıklı etkileşimi ( sinerjistik ve antagonistik ) başlıkları altında toplanmaktadır. 1-)Gıdanın pH Değeri : Gıda muhafazası için kullanılan kimyasal maddeler genellikle asit veya tuzdur. Bu bileşikler, sulu ortamda az veya çok iyonize olmaktadır. Disosiyasyon ( ayrışma, çözüşme ) denilen bu olay ile, kimyasal maddenin antimikrobiyal etkisi arasında bir ilişki vardır. Antimikrobiyal etkiyi gösteren, kimyasal maddenin disosiye olmayan kısımdır. İyonize olduğu oranda etkisi azalmaktadır. Gıdanın pH değeri ne kadar düşükse, antimikrobiyal etkisinin o kadar artacağı sonucu çıkmaktadır.Kısacası, her kimyasal madde ancak belirli pH aralığında etkili olmaktadır. Koruyucu maddenin belirlenmesinde, öncelikle gıdanın pH değerinin göz önünde bulundurulması gereklidir. 2-)Kimyasal Maddenin Çözünürlüğü : Gıdaları korumak amacıyla kullanılan herhangi bir kimyasal madde, ancak gerçek anlamda çözünürse etkilidir. Genel olarak, asitlerin molekül ağırlığı arttıkça çözünürlük azalmaktadır. Emülsiyon gıdalarda koruyucu maddelerin yağ ve su fazında dağılım ( dispersiyon ) durumu da önemlidir. Bu sistemlerde mikrobiyal çoğalma daha çok su fazında olmaktadır. Eğer koruyucu, daha çok yağ fazına geçiyorsa, beklenen etki sağlanmaz. Bu durum, yağ fazındaki konsantrasyonun su fazındaki konsantrasyona oranı olan dağılım katsayısı ile açıklanmaktadır.Emülsiyon sistem için, koruyucunun düşük bir dağılım katsayısı göstermesi gereklidir. 3-)Spesifik Antimikrobiyal Etki : Bir koruyucunun antibakteriyel etkisi, her mikroorganizmaya karşı aynı değildir. Bazılarında etkisi daha fazladır ve bu özelliğe “antibakteriyel etki spesifikliği” denir.

Gıdalarla bozulmaya neden olan mikroorganizma popülasyonu genellikle tek tip olmasa bile, gıdanın bileşimine ve özellikle pH değerine bağlı olarak bazı tiplerin bozulma açısından öncelikli olduğu bilinmektedir. 4-)Gıdanın Etiketlenme Durumu : Bazı koruyucu bileşikler, gıdaların bileşimi ve duyusal özelliklerine olumsuz etki yapmaktadır.Bu nedenle, gıda tipine göre koruyucu madde seçimi önemlidir. Ayrıca, koruyucu maddenin çeşit ve konsantrasyonuna bağlı olarak değişmekle birlikte, gıdaların duyusal özelliklerinde ve özellikle tadında değişiklik meydana getirebilmektedir. 5-)Antimikrobiyallerin Karşılıklı Etkileşmesi : Antimikrobiyal maddelerin çözünürlük, spesifik etki ve tat yönünden farklı olmamalarından dolayı, ayrıca olumsuz özelliklerini azaltmak ve olumlu özellikten yararlanarak en iyi sonuca ulaşmak için, birden fazla bileşiğin birlikte kullanıldığı durumlar söz konusudur.Koruyucu madde kombinasyonlarında, istenen bir sonuç olan sinerjizm ve istenmeyen bir sonuç olan antagonizm görülebilir.Sinerjistik etki, bir bileşiğin etkisinin diğer bir bileşik tarafından artırılmasıdır. Antagonistik etki ise bir bileşiğin etkisinin diğer bir bileşik tarafından azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır. B)Gıda Sanayinde Yaygın Olarak Kullanılan Antimikrobiyal Maddeler : 1) Asetik Asit : Çok eskiden beri bilinen koruyuculardandır. Koruyucu etkisinden başka, tat verici, aroma geliştirici ve ekşileştirici olarak da kullanılmaktadır.Renksiz bir sıvı olan asetik asit, 16,5°C‟da katı hale geçmektedir.Sağlık açısından kullanımında sakınca olmayan maddelerdendir; yani