KOŞİNEAL VE ŞELLAK ÜRETİMİ *

Prof. Dr. Erdoğan KÜÇÜKÖNER

Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Isparta

erdogankucukoner@sdu.edu.tr

Özet

Bir gıda ile ilgili ilk izlenim görseldir ve gıdanın tercih edilmesi onun renginin kabul veya ret edilmesine bağlıdır. Yapılan pek çok çalışma renk ile lezzet arasında pozitif yönde bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur. Koşineal Dactylopius coccus adıyla bilinen ve değişik kaktüslerde (Opuntia cinsi) asalak olarak hayatını sürdüren böcekten elde edilen bir tür renk pigmentidir. Şellak, coccus lacca isimli bir böceğin lak salgı maddesidir. Bu böcek Hindistan ve Güney Asya’da yetişen Palas ağaçlarında beslenirler. Bu böcek gözenekleri arasından, lak adı verilen koruyucu bir örtünün içinde sertleşmiş zamklı bir madde çıkartır. Bu lak maddesi biriktirilir, ezilir, yıkanır ve kurutulur. Daha sonra gıdalarda renklendirici, parlatıcı veya kaplama amaçlı gıdalarda kullanır.

Anahtar kelimeler: Koşineal, karmin, şellak.

 

Abstract

People associate certain colors with certain flavors, and the color of food can influence the perceived flavor in any food. For this reason, food manufacturers add these dyes to their products and many studies showed that there are a positives relation between color and flavor.  The cochineal (Dactylopius coccus) is a scale insect in the suborder Sternorrhyncha, from which the crimson-coloured dye carmine is derived. A primarily sessile parasite native to tropical and subtropical region, this insect lives on cacti from the genus Opuntia, feeding on plant moisture and nutrients. It is used as a fabric and cosmetics dye and as a natural food coloring. Shellac is an animal product. The basic material comes from the Coccus lacca, a scale insect that feeds on certain trees in India and southern Asia. After feeding, the insect produces through its pores a gummy substance which hardens into a protective covering called lac. This lac is collected and then it is crushed, washed and dried. After further treatment, it is skillfully drawn into thin sheets of finished shellac. It can be used as coloring agents, edible film, or coating on foods.

 

Keywords: Cochineal, carmine, shellac.

 

Giriş

Cisimlerde renk, ışığın spektral dağılımına bağlı olarak ortaya çıkan bir görünüş olgusudur. Gıdaların insanları cezp eden ilk özelliği rengidir. Gıdalarda görünüş özelliklerinden söz edilirken, boya kavramının renk ile karıştırılmaması gerekir. Boya bir bileşiğin adı iken renk göz yoluyla elde edilen duyusal etkinin adıdır. Bir gıda ile ilgili ilk izlenim görseldir ve gıdanın tercih edilmesi onun renginin kabul veya ret edilmesine bağlıdır. Bu alanda yapılan pek çok çalışma renk ile lezzet arasında pozitif yönde bir ilişki olduğunu ortaya koymuştur (1- 3).

Uluslararası Gıda Kodeks Komisyonu renklendiricileri gıdanın rengini düzelten veya renk vermek amacıyla katılan madde olarak tanımlamaktadır. Renk verme özelliğine sahip pek çok madde kimyasal yapılarındaki farklılık nedeniyle farklı fiziksel, kimyasal ve fizikokimyasal özelliklere sahiptirler ve bu özellikler onların hangi tip ürünlerde ve hangi amaçla ne şekilde kullanılacaklarını belirlemektedir. Doğal kaynaklı renk maddelerinin birçok fiziksel ve kimyasal etkilere karşı stabilitelerinin düşük olması nedeniyle gıdalarda kullanılmalarında bazı problemler yaşanmaktadır. Görülen problemlerden dolayı sentetik renk maddeleri kullanımı daha ön plana çıkmış ve çok sayıda sentetik renklendiriciler üretilmiştir. Sentetik renk maddeleri daha kolay, ucuz ve daha hızlı üretilmektedir (2-5).

