1. GİRİŞ
Gıda katkı maddelerinin kullanımı, besinlere bir takım kimyasal maddelerin katılması insanlık tarihi kadar eskidir. Bu tarih insanın eti tuzla koruması (prezarvasyon) ile başlar. İlk katkı maddeleri olarak bitki materyalleri de sayılabilir. Gıda katkı maddeleri yeni çağda hızla artmıştır. Özellikle 20.yy başlarında bu artış gözle görülür bir seviyeye çıkmıştır.
Gıda teknolojisi, başlangıçta kişinin özel ihtiyaçlarını karşılama yönünde ve dolayısıyla da aile için yapılan çalışmalarda belirmiştir. Daha sonraları, ticari maksada yönelmiş yeni gıda ürünleri ve teknolojileri gelişmiştir. Örf ve adetlere göre gıdalarda katkı kullanılması sınırlı iken, maksat geniş kapsamlı olunca sayıları da artmıştır. Böylece, günümüzde uygulanan üretim teknikleri sayesinde gıda sektöründe verim artışı kayıpların en aza indirilmesi, ürün kalitesinin arttırılması ve standardlara uygun hale getirilmesi, ürünlerin dayanma sürelerinin arttırılması, değişik formüllere sahip yeni gıdaların üretilmesi gibi uygulamalar gerçekleştirilebilmektedir.
Tüketici sağlığına zarar vermeyen birçok kimyasal bileşenin yönetmelikçe belirlenmiş düzeylerde gıdalara katılması ile gıdaların mikrobiyolojik yolla bozulmasının önlenmesi yöntemine “koruyucu maddelerle muhafaza” denir. Bu maddelerin etki mekanizması mikroorganizmalar üzerindedir. Membranın, hücre duvarının veya hücre metabolizmasına rol oynayan enzimlerin aktifliğini bozma veya azaltma şeklinde etki etmektedir.
Günümüzde 2000’den fazla katkı maddesinin gıda sanayiinde kullanımına değişik amaçlarla izin verilmiş ve kullanım birçok ülkede yasal düzenlemelerle belirlenmiştir. Koruyucu kullanılması ile düşük kaliteli maddeler iyileştirilmediği gibi, bir defa bozulmaya başlamış bir maddeden zararsız bir madde yapmaya da imkan yoktur.
1.1. Gıda Katkı Maddeleri ve İlgili Terimlerin Tanımları, Kullanılan Kısaltmalar
Gıda maddesi: İnsanoğlunun varlığını sürdürebilmesi için gerekli olan besin öğelerinin (protein, yağ, karbonhidrat, vitamin, madensel madde v.s) kaynağını oluşturan, tütün ve ilaç hariç yenilen ve içilen ham, yarı veya tam işlenmiş her türlü maddedir.
Gıda Katkı maddesi: İnsan sağlığına zararlı olmayan bir çok kimyasal maddenin belirli miktarda gıdalara katılması ile gıdaların üzerinde hoşa gitmeyen gereksiz değişiklikleri geciktiren, gıdaların karakterini etkileyen veya sonunda onun bileşeni olarak çoğu kez tek başlarına beslenme değeri taşımayan, yiyeceklerin yapısında doğal olarak bulunmayan, görünüşlerini ve yapılarını düzeltmek, korumak, ziyan olmasını, mikrobiyolojik yolla bozulmasını önlemek üzere, ürünün kalite ve raf ömrünü artırmak amacıyla üretim, imalat, paketleme, nakletme gibi işlemler sırasında katılan doğal ve yapay kaynaklı madde veya madde karışımlarına verilen addır.
İşlem yardımcıları (Processing Aid); Tek başına ana bileşen olarak kullanılmayan, hammaddenin, mamul maddenin veya ana bileşenlerin işlenmesinde, seçilen teknoloji gereği kullanılan, işlem veya imalat sırasında kalındı veya türevleri kaçınılmaz olarak bitmiş üründe de bulunabilen (işlemler sırasında kullanılan alet ve ekipmanlar hariç) maddelerdir (Oğan 1996).
Ana bileşen-ingrediyen (ingredient); Bir gıda maddesinin bileşiminde, spesifik özelliklerini vermesi nedeniyle mutlaka yer alması gereken ve o gıda maddesinin tanımında adı geçen maddedir.
Maksimum miktar (maximum Level); Bir gıda katkı maddesinin son üründe (mamülde) bulunmasına izin verilen en yüksek miktardır.
Uygun teknolojinin gerektirdiği UTG/ (Good manifactoture practice GMP);
Uygun bir teknolojik uygulama için bir gıda katkı maddesinin mamulde bulunmasına izin verilen en yüksek sınırını mamulde beklenen nitelikleri verebilen ve imalatçı firmanın sorumluluğu altında kendiliğinden belirlenen en düşük miktarıdır.
Avrupa Topluluğu – AT (Europen Community –EC) Kodu; Her bir gıda katkı maddesi için Avrupa Topluluğu tarafından belirlenen kod numarasıdır.
Renk kodu – RK / (Colour Index – CI); Gıda renklendiricileri için uluslar arası renk kod numarasıdır.
NOEL (No Observable Effect Level); Gözlenebilir etki oluşturmayan düzey değerini belirtmektedir. NOEL, deney hayvanlarında saptanabilir ters bir etki oluşturmayan, kg-vücut ağırlığı başına düşen maksimun mg madde miktarıdır (Salldamlı 1998).
ADI ( Acceptable Daily Intake); Kabul edilebilir günlük alım miktarı NOEL değerinin genellikle 100 kabul edilen bir “güvenlik faktörüne (GF)” bölünmesi ile elde edilen bir değerdir ve katkı maddesinin insan ağırlığının kg’ı başına alınmasına izin verilen günlük miktarını mg olarak gösterir.
MPI (The Maximal Permissible Intake Perday)
Günlük alınmasına izin verilebilir madde miktarıdır.
MPL (The Maximal Permissible level in the Foodstuff);
Gıdada bulunmasına izin verilen maksimum düzeydir (Tolerans Değeri). Bu değerler, ADI gıda faktörü ve 60 kg olarak kabul edilen yetişkin vücut ağırlığı dikkate alınarak hesaplanmaktadır.:
MPI (mg/gün)= ADI X 60 kg
MPL (Tolerans, mg/kg) = MPI/Gıda Faktörü
TMRI (Theoretical maximum Residue Intake); Teorik maksimum kalıntı miktarıdır. MPI’yı geçmesine izin verilmez.
Şekil-1.Gıdalarda koruyucu maddenin günlük alınabilecek dozunun hesaplanması aşamaları (Kremer 1994).
1.2. Gıda Katkı Maddelerinin Sınıflandırılması
Yapılmış olan sınıflandırmalarda gıda katkı maddeleri bazen ait oldukları madde grubuna göre, bazen de üretiminde kullanıldığı gıda maddelerine göre gruplandırılmaktadır. Bu sınıflandırmalardan bazıları aşağıda gösterilmiştir. (Saldamlı 1985)
Bunlardan OSER (1906)’e ait sınıflandırmada katkı maddelerinin kullanılış amaçları hedef alınmıştır.
OSER’e göre gıda katkı maddeleri,
1. Besleyici
2. Tazeliği koruyucu
3. Duyusal nitelikli
4. İmalat teknolojisinin gereğini yerine getirici maddeler şeklinde sınıflandırılmaktadır.
Bir başka sınıflandırmada ise gıda katkı maddeleri,
1. Gıdaların görünümünü düzeltici maddeler
-Renk maddeleri
-Ağartıcı ve renk düzeltici maddeler
2. Yapıyı düzeltici maddeler
-Kalınlaştırıcılar
-Emülgatörler ve stabilizatörler
-Yapıyı koruyucu ve düzelticiler
3. Aroma maddeleri
4. Tatlılaştırıcı maddeler
5. Biyolojik değeri arttırıcı maddeler
-Vitaminler
-Minareller
-İz elementler
6. Gıdaların depolama sürelerini arttırıcı maddeler
- Koruyucu maddeler (prezarvatifler)
- Antioksidanlar ve sinerjistler şeklinde sınıflandırılmaktadır.
