GLİKOZ(Glucose), ticari olarak nışastanın enzimatik hidrolizi yolu ile üretilmektedir. Nişasta kökeni olarak pek çok taneli ürün kullanılmaktadır. Mısır, buğday, patates, ararot ve manyok kökü dünya üzerinde nışasta için kullanılan bitkilerdir.
FRUKTOZ(Fructose), pek çok gıda maddesinde bulunan basit bir şekerdir. Bal, kiraz, ağaç çileği, böğürtlen gibi ağaç meyvelerinde ve tatlı patates, pancar, havuç, soğan gibi kök sebzelerde doğal olarak bulunur. Umumiyetle glucose ve sucrose ile kombine olarak bulunur.
DEKSRTRİN(Dextrin), genellikle patates nişastasının asitik hidrolizi ile üretilir.
Nişasta bazlı glikoz şurupları, kontrollü şartlar altında belirli enzim ve asitler ile nişastanın hidrolize edilmesi ile üretilir. Aynı şekilde fruktoz şurupları ise, nişasta tabanlı glikoz şuruplarının enzim yardımıyla izomerleştirilmesi ile elde edilir. Şurup özellikleri, farklı şeker kompozisyonlarına (glikoz, fruktoz, maltoz ve yüksek şekerler), kuru madde miktarına (KM) ve dekstroz eşdeğeri seviyelerine göre değişkenlik gösterir (DE)..
GLİKOŞURUP(Glucose syrup), nişasta şurubu ile eş anlamlıdır. Buğday, mısır ve patates nişastasının bir hidrolizinden elde edilir. Asitlerle veya enzimlerle ilgili proseslere bağlı olarak farklı bileşimler oluşturulabilir.
FRUKTOŞURUP(Fructose syrup), mısır nişastasının önce glikoza, sonra da bu glikozun yüksek oranlı fruktoza dönüştürülmesiyle oluşturulan kimyasal şeker. bu işlem sırasında 3 farklı enzim kullanılarak nişastanın parçalanması gereklidir.
birinici aşamada nişasta alpha-amylase enzimiyle karşı karşıya getirilerek küçük şeker zincirleri (polisakkaritler) elde ediliyor. ikinci aşamada glucoamylase enzimi şeker zincirlerini daha küçük parçalara bölerek glikoz elde edilmesini sağlıyor. bu enzim aspergillus adlı mantar tarafından üretiliyor.üçüncü aşamada kullanılan enzim, glucose-isomerase, çok pahalı. elde edilen glikozu %42 fructose ve %50-52 glikoz içeren bir karışıma dönüştürüyor. bunlardan sonra karışım iki aşamadan daha geçirilerek içinde %42, %55 veya %90 oranında fruktoz barındıran “yüksek fruktozlu mısır şurubu” (hfcs) üretiliyor.
Glikoz şurupları, şekerleme, biskuvi ve unlu mamuller, işlenmiş hazır gıdalar, reçel, helva, dondurma, bira ve Türk tatlılarının çoğu uygulamasında kullanılmaktadır. Farklı uygulamalarda farklı fonksiyonel özellikler gösteriler. Tatlılık oranı, donma/ kaynama noktası, ozmotik basınç, viskozite, kristalleşme, hidrasyon ve nem seviyesi, koligatif özellikler gibi çeşitli fonksiyonel özellikleri kontrol ederler.
Yüksek fruktoz içeren şuruplar ise meşrubat endüstrisinde şekerin ikamesinde kullanılmaktadır. Benzer şekilde, unlu mamuller ve bisküvilerde ise renk verici olarak kullanılmaktadırlar.
Bu tatlandırıcı maddelerin yapımında kullanılan mısır ve benzeri nışastaların en önemli problemi genetik yapısı değiştirilmiş ürünlerden üretilmiş olma ihtimalinin büyük olması ve üretim esnasında saflaştırma safhasında kullanılan aktif karbonun kökenidir. Aktif karbonun hayvan kökenli olması, haram hayvanların kemiklerinden yapılmasını gündeme getirir. Çumra Şeker fabrikasında tesbit ettiğimiz gibi çam ağacından yapılmış aktif karbon kullanılmışsa ve pancar şekerinden veya genetik yapısı değiştirilmemiş mısır ve benzeri ürünlerden üretilmişse şüpheli durum giderilmiş olur.
Glikoz Şurupları Nedir?
