Gıdalardan Ne Ölçüde Fayda Sağlıyoruz ?

Gıda alanında yapılan çalışmalar genellikle gıdaların bozulmaması, daha uzun süre saklanabilmesi için raf ömrünün uzatılmasına yöneliktir. Bu amaçla birçok yöntem keşfedilmiştir. Isıl işlemler, radyasyon uygulaması, hermetik kapatma,*gıda katkı maddeleri, gıda koruyucuları, ambalaj materyallerinin iyileştirilmesi amacıyla yapılan çalışmalar; gıdaların raf ömrünü uzatmak ve/veya tazeliğini uzun süre muhafaza edebilmesine yönelik çalışmalardır.  

Artık değişen dünya koşulları ile sağlığın daha ön plana çıktığı günümüzde araştırmalar, gıdanın duyusal ve yapısal özellikleri aynı kalırken besleyici özelliklerini arttırmaya ve daha sağlıklı gıdalar geliştirmeye yönelmektedir. Tabii ki hala gıdaların daha uzun süre bozulmadan kalmasını sağlamak için yeni ambalajlama yöntemleri araştırılmakta, koruyuculara alternatifler bulunmaya çalışılmakta, uygulanan işlemlerin etkinliğinin artırılması için optimizasyon çalışmaları yapılmaktadır. Fakat bütün bu çalışmaların yanında sağlık ve gıda ilişkisinin öneminin anlaşılması, gıdalardan ne kadar fayda sağlandığının ve bu faydanın nasıl arttırılabileceğinin üzerinde durmaktadır. Ayrıca dünya genelinde yaygınlaşmış obezite, diyabet gibi hastalıkların engellenmesi veya azaltılması için gıdalara uygulanan işlemler ile alakalı çalışmaların da arttığını görmekteyiz. 

İlk olarak “Gıdalardan ne kadar fayda sağlıyoruz?”’u anlayabilmek için farmakolojide (eczacılık bilimi) ilaçların vücuttaki etkisinin anlaşılabilmesi için geliştirilmiş olan biyoyararlanım kavramı, gıdalara uygulanmış ve biyoyararlılık adlı kavram geliştirilmiştir. İsimlerinin benzerliği kadar aslında hesaplanma yöntemleri de benzeyen bu kavramların mantığı; etken maddenin vücuda ne ölçüde salındığı ile alakalı olup gerekli formüller kullanılarak hesaplanan ve bilgisayar ortamında elde edilen grafiğin yorumlanmasına dayanmaktadır. [1]

Gıdalar için en basit tanımıyla biyoyararlılık (bioavailability) organizmanın işleyişinde kullanılmak üzere gıdalardan alınan besleyici maddelerin niceliği ile alakalı bir terimdir. [2] 

Vücutta gerçekleşen çiğneme, enzimler aracılığıyla parçalanma, asit ile hidroliz işlemlerinin yani aslında sinirim dediğimiz olayın amacı gıdanın bütünlüğünün bozularak besleyici öğelerin vücut tarafında emilebilir hale gelmesidir. Burada gerçekleşen olay başka önemli bir kavram olan biyoerişilebilirlik’i karşımıza çıkarıyor. Biyoerişilebilirlik (bioaccessibility) gıda matriksinden besleyici öğelerin sindirim sistemi boyunca salınması ve emilim için uygun hale gelen miktarı olarak tanımlanabilir.[3] Yani biyoyararlılık için gıdanın biyoerişilebilir olması gerekmektedir. Vücudumuz tarafından sindirim işlemleriyle biyoerişilebilir hale getirilen gıdanın, aynı zamanda gıda işleme teknikleri ile emilimi arttırılabilir. Örneğin özellikle bitkisel gıdalar için pişirme işlemlerinin uygulanması biyoaktif bileşenlerin (flavonoid, karotenoid) biyoerişilebilirliğini arttırmaktadır. Biyoaktif olarak gruplandırdığımız bileşenler genellikle adını antioksidan, anti-inflamatuvar özellikleri ile birçok hastalığa iyi geldiğini sıkça duyduğumuz bitki metabolizması sonucu üretilen bazı tanımlarda ekstra besleyici besinsel öğe olarak nitelendirilen sekonder metabolitler yani yan ürünlerdir. [4] Her ne kadar doygunluk gibi özellikleri olumsuz etkilediği bilinse de, meyve ve sebzeleri püre haline getirmenin veya ısıl işlem uygulamanın biyoaktif bileşenlerin bitkinin hücre duvarından dışarı çıkmasını kolaylaştırdığı böylece vücut tarafından erişiminin arttığı bilinmektedir. [5] 