Bir diğerinde ise gıda katkı maddeleri aşağıdaki gruplar içinde incelenmektedir.
1. Renk maddeleri
- Renk verenler
- Renk koruyanlar
- Renk kuvvetlendiriciler
2. Aroma maddeleri
- Tat vericiler (doğal ve yapay)
- Tuz tadı verenler
- Baharat ve çeşni vericiler
- Asitler ve bazlar
- Koku verenler
- Aromayı geliştiriciler
3. Koruyucu maddeler
- Antimikrobiyaller
- Antioksidanlar
- Tütsü maddeleri
- Kaplama maddeleri
4. Gıdanın yapı ve görünüşünü etkileyen maddeler
- Stabilizatörler
- Emülgatörler
- Tamponlar
- Yüzey aktif maddeler
- Topaklaşmayı önleyici maddeler
- Olgunlaştırıcı tuzlar
- Kolinlaştırıcı maddeler
- Köpük yapıcı ve köpük tutucular
- Tutucu ve birleştirici maddeler
- Yumuşatıcı ve plastik yapı kazandırıcılar
- Kristalleşmeyi önleyici maddeler
- Rutubetlendiriciler
- Berraklaştırma ve durultma maddeleri
5. Biyolojik değeri arttırıcı maddeler
- Vitaminler
- Mineral maddeler
- Amino asitler
1.3. E Kodu ve Numarası
Bir katkı maddesi gıdada kullanım için uygulandığında bir E kodu ve numarası ile işaretlenir. E koduyla tanımlanan katkı maddeleri gıdaların tüketicilere sağlıklı bir yolla ulaşabilmeleri amacıyla bileşimlerinde bulunması gerekli olan maddelerdir. Her bir gıda katkısı kategorisi bir numara aralığında sınıflandırılır. Antioksidanlar 300 aralığında , prezarvatifler (koruyucular) 200 aralığında, tüm renklendiriciler 100 aralığında, emüsifiye ediciler, stabilizerler, kıvam arttırıcılar ve jelleştiriciler 300 ve 400 arasında bulunurlar. Gıdalarda geçici olarak kullanıma izin verilen katkılar aynı seride E numarası olmadan sıralanır. Katkı maddesinin adı veya numarası olmadığında uygun bir açıklama etiketin üzerinde olmalıdır (Özcan 1997).
Çeşitli katkı maddeleri ve E numaraları aşağıda verilmiştir.
E100 – E180 Arası Boyalar
E200 – E297 Arası Koruyucular
E300 – E385 Arası Antioksidanlar
E400 – E466 Arası Jelleştirici ve Koyulaştırıcılar
Çizelge 1 Çeşitli katkı maddeleri – E Kodu ve numaraları
FAO / WHO
KATKI MADDESİ G.K.M.Y* E.C C.A.C
E100 Kurkumin + + +
E101 Riboflavin + + +
E102 Tartrazin + + +
E103 Allkanet - - +
E104 Kinolin Sarısı + + +
E105 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor.
E110 Sunset Yellow + + +
E111 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor
E120 Karmin + + +
E121 Citrus Red 2 - - +
E122 Azorubin + + +
E123 Amaranth - + +
E124 Ponso 4R + + +
E125 Ponso SX - - +
E126 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor
E130 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor
E131 Patent Blue + + +
E132 İndigotin + + +
E140 Klorofil + + +
Çizelge 1’in Devamı
E141 Klorofil Bakır Kompleksi + + +
E142 Green S - + +
E150 Bitkisel Karbon + + +
E151 Briliant Black PN - + +
E152 Carbon Black - - +
E160 Beta Caroten + + +
E161 Canthaxanthin + + +
E162 Beet Red + + +
E163 Antosiyanin + + +
E170 Kalsiyum Karbonat + + +
E171 Titanyum Dioksit + + +
E172 Demir Oksit - + +
E173 Alimünyum - + +
E174 Silver - + +
E175 Gold - + +
E180 Ethol - + +
E181 Tannin - - +
E200 Sorbik Asit + + +
E201 Sodyum Sorbat + + +
E202 Potasyum Sorbat - + +
E203 Kalsiyum Sorbat + + +
E211 Sodyum Benzoat + + +
E213 Kalsiyum Benzoat - + +
E214 Etil-p-Hidroksi Benzoat - + +
E215 Sodyum-p-Hidroksi Benz. - + +
E216 Propil-p-Hidroksi Benzoat - + +
E217 Sodyum Propil-p-Hidroksi Benz - + +
E220 Benzoik Asit + + +
E220 Sülfür Dioksit + + +
E221 Sodyum Sülfit - + +
E222 Sodyum Hidrojen Sülfit - + +
Çizelge 1’in Devamı
E223 Sodyum Metabisülfit + + +
E224 Potasyum Metabisülfit + + +
E230 Difenil - + +
E231 Orto Fenil Fenol - + +
E232 Sodyum Orto Fenil Fenol - + +
E233 Thio Bendazol - - +
E236 Formik Asit - - +
E237 Sodyum Format - - +
E238 Kalsiyum Format - - +
E240 Formaldehit - - +
E341 Kalsiyum Fosfat + + +
E250 Sodyum Nitrit + + +
E251 Sodyum Nitrat + + +
E260 Asetik Asit + + +
E261 Potasyum Asetat - + +
E262 Sodyum Asetat + + +
E263 Kalsiyum Asetat + + +
E270 Laktik Asit + + +
E280 Propiyonik Asit + + +
E281 Sodyum Propiyonat + + +
E282 Kalsiyun Propiyonat + + +
E290 Karbondioksit - + +
E300 Askorbik Asit + + +
E301 Sodyum Askorbat + + +
E303 Potasyum Askorbat + + +
E304Askorbil Palmitat + + +
E305 Askorbil Stearat + + +
E306 Tokoferol + + +
E307 Alfa Tokoferol + + +
E308 Gama Tokoferol + + +
E309 Delta Tokoferol - + +
Çizelge 1’in Devamı
E311 Oktil Galat + + +
E312 Dodesil Galat + + +
E320 Butil Hidroksi Anisol + + +
E321 Butil Hidroksi Tolien + + +
E322 Lesitin - + +
E323 Anoxomer + + +
E326 Potasyum laktat + + +
E327 Kalsiyum Laktat + + +
E330 Sitrik Asit + + +
E331 Sodyum Sitrat + + +
E332 Potasyum Sitrat + + +
E333 Kalsiyum Sitrat + + +
E334 Tartarik Asit + + +
E335 Sodyum Tartarat + + +
E336 Potasyum Tartarat + + +
E337 Potasyum Sodyum Tartarat + + +
E338 Ortofosforik Asit + + +
E339 Sodyum Fosfat - + +
E340 Potasyum Fosfat - + +
E341 Kalsiyum Fosfat + + +
E382 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor.
E400 Aljinik Asit + + +
E401 Sodyum Aljinat + + +
E402 Potasyum Aljinat + + +
E403 Amonyum Aljinat + + +
E404 Kalsiyum Aljinat + + +
E405 Propilen Glikol Aljinat - - +
E406 Agar + + +
E407 Karragenan + + +
E408 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor.
E410 Keçiboynuzu Gamı + + +
Çizelge 1’in Devamı
E411 Böyle bir katkı maddesi tanımlanmıyor.
E413 Tracanth Gum - + +
E414 Akasya Gamı + + +
E420 Sorbitol + + +
E421 Marbitol + + +
E422 Gliserol + + +
E440 Pektin + + +
E450 Difosfat + + +
E463 Hidroksipropil Selüloz - + +
E465 Metil Etil Selüloz + + +
E466 Sodyum Karboksimetil Selüloz + + +
E471 Mono ve Digleseritler + + +
E472 Mono ve Digleseritlerin eserleri + + +
E473 Yağ asitlerinin sükroz Esterleri - + +
E474 Sükro Gliseritler - - +
475 Yağ asitlerinin Poligliserol Es. + - +
E480 Dioktil Sodyum Sülfasüksinat - - +
1.4. Gıda Katkı Maddeleri Konusunda Yapılan Çalışmalar
Gıda katkı maddelerinin her birinin Dünyada kullanımı Türkiye’nin asil üyesi olduğu Birleşmiş Milletlere bağlı Dünya Sağlık Organizasyonu (WHO) ve Dünya Gıda ve Tarım Teşkilatı (FAO) önderliğinde yürütülen bilimsel ve tıbbi çalışmalar sonucunda belirlenir. Bu örgütler ortaklaşa Katkı Maddeleri Uzmanlar Komitesini oluşturmaktadır.