GRAS listesinde yer almaktadır. Asetik asit ve kalsiyum tuzları ekmekte Rope hastalığını önlemektedir. Ayrıca antimikrobiyal madde olarak, kür edilmiş etlerde, balık ürünlerinde, ketçap, mayonez ve turşularda kullanılmakta, bu ürünlerde çeşni verici fonksiyonu da bulunmaktadır.Hububat ürünleri, sirke, malt şurubu ve konsantrelerinde etkili bir biçimde kullanım alanı bulmaktadır. Fermente olabilir karbonhidrat içeren gıdalarda ( örneğin asetik asit fermantasyonuna uğrayan sosis tipi ürünleri ) laktik asit bakterileri ve mayaların çoğalmasını önlemek için %3,6 bulunması gerekmektedir. 2) Propiyonik Asit : Renksiz bir sıvı olan propiyonik asit, aşındırıcı ve keskin kokulu olduğundan gıda endüstrilerinde nadiren kullanılmaktadır.Dolayısıyla Na ve Ca tuzları tercih edilmektedir.Bu tuzlar, pH‟sı düşük gıdalarda serbest asit oluşturmakta ve çözücüde kolay çözünebilmektedir.Küflere etkileri sodyum benzoattan fazladır fakat mayalara etkisizdirler. Bakteri önlemekte de zayıf kalmaktadır. Na ve Ca propiyanatlar, esas olarak fırıncılık ürünlerinde küf ve rope önleyici ( inhibitörü ), peynir teknolojisinde küf önleyici ve emülgatör olarak kullanılır. Ca tuzu, ekmek hamurunu kuvvetlendirmek için ilave edilmektedir. Sağlık açısından kullanımında sakınca olmayan maddelerdendir; yani GRAS listesinde yer almaktadır. Propiyanatlar, güçlü antimikrobiyal etkileri, tat ve kokularının olmayışı nedeniyle, gıda endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Literatürde, reçel, kabuğu soyulmuş elma dilimleri, incir, siyah üzüm, kiraz, bezelye ve fasulyeye küflerin çoğalmasını geciktirmek için %0,2-0,4 oranında propiyanat katıldığı, ayrıca hububat, süt ve bazı meyve ürünlerinde kullanılabildiği bildirilmektedir.Beyaz ekmek ununda %0,32 ( Ca ve Na propiyanat ) ve peynirde %0,3‟ün önerilen en yüksek kullanım miktarı olduğu belirtilmektedir.

3)Benzoik Asit : Koruyucu olarak kullanılan başlıca tuzları Na, K ve Ca benzoatlardır. Benzoatlar maya ve bakterilere etkili, küflere daha az etkilidir.Antimikrobiyal katkı olarak çözünebilme, kokusuz ve renksiz olma avantajlarına, tatlımsı ve ağzı buruşturucu lezzete sahiptirler.Sodyum benzoat GRAS listesindendir. Sodyum benzoatın gıdalarda en yüksek kullanım miktarı %0,1‟dir. Benzoik asit ve tuzları, turşular, çeşitli soslar ve ketçap, sofralık zeytin, margarin, reçel, jöle ve marmelatlarda… koruyucu olarak kullanılmaktadır.Ekmek ve pastada küflenmeye karşı kalsiyum benzoat kullanılabilmektedir. 4)Sorbik Asit : Beyaz renkte, kokusuz, kristal toz halinde ve hafif asidik tattadır. Sorbatlar GRAS‟ tır. Sorbik asit ile Na ve K tuzları, küf ve mayalara etkilidir.Gıdalarda antimikrobiyal olarak kullanılmasına izin verilen doymamış organik asit yalnızca sorbik asittir. Sorbatların NaCl ve/veya fosfatlarla kullanıldığında, orta asitli gıdalarda çoğalan ve toksin üreten Clostridium botulinum‟u önlediğini, halen kullanılan nitritin yerini belirli bir ölçüde tutabileceğini belirtmişlerdir. Sorbatlar; gıda sanayinde, çeşitli peynirler ve peynirli ürünler, hububat ürünleri, reçel, jöle ve marmelatlar, soslarda kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanı peynir endüstrisidir. Kaşar peyniri için en başarılı ve stabil küf önleyici oldukları belirlenmiştir. 