Antioksidan

Antioksidan veya yükseltgeme önleyici, yağların oksidasyonunu yavaşlatan madde. Canlılarda, kimyasal süreçler, özellikle oksitlenme, erkin radikallerin oluşmasına neden olur. Yüksek derecede ayıraç olan serbest radikaller farklı moleküller ile kolayca tepkimeye girebilir ve böylece hücrelere, canlıya zarar verebilir. Antioksidanlar serbest radikallerle tepkimeye girerek (onlarla bağ kurarak) hücrelere zarar vermelerini önler. Bu özellikleriyle hücrelerin anormalleşme ve sonuç olarak tümör oluşturma risklerini azalttıkları gibi, hücre yıkımını da azalttıkları için, daha sağlıklı ve yaşlılık etkilerinin en az olduğu bir yaşam yaşama şansını yükseltir.

Antioksidanların tarihi

Sentetik antioksidanların gıdalardaki kullanımı 1940'lı yıllarda BHA ve gallik asidin esterlerinin oksidasyonu önlediklerinin anlaşılmasıyla başlamıştır. Demir ve bakır gibi geçiş metallerinin zararlı etkileri sitrik asit (CA), etilendiamintetraasetikasit (EDTA) veya onların türevlerine metal deaktivatör veya şelat ajanı olarak etki ettikleri ondan sonra bulunmuştur. 1954'te ABD'de BHT'nin gıdalarda kullanılmasına müsaade edilmiştir. Tersiyer bütil hidrokinon (TBHQ) 1972'de ticari ölçüde kullanılmaya başlamıştır. Sentetik antioksidanların muhtemel karsinojenik etkileri büyüyen bir tepkiye neden olmaktadır. Böylece Japonya ve çok sayıdaki diğer ülke BHA'nın gıdalarda kullanılmasına izin vermemektedir. TBHQ'nun da Kanada, Japonya ve Avrupa ülkelerinde kullanımına izin verilmemektedir. Bu yüzden sentetik antioksidanların yerine doğal antioksidanların kullanımı için genel bir istek mevcuttur.

Antioksidan türleri

Antioksidan özelliği keşfedilen birçok farklı madde vardır. Bu maddelerin bir kısmını diyetimizde (özellikle bitkilerden) alırken, bir kısmını vücut kendisi, serbest radikallere karşı bir savunma sistemi olarak üretir. Vücudun serbest radikallere karşı savunma olarak ürettiği antioksidanlar; katalaz, glutatyon peroksidaz ve SOD (superoksit dismutaz) gibi enzimlerdir.

Alfa tokoferol (E Vitamini) - E vitamini içinde alfa, beta, gama ve delta tokoferolleri bulunur. Bunların içinden özellikle Alfa tokoferol önemli bir antioksidandır. Özellikle buğday, mısır, darı, pirinç gibi tahıllarda çok bulunur. Bunun dışında ayçiçek yağı, mısırözü yağı, pamukyağı gibi yağlarda, ceviz, badem ve yerfıstığı gibi kuru yemişlerde ve yeşil sebzelerde bulunur. E vitamini aynı zamanda pişirmeye ve sıcağa dayanıklıdır, böylece pişirilme esnasında tahrip olmazlar. E vitamini dışında farklı maddelerde bulunan tokoferoller ise rahatça tahrip olabilir. Fakat, yağda kızartma ve tahılların öğütülmesi esnasında E vitaminleri de tahrip olur ve çoğu bozunur. Bu yüzden E vitamini ihtiva eden ürünleri yağda kızartmadan pişirmek ve özellikle beyazlatılmadan geçmemiş tahıl ürünlerini (kepekli ürünler gibi) tüketmek daha akıllıca ve sağlıklı olur.
Askorbik Asit (C Vitamini) - Turunçgiller, domates, yeşil yapraklı sebzeler (brokoli, ıspanak vb.) ve patates gibi sebze ve meyvelerde bulunuyor. Fakat, C vitamini çok çabuk oksidize olduğu için pişirirken ve hazırlarken bulunan C vitamininin çoğu işe yaramaz hale geliyor. Bu yüzden C vitamini ihtiva eden besinlerin hafif pişirilmesi, yenilebiliyorsa çiğ yenmesi ve hazırlarken de kesildikten kısa bir süre sonra tüketilmesi öneriliyor.
Beta-caroten- Vücutta depolanarak A vitaminine de dönüştürülen bu kırmızımsı-turuncu pigment çok güçlü bir antioksidandır. Güçlü bir antioksidandır ve birçok kanser türüne yakalanma riskini azaltmasıyla ünlüdür. Havuç, ıspanak ve brokoli gibi yeşil yapraklı sebzeler ile kayısı ve şeftali gibi meyvelerde fazlasıyla bulunur.
Flavonoid - Birçok meyve ve sebzede yüksek oranlarda bulunan sarı-beyaz pigmentlerdir. Bitkilerin çoğunda bulunan bu antioksidan, yine antioksidan olan C ve E vitamininden çok daha fazla miktarlarda bulunduğu için özellikle meyve ve sebze ağırlıklı bir diyet ile vücuda fazla miktarlarda alınabilir. Elma, çilek, üzüm gibi meyveler, çikolata ve özellikle çay, belli oranlarda flavonoid ihtiva eder.
Koenzim q- Özellikle kanser ve belli nörolojik hastalıklara olan pozitif etkileriyle uzun süredir gündemde olan koenzim q önemli bir antioksidandır. Vücut tarafından üretilir, diyet yoluyla da alınabilir. Her ne kadar ciğer, kalp ve böbrek gibi et ürünlerinde ve balıkta yüksek oranda bulunsa da, diyete takviye amaçlı alınan koenzim q hapları ile vücuda alınması daha etkilidir.
Likopen - Beta-caroten ve lütein ile aynı ailenin üyesi olan likopen birçok meyveye kırmızı rengi veren maddedir. Kardiyovasküler hastalıklar ve kansere karşı etkileri ile bağışıklık sistemine olan pozitif etkileri yüzünden uzun süredir gündemde olan bir maddedir. Antioksidan özelliği kanıtlanmıştır. Özellikle domateste çok büyük miktarlarda bulunmaktadır. Prostat ve kalın bağırsak kanserlerinin risklerini büyük oranda düşürdüğü laboratuvar çalışmalarıyla kanıtlanmıştır.

