1. Etimoloji ve Tanım
Latince kökenli saccharum (şeker) kelimesinden türeyen sükroz (veya sakkaroz), glikoz ve fruktozdan oluşan kimyasal olarak tanımlı bir disakkarittir. Glikoz ve fruktoz molekülleri bir glikozidik bağ ile birbirine bağlanmıştır. Doğal olarak birçok bitkide bulunan bu molekül, şeker kamışı (Saccharum officinarum) ve şeker pancarı (Beta vulgaris) gibi bitkilerde enerji rezervi olarak bulunur ve endüstriyel üretimin ana kaynaklarını oluşturur.
2. Kimyasal Özellikler ve Yapısal Bileşim
Moleküler formül: C₁₂H₂₂O₁₁
Molekül ağırlığı (Mr): 342.30 g/mol
Spesifik optik dönüş açısı: +66.4° (dextrorotatory)
Fiziksel form: Beyaz kristal toz veya parlak, renksiz kristaller
Çözünürlük: Suda çok yüksek çözünürlük gösterir
İndirgenlik özelliği: İndirgeyici olmayan bir şeker türüdür
Sükroz, bir molekül α-D-glukopiranoz (glikoz) ve bir molekül β-D-fruktofuranoz (fruktoz) içerir. Bu iki monosakkarit, 1,2-glikozidik bağ ile kovalent olarak birleşmiştir. Bu bağ, molekülü indirgen olmayan bir disakkarit yapar, çünkü serbest aldehit veya keton grubu içermez.
3. Sindirim ve Metabolizma
Sükroz, gastrointestinal sistemde sakkaraz (sükraz) enzimi aracılığıyla glikoz ve fruktoz bileşenlerine hidroliz edilir. Bu enzim, ince bağırsakta yer alır ve karbonhidrat sindiriminin son aşamasını oluşturur. Glikoz ve fruktoz daha sonra bağırsak epitel hücreleri tarafından emilerek kan dolaşımına geçer ve metabolik enerji üretiminde kullanılır.
4. Endüstriyel ve Farmasötik Kullanım Alanları
4.1. Gıda Endüstrisi
Sükroz, başta tatlandırıcı olarak olmak üzere çok sayıda gıda ürününde kullanılır:
- Tatlılar (örneğin sakızlı şekerler, kekler, reçeller)
- Ekmek, soslar, konserve ürünler
- Gazlı içecekler ve enerji içecekleri
Örnek olarak:
- 1 litre Coca-Cola®, yaklaşık 106 g şeker içerir (~30 küp şeker)
- 1 kutu Red Bull® (250 ml), yaklaşık 6 küp şeker içerir
Kişi başı yıllık şeker tüketimi birçok ülkede 40 kg civarındadır. Küresel şeker üretimi ise yılda yaklaşık 160 milyon ton düzeyindedir.
4.2. Eczacılık ve Tıp
- Yardımcı madde (adjuvan) ve tat düzeltici (flavorant) olarak ilaç formülasyonlarında
- Ağrı kesici olarak yenidoğanlarda oral sükroz solüsyonu (özellikle venöz girişim öncesi)
- Koruyucu olarak (örneğin şuruplarda mikrobiyal büyümeyi sınırlamak için)
5. Besin Değeri ve Enerji İçeriği
- Enerji değeri: 100 gram sükroz → 387 kcal
- Tatlılık derecesi, glikoza kıyasla daha yüksek olup, bu da gıda formülasyonlarında etkinliğini artırır.
Besin etiketlerindeki “şeker” ifadesi sadece sükrozu değil, tüm mono- ve disakkaritleri (örneğin glikoz, fruktoz, laktoz, maltoz) kapsar. Ayrıca glikoz şurubu gibi karışık yapılar da bu kapsamda yer alabilir.
6. Sağlık Üzerine Etkileri ve Potansiyel Riskler
6.1. Metabolik Etkiler
Sükrozun aşırı tüketimi çok sayıda kronik hastalık ile doğrudan ilişkilidir:
- Obezite ve aşırı kilo (pozitif enerji dengesi)
- Tip 2 diyabet (insülin direnci yoluyla)
- Metabolik sendrom (hiperglisemi, dislipidemi, abdominal obezite, hipertansiyon)
- Non-alkolik karaciğer yağlanması (özellikle fruktoz içeriği nedeniyle)
6.2. Kardiyovasküler ve Onkolojik Riskler
Aşırı sükroz tüketimi, kardiyovasküler olaylar (örneğin inme, kalp krizi) ve bazı kanser türleri (özellikle kolorektal ve pankreatik kanserler) ile ilişkilendirilmiştir.
6.3. Diş Sağlığı ve Bağımlılık
- Diş çürüğü (karyes): Özellikle fruktoz içeren şekerlerin oral bakteriler tarafından fermente edilmesiyle asidik ortam oluşur.
- Bağımlılık yapıcı özellik: Dopaminerjik ödül sistemini aktive ederek, tekrarlayan ve kontrolsüz tüketim davranışlarını tetikleyebilir.
7. Fruktozun Özel Rolü
Son yıllarda, özellikle yüksek fruktoz içeriği, sükrozun sağlığa zararlı etkilerinin merkezine oturmuştur. Fruktoz, hepatik metabolizmaya doğrudan girerek:
- Lipogenezi (yağ sentezi) uyarır
- İnsülin salınımını uyarmadan glisemik yük oluşturur
- Ürik asit düzeylerini artırarak hipertansiyon ve gut ile ilişkili olabilir
Keşif
M.Ö. 500 – Hindistan: Şeker Kamışından Kristal Şeker Üretimi
- İlk kez Hindistan‘da Saccharum officinarum (şeker kamışı) öz suyunun kristalleştirilmesiyle “şeker” üretildi.
