8. vitaminler 1

Gıda Kimyası IIVitaminler 1Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği BölümüProf. Dr. Farhan ALFİN

Bu Hafta Giriş 7.1. Gıdalarda Vitaminlerin Varlığı 7.2. Vitaminlerin Kimyasal Yapısı 7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.2. Isıya Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı 7.3.3. Oksijene Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı 7.3.4. Işığa Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı 7.3.5. Asitlere, Alkalilere ve Ağır Metallere Karşı Vitaminlerin

Duyarlılığı 7.4. Yağda Çözünen Vitaminler

WEB Kaynaklar http://www.biyolojihocasi.com/vitaminler-konu-

anlatimi/

Giriş

Vitaminler, gıda olarak tükettiğimiz biyolojik materyallerde oluşan kompleks organik besin maddelerinin bir grubudur.

Kimyasal yapı bakımından birbiriyle benzerlikleri bulunmamakta ve biyolojik fonksiyonları da tanımlarına ve sınıflandırılmalarına çok az yardım etmektedir.

Giriş

Birlikte anılmalarının bazı sebepleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir: Hayvansal, bitkisel ve mikrobiyal hayatın

biyokimyasal ve fizyolojik sistemlerinin temel komponentleridir.

Biyolojik materyallerde çok az miktarlarda bulunmaktadırlar.

Dokularda vitaminlerin eksikliği (diyette eksik olması nedeniyle veya absorplanmasında sorun olması nedeniyle) spesifik hastalıklara neden olur.

Giriş

İz elementlerin ve diğer minerallerin anorganik olması, esansiyel yağ asitleri ve amino asitlerin daha büyük miktarlarda gereksinim duyulması, hormonların gerektiğince vücut tarafından sentezlenmesi ve diyet ile sağlanamaması, bazı rahatsızlıkların tedavisinde faydalı olan fakat eksiklikleri sağlıklı bir insanda herhangi bir hastalığa neden olmayan bazı maddelerin bu özellikleri de onları vitaminlerden ayırmaktadır.

Giriş

Hayvanlar beslenme bakımından diğer organizmalara bağımlı olmaları nedeniyle, birçok canlıdan ayrılmaktadır.

Direkt veya indirekt olarak bitkiler temel besin maddelerinin ana kaynağıdır.

Ayrıca hayvanlar diğer bazı maddelerin de sağlanması için bitkilere ihtiyaç duyarlar.

Giriş

Vitamin eksikliği nedeniyle birçok hastalık meydana gelmektedir.

Örneğin, askorbik asit eksikliği nedeniyle oluşan bir hastalık olan «skorbit» ait doğru açıklamalar, (konserve edilmiş gıdalarla beslenen denizciler ile ilişkisini de içeren) M.Ö. 1150'ye ve Hipokrat'a (M.Ö. 420) kadar gitmektedir.

Benzer şekilde tiamin eksikliği nedeniyle ortaya çıkan «beriberi»in de Çin'de M.Ö. 2600'lü yıllarda tanımlandığı görülmektedir.

Giriş

Diyetle ilişkisinden bahsedilmesine rağmen, bu hastalıkların, bir maddenin diyette eksik olmasından kaynaklandığı fikri 20. yüzyıla kadar yaygın bir kabul görmemiştir.

Örneğin, niasin eksikliği nedeniyle oluşan pellegra hastalığı, doğru olarak mısır ile ilişkilendirilmiş fakat bu hastalığın bir maddenin eksikliği ile değil de bir toksinin varlığı nedeniyle ortaya çıktığı kabul edilmiştir.

Giriş

Bakteriyel bir enfeksiyon olduğu düşünülen beriberi

hastalığının nedenini bulmak amaçlı Endonezya'ya gönderilen Christian Eijkman, böyle bir hastalığa neden olabilecek etken mikroorganizmayı bulamamış, fakat çalıştığı laboratuarda beslenen tavuklarda beriberi hastalığına benzeyen paralitik bir hastalık olduğunu gözlemlemiştir.

