Mısır Proteini “zein”

1. Mısır Proteini“zein” Gökhan Şimşek Veteriner Hekim İst. Aydin Universitesi Gida Müh. Dok. Programi gokhansimsek2002@yahoo.com

2. Genel • Mısır, nemli iklim bölgelerinde yetiştirlen, tek yıllık özellikle bir tarım bitkisidir. •  Tanesindeki ham yağ, yulaftan sonra en yüksek değer veren besin maddesidir. •  Mısırın, nişastadan sonra en çok içerdiği kimyasal bileşen proteindir. Protein miktarı, mısır tanesinin %8'i ile %11’i arasında değişir. Bu proteinin çoğu endospermde bulunur. Endosperm üç kısımdan oluşur.

3. Genel • Embriyo: Endospermdeki proteinin %82’si burda bulunur. Lösin/ izolösin oranı düşüktür. Bu da daha iyi bir biyolojik değere yol açar. (Biyolojik değer, farklı metabolik fonksiyonlar için gerekli aminoasitin sağlanması açısında kullanılan nitrojen miktarı olarak tanımlanır.) • Perikarp: Proteinin %11.6’sını içerir. • Tipkap: Proteinin %6.4’ü bu kısımdadır.

4. Genel • Mısırın besinsel değeri, amino asit düzeniyle belirlenir. • Mısırda, iki önemli aminoasit eksikliği vardır. Bunlar, triptofan ve lisindir. • Çok fazla mısır tüketen topluluklarda lisin ve triptofan eksikliği olması, araştırmacıları bu proteinin ana aminoasit konsantrasyonu arttırmak için QPM tekniğini geliştirmeye itmiştir. • QPM, mısır protein kalitesi anlamına gelir. Yapılan bu çalışmalar, mısırda, mısır endospermindeki prolamin oranını arttırarak, daha yüksek (%18) bir protein içeriği sunmuştur. QPM değişikleri, mısırdaki lizin ve triptofan oranlarını neredeyse iki katına çıkarmıştır, fakat mısırın genel protein oranı değişmez. QPM değişiklikleri, genel protein depolanma miktarını azaltır. Normalde, mısırın biyolojik değeri %45 iken, QPM’le %80’e çıktı. Böylece, QPM mısırının üretildiği ve çok tüketildiği ülkelerde, mısırın besin değerleri geliştiğinden insanların beslenmelerinin de kalitesi artmış oldu.

5. Genel • Mısır nişastası üretiminin kuru yan ürünü mısır proteinidir. • Mısır proteini, büyükbaş hayvan, kümes hayvanları, balık ve köpek mamalarında ve diğer hayvan yemlerinde kullanılır. Nişastanın ayrışması sırasında elde edilen gluteni içerir. Enerji bakımından zengindir (Min. 60% kuru madde). • Geviş getiren hayvanlarda, mısır proteinleri kolayca indirgenebilir ve metionin yönünden zengindir. Kanatlı hayvanlarda, yumurtaya sarı rengi kazandırmak için doğal pigmentler de içerir. Mısır proteini altın portakal rengindedir, kurutulmuş (maksimum nem %13) ve granül yem formundadır.

6. Mısır Proteini “ZEİN” • Mısırda bulunan prolamin proteinin diğer bir adı zein’dir. Geçmişte de bir çok ticari ürünün kaplamasında kullanılmıştır. Bunlardan bazıları kağıt bardaklar, soda şişelerindeki şeritler, giysi kumaşları, butonlardır. Fakat gelişen sentetik alternatiflerden dolayı giderek bu alanda yok olmuştur. • Son yıllarda, şeker, fındık, meyve, ilaç • ve kapsüllü gıda kaplamalarında kullanılmaktadır. • Zein aynı zamanda reçinede ve diğer biyoplastik polimerlerde işlenebilir. Artan çevresel sorunlar ve petrokimyasallara bağlı yüksek hidrokarbon fiyatları zeinin hammadde olarak kullanımını arttırmıştır. Gıda alanında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapılan araştırmalara göre sakızlarda gam yerine zein kullanılabileceği kanıtlanmıştır.