Vücuda doğal besinlerden alınan antioksidanların dışında, son yıllarda bir antioksidan ihtiva eden çok diyet takviye ürünü ve krem çıkmıştır. Her ne kadar şu ana kadar ciddi yan etkiler, olumsuz sonuçlar veya toksisiteler görülmemiş olsa da uzun dönemde bu tür diyet takviye ürünleri ve kremlerin nasıl sonuçlar veya yan etkiler doğurabileceği kesin değildir. Şu da unutulmamalıdır ki, antioksidanlar kanser ve yaşlılık etkilerinin risklerini azaltmakta önemli de olsalar, "sihirli iksir" değildirler.

Antioksidan, oksit giderici her türlü kimyasal maddeye verilen addır, sadece biyolojik sistemlerde kullanılmazlar. Kimyasal işlemlerde ve endüstride kullanılan birçok farklı antioksidan vardır.

Antioksidanların gıdalardaki fonksiyonu

Belirli bir bileşik, bileşiklerin karışımı veya böyle bileşikleri içeren doğal kaynaklı antioksidanların aktivitesi serbest radikalleri tutabilme, onları bozundurabilme veya singlet oksijeni yakalayabilme kabiliyetlerine veya öteki bileşikleri sinerjist veya metal şelatlar olarak etkilemelerine bağlıdır. Doğal kaynaklı antioksidanlar çok defa çok sayıdaki bileşiğin kombinasyonu olarak bir arada bulunur. Böylece doğal kaynaklı antioksidanların elde edildiği kaynağa bağlı olarak etki şekilleri değişik olabilir ve çok sayıda mekanizma iştirak edebilir.

Gıda katkısı olarak antioksidanlar

Birçok gıdada ürünü oluşturan bileşikler ile havanın oksijenleri arasında kendiliğinden ortaya çıkan ve otoksidasyon adı verilen tepkimeler oluşur. Her zaman az ya da çok hissedilebilir kalite düşmelerine neden olan bu tür tepkimeler gıda endüstrisi açısından istenmeyen olaylardır. Burada sözü edilen kalite düşmesi renk, koku ve tatta meydana gelen değişmeler ile bazı besin öğelerindeki parçalanmalar ve hatta toksik bileşik oluşturması biçiminde ortaya çıkmaktadır. Yağ ve yağlı gıdalardaki otoksidasyon olayı, hem beslenme fizyolojisi açısından hem de teknolojik-ekonomik açıdan büyük önem taşımaktadır. Otoksidasyonun fiziksel ve teknolojik yöntemlerle önlenemediği durumlarda antioksidan ve sinerjistler kullanılmaktadır. Sinerjistler antioksidan etkisini arttıran maddelerdir.