5)Nitrat ve Nitrit : Nitratlar, Avrupa‟da son 160 yıldır peynirlerin salamurada muhafazasında, ABD‟de 1923 yılından beri nitrit şeklinde ete ilave edilerek kullanılmaktadır. Bu grup maddeler, katı ve toz halinde satılırlar; kür edilmiş et ürünleri ile balıkta tat, koku, renk ve mikrobiyal stabilitenin kontrolünde kullanılırlar. Nitrit grubu maddeler oksidasyon ve redüksiyon etmenleridir; organik maddelere karşı duyarlı olup ısıya karşı dayanıklı değildirler. Nitrat ve nitritlerin en etkili olduğu m.o‟lar Clostridium botulinum, C.putrificum ve C.sporogenes‟tir. Nitrat ve nitritler en çok et, balık ve peynir ürünlerinde kullanılmaktadır. Peynirde kullanım amacı, gaz ve dolayısıyla gözenek oluşumunu önlemektir. Etlerde ise, ürünlerin tipik pembemsi kırmızı, ısıl işlemle ise parlak kımızı renkleri meydana gelmektedir. 6)Kükürt dioksit ve Sülfitler : Bu bileşikler çok uzun yıllardan beri gıda muhafazasında kullanılan maddelerdir. SO2, renksiz bir gaz olup kendine özgü kükürt kokusundadır. Koruyucu olarak, ya doğrudan SO2 gazı veya parçalandığı zaman SO2 gazı veren kükürt tuzları ( sülfitler) kullanılır. SO2 suda eriyince sülfüroz asidi oluşturur. Bu asit, çok yüksek antimikrobiyal etkiye sahiptir. pH değeri, kükürtlü bileşiklerin uygulanmasında büyük önem taşımaktadır. pH 2,5‟da sağlanan etkiyi pH 3,5‟da sağlayabilmek için 2-4 kat daha fazla madde kullanmak gerekmektedir. Sülfüroz asidin maya ve küfe karşı etkisi pH 7‟ye doğru azalmaktadır. Ayrıca SO2, gıdadaki aldehit ve şekerlerle ara bileşikler oluşturmakta ve etkisi azalmaktadır. Serbest SO2 ‟in koruyucu etkisi, bağlı SO2‟ ‟ten 30 kat daha fazladır. Kükürtlü bileşiklerin olumlu özelliklerinden birisi, kullanıldıkları gıdadan belli oranda geri alınabilmeleridir. Gıdadan SO2 ‟in uzaklaştırılmasında daha çok ısıl işlemden yaralanılmaktadır. Uzaklaşma oranı, pH düştükçe artmaktadır. Gıdaların doğal yapılarında da kükürt içeren bileşikler vardır. SO2 ve sülfitler, enzimatik olan ve olmayan esmerleşmenin kontrolünde enzim inhibitörü olarak antioksidan, indirgen ve antimikrobiyal madde olarak etkilidirler. Çok yönlü etkilerinden ve ucuz oluşlarından dolayı çoğu kez alternatifsizdirler. Antimikrobiyal

olarak sülfitler maya, küf ve bakterileri önlemektedirler. Ortamın pH‟sı kuvvetli asit reaksiyona dönüştüğünde kükürtlü bileşiklerin m.o gelişimini etkin biçimde engellediği belirlenmiştir. SO2 ve sülfit tuzları gıda sanayinde, şarapçılık, sebze ve meyve kurutmacılığı, dondurulmuş ve salamurada muhafaza edilen meyve ve sebzeler, meyve suları ve jöleler, şuruplar…ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Diğer taraftan, fazlasının kötü koku ve tat olarak kendini hissettirmesi, B1 vitaminini parçalaması, metal ekipmanda korozyona sebep olması, koyu renkli ürünlerin rengini açması ve matlaştırması ve sağlık açısından endişelere yol açması, gıdalarda SO2 kullanımının dez avantajlarıdır. Ayrıca sağlığa zararlı bir maddedir. 7)Parabenler ( p-hidroksiasit ve esterleri ) : En fazla kozmetik sanayinde ve eczacılıkta kullanılmaktadır. 