Gıdalar ve katkı maddeleri

Marketten alınmış bir paket bisküvinin arkasını çevirin. "İçindekiler" başlığının altında un, şeker, bitkisel yağ gibi tanıdık adların yanında E322, E500 gibi harf ve sayılar sıralanır. Pek çok kişi bu kodları görünce ürünü rafa geri koyar; oysa E322 yumurta sarısında da bulunan lesitindir, E500 ise mutfakta kullanılan kabartma tozunun bir bileşenidir. Bir önceki derste vücuda ilaç olarak alınan kimyasalları ele aldık. Her gün en çok yediğimiz kimyasallar ise besinlerimizin kendisidir. Bu ders, gıdaların hangi kimyasal bileşenlerden oluştuğunu, neden bozulduğunu, insanların yüzyıllardır onları nasıl koruduğunu ve bugün eklenen katkı maddelerinin ne işe yaradığını öğretiyor.

• Besinlerdeki karbonhidrat, yağ, protein, vitamin ve mineralleri tanır, enerji değerlerini karşılaştırırsın.
• Doymuş ve doymamış yağları, suda ve yağda çözünen vitaminleri ayırt edersin.
• Gıdaların bozulma nedenlerini ve geleneksel koruma yöntemlerinin kimyasal mantığını açıklarsın.
• Katkı maddesi gruplarını, E kodlarını ve etiket okuma kurallarını yorumlarsın.

Besinlerin kimyasal bileşenleri

Yediğimiz her şey birkaç büyük madde grubundan oluşur. Karbonhidratlar şekerler, nişasta ve selülozdur; glikoz bunların temel birimidir. Nişasta vücut için önemli bir enerji kaynağıdır. Selüloz ise insanlarda sindirilemez; lif olarak sindirim kanalından geçer ve bağırsakların düzenli çalışmasına yardım eder. Yağlar enerji depolar ve bazı vitaminlerin emilimini sağlar. Proteinler amino asitlerden oluşan polimerlerdir; kasların, enzimlerin ve birçok vücut yapısının hammaddesidir. Vitaminler az miktarda gereken ama vücudun yeterince üretemediği organik maddelerdir. Mineraller kalsiyum, demir, sodyum, potasyum, iyot gibi elementlerdir. Bunlara, vücut ağırlığının büyük kısmını oluşturan su eklenir.

Enerji değerleri

Besinlerin enerji değeri yaklaşık olarak şöyledir: bir gram yağ yaklaşık 9, bir gram karbonhidrat ya da protein yaklaşık 4 kilokalori verir. Yağ bu yüzden en yoğun enerji kaynağıdır; aynı kütlede yağ, karbonhidratın iki katından fazla enerji taşır. Etiketlerdeki enerji değeri bu yaklaşık değerlerden hesaplanır. Su, mineraller ve vitaminler ise enerji vermez; vücutta yapı taşı ya da düzenleyici olarak görev yapar.

Doymuş ve doymamış yağlar

Yağ molekülleri uzun hidrokarbon zincirleri içerir. Zincirlerinde karbon-karbon çift bağı bulunmayan yağlara doymuş, bir ya da daha fazla çift bağ bulunanlara doymamış yağ denir. Doymuş yağların düz zincirleri birbirine sıkı yaklaşır; bu yüzden tereyağı ve iç yağı gibi hayvansal yağlar oda sıcaklığında çoğunlukla katıdır. Çift bağlar zincirde kıvrımlar oluşturur; kıvrımlı zincirler sıkı dizilemez ve zeytinyağı, ayçiçek yağı gibi bitkisel yağlar oda sıcaklığında sıvı kalır.

Suda ve yağda çözünen vitaminler

Vitaminler çözündükleri ortama göre iki gruba ayrılır. C vitamini ve B grubu vitaminleri suda çözünür; fazlası idrarla atılır, bu yüzden düzenli alınması gerekir. A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünür; yağlı besinlerle birlikte daha iyi emilir ve vücutta yağ dokusunda depolanabilir. Polarlık konusundaki "benzer benzerini çözer" mantığı burada da geçerlidir.

Gıdalar neden bozulur

Gıdaların bozulmasının üç temel nedeni vardır. Birincisi mikroorganizmalardır: bakteriler, mayalar ve küfler besinde çoğalarak tadını, kokusunu ve güvenliğini değiştirir. İkincisi oksidasyondur: yağlar havadaki oksijenle tepkimeye girerek acılaşır; doymamış yağlar, çift bağları oksijene açık olduğu için bu bakımdan daha hassastır. Üçüncüsü enzimlerdir: kesilen bir elma ya da patatesin yüzeyinin kararması, meyvenin kendi enzimlerinin oksijenle birlikte çalışmasının sonucudur. Kesik elmaya limon suyu sıkılması, limonun asitliği ve içerdiği C vitamini sayesinde bu kararmayı yavaşlatır.

Geleneksel koruma yöntemleri

İnsanlar katkı maddelerinden çok önce gıdaları korumanın yollarını bulmuştu ve bu yöntemlerin hepsinin kimyasal bir mantığı vardır. Tuzlama ve şekerleme ortamdaki tuz ya da şeker derişimini çok yükseltir; yoğun çözelti mikroorganizmaların hücrelerinden suyu çeker ve çoğalmalarını engeller. Pastırma ve reçel bu yolla korunur. Kurutma mikropların ihtiyaç duyduğu suyu ortadan kaldırır. Turşu, sirke ya da fermantasyonla oluşan asitle ortamın pH'ını düşürür; çoğu bozucu mikrop asidik ortamda çoğalamaz. Soğutma ve dondurma mikropların ve enzimlerin çalışmasını yavaşlatır. Pastörizasyon, sütü kaynatmadan belirli bir sıcaklıkta belirli süre ısıtarak zararlı mikroorganizmaların büyük kısmını yok eder; tat fazla değişmeden ürün daha güvenli hale gelir.

