Mikrobiyel Kaynaklı Doğal Gıda Renklendiricileri Serap Duraklı Velioğlu Namık Kemal Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Tekirdağ
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Renk Mikrobiyolojik kalite Aroma Tekstür Gıda kalitesi Besin değeri 2
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği nde Renklendiriciler, Gıdalara renk veren veya rengini geri kazandıran, gıdaların doğal bileşenlerini ve genel olarak olduğu gibi gıda olarak tüketilmeyen doğal kaynakları içeren ve genellikle gıdanın karakteristik bir bileşeni olarak kullanılmayan maddeler ve ayrıca; gıda maddelerinden ve diğer yenilebilir doğal kaynaklardan fiziksel ve/veya kimyasal ekstraksiyonla elde edilen diğer besleyici veya aromatik bileşenleri içermeyecek şekilde pigmentlerin selektif ekstraksiyonuyla oluşturulan preparatlar olarak tanımlanmaktadır.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Mevzuatımıza göre, Renklendirici fonksiyonuna sahip olan bir gıda katkı maddesinin kullanılabilmesi için, tüketicilere yönelik avantajları ve yararları olması gıdanın doğasını, içeriğini veya kalitesini tüketiciyi yanıltacak şekilde değiştirmemek koşuluyla, kalitesinin ve stabilitesinin korunmasına katkı sağlaması veya organoleptik özelliklerini geliştirmesi gereklidir. Ayrıca, aşağıdaki hükümlerden bir ya da daha fazlasını karşılaması gereklidir. a)gıdanın renginin; işleme, depolama, paketleme ve dağıtımdan etkilenerek, görsel kabul edilebilirliğinin zarar görmesi durumunda gıdanın orijinal görünümünü geri kazandırması, b) Gıdayı görsel olarak daha cazip hale getirmesi, c) Renksiz gıdaya renk vermesi.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Ayrıca Renklendiricilerin, işaretleme ve damgalama amacıyla kullanılmasına da izin verilmektedir. Çiğ etlerin sağlık işaretlemeleri yumurta kabukları dahil hayvansal gıdalara doğrudan uygulanan tanımlama işaretleri yumurta kabuklarının süsleme amacıyla renklendirilmesinde de kullanımına izin verilmektedir.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği ne göre; renklendirici bulunmasına izin verilmeyen gıdalar, Pastörize veya UHT süt Peynir, Krema Koyun ve keçi sütünden elde edilen tereyağı Bitkisel veya hayvansal yağlar Un, Ekmek, Makarna Bal Salça, domates püresi Meyve suyu, meyve nektarları Sebze suyu, sebze nektarları Balık, yumuşakçalar, kabuklular, et, kümes hayvanlarının etleri Çikolata Tuz, tuz ikameleri, baharatlar, Çay ve bitki çayları Bebek ve küçük çocuk gıdaları
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Türk Gıda Kodeksi, Katkı Maddeleri Yönetmeliği ne göre; Ülkemizde üretilen bazı geleneksel ürünlerde kullanılması yasaklanan gıda katkı maddelerinin arasında da renklendiriciler vardır. Buna göre; Fermente sucuk, Isıl işlem görmüş sucuk, Pastırma,Döner, Kanatlı döner,köfte, Pekmez, Çiğ köfte ve mezelerde renklendirici kullanımı yasaktır. Bunların dışındaki meyve-sebze, tahıl, süt, et ürünlerinde ve şekerlemeler, içecekler gibi birçok üründe, gıda renklendiricileri kullanılabilmektedir.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Annatto, Safran, Turmerik gibi doğal ekstraktlar gıdaları renklendirmede kullanılmaktaydı. Mauveine İlk sentetik renklendirici tekstil boyası, gıda renklendiricisi 1856 yılında William Henry Perkin tarafından, anilinin oksidasyonu ile üretilmiştir Bu buluşu takiben, doğal renklendiricilere kıyasla daha ucuz olan sentetik renklendiricilerin kullanımı artmıştır.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış 20 yy boyunca, doğal renklendiricilerin yerini neredeyse tamamen sentetik renklendiriciler almıştır.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış 1992 de kola yerine alternatif olarak üretilen renklendirici içermeyen Kristal Pepsi, tüketiciler tarafından kola ikamesi bir ürün olarak algılanmamış, ve piyasadan çekilmiştir. Daha doğal görünen bu ürün başarısızlığa uğramıştır.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Yeşil teknoloji yaklaşımı gereği, günümüz üretim hatlarında, daha az toksik ürünler, ve daha doğal hammaddeler tercih edilmeye başlanmıştır. Doğal renklendiriciler; gıda endüstrisinde tekstil ve kağıt üretiminde veya tarımsal uygulamalarda kullanılmaktadır.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Gıda endüstrisinde kullanılan renklendiriciler; Doğal ve sentetik (doğala özdeş ve yapay renklendiriciler ) şeklinde gruplandırılabilir. Doğal renklendiriciler, organik (yenilebilir kaynaklardan elde edilirler; antosiyaninler, betaninler; koşineal; kurkumin; klorofiller, annatto; beta karotenler, paprika, riboflavin, karamel ) ve inorganik (titanyum dioksit, demir oksitler, kalsiyum karbonat ) olabilir.