Bu durumun da tavukların parlatılmış pirinçle beslenmesinden kaynaklandığını ve kahverengi pirincin bu hastalığı önlediğini fark ederek vitamin eksikliği ile ilgili önemli bir bulguya imza atmıştır.

Giriş

1912 yılında da Casimir Funk, tekrar ekstraktları test etmek için tavukları kullanarak, pirinç kepeğinden anti-beriberi faktörü izole etmeye çok yaklaşmıştır.

Funk, bu faktörün kimyasal yapısının amin olduğunu düşünerek "vitamine" kelimesini türetmiştir.

(Vital amine ifadesi, hayat için önemli olan amin anlamına gelmektedir).

Giriş

Daha sonraları ise; vitamine kelimesini seçerken, bu maddelerin hepsinin amin yapısında olmadığının kanıtlanabileceğinin farkında olduğunu ifade etmiş, fakat kulağa hoş gelen ve ilgi çekebilecek bir kelime kullanması gerektiğini düşündüğü için bu ifadeyi seçtiğini belirtmiştir.

Diğer faktörlerin amin yapısında olmadığı kanıtlandığında ise vitamine kelimesinin sonundaki "e" harfi düşmüş ve kelime vitamin haline gelmiştir.

7.1. Gıdalarda Vitaminlerin Varlığı


Gıda maddeleri bileşenlerinin diğer önemli bir grubu vitaminlerdir.

Bunlar taze bitkisel (meyve, sebze, baharat otları vb.) ve hayvansal gıdalarda (süt ve süt ürünleri, karaciğer) bulunurlar.

Hayvansal organizmalar ihtiyaç duydukları vitaminleri bitkisel gıdaların alınmasıyla karşılar ve bir kısmını da depo ederler (özellikle karaciğerde).

Bazen burada vitamin yapısının başka şekle dönüşmesi meydana gelmektedir.


Çizelge 7.1'de bazı gıdaların vitamin miktarları verilmektedir.


Genellikle vitaminlerin ihtiyaç miktarı uluslararası birim olarak (IU) verilmiştir.

Bazı vitaminlerin 1 IU olan değerleri mg olarak aşağıdaki gibidir.

A vitamini 0,0003 mg B1 vitamini 0,000003 mg C vitamini 0,05 mg D vitamini 0,0000025 mg E vitamini 1,0 mg

7.2. Vitaminlerin Kimyasal Yapısı

7.2. Vitaminlerin Kim

yasal Yapısı Vitaminler kimyasal olarak alkoller (A vitamini),

steroller (vitamin D2 ve D3) veya organik asitler (C vitamin veya askorbik asit) grubuna girerler.

Yapılarındaki bu çok büyük farklılıklar nedeniyle (karbonhidratlarda olduğu gibi) kesin bir kimyasal sınıflandırma yapmaya uygun değildirler.

steroller


yasal Yapısı Vitaminler büyük Latin harfleriyle gösterilirler (A,

B, C gibi). Farklı kimyasal yapıya sahip olup, benzer etkileri

bulunan vitaminler yalnız farklı rakamları olan ayrıl harflerle isimlendirilirler (BI, B2, B6 gibi).

Uluslararası ölçüler içinde sık sık alışılmış isimler kullanılır.

Bunlar Çizelge 7.2.a ve 7.2.b'de bir arada gösterilmiştir.


yasal Yapısı


yasal Yapısı


yasal Yapısı


yasal Yapısı Vitaminlerin kimyasal formülleri uzunluğundan ve

karmaşıklığından dolayı pek kullanılmamaktadır. Gerçek vitaminlerin yanında bazı provitaminler de

tanınmışlardır. Bunlar, insan vücudunda vitaminlere dönüşen,

vitaminlerin ön maddeleridir. Bunlara örnek olarak provitamin A (karoten),

provitamin D2 (ergosterol) ve provitamin D3 (7-dehidrokolesterol) verilebilir.