- Sanskritçe’de “śarkarā” (शर्करा) kelimesi hem “kum tanesi” hem de “şeker kristali” anlamında kullanılıyordu.
- Arap tüccarlar aracılığıyla Ortadoğu’ya ve Avrupa’ya yayıldı.
7. – 11. Yüzyıllar: Arap Dünyası ve Şeker Rafinerisi
- İslam dünyası, Hint bilgisini geliştirerek şekerin rafine edilmesini sağladı.
- İspanya’daki Endülüs’te ve Orta Doğu’da ilk şeker rafinerileri kuruldu.
1747 – Andreas Marggraf (Almanya): Şeker Pancarında Sükrozun Keşfi
- Berlinli kimyager Andreas Sigismund Marggraf, şeker pancarının (Beta vulgaris) öz suyundan kristal şeker (sükroz) elde etti.
- Bu, şeker kamışı dışında sükrozun başka bir bitkisel kaynakta bulunduğunun ilk bilimsel kanıtıdır.
- Marggraf, deneylerini Berlin Akademisi’ne sundu ve pancarın ekonomik potansiyelini fark etti.
🔹 1802 – Franz Karl Achard (Prusya): İlk Şeker Pancarı Rafinerisi
- Marggraf’ın öğrencisi olan Franz Karl Achard, Marggraf’ın teorik keşfini uygulamaya geçirdi.
- Prusya’da (günümüz Polonya’sı) ilk şeker pancarı fabrikasını kurdu.
- Bu, Avrupa’da şeker üretiminin tropikal kolonilere bağımlılığını azaltan devrimsel bir adımdı.
🔹 1857 – William Miller: Sükroz Molekül Formülünün Belirlenmesi
- İngiliz kimyager William Allen Miller, sükrozun kimyasal formülünü (C₁₂H₂₂O₁₁) doğru biçimde belirledi.
- Aynı dönemde optik aktiviteleri ve karbonhidratların stereokimyası da tanımlanmaya başlandı.
🔹 1870–1900: Avrupa’da Endüstriyel Şeker Pancarı Patlaması
- Fransa, Almanya, Avusturya-Macaristan gibi ülkelerde şeker pancarı tarımı ve endüstrisi hızla gelişti.
- Şeker artık sadece elit sınıfın değil, orta sınıfın da düzenli tükettiği bir ürün haline geldi.
🔹 1900–1950: Rafine Sükrozun Küreselleşmesi
- Şeker, endüstriyel gıda üretiminin temel bileşeni oldu (örneğin reçel, çikolata, konserve).
- Koloniyal şeker kamışı tarlaları ve Avrupa’daki pancar üretimi birleşerek global bir şeker zinciri oluşturdu.
🔹 1943 – Edwin L. Hirst ve Clifford Purves: Kristal Yapının Tayini
- İngiliz kimyagerler Hirst ve Purves, sükrozun tam stereokimyasal yapısını çözümledi.
- X-ışını kristalografisi ve organik sentez teknikleriyle glikozidik bağın pozisyonu belirlendi.
🔹 1960’lar – Şekerin Sağlıkla İlişkilendirilmesi Başlıyor
- Kaliforniya’daki bazı epidemiyolojik çalışmalarda ilk kez yüksek şeker tüketimi ile diş çürüğü ve obezite arasında bağlantı kuruldu.
- Ancak o dönemde gıda endüstrisinin güçlü etkisiyle bu veriler marjinalleştirildi.
🔹 2000’ler – Fruktoz ve Metabolik Sendrom Tartışmaları
- Özellikle sükroz içindeki fruktoz bileşeninin, yağlı karaciğer hastalığı, insülin direnci ve metabolik bozukluklarla ilişkili olduğu yönünde güçlü epidemiyolojik ve biyokimyasal kanıtlar sunuldu.
🔹 Günümüz: Şekerin Yeniden Değerlendirilmesi ve Regülasyon Tartışmaları
- Pek çok ülke (örneğin Meksika, İngiltere, Norveç) şeker vergisi uygulamaya başlamıştır.
- Dünya Sağlık Örgütü (WHO) günlük kalori alımının %10’undan azının serbest şekerlerden gelmesini önermektedir.
- Şekerin etiketi altında sunulan “gizli şekerler”, gıda etiketlemesinde şeffaflık tartışmalarını gündeme taşımaktadır.
İleri okuma
- Jeanes, A. (1950). The structure and properties of sucrose. Chemical Reviews, 47(1), 1–26.
- White, J. S. (2008). Straight talk about high-fructose corn syrup: What it is and what it ain’t. The American Journal of Clinical Nutrition, 88(6), 1716S–1721S.
- Lustig, R. H., Schmidt, L. A., & Brindis, C. D. (2012). Public health: The toxic truth about sugar. Nature, 482(7383), 27–29.
- Bray, G. A., Nielsen, S. J., & Popkin, B. M. (2014). Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. The American Journal of Clinical Nutrition, 79(4), 537–543.
- Stanhope, K. L. (2016). Sugar consumption, metabolic disease and obesity: The state of the controversy. Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences, 53(1), 52–67.
- Te Morenga, L., Mallard, S., & Mann, J. (2013). Dietary sugars and body weight: Systematic review and meta-analyses of randomized controlled trials and cohort studies. BMJ, 346, e7492.
- Rippe, J. M., & Angelopoulos, T. J. (2017). Sucrose, High-Fructose Corn Syrup, and Fructose: History, Manufacture, Composition, Applications, and Production. Advances in Nutrition, 8(2), 282–289.
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.