Prof.Dr. Semih Ötleş

Prof.Dr. Semih Ötleş

Gıda Kimyası

Karışık meyve nektarının depolanmasında c vitamini (askorbik asit) değişim kinetiği

C vitamininin düşük sıcaklıkta dahi hızlı bozulmasının nedeni oksijenin çözünürlüğünün sıcaklıkla ters orantılı olarak artması ve C vitamini oksidasyonunu arttırması olarak düşünülmektedir. Yüksek sıcaklıkta hızlı bozulmasının nedeni ise enzimlerin...

 

V.Hazal Özyurt, Özgül Özdestan, Şebnem Tavman, Semih Ötleş
Ege Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü


Özet
Bu araştırmada, 4 °C, 22 °C, 30 °C’de depolanan karışık meyve nektarı örnekleri kullanılmıştır. Bu örneklerde bulunan askorbik asidin sıcaklık ve süreye bağlı değişimi araştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan analiz yöntemi spektrofotometrik yöntemdir. Karışık meyve suyu ürününün başlangıç askorbik asit içeriği 52,64 mg/100ml’dir. 4 °C’de depolanan örnekler 9 ay, diğer örnekler ise 11 ay depolanmıştır ve bu örneklerin askorbik asit içeriği sırasıyla 16,09, 24,48, 1,43 mg/100 ml’ye azalmıştır. Kinetik veriler, karışık meyve nektarındaki C vitamini değişiminin birinci derece reaksiyon kinetiğine göre gerçekleştiğini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar SPSS 16.0 paket programı kullanılarak istatistiksel olarak değerlendirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: C vitamini, askorbik asit, meyve nektarı, spektrofotometre
Abstract 
In this research, mixed fruit juice concentrate samples which were stored at  4 °C, 22 °C, 30 °C  were used. The amount of ascorbic acids were investigated depending on temperature and time. In this research spectrophotometric method was used. The amount of ascorbic acid in the mixed fruit juice concentrates at the beginning was detected as 52.64 mg/100ml. Samples were stored 9 months at 4 °C, others were stored 11 months and the amounts of ascorbic acid in the mixed fruit juice concentrates were detected as 16.09, 24.48, 1.43 mg/100 ml, respectively. Kinetic data showed that variation of vitamin C in the mixed fruit juice occured according to first order reaction kinetics. Results were evaluated by SPSS 16.0 package programme.
Key words: Vitamin C, ascorbic acid, fruit nectar, spectrophotometer
 

 

 

 

 

 

1. Giriş

Gıdaların besin değeri depolama sırasında değişir, bu durum gıdalarda besin bileşimi açısından önemli bir problem oluşturabilir. Askorbik asit (C vitamini) de meyve suyu konsantreleri gibi bazı ürünlerin depolama ömrü için kritik bir faktördür (Burdurlu ve ark., 2006; Laing ve ark., 1978). Ayrıca askorbik asit beslenmemiz açısından da önemli bir bileşendir ve aynı zamanda antioksidan kapasitesi nedeniyle birçok gıda da katkı maddesi olarak kullanılabilir. Bu durumda besleyici değeri artan gıdanın, kalitesi ve teknolojik özellikleri de artar. Ancak askorbik asit kararlı bir bileşen değildir ve kolaylıkla bozulabilir (Burdurlu ve ark., 2006).