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Yüksek Stabilite Düşük Stabilite Sağlık riskleri Tüketicilerin negatif tutumu Sentetik Doğal Artan tüketici talebi 14
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Günümüzde bazı renklendiricilerin özellikle çocuklar için güvenilirliği ile ilgili tartışmalar vardır. Sağlık ile ilgili soru işaretlerine ek olarak, renklendiricilerin, tüketicileri kandırmaya yönelik etkileri olup olmadığı, gıda satın alma davranışlarında olumsuz etkileri olup olmadığı da akla gelebilen sorular arasında
Tablo 1. Maksimum kullanım değerleri belirlenmiş olup belirli gıda kategorilerinde kullanımına izin verilen renklendiriciler RENKLENDİRİCİ Allura Red AC E 129 Annatto Extract (Bixin-bazlı) E 160b Azorubin (Carmoisine) E 122 Brilliant Blue FCF E 133 Caramel IV ( Sulfite Ammonia Caramel) E 150d KULLANILMASINA İZİN VERİLEN GIDA KATEGORİSİ Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Tereyağı 2008 Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler KABUL EDİLDİĞİ YIL 2009 En çok kullanılan sentetik renklendiriciler, bir veya daha fazla azo grubu (N=N) ile iki veya üç adet aromatik halka içeren Çorba ve ve aşırı et sularında tüketilmeleri durumunda toksik 2015 etkileri olabilen maddelerdir (Lelis et al., 2017). 2005 Allura Red, FDA tarafından onaylı, suda çözünebilen monoazo boyadır. Birçok gıda grubunda kullanımı için belirlenen limit değerler; 25-300 mg/kg aralığında ADI Caramel değeri; III 7 ( Ammonia mg/kg vücut Caramel) ağırlığı gün 1999 Limit değerin E üzerinde 150c tüketilmesi durumunda, alerjilere, toksik etkilere, hiperaktiviteye neden olabilir. 1999
Tablo 1. Maksimum kullanım değerleri belirlenmiş olup belirli gıda kategorilerinde kullanımına izin verilen renklendiriciler KARMİN (Carmine, Koşineal, Karminik asit) E 120 β-carotene (bitkisel kaynaklı) E160a Carotenoid β-carotenes, synthetic, β-carotenes, Blakeslea trispora, Carotenal, beta-apo-8'- Carotenoic acid, ethyl ester, beta- apo-8'- Klorofillerin ve klorofilinlerin bakır kompleksleri E 141 CURCUMIN (turmeric) E 100 Erythrosine E 127 Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler 2005 2005 2008 Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, 2005 meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Çorba ve et suları 2015 Meyve sebze ürünleri, sakızlar, işlenmiş et ürünleri 2005
Tablo 1. Maksimum kullanım değerleri belirlenmiş olup belirli gıda kategorilerinde kullanımına izin verilen renklendiriciler Fast Green FCF E143 Grape skin extract Indigotine (indigo carmine) E 132 Iron oxides E 172 PONCEAU 4R (COCHINEAL RED A) E 124 KİNOLİN SARISI Quinoline yellow E 104 Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, enerji içecekleri Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, enerji içecekleri 1999 2009 2009 2005 2008 Çorba ve et suları 2015