Meydana gelen bu ortak komite JECFA (Joint Expert Commitee on Food Additive) katkı maddelerinin insan sağlığına hiçbir zarar vermeden hangi gıdalarda hangi miktarda kullanılacağını saptamaktadır. Bu tesbitler gıda katkı maddelerinin toksilojik ve karsinojenik araştırmaları sonucunda yapılmaktadır.
Gıdalara katılacak katkı maddelerinin kullanım düzeylerinin belirlenmesinde labaratuvar hayvanları kullanılmaktadır. Labaratuvar hayvanlarının gıdalarına, araştırılan katkı maddesi eklenmekte ve hayvanın bünyesinde oluşan değişiklikler incelenmektedir. Bu değişiklikler iki grupta toplanmaktadır. Birinci grupta görme bozukluğu, kusma, alerji, baş ağrısı v.b kısa sürede oluşan değişiklikler yer almaktadır. İkinci grupta yer alan değişiklikler ise tümör ve bağımlılık oluşumu olup uzun süre sonra ortaya çıkmaktadır.
Bu bilimsel araştırmalarda, deney canlılarında zarara neden olan katkı maddesi dozu belirlenmekte ve güvenirliği kesinleştirmek için saptanan miktarın yüzde birinin kullanımına izin verilmektedir (Artık 1997). 8-10 yıl süren uzun bilimsel ve tıbbi araştırmalar sonucunda belirlenen bu miktarlar daha sonra Uluslar arası Gıda Kodeksi’nde (Codex Alimentarius) yayınlanır. Bu kodeks, en son bilimsel çalışmalar ışığında sürekli olarak güncelleştirilir (Özcan 1997) . İlgili yönetmelikte gıda katkı maddeleri onsekiz grupta değerlendirilmiş olup, kullanılacak maddenin sınıf adı, kod numarası, adı, formülü, kullanım alanları, en yüksek kullanım sınırı ve madde ile ilgili açıklamalar bulunmaktadır (Oğan 1996).
ABD’de gıda katkı maddelerini denetleyen kuruluş Ulusal Gıda ve İlaç Dairesi’dir. (Food and Drug Administration) Gıda katkı maddeleri Avrupa Birliği ülkelerinde birlik bünyesindeki uzman kuruluşlar tarafından denetlenir. Türkiye’deki gıda katkı maddelerine ilişkin düzenlemeler, Uluslararası Gıda Kodeksi, FDA Kodeksi ve Avrupa Kodeksi esas alınarak yürütülür (Özcan 1997).
Bu çalışmalardaki hedef, tüketicinin sağlıklı, yeterli, dengeli ve en ekonomik şekilde beslenmesinden başka, tekniğin gereği kullanılan gıda katkı maddelerinden kaynaklanabilecek riskleri de önlemektir (Çakmakçı ve Çelik 1995).
JECFA, genel olarak aşağıdaki konularda çalışmalar yapmaktadır. (Çakmakçı ve Çelik 1995).
1. Gıda maddelerinde kullanılabilecek katkı maddelerinin izin verilin en yüksek miktarlarını belirlemek ve onaylamak.
2. Gıda katkı maddeleriyle ilgili listeleri hazırlayarak değerlendirmek.
3. Gıdalarda katkı maddelerinin tayininde kullanılan analiz yöntemlerini gözden geçirmek standarize etmek.
FAO/WHO Birleşik Uzman Komitesince (JECFA) gıda katkı maddeleri üç gruba ayrılmıştır. Bu gruplar A1-2 B1-2 C1-2 olarak düzenlenmiştir (Oğan 1996).
A1 grubunda bulunan tüm maddelerin değerlendirilmeleri tamamlanmış ve günlük alınabilir dozlar (ADI) belirlenmiştir. Bunlar kullanımına izin verilen maddelerdir. A2 grubunda bulunan maddelerin değerlendirmeleri henüz tamamlanmamış ancak günlük kullanım miktarları belirlenerek, geçici olarak kullanımına izin verilmiş olan maddelerdir.
B grup listesinde bulunan katkı maddelerinin değerlendirilmesi tamamlanmamıştır. B1 grubundaki maddelerde ise değerlendirmeler başlanmış olup ancak günlük alınabilir miktarları tespit edilmemiştir. Üretimindeki öneminden dolayı teknolojik açıdan kullanımlarına izin verilen maddelerdir. B2 grubunda ise hiçbir değerlendirmeye tabi tutulmamış, ancak değerlendirmeye aday olan katkı maddeleri bulunur.
C listesi olumsuz yapı listesidir. C1 ve C2 gruplarında toksikolojik verilere göre kullanımı tamamen sakıncalı olanlar ya da kullanımına kısmen izin verilenler yer alır. C1 listesi gıda katkısı olarak kullanımları insan sağlığı için zararlı olarak kabul edilen katkı maddeleridir. ADI değerleri yoktur. C2 listesi kullanımı ancak belirli amaçlar için sınırlandırılmış olan katkı maddelerini içerir.
Gıda katkı maddeleri aşağıdaki amaçlar doğrultusunda kullanılır:
1. Gıdanın besleyici değerini korumak ve artırmak.
2. Özel beslenmeye ihtiyacı olan tüketiciler için, gıdalarda gerekli bileşimleri sağlamak,
3. Gıdanın üretim, işleme, hazırlama, ambalaj, depo ve taşıma aşamalarında kolaylık sağlamak.
4. Gıdanın her türlü bozulmaya karşın dayanıklılığını artırmak.
5. Gıdanın duyusal (organoleptik) özelliklerini tüketiciyi yanılgıya düşürmeden düzeltmektir.
1.5. Bazı Gıda Maddelerinin Mikrobiyal Sentezle Üretimi Üzerinde Çalışmalar
Son yıllarda çeşitli gıdaların lezzetlerinin bazı enzim ve mikroorganizmalarca modifiye edilebilmesi, onlara arzuya göre meyvemsi, etimsi, sütümsü ve benzeri tad-kokuların kazandırılması yaygın tüketici kabulü görmüş, böylece gıda teknologları bu yeni alanda bir çok araştırma ve denemelere girişmişler ve mikrobiyal sentezle üretilebilen tüm katkı maddeleri genel bir spektrum içinde sunulmuştur (Karaali 1990).
Çizelge 2. Mikrobiyal Sentezle Üretilebilecek Gıda katkıları (Anonim 1998).
Fonksiyonel Sınıflama Katkı Maddesi Sentezinde Kullanılan Mikroorganizma
Kıvam vericiler Dekstranlar polisakkaritler Xantan gum Leuconostoc mesenteroides Agrobacterium Radiobacter Xanthamonas campestris
Antimikrobiyal madde Nisin Streptococcus lactis
Tatlandırıcılar (şekerler) D- arabinol Mannitol Xylitol Candida diddensi Torulopis mannito Torulopsis candida
Zenginleştirme Katkıları Lysine
Leucine
Triptofan
Proline
Glutamik asit
Fenilalanin Corynebacterium glutamicum Brevibacterium lactorfermentum escherichia coli Serratia marcescens Corynebacterium glutamicum Bacillus
Polymyxa
Pigmentler - Karoten
Chrysogenin
Monascin Blakeslea trispora
Monascus purpureus
Monascus purpureus
Aroma
Maddeleri Citronellol (meyvemsi)
Diacetyl (tereyağımsı)
Gamma decalaktron (şeftalimsi)
3Metilbutilasetat(muzumsu)
yağasidi esterleri (meyvemsi)
Seskiterpenler (meyvemsi)
6-Pentil 2-Pyron (Hind.cev.) Ceratocystissp.Leuconostoc.