Renklendiriciler elde ediliş şekillerine göre;

·         Doğal Renklendiriciler

·         Yapay Renklendiriciler olmak üzere iki temel grup altında toplanabilmektedir. Burada söz konusu olan koşineal (E120) ve şellak (E904) katkı maddeleri doğal renklendiriciler sınıfına girmektedir (1, 3, 5).

19. yüzyıl sonlarına doğru Alizarin gibi sentetik pigment ve boyaların geliştirilmesiyle, doğal boyaların üretimi azalmıştır. Ancak sentetik katkı maddelerinin sağlık üzerine etkileri araştırıldıkça, karmin gibi doğal boya maddelerinin hem kullanımı artmış hem de üretimi yeniden karlı bir iş halini almıştır. Günümüzdeki eğilim ise, yapay boyaların, doğal boyalar ile yer değiştirilmesini sağlamaktır (6).

 

KOŞİNEAL (KARMİN) (E120)

Dactylopius coccus (eski adıyla Coccus cacti) adıyla bilinen ve değişik kaktüslerde (Opuntia cinsi) asalak olarak hayatını sürdüren böcekten elde edilen bir tür renk pigmentidir. Bu böcek, tropikal Güney ve Ortadoğu Amerika'da (Meksika, Bolivya, Şili, Kanarya Adaları ve Peru) yaşar ve bitki üzerinde diğer böceklerin yaşamını engelleyerek pigment üretir. Pigment, böceğin yumurtalarından ve vücudundan elde edilir (7, 8).                 

 

 

 

Description: picture3dg1he7.jpg

 

Description: picture1zw4

 

Opuntia kaktüsü üzerindeki Koşineal

Dactylopius coccus dişi ve erkeği

 

 

 

Tarihi

Koşineal, zaten daha önce, Orta ve Kuzey Amerika’daki Aztek ve Maya aşiretleri tarafından boya maddesi olarak kullanılırdı. Koşineal altın ile kıyaslanabilecek kadar değerli bir ticari maldı. Şehirler koşineal çantalarını Tenochtitlán’ın başkentine gönderirler ve böylece imparatorluğun yıllık gelirine katkıda bulunurlardı. Orta Amerika’nın İspanyol fatihleri boyanın değerli olduğunu görünce, Avrupa’da o zaman kullanılan boyalardan daha iyi boya maddesi üretmeye başladılar. Üretilen bu boya Avrupa’da daha çok popüler oldu ve genel olarak kozmetik, tekstil ve az miktarda gıdalarda kullanılmaya başlandı. Romalı Katolik Kardinallerin elbiseleri koşineal ile boyandı. Aynı zamanda İngiliz askerlerinin ceketleri de bu boya ile boyatıldı. Koşineal, Londra ve Amsterdam Ticari Mal Değiştirme Merkezi’nde düzenli olarak ticaret edilen ve fiyatı yüksek olan bir üründü. Birçok Avrupalı onun nerden geldiğini bilmiyordu. Amerikalı sömürgeciler koşineal boyasını Meksika’dan direkt olarak getirmek yerine, Avrupa’dan satın alırlardı (7-11).

19. yüzyılda, böcekler Kanarya Adaları tarafından ithal edildi ve büyük oranlarda üretimleri yapıldı; Böylece Meksika tekeli sona erdi. 1868′de Kanarya Adaları altı milyon pound (yaklaşık 420,000,000,000 böcek) ihraç etti (12).