7. Mısır Proteini “ZEİN” ve Yenilebilir film ve kaplamalar Gıda endüstrisinde enzimatik ve bakteriyel bozulmanın geciktirilmesi ile gıda güvenliğinin sağlanması için farklı muhafaza ve ambalaj teknikleri kullanılmaktadır. Bu konudaki önemli gelişmelerden birisi olan yenilebilir film ve kaplamalar; gıdaları korumak, raf ömürlerini uzatmak amacıyla bir gıdanın yüzeyi üzerinde oluşturulmuş ince tabakalı, gıdayla birlikte yenilebilen, sentetik olmayıp doğal kaynaklardan elde edilen maddelerdir. Yenilebilir filmlerle kaplanmış gıda ürünlerinde, özellikle et ürünlerinde yağ oksidasyonunun engellenmesi, suyun yanı sıra aroma bileşikleri, pigmentler, kararma tepkimelerini durduran iyonlar ve vitaminler gibi maddelerin ürünlerin içinde tutulması bu filmleri popüler hale getirmiştir.

8. Mısır Proteini “ZEİN” ve Yenilebilir film ve kaplamalar En önemlisi yenilebilir film ve kaplamalar, plastiklerle yapılan gıda ambalajlamasının ciddi bir sorunu olan kanserojen riskini taşımamakta ve atık sorunu da oluşturmamaktadır. Yenilebilir filmler uygun şekilde hazırlandığı takdirde fonksiyonel bir ambalajın sahip olabileceği tüm işlevleri yerine getirebilir. Yenilebilir filmlerin hazırlanmasında temelde • hidrokolloidler (protein ve polisakkarit), • lipidler ve kompozitlerden (hidrokolloid+lipid) yararlanılmaktadır.

9. Yenilebilir filmleri biyolojik kaynaklı yapılarına göre 3 kısımda incelemek mümkündür: 1. Polisakkaritler a) Nişasta (Patates, mısır, buğday, pirinç ve diğer türevleri) b) Selüloz (pamuk, odun ve diğer türevleri) c) Gumlar (guar, lokust bean, aljinatlar, karragenan, pektinler ve diğer türevleri) d) Kitin/Kitosan 2. Yağlar a) Çapraz bağlı trigliseridler b) Vakslar c) Hayvansal ve bitkisel yağlar 3. Proteinler a) Hayvansal (kazein, peynir altı suyu, kollajen, jelatin vb.) b) Bitkisel (zein, soya, gluten vb.)

10. Mısır Proteini “ZEİN” ve Yenilebilir film ve kaplamalar Yenilebilir protein filmleri 1-Bitkisel kökenli proteinler (mısır zeini, buğday gluteni, soya proteini, bezelye proteini, ayçiçeği proteini, yer fıstığı proteini ve çiğit proteini gibi) 2- Hayvansal kökenli proteinler (keratin, kollajen, jelatin, balık miyofibriler proteini, yumurta beyazı proteini, kazein ve peynir altı suyu proteini gibi) olarak iki gruba ayrılmaktadır.

11. Yenilebilir film kaplamaları ve tarih Gıda ürünlerinde yenilebilir filmlerin kullanımı yeni gibi görünmekle birlikte bu uygulama yıllar öncesine dayanmaktadır. Vakslar ekşi meyvelerin dehidrasyonunu geciktirmek için, Çin’de 12. ve 13. yy’dan beri kullanılmaktadır. Asya’ da 15. yy’dan beri bazı gıdaların görünüşünü ve muhafazasını geliştirmek için kaynamış soya sütünden elde edilen Yuba ismi verilen filmden yararlanılmaktadır. Büzülmeyi önlemek için etlerin yağlarla kaplanması 16. yy’dan beri uygulanmaktadır. 19. yy’da ceviz, badem ve fındıkların depolanması sırasındaki oksidasyonu ve bozulmayı önlemek için yenilebilir koruyucu bir kaplama olarak ilk kez sükroz kullanılmıştır

12. İyi özellikte yenilebilir film üretimi için aşağıdaki koşulların sağlanması gerekmektedir (Appendini ve Hotchkiss, 2002) 1. Kullanılan ham maddeler genellikle güvenilir kabul edilmiş (GRAS) olmalı, 2. Yavaş, fakat kontrollü ürün solunumuna izin vermeli, 3. Yapısal bütünlük sağlamalı ve mekanik işlemeyi geliştirmeli, 4. Gıda katkı maddelerini birleştirici görev yapmalı, 5. Mikrobiyal bozulmayı uzun depolama süreleri boyunca engellemeli veya azaltmalıdır.