Bir örnek vermek gerekirse domatese rengini verdiğini bildiğimiz likopen ısıl işleme maruz bırakıldığında, yani salça gibi bir ürüne işlendiğinde, vücudumuzun daha kolay kullanabileceği bir forma dönüşmüş oluyor. [6] 

Gıdaların biyoyararlılığı aslında tanımı kadar basit olmayıp birçok faktöre bağlıdır. Bunlar iç faktörler yani gıdanın fiziksel özellikleri ile alakalı veya dış faktörler yani gıdaya uygulanan işlemler ile alakalı olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Gıdaların mikro boyuttaki yapısı, hücre duvarının varlığı, makrobesin öğelerinin kimyasal formları iç faktörlere; haşlama, kurutma, ısıl işleme maruz bırakma, dondurma gibi işlemler dış faktörlere örnek olarak verilebilir. Örnek olarak haşlama direkt olarak sıcak su veya buhar ile yapılıyor da olsa genellikle gıdaları dondurmak, konservelemek ve kurutmak amacıyla uygulanan bir gıda işleme tekniğidir. Haşlama işlemi uygulanan süre ve sıcaklığın optimize edilerek gıdanın besleyici özelliklerini korurken hücre duvarlarının geçirgenliğini etkileyerek biyoyararlılığını arttıran başka bir yöntemdir. Kontrolsüz olarak uygulanan veya uzun süre düşük sıcaklıkta haşlama işlemleri gibi işlemler, karotenoidlerin biyoerişilebilirliğini azalttığını gösteren çalışmalar bulunmaktadır. [7] 

Uzun yıllardır kullanılan bu temel tekniklerin optimize edilerek gıdalarda bulunan mikro besin öğelerinden faydalanılan miktarın arttırılması amaçlanmıştır. Gıdanın yapısal (matriks) kompozisyonunun besin öğelerinin stabilitesini ve sindirilebilirliğini kontrol eden bir faktör olduğu araştırmalar tarafından ortaya konulmuştur. Genellikle ilaç endüstrisinde kullanılan etken maddenin kontrollü salınımı ile vücutta istenilen bölgeye sağlanan faydanın arttırılması mantığı gıdalar için de uygulanarak makro ve mikro besin öğelerinin istenilen ölçüde sindirim boyunca taşınması, beslenmenin iyileştirilmesi ve sağlığın korunması amaçlanmıştır. Bunun için makro besinlerin kontrollü salınımı, bileşenlerin insan vücudunda kendiliğinden oluşmasını sağlama, fonksiyonel bileşenlerin istenilen ölçüde salınması için kapsülleme ve makro besinlere daha fazla işlevsellik kazandırma gibi işlemlere başvurulmuştur. [8]

Aslında bakıldığında makrobesin öğelerinin (karbonhidrat, yağ, protein) biyoyararlılığının %90’dan daha fazla olduğu fakat mikrobesin öğelerinin (vitamin, mineral) ve biyoaktif bileşenlerin (flavonoid, karotenoid) biyoyaralılığının çok çeşitli ölçüde farklılık gösterdiğini vurgulamakta fayda var. Yani vücudumuz makrobesin öğelerinden büyük ölçüde faydalanabiliyorken mikrobesin öğeleri ve biyoaktif bileşenlerden görece daha az veya eksik faydalanıyor diyebiliriz. Gıda alanında yapılan araştırmalar genellikle enerji ihtiyacımızı karşılayan makrobesin öğelerinin emilimini arttırmaya yönelik olmamakla beraber daha çok çeşitli sebeplerle faydalanamadığımız veya az faydalandığımız diğer besleyici özelliklerin arttırılmasına yöneliktir. Bir başka deyişle vücut tarafından sindirilmesini kolaylaştırmak ve arttırmak biyoyararlılığı arttıracaktır diyebiliriz. Sindirebildiğimiz her gıdanın biyoyararlılığının olduğunu söyledik peki biyoyararlılığı olmayan besleyici öğeler var mı? Burada akla sindiremediğimiz besin öğelerinden diyet lifleri akla gelmektedir. Tanım gereği insan vücudu tarafından erişilebilir olmadığı için biyoyararlılığı olmasa dahi karbonhidratların yapısında bulunan bağırsak sağlığımız üzerinde büyük etkisi olan ve artık etiketlerde bile gördüğümüz diyet lifleri, ince bağırsak tarafından sindirilemeyen kalın bağırsakta bakteriler tarafından fermente olarak birçok sağlıklı bileşik açığa çıkarmaktadır. Liflerin suda çözünüp çözünememe durumuna göre bağırsak hareketlerini, dışkının kıvamını etkilemekte ve bağırsak sağlığını korumaktadır. Diyet lifi dediğimiz prebiyotikler bağırsaktaki bakteriler (probiyotikler) tarafından kullanılarak çok az miktarda enerji açığa çıkarıp asıl önemli olan kısa zincirli yağ asitleri (bütirik asit, asetik asit) dediğimiz mental sağlık açısından faydalı bir takım bileşikleri açığa çıkararak sağlığımızı iyileştirmektedir.[9] Diyet lifleri yani besin posalarının biyoyararlılığı (biyoyararlılık tanımı gereği) olmasa da vücudumuz için oldukça önemli bileşenler olduğunu vurgulamakta fayda var. 