Tüm glikoz şurupları nişastadan elde edilen hidroliz ürünleridir. Bu ürünler, glikoz şekerinin ve diğer yüksek molekül ağırlıklı dekstrin ve sakkaritlerin bir karışımı olan berrak, renksiz ve kıvamlı yapıda besleyici şuruplardır. Türk Gıda Kodeksi Şeker Tebliği' ne göre glikoz şurubu "nişastadan veya nişasta ve dekstroz eşdeğer miktarı en az %20 m/m olan inülinden elde edilen sakarit konsantreleri" olarak tanımlanmaktadır. Aynı tebliğde, glikoz şurubu sıvı ve kurutulmuş olarak iki çeşide ayrılmaktadır; Glikoz şurubu, şurubun sıvı hali ve kurutulmuş glikoz şurubu ise kuru madde miktarı en az %93 m/m 'e yükseltilmiş glikoz şurubu olarak tanımlanmıştır.
AB'de nişasta esaslı şekerlerin üretiminde mısır, patates ve buğday nişastaları hammadde olarak kullanılmaktadır. Ayrıca Amerika, Kore ve Güney Afrika'da mısır, Avustralya'da buğday nişastası ve Güney Amerika ve bazı Asya ülkelerinde kasava (tapioka) nişastaları tercih edilmektedir. Ülkemiz nişasta sanayiinde de hammadde olarak mısır kullanılmaktadır.
Nişasta esaslı şekerler, nişastanın kimyasal ve enzimatik yollarla hidrolizi suretiyle üretilir; nişasta kendini oluşturan şekerlere parçalanır ve bu olay "Nişastanın Konversiyonu " veya "Nişastanın Hidrolizi" olarak isimlendirilir. Nişasta hidrolizi için kullanılan yöntemler asit, asit-enzim, enzim-enzim dönüşümleridir. Glikoz şuruplarının üretim prosesinde nişastaya ısıl işlem uygulanarak enzimler yardımıyla sıvılaştırılır ve sakkaritlerine parçalanır. Sakkaritleri içeren nişasta sıvısı filtrasyon, karbon ile muamele ve iyon değiş-tokuş kolonları gibi işlemler ile saflaştırılır ve hedeflenen kuru madde içeriğine konsantre edilir.
Nişastanın dönüşüm derecesi "Dekstroz Eşdeğeri (DE)" terimi ile ölçülür. Bu terim glikoz şurubunun her 100 g kuru maddesindeki anhidrit D-glikozun gram olarak sayısı ile ifade edilen indirgen şekerlerin toplamıdır. Nişastanın hidrolize olma derecesi son ürünün kompozisyonunu belirler. Nişastanın tamamen hidroliz olması sonucu dekstroz oluşur. Glikoz şurubu, DE değerine bağlı olarak düşük veya yüksek molekül ağırlıklı glikoz polimerleri içerir. Glikoz şurubuna özelliklerini kazandıran içerdiği her sakkaritin yüzdesi veya diğer ifade ile karbonhidrat kompozisyonu olup, şurupları birbirinden ayırt etmede yol göstericidir. Ancak endüstriyel olarak ürünler DE derecesine göre sınıflandırılabilir ve 20-95 DE değerleri aralığında üretilebilirler. Bununla birlikte glikoz şuruplarının özelliklerini belirlemede yalnızca DE değeri yeterli değildir. Karbonhidrat kompozisyonu farklı olup, aynı DE değerine sahip şuruplar da üretilebilir.
Glikoz şuruplarının üretimi
NİŞASTA – SIVILAŞTIRMA – SAKKARİTLERE PARÇALAMA -- SAFLAŞTIRMA – KONSANTRASYON (Buharlaştırma) – GLİKOZ ŞURUBU
--------(ısı,enzim,katalist)-------- ( enzim) -------(filitrasyon,aktif karbon,iyon değiş.)
Fruktoz Şurupları Nedir?
Ülkemizde ve AB mevzuatında fruktoz şuruplarının tanımı yer almamaktadır. FDA (2000)'e göre fruktoz şurupları %42 veya 55 fruktoz içeren tatlı, besleyici sakkarit karışımı olup, mısır nişastasının glikozunun glukoz izomeraz enzimi kullanılarak fruktoza dönüştürülmesi ile elde edilen bir üründür. Ayrıca %90 fruktoz içeren üçüncü bir tip de bulunmakta olup, dünyada sınırlı kullanıma sahiptir
Proseste; 95 DE'li glikoz şurubu izomerizasyon işleminden geçerek, dekstroz kısmen fruktoza dönüşür. Bu dönüşümde %42 oranında fruktoz içeren şurup saflaştırma ve konsantrasyon işlemleriyle %71 oranında kuru madde içeren son haline gelir. Ayrıca izomerizasyon sonrası elde edilen %42'lik fruktoz şurubu kromatografik kolonlara beslenerek fruktoz oranı %90'a çıkarılır. Yüzde 42 ve 90 fruktoz içeren ara ürünler uygun oranlarda paçal yapılarak saflaştırma ve konsantrasyon işlemleri uygulanarak %77 kuru madde içeren %55 fruktoz şurubu elde edilir.
