BES 231- BESİN KİMYASI VE ANALİZLERİ I HAFTA ÜNİTE DERS SORUMLUSU 1 Genel Giriş Lab. Tanıtımı Dr. Berat Nursal Tosun 2 Kolloid Sistemler 3-4 Karbonhidratlar 5-6 Proteinler 7 I. Ara Sınav 8-9 Lipitler 10-11 Enzimler 12 Pigmentler 13 Tat-Koku 14 II. Ara Sınav
BES 231- BESİN KİMYASI VE ANALİZLERİ I ÜNİTE PLANLARI: GENEL GİRİŞ ve LABORATUAR TANITIMI ÜNİTENİN AMACI Dersin içeriği ve işleyişi hakkında bilgi sunmak, öğrencilerin düşüncelerini değerlendirmek. Besin analizlerinde kullanılan araç-gereçleri tanıtmak, öğrencilerin uygulamaya yönelik sorumluluklarını açıklamak ve deney raporu hazırlamayı anlatmak ÖĞRENİM HEDEFLERİ Besinin bileşimindeki temel besin ögelerinin saptanmasında kullanılan araç-gereçler hakkında fikir sahibi olur. Deneysel bulgularını raporlamayı öğrenir. KOLLOİD SİSTEMLER ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI ÖĞRENİM HEDEFLERİ Besin bileşenlerinin değişik ortamlarda fiziksel ve kimyasal özelliklerini öğrenmek Emülsiyonu, kolloid çözeltiyi, jelatinizasyonu, kristalizasyonu tanımlar. Besin bileşenlerinin çözelti içindeki durumlarını etkileyen etmenleri tanımlar. Dayanıklı emülsiyon, kolloid jel ve kristalizasyonu gösterir. Çoğu besin bileşeni heterojen bir yapı içinde bulunur. Bileşenlerin dağıtan kısımda dağılmış halde bulunmaları tek başına kimyasal özellikleriyle ilişkili olmayıp, fiziksel durumlarıyla da ilişkilidir. Bazı besinlerin bileşimi ve yapısı oldukça basitken, bazılarınınki karmaşık olabilir. Örneğin, süt yağ damlacıklarını, kazein misellerini ve suyu içeren bir kolloid sistemken, mayonez bir emülsiyondur. Tüketilen besinlerin çeşitliliği göz önünde bulundurulduğunda, besin sistemlerinin değişik koşullarda ve değişen oranlarda bulunuşu doğrudan kalitelerini etkilemektedir.
KARBONHİDRATLAR ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI ÖĞRENİM HEDEFLERİ Karbonhidratların kimyasal yapılarına bağlı olarak verdikleri reaksiyonları öğrenmek. Besin sistemlerindeki işlevlerini anlamak Karbonhidratları yapılarına göre sınıflandırır. Kimyasal özelliklerine göre karbonhidratları ayırt eder. Karbonhidrat türlerini belirlemeye yönelik temel analizleri öğrenir ve uygular. Besinlerin bileşiminde yaygın olarak bulunan karbonhidratlar, hem doğal olarak besinin yapısında yer alır hem de sonradan belli bir amaçla eklenebilir. Karbonhidratların birçok kimyasal formu bulunmaktadır. Monosakkaritler çoğu oligo- ve polisakkaritin temel yapı taşlarını oluştururlar. Glikoz, doğada ve insan vücudunda yaygın olarak bulunan monosakkarittir. Glikoz ve glikoz gibi daha küçük alt birimlere hidroliz olmayan aynı karbon sayısına sahip diğer monosakkaritler, isomerize olurlar, aldonik asitlere okside olurlar, şeker alkollerini oluştururlar, üronik asitlere dönebilirler, enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonu verirler. İki monasakkaritin birleşmesiyle besinlerde bulunan disakkaritler (sükroz, laktoz, maltoz) oluşur. Monosakkaritlerin polimerleşmesi ile de polisakkaritler (nişasta, glikojen, pektin, selüloz, sakızlar vb) oluşur. Polisakkaritler kimyasal yapılarına bağlı olarak çözünürlükleri farklılık gösterir ve koyulaştırıcı, jel oluşturucu, kıvam arttırıcı gibi işlevler sergilerler.