Tablo 1. Maksimum kullanım değerleri belirlenmiş olup belirli gıda kategorilerinde kullanımına izin verilen renklendiriciler RENKLENDİRİCİ Riboflavin Riboflavin, synthetic Riboflavin 5'-phosphate sodium INS Riboflavin from Bacillus subtilis E 101 Sunset yellow FCF E110 TARTRAZİN E 102 KULLANILMASINA İZİN VERİLEN GIDA KATEGORİSİ Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, enerji içecekleri Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, enerji içecekleri KABUL EDİLDİĞİ YIL 2005 2008 Çorba ve et suları 2015
Gıda Renklendiricilerine Genel Bakış Aşağıdaki renklendiricileri içeren gıdaların etiketlerinde yer alması gereken ilave bilgi Aşağıdaki renklendiricilerin bir veya daha fazlasını içeren gıdalar Sunset yellow (E 110) (*) Kinolin Sarısı (E 104) (*) Karmosin (E 122) (*) Allura red (E 129) (*) Tartrazin (E 102) (*) Ponzo 4R (E 124) (*) Bilgi Renklendirici(ler)nin adı veya E kodu : çocukların aktivite ve dikkatleri üzerine olumsuz etkileri bulunabilir. (1)renklendirici(ler)in, et ve et ürünlerinin sağlık veya diğer amaçlarla işaretlemelerinde ya da yumurta kabuklarının süsleme amacıyla renklendirilmesinde ve damgalanmasında kullanılan gıdalar ve (2)hacmen 1,2 den fazla alkol içeren içecekler hariç
Doğal Gıda Renklendiricileri Doğal renklendiriciler, Bitkisel (pancar kökü kırmızısı, annatto, safran), Hayvansal (karminik asit ve kermesik asit) ve Mikrobiyel (β-karoten, Monascus kırmızısı, fikosiyanin) kaynaklı olabilmektedir. 23
Tablo 3. GMP prensibine göre kullanımına izin verilen renklendiriciler Katkı Maddesi Pancar kökü kırmızısı (Beet Red, betain) E 162 Fonksiyonel Kabul edildiği sınıfı yıl Renk 1999 Sade Karamel (Caramel I) E 150 Renk 1999 Chlorophylls E 140 Renk 1999 Lycopene, Blakeslea trispora Renk 2012 Lycopene, synthetic Renk 2012 Lycopene, tomato Renk 2012 Titanium dioxide E 171 Renk 1999
Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği nde quantum satis prensibine göre kullanımına izin verilen gıda renklendiricileri E-kodu Adı E 101 Riboflavinler E 140 Klorofiller, Klorofilinler E 141 Klorofillerin ve klorofilinlerin bakır kompleksleri E 150a Sade karamel E 150b Kostik sülfit karamel E 150c Amonyak karamel E 150d Amonyum sülfit karamel E 153 Bitkisel karbon E 160a Karotenler E 160c Paprika ekstraktı, kapsantin, kapsorubin E 162 Pancar kökü kırmızısı, betanin E 163 Antosiyaninler E 170 Kalsiyum karbonat E 171 Titanyum dioksit E 172 Demir oksitler ve hidroksitler Quantum satis/qs/belirlenmemiş miktar : Herhangi bir en yüksek düzeyin belirtilmediği, ancak istenilen etkinin sağlanabildiği en küçük miktardır.