Fruktoz şuruplarının tatlılığı invert şeker şurubuna benzer derecededir. Fruktoz şurupları nemi çekme özellikleri ile ürünlerin kurumasını önlerler Lezzeti geliştirici bir özelliğe sahip olmaları nedeniyle aromalı gıdalarda rahatlıkla kullanılabilmektedirler Ozmotik basınçlarının yüksek olması ise mikrobiyal açıdan dayanıklılık sağlamaktadır. Ayrıca fermente edilebilir şekerler açısından zengin olmaları maya substratı olarak kullanımlarına imkan vermektedir. %42 fruktoz ve %55 fruktoz içeren şuruplar, fırın ürünleri, çeşitli hububat ürünleri, süt mamulleri ve işlenmiş gıdalarda, genellikle gazlı ve gazsız içeceklerde, dondurmada ve dondurulmuş tatlılarda kullanılmaktadır.
Fruktoz Şuruplarının Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri
Fruktoz şuruplarının fermente edilebilirliği, içermiş olduğu monosakkaritlerden ötürü yüksektir. Bu basit sakkaritler aynı zamanda ozmotik basıncı da yükselterek mikrobiyal gelişmeyi önlerler. Yüksek fruktozlu bu şuruplar çoğu gıdadaki su aktivitesini düşürmek için kullanılmakta ve bozulmaları önlemektedir. Bu özellikten turşularda, sebzelerde ve konserve ürünlerin üretiminde yararlanılmaktadır.
Fruktoz şuruplarının üretim prosesinde uygulanan yoğun saflaştırma işlemleri nedeniyle kül miktarı çok düşüktür ve ürün rengi su beyazıdır. Fruktoz şuruplarının vizkoziteleri glikoz şuruplarına göre daha azdır. Bunun nedeni ise fruktoz oranının yüksek olmasıdır ve kullanıldığı ürünlerde hoş bir ağız hissi ve çiğneme karakteristikleri vermektedir. Fruktoz şuruplarının kuru madde içerikleri ticari uygulamalarda ortalama %75 olup, %71-77 aralığında değişmektedir.
Fonksiyonel Özellikler
Tatlılık
Fruktoz şurupları diğer glikoz şuruplarından farklılığı daha yüksek miktarda fruktoz içermesidir. Fruktozun en önemli özelliği tatlı olmasıdır. Fruktoz meyve şekeri olarak da bilinmektedir ve elma, üzüm, portakal, armut ve muz gibi meyvelerde doğal olarak mevcuttur. Yüzde 42'lik ve %55'lik fruktoz şurupları sukroz ile hemen hemen aynı tatlılığa sahiptir. Ticari uygulamada kolalı gazlı içeceklerde %55 fruktoz şurubunun kullanılması durumunda tatlılığı 95'dir (100 üzerinden).
Fruktoz genel olarak sukroza eş tatlı olmakla beraber, tatlılık şiddeti konsantrasyona, sıcaklığa ve pH'ya bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Sıcaklık arttıkça fruktoz şuruplarının tatlılığı azalmaktadır. Fruktoz şurupları diğer besleyici ve besleyici olmayan tatlandırıcılarla birlikte kullanıldığında tatlılık artmakta, sinerjist etki göstermektedir. Tüm bu özelliklerinin dışında fruktoz şurupları, tadı maskelemeden tatlandırma özelliğine sahiptir. Bu özelliği sayesinde aromalı gıdalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Lezzeti Geliştirme
Fruktoz şurupları tatlı tat verme özelliklerinin yanı sıra gıdalarda lezzetin gelişmesinde de rol oynar. Fruktozun dil üzerinde algılanma yoğunluğu sukroza göre çok daha yüksek olup ve hissedilme süresi kısadır. Bu nedenle fruktoz şurupları gıdalarda karakteristik lezzet özelliklerinin algılanmasını zenginleştirmede etkilidir.
Buz Kristallerinin Oluşumunun Kontrolü
Fruktoz şuruplarının yüksek fruktoz içeriği nedeniyle gıdanın içerinde bulunan suyun donmasını kontrol eder. Bu özellik meyve içeriği yüksek dondurulmuş gıdalarda buz kristalleri oluşumunu en aza indirgeyerek kalitenin muhafazası için önemlidir. Donma noktasında düşme, kaynama noktasında yükselme, kristalizasyonu önleme ve meyveli ürünlerde narenciye aromasını zenginleştirme gibi etkileri de vardır.