PROTEİNLER ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI ÖĞRENİM HEDEFLERİ Proteinlerin kimyasal yapılarına bağlı olarak verdikleri reaksiyonları kavramak. Besinlerde toplam protein analizini öğrenmek Proteinin yapısını kavrar. Amino asitlerin kimyasal özelliklerini öğrenir. Amino asitlerin amino, karboksil ve R gruplarına yönelik temel kimyasal reaksiyonları tanımlar ve uygular. Bir besinin içermiş olduğu toplam protein miktarını saptar ve yorumlar. Proteinlerin temel yapı taşı amino asitlerdir. Amino asitler, bir karbon atomuna kovalent olarak bağlanmış bir hidrojen atomu, bir karboksil grubu, bir amino grubu ve R grubu içerir. Amino asitlerin fizikokimyasal özellikleri (çözünürlük, taşıdıkları yük, kimyasal reaksiyonları), yapısında bulunan gruplara göre değişkenlik gösterir. Yan zincirdeki gruplara göre ve sudaki çözünürlüklerine göre sınıflandırılırlar. Yapılarındaki karboksil (asidik) ve amino (bazik) grupları nedeniyle amfoteriktirler. Amino asitlerin bazı reaktiflerle tepkimeye girmeleri sonucu çözünürlükleri değişir, bazılarıyla miktarsal tayini yapılır ve bazı durumlarda da yan zincirin taşıdığı gruplar saptanır. Proteinlerin yapısı (1., 2., 3. ve 4.) ısı, ph, mekanik kuvvet, organik çözücüler, yüksek iyonik kuvvetteki tuzlar tarafından önemli oranlarda etkilenir ve böylece çözünürlük, emülsifiyer, fom ve jel oluşturma gibi işlevsel özellikleri değişir. Bir besinin içermiş olduğu toplam protein miktarı Kjeldahl yöntemi ile tayin edilir.
LİPİTLER ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI Lipitlerin kimyasal yapılarına bağlı olarak verdikleri reaksiyonları kavramak. Besinlerde toplam yağ analizini öğrenmek ÖĞRENİM HEDEFLERİ Lipitlerin temel kimyasal formüllerini öğrenir. Kimyasal özelliklerine bağlı olarak verdikleri reaksiyonları tanımlar. Lipitlere yönelik nitel ve nicel analizleri yapar ve sonuçları yorumlar. Lipitler, organik çözücülerde çözünen geniş bir grup bileşiklerdir. Gliserol ile esterleşmiş yağ asitleri (tri-, di-, monogliserit), bitkisel ve hayvansal yağların temelini oluşturur. Yapısal bileşen olarak protein ve karbonhidratlarla beraber bulunurlar. Besinlerde yer alan lipitlerin bileşimi, erime noktaları, su ve diğer moleküllerle olan reaksiyonları işlevsel özelliklerini etkiler. Besinlerin işlenmesi, depolanması ve hazırlanması sırasında bir seri kimyasal değişime uğrayarak besin kalitesini olumlu veya olumsuz yönde etkilerler. Lipitlerin hidrolizi ile açığa çıkan yağ asitleri, genel olarak doymuş ve doymamış olarak sınıflandırılır. Yapılarında bulunan karbon sayılarına göre isimlendirilirler. Fosfolipitler, yapısında fosforik asit bulunduran lipitlerdir ve besin sistemlerinde önemli bir emülsifiyer olan lesitin bu yapıdadır. Lipitler değişik etmenlere bağlı olarak lipolize ve oksidasyona uğrarlar. İyot sayısı, peroksit değeri, sabunlaşma sayısı ve serbest asit sayısı lipitlerin kalitesi hakkında fikir veren analiz yöntemleridir. Bir besinin içermiş olduğu toplam yağ miktarı ise Soxhelet yöntemi kullanılarak tayin edilebilir.
