Enzimler biyokimyasal katalizörledir. Yani kendileri değişime uğramadan bir reaksiyonu hızlandıran katalist moleküllerdir. Enzimlerin hemen hepsi proteindir ve Globüler yapıdadırlar. Ancak, proteinlerin hepsi enzim değildirler. Enzimlerin katalitik özellikleri şaşırtıcıdır. Örneğin, kırmızı kan hücrelerimizde bulunan karbonik anhidraz karbon dioksiti karbonata çevirerek zararsız hale getirir
Zarla çevrili bir yapı olan hücre, genetik bilgi ve diğer elemanları içerir (ör. protein, DNA, lipid, vd.) Örneğin, bu elemanlardan enzimler aracılığı ile maddeler metabolize edilirler. Bu sayede hücre büyür ve yeni hücrelere çoğalır. Tüm organizmalar hücrelerden yapılmışlardır. Bazıları tek hücreli (bakteri, amip, vs), bazıları çok hücrelidir (insan, hayvan, bitki). Bir kelebeğin zar gibi görünen kanadı ince bir hücre tabakasından oluşmuştur. Kısaca, göz bebeğimizin en diş zarından, dişimize, derimize tırnağımıza kadar her şey hücrelerden oluşmuştur. Yediğimiz hamburger bile hücrelerden oluşmuştur ve kısa sonra onun içeriği bizim hücre içeriğine dönüştürülecektir. Su anda elinizde tuttuğunuz kursun kalemin odun kısmi hücrelerden meydana gelmiştir, vs. Temel hücre teorisi’ne göre; yaşayan organizmaların yapısal ve işlevsel özelliklerinin temel biriminin hücre olduğu ve hücrenin tek başına canlılık özellikleri olan beslenme, üreme ve metabolizma işlevlerini yürütebildiği, ayrıca tüm canlıların da hücrelerden oluştuğu görüşü kabul edilmiştir.
Biyolojik lipidler bir çok farkli kimyasal yapıda bulunabilirler. Ancak, lipidlerin en yaygın bilinen özellikleri sudaki erimezlikleridir. Bu hidrofobik (suda erimeyen) özelliklerinden dolayı diğer biyolojik moleküllerden hem yapı ve hem de fonksiyonel farklar gösterirler. Lipidlerin fonksiyonları da, kimyasal yapıları gibi farklılıklar gösterir.
Canlıların yapısına giren elementlerin cansız dünyadakinden daha az sayıda oldukları bir asırdan beri bilinmektedir. Canlı yapının % 99’undan fazlasını karbon, azot, oksijen, hidrojen ve fosfor oluşturur ve doğal sayısı 90’dan fazla olan elementten sadece 10-15 tanesi organizmalar için belli bir önem teşkil eder. Diğer bir deyimle, herhangi bir organizma (bitki, hayvan, mikroorganizma)’ nin kimyasal analizi yapıldığında, periyodik cetveldeki elementlerden çok azının bu canlıların temel yapısına girdikleri gözlenir. Bu 10-15 elementin çoğu düşük molekül ağırlığa (< 80) sahiptir. Canlı sistemde yüzde miktar olarak en çok bulunan dört element hidrojen, oksijen, azot ve karbon olup sırası ile bir, iki, uç ve dört bağ oluşturabilirler. Genel olarak, en hafif elementler en güçlü bağları kurarlar. İnsan vücudunda en çok bulunan 8 elementten (H, O, N, C, Ca, P, Cl, K) altısı (H, O, N, C, Ca, P) aynı zamanda deniz suyunda en bol bulunan 9 elementin (H, O, C, Ca, Cl, K, Na, Mg, S) içinde yer alırlar. Atmosferik içerikle vücudumuzdaki element içeriğini kıyaslayabilirsiniz.
Sevgili öğrenciler,
İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü 3. sınıfında zorunlu bir ders olan Biyokimya (BIOL 301/302), iki dönem boyunca haftalık 3 saat olarak okutulan bir derstir. On yıldan beridir öğrencilerimize verile gelen bu notların içeriği her yıl yeniden gözden geçirilip uygun yenilemeler ve düzeltmelerle güncellenmektedir. Geçen yıl olduğu gibi bu yıl da kitap Biyokimya I ve Biyokimya II olmak üzere iki cilt halinde basılmıştır. Kitap baştan sona gözden geçirilerek her cildin sonuna kullanışlı tablo, grafik ve dizinler eklenmiştir. Ayrıca, her iki cilde “Biyokimya ve Moleküler Biyoloji”de yaygın kullanılan birçok terimi içeren bir “sözlük” eklenmiştir. Yapılmış olan çeşitli dil bilgisi ve yazım hatalarının yanında, geniş bir alanı kapsayan ve her gün gelişen biyokimya gibi bir bilim alanı için hazırlanmış olan bu notlarda, varsa bilimsel hataların da hoş görüleceğini umuyorum.
Sevgilerimle,
Hikmet Geçkil Ekim 2010, Malatya
Vitaminler, hücre ve organların normal işlevleri ve sağılıklı gelişim için gereksinim duydukları, diyet yoluyla belirli düzeyde alınması gereken, yüksek biyolojik etkinliğe sahip organik bileşiklerdir. Vücudun gereksinim duyduğu miktarın çok altında ürettiği bazı vitaminler dışında vitamin üretemediği için, vitaminlerin dışarıdan alınmaları zorunludur. Yeteri kadar vitamin alınamadığı durumlarda, hücre ve dokularının işlevlerinde bozulmalar ve sonuçta sağlık sorunları ortaya çıkar. Vitaminler meyve, bitkisel, hayvansal kaynaklı ya da vitamin katkılı hazır gıdalar yoluyla vücuda alınırlar.