Meyve suyu insan için önemli bir askorbik asit kaynağıdır ve son zamanlarda meyve suyu tüketimi hızla artmaktadır (Kabasakalis ve ark., 2000). Ancak askorbik asidin bozulması hem aerobik hem de anaerobik olarak gerçekleşebilir ve bu durum oksijen (Rassis ve Saguy, 1995), ısı (Leskova ve ark., 2006), ışık (Zee ve ark., 1991), depolama sıcaklığı ve depolama süresi (Klimczak ve ark., 2007) gibi faktörlere bağlıdır. Kimyasal adı askorbik asit olan C vitamininin çeşitli izomerleri vardır. C vitamini denince bu izomerlerden L-askorbik asit akla gelir. Çünkü sadece bu izomerinin biyolojik aktivitesi vardır. Diğer bir izomeri olan D-askorbik asidin hiçbir biyolojik aktivitesi yoktur, yani D-askorbik asit C vitamini fonksiyonuna sahip değildir. Başka bir izomer olan D-izoaskorbik asit (eritorbik asit) ise, aynen askorbik asit düzeyinde indirgen güce sahiptir ve fakat herhangi bir biyolojik aktivitesi bulunmamaktadır. D-izoaskorbik asit, gıdalara antioksidan olarak katılmak üzere ticari olarak üretilmektedir. L-askorbik asit kolaylıkla ve dönüşümlü olarak dehidro-L-askorbik aside okside olur. Oksidasyon ürünü olan dehidro-L-askorbik asit, aynen L-askorbik  asit gibi C vitamini aktivitesine sahiptir. Ancak, dehidro-L-askorbik asit, daha sonraki bir ileri aşamada, diketo-L- gulonik aside (2,3-diketoglukonik asit) geri dönüşsüz olarak parçalanır (Şekil 1). Bu parçalanma ürününün ise, herhangi bir biyolojik aktivitesi yoktur. Diketo-L-glukonik asit en sonunda furfural’a kadar parçalanmaktadır. Furfural polimerize olarak esmer bileşikler oluşturduğu gibi, amino asitlerle reaksiyona girerek enzimatik olmayan esmerleşme olaylarına da katılmaktadır. Böylece, enzimatik ve enzimatik olmayan renk esmerleşmelerine karşı yararlı bir madde olarak kullanılmakta olan askorbik asidin, elverişsiz koşullarda özellikle yüksek sıcaklıklarda, esmerleşmelere neden olabileceği görülmektedir (Cemeroğlu, 2009).
 
Şekil 1.1. L-Askorbik asitin oksidasyonu (Hernández ve ark. 2006)

Meyvelerde bulunan C vitamini suda çözünen bir vitamindir (Kaur ve Kapoor, 2001). Ayrıca bağışıklık sistemimizi korur ve destekler (Cemeroğlu, 2009). C vitaminin eksikliği, kapillar duvarların kırılganlığına, dişlerin gevşemesine, eklem hastalıklarına neden olur ve vücudun enfeksiyonlara direnci azalır (Cemeroğlu, 2009). Bu belirtiler ancak plazma askorbat düzeyi 0,2 mg/100 ml altına düşecek kadar azaldığı zaman ortaya çıkar (Saldamlı ve Uygun, 2005). Bugün C vitamini gıda takviyesi olarak dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapılan klinik, epidemilojik ve biyokimyasal çalışmalar dikkate alınarak askorbik asidin günlük alımı (RDA) 100-120 mg/gün olarak önerilmektedir. Günlük yeteri kadar C vitamini tüketildiğinde hücre doygunluğa ulaşır, kalp hastalıkları, kanser ve felç riskleri azalır (Naidu, 2003). Günlük alınması gereken C vitamini çeşitli etkenlere bağlı olarak 35–100 mg arasında değişmektedir. Bu değer bebekler için 35 mg, yetişkinler için 60 mg, emzirme döneminde anneler için 100 mg olarak ön görülmüştür (Yıldız ve Nergiz, 1996).
Askorbik asit bozulmasının hesaplanmasında kimyasal reaksiyon hızının belirlenmesinin, önemli bir değeri vardır. Örneğin, kimyasal reaksiyon hızını ve bu reaksiyonun hızına etki eden faktörler bilinerek, reaksiyonun daha verimli olması için reaksiyon koşulları ayarlayabilir ve sonuçta hem verim artar, hem kalite korunmuş olur. Bu araştırmada farklı sıcaklıklarda depolama sırasında karışık meyve nektarında meydana gelen askorbik asit değişikliklerinin tespit edilmesi ve kinetiğin belirlenmesi amaçlanmıştır.
2. Materyal ve Metot
2.1. Materyal
2.1.1. Örnekler
Piyasadan temin edilen ticari olarak üretilmiş tetrapak ambalajlı karışık meyve nektarında C vitamini analizleri gerçekleştirilmiştir. Meyve nektarları; 4 °C’de dokuz ay, 22 ve 30°C’ de on bir ay depolanmıştır. Askorbik asit içeriği her ay dört paralel şeklinde tanımlanmıştır.
2.1.2. Reaktifler
L-Askorbik asit standardı Riedel de Haen firmasından, okzalik asit dihidrat ve 2,6-diklorofenol indofenol boyası Merck firmasından temin edilmiştir.
 2.2.  Metot
Askorbik asit, oksidasyon-redüksiyon boyasını (2,6-diklorofenol indofenol boyasını) renksizliğe indirger. Reaksiyon sonucunda indirgenmemiş boyanın fazlası asit çözeltide gül pembesi-mor bir renk gösterir. Askorbik asit, otooksidasyonunun engellenmesi ve reaksiyonda uygun asitliğin sağlanması için fosforik asit+asetik asit, fosforik asit+asetik asit+sülfürik asit veya okzalik asit çözeltisi varlığında boya ile reaksiyona sokulur. Boyanın fazlasından oluşan renk spektrofotometre de 518 nm de okunur (Hışıl, 2004).
           