13. Mısır Proteini “ZEİN” • Uzun yıllardan beri gıda kaplama materyali olarak kullanılan zein, özellikle sebze ve meyve kaplamada kullanılmaktadır. Hayvansal gıdaların muhafazasında ise son zamanlarda kullanım olanağı bulmuştur

14. (Kandemir, 2006) • Yenilebilir film ve kaplamalar, tüketim sırasında olumsuz etki yaratmamak için mümkün olduğunca kokusuz, tatsız, renksiz, saydam, berrak olmalı, gıda maddesi ile uyum göstermelidir. • Filmler genellikle aşınmaya dayanıklı ve esnek olmalıdır. Farklı fonksiyonel ihtiyaçları (nem bariyeri, gaz bariyeri, su ve lipitte çözünürlük, renk ve görünüş, mekanik özellikler, vb.) karşılayabilmelidirler

15. (Cuq vd.,1995) • Film ve kaplamalar oluşum şekilleri ve gıdalara uygulamalarına göre farklılık gösterirler. • Yenilebilir kaplamalar sıvı bir film yapıcı solüsyona veya erimiş bileşikler eklenerek doğrudan gıda üzerine bir fırça ile veya püskürtme ile uygulanır, ürünü filme batırma veya filmi ürün üzerine akıtma ile de oluşturulur

16. (Garcia vd., 2000) • Yenilebilir film ve kaplamalar nem, oksijen, karbondioksit, aroma ve yağlara karşı bariyer sağlayan bileşikler içerebilirler. • Antimikrobiyaller, antioksidantlar ve aroma bileşenlerinin ilavesiyle gıdanın mekanik ve biyolojik özelliklerini iyileştirebilirler. • Yenilebilir filmlerin mekanik özelliklerini arttırmak için film formülasyonlarında gliserin, etilen glikol, sorbitol, mannitol ve polietilen glikol gibi çeşitli plastikleştiriciler kullanılmaktadır. Bu katkı maddeleri genelde düşük molekül ağırlığına sahip küçük moleküllerdir ve polimerlere uygun kaynama sıcaklıklarına sahiptirler. • Plastikleştiriciler paketleme sanayinde önemli olan film kırılganlığını düşürmekte ve filmin esnekliğini de arttırmaktadırlar

17. Mısır proteini (zein) filmi Zein yenilebilir film veya kaplama olarak ticari uygulamaları olan diğer bir proteindir. Zein endüstriyel olarak mısır gluteninin türevlerinden elde edilmektedir. Yapısındaki aminoasit bileşimi nedeniyle çok düşük veya çok yüksek pH değerlerinde suda çözünebilirler. Zein ile üretilen kaplamalar oldukça parlak ve sert bir görünüşe sahiptir (Gennedios ve Weller, 1990). Zein film kaplamalarının bariyer ve antimikrobiyal taşıyıcı özellikleri çeşitli gıdalar üzerinde kullanılmıştır. Zein ilaç endüstrisinde kapsüllerin kaplanmasında koruma amaçlı ve tatların yayılması ya da maskelenmesini kontrol etmek amacıyla da kullanılmaktadır. (Gennadios vd., 1994). Ayrıca sosis kılıflarında kollajenlerin yerine kullanılabileceği gibi, kuru gıdalar için suda eriyen poşetlerin üretiminde bitki kaynaklı bir alternatif olarak görülmüştür (Georgevits, 1967; Turbak, 1972).

18. Mısır proteini (zein) filmi • Mısır proteininin su ile dağılan türleri fındık, et veya meyveler için nem veya gaz bariyeri sağlamak amacıyla film ve kaplama olarak kullanılabilir. Yemeye hazır kahvaltılık tahıllarda kuru üzümlerin kaplanması böyle bir uygulamadır. • Burada zein kaplama kuru üzümden kahvaltılık tahıllara nem geçişini önleyerek ürünün kalitesini korur. • Kavrulmuş fıstıkların zein ile kaplanmaları oksijen bariyeri olarak görev yaparak küflenmeyi, ekşimeyi ve acımayı önlemekte, raf ömrünü % 50 uzatmaktadır (Krochta ve DeMulder Johnston, 1997)