İnsan beslenmesindeki esas mikrobesinler 17 adet mineral ve 13 adet vitaminden oluşur ve bunların besinlerle uygun miktarlarda alınması gerekirler. Bu gruba girmeyen esas olmayan birçok mikrobesinin besinlerle alınması gerekmez. Ancak bunlar ekstradan alındıkları zaman kişiyi daha sağlıklı kılan organik fitokimyasallardır.
Enzimler biyokimyasal katalizörledir. Yani kendileri değişime uğramadan bir reaksiyonu hızlandıran katalist moleküllerdir. Enzimlerin hemen hepsi proteindir ve Globüler yapıdadırlar. Ancak, proteinlerin hepsi enzim değildirler. Enzimlerin katalitik özellikleri şaşırtıcıdır. Örneğin, kırmızı kan hücrelerimizde bulunan karbonik anhidraz karbon dioksiti karbonata çevirerek zararsız hale getirir
Zarla çevrili bir yapı olan hücre, genetik bilgi ve diğer elemanları içerir (ör. protein, DNA, lipid, vd.) Örneğin, bu elemanlardan enzimler aracılığı ile maddeler metabolize edilirler. Bu sayede hücre büyür ve yeni hücrelere çoğalır. Tüm organizmalar hücrelerden yapılmışlardır. Bazıları tek hücreli (bakteri, amip, vs), bazıları çok hücrelidir (insan, hayvan, bitki). Bir kelebeğin zar gibi görünen kanadı ince bir hücre tabakasından oluşmuştur. Kısaca, göz bebeğimizin en diş zarından, dişimize, derimize tırnağımıza kadar her şey hücrelerden oluşmuştur. Yediğimiz hamburger bile hücrelerden oluşmuştur ve kısa sonra onun içeriği bizim hücre içeriğine dönüştürülecektir. Su anda elinizde tuttuğunuz kursun kalemin odun kısmi hücrelerden meydana gelmiştir, vs. Temel hücre teorisi’ne göre; yaşayan organizmaların yapısal ve işlevsel özelliklerinin temel biriminin hücre olduğu ve hücrenin tek başına canlılık özellikleri olan beslenme, üreme ve metabolizma işlevlerini yürütebildiği, ayrıca tüm canlıların da hücrelerden oluştuğu görüşü kabul edilmiştir.
Biyolojik lipidler bir çok farkli kimyasal yapıda bulunabilirler. Ancak, lipidlerin en yaygın bilinen özellikleri sudaki erimezlikleridir. Bu hidrofobik (suda erimeyen) özelliklerinden dolayı diğer biyolojik moleküllerden hem yapı ve hem de fonksiyonel farklar gösterirler. Lipidlerin fonksiyonları da, kimyasal yapıları gibi farklılıklar gösterir.
Canlıların yapısına giren elementlerin cansız dünyadakinden daha az sayıda oldukları bir asırdan beri bilinmektedir. Canlı yapının % 99’undan fazlasını karbon, azot, oksijen, hidrojen ve fosfor oluşturur ve doğal sayısı 90’dan fazla olan elementten sadece 10-15 tanesi organizmalar için belli bir önem teşkil eder. Diğer bir deyimle, herhangi bir organizma (bitki, hayvan, mikroorganizma)’ nin kimyasal analizi yapıldığında, periyodik cetveldeki elementlerden çok azının bu canlıların temel yapısına girdikleri gözlenir. Bu 10-15 elementin çoğu düşük molekül ağırlığa (< 80) sahiptir. Canlı sistemde yüzde miktar olarak en çok bulunan dört element hidrojen, oksijen, azot ve karbon olup sırası ile bir, iki, uç ve dört bağ oluşturabilirler. Genel olarak, en hafif elementler en güçlü bağları kurarlar. İnsan vücudunda en çok bulunan 8 elementten (H, O, N, C, Ca, P, Cl, K) altısı (H, O, N, C, Ca, P) aynı zamanda deniz suyunda en bol bulunan 9 elementin (H, O, C, Ca, Cl, K, Na, Mg, S) içinde yer alırlar. Atmosferik içerikle vücudumuzdaki element içeriğini kıyaslayabilirsiniz.
Sevgili öğrenciler,
İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü 3. sınıfında zorunlu bir ders olan Biyokimya (BIOL 301/302), iki dönem boyunca haftalık 3 saat olarak okutulan bir derstir. On yıldan beridir öğrencilerimize verile gelen bu notların içeriği her yıl yeniden gözden geçirilip uygun yenilemeler ve düzeltmelerle güncellenmektedir. Geçen yıl olduğu gibi bu yıl da kitap Biyokimya I ve Biyokimya II olmak üzere iki cilt halinde basılmıştır. Kitap baştan sona gözden geçirilerek her cildin sonuna kullanışlı tablo, grafik ve dizinler eklenmiştir. Ayrıca, her iki cilde “Biyokimya ve Moleküler Biyoloji”de yaygın kullanılan birçok terimi içeren bir “sözlük” eklenmiştir. Yapılmış olan çeşitli dil bilgisi ve yazım hatalarının yanında, geniş bir alanı kapsayan ve her gün gelişen biyokimya gibi bir bilim alanı için hazırlanmış olan bu notlarda, varsa bilimsel hataların da hoş görüleceğini umuyorum.
