Karnosik asit

Karnosik asit (carnosic acid), biberiye yaprağının yağda çözünen başlıca fenolik maddesidir. Karnosol ile birlikte biberiye ekstraktının antioksidan etkisinin yüzde 90'ından fazlasını açıkladıkları bildirilir [3], [4]. Gıda üreticisi biberiye ekstraktını yağın, etin ve kızartma yağının bozulmasını geciktirmek için alır [5], [6]. Piyasada çoğu zaman katkı numarası E392 ile anılır. Aynı bitkinin suda çözünen maddesi olan rosmarinik asit ise ayrı bir üründür ve farklı yerde çalışır.

Biberiyenin neresinde, ne kadar var?

Yaprakta, uçucu yağda değil. Biberiye uçucu yağı buhar distilasyonuyla alınır ve bambaşka bir şey taşır. İspanya'dan 12 örnekte ana bileşenler kâfur (17,2 ile 34,7 %), alfa-pinen (10,2 ile 21,6 %) ve 1,8-sineol (12,1 ile 14,4 %) çıkmıştır [7]. Karnosik asit uçucu değildir, distilasyona geçmez.

Oran mevsime ve yere göre değişir. Adana, Mersin ve Antalya'dan aylık olarak toplanan biberiye örneklerinde hem yer hem hasat zamanı karnosik asit ve karnosol miktarını anlamlı biçimde değiştirmiştir. En zengin karnosik asit örneği eylülde Antalya'dan alınmıştır, bitkisel materyalde 0,74 %. En yüksek karnosol aynı yerde şubatta, 0,78 % [8]. Bu yüzden "biberiye ekstraktı" adı tek başına bir oran vaat etmez.

Ekstraktta oran çok daha yüksektir, ama yönteme bağlıdır. Süperkritik CO₂ ile alınan bir ekstraktta karnosik asit kilogramda 35,2 g (3,5 %), karnosol 0,46 g ölçülmüştür [9]. Gıdayla temas eden film çalışmasında kullanılan ticari ekstraktta karnosik asit 7,0 %, karnosol 0,9 % çıkmıştır [10]. Etanol-su karışımlarıyla çalışan bir çalışma karnosik asit için en iyi çözücünün saf etanol, rosmarinik asit içinse 30 %'luk etanol olduğunu bildirir [11]. Aynı yaprak, farklı çözücü, farklı ürün.

Karnosik asit, karnosol, rosmarinik asit: fark ne?

Değerler PubChem'den alınmıştır. XLogP maddenin yağa mı suya mı yakın olduğunu gösterir. Değer büyüdükçe yağı sever. Karnosik asit 4,9 ile yağ tarafındadır, rosmarinik asit 2,4 ile çok daha suya yakındır. Fark ikisinin hangi üründe işe yaradığını belirler. Ursolik asit yaprağın mumsu kısmından gelir ve ekstrakta eşlik edebilir.

Karnosol karnosik asidin dönüşmüş hâlidir. Karnosik asit iki hidrojen kaybedip halkalı bir yapıya (lakton) kapanınca karnosol olur. Formüllerde bu 332,4'ten 330,4'e iniş olarak görülür, oksijen sayısı değişmez. Karnosik asit oksitlendiğinde kinon türü başka ürünler de verir [12]. Etanol çözeltisinde her üç maddenin de bozunması sıcaklıkla artmıştır, ışıkla ayrı bozunma ürünleri oluşmuştur [13]. Balık yağı içindeyken karnosik asit çok daha yavaş bozunmuştur. Üçü birlikteyken karnosik asit kendi bozunması pahasına karnosol düzeyini korumuştur [13].

Karnosol da antioksidandır, ama farklı. Mısır yağında karnosik asit ve rosmarinik asit karnosolden anlamlı ölçüde etkili çıkmıştır. Yağ-su emülsiyonunda (yağ ve suyun karıştığı üründe) ise karnosik asit ve karnosol rosmarinik asidin önüne geçmiştir [14]. Beş biberiye ekstraktını karşılaştıran bir çalışma karnosik asidin karnosolden güçlü olduğunu bildirir. Aynı çalışma karnosolün varlığının etkiyi artırdığını da bildirir [2].