Asitlik Düzenleyiciler Asetik asit , Laktik asit Acetobacter pasteurianus, Streptococci ve
Lactobacilli.
Emülgatör Candida lipolytica
1.6. Gıda Katkı Maddelerinin Sağlık Açısından Önemi
Gıdaları, kalite ve tüketici sağlığı açısından pek çok riskler beklemektedir. Bu nedenle de gıdalara istenilen özelliklerin verilmesinin yanı sıra insan sağlığı bakımından da meydana gelecek tehlikeleri ortadan kaldırmak gerekmektedir. Bu da daha önce belirtildiği gibi gıda katkı maddeleriyle mümkün olmaktadır. Gıda katkı maddeleri de Gıda tüzüğü’nde belirtilen miktarlarda ve alanlarda kullanılmadığı takdirde bir çok olumsuzluklara neden olabilmektedir. Gıda katkı maddelerinin insanlarda alerjik, mutajenik ve karsinojenik etkileri ortaya çıkabilir. Bunu bir örnekle ortaya koymak mümkündür (Hüsrevoğlu 1977). Son zamanlarda balık, et, meyve, v.b gibi yiyecekleri depolamadaki bozulmaları önlemek için antibiyotikler kullanılmaktadır. Bu gıdaların işlenmesinde az miktarlardaki antibiyotikler kullanılması koruma süresini iki katına çıkarmaktadır. Bu özellik etlerin uzak yörelere taşınmasında ve denizden uzaklaştırılmış balıkların korunmasında işe yaramaktadır. Antibiyotiklerin uzun süre alınışlarının fizyolojik yan etkilerinin olacağı bilinir. İç ve çevresel belirtiler kuşkuyu artırır. Bağırsak florasında değişiklik yapar.
Yapay tatlandırıcılardan şeker hastalarının gıdasında kullanılan kullanılan dulsin’in hepatik tümörlere neden olduğu bulunmuştur.Yine yapay tatlandırıcılardan sakkarin sakkorozdan 300 kez daha tatlıdır ve bazı kişilerde alerji yaptığı, 200 tablet alan bir çocuğun akli dengesinin bozulduğu, safra kesesi tümörü yaptığı saptanmıştır. Mono sodyum glutamat, alanlarda göğüs ağrısı, baş ağrısı yaptığı ve çocuklarda özellikle bebeklerde beyin yıkımı yaptığı görüşü halen vardır.
Sentetik koku vericilerin (sitral ve etil format) vücut ağırlığında kayıplar, deri renginde ve karaciğer metabolik işlevinde bozukluklar yaptığı görülmüştür. Jelleştiriciler ve stabilizanların epidermik margarin hastalığı, alerji sonucu iltihaplı döküntüler görülmüştür. Karboksilmetil selüloz tümörlere, polioksitilen-8 steoratin böbrek taşları ve tümörlere ayrıca kanser yapıcı etkiye sahip olduğu görülmüştür. Hatta doğal katkı maddelerinin bile fazla tüketilmesi insan sağlığı üzerinde olumsuzluklara yol açabilmektedir. Örnek; Baharatların iştah artırıcı, hoşa gidecek tarzda tat artırıcı, sindirimi kolaylaştırıcı, besinleri koruyucu ve mikrop öldürücü (koli bakterileri, streptekoklar ve proteuslar) etkileri olmasının yanı sıra fazla kullanılmasında sinir sistemi, dolaşım sistemi ve böbrekler üzerine etki ettiği bildirilmektedir (Oğan 1996).
Bir katkı maddesinin insan sağlığına etkisi şu kriterlerle belirlenmektedir (Cemeroğlu ve Acar 1998).
Akut toksik etki: LD50 (Lethal Dosis) deney hayvanlarının %50’sini öldüren doz, kaba bir toksik etki ölçüsü
Subkronik toksik etki: Uzun süreli tüketim sonucundaki etki
Kronik toksik etki: Uzun süreli tüketim sonucunda tümör oluşumu.
Kanserogenik etki : Kromozomların değişimi sonucunda oluşan doğrudan ve dolaylı etki.
Teratojenik etki: Embriyo ve cenin üzerindeki etki.
Biyokimyasal etki: Vücutta reaksiyon, birikim veya dışarı atılma gibi özellikler (Cemeroğlu ve Acar 1986, Kramer 1994, Lück 1997, Lück 1985).
Gıda katkı maddesi olarak kullanılacak maddenin aşağıdaki özellikleri taşıması gerekir:
1. Gıda katkı maddeleri tüketici sağlığına hiçbir şekilde zarar vermemeli, izin verilen miktarlarda kullanılmalı.
2. Herhangi bir toksikolojik etki meydana getirmemeli.
3. Tahriş edici özelliğe sahip olmamalı.
4. Etkili olmalı,
5. Sindirim sırasında enzim faaliyetlerini etkilememeli.
6. Vücuda alındığı zaman zehirli maddelere ayrılmamalı.
7. Sürekli denetim altında tutulmalı, bilimsel araştırmalar önderliğinde değerlendirilmeleri yapılmalı.
8. FAO/WHO Kodeks Gıda Komisyonu (FAO/WHO Codex Alimentarius), Gıda katkıları kodeksi (Food Chemical Codex), Avrupa Ekonomik Topluluğu (EEC) tarafından belirlenen spesifikasyon ya da Türk Formakopesi (TF. 1974) ve Avrupa Formakopesinde (Ph. Eur.) belirtilen formakope spesifikasyonlarına uygun olmalıdır.
2. ANTİMİKROBİYAL MADDELER
Gıdalarda meydana gelen mikrobiyolojik bozulmaların önüne geçmek için gıdalara bazı bileşenler katılmaktadır. İşte katılan her türlü madde antimikrobiyal olarak değerlendirilmektedir. Tuz, şeker, sirke, baharat gibi maddeler de antimikrobiyal sınıfına dahil olmaktadır. Fakat bunların kullanım miktarları yüksek ve bizzat gıda öğeleridir. Bu yüzden antimikrobiyal maddeleri, gıdalarda bulunması istenmeyen bakteri, küf ve mayaları, patojen olan veya olmayan her türlü mikroorganizmayı ortamdan yok etmek, çoğalmalarını ve faaliyette bulunmalarını önlemek amacıyla gıdalara katılan, besin öğesi olmayan, kullanım miktarları sınırlı (% 0,5’den küçük) kimyasal bileşimler olarak tanımlayabiliriz. Bunlar tat ve kokuyu korurken yağların ve yağ benzeri maddelerin acılaşmasını da engellerler. Antimikrobiyal maddeler, organizmaların hücre zarlarını etkileyecek hücre zarının seçici geçirgenliğini arttırarak hücre unsurlarının zarar görmesini sağlayarak, ya da mikroorganizma hücresindeki enzimleri inaktive ederek, genetik maddelerin fonksiyonlarını etkileyerek etkilerini gösterirler (Branen ve Davıdson 1983).
Uygun antimikrobiyal madde seçiminde dikkat edilmesi gereken konular şunlardır (Luck 1986).
• Antimikrobiyal madde fizyolojik yönden sakıncalı olmamalı
• Antimikrobiyal madde saf olmalı, toksikolojik yönden problem yaratmamalı
• Antimikrobiyal madde mümkün olduğu kadar geniş spektrumlu olmalı
• Antimikrobiyal madde gıda bileşeni ile reaksiyona girmemeli
• Antimikrobiyal madde gıdanın duyusal özelliklerini etkilememeli
• Antimikrobiyal madde ucuz olmalı
• Antimikrobiyal madde paketleme materyali ile reaksiyona girmemeli
• Antimikrobiyal madde gıdalarda bulunan mikroorganizmaları mümkün olduğu kadar az etkilemeli
Gıdalara antimikrobiyalların katılması ile halk sağlığı açısından risk oluşturulabileceği ve hijyen kurallarına daha az uyma eğitimi yaratılabileceği düşünülebilir. Ancak bu maddelerin kullanımı, gıdaların mikrobiyolojik dengesini sağlayacağından, raf ömrünü uzatmada doğrudan etkilidir. Bu nedenle ürünlerin pazar paylarının arttırılmasında da önemli rol oynayan, özellikle doğal yapıda ve gıdalara katılmasına izin verilen antimikrobiyal maddelerin kullanımı önemsenmelidir (Borcaklı 1999).