Description: cochineal insect, Dactylopius coccus  (Hemiptera: Dactylopiidae)

Description: http://tucsoncactus.org/Gallery/Opuntia%20Engelmannii%20with%20Cochineal.jpg

Description: mensch_E120_bild1

Böcek Yumurtaları

Kaktüs üzerine böceğin aşılanması            

Opuntia kaktüsü üzerindeki Koşineal                     

Alizarin koyu kırmızı boyasının ve 19. yüzyılın ortasında Avrupa’da gıda ve tekstil için birçok yapay boyanın üretilmesi ile koşineal boyasına talep hızla azaldı. Fakat birçok üretici ve tüketicinin sentetik boyalar yerine doğal boyaları tercih etmesi sonucu, geçen yıllarda koşineal boyası ticaretsel anlamda tekrar değer kazandı. Bununla birlikte bazı tüketiciler doğal renklendirici E120′nin böceklerden elde edildiğinin farkında değillerdir. Bu özelliğinden dolayı, koşineal, vejeteryanlar için uygun değildir ve birçok dinde yasaklanmıştır (10, 11).

Koşineal’ in Özelliği ve Kimyasal Yapısı

Koşineal, zamanla bozulmaya karşı dayanıklı, doğal ve suda çözünebilen bir renklendiricidir. Koşineal, ışığa ve ısıya karşı oldukça stabil olup, bütün doğal boya maddeleri içerisinde oksidasyona en dayanıklı boyadır. Koşineal boyası, bazı sentetik gıda boyalarından daha fazla kararlıdır (2, 3, 10) .

Koşineal boyasının, ne toksik ne de bilinen bir kanserojenik etkisi vardır. Fakat bu boya bazı insanlarda anafilaktik-şok reaksiyonlara neden olabilir. Bu reaksiyonların nedeni ise, karminik asitten dolayı olmayıp, boyanın hazırlanışı sırasında bulaşan bazı maddelerden dolayıdır. En çok bilinen alerji kozmatikler kullanıldığında olan alerjidir. Ayrıca kabul edilebilir günlük alım miktarı vücut ağırlığı üzerinden 5mg/kg’ dır (8).

Koşineal (C22H20O13), (CI Natural Red 4 ), 7-D-glukopiranozil-3,5,6,8-tetrahidroksi-1-metil-9,10-dioksoantrasen-2-karboksilik asit yapısında olup antrakinon sınıfından bir renklendiricidir. Koşineal ekstraktı, koşinealin alkollü ekstraktından alkolün uzaklaştırılmasından sonra elde edilen konsantre bir çözeltidir. Başlıca renk maddesi karminik asittir. Koyu kırmızı renkte sıvı halde bulunmaktadır. Karminik asit suda çözünür ve renk tonu çözeltinin pH’ sına bağlıdır. Bu madde asidik çözeltide turuncu, alkali çözeltide menekşe renginde olup, pH 5’ den 7’ ye doğru arttıkça kırmızıya doğru bir renk değişimi olmaktadır. Karminik asidin metallerle kompleks oluşturma özelliğinden, karmin olarak bilinen daha kuvvetli pigmentlerin yapımında yararlanılmaktadır (3, 6, 8).

 

Description: http://www.food-info.net/images/e120.jpg

Şekil 1: Karmin (11)

Koşineal boyasının iki önemli şekli vardır. Bunlar; koşineal özü (E120 (ii)) ve karmin (E120 (i))’ dir. Koşineal özü, yaklaşık % 20’ si karminik asit olan, böceklerin ham iken kurutulup ve toz haline getirilmiş vücut kısmından elde edilen bir boyadır. Karmin ise koşineal’ dan elde edilen daha da saflaştırılmış bir boyadır (12).

Karmin, karminik asidin aluminyum ve kalsiyum şelatı olup, üretimin son aşamasında asit katılarak çöktürülmektedir. Karmin alkali çözeltide çözünmekte, asidik çözeltide ise çözünmemektedir. Isı, ışık ve oksidasyona karşı oldukça stabil olan bu maddenin rengi temelde pH’ dan bağımsız olup, pH 4’ de kırmızı renk vermekte ve pH 10’ da renk mavi-kırmızıya dönmektedir. Karmin asidik çözeltilerde çözünmediğinden, genellikle % 2-7 karminik asit içeren alkali çözelti olarak üretilmektedir (2, 3, 11).  