19. Vakum Paketlemenin Ve Zein İle Kaplamanın Balık Filetolarının Kalite Kriterleri Üzerine Etkilerinin KarşılaştırılmasıÖzlem Pelin CAN, Özlem EMİR ÇOBAN Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Sivas, Fırat Üniversitesi Su Ürünleri Mühendisliği, Elazığ, TÜRKİYE • Bu çalışmada, gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss, W. 1792) filetoları yenilebilir zein filmi ve vakum paket ile kaplanarak, kalite kriterlerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Filetolar, üç deneysel gruba ayrılmıştır (aerobik paketleme, zein ile kaplama ve vakum paketleme). • Örnekler muhafazanın 1., 3., 6., 9., 12. ve 15. günlerinde, mikrobiyal (toplam mezofil aerobik bakteri, Enterobakteri, Pseudomanas spp. ve laktik asit bakteri sayısı), kimyasal (total volatil baz miktarı, tiyobarbitürik asit sayısı) ve duyusal açıdan incelenmiştir. Z grubu ile V grubu örnekleri arasındaki fark laktik asit bakteri sayısı açısından değerlendirildiğinde önemli bulunmuştur (p<0.05). TBA değeri Z grubu örneklerinde en düşük olarak saptanmıştır (p<0.05). • Bu çalışma alabalık filetolarının taze olarak muhafaza süresi üzerine vakum paketleme ve zein kaplamanın etkilerini karşılaştırmak amacıyla yapılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre zein kaplamanın vakum paketlemeye alternatif olabileceği, böylece vakum paketlemenin dezavantajlarından olan ambalaj sorunun önüne geçilebileceği düşünülmektedir.

20. Vakum Paketlemenin Ve Zein İle Kaplamanın Balık Filetolarının Kalite Kriterleri Üzerine Etkilerinin KarşılaştırılmasıÖzlem Pelin CAN, Özlem EMİR ÇOBAN Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Sivas, Fırat Üniversitesi Su Ürünleri Mühendisliği, Elazığ, TÜRKİYE • zein ile kaplanan örnekler vakum paketleme ile muhafaza edilen örnekler ile mikrobiyolojik açıdan değerlendirildiğinde sonuçların birbirine yakın olduğu hatta bazı kriterlerde daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. • Bu durum kimyasal sonuçlar içinde benzerdir. Vakum paketleme ile karşılaşılan sorunlar, ambalaj materyalinin çevre kirliliği üzerine olan etkileri, plastik materyalin insan sağlığı üzerine olan etkileri, vakum paketlemenin ekonomik açıdan daha pahalı olması ve alet ekipman gerektirmesi gibi olumsuz birkaç etkisinin önüne geçilebileceği düşünülmektedir. Ayrıca balık etinin zein ile kaplanması ile ilgili literatür çok az sayıdadır. Bu çalışmanın balık etinin muhafaza süresini uzatmak ile ilgili yapılacak diğer çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.

21. Lin ve ark. • Kılıççeker ve ark., alabalık filetolarını farklı kaplama materyalleri ile kapladıktan sonra -18 °C’de 7 ay muhafazaya almışlar ve kimyasal ve duyusal açıdan inceledikleri örnekler arasında zein ile kaplanan grubun kalite özelliklerini daha iyi koruduğunu bildirmişlerdir . Lin ve ark. tarafından yapılan başka bir çalışmada zein ile kapla kaplanan balık köftelerinin muhafaza süresinin uzadığı bildirilmişti

22. Mısır proteini (zein) filmi • Kaplama zein, özel bitkisel yağlar, BHA ve BHT ve etil alkol taşıyıcı içerebilir. • Örneğin yağsız, koruyucusuz, ya da diğer durumlar gibi uygulamaya göre içerikleri çeşitlilik göstermektedir. Bu filmler kavrulmuş fıstıklar ve jelli şeker gibi yapışkan şekerlemeler, çikolata kaplı fıstıklar ve meyan köklü şekerler gibi şekerleme ürünlerini kaplamada kullanılabilir. • Nisbi nemi % 50 ve 70°C de sıcaklık uygulamasıile elde edilmiş kaplamalı çevizler raf ömrü bir ay olan kaplamasız çeviz ile kıyaslandığında 3 ay raf ömrüne sahiptir. Zein oluşumlu kaplama nem ve oksijen bariyeri olarak görev görür ve ürün üzerindeki antioksidanları sabitleştirir (Krochta ve DeMulder Johnston, 1997)