7.3. Vitaminlerin Özellikleri

Gıdalar, taşıma, muhafaza, ön hazırlık, hazırlama, ön işleme ve işleme esnasında doldurma, kutulara koyma, paketleme sırasında sıcaklık, oksijen, ışık gibi çok yönlü etkilere maruz kalırlar.

Gıdalardaki mevcut vitaminler, bu etkilere karşı farklı duyarlılık gösterirler.

Bu durum, gıda maddesi bileşenlerinin kimyasal yapısından ileri gelmektedir.

Örneğin bünyelerinde bulunan çift bağlardan dolayı çok kolay oksijenle etkilenebilmektedirler.


Gıdaların işlenmesi sırasında vitamin kayıplarına yol açan önemli faktörler Şekil 7.1'de bir arada gösterilmiştir.


Vitamin içeren gıdalar üzerine bu etkilerin devam süresi, etki alanlarının büyüklüğü ve gıda maddesinin parçalanma derecesi de önemlidir.

Birden fazla sayıdaki faktörler aynı anda gıdalar üzerine etki ederse, bazı vitaminler çok kolay tahrip olmaktadırlar (örneğin, oksijen ve ısı), Çizelge 7.3'de çeşitli faktörlere karşı vitaminlerin duyarlılığı görülmektedir.


7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.1. Vitaminlerin Çözünürlüğü


7.3.1. Vitaminlerin Çözünürlüğü





Suda çözünen vitaminler (BI, B2, niasin, B6, pantotenik asit, biotin, folik asit, B12, C, kolin, inozit) suda çözünmeyen veya yağda çözünen vitaminlerden (A, D, E, K) farklı özelliklere sahiptirler.

Suda çözünen vitaminler bazı gıdalardan kolayca difüzyon ve osmoz yoluyla ayrılırlar.

Burada gıda maddesinin yüzeyinin geniş olması, suyun yüksek akış hızı ve yüksek su sıcaklığı özellikle kayıplar artırır (Çizelge 7.4).



Çizelge 7.4. Kabukları Soyulmuş Patateste Vitamin Bı ve C'nin Yıkama Kayıpları

Kayıplar (%) durgun suda 12 saat muhafaza edildikten sonra

Vitaminler Parçalanmadan Yenilecek durumda parçalanmış

Bı 8 15C 9 51



Bu hususa hem gıdanın yıkanması sırasında hem de suyla pişirmede ve ısı taşıyıcı ortamda dikkat edilmelidir.

Genelde yağ içeren gıdalarda bulunan yağda çözünen vitaminler (A, D, E, K) yıkamanın bu tehlikesine maruz değildirler.



Yağda çözünen vitaminlerin vücuda alınmasında, çeşitli salatalara ilave edilen sıvı yağların önemi fazladır.

Yağda çözünen vitaminlerden vücudun en iyi yararlanma şekli bu vitaminlerce zengin gıdaların sıvı yağlarla alınması ile mümkündür.

7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.2. Isıya Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı


7.3.2. Isıya Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı

Isıya karşı hassas olan tüm vitaminler yüksek sıcaklıktan etkilenirler veya tamamen tahrip olurlar.

Böyle kayıplar gıdaların muhafazasında ortaya çıkabilir.

Örneğin pişirme, ısı ile konserve etme yöntemlerinin (pastörize, sterilize) uygulanmasında yüksek oranda vitamin kayıpları ortaya çıkabilmektedir.


7.3.2. Isıya Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı

Bundan başka bazı vitaminler de ısı ve diğer faktörlerin birlikte etkisi ile kayba uğramaktadırlar (vitamin A, yüksek sıcaklık ve oksijen; folik asit, yüksek sıcaklık ve asit; vitamin C, sıcaklık ve oksijen).

7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.3. Oksijene Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı


7.3.3. Oksijene Karşı Vitaminlerin

Duyarlılığı

Oksijene karşı duyarlı vitaminler gıdaların özellikle depolanması, taşınması ve işlenmesi sırasında tahrip olmaktadırlar (Çizelge 7.5).