7 veya daha yüksek pH‟da etkilidirler. Parabenler, küf ve mayalara çok yüksek, gram negatif bakterilere düşük önleyici etki gösterirler. Bu ürünler kokusuzdur ve hidroliz reaksiyonlarına dayanıklıdırlar; en dayanıklısı kalsiyum tuzudur. Kültür ortamlarında Clostridium botilinium‟un gelişmesini ve toksin üretimini engellemektedirler. Parabenler, gıda sanayinde hububat ürünleri, alkolsüz içecekler, reçel, jöle, şurup ve kremalarda, bira ve peynir endüstrilerinde kullanılmaktadır. Kullanım miktarı %0,1‟dir. 8)Gaz Sterilantlar : 1-)Etilen ve Propilen Oksitler : Isıya hassas ürünlerin soğuk sterilizasyonunda kullanılırlar. Sterilizasyon maddeleri, gaz formundayken en yüksek etkinlik göstermektedir. Bunların en etkilisi olan etilen oksit, gıda olarak tüketilmeyen maddelerin sterilizasyonunda kullanılmaktadır. Antimikrobiyal olarak gaz sterilanlar, tüm mikroorganizma ve sporlarını öldürebilecek güce sahiptirler; virüslere karşı da etkilidirler. Fakat son yıllarda, gıdalarda katılması halinde karsonejik etki gösterdikleri ileri sürülmektedir. Bu bakımdan dikkatli olunmalıdır. 2-)Dietilpirekarbonat (DEPC ) : Sulu sistemlerde soğuk sterilizasyon ve pastörizasyon işlevini gördükten sonra kaybolmaktadır. Renksiz bir sıvı olan DEPC, suda çözünürlüğü oldukça zayıf bir maddedir. Buna karşılık, organik çözücülerde kolayca çözünebilmektedir. Mayalara karşı oldukça etkilidir. 4‟ün altındaki pH‟larda etkisi en yüksektir.Hızlı hidroliz olması, toksik etkisinin bulunmayışı ve ayrıca çökelti problemi oluşturmaması günümüzde yaygın olarak kullanılmasının nedenleridir. Meşrubat sanayi için uygundur. 3-)Difenil ve o-Fenilfenol : Narenciye meyvelerinde küflenmeyi ve çürümeyi önlemek için kullanılan bileşiklerdir. Difenil, daha çok meyve sargısı için kullanılan kağıda uygulanmaktadır. Ürünün kalitesini muhafaza etmek, insan sağlığını korumak ve ekonomik kayıpları önlemek için, antimikrobiyal maddeler yasaların öngördüğü sınırlar içerisinde kullanılması gerekli gıda katkı maddeleridir. Bir bileşiğin toksikolojik etki profilini değerlendirmek açısından LD50 ( letal doz) değeri, gıdada bulunabilecek en yüksek miktarını belirlemek açısından ise ADI değeri önem taşımaktadır. LD50 değeri deney hayvanı grubunun yarısının ölümüne yol açan dozu ( mg/kg vücut ağırlığı ), ADI değeri ise en yüksek miktarı ( mg/kg vücut ağırlığı ) göstermektedir. 6-)Antioksidanlar :

Canlılarda oksijenin görevi solunumdaki görevi ile özdeşleşmiştir, ancak bu fonksiyonu esnasında moleküler oksijenin bir kısmının indirgenmesi söz konusudur. Yani yaşam için elzem olan oksijen aynı zamanda toksik etkiye de sahiptir. Bu toksisite oksijenin oluşturduğu serbest radikallerden kaynaklanmaktadır ve bu radikallerin tümü biyolojik sistemler için zararlıdır. Serbest radikaller ve diğer reaktif oksijen türevleri ( ROT ) insanlarda hastalıklara ve gıdalarda bozulmalara yol açmaktadır. Sentetik antioksidanlar işlenmiş gıdaların bozulmasını önlediği ve raf ömrünü uzattığı anlaşıldığında kullanılmaya başlanmış ancak sentetik antioksidanların toksik etkisi ortaya çıkınca doğal antioksidanlara olan ilgi artmıştır. Yağlar ve yağ içeren gıdalar hava oksijenin etkisiyle oksidasyona uğramaktadır. Oksijen, gıdanın yağ, karbonhidrat ve proteinlerine etki ederek, az veya çok hissedilebilen kalite düşmelerine neden olmaktadır. Gıda bileşenleri ve havanın oksijeni arsında kendiliğinden meydana gelen olaya “otoksidasyon” adı verilir. Oksidasyonla bozulma