Mikroorganizma sayısı
Konserve edilmemiş
Yetersiz konservasyon
Fungustatik etki
Yeterli konservasyon
Dezenfeksiyon
Şekil 2. Antimikrobiyel maddelerin konsantrasyonlarına göre etkileri (Güven 1998).
Çizelge 3. Bazı Antimikrobiyal maddalerin Etki Spektrumları (Güven 1998).
Antimikrobiyal Maddeler Bakteriler Mayalar Küfler
Nitrit ++ - -
Sülfit ++ + +
Formik asit + ++ ++
Propiyonik asit + ++ ++
Sorbik asit + +++ +++
Benzoik asit ++ +++ +++
Hidroksi benzoik asit esteri ++ +++ +++
Difenil - ++ ++
(-) etkisiz, (+) az etkili, (++) etkili, (+++) tam etkili
2. 1. Doğal Antimikrobiyal Maddeler
Gıda endüstrisi piyasada etkili olabilmek ve rekabet ortamına girebilmek için tüketicilerin isteklerini karşılamalıdır. Tüketiciler çok fazla miktarda işlem görmemiş, doğal, en az seviyede kimyasal koruyucu içeren gıda istemektedirler. Bu da yeni tip antimikrobiyal madde kullanım olasılıklarının araştırılmasını teşvik etmektedir.
Gıdaların korunmasında hayvansal, bitkisel ve mikrobiyal kökenli doğal koruyucu sistemler kullanılmaktadır (Gould 1996).
2.1.1. Hayvansal Kökenli Antimikrobiyal Maddeler
Bu tip antibiyotikler inhibitör etkiye sahip enzim yapısında olmayan proteinleri, yüksek yapılı hayvanların bağışıklık ve antimikrobiyal sistemlerinde yer alan enzimleri ve bakteriyolitik yapıdaki maddeleri içermektedir. Hayvansal kökenli antimikrobiyal maddelerden ticari olarak kullanımı en yaygın olanı, bir çok doku, vücut sıvısında ve yumurta akında kuru maddenin %3.5’i oranında bulunan, aminoasit esterlerinden meydana gelen peptid zinciri yapısında olan “Lizozim”dir. Lizozim, muramidaz yapısında bir enzim olup hücre duvarında bulunan glikopolisakkaritlerdeki N-asetil muramik asit ile N-asetil glukozamin arasındaki bağları hidroliz ederek bir çok Gram-negatif ve Gram-pozitif bakteri hücrelerinin parçalanmasını sağlamaktadır (Luck ve Jager 1997).
Dünya Sağlık Örgütü (WHO) lizozimin gıda proseslerinde kullanılmasına izin vermektedir. Lizozim Amerika gibi birçok ülkede sert ve yarı sert peynirlerde gıda katkı maddesi olarak kabul edilmiştir. Lizozimin en etkin ticari kullanımı bazı peynirlerde şişme yolu ile bozulma yapan Clostridium tyrobutyricum üzerinde görülmüştür (Gould 1996). Son yıllarda lizozimin, diğer koruyucu maddelerle birlikte, çeşitli koruyucu karışımları halinde kullanılması ile mikroorganizmalar üzerindeki büyümeyi engelleyici etkisi yoğun olarak incelenmektedir (Razavı-Ro-Hanı ve Grıffıths 1996 a).
2.1.2. Bitkisel Kökenli Koruyucu Maddeler
1340 çeşitten fazla bitkinin 80 kadarını baharat ve otların oluşturduğu çoğu küçük molekül ağırlığa sahip potansiyel antimikrobiyal madde kaynağı olduğu bilinmektedir (Gould 1996).
Bu maddelerin başında kaffeik, sinnamik, ferulik ve gallik asit, olöropein, timol, ögenol gibi fenolik yapıda bileşikler gelmektedir. Aureli ve ark. (1992) otuz iki adet bitkisel esansiyel yağın antimikrobiyal etkisini incelemiş, bunlardan tarçın, karanfil, kekik ve yenibaharın Listeria monocytogenes üzerinde antimikrobiyal etkisinin olduğunu göstermişlerdir.
Birçok bitkisel kökenli antimikrobiyal bileşik, %7 NaCl ile birlikte uygulandığında, küfler üzerinde daha etkili olmakta ve ortamın pH’sı laktik asit kullanılarak 4’ün altına indirildiğinde antimikrobiyal aktiviteleri artmaktadır. Ayrıca baharatın, özelikle öğütülmüş formda olanlarının mikroorganizma içerikleri çok yüksek olabilmekte ve gıdalara ilave edilebilmeleri için bir dezenfeksiyon işleminden geçirilmesine gereksinim duyulmaktadır (Luck ve Jager 1997).
2.1.3. Mikroorganizma Kökenli Koruyucu Maddeler
Son yıllarda yapılan çalışmalarda antagonistik mikroorganizma ve metabolitlerini içeren antimikrobiyalların gıdalarda bulunan potojen bakterileri ve mikotoksijenik küflerin gelişmesini kontrol altında tutmadaki etkinliği ortaya konmuştur (Schillinger ve Ark. 1996, Gourama ve Bullerman 1995). Uzun yıllar boyunca gıda fermantasyonlarında geleneksel olarak rol alan laktik asit bakterileri (LAB) gıda muhafazasında güvenle kullanımı önerilen bir mikroorganizma grubudur (Fleming ve ark. 1996 ve Hearns Berger 1994). LAB’ın sağladığı biyolojik koruma diğer mikroorganizmaların besinleri için rekabete girme, bakteriosin, organik asitler ve H2O2 gibi antogonistik maddeler üretme yolu ile yapılmaktadır. Bakteriosinler hücre dışına verilen, istenmeyen mikroorganizmalar üzerinde bakterisidal (yok edici) veya bakteriostatik (engelleyici) etkisi olan, küçük molekül ağırlığa sahip, peptid veya protein molekülleridir (BORCAKLI 1999).
Bakteriosinler, koruma amacı ile gıdalara birkaç biçimde uygulanabilirler:
- Bakteriosin üreten LAB’leeri, gıdalara starter veya koruyucu kültür şeklinde aşılanabilir.
- Gıda koruyucusu olarak bakteriosin saf veya yarı saflaştırılarak kullanılabilir.
- Bakteriosin üretme yeteneği olan bir bakteri cinsi tarafından daha önce fermente edilmiş bir ürün prosese katılabilir.
2.2.Gıda Sanayiinde Yaygın Olarak Kullanılan Antimikrobiyal Maddeler
2.2.1. Benzoik Asit
Benzoik asit (E210) (C6H5COOH) beyaz renkli iğne veya yaprakçılık görünümünde, benzen halkası içeren bir bileşiktir. Doğal olarak böğürtlengiller, kimyon, karanfil, tarçın, anasonda ve çeşitli erik türlerinde az miktarlarda bulunur.
COOH
(Na, K, Ca)
Şekil 3. Benzoik asit (Acar ve Cemeroğlu 1998).
En önemli benzoik asit kaynağı balzamlar ve ağaç reçineleridir. Su da %0,34 gibi düşük bir oranda ve zor çözünür. Koruyucu olarak başlıca Na, K ve Ca tuzları kullanılır. Benzoik asit ve tuzları, pepsin ve tripsin gibi enzimlerin aktivitesini engellediği halde amiloza karşı herhangi bir olumsuz etkide bulunmaz (Saldamlı 1985).