Sevgilerimle,
Hikmet Geçkil Ekim 2010, Malatya
Vitaminler, hücre ve organların normal işlevleri ve sağılıklı gelişim için gereksinim duydukları, diyet yoluyla belirli düzeyde alınması gereken, yüksek biyolojik etkinliğe sahip organik bileşiklerdir. Vücudun gereksinim duyduğu miktarın çok altında ürettiği bazı vitaminler dışında vitamin üretemediği için, vitaminlerin dışarıdan alınmaları zorunludur. Yeteri kadar vitamin alınamadığı durumlarda, hücre ve dokularının işlevlerinde bozulmalar ve sonuçta sağlık sorunları ortaya çıkar. Vitaminler meyve, bitkisel, hayvansal kaynaklı ya da vitamin katkılı hazır gıdalar yoluyla vücuda alınırlar.
İnsan beslenmesindeki esas mikrobesinler 17 adet mineral ve 13 adet vitaminden oluşur ve bunların besinlerle uygun miktarlarda alınması gerekirler. Bu gruba girmeyen esas olmayan birçok mikrobesinin besinlerle alınması gerekmez. Ancak bunlar ekstradan alındıkları zaman kişiyi daha sağlıklı kılan organik fitokimyasallardır.
This document discusses experimental design techniques for studying the effects of multiple factors on a response. It provides examples of one-factor-at-a-time experiments and multi-factor experiments. For a study examining the effects of temperature and pH on bacterial growth, a multi-factor design would be necessary to detect any interaction between the two factors. The document also describes 2k factorial designs, coding factors, design matrices, calculating effects estimates, and fitting models to experimental data.
This document discusses principles of experimental design. It covers the aims of experiments including developing new products or processes or improving existing ones. It discusses types of experiments and defines DOE (design of experiments). It outlines the phases of experimental design including treatment design, experiment design, and analysis design. It provides examples of treatment design objectives like screening, quantifying, optimization, and theory. It also discusses concepts like one-variable and two-way factorial experiments, experimental units, replicates, randomization, and analysis of variance.
This document discusses correlation and regression analysis. It defines scatter plots as graphs of independent (X) and dependent (Y) variable pairs that can show positive, negative, or no relationships between variables. The correlation coefficient measures the strength and direction of relationships, ranging from -1 to 1. A value of 0 indicates no linear relationship. Formulas are provided to compute the sample correlation coefficient and conduct a t-test to determine if a correlation is statistically significant. Examples demonstrate these concepts using data on wheat hardness and damage starch.
This document provides an overview of chi-square procedures for testing goodness of fit and independence using categorical data. It defines chi-square tests and presents examples to test if frequency distributions fit specific patterns or if two variables are independent. The examples show calculating expected frequencies, test statistics, degrees of freedom, and making decisions to reject or fail to reject the null hypothesis based on comparing test statistics to critical values at a given significance level.
This document provides an overview of analysis of variance (ANOVA), including:
- ANOVA is used to compare means of three or more populations using an F-test. It assumes normal distributions, independence, and equal variances.
- Between-group and within-group variances are calculated to determine the F-value. If F exceeds the critical value, the null hypothesis of equal means is rejected.
- Two-way ANOVA extends the technique to analyze two independent variables and their interaction effects on a dependent variable. Graphs can show interactions like disordinal, ordinal, or no interaction.
Ch6 Testing the Difference between Means, VariancesFarhan Alfin
The document discusses various statistical tests for comparing means and variances between two populations or groups. It provides formulas and examples for:
1. Testing the difference between two means with large independent samples using the z-test. This assumes normal distributions and known or large sample sizes.
2. Testing differences between two means with small independent samples using a t-test. This allows for unknown and unequal variances between populations.
3. Testing differences between two variances using an F-test, which compares the ratio of the two sample variances to an F distribution.
4. Calculating confidence intervals for the difference between two means with large or small independent samples.
1) Hypothesis testing involves specifying a null hypothesis (H0) and an alternative hypothesis (H1). The null hypothesis states that there is no difference or relationship, while the alternative hypothesis specifies a difference or relationship.
2) A statistical test is used to determine whether to reject the null hypothesis based on sample data. There is a risk of making Type I or Type II errors.
3) The p-value represents the probability of obtaining a test statistic at least as extreme as the one that was actually observed, assuming that the null hypothesis is true.
This document discusses key concepts in statistics for engineers and scientists such as point estimates, properties of good estimators, confidence intervals, and the t-distribution. A point estimate is a single numerical value used to estimate a population parameter from a sample. A good estimator must be unbiased, consistent, and relatively efficient. A confidence interval provides a range of values that is likely to contain the true population parameter based on the sample data and confidence level. The t-distribution is similar to the normal distribution but has greater variance and depends on degrees of freedom. Examples are provided to demonstrate how to calculate confidence intervals for means using the normal and t-distributions.
Ch3 Probability and The Normal Distribution Farhan Alfin
This document provides an introduction to probability and the normal distribution. It defines probability as the chance of an event occurring, and discusses empirical probability determined by observation. It introduces the normal distribution and its key properties including that it is symmetric and bell-shaped. The document also discusses calculating probabilities and areas under the standard normal curve, including between and outside given z-values.