Vitamin kayıplarını azaltmak için uygun bir paketleme, koruyucu bir gaz atmosferinde muhafaza (örneğin, azot gazında) ve dikkatli bir işleme yapılmalıdır (örneğin kapalı pişirme kapları).


7.3.3. Oksijene Karşı Vitaminlerin

Duyarlılığı

Çizelge 7.5. Vitamin BI ve C üzerine çeşitli depolama sıcakhklannın etkisi'

Sebze Kayıplar (%) 2 gün

depolanmış Vitamin +4°C +13°C +20°C

Ispanak B1 0 0 6C 8 38 70

Marul B1 0 0 5C 29 38 46

7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.4. Işığa Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı


7.3.4. Işığa Karşı Vitaminlerin

Duyarlılığı

Ultraviyole (UV) ışığı gıdaların muhafazası sırasında özellikle vitamin tahrip edici etki yapar (Çizelge 7.6).

Amaca uygun bir ambalajlama (örneğin, koyu renkli cam, metal folyo) ve ışıktan korunarak yapılan depolama bu kayıpları azaltabilir.


7.3.4. Işığa Karşı Vitaminlerin

Duyarlılığı

Çizelge 7.6. Vitamin B1 ve C üzerine güneş ışığının etkisi

Kayıplar (%)

ÜrünlerGölgede

Depolama Güneşte Depolama

B1 C B1 CMarul 5 11 29 39Taze

fasulye 2 8 6 13

Lahana 1 8 12 15

7.3. Vitaminlerin Özellikleri 7.3.5. Asitlere, Alkalilere ve Ağır Metallere

Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı


Bu faktörlerin etkisi işleme ile ilgilidir. Asetik asit ve sitrik asidin ilavesiyle örneğin

A, D vitaminleri ve pantotenik asit tahrip olmakta; buna karşılık C vitamini asitlere dayanıklılık göstermektedir.

Alkalilerin (örnek; sodyum bikarbonat (NaHCO3) ilavesi K, B1, pantotenik asit ve C vitaminini tahrip etmektedir.

7.3.5. Asitlere, Alkalilere ve Ağır Metallere

Karşı Vitaminlerin Duyarlılığı

7.4. Yağda Çözünen Vitaminler


Vitamin A 7.4. Yağda Çözünen Vitam

inler

A vitamininin (retinol) kimyasal yapısı oldukça basittir.

Bu vitamin alkoller sınıfına girmektedir. Molekül içindeki çift bağlardan dolayı kolayca

oksidasyona maruz kalabilir.



Moleküldeki hidroksil gruplarından dolayı A vitamini ester teşkil etme durumundadır.

Bu ester önemli derecede stabildir ve bunun için sentetik A vitamini preparatlarında tercih edilir.

Bundan başka molekülde bulunan halka strüktür karakteristiktir.

Yalnız halka strüktür vitamin etkisi gösterir.


Bu halka provitaminlerin asıl vitaminlere dönüşmesinde önemlidir.

Provitaminler α, β ve γ karoten olarak ifade edilirler.

Karoten moleküllerinin her biri vitamin A molekülünün C ve H atomlarının iki katı miktarından oluşmuştur ve iki tane halkaya sahiptirler.

Bu halkalarda bulunan çift bağların durumu ile birbirinden kısmen ayırt edilirler.



β -karotenin A vitaminine dönüşümünde molekül ince bağırsaklarda parçalanır.

Her bir β karoten molekülünden 2 molekül A vitamini meydana gelir.

α ve γ- karoten moleküllerinin her biri kullanılabilir bir halkaya (β-halkası) sahip oldukları için bu karotenlerin ancak yarısı vitamin A'ya dönüşebilmektedir.


A vitamininin açık sarı rengi ve karotenin koyu kırmızı rengi, içinde bulundukları gıdaların rengini vermektedir (örneğin, tereyağının sarımtırak rengi, kırmızımtırak renk almış sebze çeşitleri).

Yetişkinler için günlük A vitamin gereksinimi; 1,5-1,8 mg'dır.