Biyoyararlılığı olmayan bir bileşen bizim için oldukça önemli olabildiği gibi biyoyararlılığı yüksek olan öğeleri fazlaca tüketmek bizi daha sağlıklı yapmıyor. Uzun lafın kısası beslenmede çeşitliliğin olması uzun vadede sağlımızı korumamız için oldukça önemlidir.

Makrobesin öğelerinin (karbonhidrat, yağ, protein) biyoyararlılığının yüksek olduğundan bahsetmiştik. Başka bir deyişle makrobesinleri vücudumuz efektif bir şekilde sindirebiliyor. Hepimizin de bildiği gibi değişen dünya koşullarında obezite, diyabet veya fazla kiloların sebep olduğu birçok hastalık sağlığı olumsuz yönde etkilemektedir. Buna alternatif bir çözüm olarak makrobesin öğelerinin birbirleriyle kompleks olarak tüketildiğinde bireyde doygunluk özelliklerini arttırarak enerji alımında azalma ve kilo kaybını sağlama özellikleri olabileceği düşünülmüştür. [5] Örneğin kan şekerinin kontrollü salınımının sağlanabilmesi için nişasta granüllerinin protein yapısıyla kaplanması (enkapsülasyon teknikleri), yağ asitleri ile kompleks oluşturmasının sağlanması veya nişastanın yapısında doğal olarak bulunan amiloz içeriğinin arttırılması gibi yöntemlerle glisemik indeksinin azaltılması amaçlanmaktadır. Vücutta sindiriminin uzun sürmesinin sağlanması yemek sonrası doygunluk gibi etkileri olduğundan dolayı makrobesin öğelerinin fiziksel ve kimyasal olarak yapılarının değiştirilmesi ile obezite benzeri veya bir besinin fazla tüketimi ile ortaya çıkan bazı hastalıkların önlenmektedir. Başka bir örnek ise farklı parçacık boyutuna sahip yağ emülsiyonların* sindirimi üzerine etkisidir. Parçacık boyutunun küçülmesi ile sindirimin büyük ölçüde artması böylece midenin dolu kalma süresinin uzadığı görülmüştür. Yine yağlardan örnek vermek gerekirse asite dayanıklı ve dayanıksız emülsiyonların insanlarda bulunan gastrik (mideye ait) koşullarda karşılaştırıldığında gıda formülasyonundaki asite dayanıklı emülsiyonun yemek sonrası midenin boşalma hızını azaltarak doygunluk hissini arttırdığı bulunmuştur.[10]

Bunların yanında diyet lifinin sindirilmemesi makrobesin öğelerinin özellikle de yağların biyoyararlılığını azalttığı, bazı minerallerin ve iz elementlerin biyoyararlılığını etkilediğini belirtmekte fayda var. Fakat yapılan çalışmalar antioksidanlar ve fenolik bileşiklerin biyoyararlılığı üzerinde olumlu/olumsuz diye kesin bir etkisinin olup olmadığını ortaya koyabilmiş değil. Fakat kalın bağırsağa kadar diyet lifleri yardımıyla ulaşabilen antioksidanların, diyet lifleri fermente olduktan sonra açığa çıkarak bağırsak sağlığını koruduğu bilinmektedir. [11]

