Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Şekerleri Tanıyalım:Şeker kelimesi genellikle sakkarozun eş anlamlısı olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde endüstriyel anlamda şeker, pancar ve mısırdan üretilmektedir. Ülkemizde sakaroz kökenli ve nişasta kökenli olmak üzere iki tür şeker üretimi bulunmaktadır. Bunlar; pancar şekeri ile Glikoz şurubu ve yüksek fruktozlu mısır şurubudur. Bitkilerde bulunan doğal şeker sakkaroz, glikoz ve fruktozdan oluşmaktadır. Bu şeker çeşitleri bitkinin yapısında tek başına bulunabileceği gibi bu şekerlerin karışımı da olabilir. Şekerleri monosakkaritler, disakkaritler, oligosakkaritler ve polisakkaritler olarak dört sınıfa ayırmak mümkündür. Glikoz, fruktoz ve galaktoz  gibi basit şekerler monosakkarit olarak isimlendirilmektedir. Genel formülleri C6H12O6 şeklindedir. Monosakkaritler 5 tane hidroksil grubu (-OH), bir tane karbonil grubu (C=O) ve bir halka yapısından oluşurlar. Monosakkaritler suda çözünürler [1] .
Sakkaroz (veya sükroz olarak da adlandırılmaktadır=çay şekeri), maltoz (arpa şekeri) ve laktoz (süt şekeri) gibi iki basit şekerin birleşmesiyle oluşan şekerler de disakkaritler olarak gruplandırılmaktadır. Genel formülleri C12H22O11 şeklindedir. Bir disakkarit molokülü iki monosakkarit molekülünün glikozit bağı ile bağlanamsı sonucu oluşur. İnsanlar yedikleri disakkaritleri monosakkaritlere parçalarlar [1] . 
Glikoz + Glikoz   = maltoz + H2OGlikoz + Fruktoz  =sakkaroz + H2OGlikoz + Galaktoz= laktoz + H2O
3 ile 6 arasında monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesi sonucu oluşan şekerler oligosakkaritler olarak isimlendirilmektedir. Örneğin raffinoz (şeker kamışında ve okaliptüs türü ağaçlarda bulunur); glikoz + fruktoz + sakkaroz moleküllerinin birleşmesiyle oluşmuştur. Çok sayıda monosakkaritin dehitratasyonu (su açığa çıkartması) sonucu oluşan büyük moleküllü şekerler polisakkaritler olarak isimlendirilmektedir. Temel yapı birimleri glikozdur[2] . Şekerler monosakkarit olarak depolanamaz. Bu yüzden şekerler polisakkarit olarak depolanmaktadır. Örneğin nişasta, selüloz, glikojen, kitin. 
Şeker Üretimi: Her bitkinin bünyesinde şeker bulunmaktadır. Ancak ekonomik olarak şeker üretilebilecek iki şeker türü vardır: Şeker kamışı ve şeker pancarı. Şeker kamışı tropikal ve yarı tropikal bölgelerde yetiştirilmektedir. Ülkemizde şeker kamışı tarımı yapılmamaktadır. Dünyada üretilen şekerin %60’ı şeker kamışından elde edilmektedir. Ülkemizde şeker üretimi şeker pancarından gerçekleştirilmektedir.Eylül-Kasım aylarından hasadı yapılan şeker pancarı fabrikaya taşınır ve silolarda stoklanır. Şeker pancarı üzerindeki fiziksel kirler ve toprak su ile yıkanır. Bantlar yardımıyla işlem yapılacak alana taşınırlar. Öncelikle pancarlar pancar bıçakları yardımıyla prizma şeklinde kesilerk kıyım haline getirilir ve difüzör öncesi haşlama teknesine gönderilir. Ham şerbetin oluşturulduğu makineye difüzör adı verilmektedir. Haşlama teknesinde 70oC sıcaklıktaki ham şerbetle karıştırılarak haşlanır. Buradaki şerbetin bir kısmı arıtma ünitesine gönderilir. Geri kalan kıyım şeker pancarı difüzyon kulesinden uzaklaştırılarak; hayvan yemi yapımında kullanılır. Bu işlem sürekli devirdaim şeklinde devam eder. Difüzörden arıtıma gönderilen  ham şerbet içerisinde % 15 oranında şeker ve şeker olmayan yabancı maddeler bulunmaktadır. Arıtmanın ilk basamağında ham şerbet %1-2 oranında kireç sütü ile karıştırılır. Bu karıştırma kademeli olarak yapılır ve ham şerbetin pH’sı kademeli olarak yükseltilir. Böylelikle ham şerbet içersindeki asitler nötürleştirilir ve çözünmeyen kalsiyum tuzları kopleksleri halinde çöktürülür. Ayırıca pH arttıkça ham şerbet içerisindeki kolloidler pıhtılaşır ve buruşurlar. Bu şekilde soğuk kireçlemenin ardından sıcak kireçleme aşamasına geçilir. Bu aşamada şeker stabil hale gelir, invert şekerler de parçalanır. Kireçleme işleminin ardından şerbete CO2 verilerek karbonatlanır. Burada daha önce oluşan sakkartlar bozunur ve kirecin fazlası CaCO3 şeklinde çöktürülür. Karbonatlama işlemi pH ve sıcaklık kontrollüdür. Karbonatlama işlemi sonrasında filtrelerden geçirilen şerbet; şeker içerikli sulu şerbet haline gelir. Arıtılmış şerbetin suyu uzaklaştırılır. Öyle ki suyu uzaklaştıkça rengi koyulaşır. Bu noktadan sonra santrüfüjlenerek; son şeker ve malas şeklinde ayrılır. Melas yem fabrikaları tarafından kullanılabilir [3, 4, 5] .