Bu ihtiyacın yaklaşık %75'i, retinol alımı (yağ asidi esterleri olarak, özellikle retinilpalmitat) ile geri kalan %25'lik kısmı ise β-karoten ve diğer provitamin özellikteki karotenoidler ile karşılanmaktadır.


1 g retinol üretimi için 6 g β-karoten'e ihtiyaç vardır.

A vitamininin emilimi ve karaciğerde depolanması, yağ asidi esterleri formunda gerçekleşmektedir.

Karaciğerde taze dokudaki miktarı, 250 g/g'dır. Bu da toplamda 240-540 mg A vitamininin

depolanması anlamına gelmektedir. Vitamin A‘nın görme prosesindeki fonksiyonu çok

iyi bilinmektedir.


Yeterli deponun bulunmaması durumunda "gece körlüğü" olarak bilinen karanlıkta görüş kaybı ortaya çıkmaktadır.

Gece körlüğü ile bağlantısı olmayan bazı etkiler nedeniyle, Vitamin A‘nın eksikliği ölümle bile sonuçlanabilmektedir.

Anormal kemik gelişimi, üreme sisteminde bozukluklar ve tedavi edilmezse körlüğe neden olan kseroftalmiye (gözdeki kornea’nın kuruması ve dejenerasyonu) neden olabilmektedir.


Retinol memeli fizyolojisinde, bu sayılanlara ek olarak, steroid hormonlarının yaptığına benzer olarak protein sentezinin kontrolüne de katkı sağlamaktadır.

Kanda dolaşan retinol, hedef hücreler tarafından alınır ve retinoik aside dönüştürülür.

Bu madde hücre çekirdeğindeki spesifik reseptörlere bağlanır ve hücre değişim prosesini, embriyoların büyüme ve gelişmesini etkiler.


Retinolün bir diğer özelliği de, fazlasının toksik etki göstermesidir.

Birçok hipervitaminoz kurbanı sağlıklı gıda fanatikleridir.

Ayrıca kutuplardaki araştırıcılarda, kutup ayısı karaciğerinin tüketilmesi ile ilişkilendirilen hipervitaminoz bildirilmiştir.

Günlük alınması gereken miktar, 750 retinol eşdeğeridir.


Ancak ortalama porsiyon kutup ayısı karaciğeri, iki yıllık retinol ihtiyacından fazlasına eşdeğerdir.

Fazla kutup ayısı karaciğeri tüketmenin bir çoğumuz için tehlike olmayacağı açıktır.

Ancak hamilelerin karaciğer tüketmemeleri, böylelikle A vitaminin fazlasını almalarının engellenmesi önerilmektedir.

Fazla β-karoten tüketiminden kaynaklanan bir hipervitaminoz riski ise bulunmamaktadır.

Diyetteki β-karoten seviyesi arttıkça, bunun retinole dönüşme veriminin azaldığı bildirilmektedir.


Hem retinil esterleri, hem de β-karoten gıda ürünlerinde stabildir.

Literatürdeki stabilite bilgilerinin çoğu β-karotene aittir. Konservede olduğu gibi havasız ortamda yüksek sıcaklık,

vitamin aktivitesine sahip olan neokarotenlerde izomerizasyona neden olabilmektedir.

Özellikle kurutulmuş gıdalarda oksijen varlığında parçalanma hızlı olabilir.

Çoklu doymamış yağ asitlerinin otooksidasyonu ile oluşan hidroperoksitler karotenoidleri bozabilir.


Vitamin D7.4. Yağda Çözünen Vitam

inler

Kalsiferoller Ergokalsiferol (Bitkilerde, Vitamin D2) Kolekalsiferol (Hayvanlarda, Vitamin D3)



OH

OH

OH

OH

7-Dehidrokolesterol(Provitamin D3)

Ergosterol(Provitamin D2)

Ultraviyole

Ultraviyole

Kolekalsiferol(Vitamin D3)

Ergokalsiferol(Vitamin D2)

Günümüzde fizyolojistlerde, kolekalsiferolü (D3) vitaminden ziyade hormon olarak nitelendirme eğilimi artmaktadır.