Oran ürünün geçmişini de taşır. Kuzu yemine katılan iki tipli biberiye ekstraktı karşılaştırılmıştır: karnosik asit/karnosol oranı 1:1 (14 ile 16 %) ve 2:1 (25 ile 11 %). Yazarlar karnosolün varlığının yem üretimi sırasında diterpen fraksiyonunu kararlı tuttuğunu bildirir [15].

Rosmarinik asit suda çalışır. Aynı yapraktan gelir ama farklı üründür. Yağ-su emülsiyonunda karnosik asit ve karnosolün gerisinde kalmıştır. Yazarlar bunu suya geçip yağ yüzeyini korumamasına bağlar [14]. Fesleğen, biberiye ve adaçayının distilasyon atık sularında başlıca fenolik madde rosmarinik asittir, 100 mL'de 29 ile 135 mg ölçülmüştür [16].

Uçucu yağ belirteçleri kokuyu taşır. 1,8-sineol ve kâfur biberiye uçucu yağının ana bileşenleridir [7]. Antioksidan olarak alınan bir ekstraktta koku çoğu zaman istenmez. Sertifikada uçucu madde satırı bu yüzden okunur.

Ne için kullanılıyor?

Yağ ve kızartma. Kolza yağına 180 °C'de karnosik asit eklenen bir çalışmada yağın bozulma göstergeleri azalmıştır [6]. Aynı grubun başka çalışmasında uzun süreli ısıl bozunmada 700 mg/kg karnosik asit, çoklu doymamış yağ asitlerinde en düşük bozunma hızını vermiştir. Karşılaştırma olarak 200 mg/kg TBHQ kullanılmıştır [17].

Et ürünleri. Domuz sosisinde 2.500 mg/kg biberiye ekstraktı, BHA/BHT karışımıyla eşit etki göstermiştir. Donmuş çiğ sosiste ise biberiye ekstraktı BHA/BHT'den daha etkili çıkmıştır [5]. Karaciğer ezmesinde biberiye ekstraktı yağ oksidasyonunu azaltmış, renk kararlılığını değiştirmemiştir. Ekstrakt dozu arttıkça üründeki karnosik asit derişimi yükselmiştir [18]. Taze domuz sosisinde biberiye ekstraktı tek başına, kitosanla karşılaştırılabilir bir antioksidan etki vermiştir [19]. Sığır etinde 800 ve 1.600 mg/kg biberiye ekstraktı hem mikrobiyel bozulmayı hem yağ oksidasyonunu geciktirmiş, en iyi sonuç kapsüllenmiş biçimde alınmıştır [20].

Süt tozu. Yağ katılmış süt tozunda karnosol, karnosik asit ve rosmarinik asit karışımı 308 mg/kg'da birincil ve ikincil oksidasyon göstergelerinin hepsini baskılamıştır. Bazı ölçümlerde 200 mg/kg BHA/BHT karışımından daha az etkili kalmıştır [21].

Çalışmaların ortak eksiği. Gıda denemelerinin çoğu kullandıkları ekstraktın karnosik asit oranını bildirmez. Bu yüzden bir çalışmanın dozu kendi ürününe aittir ve başka bir ekstrakta doğrudan taşınmaz.

Yağda çözünen mi, suda çözünen mi, uçucu yağ mı: hangi biçim?

Biberiyeden üç ayrı ürün çıkar ve üçü aynı şey değildir.

Yağda çözünen ekstraktlar çoğu zaman yenebilir bir yağ içinde seyreltilerek satılır. Oranın neye göre verildiği, ekstraktın kendisine mi yoksa taşıyıcılı çözeltiye mi, sertifikada yazmalıdır.

Seçim dört soruya bağlıdır.

