10. Sınıf Kimya Gıdalar ve Kimya

Kış aylarında zeytinyağı veya ayçiçek yağı şişesinin dibinde beyaz tortuların oluştuğu ve yağın bulandığı görülür. Bu durum tüketiciler tarafından yağın bozulduğu şeklinde algılansa da aslında yağın yapısındaki yüksek erime noktalı mumsu maddelerin ve doymuş yağ asitlerinin kristalleşmesinden kaynaklanır. Endüstride bu durumu önlemek amacıyla uygulanan, yağın kademeli olarak soğutulup oluşan kristallerin süzülerek uzaklaştırılması işlemine ne ad verilir?

Çözüm: Yağların soğukta bulanıklaşmasını önlemek amacıyla, soğutularak dondurulan mumsu maddelerin süzülerek yağdan uzaklaştırılması işlemine vinterizasyon (kışlatma) denir.

Bir elma kesilip havayla temas ettiğinde, yapısındaki polifenoller oksijenle reaksiyona girerek kahverengileşmeye başlar. Ancak elma dilimlerinin üzerine limon suyu sıkıldığında bu kahverengileşmenin durduğu veya çok yavaşladığı gözlenir. Limon suyunda bol miktarda bulunan C vitamini (askorbik asit) bu süreçte nasıl bir rol oynamaktadır?

Çözüm: C vitamini (askorbik asit) güçlü bir antioksidandır. Oksijenle kendisi reaksiyona girerek elmadaki fenolik bileşiklerin oksitlenmesini (kahverengileşmesini) önler.

Paketlenmiş keklerin, gofretlerin ve yumuşak kurabiyelerin aylarca rafta kalmasına rağmen ilk günkü gibi yumuşak ve nemli kalması, kurumaması sağlanır. Gıda endüstrisinde bu amaçla kullanılan katkı maddelerine 'nem tutucular' (humektanlar) denir. Aşağıdakilerden hangisi hazır gıdalarda nem tutucu olarak yaygın şekilde kullanılan kimyasal maddelerden biridir?

Çözüm: Gliserol (gliserin) ve sorbitol gibi çoklu alkoller, hidrofilik (su seven) yapıları sayesinde havadaki nemi tutarak hazır gıdaların kurumasını önler ve yumuşak kalmalarını sağlar.

Bir zeytinyağı fabrikasında üretilen yağlar asitlik derecelerine göre sınıflandırılır. Serbest yağ asitliği (oleik asit cinsinden) %0,8'in altında olan yağlar 'Sızma', asitliği yüksek olup fiziksel ve kimyasal işlemlerle asitliği düşürülen ve kokusu giderilen yağlar 'Rafine', bu ikisinin karışımı ise 'Riviera' olarak adlandırılır. Buna göre, asitlik derecesi %2,5 olan ham zeytinyağını doğrudan tüketmek istemeyen bir üretici, bu yağı tüketilebilir hale getirmek için hangi işlemleri sırasıyla uygulamalıdır?

Çözüm: Asitliği yüksek olan ham yağlar doğrudan tüketime uygun değildir. Bu yağlar önce rafine edilerek asitliği düşürülür, ardından tat ve koku kazandırmak amacıyla sızma yağ ile karıştırılarak Riviera zeytinyağı üretilir.

Bir marketten süt almak isteyen Ahmet Bey, raflarda 'Pastörize Günlük Süt' ve 'UHT Süt' olmak üzere iki farklı ürün grubu görüyor. Bu iki süt türünün etiketlerini incelediğinde saklama koşulları ve son tüketim tarihlerinin oldukça farklı olduğunu fark ediyor. Pastörizasyon ve UHT (Ultra High Temperature) yöntemleri karşılaştırıldığında aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Pastörizasyonda amaç sütün besin değerini kaybetmeden sadece hastalık yapıcı (patojen) mikroorganizmaları öldürmektir, tüm sporlar ve faydalı bakteriler yok edilmez. UHT işleminde ise tüm mikroorganizmalar ve sporlar yok edilerek sterilizasyon sağlanır.