RENKLENDİRİCİ Annatto Extract (Bixin-bazlı) CURCUMIN E 160b (turmeric) E 100 Doğal Gıda Renklendiricileri KULLANILMASINA İZİN VERİLEN GIDA KATEGORİSİ Tereyağı 2008 Çorba ve et suları 2015 Annatto, Amerika daki tropikal bölgelerde bulunan Bixa orellana ağacından elde edilmekte KABUL EDİLDİĞİ YIL Curcumin, Turmeric (zerdeçal) etken maddesi
RENKLENDİRİCİ KARMİN (Carmine, Koşineal, Karminik asit) E 120 Doğal Gıda Renklendiricileri KULLANILMASINA İZİN VERİLEN GIDA KATEGORİSİ Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler KABUL EDİLDİĞİ YIL 2005 Karmin, yüzyıllardır kullanılan doğal bir renklendirici bazı insanlarda alerjik reaksiyonlara neden olabilmektedir
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Verimli Renklendiricilerin Mikrobiyel Olarak Üretimi Çok yönlü Hızlı Mikrobiyel pigmenter; Biyoparçalanabilir Çevreyle dost Sürdürülebilir üretim 28
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Gıda renklendiricisi üretiminde, pigment üreten mikroorganizmaların kullanılabilmesi için bazı özellikleri taşımaları gerekmektedir: Önemli düzeyde pigment verimine sahip olması, Birçok karbon ve azot kaynağını kullanabilmesi, ph, sıcaklık ve minerallere tolerans Patojen olmaması gerekmektedir. 29
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Üretimde kullanılacak aktif saf kültürün orijinal kültürden üretimi Renklendiricinin fermentasyon ile üretimi için optimum koşulların sağlanması Renklendiricinin *ekstraksiyonu *saflaştırılması Doğal Renklendiricilerin Mikroorganizmalar Kullanılarak Üretimi 30
Fermentasyon Avantaj Dezavantaj Katı ortam Sıvı ortam Alet-ekipman Proses maliyeti düşük Fermentasyon şartlarının (ph, sıcaklık, havalandırma) kontrolü kolay Fermentasyon süresi kısa Kontaminasyon riski düşük Ürün kalitesi standart değil Fermentasyon şartlarının (ph, sıcaklık, havalandırma) kontrolü zor Fermentasyon süresi uzun Kontaminasyon riski yüksek Verim düşük Geri kazanım oranı düşük Maliyeti yüksek
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Artan doğal renklendirici talebi göz önüne alındığında, mikrobiyel gıda renklendiricilerinin öneminin artacağı anlaşılmaktadır. Renklendiriciler alanında yapılan çalışmaların önemli miktarı, mikrobiyel renklendiriciler ile ilgili olmaktadır. Bununla birlikte mikrobiyel renklendiricilerin çok az bir miktarı ticarileşebilmiştir. Monascus cinsi küfler kullanılarak kırmızı pigment üretimi Blakeslea trispora tarafından üretilen Likopen ve β-karoten Konu ile ilgili bilimsel çalışmalar bulunmakla birlikte, ülkemizde doğal renklendiricilerin ticari olarak üretimi yok denecek kadar azdır. Gıda endüstrisinde kullanılan doğal renklendiriciler, ithal edilmektedir. 32
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Mikrobiyel pigmentler ile ilgili çalışmalar, gıda endüstrisinde ne kadar uygulama alanı bulabilir? Ürünün pazarda kabul görmesi Ürünün kullanımına yasal olarak izin verilmiş olması Bu alanda yatırım yapılabilmesi
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Dünya genelinde devam eden çalışmalarda, mikrobiyel pigment üretiminin maksimize edilmesi için gerekli stratejiler; Pigment üreten mikroorganizmaların genetik modifikasyonu ile verimli suşların geliştirilmesi, Besiyeri bileşimi ve ortam koşullarının optimizasyonu, Tarım endüstrisi atık/artıklarının substrat olarak kullanılmasıyla, besin ortamı maliyetlerinin düşürülmesi olarak sıralanmaktadır. 34
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Üretilen pigmentlerin ayırma ve saflaştırma basamaklarının endüstriyel seviyede hala zorlu basamaklar olduğu ifade edilmekte Kullanılan birçok yöntemin, yüksek sıcaklıkta işlem uzun proses süreleri organik çözücüler ile ekstraksiyon gibi bazı dezavantajları vardır. Mikrobiyel renklendirici üretiminde kullanılacak etkili ayırma ve saflaştırma yöntemlerine ihtiyaç vardır. 35
Mikrobiyel metabolitlerin ticari/endüstriyel potansiyeli değerlendirilirken, bu maddelerin stabilite ölçümleri de oldukça önemlidir. Parçalanma etkisiyle meydana gelen renk kaybı, doğal renk maddelerinde rastlanan bir olgudur. Mikrobiyel pigmentlerin parçalanmasında etkili faktörler: asitlik, sıcaklık, ışık, oksijen, su aktivitesi, zaman Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Süre Sıcaklık Pigment Stabilitesi Işık ph 36