• Ürün yağlı mı, sulu mu? Karnosik asit ürünün yağlı kısmında çalışır. Emülsiyonda davranış değişir (bkz. "Formülde nasıl davranır?").
• Koku isteniyor mu? Uçucu yağ kalıntısı biberiye kokusu taşıyabilir [7]. Kokunun istenmediği üründe uçucu madde satırı sorulur.
• Ne kadar lazım? Çalışmalarda kullanılan miktarlar ürüne göre değişir. Sosiste 2.500 mg/kg ekstrakt [5], sığır etinde 800 ile 1.600 mg/kg [20], süt tozunda 308 mg/kg etkin madde karışımı [21], ısıl işlem gören kolza yağında 200 ile 700 mg/kg karnosik asit kullanılmıştır [17]. Katkı maddesi olarak üst sınırlar ürün sınıfına ve mevzuata bağlıdır ve karnosol ile karnosik asidin toplamı üzerinden verilir [23].
• Fiyat. Kilogram ekstrakt fiyatı değil, kilogram karnosik asit fiyatı kıyaslanır. 1 ton yağa 500 mg/kg karnosik asit hedefleniyorsa 3,5 %'lik ekstrakttan 14,3 kg, 7,0 %'likten 7,1 kg gerekir [9], [10]. Rakamlar örnektir.

Sentetik antioksidan varken neden biberiye? Sekiz antioksidanı karşılaştıran bir laboratuvar testinde beş biberiye ekstraktının hepsi sentetiklerin önünde bulunmuştur [2]. Domuz sosisinde biberiye ekstraktı BHA/BHT karışımıyla eşit etki vermiş, donmuş çiğ sosiste öne geçmiştir [5]. Üç fark kalır.

Birincisi nerede kullanılabildiğidir. Hangi antioksidanın hangi ürün kategorisinde kullanılabileceği mevzuatla belirlenir ve kategoriden kategoriye değişir. Biberiye ekstraktları gıda katkı maddesi olarak izinlidir ve üst sınırları kategori bazında verilmiştir [23]. Sentetik antioksidanların izinli olduğu kategoriler daha dardır. Bu yüzden ilk soru çoğu zaman "hangisi daha iyi" değil, "benim ürün kategorimde hangisine izin var" olur. Cevap ürünün kendi kategorisinden ve güncel mevzuattan okunur.

İkincisi ısı dayanımıdır. Karnosik asit 180 °C'de korumasını sürdürmüştür [6]. Kızartma ve uzun ısıl işlem gören üründe bu fark teknik bir fark olarak kalır.

Üçüncüsü yanında gelenlerdir. Karnosolün varlığı etkiyi artırır [2] ve alfa-tokoferolle birlikte kullanımda koruma uzamıştır [24]. Sentetik antioksidanda böyle bir birliktelik yoktur.

Etiket de bir farktır. Biberiye ekstraktı etikete tüketicinin tanıdığı bir bitki adıyla yazılır. Karar bu dörtlüye göre verilir.

Analiz raporu nasıl okunur?

Yöntem. Karnosik asit ve karnosol sıvı kromatografisiyle (HPLC, karışımı bileşenlerine ayırıp her birini sayan yöntem) ölçülür [25]. Sertifikada yöntemin adı yazmalıdır.

Ölçümün kendisi kırılgandır. Saf karnosolün çözelti hâlinde saatler içinde bozunduğu, saf karnosik asidin ise çözücüsüne göre günlerce dayandığı gösterilmiştir. Bir karnosol çözeltisinin saflığı 30 saatte 95 %'ten 70 %'e düşmüştür. Aynı maddeler biberiye ekstraktının içindeyken kararlı kalmıştır [25]. Düşük bir sonuç ürünün değil, numune hazırlığının sonucu olabilir.

Karnosik asit ve karnosol ayrı satır olmalıdır. Toplam mevzuat için gerekli, ama iki maddenin ayrı ayrı yazılması ürün hakkında daha çok şey söyler. Karnosol karnosik asidin dönüşüm ürünü olduğu için oran, ekstraktın ısı ve oksijen geçmişini taşır [13].

"E392" tek bir bileşenin adı değildir. Avrupa'da katkı maddelerine verilen numaralardan biridir ve "biberiye ekstraktları" için kullanılır. Numaranın kendisi hangi ekstraktın kullanıldığını, karnosik asidin ne kadar olduğunu ya da hangi çözücüyle çalışıldığını söylemez. Bunlar sertifikadan okunur.