Gıda endüstrisinde benzoik asidin daha çok Na tuzu kullanılmaktadır. Çözünürlük oranı (20OC’de, 100 m ’de 66 g ), asidin kendisine göre ( 75OC’de, 100 m ’de 2,2 g ) yüksek olduğu için daha yaygın kullanılmaktadır. Mikroorganizmaların etkisini durdurduğu pH sınırları 2.5 – 4.0 arasında değişebilmektedir. Sodyumun zararlı etkisinin olduğu durumlarda, potasyum benzoat kullanılmalıdır. Fakat potasyum benzoat sodyum benzoata göre daha az çözünür. Benzoatlar çözünebilme, kokusuz ve renksiz olma avantajlarına, tatlımsı ve ağzı buruşturucu lezzete sahiptirler. Koruyucu olarak benzoik asit %0,1 – 0,2 düzeyinde kullanılmaktadır. İçecek endüstrisinde %10 – 20’lik sulu çözeltisi kullanılır.
Benzoik asit ve tuzları, turşular, çeşitli soslar ve ketçap, sofralık zeytin, margarin, reçel, jöle ve marmelatlar, kakaolu ürünler, bisküvi, gofret ve kek kremaları, alkolsüz içecekler, meyve kokteylleri, meyve suları ve çeşitli şaraplarda koruyucu olarak kullanılmaktadır. Ekmek ve pastada küflenmeye karşı kalsiyum benzoat kullanılabilmektedir.
2.2.2. p – Hidroksibenzoik Asit Esteri (pHB – ester)
p – Hidroksi benzoik asit esterlerinin (metil, etil, propil, butil) tamamına yakın kısmının ticari şekli toz haldedir.
OH (Na)
R = - CH3 -metilester (E218, 219)
R = - C2H5 -etilester (E214, 215)
R = - C3H7 -n-propilester (E216,217)
COO - R
Şekil 4. Çeşitli p-hidroksibenzoik asit esterleri (Acar ve Cemeroğlu 1998).
Çözücüsünde çözündürüldükten sonra kullanılmalıdır. Bu ürünler kokusuzdur ve su ile parçalanma reaksiyonlarına dayanıklıdır. En dayanıklısı da kalsiyum tuzudur. Sodyum tuzunun nem çekme özelliği çok yüksektir. Bu maddelerin etki şekli benzoik aside benzemektedir. Bunun da bir takım avantajları vardır. Ester formunda bulunduklarından etkin bir inhibitör aktivite göstermeleri, iyonlarına ayrışmamış moleküllerden meydana gelmeleri ve yüksek pH değerlerinde (pH 7 ve üzeri) daha etkili olmalarıdır. Kullanım oranı % 0,1’dir. Parabenler küf ve mayalara karşı çok etkilidirler, gram (-) bakterilere karşı etkisi düşüktür.
Antimikrobiyal etkisi de suda çözünürlüğü gibi alkil zincir uzunluğunun artması ile fazlalaşır. Vücutta 24 saat içinde mide barsak sisteminde resorbe edilir ve vücuttan atılır. Bu nedenle kanda seviyesi yükselmez. Organlarda olumsuz etkisi saptanmamıştır. Kanserojen etkisi yoktur (Belitz ve Grosch 1992, Luck 1985).
Vücuttan atılımı hidrolizden sonra p-hidroksibenzoik asit, daha doğrusu glisin ve glukuronik asit konjugatları şeklindedir (Belitz ve Grosch 1992).
2.2.3. Sorbik Asit
Sorbik asit ( E 203 ) ( CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH ) doğal olarak üvez meyvesinde bulunur. Kokusuz, beyaz, kristal toz, hafif asidik tattadır. Suda çözünürlüğü azdır ( 20OC’de, 0,16 g/100 m ). Bu sebeple de potasyum, sodyum, kalsiyum tuzları kullanılmaktadır. Etkili oldukları pH değeri benzoik asitle kıyaslandığında daha yüksektir. pH’si 6,5’a kadar çıkan gıdalarda bakteri, maya ve küflere karşı kullanılabilirler. Sorbik asidin mikroorganizmalar üzerine etkisi, onun bazı enzimleri inaktive etmesine dayanmaktadır. Gıdalara en çok %0,1 – 0,2 oranında ilave edilmektedir. Aerob mikroorganizmalar, anaeroblardan daha duyarlıdır.
Hayvan denemeleri sonuçlarına göre sorbik asit için LD50 7,4 – 10,5 g / mg vücut ağırlığı düzeyinde olduğu halde sodyum sorbat için bu değer 5,9 – 7,2 g / kg kadardır. Sorbik asit ve tuzlarının subkronik ve kanserojenik etkisi yoktur. Vücutta yakıldığı için vücut ağırlığında artışlara neden olur (Luck 1985).
İnsan ve hayvan organizmasında diğer yağ asitleri gibi metabolize edilir. İdrar yoluyla atılmaz, ancak sorbik asidin bir kısmı vücutta kas ve karkasda bulunabilmektedir (Belitz ve Grosch 1992, Cemeroğlu ve Acar 1985).
Eğer ortamda fazla sayıda mikroorganizma varsa, bunlar metabolizmalarında sorbik asidi kullanabilmektedirler. Buna göre mikroorganizma yükü fazla olan gıdalarda sorbik asidin koruyucu olarak kullanılamayacağı görülmektedir (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Sorbatlar gıda sanayiinde, çeşitli peynirler ve peynirli ürünler, hububat ürünleri, şaraplar, reçel, jöle ve marmelatlar, sos, ketçap, hazır salata ve salata sosları, meyve kokteylleri, margarin, kurutulmuş meyve, et ve şuruplarda (çikolata, süt ve meyveli) kullanılmaktadır. En yaygın uygulama alanı peynir endüstrisidir. Kaşar peyniri için en başarılı ve stabil küf önleyici oldukları belirlenmiştir.
2.2.4. Formik Asit
Formik asit (E236) (H-COOH) su berraklığında, su ile her oranda karışabilen, iğneleyici kokulu sıvı bir maddedir. Diğer yağ asitleri içerisinde en fazla fungisit etkili olanıdır. Bununla beraber bakterisit etkisi de vardır. Engelleyici konsantrasyonları mikroorganizma türüne göre çok değişiktir. Laktik asit bakterileri ve küfler tarafından bozulmuş maddedeki formik asit oluşumu, koruyucu amaçla ilave edilen formik asitle karıştırılabilir. Örneğin ticari elma sularında 237 mg/ düzeyinde formik asit saptanmıştır. Meyve sularının muhafazasında koruyucu madde kullanımı yasak olduğuna göre, böyle bir bulgu ürüne koruyucu ilave edildiğini değil, işlenen elmaların bozulmuş olduğunun göstergesidir (Schobinger 1987, Belitz ve Grosch 1992).
Formik asit ticarette sulu çözelti veya sodyum, potasyum ve kalsiyum tuzu halinde kullanılır. Bazı ülkelerde formik asit, sodyum formiyat (E 237) ve kalsiyum formiyatın (E 238) koruyucu olarak turşu ve meyve ürünlerinde kullanılmasına izin verildiği halde bazı ülkeler yalnızca meyve ürünlerinde 4 g / kg düzeyinde formik asit kullanımına izin vermektedirler. Kalsiyum formiyatın toksik etkisi, sodyum formiyattan daha fazladır. Gerek formik asidin ve gerekse formiyatların kanserojen etkisi saptanmamıştır. Formik asit çok iyi çözündüğünden iyi resorbe edilir. Alınan formik asitin çok az bir kısmı idrar ile atılır, ancak büyük bir kısmı metabolizmada parçalanır (Luck 1985).
Formik asit ve tuzlarının antimikrobiyal etkisi, dekarboksilaz ve katalaz gibi enzimleri inaktive etme özelliğine dayanmaktadır. Formik asitin optimum etkisi sadece asit ortamda görülür. Antimikrobiyal etkili olan dissosiye olmamış formu, pH 3.0’de % 85, pH 6.0’da ise %56 düzeyindedir.