Mikrobiyel gıda renklendiricileri (Venil, Zakaria, & Ahmad, 2013)
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Günümüzde kullanımı olan mikrobiyel gıda renklendiricileri, β-karoten (Blakeslea trispora) Likopen (Blakeslea trispora) Riboflavin (Bacillus subtilis) Monascus pigmentleri 38
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Tablo 1. Maksimum kullanım değerleri belirlenmiş olup belirli gıda kategorilerinde kullanımına izin verilen renklendiriciler Carotenoidler β-carotenes, synthetic, β-carotenes, Blakeslea trispora, Carotenal, beta-apo-8'- Carotenoic acid, ethyl ester, beta- apo-8'- Riboflavin Riboflavin, synthetic Riboflavin 5'-phosphate sodium INS Riboflavin from Bacillus subtilis E 101 Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Süt ve süt ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, enerji içecekleri 2008 2005 Tablo 3. GMP prensibine göre kullanımına izin verilen renklendiriciler Lycopene, Blakeslea trispora Tüm gıdalarda 2012
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Blakeslea trispora tarafından üretilen β-karoten B. trispora, tropik bitkilerde ortakçı olarak yaşam döngüsünü sürdüren ve bazı suşları yüksek oranda β-karoten üretme yeteneğinde olan bir küftür. Mikrooganizma kaynaklı pigmentler içinde Avrupa da izin verilen ilk pigment, Blakeslea trispora tarafından üretilen β-karoten olmuştur. 40
B. trispora ile aerobik şartlarda sıvı ortam fermentasyonu ile β-karoten üretimi konusunda, Avrupa Birliği Bilimsel Gıda Komitesi nin yayınladığı resmi bildirime göre mikrobiyal kaynaklı β-karotenin kimyasal yolla sentezlenen β-karotenden herhangi bir farkı olmadığı, toksik bir etkiye sahip olmadığı ve mikotoksin içermediği vurgulanmış ve renklendirici olarak kullanımı onaylanmıştır. Anonim (2000). Opinion of the scientific committee on food on β-carotene from Blakeslea trispora, European Commission Scientific Opinions.
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Blakeslea trispora tarafından üretilen β-karoten β-karoten, aerobik şartlarda sıvı ortam fermentasyonu ile üretilmektedir Beslenme fizyolojisi açısından en önemli karotenoid provitamin A (organizmada A vitaminine dönüşür) Yüksek sıcaklıklarda stabil Işık ve oksijene duyarlı Kullanıldığı gıda grupları: Süt ve süt ürünleri, tahıl ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Kullanımına izin verilen miktar: 20-1200 mg/kg 42
Blakesleatrispora tarafından β-karoten üretimi Kültivasyon ortamı PST PST Melas Hidrolize buğday Buğday Soya Mısır Eklenen Verim Kaynak Tween 80, Span 80, β- ionone İyonik olmayan yüzey aktif madde Linoleik asid, kerosene, antioksidanlar - 405 mg/l Roukas ve ark., 2015 100.0 ± 5.0 mg/g biomass dry weight Varzakakou ve ark., 2010 790 mg/l Göksungur ve ark., 2002 133 101 310 52 Ciegler et al, 1959 Melas, şilempe, PST Melas ile 24,1 mg/l Kahyaoğlu and Kıvanç, 43 2007
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Blakeslea trispora tarafından üretilen likopen Karotenoidler grubunda yer alır Provitamin A özelliği yoktur Kullanıldığı gıda grupları: Tüm gıdalarda Gıdalarda kullanımı: GMP prensibine göre 44
Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri Bacillus subtilis tarafından üretilen riboflavin Kullanıldığı gıda grupları: Süt ve süt ürünleri, tahıl ürünleri, sakız ve şekerlemeler, meyve sebze ürünleri, et ve balık ürünleri, soslar, içecekler Kullanımına izin verilen miktar: 30-1000 mg/kg 45
Monascus pigmentleri Mikrobiyel kaynaklı doğal renklendiricilerden en eskisi, Monascus cinsi küfler kullanılarak üretilen red koji, ang-kak veya anka olarak da bilinen kırmızı fermente pirinçtir. M. pilosus M. purpureus Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri 46
Monascus pigmentleri Monascus pigmentleri poliketid kromoforlar ve beta-keto asitlerden esterifikasyon yoluyla sentezlenen metabolitler olan azofilonlar grubuna dahildir. Ekstraselüler Suda çözünebilir Yüksek kimyasal stabiliteye sahip Mikrobiyel Gıda Renklendiricileri 47
İki turuncu pigment, monascorubrin ve rubropunctatin Bu pigmentler birincil aminoasit gruplarını içeren bileşiklere karşı yüksek afinite gösteren bir yapıya sahiptir. Bu pigmentlerin aminoasitlerle reaksiyonu sonucu, monascorubramin ve rubropunctamin gibi suda çözünebilen kırmızı pigmentler oluşmaktadır (Babitha ve ark. 2007).