 Standart askorbik asit çözeltilerinin hazırlanması

100 mg askorbik asit 100 ml % 0,4’lük stabilizan çözeltide çözülerek stok askorbik asit çözeltisi hazırlanmıştır. Stok askorbik asit çözeltisinden, 1, 2, 3, 4 ve 5 mg/100 ml’lik 5 farklı çalışma çözeltisi hazırlanmıştır. 2,6-diklorofenol indofenol boya çözeltisi ile muamele edilen standart çözeltilerin absorbans değerleri spektrofotometrede 518 nm dalga boyunda okunmuştur. Standart körleri de hazırlanmıştır. Ayrıca boya çözeltisinin 518 nm dalga boyunda yaptığı absorbans değeri de spektrofotometrede okunmuştur. Burada okunan absorbans değerinden, diğer okunan tüm absorbans değerleri çıkarılarak kalibrasyon grafiğinde yerine konulmuştur. Elde edilen verilere göre çizilen kalibrasyon grafiğinden örneklerin C vitamini içerikleri tespit edilmiştir.
            Örneğin Hazırlanması
10 ml karışık meyve nektarı, 90 ml stabilizan çözeltiyle karıştırılmış ve filtre kağıdından süzülmüştür. Süzüntüden belirli hacimde alınıp, 2,6 diklorofenol indofenol boya çözeltisi ile örnekler muamele edilmiştir. Örnek körü hazırlanmış ve örneklerin spektrofotometrede 518 nm’de absorbans değerleri okunmuştur.   
            Cihaz
Analizlerde Cary 50 UV-görünür bölge spektrofotometresi (Varian, U.K.) kullanılmıştır.
Meyve nektarında askorbik asit kayıpları birinci mertebeden reaksiyon için standart denklem kullanılarak hesaplanmıştır.
 (Özkan, 2010)

Burada eğim, “k1” a eşittir. Eğim, hız sabitine eşit olduğuna göre; k1’ın birimi de “1/süre” dir.  C: Reaktanın t süre sonundaki konsantrasyonu, C0: Reaktanın başlangıç konsantrasyonu.
 İstatistiksel Analiz
Bu çalışma boyunca tüm denemeler 4’er paralel olarak gerçekleştirilmiştir. İstatistiksel analizler SPSS 16.0 paket programı kullanılarak yapılmıştır. Tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve Pearson korelasyon testi kullanılmıştır. P<0,05 e göre istatistiksel analizler gerçekleştirilmiştir.
3. Tartışma
Kullanılan karışık meyve nektarının başlangıç C vitamini içeriği 52,4 mg/100ml dir. C vitamini 4 °C, 22 °C ve 30 °C de depolanmıştır. 4 ° C’ de depolanan örnekler dokuz ay, diğer örnekler ise on bir ay depolanmıştır. Depolama sonunda bu örneklerin askorbik asit içeriği sırasıyla 16,09, 24,48, 1,43 mg/100 ml’ye azalmıştır (Çizelge 1).
Çizelge 3. 1. Farklı sıcaklıklarda depolama süresince karışık meyve nektarında C vitamini değişimi (mg/100 ml)
Sıcaklık (°C) Depolama süresi (Ay)
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
4 52,64 31,67 31,55 29,60 27,60 22,52 20,57 18,87 18,81 18,67 17,71 16,09
22 52,64 43,71 42,76 40,98 36,03 34,11 27,58 26,26 24,62 24,48  
30 52,64 28,75 24,87 21,74 19,75 15,57 9,86 9,18 7,78 6,52 2,87 1,43
En fazla bozulmanın 30 °C’ de depolanan örneklerde, en az bozulmanın ise 22 ° C’de olduğu görülmektedir. Kalan C vitamini (%) 4 °C, 22 °C ve 30 °C örneklerde sırasıyla 30,56, 46,5 ve 2,72mg/100ml olarak bulunmuştur.
Meyve konsantresindeki askorbik asit konsantrasyonuna karşı depolama süresi grafiği çizildiğinde eğrilerin tanımlama katsayıları 4 °C, 22 °C ve 30 °C sırasıyla 0,9305 (Şekil 3.2. a), 0,9664 (Şekil 3.3. a) ve 0,9577 (Şekil 3.4. a) olarak bulunmuştur. Bu nedenle bütün sıcaklık derecelerindeki askorbik asit azalması birinci dereceden reaksiyon olarak bulunmuştur (Şekil 3.2- 3.3- 3.4). Şekil 3. 5’de 4 °C, 22 °C ve 30 °C depolamada karışık meyve nektarlarındaki askorbik asit değişimi aynı grafik üzerinde görülmektedir.
 
