Yediğimiz gıdalar soframıza ulaşana kadar birçok işlem basamağından geçer. Bu süreç boyunca gıdalarda fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik olmak üzere bazı değişimler meydana gelir. Özellikle şeker içeren gıdalarda, uygun olmayan depolama koşulları ve uygulanan ısıl işlemler sonucunda bazı kimyasal reaksiyonlar oluşur. Bu reaksiyonların önemli ürünlerinden biri Hidroksimetilfurfural (HMF)’dir.
HMF; aromatik aldehit ve furan halkası içeren, başta heksoz şekerler (glikoz ve fruktoz) olmak üzere karbonhidratların asidik ortamda ve yüksek sıcaklıkta parçalanması sonucu oluşan bir bileşiktir. Maillard reaksiyonu sırasında ara ürün olarak da meydana gelir.
Birçok gıdada hem kalite göstergesi hem de proses kontrol parametresi olarak değerlendirilir.
HMF Nasıl Oluşur?
HMF oluşumu temelde iki ana mekanizma ile gerçekleşir:
1. Maillard reaksiyonu: Bu reaksiyon şekerler ile aminoasitler arasında gerçekleşir. Gıdalara renk ve aroma kazandırırken aynı zamanda HMF oluşumuna da sebep olur.
2. Karamelizasyon: Şekerlerin yüksek sıcaklıkta parçalanmasıyla oluşur ve özellikle şekerli ürünlerde önemli bir HMF kaynağıdır.
HMF’in oluşması; sıcaklık, zaman, pH, su aktivitesi, şeker türü ve ortamda bulunan katalizörlere (özellikle organik asitler) bağlı olarak değişir. Fruktoz; glikoz ve sakkaroza kıyasla HMF oluşumuna daha yatkındır.
Hangi Gıdalarda HMF Oluşur?
Meyve suları, süt ve süt ürünleri, tahıl ürünleri, bal, reçel, pekmez ve kahve gibi birçok gıdada oluşabilir. Bu ürünlerdeki HMF miktarı, uygulanan ısıl işlem ve depolama koşullarının bir göstergesi olarak değerlendirilir.
1. Meyve Sularında HMF Oluşumu:
Meyve sularında uygulanan pastörizasyon ve konsantrasyon işlemleri, mikrobiyal güvenliği sağlamak ve raf ömrünü uzatmak amacıyla yapılır. Ancak bu işlemler enzimatik olmayan esmerleşme reaksiyonlarını da tetikler. Meyve sularının bileşiminde bulunan şekerler ve amino asitler Maillard reaksiyonuna girerken, organik asitler bu reaksiyonu katalizler. Özellikle düşük pH ve yüksek sıcaklık HMF oluşumunu artırır.
Yapılan çalışmalar, meyve sularında soğutma hızının da önemli olduğunu göstermektedir. Isıl işlem sonrası hızlı soğutma, HMF oluşumunu sınırlarken; yavaş soğuma durumunda HMF miktarı daha yüksek olmaktadır. Ayrıca depolama sıcaklığı arttıkça HMF birikimi de artar.
2. Tahıl Ürünlerinde (Ekmek) HMF Oluşumu:
Ekmek üretiminde yoğurma, fermantasyon ve pişirme aşamalarında çeşitli kimyasal reaksiyonlar gerçekleşir. Ama özellikle pişirme sırasında Maillard reaksiyonu ve karamelizasyon ön plana çıkar. HMF ise en çok ekmek kabuğunda gözlemlenir. Bunun nedeni kabukta daha yüksek sıcaklık ve daha düşük nem bulunmasıdır. Pişirme süresi uzadıkça ve sıcaklık arttıkça HMF miktarı da artar.
3. Süt ve Süt Ürünlerinde HMF Oluşumu:
Genellikle laktozun ısıl işlem sırasında parçalanmasıyla HMF oluşumu gerçekleşir. Ayrıca sterilizasyon ve UHT gibi işlemlerde ve özellikle süt tozu üretiminde oluşabilir. Isıl işlem şiddeti, depolama süresi ve sıcaklığı arttıkça HMF miktarı da artar.
4. Bal, Pekmez ve Reçelde HMF Oluşumu:
Bal ve pekmez gibi fruktoz açısından zengin ürünlerde HMF oluşumu oldukça yaygındır.
Balda, aşırı ısıtma ve yüksek depolama sıcaklığı HMF oluşumunu artırır.
Pekmez ve reçel endüstrisinde pişirme işlemi açık kazanda veya vakum altında olmak üzere iki şekilde yapılmaktadır. Özellikle açık kazanlarda yüksek sıcaklıkta yapılan üretimlerde HMF miktarı oldukça yüksektir. Vakum altındaki üretim ise bu oluşumu sınırlandırır.
Son yıllarda “rafine şekersiz” veya “sağlıklı” olarak sunulan tariflerde bal ve pekmez sıkça kullanılmaktadır. Ancak bu ürünlerin yüksek sıcaklıkta fırınlanması önemli bir noktayı gündeme getirir:
-
Isıl işlem sırasında HMF oluşumu artabilir!
Fırınlama sırasında uygulanan yüksek sıcaklıklar (özellikle kurabiye ve keklerde), bu doğal şekerlerin parçalanmasına ve HMF oluşumunun artmasına neden olabilir. Bu durum, ürünün “rafine şekersiz” olmasına rağmen tamamen risksiz olmadığı anlamına gelir.
Evde yapılan tariflerde HMF oluşumunu azaltmak için:
- Daha düşük sıcaklıkta pişirme,
- Pişirme süresinin optimize edilmesi ve
- Bal/pekmez gibi bileşenlerin pişirme sonrası eklenmesi
gibi alternatif yöntemler tercih edilmelidir.
5. Kahvede HMF Oluşumu:
Kahve çekirdeklerinin kavrulması sırasında yüksek sıcaklık etkisiyle HMF oluşur. Özellikle çözünebilir kahvelerde, ek ısıl işlemler nedeniyle daha yüksek seviyelere ulaşabilir.
Sağlık Üzerine Etkileri
HMF’nin insan sağlığı üzerindeki etkileri halen araştırılmaktadır. Yüksek miktarlarda alımının potansiyel toksik etkileri olabileceği düşünülse de normal beslenme koşullarında alınan miktarların genellikle güvenli sınırlar içinde olduğu kabul edilmektedir.
Sonuçta;
HMF, gıdalarda ısıl işlem ve depolama koşullarına bağlı olarak oluşan önemli bir bileşiktir. Bir yandan kalite göstergesi olarak kullanılırken, diğer yandan aşırı oluşumu istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle üretim süreçlerinin doğru yönetilmesi ve uygun depolama koşullarının sağlanması, HMF oluşumunun kontrol altında tutulmasında kritik rol oynar.
Ayrıca Meraklısına;
Gıdalarda PAH ve HAA Oluşumunun Sağlığa Etkileri
Süt Reçeli (Dulce de Leche): Bilimin Tatlı Hali
Patates Kızartması Daha Sağlıklı Nasıl Yapılır? Akrilamidi Azaltmanın 5 Püf Noktası
Akrilamid: Gıdalardaki Gizli Tehlike
KAYNAKLAR
Aslanova, D. (2005). Reçel üretimi ve oluşum sürecinde HMF oluşumu kinetiği (Yüksek Lisans tezi, Ankara Üniversitesi (Türkiye)).
Batu, A., Aydoymuş, RE ve Batu, HS (2014). Gıdalarda hidroksimetilfurfural (HMF) oluşumu ve insan sağlığına etkisi. Elektronik Gıda Teknolojileri Dergisi , 9 (1), 40-55.