Ayşe Hanım, zeytinyağlı yaprak sarması yaparken 'Sızma Zeytinyağı', patates kızartması yaparken ise yüksek sıcaklığa daha dayanıklı olan 'Rafine Zeytinyağı' veya 'Riviera Zeytinyağı' tercih etmektedir. Ayşe Hanım'ın yemeklerde farklı yağ türlerini tercih etmesinin kimyasal ve fiziksel gerekçeleriyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Rafinasyon işlemi sırasında yağa uygulanan yüksek sıcaklık ve ağartma gibi kimyasal işlemler, yağın yapısındaki yararlı antioksidanları ve vitaminleri büyük ölçüde yok eder. Bu nedenle sızma zeytinyağının besleyici değeri rafine yağa göre çok daha yüksektir.

Bir paket cipsin arkasındaki besin ögeleri tablosunu inceleyen Can, 100 gram cips tükettiğinde günlük alması gereken doymuş yağ miktarının %70'ini karşıladığını fark ediyor. Gıda ambalajlarındaki besin ögeleri tablosu ve GDA (Günlük Karşılama Miktarı) değerleriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Besin etiketlerindeki GDA yüzdeleri genellikle '1 porsiyon' (örneğin 30 gram) baz alınarak verilir. Tüketici paketin tamamını yediğinde porsiyon miktarının katları kadar besin öğesi almış olur, bu yüzden E seçeneği yanlıştır.

Çocuklar için üretilen renkli şekerlemelerin, jelibonların ve gazlı içeceklerin etiketlerinde sıklıkla 'E102 (Tartrazin)', 'E129 (Allura Red)' gibi kodlar yer alır. Bu maddeler gıdaya çekici bir görünüm kazandırmak için kullanılan sentetik renklendiricilerdir. Yapılan araştırmalar, bazı sentetik gıda boyalarının çocuklarda hiperaktivite, dikkat dağınıklığı ve alerjik reaksiyonlara yol açabileceğini göstermektedir. Bu bağlamda, gıda boyaları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Çözüm: Gıda boyaları ve tüm katkı maddelerinin günlük alım sınırları (ADI) EFSA ve FDA gibi uluslararası gıda güvenliği otoriteleri tarafından belirlenip denetlenir. Sentetik boyalar besin değeri taşımaz ve çocuklarda hiperaktivite gibi bazı yan etkilere neden olabilir.

Hazır çorbalarda, cipslerde ve et bulyonlarda sıklıkla karşımıza çıkan 'Monosodyum Glutamat (MSG)', gıdalara beşinci temel tat olan 'umami' tadını kazandırır. MSG, beyindeki tat reseptörlerini uyararak gıdanın lezzetini kat kat artırır ve kişide daha fazla yeme isteği uyandırır. MSG kullanımı ve etkileriyle ilgili; I. MSG, doğal olarak domates ve peynir gibi bazı gıdalarda da serbest halde bulunur. II. Aşırı tüketimi, hassas bireylerde baş ağrısı, göğüs sıkışması gibi semptomlara (Çin Restoranı Sendromu) yol açabilir. III. MSG bir koruyucu madde olup gıdaların bozulmasını engeller. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: MSG bir lezzet artırıcıdır, koruyucu (antimikrobiyal) bir özelliği yoktur (III yanlış). Doğal gıdalarda da serbest glutamat olarak bulunur ve hassas kişilerde geçici yan etkilere yol açabilir (I ve II doğru).

Konserve gıdaların üretiminde en büyük risklerden biri, oksijensiz ortamda çoğalabilen ve ölümcül bir zehir salgılayan 'Clostridium botulinum' bakterisidir. Gıda mühendisleri, konservelerin pH değerini 4.6'nın altına düşürerek bu bakterinin sporlarının aktifleşmesini ve toksin üretmesini engellerler. Bu amaçla konserve yapımında kullanılan katkı maddesi sınıfı aşağıdakilerden hangisidir?