Şeker Metabolizması:Yetişkin bir insan günlük kalori gereksinimin %40-50 gibi büyük bir kısmın karbonhidratlardan sağlamaktadır. Günde yaklaşık 300 g karbonhidrat alınır ki bunun büyük bir bölümünü nişasta (~160 g) ve sakkaroz (~120 g) oluşturmaktadır. Ayrıca bir miktar laktoz (~30 g) ve glukoz ile fruktoz (~10 g) da alınır. Günlük diyetimizde çeşitli gıda maddeleriyle aldığımız, değişik türdeki şekerler sindirim kanalında, bazı enzimlerin etkisiyle, hidrolitik olarak yıkılır ve bağırsaklardan emilir hale gelirler. Besinlerle alınan karbonhidratların bağırsak duvarından emilebilmeleri için monosakkarit haline geçmeleri gerekir, aksi halde emilemezler ve dışarı atılırlar. Bu monosakkaritlerin küçük bir kısmı, bağırsak bakterileri tarafından fermentasyona uğratılır. İnce bağırsak mukozasından emilen monosakkaritlerin büyük kısmı vena portaya, küçük bir kısmı ile lenf damar sistemine geçer. Yararlanılabilen hegsozlardan (6 karbonlu şekerler) karaciğerde glikojen meydana gelir. Bunların bir kısmı dolaşım sistemine karışır. Bir kısım hegsozlar kaslara özel glikojeni meydana getirirler. Vücutta toplam 225 g kadar glikojen vardır [6] . 
Mısır Şurubu ve Sağlık Üzerine Etkileri:Son günlerin tartışmalı konularından biri mısır şurubunun gıda maddelerinin hazırlanmasında maliyet düşürücü olarak kullanılmasının insan sağlığı üzerindeki etkisidir. Şeker pancarından elde edilen, beyaz kristalize sakkaroz glikoz + fruktozdan oluşmaktadır. Ticari olarak; tek başına fruktoz ise mısır nişastasından elde edilmektedir. Uzun süredir Amerika’da şeker kamışı ya da pancarı pahalı olduğu için alternatif olarak mısır şurubu kullanılmaktadır. Fruktoz, birçok besin maddesinde bulunan altı karbonlu bir monosakkarittir. Beyaz katı bir görünüme sahip olan fruktoz, suda çok kolay çözünür [7] .  Fruktoz glikoz ve sakkarozo göre daha tatlı bir şekerdir. Bu nedenle gıda endüstrisinde sıklıkla kullanılmaktadır. Tatlılık derecesi sakkaroza göre %40-70 oranında daha fazladır [ 8, 9 ] .  Kristalin fruktoz ve yüksek fruktozlu mısır şurubunun çoğu zaman aynı ürün oldukları yanılgısına düşülmektedir. Kristalin fruktoz, genellikle fruktozca zengin bir tür mısır şurubundan üretilen ve sadece fruktoz içeren bir ürün, yani monosakkarittir.  Ancak yüksek fruktozlu mısır şurubu, eşit miktarlarda glukoz ve fruktoz karıştırılarak elde edilmektedir.  Yüksek fruktoz içeren mısır şurubunun tatlandırıcı olarak kullanımı 1960’lı yılların ortasında başlamıştır. Mısır şurubu, gıdaların raf ömrünü uzatması, daha tatlı olması, kurumayı önlemesi, geç kristalleşmesi, fermantasyona uygun olması, özgün tadı maskelememesi ve daha ucuz olması nedeniyle üreticiler tarafından sakkaroz ve glikoz şuruplarının yerine tercih edilmektedir. Yüksek fruktoz içeren mısır şurubunun elde edilmesi sırasında, mısır nişastası enzimatik hidroliz ile glikoza parçalandıktan sonra, glikoz moleküllerinin bir kısmı izomerizasyon ile fruktoza dönüştürülmektedir. Piyasada bulunan mısır şurupları, % 42-55 oranında fruktoz ve glikoz içermektedir.  2012/2013 üretim yılı için Türkiye Şeker Kurumu nişasta bazlı şeker kotasını 244 bin ton olarak belirlemiştir. Aynı dönem içerisinde ülkemizdeki şeker pancarı kotası 2288 bin ton, toplam ülke kotamız 2532 bin ton olarak belirlenmiştir [10] . Yani izin verilen nişasta bazlı şeker kotasının toplam kotadaki oranı % 9.64’tür. Metabolik olarak fruktoz sindirime uğradığında hem ATP oluşumuna katkıda bulunmakta hem de kısmen glikoza kısmen de trigliseride dönüşmektedir. Fruktozun glikozdan farklı olarak olarak direkt yağ asitlerine dönüşüyor olması obezite ve karaciğer yağlanması ile ilişkili olduğunu düşündürmektedir. Sağlık