sonucu meydana gelen çok spesifik bazı değişmeler şöyle sıralanabilir: 1. Katı ve sıvı yağlar ile yağ içeren gıdalarda acımsı ( ransit ) tat ve aroma oluşumu 2. Pigmentlerde renk açılması 3. Toksik oksidasyon ürünlerinin oluşumu 4. Üründe lezzet kaybı ve bozuklukları 5. Tekstürde değişmeler Vitaminler ( A, D ve E ) ve esansiyel yağ asitlerinin ( özellikle linoleik asit ) zarar görmesinden dolayı besin değerinin azalması. Oksidasyona yol açan veya onu hızlandıran reaktiflerin başında oksijen gelir; ayrıca ışık, sıcaklık, demir ve bakır gibi metal iyonları, bir kısım pigmentler ve doymamışlık derecesi oksidasyonu hızlandırmaktadır. Bu faktörler ortadan kalktığı taktirde, oksidasyon önlenebilmektedir. Ancak pratikte bu mümkün olamamaktadır. Dolayısıyla, otoksidasyonu, dışardan herhangi bir madde katmadan önlemek çok zordur.İşte, otoksidasyonun fiziksel ve teknolojik yöntemlerle önlenemediği durumlarda, antioksidanlar ve sinerjistler katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Antioksidanlar, gıda sanayinde, bitkisel ve hayvansal yağlar ve yağ içeren gıda maddelerinin üretimi, depolanması, taşınması ve pazarlanması sırasında, normal sıcaklıklarda atmosfer oksijeninin etkisini geciktirerek, gıdanın bozulması ve acılaşmasını belli bir süre engelleyen en etkili maddelerdir. Bu maddeler, gıda kalitesini arttırmayıp onlara herhangi bir yabancı tat ve koku da vermezler. Arzulanan kalite, ancak, uygun hammadde üretim tekniği, ambalajlama ve depolama şartları sağlamak suretiyle elde edilebilir. Antioksidanların uygun ve etkin kullanımı için bitkisel ve hayvansal yağların kimyasını, oksidasyon mekanizmasını ve kullanılan antioksidanın fonksiyonlarını çok iyi bilmek, oksidasyon başlamadan önce antioksidanı gıdaya katmak gerekmektedir. Antioksidanların etkisini arttırmak veya tamamlamak için, çoğu kez, “sinerjist” adı verilen maddeler de kullanılmaktadır. A. Gıdalarda Oksidasyon :

1-)Karbonhidrat Oksidasyonu : Gıdalarda karbonhidrat oksidasyonu sonunda, renk ve aroma değişikliği meydana gelmektedir. Rengin bozulması, genellikle kahverengi, gölgeli, gri ve sarı rengin teşekkülü ile kendini göstermektedir. Karbonhidratlar, aşağıda belirtilen çeşitli reaksiyonların etkisiyle bozulabilmektedir. a)Maillard reaksiyonu : Gıdaların enzimatik olmayan tipteki kahverengileşme (esmerleşme) reaksiyonlarından en önemlisi olup, indirgen şekerler ile proteinlerin serbest amino grupları veya amino asitler arasında cereyan etmektedir. Bu reaksiyonun olumsuz etkileri, askorbik asit, sitrik asit veya diğer organik asitlerle önlenebilir. b)Enzim reaksiyonu : Karbonhidratların peroksidaz veya katalaz gibi enzimlerin etkisiyle okside olması sonucu meydana gelen bu olayda, renk değişiminin yanı sıra tat bozulması ve kötü koku oluşumu görülür.Bu şekildeki oksidasyonu önlemenin tek yolu, ısıl işlemle enzimi inaktif hale getirmektir. c)Doğal Pigmentlerin Oksidasyonu : Karoten ve benzeri doğal pigmentlerin okside olması sonucu renk kaybı ve tat bozukluğu meydana gelmekte; bu bozukluklar, ürüne uygun antioksidan ilavesiyle önlenebilmektedir. BHA, BHT ve tokeferoller, bu amaçla en çok kullanılan antioksidanlardır. d)Yüksek ısı dolayısıyla oksidasyonun hızlanması sonucu, bazı metaller ve mikrobiyolojik artıkların meydana getirdiği lezzet ve renk değişiklikleri, çelatlarla önlenebilmektedir. Sitrik asit en çok kullanılanıdır. 