Antioksidan grubu katkı maddeleri, sanayide bitkisel ve hayvansal yağ içeren maddelerin üretimi, depolanması, taşınması ve pazarlanması sırasında meydana gelecek otoksidasyondan kaynaklanan zararları önlemede en önemli katkı maddeleridir. Antioksidanlar gıdalarda meydana gelebilecek bozulma ve acımayı da engeller. Bunların önemli özellikleri, ortamda pek az miktarda, binde ve hatta on binde bir oranında bile bulunsalar etkin olmalarıdır. Yağlarda doğal olarak bazı antioksidanlar bulunduğu gibi, yapay olarak elde edilen belirli maddeler de bu işi görür. Doğal antioksidanların en fazla dağılmış ve en iyi bilinenleri tokoferollerdir. En çok kullanılan yapay antioksidanlar ise fenollü olanlardır.

Antioksidanlar, diğer stabilizatörler gibi düşük kaliteli gıda maddesinin kalitesini arttırmaz ve gıdalara herhangi bir yabancı tat ve koku vermez. Ancak bu maddeler, iyi kalitede ham madde, uygun bir imalat tekniği, elverişli ambalajlama ve depolama yöntemleri ile birlikte kullanıldığı ürünün kalitesini korur. Bu maddeler ayrıca, gıdalardaki oksidasyon sorunlarını da ortadan kaldırır. Yağların acılaşmasının bir süre önüne geçen antioksidanlardan başka, yağ bulunmayan besin maddelerinde renk ve kokuları koruyan maddeler de bilinmektedir. Buna karşılık antioksidan özelliği yüksek fakat zehirleyici oluşlarından besin maddelerinde kullanılmayan antioksidanlar da vardır. Bir antioksidanın, besin maddelerinde kullanılmadan önce, sağlığa zararı olmadığı kesin olarak saptanmış olmalıdır. Ayrıca kullanılan antioksidanın adı ve miktarı besin maddesinin etiketinde yazılı olmalıdır.

İyi bir antioksidan aşağıdaki özellikleri taşımalıdır:

Fizyolojik olarak zararsız olmalıdır.
Yağ veya yağlı ürünlerin kokusuna, tadına ve görünüşüne etki etmemelidir.
Yemeklerin pişirilmesi sırasında yağa ve bununla hazırlanmış besinlere etki etmemeli ve aktif kalmalıdır.
Yağda yeter miktarda çözünmeli ve yağla karışabilmelidir.
Küçük derişimlerde etkili olmalıdır.
Kolay elde edilebilmelidir.
Ucuz olmalıdır.

Gıdalardaki oksidasyonu inhibe eden doğal olarak oluşan maddelerin orjinleri bitki esaslı ingredientlerdir. Belki de kimyasal değişmeler sonucunda üretilir (örneğin Maillard reaksiyonunun ürünleridir) veya gıda olmayan ingredientlerden ekstrakte edilir. Tavuk gibi hayvanların kaslarında kelat ve serbest radikalleri tutma özelliğine sahip olan bir dipeptit olan carnosine gibi doğal antioksidanları ihmal etmemek gerekir.

En aktif antioksidanlar fenolik ve polifenolik bileşiklerdir. Gıdalarda bulunan fenolik bileşikler fenilpropanoid sınıfı bileşiklerine aittir ve sinnamik asitten türer. Bu bileşikler fenilalanin ve daha az oranda (bazı bitkilerde) tirosinden fenilalanin liaz ve tirosin liazın etkisiyle oluşur. C₆-C₃ bileşiklerinin malonil koenzim A ile etkileşmesi chalconların oluşmasına götürür ki akabinde asidik ortamda halka meydana gelmesi ile flavonoidler ve isoflavonoidler meydana gelir.

Tokoferoller, karotenoidler ve vitamin C de bitkilerde olduğu kadar hayvansal dokularda geniş çapta bulunan öteki grup bileşiklerdir. Gıdalardaki antioksidanların rolleri oksidasyonu geciktirmek veya kontrol etmektir. Oksidasyon prosesi ve gıdalarda acılaşmanın gelişmesi serbest radikal zinciri mekanizmasına göre başlangıç, tetikleme ve sonlanma adımlarından müteşekkildir. Başlangıç adımında radikaller üretilir ve tetikleme adımında doymamış yağ asitlerinden en az enerji isteyen yerlerden allilik veya diallilik durumdaki hidrojeni çekerek reaksiyona girer. Tetikleme safhasındaki reaksiyonlar zincirleme şeklinde sonlanma reaksiyonlarına kadar devam eder.