Kullanılabildiği ürünler: şarap, peynir ve et Sosis, jambon gibi işlenmiş et ürünleri Balık ezmesi Ketçap, Meyveli yoğurtlar Yaygın olarak Doğu Asya da doğal renklendirici ve geleneksel gıda katkısı olarak kullanılan Monascus pigmentleri, aynı zamanda Batı ülkelerinde et işleme endüstrisinde de kullanılmaktadır. Ülkemiz mevzuatında, renklendirici olarak yer almamaktadır. Ülkemiz et endüstrisinde de kırmızı Monascus pigmentleri diğer bir doğal renklendirici olan karmin ile birlikte kullanılmaktadır.
Bazı Monascus türlerinin, esas olarak Aspergillus ve Penicillum türlerinin ürettiği bir nefrotoksin olan, sitrinini üretebildiğini gösteren çalışmalar vardır. Japonya da kırmızı fermente pirinçte izin verilen maksimum sitrinin değeri 200 ng/g dır. Sitrinin üretme yeteneği, kullanılan suşa, besin ortamı, inkübasyon koşullarına bağlıdır. Bu sebeple Monascus ile yapılan pigment üretme çalışmalarında sitrinin analizlerinin de yapılması gerekmektedir.
2.2. Monascus Ürünlerinde Sitrinin Varlığı Son yıllarda yapılan çalışmalar; sitrinin üretmeyenmonascus suşlarının belirlenmesi, Monascus ürünlerindeki sitrinin oranının düşürülmesi, farklı fiziksel ve kimyasal metotlarla sitrininin ortamdan uzaklaştırılması, genetik yöntemlerle sitrinin üretmeyen mutant M.purpureus suşlarının üretimi 51
Tarım Endüstrisi Atık/Artıklarının Monascus Pigment Üretiminde Kullanımı Besin Ortamı İlave bileşenler Fermentasyon şekli Kaynak Pepton, NH 4 Cl Şeker kamışı küspesi Soya protein izolatı, Soya kepeği, Sıvı ortam (Silveirave ark 2011) Peynir altı suyu tozu, Mısır kırması, Glukoz, Fıstık kırması, Hindistan cevizi artığı, galaktoz, sorboz, Katı ortam (Nimnoive Lumyong 2011) Soya kırması mannitol Süne hasarlı buğday - Sıvı ortam (Durakli Velioğlu ve ark., 2013) 52 (Silveirave ark
Mikrobiyel renklediricilerin gıda endüstrisini renklendirebilmesi için öneriler Doğal renklendiriciler sadece kullanıldığı ürünün pazarlanabilirliğini artırmakla kalmayıp, çoğu zaman ona bazı olumlu özellikler (antioksidan etki vs ) eklemektedir. Bu nedenlerle, farklı doğal renklendirici kaynaklarını ve bunların uygulamalarını araştırmak oldukça önemlidir. Renklendiriciler gibi katkı maddelerinin ithalinden kaynaklanan döviz kaybının önüne geçmek amacıyla, Doğal renklendiriciler ile ilgili daha fazla sayıda çalışma yapılmalıdır. Doğal renklendiricilerin ülkemizde üretiminin sağlanması ile ilgili Sanayi Üniversite işbirliğiyle yapılan bilimsel çalışmalara daha fazla destek verilebilir.
Mikrobiyel renklediricilerin gıda endüstrisini renklendirebilmesi için öneriler Özellikle tarım endüstrisi atık/artıklarının değerlendirilerek, doğal renklendiriciler gibi daha değerli ürünlerin üretimini ve optimizasyonunu ele alan bilimsel çalışmalara ağırlık verilebilir. Üretilen mikrobiyel renklendiricilerin, saf halde elde edilmesini sağlayacak etkili ayırma ve saflaştırma yöntemleri ile ilgili çalışmalar da önemlidir. Doğal renklendiricilerin ticari potansiyeli değerlendirilirken, bu maddelerin stabilite ölçümlerinin de mutlaka yapılması gerektiği göz önünde bulundurulmalıdır.