Bunun nedeni D vitamininin diğer vitaminler gibi enzimlerin prostetik grubu olmaması, daha ziyade vücutta hormonlara benzer şekilde görev yapmasıdır.

Ayrıca, insanlar ve diğer memeliler uygun koşullarda, kolekalsiferol sentezleyebilmektedirler.


Gıda ile alınan yağ benzeri madde kolesterol vücutta 7-dehidrokolesterole dönüşür.

Bu maddeden güneş enerjisinin etkisiyle gerçek vitamin D3 meydana gelir.

Eğer cilt yeterli miktarda güneş ışığına maruz kalırsa, vücut kendisi için gerekli D vitaminini sentezleme yeteneğine sahiptir.

2,5-10 g günlük ihtiyaç ile yeni doğanlar, çocuklar, hamile veya emziren kadınlar en yüksek gereksinime sahip gruptan 7-dehidrokolesterol provitamin D3 olarak kabul edilir.


Vitamin D2 (ergokalsiferol) çok az etkilidir ve ön madde ergosterolden meydana gelir.

Ergosterol mikosterol olarak yağ benzeri maddeler grubuna girer.

Daha çok mayalarda, hububat danelerinde ve mantarlarda bulunur.

UV ışınları altında ergokalsiferole dönüşür. Bu dizide eksik bulunan vitamin D1; vitamin D2 ve

diğer maddeler arasında kompleks bir bileşik olarak görülür.


Yetersiz kemik mineralizasyonuna yol açan D vitamini eksikliği çocuklarda raşitizm ve yetişkinlerde de osteomalazi ye yol açmaktadır.


Fazla miktarda D vitamini alımı (günde 10000 IU'in birkaç ay alınması) sonunda kalsiyum metabolizmasında bazı bozukluklar ortaya çıkmaktadır.

Böyle aşırı alımların riskleri arasında hiperkalsalsemi, hiper fosfatomi, hipertansiyon, mide bulantısı, halsizlik vb. görülebilir.

Birçok doğal gıda düşük D vitamini içeriğine sahiptir. Balık karaciğeri yağı D vitamininin en iyi kaynağıdır. D vitaminlerinin provitaminleri olan ergosterol ve 7-

dehidrokolesterol, hayvan ve bitki aleminde yaygın bir şekilde bulunmaktadır.


Maya, bazı mantar çeşitleri, lahana, ıspanak ve buğday embriyo yağı bol miktarda D1 vitamini içerir.

D3 vitamini ve onun provitamini; yumurta sarısı, tereyağı, inek sütü ve hayvansal yağlarda bulunmaktadır.

Günümüzde, kahvaltılık tahıllar, süt ve margarin gibi gıdaların D vitamini içerikleri zenginleştirilmektedir.

Bazı ülkelerin yasal düzenlemelerine göre margarinlerin D vitamini içeriğinin, tereyağında mevcut miktardan yaklaşık 10 kat daha fazla miktarda (7,05-8,82 g/100g) olması gerekmektedir.


Diyetle alınan veya deride oluşan kolekalsiferol karaciğerde fizyolojik aktif bileşik 1,25-dihidroksi-kolekalsiferole dönüşmektedir.

Bu madde kalsiyum metabolizmasını kontrol eden üç hormondan (diğerleri kalsitonin ve parathormon) biridir.

Kalsiferol, kalsiyum ve fosfat iyonlarını hücre membranından taşıyan proteinlerin sentezini teşvik eder.

Kalsiferol eksikliği, ince bağırsaklardan kalsiyumun alınmasını engeller ve bu durum kemik gelişimi için gerekli kalsiyumun eksikliği ile sonuçlanır.


Bu vitaminin bir diğer özelliği de, retinol gibi fazlasının toksik etki göstermesidir.

Geçmişte, pisi balığı ve morina balığı karaciğer yağlarının günlük dozunda yaşanan bir karışıklık sonucu, bebekler ve küçük çocuklar bu etkinin kurbanı olmuşlardır.


Education

8. vitaminler 1