açısından mısır şurubu şeklinde vücuda alınan fruktozun insulin direnci, trigliserid artışı ve karaciğer yağlanmasına neden olduğu bildirilmektedir. [11, 12, 13] . Ayrıca fruktozun mevcut pankreas kanser hücrelerinin laboratuar ortamında çoğalmasına neden olduğu saptanmıştır[14] . Fruktozun insan sağlığı üzerindeki bu etkileri bildirilmesine karşılık; insanlar üzerinde yapılan çalışmalarda, mısır şurubunun sağlık üzerine etkileri çok kısa dönemler için incelendiği için genel bir görüş oluşturmak mümkün yanlıştır. Çalışmalarda elde edilen veriler mısır şurubundaki fruktozdan değil, saf fruktozdan elde edilen verilerdir. Mısır şurubunun glikoz-fruktoz oranı gıda etiketlerinde belirtilmediğinden ne miktarda fruktoz ya da glikoz alındığı da bilinmemektedir. Şeker Tebliği’nin ambalajlama ve etiketleme bölümünde glikoz şurubunda %5’e kadar fruktoz bulunabileceği, ürünlerin fruktoz içeriği %5 den büyük ise etiket üstünde belirtilmesi gerektiği bildirilmiştir. Paketlenmiş hazır gıdaların etiketinde genel tanım olarak şeker içerdiği yazılı olup, bunun hangi şeker türünü işaret ettiği belirtilmemektedir. Hazır gıda ve içeceklere eklenen fruktozun sağlık üzerine olumsuz etkileri hakkında görüş birliği sağlanamamış olda da tüm şeker türlerinin obeziteye neden olması açısından tehlikeli olduğu kaçınılmaz bir gerçektir. Özellikle içeceklerle alınan şeker açlık hissini gidermediği halde yüksek kalori alımına neden olmaktadır. Bu nedenle günlük şeker ihtiyacının doğal besinlerden alınması, içecekler içerisinde ilave şeker olduğu için bu tür içeceklerin kullanımının azaltılması gerekmektedir. Tüm şeker türlerinin aşırısı alındığında obeziteye neden olduğu ve obezitenin de birçok hastalığın nedeni olduğu bilinmektedir. Bu nedenle özellikle çocuklarda şeker ilave edilmiş hazır içecek veya yiyeceklerin azaltılması gerekmektedir.
Kaynaklar1] Buss, David; Robertson, Jean (1976). Manual of Nutrition; Ministry of Agriculture, Fisheries and Food. London: Her Majesty’s Stationery Office. pp. 5–9.[2] Types of Sugar: http://www.ivy-rose.co.uk/HumanBiology/Nutrition/Types-of-Sugar.php[3] How sugar is produced from sugar beet: http://www.dansukker.co.uk/uk/About_sugar/How_sugar_is_produced_from_sugar_beet.aspx[4] How Beet Sugar is Made - the Basic Story: http://www.sucrose.com/lbeet.html[5] Şeker Üretimi (Konya Şeker): http://www.konyaseker.com.tr/?sayfa=icerik&pgid=256&text=256[6] Karbonhidratlar, Anadolu Üniversitesi, Açık Öğretim Yayınları: https://www.anadolu.edu.tr/aos/kitap/EHSM/1214/unite03.pdf[7] Wolfgang Wach “Fructose” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2004, Wiley-VCH, Weinheim.[8] Relative seetness Scale. http://www.elemhurst.edu/-chm/vchembook/549sweet.html[9] Krause MV, Mahan LK. Food, nutrition and diet therapy. 7th ed. Philadelphia: WB Saunders Company, 1984. Alıntı: Bray GA, Nielsen SJ, Popkin BM. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. Am J Clin Nutr., 79(4):537-43, 2004.[10] http://www.sekerkurumu.gov.tr/kotalar.aspx [11] Stanhope KL, et al. (2009). Effects of consuming fructose or glucose-sweetened beverages for 10 weeks on lipids, insulin sensitivity and adiposity. J. Clin. Invest. 119: 1322–34.[12] Havel PJ. Dietary fructose: implications for dysregulation of energy homeostasis and lipid/carbohydrate metabolism. Nutr Rev, 63: 133–57, 2005.[13]  Bantle JP, et al. (2000). Effects of dietary fructose on plasma lipids in healthy subjects. Am. J. Clin. Nutr. 72:1128–34.[14] Liu H, Huang D, McArthur DL, Boros LG, Nissen N, Heaney AP. Fructose induces transketolase flux to promote pancreatic cancer growth. Cancer Res. 70(15):6368-76, 2010.