Formik asit dissosiye olmamış molekülleriyle etkili olduğundan, ancak pH değeri 3.5 ve altında bulunan gıdalar için koruyucu özellik göstermektedir. Bu koruyucu madde, mayalara ve genelde bakterilere etkili olmakla birlikte süt asiti bakterileriyle küf mantarları bu maddeye karşı oldukça dirençlidirler. Formik asidin fazla miktarlarda kullanılması halinde, süt asidi ve asetik asit gibi ortamın pH değerini düşürücü etkisi de bulunmaktadır. Formik asit tuzların zayıf asit ve nötral pH değerlerindeki ortamlarda antimikrobiyal etkileri bulunmamaktadır. Bazı ülkelerde koruyucu olarak kullanımı yasaktır (Luck 1985, Belitz ve Grosch 1992, Kraemer 1994).
2.2.5. Dimetildikorbonat (DMDC, Velcorin)
Gazlı alkolsüz içeceklerin muhafazasında 1960-1970 yılları arasında pirokarbonat – di etilester yaygın olarak kullanılmıştır. Bu koruyucu madde ortamın CO2 basıncı, pH ve sıcaklığına bağlı olarak kısa sürede etil alkol ve karbondiokside parçalanır. İlave edildiği ortamda mikroorganizmaların ölümünü hızla sağlarken kendisinin de kısa sürede parçalanması bir üstünlük kabul edilmiştir. Ancak 1970 yılından sonra yapılan araştırmalarda, bu maddenin ilave edildiği gıdalarda ortamda amonyum tuzları bulunması halinde kanserojen bileşikler olan etilüretan ve metil karbamat da oluşturduğu saptanmıştır. Bunun üzerine bu maddenin kullanımı yasaklanmıştır (Luck 1985, Schobinger 1987, Cemeroğlu 1982).
Bugün bazı ülkelerde pirkarbonikasitdietilestere benzer etki ve özellik gösteren dimetildikarbonat (Velcorin) gazlı alkolsüz içeceklerin muhafazasında kullanılmaktadır. DMDC içeceklere dolumdan sonra kapatılmadan hemen önce ilave edilir ve kısa bir süre sonra metanol ve karbondiokside parçalanır. Bu sırada oluşan metilüretan kanserojen etkili değildir (Schobinger 1987).
DMDC mikroorganizma hücresinde bulunan enzimleri etkileyerek antimikrobiyal etki gösterir. Ancak parçalandıktan sonra bu etki ortadan kalktığından, içecekler reenfeksiyona açıktır. DMDC özellikle maya, kahm mayaları, asetik asit ve süt asidi bakterilerine karşı etkilidir (Schobinger 1987).
2.2.6. Nisin
Nisin polipeptit tipinde bir antibiyotik olup, Lactococus lactis subsp. Lactis tarafından sentezlenmektedir ve gram pozitif bakterilere karşı etkilidir. Nisin, lantibiyotik adı ile anılan antimikrobiyel peptid grubunda yer alır. Ticarete, sudaki %2.5’lik suspansiyonları halinde ve Nisaplin, Nispol gibi isimlerle verilmektedir. Nisin’in biyolojik aktivitesi Reading Unit (RU) birimi ile tanımlanır. Bir RU, milyonda 25 kısım nisine eşdeğerdir (Lück 1985).
1950 yıllarından beri koruyucu madde olarak kullanılmakta olan nisin, önceleri daha çok eritme peynirlerine uygulanmışsa da daha sonraları çeşitli meyve ve sebze ürünlerinde de kullanılmıştır.
Nisin kuru haldeyken uzun süre dayanıklı olduğu halde, çözeltileri daha dayanıksızdır. Çözeltilerinin dayanıklılığı ortamın pH değerine bağlıdır. PH değeri 2.0 olan atımlarda aktivitesini kaybetmeksizin 121OC de 30 dakika süreyle ısıtılabilmektedir. Eğer pH değeri yükseltilirse özellikle ısıtma sırasında nisinin parçalanması kolaylaşmaktadır (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Nisin, özellikle Streptococcus, Bacillus ve Clostridium, Staphylococcus ve Listeria türlerinle karşı etkilidir. Nisin, maya ve küflere etkili olmadığı gibi bunların çoğu nisini parçalamaktadır. Nisin, mikroorganizmaları hücrenin stoplazma membranına etki etmek suretiyle engellemektedir. Bir ısıl işlemden sonra ortamda canlı kalmış bulunan bakteri sporlarının çimlenmesi sırasında, ortamda bulunan nisin, stoplazma membranının oluşumunu engelleyerek bunların çoğalma ve gelişmesini önlemektedir. Şu halde nisinin bu yolla sporlar üzerine, vejetatif formlardaki bakterilerden daha etkili olduğu görülmektedir. Bu açıklamalara göre nisinin sterilizasyon işlemini kısaltmak ve kolaylaştırmak üzere de yaygın olarak kullanılabileceği anlaşılmaktadır. Özellikle bu amaçla domates ürünlerinde kullanılmaktadır. Nisinin antimikrobiyel etkisi pH 6.5-6.8 arasında en üst düzeye ulaşmakla birlikte bu pH sınırlarında kendisi stabil değildir. Nisinin ısıl işlemleri kolaylaştırıp kısalttığı gerçek olmakla birlikte bu amaçla kullanılmasının yararlı veya zorunlu olduğu hususu tartışılabilecek bir konudur (Cemeroğlu ve Acar 1986, Akçelik ve Arkadaşları 1996).
Nisinin antimikrobiyal etkisinden doğrudan bu kimyasalın gıdalara katılması yoluyla değil, nisin oluşturan mikroorganizmaların gıdalarda gelişmesi sağlanması suretiyle de yararlanılmaktadır (Köşker ve Tunail 1982, Lösche 1996).
Diğer taraftan mikrobiyolojik açıdan nisin, Lactococcus türleri gibi grampozitif bakteriler tarafından oluşturulan bir bakterosindir (Dehne ve Bögl 1992). Bakteriosinler protein veya peptid yapısında olup bakteriler tarafından oluşturulur ve bakterileri inaktive ederler. Antibiyotikler gibi sekunder metabolitlerdir. Ancak antibiyotiklerden farklı olarak proteazlar tarafından parçalanabildiklerinden mide ve ince barsaklarda kısa sürede inaktive edilirler (Kraemer, 1994). Nisin ve benzeri bakteriosinleri üreten kültürler, aynı starter kültür kullanımında olduğu gibi bazı gıdalara ilave edilerek mikrobiyolojik olarak üretilmeleri sağlanır. Böylece biyolojik olarak üretilen koruyucu maddelerden turşu, salam, peynir gibi ürünlerin muhafazasında yararlanılmaktadır. Bu uygulamaya “biokonserveleme” adı da verilmektedir (Dehne ve Bögl 1992).
Borik Asit
Borik asit, beyaz renkli kristallerden ibaret bir maddedir. 1950 yılından sonra gıdalara koruyucu olarak kullanılmış olan bu madde, ya doğrudan borik asit (H3 BO3) olarak veya boraks olarak (Na2 B4 O7 10H2O) uygulanmaktadır (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Borik asitin mikroorganizmalar üzerine etkisi, onların fosfat metabolizmalarında rol alan enzimleri engellemesine dayanmaktadır (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Borik asit ve boraks vücutta kısa sürede ve hızla resorbe edilir, ancak uzun bir sürede dışarı atılır. Bu nedenle vücuda sık sık alınımları halinde organizmada depolanabilirler. Yüksek dozlarda borik asit alınması gıdalardan yararlanmayı güçleştirdiğinden, tıpta zayıflama preparatlarında kullanılır (Lück 1985).
Borik asit ve boraksın toksikolojik özellikleri konusunda yeterli araştırmalar yapılmadığı halde, 0,33-0,5 g / kg vücut ağırlığı gibi düşük dozlarda bile köpeklerde zehir etkisi yaptığı bildirilmektedir. Bu nedenle de koruyucu madde olarak gıdalara ilave edilmektedir. Ancak bazı ülkelerde havyarda 4 g / kg düzeyinde kullanılmasına izin verilmektedir (Lück 1985).
Boraks turunçgil meyvelerinde yüzeyde küflenmeyi önlemek amacıyla da kullanılabilmektedir. Meyveler % 5 – 8 boraks içeren su içinde yıkanarak küf zararları önlenebilmektedir (Cemeroğlu ve Acar 1986).