Çözüm: Gıdaların pH değerini belirli bir sınırda tutmak veya düşürmek için kullanılan maddeler 'Asitlik Düzenleyiciler'dir (örneğin sitrik asit). Bu maddeler mikroorganizmaların yaşayamayacağı asidik ortamı oluşturarak koruyucu etki gösterir.

Patates cipsi paketlerinin içi hava ile dolu gibi görünür. Birçok tüketici bu durumun kendilerini aldatmak için yapıldığını düşünse de aslında paketlerin içine özel bir gaz karışımı (genellikle %99'un üzerinde azot gazı) basılır. Bu işleme 'Modifiye Atmosfer Paketleme (MAP)' denir. Cips paketlerine oksijen yerine azot gazı basılmasının temel kimyasal gerekçesi nedir?

Çözüm: Havadaki oksijen, cipslerdeki yüksek orandaki yağların hızlıca oksitlenmesine ve acılaşmasına yol açar. Oksijensiz, inert bir gaz olan azot (N2) ortamı doldurarak yağların bozulmasını engeller ve raf ömrünü uzatır.

Evde zeytinyağı, limon suyu ve yumurta sarısını çırparak mayonez yapmaya çalışan Selen, yumurta sarısı eklemediğinde yağ ve limon suyunun hızla birbirinden ayrıldığını, ancak yumurta sarısı eklediğinde pürüzsüz ve homojen bir karışım elde ettiğini gözlemliyor. Yumurta sarısında bulunan lesitinin bu olaydaki rolü göz önüne alındığında, hazır gıdalardaki emülgatörlerle ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yapılamaz?

Çözüm: Emülgatörlerin (lesitin vb.) temel görevi gıdaya lezzet vermek değil, polar (su) ve apolar (yağ) fazların birbirine karışmasını ve faz ayrışmasının önlenmesini sağlamaktır. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.

Sıvı bitkisel yağlar bol miktarda doymamış yağ asidi (çift bağ içeren karbon zincirleri) içerirken, katı hayvansal yağlar doymuş yağ asitleri içerir. Margarin eldesinde, sıvı yağların yapısındaki bu çift bağlar nikel katalizörlüğünde yüksek sıcaklık ve basınç altında hidrojen gazı ile doyurulur. Bu kimyasal süreçle ilgili; I. Doyurma işlemi fiziksel bir değişimdir. II. İşlem sırasında doymamış yağ asitleri doymuş yağ asitlerine dönüşür. III. Kontrolsüz doyurma işlemleri yan ürün olarak zararlı trans yağların oluşumuna yol açabilir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Yağların hidrojenle doyurulması (hidrojenasyon) kimyasal bir olaydır (I yanlış). Bu işlemle doymamış bağlar doyurulur ve işlem sırasında tam doyurulmayan bağlar geometrik izomeri değiştirerek trans yağlara dönüşebilir (II ve III doğru).

Plastik su şişelerinin altında veya arkasında üçgen geri dönüşüm sembolü içinde bazı numaralar (1'den 7'ye kadar) yer alır. En yaygın kullanılan PET (Polietilen tereftalat - 1) şişelerin tek kullanımlık olduğu, güneş ışığı altında uzun süre bekletildiğinde veya sıcak suyla doldurulduğunda yapısındaki bazı plastikleştirici ve ağır metallerin (örneğin antimon) suya geçebileceği bilinmektedir. Plastik ambalajların gıdalarla etkileşimi göz önüne alındığında aşağıdaki davranışlardan hangisi sağlık açısından en risklidir?

Çözüm: PET şişeler tek kullanımlık tasarlanmıştır. Sıcak içecekler ve asitli yapılar plastik malzemenin çözünmesini hızlandırarak monomerlerin ve antimon gibi ağır metallerin içeceğe sızmasına yol açar, bu yüzden tekrar kullanımı çok risklidir.