2-)Proteinlerin Oksidasyonu : Proteinlerin oksidasyonu, bozuk koku ve tat teşekkülü şeklinde ilk anda kendini göstermeyebilir. Proteinler proteolitik enzimler tarafından parçalandıkları gibi, hidrolitik reaksiyonların ve ısıtmanın etkisiyle denatüre olur. Özellikle, proteinlere bağlı heme-pigmentler, çok çabuk okside olarak renk değiştirirler. Bu tür renk değişimi, herhangi bir gıda katkı maddesi ile engellenemez. Bu gibi durumlarda, ambalajlamaya özen göstererek sorun çözülmeye çalışılmaktadır. 3-)Yağ Oksidasyonu : Yağlarda veya serbest yağ asitlerinde (özellikle çoklu doymamış yağ asitlerinde) kendi kendini katalizleyen bu reaksiyon üç safhaya ayrılır: başlama, yayılma-hızlanma, sonuçlanma. Serbest radikaller ortamdaki diğer bileşiklerle çok çabuk reaksiyona girerler ve stabilite kazanmak için gereksinim duydukları elektronları ele geçirmeye çalışırlar. Bu moleküle saldırıldığında ve elektronunu kaybettiğinde, molekülün kendisi serbest radikale dönüşür ve zincir reaksiyonlar başlar. Reaksiyonlar bir kere başladığında durması çok zordur. Aşağıdaki reaksiyon anlamamızı kolaylaştıracaktır. X• :Bir metal iyonu ya da hidroperoksitin parçalanması sonucu oluşan bir radikal, R :Doymamış lipit molekülü a.Başlangıç Aşaması X• + RH → R• + XH R + enerji → R• ( serbest radikal oluşumu ) b.Yayılma-Hızlanma Aşaması R• + O2 → ROO• ( serbest peroksil radikali ) ROO• + RH → ROOH ( hidroperoksit ) + R• ROOH → RO• + OH• c.Sonuçlanma Aşaması

ROO• + ROO• → ROO• + R → Sekonder Ürünlerin Oluşumu R• + R• → Lipitlerin oksidasyonunda başlangıç aşamasında düşük konsantrasyonda pek çok radikaller oluşmaktadır. Primer oksidasyon ürünleri hidroperoksitlerdir ve kolaylıkla alkosil radikallerine ( RO• ) parçalanmaktadırlar.Bunların lezzet ve koku bozulmasında bir etkisi bulunmamaktadır. Gıdaya istenmeyen tat ve kokuyu veren maddeler aldehit gibi sekonder oksidasyon ürünleridir. Ayrıca, oluşan oksidasyon ürünleri reaksiyonu katalize etmektedir. Yağlardaki bozulmalar 4 ana gruba da ayrılabilir. Hidroliz : Serbest yağ asitleri ve gliserolün oluşması sonucu, gıda maddesinde sabunumsu bir yapı, bozuk tat ve koku görülmesi. Acılaşma (Ransidite) : Doymamış yağ asitlerinin otoksidasyonu sonucu acı tat oluşumu. Tat Değişimi (Reversion) : Özellikle balık yağı ve soya gibi bazı bitkisel yağlarda yüksek derecede doymamış yağ asitlerinin oksidasyonuyla oluşan tat dönmesi. Polimerizasyon : Doymamış yağ asitlerinde iki karbon atomu (C=C) arasındaki bağlantının kopması, iki karbon arasında karşı bağ veya oksijen bağları oluşması sonucu meydana gelen tat değişikliği. Bilinen antioksidanlar, oksidatif ransidite ve oksipolimerizasyon olayları sonucu meydana gelen bozuklukları önleyebildikleri halde, hidroliz ve reversiyon için etkili değillerdir. Üretim sırasında gıdaların temas ettiği metaller, oksidasyonla meydana gelen tat ve koku bozukluklarını daha hissedilir hale getirmektedir. Oksidasyonu önlemede, katalitik rol oynayan fosforik asit, sitrik asit, askorbik asit gibi sinerjistlerin kullanımının yanı sıra, paslanmaz çeliklerin gıda sanayine girmesi olumlu sonuçlar vermiştir. B. Antioksidan