Referanslar Anonim (2000). Opinion of the scientific committee on food on β-carotene from Blakeslea trispora, European Commission Scientific Opinions. Anonim, 1995. Codex General Standard for Food Additives (GSFA, Codex STAN 192-1995) http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/standards/gsfa/en/ Erişim tarihi: 30.09.2016 Anonim, 2015. European Food Safety Authority. Refined exposure assessment for Allura Red AC (E 129). EFSA Journal, 13(2), 1 33. Babitha S, Soccol CR, Pandey A (2007). Solid-state fermentation for the production of Monascus pigments from jackfruit seed. Bioresource Technology, 98: 1554-1560. Ciegler, A., Arnold, M., Anderson, R.F. (1959). Microbiological production of carotenoids. IV. Effect of various grains on production of Beta- carotene by mated strains of Blakeslea trispora. Appl Microbiol. 7, 94-98. Dufosse, L. (2006). Microbial production of food grade pigments. Food Technology and Biotechnology. 44 (3), 313-321. Dufosse, L., Galaup, P., Yaron, A., Blanc, P., Chidambara, K.N., Ravishankar, G.A. (2005). Microorganisms and Microalgae as sources of pigments for food use: a scientific oddity or an industrial reality?. Trends in Food Science and Technology, 16, 389-406.
Dominguez-Espinosa RM, Webb C (2003). Submerged fermentation in wheat substartes for production of Monascus pigments. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 19: 329-336. Durakli Velioglu, S., Boyaci, I.H., Simsek, O., Gumus, T. 2013. Optimizing the submerged cultivation for the production of red pigment by Monascus from bug damaged wheat using artificial neural networks. Food Science and Biotechnology.22(6):1639-1648 DOI: 10.1007/s10068-013-0261-z Food and Drug Administration/Center for Food Safety and Applied Nutrition. Certified color additives in food and possible association with attention deficit hyperactivity disorder in children(2011).http://www.fda.gov/advisorycommittees/committeesmeetingmaterials/foodad visorycommittee/ ucm149740.htm/accessed 16.08.21. Goksungur,Y., F Mantzouridou, F., Roukas,T. (2002).Optimization of the production of β- carotene from molasses by Blakeslea trispora:a statistical approach. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 77:933 943. Kahyaoğlu, M., Kıvanç, M. (2007). Endüstriyel atık maddelerden mikrobiyal yolla beta karoten üretimi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi (J. Agric. Sci.), 17(2), 61-66. Lelis, C. A., Hudson, E. A., Ferreira, G. M. D., Ferreira, G. M. D., da Silva, L. H. M., da Silva, M. do C. H., Pires, A. C. dos S. (2017). Binding thermodynamics of synthetic dye Allura Red with bovine serum albumin. Food Chemistry, 217, 52 58. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.08.080
Nimnoi P, Lumyong S (2011). Improving solid-state fermentation of M. purpureus on agricultural products for pigment production. Food and Bioprocess Technology, 4: 1384-1390. Roukas, T., Varzakakou, M., Kotzekidou, P. 2015. From Cheese Whey to Carotenes by Blakeslea trispora in a Bubble Column Reactor. Appl Biochem Biotechnol 175:182 193. DOI 10.1007/s12010-014-1260-0 Silveira ST, Daroit DJ, Brandelli A (2008). Pigment production by M. purpureus in grape waste using factorial design. LWT-Food Science and Technology, 41: 170 174. Silveira ST, Daroit DJ, Sant Anna V, Brandelli A. 2011. Stability Modeling of Red Pigments Produced by M. purpureus in Submerged Cultivations with Sugarcane Bagasse. Food Bioprocess Technology, DOI 10.1007/s11947-011-0710-8. Varzakakou, M., Roukas, T., Kotzekidou, P., Giamoustaris, A. (2010). Effect of non-ionic surfactants and beta-ionone on the morphology of Blakeslea trispora and carotenoids production from cheese whey in submerged aerobic growth: a statistical approach. Food Biotechnology, 24, 197-214. Venil, C. K., Zakaria, Z. A., & Ahmad, W. A. (2013). Bacterial pigments and their applications. Process Biochemistry, 48(7), 1065 1079. http://doi.org/10.1016/j.procbio.2013.06.006
Dinlediğiniz için teşekkür ederim