Gıda sanayinde et ürünlerinin (sucuk, salam, sosis) pembe rengini korumak ve 'Clostridium botulinum' gelişimini engellemek amacıyla sodyum nitrit (NaNO2) ve sodyum nitrat (NaNO3) yaygın olarak kullanılır. Ancak bu maddelerin yüksek sıcaklıkta (kızartma sırasında) etteki aminlerle reaksiyona girerek kanserojen olan 'nitrozaminleri' oluşturduğu bilinmektedir. Son yıllarda tüketicilerin doğal ürün talebi üzerine üreticiler, nitrit yerine biberiye özütü ve kereviz tozu gibi doğal antioksidan ve antimikrobiyalleri kullanmaya başlamıştır. Bu durumla ilgili; I. Sentetik koruyucuların tamamı insan sağlığı için her dozda ölümcüldür. II. Doğal koruyucular, sentetik koruyucuların yerini alarak yan etki riskini azaltabilir. III. Gıda katkı maddelerinin seçimi hem teknolojik gereksinimleri hem de sağlık risklerini dengelemelidir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Sentetik koruyucular kontrollü dozlarda ve yasal limitler dahilinde kullanıldığında akut olarak ölümcül değildir, bu yüzden I. öncül yanlıştır. Doğal alternatifler sağlık risklerini azaltır ve gıda üretiminde teknoloji-sağlık dengesi gözetilmelidir.

Diyabet hastası olan Mehmet Bey, çayına şeker atmak yerine eczaneden aldığı yapay tatlandırıcı tabletlerini kullanmaktadır. Ayrıca marketten alışveriş yaparken üzerinde 'Şekersiz' veya 'Diyet' ibaresi bulunan, aspartam içeren gazlı içecekleri tercih etmektedir. Yapay tatlandırıcılar ve bunların kullanımıyla ilgili; I. Aspartam, sakkarozdan (çay şekeri) yüzlerce kat daha tatlı olmasına rağmen çok az miktarda kullanıldığı için gıdanın kalori değerini neredeyse hiç artırmaz. II. Yapay tatlandırıcılar, yüksek sıcaklıklarda (örneğin fırın yemeklerinde) kararlı yapılarını koruyarak bozulmadan kalırlar. III. Fenilketonüri (PKU) hastaları, aspartam içeren gıdaları tüketmekten kaçınmalıdır çünkü aspartam vücutta fenilalanine dönüşür. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Aspartam yüksek sıcaklıklarda kararsızdır ve bozunarak tatlılık özelliğini kaybeder, bu yüzden fırınlanmış gıdalarda kullanılamaz (II. öncül yanlıştır). Yapısında fenilalanin bulundurduğu için PKU hastaları için tehlikelidir ve kalori değeri çok düşüktür (I ve III doğrudur).

Aşağıdaki şemada zeytinden zeytinyağı elde edilme süreçleri ve oluşan ürünler gösterilmiştir: [Zeytin] -> (Sıkma) -> [Sızma Zeytinyağı (Asitlik < %0.8)] ve [Yüksek Asitli Ham Yağ] [Yüksek Asitli Ham Yağ] -> (Rafinasyon) -> [Rafine Zeytinyağı (Kokusuz, Tatsız)] [Sızma] + [Rafine] -> [X Yağı] Şemada 'X' ile gösterilen zeytinyağı türü ve özellikleri ile ilgili; I. 'X', Riviera zeytinyağıdır. II. Sızma yağa göre daha hafif bir koku ve tada sahiptir, bu yüzden ağır kokulardan hoşlanmayanlar tercih edebilir. III. Kızartmalarda sızma yağa göre dumanlaşma noktası daha yüksek olduğu için daha güvenle kullanılabilir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Sızma ve rafine yağın karıştırılmasıyla Riviera zeytinyağı elde edilir. Riviera, sızma yağa göre daha hafif kokuludur ve rafine yağ içeriğinden dolayı dumanlaşma sıcaklığı daha yüksek olduğundan sıcak yemeklerde ve kızartmalarda tercih edilir.