Otoksidasyona ilaveten gıdalardaki lipitlerin kalitesi fotooksidatif şartlar altında, lipoksijenazın kolaylaştırdığı prosesler sayesinde veya termal şartlarda (besinlerin kızartılmaları esnasında) zarara uğrar (bozunur). Gıdaların oksidasyonu sonucu oluşan besinlerin çoğu oluşma şartlarına bağlı olmaksızın tabiatıyla birbirine benzerdir. Bu yüzden bütün oksidasyon prosesleri gıda lipitlerinin bozunmaması ve istenmeyen tat ve kokunun oluşmaması için kontrol edilmelidir.

Antioksidanların sistem ve hidrofobiyete bağımlılığı

Farklı antioksidanların değişik oksidasyon şartları altında değişik lipid sistemlerindeki aktiviteleri üzerinde çok sayıda araştırma yapılmıştır. Porter, yüzeyi miktarına göre düşük (kütle yağ) gıda sistemlerinde PG, TBHQ ve Trolox C gibi yüksek hidrofilik-lipofilik balanslı (HLB) polar antioksidanların BHA, BHT ve tokoferoller gibi lipofilik antioksidanlardan daha etkili olduklarını ileri sürmüştür. Aksine yüzey alanının hacme oranı yüksek gıdalarda (yağın sudaki emülsiyonları gib) düşük HLB'li lipofilik antioksidanlar yüksek etkilidir. Trolox C (6-hidroksi-2,5,7,8-tetrametilkroman-2-karboksilikasid)'nin antioksidan aktivitesi α-tokoferole göre kütle halindeki yağlar için daha iyiyken, yağ-su sistemlerinde bu ikincisi daha iyidir.

Gıdalardaki doğal antioksidanlar

Hem epidemiolojik hem de klinik çalışmalar tahıl, meyve ve sebzelerdeki fenolik antioksidanların soya fasulyesi gibi belirli gıdalarca zengin diyetlerle beslenenlerde görüldüğü gibi dejeneratif ve kronik hastalıkların şiddetini azalttıklarına dair deliller bulmuştur. Birçok gıdalarda bulunan doğal antioksidanlar komposite gıdalarda stabilizatör olarak kullanılabildikleri gibi ekstakte edilerek diğer gıdalara da katılabilir. Örneğin yulaf ve amaranth yağı tokoferoller ve squalen gibi antioksidanları yüksek miktarlarda içerir. Bu yağlar belirli öteki yağlara ilave edilerek onları stabilize eder. Çay, rosemary ve adaçayı çeşitli gıdalarda oksidasyonu kontrol etmek amacı ile kullanılabilir. Karışık tokoferoller kadar tokoferollerin lesitin ve askorbik asit ile kombinasyonları büyük miktarlardaki yağların, emülsiyonların ve öteki ürünlerin oksidasyonlarını geciktirmek amacıyla kullanılabilir.

Baharat ve otlar

Baharat ve otlar, çok eski zamanlardan beri lezzet artırıcı maddeler olarak kullanılmasına rağmen antioksidan aktiviteleri ilk defa 1943'te Dubois ve Tressler tarafından açıklanmıştır.

Çay ve çay ekstraktları

Çay, polifenolleri yüksek miktarda içeren ender maddelerden biridir. Yeşil çay yaprakları kuru bazda %36 oranında polifenolleri içermektedir. Kateşin ve epigallokateşin yeşil çayda çok bulunan polifenollerdir.

Kaynakça

Prof.Dr. Osman Müftüoğlu; Yaşasın Hayat, Doğan Kitapçılık (İstanbul, 2003)
Prof. Dr. Halit Keskin; Besin Kimyası (I-II), İ.Ü. Yayınları, (İstanbul, 1987)
H.D. Belitz, W. Grosch; Food Chemistry, Springer Verlag (Berlin, Heidelberg, New York, Paris, Londra, Tokyo, 1987)
Richard A. Larson; Naturally Occuring Antioxidants, Boca Raton (Lewis Publishers, 1997)
Fereidoon Shahidi; Natural Antioxidant: Chemistry, Health Effects and Applications, Champaigh, III (AOCS Press, 1997)
Andreas M. Papas; Antioxidant STATUS, Diet, Nutrition and Health, Boca Raton (CRC Press, 1999)
Özgür Mahmure; Türev Spektrofotometrik Yöntem ile Askorbik Asit Tayini, Yıldız T. Üniv. (İstanbul, 1992)
Association of Official Analytical Chemists, sayfa:1076 (Fifteenth edition, 1990, Arlington, Virginia 22201 ABD)