Aktivite : Antioksidanlar lipit oksidasyonunda serbest radikal içeren yağlarda elektron veya hidrojen vererek veya yağ zinciri ile bir serbest radikal arasında kompleks oluşturarak serbest radikal zincirine son veren bileşikler olarak tanımlanırlar. Ayrıca, herhangi bir maddede çok düşük konsantrasyonlarda bulunan ve bulunduğu maddenin oksidasyonunu yavaşlatan veya önleyen maddeler olarak da tanımlanabilirler. Antioksidanlar, kendi elektronlarını vererek serbest radikalleri nötralize eder ve elektron verdikleri halde kendileri serbest radikallere dönüşmezler, çünkü antioksidanlar her iki formda da stabildirler. Antioksidanlar, çalışma mekanizmalarına göre dört grupta toplanabilir. 1. Zincir kırıcılar ( veya serbest radikal inhibitörleri ) 2. Singlet oksijen gidericiler 3. Metal inaktive ediciler ( antioksidanların lipit oksidasyonunu katalizleyen demir ve bakır gibi metal iyonlarını bağlayan şelat yapıcılar ) 4. Oksidatif enzimleri inhibe ediciler. Zincirleme reaksiyon teorisine göre enerji emilimi ile aktive edilen madde (lipit molekülü) oksijenle birleşerek okside olmakta ve bu şekilde meydana gelen aktiflenmiş

peroksit molekülleri enerjilerini maddenin okside olabilen başka moleküllerine aktarmakta ve otoksidasyon devam etmektedir. Antioksidanların kullanılması ile aktivasyon enerjisini antioksidan molekülü kullanmakta, bu enerjiyi başka moleküllere aktaramamaktadır. Antioksidan molekülünün araya girmesi ile oksidasyon yavaşlamış kısmen durdurulmuş olmaktadır. Ortamda aşırı oksijen olmadığında ( sınırlanmış oksijen koşullarında ) antioksidan (AH), lipit radikallerine (R•) hidrojen atomu bağışlar. → R• + AH → RH + A• ( 1 ) Hidroperoksitler alkoksil radikali (RO•) oluşturarak bozulurlar, böylece aldehit ve diğer bozulma ürünleri oluşur ve gıdalarda lezzet bozulmaları meydana gelmektedir. R2 – ↓ – CH( O•) – ↓ – R1 – Aldehit + bozulma ürünleri Antioksidanlar bu bozulma reaksiyonlarını alkoksil radikalleriyle reaksiyona girerek inhibe edebilirler. Stabil hidroksi bileşiği oluşturarak için ya hidrojen verirler ( 2 ) yada antioksidan radikali ile reaksiyona girerler ( 3 ). RO• + AH → ROH + A• ( 2 ) RO• + A• → ROA ( 3 ) Antioksidan (AH), atmosferik koşullarda hidrojen atomunu peroksil radikaline (ROO• ) vererek radikal zincirini kırar. Atmosferik koşullarda R• „nin hava oksijeni ile hızlı reaksiyonu ile dört numaralı reaksiyon gıdalarda ve biyolojik sistemlerde daha yaygın olarak görülmektedir. ROO• + AH → ROOH + A• ( 4 ) Scoot antioksidanları, peroksil radikalleriyle reaksiyona giren elektron verici zincir kırıcılar (4) ve serbest lipit radikalleriyle reaksiyona giren elektron alıcı zincir kırıcılar (5) olarak tanımlanmıştır. R• + A → RA + R° + AH ( 5 ) R° yeni çift bağ içeren lipit molekülünü gösterir. Uygun antioksidan seçiminde şu noktalar göz önünde bulundurulmalıdır: Antioksidan; gıda ürünün su ve yağ fazında tamamen erimelidir.Ürünün içine nüfuz etme gücü yüksek olmalıdır.Uçuculuğu düşük olmalıdır.Ürüne istenmeyen renk ve görünüm vermemelidir.Tatsız ve kokusuz olmalıdır.Toksik ve cilde tesiri olmamalıdır.Gıda ile tüketilmesinde sakınca olmamalıdır.Küçük miktarlarda etkili olmalı, kolay elde edilebilmeli ve ucuz olmalıdır. C. Gıda Sanayinde Kullanılan Antioksidanlar :

…