Katkı maddeleri

Gıdalara belirli bir amaçla, belirli miktarda eklenen maddelere katkı maddesi denir. Başlıca grupları şunlardır:

• Koruyucular: mikroorganizmaların çoğalmasını engeller. Sucuk ve salam gibi ürünlere eklenen nitrit, zehir üreten bazı bakterilere karşı koruma sağlar ve rengi korur; miktarı yasal sınırlarla belirlenir.
• Antioksidanlar: yağların oksijenle bozulmasını geciktirir. C vitamini (askorbik asit) ve E vitamini bu amaçla kullanılır.
• Emülgatörler ve kıvam artırıcılar: yağ ile suyun ayrılmasını önler, kıvam verir. Lesitin, sabun gibi iki uçlu bir moleküldür ve mayonezde yağ damlacıklarını suda dağılmış tutar.
• Asitlik düzenleyiciler: pH'ı ayarlar; sitrik asit bunun yaygın örneğidir.
• Kabartıcılar: sodyum bikarbonat ısıtılınca ya da bir asitle karşılaşınca karbon dioksit açığa çıkarır ve hamuru kabartır.
• Renklendiriciler, aroma vericiler ve tatlandırıcılar: görünüşü, kokuyu ve tadı düzenler.

E kodları ve etiket okuma

Onaylanmış katkı maddelerine E kodu denen numaralar verilir; Türkiye'de de bu sistem kullanılır. Kod, uzun kimyasal adı etikette kısa yoldan belirtir. Numaralar kabaca gruplara karşılık gelir: 100'lü numaralar renklendiricileri, 200'lüler koruyucuları, 300'lüler antioksidanları ve asitlik düzenleyicileri, 400'lüler kıvam artırıcı ve emülgatörleri gösterir. Örneğin E300 askorbik asittir. İçindekiler listesinde bileşenler, üründeki miktarı en fazla olandan en aza doğru sıralanır.

Güvenlik ve doz

Bir katkı maddesine onay verilmeden önce, ömür boyu her gün tüketilse bile sağlığa zarar beklenmeyen bir kabul edilebilir günlük alım miktarı belirlenir; gıdalardaki izin verilen miktarlar bu sınıra göre ayarlanır. Doz ilkesi burada da geçerlidir. "Katkı maddesi" demek zararlı demek değildir, ama "doğal" demek de her zaman zararsız demek değildir; her maddenin yararı ve riski türüne ve miktarına göre değerlendirilir. Bu dersle birlikte kimyanın gündelik hayattaki yerini inceleyen modül ve TYT kimyasının konu dersleri tamamlanmış olur.

Örnek 1 — Enerji

Soru: 10 gram yağ ile 10 gram nişastanın verdiği enerjiler için hangisi doğrudur?

• A) Eşittir.
• B) Nişasta daha fazla enerji verir.
• C) Yağ yaklaşık 90, nişasta yaklaşık 40 kilokalori verir.
• D) Yağ hiç enerji vermez.
• E) Nişasta yağın üç katı enerji verir.

Çözüm: Gram başına yağ yaklaşık 9, karbonhidrat yaklaşık 4 kilokalori verir. Cevap: C.

Örnek 2 — Yağ türü

Soru: Zeytinyağının oda sıcaklığında sıvı olmasının nedeni hangisidir?

• A) Doymamış zincirlerindeki çift bağların oluşturduğu kıvrımlar zincirlerin sıkı dizilmesini engeller.
• B) Zeytinyağı su içerir.
• C) Zeytinyağı bir protein çözeltisidir.
• D) Zeytinyağının zincirleri çok uzundur.
• E) Zeytinyağı iyonik bir bileşiktir.

Çözüm: Kıvrımlı zincirler birbirine yaklaşamaz ve yağ katılaşmaz. Cevap: A.

Örnek 3 — Koruma yöntemi

Soru: Turşunun uzun süre bozulmadan kalmasının kimyasal nedeni hangisidir?

• A) Turşunun dondurulması
• B) Turşuya oksijen verilmesi
• C) Ortamın asitliğinin ve tuz derişiminin mikroorganizmaların çoğalmasını engellemesi
• D) Sebzelerin kurutulması
• E) Turşunun bir polimer olması

Çözüm: Düşük pH ve yüksek tuz, bozucu mikropların çoğu için yaşanmaz bir ortamdır. Cevap: C.

Örnek 4 — Katkı grubu

Soru: Bir margarin etiketinde "antioksidan: askorbik asit" yazıyor. Bu katkının görevi nedir?

• A) Margarini tatlandırmak
• B) Margarinin rengini koyulaştırmak
• C) Margarini kabartmak
• D) Margarinin erime noktasını yükseltmek
• E) Yağların oksijenle bozulmasını geciktirmek

Çözüm: Antioksidanlar yağların oksidasyonla acılaşmasını yavaşlatır. Cevap: E.

• E kodlu her maddeyi zararlı sanmak. E322 lesitin, E300 C vitaminidir.
• Doğal kaynaklı her maddeyi güvenli kabul etmek. Güvenlik türe ve miktara bağlıdır.
• Selülozu enerji kaynağı saymak. İnsanlar selülozu sindiremez; o bir liftir.
• Doymuş ve doymamış yağı karıştırmak. Çift bağ doymamışlığın işaretidir.
• İçindekiler listesini rastgele sıralı sanmak. İlk sıradaki bileşen en çok bulunandır.