Sonuç olarak değişen dünya koşulları, teknolojinin ilerlemesi, hızlı yaşamın getirdiği bazı sorun ve sorumluluklar; kolaylıkla tüketilebilen besleyici gıdalara olan ilginin artmasını ve araştırmaların bu yönde derinleşmesine vesile olmaktadır. Gıdaların iç yapısındaki değişimlerin, biyoyararlılık ve biyoerişilebilirliği üzerindeki etkisinin yadsınamaz olması bu sistemin daha iyi anlaşılması ve araştırılmasına olan ihtiyacı arttıraktadır. Gıda işleme şekilleri, fiziksel özelliklerin ve bunların fonksiyonelliğinin gıdaların iç yapısıyla olan ilişkisinin anlaşılabilmesi, proses koşullarının iyileştirilmesi ve uygun gıda yapılarının tasarlanmasına olanak sağlamaktadır.

Sözlük:
Hermetik kapatma: Gıda endüstrisinde genellikle konservecilikte kullanılan hava sızdırmaz şekilde kapatma şekline denir. [12]
Emülsiyon: Birbiri içerisinde çözünmeyen iki sıvının oluşturduğu karışımdır. [13] Örnek olarak yağ-su emülsiyonu verilebilir.

Kaynaklar:
[1] Bioavailability. (2020, August 15). Retrieved September 21, 2020, from https://en.wikipedia.org/wiki/Bioavailability.
[2] Nutrient bioavailability: Getting the most out of food. (n.d.). Retrieved September 20, 2020, from https://www.eufic.org/tr/food-today/article/nutrient-bioavailability-getting-the-most-out-of-food.
[3] What is the Difference Between Bioavailability Bioaccessibility and Bioactivity of Food Components?: SciTech Connect. (n.d.). Retrieved September 17, 2020, from http://scitechconnect.elsevier.com/bioavailability-bioaccessibility-bioactivity-food-components/
[4] Bioactive Compound. (n.d.). Retrieved September 18, 2020, from https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/bioactive-compound
[5] Boland, M., Golding, M., & Singh, H. (Eds.). (2014). Food structures, digestion and health. Academic Press.
[6] Dasgupta, A., & Klein, K. (2014). Herbal and Other Dietary Supplements That Are Antioxidants. Antioxidants in Food, Vitamins and Supplements, 295–315.
[7] Jin, X., & Chen, X. D. (2018). Microstructure and its relationship with release behavior of different vehicles. Food Microstructure and Its Relationship with Quality and Stability, 83–96.
[8] Norton, I., Fryer, P., & Moore, S. (2006). Product/Process integration in food manufacture: Engineering sustained health. AIChE Journal, 52(5), 1632–1640.
[9] Lewis, G., Wang, B., Shafiei Jahani, P., Hurrell, B. P., Banie, H., Aleman Muench, G. R., Maazi, H., Helou, D. G., Howard, E., Galle-Treger, L., Lo, R., Santosh, S., Baltus, A., Bongers, G., San-Mateo, L., Gilliland, F. D., Rehan, V. K., Soroosh, P., & Akbari, O. (2019). Dietary Fiber-Induced Microbial Short Chain Fatty Acids Suppress ILC2-Dependent Airway Inflammation. Frontiers in immunology, 10, 2051.
[10] Marciani, L., Faulks, R., Wickham, M.S.J., Bush, D., Pick, B., Wright, J., et al., 2009. Effect of intragastric acid stability of fat emulsions on gastric emptying, plasma lipid profile and postprandial satiety. Br. J. Nutr. 101, 919e928.
[11] Palafox-Carlos, H., Ayala-Zavala, J. F., & González-Aguilar, G. A. (2011). The Role of Dietary Fiber in the Bioaccessibility and Bioavailability of Fruit and Vegetable Antioxidants. Journal of Food Science, 76(1), R6–R15.
[12] Hermetic seal. (2020, April 14). Retrieved September 23, 2020, from https://en.wikipedia.org/wiki/Hermetic_seal
[13] Emülsiyon. (2020, August 01). Retrieved September 25, 2020, from https://tr.wikipedia.org/wiki/Em%C3%BClsiyon