This document provides an overview of key concepts in statistics for engineers and scientists. It discusses parameters and statistics, which are characteristics of populations and samples respectively. It then covers various measures of central tendency (mean, median, mode) and how to calculate them. It also discusses measures of variability such as range, variance, standard deviation, and coefficient of variation. Various distribution shapes are presented. Examples are provided to demonstrate calculating statistics like the mean, median, variance and coefficient of variation. The document aims to describe fundamental statistical concepts and calculations.
This document provides an introduction to statistics. It defines key statistical concepts such as descriptive statistics, inferential statistics, populations, samples, variables, and different types of data. It also discusses methods for organizing and summarizing data, including frequency distributions, histograms, frequency polygons, ogives, time series graphs and pie charts. The goal of statistics is to collect, organize, analyze and draw conclusions from data.
2. Bu Hafta
2.1 Gıdalarda Karbonhidratların Varlığı
2.2 Karbonhidratların Kimyasal Yapısı
2.2.1 Monosakkaritler
Monosakkaritlerin İzomerliği
Monosakkaritlerin Halka Yapısı ve
Mutarotasyon
2.2.2 Oligosakkaritler
2.2.3 Polisakkaritler
2.3 Karbonhidratların sınıflandırılması
3. Bu Hafta
2.4 Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Hidroliz
Suda Çözünürlük
Tatlılık Derecesi
Karamelizasyon
Fermentasyon
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
4. Bu Hafta
2.5 Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Şeker alkolleri
5. Karbonhidratların sınıflandırılması
Karbonhidratlar fizyolojik etkilerine göre
sınıflandırıldıklarında ise; insan ince bağırsağında
sindirilme durumuna göre üç gruba ayrılabilirler.
Bunlar sindirilemeyen (dirençli) oligosakkaritler (inulin,
frukto-oligosakkaritler, ksilo-oligosakkaritler, rafinoz,
izomalto-oligosakkaritler, galakto-oligosakkaritler vb.),
dirençli nişasta (örneğin amiloz bakımından zengin mısır
nişastasından elde edilebilir) ve nişasta olmayan
polisakkaritler dir (diyet lifin yapısında olanlar selüloz,
hemiselüloz, pektin, lignin).
7. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karbonhidratların çok çeşitli ve farklı yapıda
bulunması sebebiyle aşağıda belirtilen özellikler
karbonhidratların tümünü kapsamamaktadır.
Karbonhidratların büyük çoğunluğu için tipik olan
bazı özelliklere burada yer verilmiştir.
Bu bölümde monosakkaritlerin önemli kimyasal
reaksiyonları da incelenecektir.
8. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Bir maddenin doğrusal polarize ışığın salınım yüzeyini
çevirme özelliğine optik aktivite denir.
Dihidroksi aseton hariç bütün monosakkaritler bir veya
daha fazla sayıda asimetrik karbon atomu içerdiklerinden
polarize ışığın düzleminde değişime neden olurlar.
Asimetrik karbon atomu ifadesi kullanılırken bilinmelidir ki
moleküller asimetrik olabilir, atomlar olamaz.
Asimetrik karbon atomu sadece asimetri noktasındaki
karbon atomudur.
9. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Asimetrik karbon atomu içeren maddeler, polarize
ışığın salınım yüzeyini farklı yönde çevirirler ve bu
maddelere optikçe aktif maddeler denilir.
Optikçe aktif maddelerin optik çevirme gücü bu
maddelerin karakteristiği olup kolaylıkla
belirlenebilmektedir.
Polarimetre kullanılarak optikçe aktif maddelerin
çözeltilerinin polarize ışık düzleminde oluşturdukları
çevirme açısı belirlenir.
10. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Çevirme açısı, belirli bir karbonhidratın spesifik
çevirmesi, bir g maddenin bir ml suda çözülüp bir
dm’lik polarizasyon tüpünde muayenesi ile
oluşturduğu çevirmedir.
Bu açı optikçe aktifliğin bir ölçüsü olup gözlenen
rotasyon olarak tanımlanır.
12. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Bu değerin spesifik rotasyon olarak adlandırılan ve
her bir madde için belirli koşullar altında sabit bir
katsayıya çevrilmesi gerekmektedir.
Bu amaçla aşağıdaki formül kullanılarak optikçe
aktif maddenin çözeltisinin spesifik çevirmesi [α]t
(spesifik rotasyon) belirlenebilir.
13. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
t: Sıcaklık (oC)
: Işığın dalga boyu
l: Polarimetre tüpünün uzunluğu (dm)
c: Optikçe aktif maddenin konsantrasyonu (g/100 ml)
α: Okunan çevirme açısı (derece)
c
t
1
100
][
14. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Polarize ışık düzlemindeki çevirme saat yönünde ise
pozitif (+), dekstrorotatory (sağa çeviren), saat yönünün
aksine ise negatif (-), levorotatory (sola çeviren) olarak
ifade edilir.
Zira polarize ışığı D-glikoz sağa çevirdiğinden dekstroz,
D-früktoz da sola çevirdiğinden levüloz adını alır.
Karbonhidratların spesifik rotasyonları verilirken mutlaka
ölçüm sıcaklığı, çözücü ve kullanılan ışığın dalga boyu
ifade edilmelidir.
15. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Örneğin [α]20
D ifade edilmiş ise ölçme işleminin 20oC’de
ve sodyum ışığının parlak sarı renkli D-demeti
kullanılarak gerçekleştirildiği anlaşılmaktadır.
Sonuç olarak daha önceden hazırlanmış tablolar
yardımıyla spesifik rotasyondan yararlanılarak bir
çözeltideki şeker konsantrasyonu belirlenebilmektedir.
16. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Şeker çözeltilerinin polarize ışığı çevirme
dereceleri, bunların konsantrasyonları ile direkt
orantılı olması sebebiyle polarimetreler şeker
endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yukarıda ifade edilen prensibe göre çalışan çok
sayıda sakarimetre geliştirilmiştir.
17. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Doğrudan doğruya % şeker konsantrasyonu veya
oranını belirlemek için polarimetre sistemi modifiye
edilerek bazı standart metotlar oluşturulmuştur.
Bir şekerin sadece bir izomer formunu içeren
çözeltinin spesifik çevirme açısı zamanla değişim
gösterir ve iki izomer birbirine dönüşerek bir denge
halinde olduğu bir karışım ortaya çıkar.
18. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Diğer bir ifade ile zamanla örneğin kristallendirilmiş α-D-glukoz
çözeltisinin başlangıçtaki spesifik çevirme açısı +112o iken,
zamanla devamlı olarak azalır ve sonunda +52,7o çevirme ile sabit
kalır.
Aynı şekilde, β-D-glukoz kristallerinin çözeltisinde, başlangıçtaki
+18,7o olan spesifik çevirme açısı zamanla yavaş yavaş +52,7o ‘ye
ulaşır ve sonunda sabit kalır ki bu denge durumudur.
Bu olaya, yani optik çevirmenin zamanla değişmesine
mutarotasyon adı verilir.
19. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Bazı Karbonhidratların Spesifik Çevirme Dereceleri [α]
Karbonhidrat Çevirme derecesi Karbonhidrat Çevirme derecesi
D-Glukoz +52,5 Sakkaroz +66,5
D-Fruktoz -92,4 Maltoz +136
D-Mannoz +14,5 Laktoz +53,6
D-Riboz -23,7 Sellobiyoz +34,6
L-Arabinoz +105 Mellebioz +143
D-Galaktoz + 80,2 Rafinoz +101
x : 20–25 °C sıcaklıkta
20. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Optik Rotasyon ve Mutarotasyon
Bir maddenin iki ayrı optik faaliyet gösteren iki türü bir
karışım durumunda ise optik faaliyet görülmez.
Başka bir ifade ile bir çözeltide çözünen maddenin D ve L
izomerleri eşit miktarda ise, her iki yöndeki optik çevirmeler
birbirini götüreceğinden optikçe aktiflik gözlenmez.
Bu şekildeki karışıma rasemik karışım, kristallerine ise
rasemat denir.
21. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Karbonhidratların yapılarını meydana getiren
monosakkaritlere parçalanması bünyelerine su alarak
(hidroliz) olmaktadır.
Parçalanmada asit veya enzimler katalizör olarak etki
ederler.
Başka bir ifade ile monosakkaritler arasındaki
glukozidik bağlar asit veya enzimlerin etkisi ile
hidrolize olurlar.
22. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Baz aracılığı ile yıkılmaya karşı dirençlidirler.
Asit hidrolizi enzimatik parçalanmadan daha hızlı
seyreder.
Hidrolizin derece ve hızı, çözeltinin pH değeri ve
sıcaklığından etkilenir.
İnorganik asitler organik asitlerden daha fazla
hidrolitik etki gösterirler.
23. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Sıcaklık artışı parçalanmayı hızlandırmaktadır.
Asit hidrolizin teknik uygulamasına, örneğin yapay
balın yapımında, nişasta şurubu ve glukoz
yapımında rastlanır.
Enzimatik hidrolizin de endüstriyel kullanım
alanları bulunur (nişasta parçalanması).
24. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Sakkarozun hidrolizi inversiyon (dönme) olarak da
isimlendirilir.
İnversiyon ifadesi başlangıç ve hidroliz ürünleri karışımının
farklı optik çevrimlerinden ortaya çıkmaktadır.
Sakkaroz polarize ışık düzlemini sağa (+66,5o) çevirmesine
karşılık, sakkarozun hidrolizi sonucu meydana gelen şeker
karışımı (glukoz ve fruktoz) polarize ışık düzlemini sola
çevirir.
25. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Bu olay fruktozun polarize ışığı sola çevirme (-93o)
değerinin büyük olmasından ileri gelmektedir.
Bu sebeple hidroliz ürünü invert şeker olarak tanımlanır.
İntervaz olarak isimlendirilen enzimler sakkarozun
hidrolizini katalizlerler.
26. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Sakkarozun inversiyonu kristalizasyonun kontrolünde
önemlidir.
Reçel gibi şekerli ürünler üretilirken sakkarozun
takriben %40-45’nin glikoz ve fruktoza ayrılması
gerekmektedir.
Aksi takdirde kristalleşmektedir (şekerlenmektedir).
Kristalizasyonun azalmasında sakkaroz içeriğinin
azalması etkilidir.
27. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Bunun için, reçel vb. ürünler üretilirken yeterli süre
kaynatma ve organik asit (sitrik asit, tartarik asit)
ilavesi yapılmaktadır.
Diğer şekerli ürünlerde de (lokum, kaplamalı şekerler
vb.) invert şeker içeriği önemlidir.