ENZİMLER ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI Besinlerde sıklıkla yer alan enzimatik olayları ve bunlara etkileyen etmenleri öğrenmek. Tipik enzim-sübstrat ilişkisini gözlemlemek. ÖĞRENİM HEDEFLERİ Enzim-sübstrat ilişkisini tanımlar. Enzim aktivitesini etkileyen etmenleri açıklar. Taze ve işlem görmüş besinlerde yer alan enzimatik reaksiyonları kavrar. Enzimler, protein yapıda olan organik katalizörlerdir. Proteinlerin sahip olduğu tüm kimyasal ve fiziksel özellikleri gösterirler, ancak katalizledikleri reaksiyonlar doğrultusunda sübstrata karşı yüksek oranda özgüldürler. Katalizledikleri reaksiyon tipleri itibariyle 6 grupte sınıflandırılırlar: oksidoredüktazlar, transferazlar, hidrolazlar, liyazlar, izomerazlar, ligazlar. Besinlerin doğal olarak yapılarında bulunan konsantrasyonları enzim türüne ve besin çeşidine göre değişkenlik gösterir. Katalizledikleri tepkimelerin türü ve şiddeti bulundukları ortamın koşullarına bağıntılı olarak besin kalitesini olumlu veya olumsuz şekilde etkiler. Enzimatik reaksiyonun hızını enzim ve substrat konsantrasyonu, ph, sıcaklık, aktivatör ve inhibitörlerin varlığı etkiler. Besinlerde endojen olarak bulunan en temel enzimler polifenol oksidaz, klorofilaz, lipoksigenaz, peroksidaz, katalaz, amilaz, proteaz, selülaz ve pektik enzimlerdir. Besinlerin işlenmesinde, ürün kalitesini arttırmak amacıyla da çeşitli enzimlerden yararlanılmaktadır.
PİGMENTLER ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI Doğal pigmentleri kimyasal yapılarına ve besinlerde bulunuşlarına göre öğrenmek. ÖĞRENİM HEDEFLERİ Besinlerdeki doğal pigmentleri sınıflandırır. Pigmentlerin kimyasal özelliklerini ve reaksiyonları formüle eder. Besinlerde bulunan pigmentlerin varlığını nitel olarak tayin eder. Pigmentler, bitki ve hayvan dokularında doğal olarak bulunan renk maddeleri olup besinin kalitesiyle doğrudan ilişkilidir. Temelde izopren, flavanoid, tetrapirol ve betalein olmak üzere 4 grupta sınıflandırılırlar. Çoğu doğal pigment, besinlerin işlenmesine karşı oldukça hassastır ve istenmeyen bu değişimleri kontrol altında tutmak oldukça güçtür. Pigmentin dayanıklılığı, kimyasal özelliklerine bağlı olarak ışık, oksijen, ağır metaller, ısı, ph, okside edici ajanların varlığından etkilenmektedir.
TAT-KOKU ve LABORATUAR UYGULAMASI ÜNİTENİN AMACI ÖĞRENİM HEDEFLERİ Lezzet kavramını anlamak. Temel tat ve koku bileşiklerini öğrenmek. Tat-lezzet ilişkisini kavrar. Tat oluşturan bileşikleri ve kimyasal özelliklerini açıklar. Besinlerde bulunan temel bitki asitlerinin varlığını saptar. Dil yüzeyinde ve ağız boşluğunda yer alan tat tomurcukları lezzetin ana bileşenlerinden biri olan tat duyusunun algılanmasını sağlar. Tatlı, acı, tuzlu ve ekşi dört temel tattır. Tatlı tadı veren bileşikler çoğunlukla hidrofilik bileşiklerdir. Acı tat oluşturan bileşikler genelde alkoloid ve glikozit grubundaki maddelerdir. Tuzlu tadın en bilinen örneği sodyum klorittir. Ekşi tat ise genellikle asidik bileşiklerle elde edilir. Burun boşluğundaki olfaktör epitelyuminde koku algılayan özel hücreler bulunmaktadır. Besinlerde koku verme özelliğine sahip kimyasal bileşikler yağ asitleri, alkoller, esterler, aldehitler, ketonlar, laktonlar, fenoller ve kükürtlü bileşiklerdir.