Üretimi

Description: cochineal insect, Dactylopius coccus  (Hemiptera: Dactylopiidae)

Description: cochineal insect, Dactylopius coccus  (Hemiptera: Dactylopiidae)

Kaktüsden metaryalin toplanması

Böcek ve yumurtaların parçalanması

Ezilmiş ve suyu çıkarılmış bir sürü böcek

Böcekler, kurutulduktan sonra sıcak suyun içerisine daldırılarak veya güneş ışığına, fırın sıcaklığına yada buhara maruz bırakılarak öldürülür. Ticari koşineal üretiminde; böceklerin görünüşlerinin farklı olması, her bir metotta farklı renkler oluşmasına sebep olur. Böcekleri bozulmadan saklayabilmek için, ilk ağırlıklarının yüzde 30′u kadarının kurutulması gerekir. 155,000 koşineal böceğinden bir kilogram boya elde edilir (7, 10).

Karminin ticari formları; toz, sıvı, suda çözünür ve yağda çözünür şekilde sınıflandırılmaktadır (3).

Poliş koşineali, diğer bir boya çeşididir. Tekstil boyası olarak 19. yüzyılın ortalarına kadar yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Bu boya, gıda boyası olarak hiç kullanılmamıştır. Poliş koşineali, Margarodes polonicus adıyla bilinen böcekten elde edilir ve bu böcek Doğu Avrupa'da ve Asya'nın bazı bölgelerinde yaşar (2, 8).

Koşineal kırmızı boya, bir tür azo boyasının, E124, ismidir. Bunun koşineal ile herhangi bir ilgisi yoktur fakat koşineale benzer bir renk oluşturur. Bundan dolayı da isimler karıştırılmaktadır.

Kullanım Alanları

            Ülkemizden kullanılan karminin tamamı ithal edilmekte ve bu amaçla genelde Peru ve bazı Avrupa ülkeleri ile ticari ilişkiler kurulmaktadır. Dünyadaki karmin üretiminin yıllık 150-180 ton olduğu ve bu üretiminin %90’ ının Peru tarafından yapıldığı bildirilmektedir. Yaklaşık 62 tane Perulu üreticinin pazara sunduğu karmin, Avrupa, Amerika ve Japonya pazarına satılmaktadır (12). 

Tekstil boya maddesi olarak kullanılmasının yanı sıra koşineal, gıdalarda da yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Et ürünleri (salam, sosis, sucuklarda), işlenmiş kanatlı ürünlerinde, deniz ürünlerinde (surumi), içeceklerde (alkollü ve alkolsüz içecekler, sodalar, kokteyl şurupları, kolalar, fonksiyonel içecekler), unlu mamullerde (bisküviler, kekler, börekler), reçeller ve marmelatlarda, dondurmalarda, meyve suları ve meyve prepatlarında, şekerlemelerde (aromalı şekerler, jelibonlar, lokumlar), kırmızı meyveli yoğurtlarda, bazı soslarda, jelatinli tatlılar ve topinglerde, elme şarabında kullanılmaktadır. Ayrıca maraska kirazı ve domates ürünleri koşineal ile parlatıldı. Koşineal; sakız, hap ve öksürük pastili olarak da kullanıldı. Kozmetik ruj, ana katkı maddesi olarak koşineal ile geliştirildi. Koşineal, hala yaygın olarak kozmetikte kullanılmaktadır. Ayrıca bu pigment, hala organik bir sinek kovucu olarak kullanılmaktadır (2, 7, 9).

Karmin (Koşineal) ile ilgili Yasal Düzenlemeler:

Türk Gıda Kodeksi Gıdalarda Kullanılan Renklendiriciler Tebliğin’de koşineal, karminik asit ve karminler, E-120 Kodu ile izin verilen gıda renklendiricileri arasında yer almaktadır. Tablo 1. İlgili tebliğde karmin kullanımına izin verilen gıda ürünleri ve maksimum kullanım miktarları verilmiştir (14).

 

 

Tablo 1. Gıdalrada kullanılan Renklendiriciler Tebliği’ne göre karmin kullanımına izin verilen ürünler ve maksimum kullanım miktarları (14 ).