Nem Kontrolü
Fruktozun suda çözünürlüğü sukroza göre 4 g/ 1 g su değeriyle iki kat daha fazladır ve gıdanın içindeki suya bağlanması nedeniyle gıdanın su aktivitesi değerini düşürmektedir. Dolayısıyla fruktoz iyi bir hümektan özelliği taşımakta olup, gıdanın nem dengesini korumaktadır
Fermente Edilebilirlik
Fruktoz şuruplarındaki fermente edilebilen şekerler fruktoz, glikoz ve maltozdur. Diğer nişasta esaslı şuruplara kıyasla fruktoz şurupları fermente edilebilir şekerleri daha fazla içermektedir.
Fruktoz Şuruplarının Gıda Sanayiinde Kullanım Alanları
Fruktoz şurubu, gıda sanayiinde çok fazla uygulama alanı bulmakta ve tatlılığın yanı sıra diğer fonksiyonel özellikleri nedeniyle içeceklerde, fırıncılıkta ve süt ürünlerinde kullanılmaktadır. Maya substratı olma özelliği, su tutma kapasitesi ve iyi fiziksel özelliklere sahip olması da kullanımını yaygınlaştırmaktadır. Fruktoz şuruplarının tadı maskelemeyen bir özelliğe sahip olması, aromalı tatlı gıdaların temel katkılarından biri haline getirmiştir. Buzdolabı sıcaklığında kristallenmemesi ise dondurulmuş gıdaların formülasyonunda yer almasına neden olmuştur. İndirgen monosakkaritlerin varlığı fırın ürünlerine özellikle arzu edilen rengi vermektedir.
İçecekler
Alkolsüz içeceklerde istenilen kıvamı geliştirici etkileri ile fruktoz şurupları sukroz ikamesi olarak dünyada yaygın kabul görmüştür. Yüzde 42 ve 55'lik fruktoz şuruplarının sukroza göre ek bir avantajı asidik koşullarda bileşim açısından değişikliğe uğramamasıdır. Sukroz bir disakkarit olup monomer birimlerine hidroliz olur. Bu da düşük pH'lı içeceklerin depolama sırasındaki stabilitelerini etkiler.
Kekler
Karbonhidrat terimi içinde monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler, şurup formundaki şekerler (glikoz şurupları) ve doğal, modifiye veya türemiş durumda olan nişastalar yer almaktadır. Pasta ve keklerde karbonhidratlar tat veren ve dokuyu oluşturan bir unsur olarak kullanılmaktadır.
Keklerin dokusu kullanılan şeker miktarı ve tipine göre değişmektedir. Kekin tazelik süresini uzatmak için fruktoz şurupları, fruktoz, invert şeker, bazı oligosakkaritler, modifiye nişastalar ve çeşitli gamlar kullanılmaktadır. Keklerde sukroz yerine fruktoz şurupları kullanımı içerdiği yüksek indirgen şekerler nedeniyle esmerleşmeyi arttırmaktadır.
Sukroz yerine kullanılan fruktoz şurupları miktarı arttığında, jelatinizasyonun başlangıç sıcaklığı düşmekte ve dolayısıyla yapı çok erken oluşarak, hacmin düşük kalmasına yol açmaktadır. Ayrıca kek içinin beyaz ve açık renkli olması istendiğinde de fruktoz şurupları kullanımı sorun yaratmaktadır. Kekin pH'sı 7.1 - 7.5 aralığındadır. Fruktoz şurubunun renge olan etkisi hamurun pH'sı düşürülerek azaltılabilmektedir.
Bisküvi
Kurabiye tipi bisküvilerin formülasyonunda şeker ve yağ yüksek, fakat su düşük miktarda bulunmaktadır. Mevcut şekerler, kurabiyenin lezzeti ve dokusunu etkilemekte ve yüzey karakteri ile birlikte gevrekliği kontrol etmektedir. Kurabiye ve bisküvi üretiminde kullanılan sukroz ile birlikte de, indirgen şekerler tat verici olarak şurup formunda ilave edilebilmektedir. Bu şuruplar glikoz şurupları, fruktoz şurupları, malt ekstraktları, bal ve melas olup, katı madde içerikleri %60-80 aralığındadır.