Sanayi atıklarıyla kirlenmiş denizlerde yaşayan bazı balık türlerinde (özellikle ton balığı, köpek balığı gibi yırtıcı ve uzun yaşayan balıklarda) yüksek oranda cıva ve kurşun gibi ağır metaller birikir. Bu durum besin zinciri yoluyla insanlara aktarılır ve ciddi nörolojik rahatsızlıklara yol açabilir. Ağır metallerin gıdalardaki bu birikim süreci ve etkileriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Ağır metaller elementel düzeyde (veya kararlı bileşikler halinde) gıdanın yapısına yerleştiği için pişirme, kızartma veya dondurma gibi fiziksel işlemlerle gıdadan uzaklaştırılamazlar.

Endüstriyel gıda üretiminde, sıvı bitkisel yağların hidrojenle doyurularak yarı katı hale getirilmesiyle margarinler ve trans yağlar elde edilir. Trans yağların hazır gıdalarda (bisküvi, cips, gofret vb.) bu kadar yaygın kullanılmasının nedeni maliyeti düşürmesi ve raf ömrünü uzatmasıdır. Ancak trans yağların insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri bilimsel olarak kanıtlanmıştır. Buna göre, trans yağ tüketiminin artmasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudan bir sağlık riski oluşturmaz?

Çözüm: Trans yağların tüketimi koroner kalp hastalıkları, LDL/HDL dengesizliği, diyabet ve hücresel fonksiyon bozuklukları gibi kronik sağlık problemlerine yol açar; ancak vücudun su ve elektrolit dengesini bozarak anlık dehidrasyona (susuz kalmaya) yol açma gibi doğrudan akut bir etkisi yoktur.

Marketlerde satılan dondurulmuş bezelye, mısır veya çilek paketlerini açtığımızda tanelerin birbirine yapışmadığını, tek tek durduğunu görürüz. Bu durum endüstride uygulanan IQF (Individual Quick Freezing - Bireysel Hızlı Dondurma) yöntemi sayesinde gerçekleşir. IQF yöntemiyle ilgili; I. Gıdalar çok hızlı bir şekilde (yaklaşık -40 °C'de) dondurulduğu için hücre zarlarını yırtacak büyük buz kristalleri oluşmaz, böylece gıdanın dokusu ve besin değeri korunur. II. Hızlı dondurma işlemi gıdadaki tüm su moleküllerini kimyasal olarak parçalayarak buharlaştırır. III. Tanelerin tek tek dondurulması, tüketicinin paketin tamamını çözmek yerine ihtiyacı kadarını alıp kalanını derin dondurucuda saklamasını kolaylaştırır. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Dondurma işlemi fiziksel bir olaydır, su moleküllerini kimyasal olarak parçalamaz veya buharlaştırmaz (II yanlış). IQF yöntemi hızlı dondurma ile hücre zarlarını korur ve porsiyonlamayı kolaylaştırır (I ve III doğru).

Jelibon, lokum, puding ve dondurma gibi gıdaların üretiminde jel kıvamı elde etmek ve akışkanlığı kontrol etmek amacıyla kıvam artırıcılar kullanılır. Bu amaçla kullanılan en yaygın hayvansal kaynaklı protein 'jelatin'dir. Jelatin eldesi ve gıdalardaki kullanımıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Çözüm: Jelatin gıdalara protein takviyesi amacıyla değil, jelleştirici, kıvam artırıcı ve doku sağlayıcı fiziksel özellikleri nedeniyle eklenir. Ayrıca jelatin tüm esansiyel amino asitleri dengeli içermez (triptofan amino asidi jelatinde bulunmaz).