2.2.8. Kükürtdioksit
Kükürtdioksit (E 220) basınç altında –10OC’de sıvı hale getirilerek saklanabilen ya da suda çözünmüş şekilde kullanılabilen kükürtdioksit, kükürt madeninin ısıtılması veya element halindeki kükürdün yakılması ile üretilir. Ticarette basınç altındaki tüpler içinde bulunmaktadır. Birçok işletmede kükürtdioksit gazı kükürt şeritleri veya kükürt tozunun yakılmasıyla elde edilmektedir. Renksiz, iğneleyicili kokulu, yanmayan bir gaz olup, sodyum, potasyum, bisülfit, sodyum metabisülfit gibi çeşitli sülfit tuzları çözelti halinde aktif bir antimikrobiyal madde olan sülfit asidini (H2 SO3) oluşturmaktadır.
PH değeri kükürtlü bileşiklerin uygulanmasında büyük önem taşımaktadır. Ortamın pH’sı kuvvetli asit reaksiyona dönüştüğünde kükürtlü bileşiklerin mikroorganizma gelişimini etkin biçimde engellediği belirlenmiştir. Antimikrobiyal olarak sülfitler maya, küf ve bakterileri önlemektedirler. 200 ppm konsantrasyonda hazırlanan kükürt çözeltileri, bakteri çoğalmasını önlemede büyük ölçüde yeterlidir. Bu dozda mayalar da önlenebilmektedir (Saldamlı 1998).
Kükürtdioksidin oral yolla alınmasında sıçanlar için LD50 1 – 2 mg / kg vücut ağırlığı düzeyinde olduğu saptanmıştır. Ancak insanlar kükürtdiokside karşı çok farklı reaksiyon göstermektedirler. Bazı insanlar 50 mg / kg vücut ağırlığı düzeyinde sülfite karşı hiçbir reaksiyon göstermezlerken, bazı insanlar da çok az miktarlarda alınması halinde bile baş ağrısı, bulantı gibi semptomlara neden olabilmektedir. Kükürde duyarlılık insanların mide asidite düzeyi ile ilgili olduğu ve mide asitliği az veya çok olanların bu konuda daha hassas oldukları belirtilmektedir. Kükürdioksidin sağlık açısından en önemli etkisi bazı bireylerde, astım nöbetleri oluşmasına neden olmasıdır (Lück 1985, Taylar ve Arkadaşları 1986).
SO2 ve sülfit tuzları gıda sanayiinde, şarapçılık, sebze ve meyve kurutmacılığı, dondurulmuş ve salamura muhafaza edilen meyve sebzeler, meyve suları ve jöleleri, şuruplar, konsantreler, patates püresi ve cipsi, et ve balık ürünleri, karbonatlı içecekler ve taze karideste mikrobiyal gelişmenin kontrolünde, pektin üretiminde, turunçgil kabukları ve şeker pancarı şırasının rengini iyileştirmede ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Peynir olgunlaştırma depolarında küflenmeye karşı SO2’den yararlanılabilmektedir. Ancak en fazla şarapçılık ve meyve sebze kurutmacılığı alanlarında kullanılır. Şarapçılıkta SO2, antioksidan, antimikrobiyal, rengi stabil edici, çözündürücü ve durultucu özellikleriyle, vazgeçilmez bir katkı maddesidir. Kükürtlü bileşikler kullanıldıkları gıdadan belli oranda geri alınabilirler. Gıdadan SO2’İN uzaklaştırılmasında daha çok ısıl işlemden yararlanılmaktadır. Uzaklaşma oranı, pH düştükçe artmaktadır.
Diğer taraftan, fazlasının kötü koku ve tat olarak kendini hissettirmesi, B1 vitaminini parçalaması, metal ekipmanlarda korozyona sebep olması, koyu renkli ürünlerin rengini açması ve matlaştırması ve sağlık açısından endişelere yol açması, gıdalarda SO2 kullanımının dezavantajlarıdır. ADI değerinin düşüklüğü nedeniyle, kuru meyve gibi doğrudan ve çocuklar tarafından da tüketilen gıdalarda SO2 dozunun azaltılması yönünde eğilim bulunmaktadır. Gıda sanayiinde yaygın bir kullanım alanına sahip olan SO2, sağlığa zararlı bir maddedir. Bu nedenle SO2’NİN bilinçli olarak kullanılması, dozunun iyi ayarlanması gereklidir (Saldamlı 1998).
2.2.9. O – Fenilfenol
O – Fenilfenol (E 231) (C6 H6 C6 OH) o – oksidifenol, 2 – fenilfenol ve o – hidroksifenil isimleriyle de anılmaktadır. Narenciye meyvelerinde küflenme ve çürümenin önüne geçmek için kullanılır.
OH (Na)
Şekil 5. O – fenilfenol (Acar ve Cemeroğlu 1998).
Meyve kabuğuna uygulanmaktadır. Meyve, 30 – 35OC’da %0,5 – 2 o – fenilfenolün sodyum tuzu çözeltisine 30 – 60 saniye daldırılmakta ve çıkarıldıktan sonra durulanmaktadır. Meyvede izin verilen en yüksek kalıntı sınırı 12 mg / kg’dır.
Ortamda bulunma düzeyi 5 mg / kg’dan fazla olursa mikroorganizmaların koroten metabolizmasını etkiler. Fenolik alt grubu içerdiği için mikroorganizmaların hücre duvarlarını veya enzim sistemlerini etkilemektedir. O – fenilfenolun sodyum tuzu (E 232) da kullanılmaktadır.
Difenil
Difenil (E 230) (C6 H5 C6 H5) bifenil, fenilbenzol gibi isimlerle de tanınır. Difenil, renksiz aromatik kokulu, yaprakçıklar şeklinde bir madde olup suda az, eter ve benzol gibi organik çözücülerde iyi çözünür (Cemeroğlu ve Acar 1986).
Şekil 6. Difenil (Acar ve Cemeroğlu 1998).
Difenil, meyve sargısı için kullanılan kağıda uygulanmaktadır. Kullanılan miktar da 1 – 5 mg / m2’dir. Meyvede izin verilen kalıntı sınırı 70 mg / kg’dir. O – fenilfenol gibi küflenme ve çürümeyi engellemek için kullanılır. Özellikle küfler difenile çok duyarlıdır. Bazı küfler difenile karşı direnç kazanabilmektedir. Özellikle Phytophtora citrophthora ve Alternaria citri. Yüksek canlılarda, difenilin atılımı idrar yoluyla gerçekleşmektedir.
2.2.11. Tiyabendazol
Tiyabendazol (E 233) (C6 H7 N3 S), fungisit etkisi nedeniyle muz ve turunçgillerde, meyvelerin korunması amacıyla kullanılmaktadır.
N
N
N S
H
Şekil 7. Tiyabendazol (Acar ve Cemeroğlu 1998)
Beyaz renkli kristallerden oluşmuştur. %0,1 – 0, 45’lik çözeltiler halinde kullanılır.
2.2.12. Astetik Asit
Renksiz bir sıvıdır. 16.5OC’da katı hale geçmektedir. Gliserin, alkol ve su ile karıştırılarak çözelti meydana getirir. Antimikrobiyal katkı maddesi olarak kullanılabilmesi için 100 ml’sindeki asetik asit miktarı 4 kg’dan az olmamalıdır. Etkisi hücre duvarını aşıp hücreye girmesi ve plazmayı denatüre etmesi şeklindedir. Bu etki disosiye olmamış molekülleriyle gerçekleştiğinden, ortamın pH değeri düştükçe asetik asitin etki derecesi de artmaktadır. Asetik asitin bazı tuzları antimikrobiyal katkı olarak kullanılır. Bunlardan yaygın olarak kullanılanlar sodyum asetat, potasyum asetat ve sodyum diasetattır.
Antimikrobiyal olarak asetik asitin etkisi, bakterilere karşı daha fazladır. Özellikle de patojen bakteriler ve Salmonella’lar sirke asitine karşı çok duyarlıdırlar.