(a) (b)
Şekil 3. 2. 4 °C depolama sırasında karışık meyve nektarındaki askorbik asit kaybı
  (a)                                                                                  (b)                                      
Şekil 3. 3. 22 °C depolama sırasında karışık meyve nektarındaki askorbik asit kaybı
 
(a) (b)
Şekil 3. 4. 30 °C depolama sırasında karışık meyve nektarındaki askorbik asit kaybı
 

 
Şekil 3. 5. 4 °C, 22 °C ve 30 °C depolama sırasında karışık meyve nektarındaki askorbik asit kaybı
Bu çalışma sonucunda tanımlanan askorbik asit bozulması için birinci dereceden reaksiyon diğer çalışmalarla uyumludur. Johnson ve ark. (1995)’nın portakal suyu serumunda yaptıkları çalışmada askorbik asidin bozulması birinci dereceden bulunmuştur. Lee ve Coates (1999) tarafından gerçekleştirilen çalışmada dondurulmuş, taze sıkılmış, pastörize edilmemiş, polietilen ambalajlı portakal suyunda 24 aylık depolama periyodu boyunca C vitamini değişimi belirlenmiştir. Depolama periyodu boyunca C vitamini içeriği 40,6 mg/100 ml’den 32,8 mg/100 ml değerine düşmüştür. C vitamininde yüzde 19,2 azalma görülmüştür. Lee ve Coates (1999)’nın yaptığı depolama çalışması sonucunda ise portakal suyundaki C vitaminin bozulmasının birinci dereceden reaksiyon olduğu bulunmuştur. Burdurlu ve ark. (2005) tarafından turunçgil konsantreleriyle yapılan çalışmada depolama sonucunda askorbik asit kayıplarının birinci dereceden olduğu bulunmuştur.
Özdestan ve ark. (2011) tarafından gerçekleştirilen çalışmada 23 farklı çeşit meyve suyunda C vitamini analizleri spektrofotometrik olarak gerçekleştirilmiştir. Analiz edilen örneklerde C vitamini 0,84- 51,28 mg/100 ml aralığında bulunmuştur. Örnekler içinde en fazla C vitamini içeren örnek portakal suyu, en az C vitamini içeren örnek kırmızı meyvelerden oluşan karışık meyve nektarı olarak bulunmuştur.
4.Sonuçlar 
 C vitamininin düşük sıcaklıkta dahi hızlı bozulmasının nedeni oksijenin çözünürlüğünün sıcaklıkla ters orantılı olarak artması ve C vitamini oksidasyonunu arttırması olarak düşünülmektedir. Yüksek sıcaklıkta hızlı bozulmasının nedeni ise enzimlerin optimum çalışma sıcaklığının yaklaşık 30 °C olması ve askorbik asidin enzimatik oksidasyon sonucu bozulması olarak düşünülebilir. Askorbik asit kayıpları bütün sıcaklıklarda birinci dereceden reaksiyon olarak bulunmuştur. En düşük reaksiyon hızının 22 °C’de olduğu saptanmıştır. Bu araştırma sonucunda, meyve konsantresindeki askorbik asit kayıplarını en aza indirmek için depolama sırasında sıcaklığın 22 °C olması gerektiği tespit edilmiştir.