Tereyağı, oda sıcaklığında ve açık havada uzun süre bırakıldığında rengi sararır, kokusu ağırlaşır ve tadı acılaşır. Bu duruma halk arasında 'acılaşma' (rancidite) denir. Kimyasal olarak tereyağında meydana gelen bu bozulmanın temel nedeni aşağıdakilerden hangisi veya hangileridir?

Çözüm: Yağların acılaşması (rancidite), doymamış yağ asitlerinin havadaki oksijenle reaksiyona girmesi (otooksidasyon) ve ester bağlarının suyla hidroliz olup serbest kısa zincirli asitlerin açığa çıkması sonucu oluşur.

Süt tozu, sütün içeriğindeki suyun neredeyse tamamen uzaklaştırılmasıyla elde edilen kuru bir gıda maddesidir. Endüstride süt, önce evaporatörlerde yoğunlaştırılır, ardından püskürtmeli kurutucularda (spray dryer) sıcak hava akımıyla temas ettirilerek saniyeler içinde toz haline getirilir. Bu işlemle ilgili; I. Sütün toz haline getirilmesi kimyasal bir olaydır ve sütün protein yapısını tamamen değiştirir. II. Su uzaklaştırıldığı için mikroorganizmaların üreyebileceği ortam kısıtlanır ve raf ömrü uzar. III. Süt tozunun tekrar suyla karıştırılmasıyla elde edilen süt, taze sütün tüm besinsel ve fiziksel özelliklerine birebir sahiptir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Süt tozu üretimi temelde suyun buharlaştırılmasına dayalı fiziksel bir işlemdir (I yanlış). Suyun uzaklaştırılması su aktivitesini düşürerek mikrobiyal bozulmayı önler (II doğru). Isıl işlemler nedeniyle süt tozu taze sütün tüm organoleptik ve besinsel özelliklerini birebir koruyamaz (III yanlış).

Bir zeytinyağı üreticisi, sızma zeytinyağına daha ucuz olan kanola ve ayçiçek yağını karıştırarak saf zeytinyağı adı altında piyasaya sürmüştür. Bu durum gıda literatüründe 'tağşiş' (değerli bir gıda maddesinin içine ucuz ve kalitesiz maddeler karıştırılması) olarak adlandırılır. Laboratuvarda bu tağşişi tespit etmek isteyen bir kimyager, aşağıdaki analiz yöntemlerinden hangisini kullanarak yağların yağ asidi kompozisyonunu kesin olarak belirleyebilir?

Çözüm: Zeytinyağı ve diğer bitkisel yağların kendilerine has yağ asidi dağılımları vardır. Gaz Kromatografisi (GC) analizi ile yağ asitleri tek tek ayrıştırılarak miktarları belirlenir ve tağşiş kesin olarak tespit edilir.

Bir gıda mühendisi, ürettiği domates sosunun raf ömrünü uzatmak ve küflenmesini önlemek amacıyla sosa sodyum benzoat eklemektedir. Ancak sodyum benzoatın asidik ortamlarda daha etkin koruma sağladığını bilmektedir. Sosun pH değerini düşürmek için sosa sitrik asit de ilave eder. Bu gıda üretim süreciyle ilgili; I. Sodyum benzoat antimikrobiyal bir koruyucudur. II. Sitrik asit, asitlik düzenleyici olarak sodyum benzoatın etkinliğini artırmıştır. III. Katkı maddelerinin bilinçsizce fazla kullanımı insan sağlığına zarar verebilir. yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm: Sodyum benzoat mikroorganizmaların çoğalmasını önleyen antimikrobiyal bir koruyucudur. Sitrik asit ortamın pH değerini düşürerek sodyum benzoatın koruyucu etkisini artırır. Gıda katkı maddelerinin aşırı ve bilinçsiz tüketimi sağlık sorunlarına yol açabileceğinden her üç öncül de doğrudur.