Mevzuat "toplam" ölçer, oran değil. E392'nin gıdadaki üst sınırları karnosol ile karnosik asidin toplamı olarak ifade edilir [23]. Gıdada ölçüm yapan yöntemler de aynı toplamı hedefler [26]. Sertifikadaki iki ayrı satır bu yüzden iki ayrı soruya cevap verir. Toplam mevzuat ve etiket tarafını ilgilendirir. Oran ürünün geçmişini ve antioksidan davranışını anlatır. Biberiye ekstraktları Avrupa'da 2008'de değerlendirilmiş [27], 2016'da JECFA "karnosik asit artı karnosol" olarak 0 ile 0,3 mg/kg vücut ağırlığı geçici günlük alım değeri belirlemiştir [23]. Ürünün kendi statüsü üreticinin belgelerinden doğrulanır.

Taşıyıcı yağ payı. Oran çözeltinin tamamına göre mi, ekstraktın kendisine göre mi verilmiş? Sertifikada taşıyıcının ne olduğu ve payı yazmalıdır.

Rosmarinik asit satırı. Yağda çözünen üründe rosmarinik asit beklenmez, suda çözünen üründe ana maddedir [11]. Satır yanlış üründe görünüyorsa ürünün gerçekte ne olduğu sorulur.

Spesifikasyon ile sonuç ayrı şeylerdir. Spesifikasyon üreticinin sözüdür. Ölçülen değer o partinin sonucudur. Teknik veri formu (TDS) genel belgedir. Analiz sertifikası (CoA) partiye aittir.

Kaliteyi ne gösterir?

Çözücü kalıntısı. Kalıntı, ekstraksiyon çözücüsüne bağlıdır. Etanol, hekzan, aseton ya da CO₂ ile çalışılmışsa hangi çözücünün kullanıldığı ve kalıntı sınırı sorulur.

Renk maddeleri. Biberiye yaprağı klorofil ve karotenoit (havucun rengini veren madde ailesi) taşır. Bunlar ekstrakta geçip rengi koyulaştırır. Seçici ekstraksiyonla ayrılabildiği gösterilmiştir [22].

Hammadde testleri. Bitkisel hammaddede pestisit, mikotoksin ve ağır metal sonuçları da sorulur.

Formülde nasıl davranır?

Yağ mı, emülsiyon mu. Karnosik asit ürünün yağlı kısmında güçlüdür. Yağ-su emülsiyonunda biberiye maddelerinin hepsi yağdakinden daha az etkili kalmıştır. Karnosik asit ve karnosol, emülsiyon nötre yaklaştıkça zayıflamıştır [14]. Emülsiyon ürünlerde doz ve pH birlikte düşünülür. Sulu ürüne doğrudan karışmaz, taşıyıcı ya da emülsiyon ister.

Isı. Karnosik asit 180 °C'de korumasını sürdürmüştür [6]. Bunu kendini tüketerek yapar: etanol çözeltisinde bozunma sıcaklıkla artmış, karışımda karnosik asit kendi bozunması pahasına karnosol düzeyini korumuştur [13]. Uzun ısıl işlemde başlangıç dozu bu tüketim hesaba katılarak seçilir.

Saklama. Bozunma sıcaklıkla artar ve ışık ayrı bozunma ürünleri oluşturur [13]. Açılmış ekstrakt serin, kapalı ve ışıktan uzak saklanır. Zamanla karnosol payının artması beklenir.

Birlikte kullanım. Sardalya yağında biberiye ekstraktı (0,02 %) ile alfa-tokoferol (0,05 %) birlikte, ayrı ayrı kullanımlarından 5 gün daha uzun koruma vermiş ve etki BHA ile karşılaştırılabilir bulunmuştur [24].

Ters yön. Aynı maddeler bazı deney düzeneklerinde ters yönde, oksitleyici gibi de davranmıştır. Karnosol ve karnosik asit bir testte DNA hasarını artırmış, başka bir testte radikal süpürmüştür [3]. Bunlar deney düzeneği bulgularıdır, gıda ürünü değil.

Güvenlik ve etiket. Ekstraktla çalışırken ürünün güvenlik bilgi formuna (SDS) uyulur. Etikette hangi adın ya da katkı numarasının yazılacağı ürün sınıfına ve mevzuata bağlıdır.