       5. Kaynaklar

1- Burdurlu, H., S., Koca, N., & Karadeniz, F., 2006, Degradation of vitamin C in citrus juice concentrates during storage, Journal of Food Engineering, 74, 211-216.
2- Cemeroğlu, B, 2009, Meyve ve sebze işleme teknolojisi, 1.cilt, 3.baskı, Ankara, Gıda teknolojisi dergisi yayınları no:38, bizim grup basım evi.
3- Hermandez, Y., Lobo, M. G., Gonzalez, M., 2006, Determination of Vitamin C in Tropical Fruits: A Comparative Evaluation of Methods, Food Chemistry, 96(4): 654-664.
4- Hışıl, Y., 2004, Enstrümental Gıda Analizleri Laboratuvar Deneyleri, Meyve Sularında Spektrofotometre ile Askorbik Asit (C vitamini) Tayini, Ege Üniversitesi Basımevi, 25-26.
5- Johnson, R. L., Braddock, R. J. & Chen, C. S., 1995, Kinetics of ascorbic acid loss and nonenzymatic browning in orange juice serum: Experimental rate constants, Journal of Food Science, 60, 502-505.
6- Kabasakalis, V., Siopidou, D., Moshatou, E., 2000, Ascorbic acid content of commercial fruit juices and its rate of loss upon storage, Food Chemistry, 70, 325-328.
7- Kaur, C, Kapoor, H., C., 2001, Antioxidants in fruits and vegetables the millennium’s health. International Journal of Food Science and Technology, 36, 703-725.
8- Klimczak,I., Malecka, M., Szlachta, M., Gliszczynska-Swigo, A., 2007, Effect of storage on the content of polyphenols, vitamin C and the antioxidant activity of orange juices, Journal of Food Composition and Analysis 20,  313–322.
9- Laing, B. M., Schlueter, D., L.,& Labuza, T. P., 1978, Degredation kinetics of ascorbic acid at high temperature and water activity, Journal of Food Science, 43, 1440-1443.
10- Lee, H. S., Coates, G. A., 1999, Vitamin C in frozen, fresh squeezed, unpasteurized, polyethylene-bottled orange juice; A storage study, Food Chemistry, 65, 165-168.
11- Leskova, E. , Kubikova, J., , Kovacikova, E., Kosicka, M., Porubska, J.,Holcikova, K., 2006, Vitamin losses: Retention during heat treatment and continual changes expressed by mathematical models, Journal of Food Composition and Analysis 19, 252–276.
12- Naidu, K. A., 2003. Vitamin C in human health and disease is still a mystery? An overview. Journal of Nutrition 2, 7-16.
13- Özdestan, Ö., Ötleş, S., Baysal, L., Ötleş, O., Dalaklı, G. 2011, Piyasada satılan farklı meyve suyu çeşitlerinin C vitamini (Askorbik asit) içeriklerinin belirlenmesi, DrinkTechmarket İçecek ve Teknolojileri Dergisi, 47, 54-58.
14- Özkan, M., Cemeroğlu, B., Kırca-Toklucu, A., 2010, Gıda Mühendisliğinde Reaksiyon Kinetiği, 46-114s.
15- Rassis, D., Saguy, I., S., 1995, Oxygen effect on nonenzymatic browning and vitamin C in commercial citrus juices and concentrate, LWT-Food Science and Technology, 28, 285-290.
16- Saldamlı, I. ve Saglam, F., 2005. Vitaminler ve Mineraller. Gıda Kimyası (Editör I. Saldamlı), Hacettepe Üniversitesi Yayınları, Ankara, 365-425.
17- Yıldız, H. ve Nergiz, C., 1996. Bir Gıda Maddesi Olarak Kuşburnu, Kuşburnu Sempozyumu Bildiriler Kitabı, Gümüşhane, 5-6 Eylül 1996, 309-318.
18- Zee, J., A., Carmicheal, L., Codere, D., Poirieir, D.,& Fournier, M., Effect of storage condition on the stability of vitamin C in various fruits and vegetables produced and consumed in Quebec, Journal of Food Composition and Analysis, 4, 77-88.

 

 

 

Yazarın diğer yazıları