23. Mısır proteini (zein) filmi Gıdaların nakliyesi ve depolanması sürecinde bakteri gelişimi büyük problemdir. Bu probleme gıda ile temas süresince antimikrobiyal etki gösteren ambalaj materyali etkili olabilir. Padgett (1998) yaptıkları çalışmada EDTA, laurik asit, nisin ve bu üç antimikrobiyal madde kombinasyonlarını zein film içerisine katılmıştır. Üretilen filmlerin 100.000.000 kob/ml başlagıç konsanrasyonundaki Listeria monocytogenes ve Salmonella Enteritidis’e karşı antimikrobiyal etkileri incelenmiştir. L. monocytogenes nisin ve laurik asit içeren filmlere 48 saat maruz bırakıldıktan sonra 4 log’dan fazla azalmıştır. Laurik asit içeren filmlerde 24 saatlik inkübasyon sonrasında L. monocytogenes‘e rastlanmamıştır. Üretilen filmlerde S. Enteritidis sayısında ise 1 log10 kob/gr’dan fazla azalma olmamıştır. Bununla beraber kontrol grubu filmlerinde 24 saatte 5 log10 kob/gr artış olmuştur.

24. Mısır proteini (zein) filmi(Akbaba, 2006). • Mısır endosperminde bulunan zein proteininden hazırlanan yenebilir filmler kırılgan bir yapıda olduğundan öncelikle esnekleştirilmekte; yani plastikleştirilmektedir. • Zein filmleri, kullanıldığı ürün üzerinde sert, parlak, mikroorganizma etkinliğini engelleyen koruyucu bir tabaka oluşturmaktadır. • Zein kaplamalar domateslerin üzerindeyken, sebzenin parlaklık ve nem kaybını azaltmaktadır, renk değişimini de geciktirmektedir. • Yine peynirler üzerinde uygulandığında, peynirlerin yüzeyine koruyucu olarak uygulanan sorbik asidi korumaktadır. Böylece, bir anlamda koruyucunun koruyucusu olmaktadır

25. (Temiz ve Yeşilsu, 2006) • Zein kaplamaları fındık, şeker, şekerleme ürünleri başta olmak üzere diğer gıdalar için oksijen, lipid ve nem bariyeri olarak kullanılmaktadır. • Vitamin ve minerallerle zenginleştirilmiş pirinçlerin soğuk suda yıkama esnasında vitamin ve mineral kayıplarını azaltmak için zein-stearik asit-odun reçinesi ile kaplanmaktadır

26. Zenin üzerine kimi çalışmalar • Zein; dayanıklı, parlak, sert ve yağ geçirmez kaplamaların elde edilmesinde kullanılır (Gennadios ve weller, 1990) • Zeninle hazırlanan filmlerim ne bariyer özellikleri daha iyidir ( kester ve fennema 1986) • Fındık ve kurutulmuş meyveleri içeren şekerleme ürünleri ve ilaç tabletlerinde yenilebilir kaplama olarak kullanılmaktadır (Bardwin ve ark. 1995)

27. SONUÇ • Mısır Proteini olarak zein (veya diğer yenilebilir ambalajların ) kullanımı; • Hem ambalaj atığı ve çevre kirliliğinin önüne geçilmesi • Petrol türevi ambalajlardan kaynaklanan kanserojen risklerin bertaraf edilmesi • Dışa bağımlı olunan petrol türevi ambalaj ürünlerinin yerine kullanılmasıyla ulusal kaynakların korunması açısından önemlidir.

28. Yararlanılan kaynaklar • http://www.hammaddeler.com/index.php?option=com_content&view=article&id=4013&Itemid=335 • YENİLEBİLİR PROTEİN FİLMLER ve SU ÜRÜNLERİNDE KULLANIMISeda Dursun Nuray Erkanİstanbul Üniversitesi, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi, Diyet Hizmetleri Birimi, İstanbul İstanbul Üniversitesi, Su ürünleri Fakültesi, İstanbul • Gennadios ve weller, 1990 • kester ve fennema 1986 • Bardwin ve ark. 1995 • Temiz ve Yeşilsu, 2006 • Akbaba, 2006 • Krochta ve DeMulder Johnston, 1997 • Vakum Paketlemenin Ve Zein İle Kaplamanın Balık Filetolarının Kalite Kriterleri Üzerine Etkilerinin KarşılaştırılmasıÖzlem Pelin CAN, Özlem EMİR ÇOBAN Cumhuriyet Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü, Sivas, Fırat Üniversitesi Su Ürünleri Mühendisliği, Elazığ, TÜRKİYE • Krochta ve DeMulder Johnston, 1997 • Appendini ve Hotchkiss, 2002 • Cuq vd.,1995 • Gennedios ve Weller, 1990).