Ayrıca invert şeker sakkarozdan daha fazla tatlılık
sağlamakta olup şekerli ürünlerde yaygın olarak
kullanılırlar.
28. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Hidroliz
Karbonhidratların enzimatik parçalanması,
sindirim olaylarının temelini oluşturmaktadır.
Aynı şekilde, ekşi hamur ve mayalı hamur
hazırlanmasında da önemlidir.
29. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Suda karbonhidratların çözünürlüğü çok farklılık
göstermektedir.
Bu farklılık çok iyi çözünürlükten hiç çözünmezliğe
kadar değişmektedir.
Genel olarak karbonhidratların çözünürlüğü molekül
büyüklüğüne bağlıdır (artan molekül büyüklüğü ile
çözünürlük azalır).
Çözünme olayı suyun dipol karakterine dayanır.
30. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Bazıları suda çok iyi çözünürken bazıları da çok az
çözünmektedir.
Buna bağlı olarak karbonhidratların su bağlama
özellikleri de farklılık göstermektedir.
Örneğin früktoz glukozdan, sakkaroz laktozdan daha
higroskopiktir.
Çözünme olayı ve çözünürlük hızı üzerine en büyük
etkiyi sıcaklık yapmaktadır.
31. Bazı Karbonhidratların Suda Çözünürlük Durumları
Karbonhidrat Suda Çözünürlük
Fruktoz Çok iyi çözünür
Glukoz Çok iyi çözünür
Sakkaroz Çok iyi çözünür
Maltoz İyi çözünür
Laktoz Ağır (yavaş) çözünür
Nişasta Çözünmez
Selüloz Çözünmez
32. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Su belirli bir sıcaklık derecesinde çözünen
karbonhidratların belirli bir miktarını (doyma miktarı)
çözebilmektedir.
Bu olaydan dolayı çözeltileri üç gruba ayırabiliriz.
• Doymamış çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olmayan
• Doymuş çözeltiler : Doyma miktarı yeterli olan
• Fazla doymuş çözeltiler : Doyma miktarı geçmiş
33. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Fazla doymuş bir çözelti doymuş bir çözeltinin
soğuması ile meydana gelir.
Donma sonucunda doyma miktarı fazlalaşmıştır ve
fazla miktarda çözünmüş madde kristalleşmeye
başlar.
Bu özelliğinden şekerleme sanayinde kabuklu
çeşitlerin yapımında yararlanılır.
34. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Kristalizasyon için kristalizasyon başlangıcı
gereklidir.
Kristallerin büyüklük ve sertliği soğumanın hızına
bağlıdır.
Eğer fazla doymuş bir çözelti yavaş soğursa büyük
ve sert kristaller artar (nöbet şekeri).
35. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Suda belli bir dereceye kadar çözünen tüm
karbonhidratlar higroskopiktirler, yani havadan
rutubet çekme kabiliyetindedirler.
Bu hususa karbonhidrat içeren hammaddelerin
muhafazasında dikkat edilmelidir (toz şeker).
36. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Suda Çözünürlük
Bundan başka karbonhidrat içeren hammaddelerin
işlenmesinde, çözünen karbonhidratların kolayca
yıkanacağı ve böylece gıda kaybı ortaya
çıkabileceği dikkate alınmalıdır (örneğin havucun
hazırlanması).
37. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Tatlı lezzet (tatlılık) gıda maddeleri bileşenlerinin
bu grubu için tipik özelliktir.
Tatlılık derecesi karbonhidratlar arasında
kıyaslama metodu ile belirlenir.
Bununla elde edilen değerler yalnız nisbi
karakterdedir.
38. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Ortalama değer olarak sakkaroz tatlılık derecesi 100 kabul
edilerek seçilmiştir.
Başka bir ifade ile sakkaroz değerlendirmede referans
alınmaktadır.
Sakkarozun ve diğer karbonhidratların/şeker alkollerin
belirli konsantrasyonlu çözeltileri hazırlanır ve verdikleri
tat sakkaroz çözeltisi ile aynı şiddeti gösterinceye kadar
sulandırılmak suretiyle kıyas edilirler.
39. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Çözeltilerin ısılarının yükselmesi ile fruktozun tatlılık
derecesi düşer, hatta 40 oC’de sakkaroza eşit hale
gelir, diğer karbonhidratlar da ise değişim hemen
hemen olmaz.
Tatlılık derecesi karbonhidratların nisbi molekül
büyüklüğüne bağlıdır.
Genelde karbonhidratların molekül ağırlıkları
büyüdükçe tatlılık dereceleri azalmaktadır.
40. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Çok sayıdaki karbonhidratın tatlılık derecesi, gıda
maddesi olarak kullanılmasının temelini oluşturur.
Dolayısıyla örneğin sakkaroz şekerleme sanayinin
önemli bir hammaddesidir.
Gıda sanayiinde gazlı içecekler başta olmak üzere
birçok gıda maddesinde kullanımının artmasıyla
fruktoz da öne çıkmıştır.
41. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Tatlılık Derecesi
Bazı Karbonhidratların ve Şeker Alkollerinin Nisbi Tatlılık Dereceleri
Karbonhidrat Tatlılık derecesi Karbonhidrat Tatlılık derecesi
ve şeker alkolleri* ve şeker alkolleri*
D-Fruktoz 174 Dulsitol 41
İnvert şeker 130 D-Mannitol 63
Sakkaroz 100 D-Mannoz 59
D-Glukoz 69 D-Ramnoz 33
D-Galaktoz 63 D-Glusitol 51
Sorbitol 60 Ksilitol 100
Maltoz 46 D-Ksiloz 67
Laktoz 20 Rafinoz 22
*Şeker alkolleri polioller olarak da bilinmekte olup basit şekerlerin hidrojenlenmiş
halidir. Aldoz ve ketoz karbonil grubları indirgenir ve şeker alkolleri oluşur. Örneğin
mannoz, ksiloz ve glukozdan sırasıyla mannitol, ksilitol ve sorbitol oluşur.
42. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
Şekerler aminoasitler ve proteinler gibi azot içerikli
bileşenlerin bulunmadığı ortamda ısıtıldıklarında
karamelizasyon olarak tanımlanan enzimatik olmayan
bir dizi esmerleşme reaksiyonu meydana gelir.
Bu reaksiyonlar sırasında renk koyulaşır, kahverengiye
dönüşür ve tatta da bir takım değişimler olur.
Karamelizasyonda oluşan pigmentler büyük ve
polimerik moleküllerdir.
43. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
Karamelizasyon yüksek sıcaklıklarda (120oC)
başlamakta olup karbonhidrat çeşidine veya bunların
karışımlarına göre farklılıklar göstermektedir.
Karamelizasyonu düşük sıcaklıklarda (110oC) başladığı
için en hızlı renk değişimine fruktoz sebep olmaktadır.
Karamelizasyonun gerçekleşmesi için pH 3-9
aralığında, su aktivitesi düşük, sıcaklık 120oC’den
fazla olmalı, ortamda protein ve türevleri
bulunmamalıdır.
44. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
Sakkaroz ısıtıldığında 160oC’de glukozanhidrat ve
fruktozanhidrid (levilozan) formunda erir.
Isıtılmaya 200°C’de 35 dakika devam edilirse
sakkaroz % 4,5 kütle kaybeder (bu bir mol suya
karşılıktır) ve isosakkarozana dönüşür.
Isıtmaya aynı sıcaklıkta 55 dakika daha devam
edilirse %9 kütle kaybı ile karamelan oluşur.
46. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Karamelizasyon
Karamelan suda ve alkolde çözünür, buruk acıdır.
Karamelan 55 dakika daha ısıtılırsa su kaybı sonucu
karamelen oluşur.
Karamelen yalnız suda çözünür, ısıtmaya daha devam
edilirse suda çözünmeyen pigmentler açığa çıkar ki
ortalama molekül bileşimi C125H188O88 olan bu maddelere
humin veya karamelin adı verilir ve acı (bitter) tattadır.
48. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Bazı karbonhidratlar; mayalar, bakteriler ve küf
mantarları ile elde edilen enzimler yardımıyla
fermentasyona uğratılırlar.
Eğer fermentasyon havanın oksijeni olmaksızın
meydana gelirse o takdirde anaerob fermentasyondan
söz edilir.
Aerob fermentasyonda ise havanın oksijeni gereklidir.
49. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Karbonhidratlarda meydana gelen önemli
fermentasyon çeşitleri Çizelge 2.8’de
özetlenmiştir.
Fermentasyon Çeşidi Fermentasyon
Formu
Fermentasyonda Etkili Olan
Mikroorganizmalar
Alkol fermentasyonu Anaerob Mayalar
Laktik asit fermentasyonu Anaerob Laktik asit bakterileri
Propiyonik asit fermentasyonu Anaerob Propiyonik asid bakterileri
Sitrik asit fermentasyonu Aerob Aspergillus türleri
50. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Alkol fermentasyonu en tanınmış fermentasyon
çeşididir.
Bu fermentasyon, alkollü içkilerin ve aynı şekilde
mayalı ve ekşi hamurların yapımının kimyasal
temelini teşkil eder.
Mayalar tarafından yalnız bazı karbonhidratlar
direkt olarak fermentasyona uğratılırlar.
51. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Diğer karbonhidratlar önceden parçalanmak
zorundadırlar.
Başka bir ifade ile indirekt olarak fermentasyona
uğratılabilirler.
Laktik asit fermentasyonu, turşu, yoğurt, kefir,
bazı peynirler ile ekşi hamurun hazırlanmasında
ortaya çıkar.
53. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Fermentasyon
Laktik asit Propiyonik asit Asetik asit
Sitrik asit fermentasyon aşağıdaki genel eşitliğe göre
meydana gelir.
Sitrik asit gıdaların bileşeni olarak ve insanların
metabolizma olaylarında önemlidir.
55. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Polisakkaritler su alarak kesilebilecek sertlikte jel
meydana getirme (jelatinleşme) kabiliyetine
sahiptirler.
Su, jel yapıda tutuklanmış olarak bulunur.
Bu grupta pektinler, agar-agar ve belli dereceye kadar
alginatlar, gam arabika, nişasta ve tragant gamı yer
almaktadır.
56. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Bu polisakkaritler (zincir formunda dizilmiş
monosakkarit temel taşlarının) ester grupları içerir ve
bunların hidroksil gruplarının az veya çok miktarları
ile karakterize edilirler.
Bu ester grupları jelleşme olayı sırasında önemli
etkiye sahiptirler.
57. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Jelatinleşme olayı büyük ölçüde;
1. Jelleşen maddenin cinsine
2. Şeker oranına
3. pH değerine
4. Sıcaklığa
5. Birlikte bulunan maddelere bağlıdır (örneğin
metal iyonları).
58. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Jeller, hem katıların hem de sıvıların bazı
özelliklerini gösterirler.
Başka bir deyişle jeller, katı gibi davranan sıvı
sistemlerdir.
Bazı karbonhidratların jelleşme özelliğinden
meyve jöleleri, marmelatlar, krema, jöle çeşitleri
vb. yapımında yararlanılır.
59. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Oluşan jelin bekletilmesi sırasında nişasta
zincirleri enerjilerini azaltmak için birbirleri ile
daha fazla interaksiyona girerler.
Bunun sonucunda su, yapıdan sızmaya başlar.
Bu durum sineresis olarak tanımlanmaktadır.
Bekletme süresi devam ederse nişasta zincirleri
arasındaki interaksiyon daha da artar.
60. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Bu olay da retrogradasyon olarak
tanımlanmaktadır ve nişastanın yapısında
meydana gelen en önemli fizikokimyasal
değişimlerdendir.
Bu olay nişastanın daha az çözünür olan ve daha
az hidratlı hale kendiliğinden dönüşmesidir.
61. Karbonhidratların Genel Özellikleri
Jelleşme Özelliği (Jelatinleşme)
Retrogradasyon nişastanın daha önceki
çözünmeyen haline dönüşmesi (kabın dibinde
çökelti oluşması, ekmek vb. ürünlerde bayatlama)
olarak da bilinir.
Retrogradasyon olayı düşük sıcaklıklarda daha
kolay gerçekleşmektedir.
62. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Monosakkaritler enzimatik veya enzimatik olmayan
yollardan okside olabilirler.
Yükseltgenme sonucunda şeker asitleri meydana gelir.
Bunlar polihidroksi karboksilik organik asitlerdir.
Oksidasyon hem aldehit grubunda hem de en sondaki
(primer alkol grubu) karbon atomunda meydana
gelebilir.
63. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Her iki reaksiyona göre farklı oksidasyon ürünleri meydana
gelir.
Aldozlar karbonil grubuna bağlı H atomu içerdiklerinden
daha kolay okside olarak karboksilik asitleri oluştururlar.
Aldozlar ketozlara göre daha hızlı okside olurlar.
Aldonik asitler: Aldehit gruplarının oksidasyonu ile
oluşurlar. Glukozdan oluşan glukonik asit önemli bir
örnektir.
Glukoz
Glukonik asit
65. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Üronik asitler: Aldozların aldehit grubu aynen
kalıp, en sondaki (primer alkol grubu) karbon
atomunundaki oksidasyonu ile oluşurlar.
Glukozdan oluşan glukuronik asit önemli bir
örnektir.
Glukuronik asit, galakturonik asit, mannuronik asit
çeşitli polisakkaritlerin birimleri olarak müsilaj ve
pektin maddelerinde bulunurlar.
Glukoz
Glukuronik asit
66. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Glukuronik asit insan vücudunda
detoksifikasyon (zehirsizleştirme) olaylarında
önemli işlevi olan bir şeker asididir.
En önemli şeker asidi askorbik asittir.
68. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker asitleri
Aldarik asitler: Nitrik asit gibi oksidan
maddelerle aldozların her iki ucunda birden
yükseltgenme olursa, diğer bir ifade ile oksidasyon
hem aldehit grubunda hem de en sondaki (primer
alkol grubu) karbon atomunda meydana gelirse
dikarboksilli asitler elde edilir.
Glukozdan glukarik asit ve galaktozdan galaktarik
asit meydana gelir.
69. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
Şeker alkolleri; Monosakkaritlerin karbonil gruplarının
indirgenmesi (H2 ile reaksiyonu) sonucu şeker alkolleri
(polioller) açığa çıkar.
Karbonil grubu yerini alkol grubu alır.
Glukozdan sorbitol (sorbit), mannozdan mannitol
(mannit), gliseraldehitten gliserol, ksilozdan ksilitol,
ribozdan ribitol, siklohekzandan inozitol, galaktozdan da
dulsitol (dulcit) meydana gelir.
sorbitol
70. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
Gıdaların üretiminde sorbitol önemlidir.
Şeker alkolleri tabiatta sadece bitkilerin bileşiminde
bulunurlar.
Örneğin sorbitol elma, armut, kiraz gibi meyvelerin
bileşiminde yer almaktadır.
Şeker alkolleri insan vücudunda sindirildikten sonra
fruktoza dönüşür, birden kan şekeri seviyesini
yükseltmezler.
71. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
Başka bir ifade ile şeker alkolleri yavaş absorbe
edilirler.
Sindirim ve metabolik özellikleri sebebiyle bazı
şeker alkollerinin kalori değerleri 0-3,2 kcal/g
arasında değişim göstermektedir.
Kabul edilebilir ortalama değer 2,4 kcal/g’dır.
72. Monosakkaritlerin Bazı Kimyasal Reaksiyonları
Şeker alkolleri
Bu yüzden şeker alkolleri hiperglisemik etkili
olmayıp düşük kalorili ve diabetik ürünlerde
kullanılmaktadırlar.
Şeker alkollerinin tatlılık dereceleri sakkarozdan
daha düşüktür.
Tatlılık derecesi en yüksek şeker alkolü ksilitol, en
düşük ise laktitoldür.