Kurabiyenin yayılması, mevcut şekerin tipine ve miktarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Şeker miktarı arttıkça kurabiyedeki yayılma artmaktadır. Ayrıca kurabiyenin gevrekliği, şekerin soğuma sırasında kristallenmesi nedeniyle sukroz kullanımı ile doğru orantılıdır. Ancak fruktoz şurupları ve invert şekerde bu ilişki geçerli değildir. Sukroz kurabiyeye karakteristik olan yüzey çatlaklarını kazandırmaktadır. Sukroz ve fruktoz şurupları, yüksek maltozlu mısır şurubu ve suda erimiş sukroz ile karşılaştırıldığında sukrozlu kurabiyelerdeki su kaybının %70 olduğu görülmüştür. Fruktoz ve maltoz şurupları kullanıldığında bu kayıp farklı bulunmamıştır. İndirgen şekerler içerisinde en iyi bisküvi rengi fruktoz şurupları ile elde edilmiştir.
Fırın Ürünleri
Fruktoz şurupları; ekmek, tart dolguları ve jölelerde kullanılabilir. Ekmekte fruktoz şurupları fermente edilebilir substrat olup, kabuk rengine ve lezzete katkıda bulunmakta ve raf ömrünü uzatmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde beyaz tava ekmeklerinde en çok %42 fruktoz içeren fruktoz şurupları tercih edilmektedir. Fruktoz şurupları sukroz veya invert şeker ile birebir ağırlık bazında yer değiştirebilir. Yüzde 42'lik fruktoz şurupları fırın ürünlerinde sukroz ile kısmen veya tamamen yer değiştirebilmektedir.
Süt Ürünleri
Fruktoz şuruplarının kullanımı yoğurt ve dondurma gibi süt ürünlerinde son 15 yılda büyük bir gelişme göstermiştir. Fruktoz şurupları berrak görünüm ve tatlı tada sahip olmaları, suda çözünürlükleri, doğal ve GRAS statüsünde oluşları, ekonomik özellikleri ve meyve aromalarıyla zenginleştirilebilmeleri nedeniyle en çok üzerinde durulan ingrediyentlerdir.
Dondurma viskozitesi değişimleri üzerinde yapılan çalışmalar fruktoz şuruplarının kullanımıyla bu ürünlerin viskozitesinin arttığını göstermiştir. Bu etki ise fruktoz şurupları ve sukrozun suyla farklı bir bağ oluşturmasına bağlanmaktadır. Fruktoz şurubunun dondurma kalitesi üzerine etkisi yüksek sakkarit içeriği ile doğru orantılıdır. Fruktoz şurubu, dondurmaya eriyebilirlik, dokuda pürüzsüzlük ve hacim kazandırmaktadır.
Sukroz ve fruktoz şurupları ile yapılan yoğurtların viskoziteleri arasında belirgin farklılıklar saptanmıştır. Sukrozla yapılanların yoğurtların viskozitesi en yüksek, fruktoz şurupları ile yapılanların ise en düşük bulunmuştur. Yoğurdun en önemli karakteristik aroma bileşenleri karbonil, diasetil, aseton ve asetaldehittir. Diasetil ve asetaldehid oluşumu tatlandırıcı tipine göre değişmemekle beraber, aseton oluşumu etkilenmektedir. Sukroz ilave edilen yoğurtta aseton, fruktoz şurupları içeren yoğurda göre daha az bulunmuştur.
Günümüzde sade ve meyve aromalı olan yoğurtlar, hem glikoz şurupları ile hem de fruktoz şurupları ile üretilmektedir. Fruktoz şurubu miktarı arttığında 4.4'lük pH'ya ulaşma zamanı da artmaktadır.
Mayonez ve Salata Sosları
Mayonez ve salata sosları bitkisel yağ, asitliği düzenleyiciler ve baharatlarla formüle edilmektedir. Mayonez en az %65, salata sosları ise en az %30 yağ içermektedir. Bunun yanı sıra hacim ve viskozite sağlamak için nişastada formülasyon da mevcuttur. Bu ürünlerde fruktoz şuruplarının kullanımı ile emülsiyon stabilitesi artmakta ve enerji değeri de düşürülebilmektedir.
Salamura ve Meyve/Sebze Ürünleri
Salamura ürünlerin üretiminde fruktoz şurupları kullanımı oldukça yaygındır. Tatlı turşularda kullanılan fruktoz şurupları, hücre duvarına kolay nüfuz etme özelliğine sahiptir. Fruktoz şuruplarının su aktivitesini azaltıcı özelliğinden yararlanılmakta ve salamura ürünlerde kullanılabilmektedir. Ayrıca fruktoz şuruplarının sebze, çorba, domates sosları ve meyve gibi konserve ürünlerde de kullanımı yaygınlaşmaktadır.