Gıda Maddesi

Maksimum Doz (mg/kg)

Meyve aromalı kahvaltılık hububat

200

Reçel jöle ve marmelat

100

Sosis, salam ve et ezmeleri

100

Pastırma (yenilebilir dış ambalajlarında)

QS*

Meyve ve sebze şekerlemeleri

200

Şekerlemeler

300

Süsleme ve kaplama maddeleri

500

Hafif fırıncılık ürünleri

200

Aromalandırılmış işlenmiş peynir

100

Aromalandırılmış süt ürünleri dahil tatlılar

150

Surumi

500

Füme balık

100

Kuru patates, hububat veya nişasta bazlı çerezler

 

         -Patlamış veya hacimlendirilmiş çerezler

200

         -Diğer çerezler

100

Çorbalar

50

Alkolsüz aromalı içecekler

100 mg/L

*QS (Quantum Satis): Yeteri Kadar

            Yapılan araştırmalar doğrultusunda Gıda Katkıları Ortak Uzmanalr Komitesi (Join Expert Committe on Food Additives (JECFA)) koşineal ekstraktının ve karminin kabul edilebilir günlük alım dozunu (ADI değeri) 0-5 mg/kg vücut ağırlığı olarak belirlemiştir. Sağlık açısından taşıyabileceği muhtemel riskler daha fazla araştırılmalıdır (15). Karmin özellikle koşineal böceklerinden geçen bazı proteinlerden dolayı alerjen olarak tanımlanmaktadır (16).

ŞELLAK (E904)

Şellak, coccus lacca isimli bir böceğin lak salgı maddesidir. Bu böcek Hindistan ve Güney Asya’da yetişen Palas ağaçlarında beslenirler. Bu böcek gözenekleri arasından, lak adı verilen koruyucu bir örtünün içinde sertleşmiş zamklı bir madde çıkartır. Bu lak maddesi biriktirilir, ezilir, yıkanır ve kurutulur. Bütün bu işlemlerden sonra, fazlaca vernikleme işlerinde kullanır (2, 3, 17).

Description: N_xp4_Memo_1

 

Coccus lacca böceği

Şellak (Shellac): Gomalak böceği (Coccus lacca)’nın kırılgan veya taneli bir salgısıdır. Assam ve Tayland ormanlarında bulunur. Şellak dişi böceğin salgısından elde edilir. Dişi böceğin ağaç gövdesinin üzerinde bıraktığı yapışkan kalıntı kabuklardan çıkartılır (17) .

Description: lac

Coccus lacca böceğinin ağaç üzerinde bıraktığı salgıdan oluşan materyalin toplanması

Şellak, amonyak, sodyum borat, sodyum karbonat ve sodyum hidroksit gibi alkaliklerde ve çeşitli organik solventlerde eriyebilir. Alkolde eritildiği zaman, tipik olarak etanol ve metanolle sağlam ve sert bir tabaka oluşturur ki bu mobilyacılıkta kullanılan laklamayı sağlar (17).

Boyacılıkta, cilalamada, mürekkep yapımında, mühür mumu yapımında, ses kaydedicilerde kullanılır. Yenebilir şellak çeşitli gıdalarda kaplama ve parlatma işlemlerinde kullanılır. Şellak gıda ve ilaç sektöründe, tablet, draje, şekerleme, bonbon, çikolata vs. de parlatıcı ajan olarak kullanılır. Ayrıca yıkama işlemi esnasında kaybolan elmadaki doğal mum yerine de kullanılır. Katkı maddeleri listelerinde E904 sembolü ile gösterilmektedir. Bu işlemlerde kullanılan şellakın içerisinde ezilmiş böceğin parçaları bulunabilir (2, 17).

Koşineal (Dactylopius coccus) böceklerinden elde edilen karmin, gerek Müslümanların gerekse de Musevilerin dini inançları nedeniyle şüpheyle yaklaştıkları bir gıda katkı maddesidir. Bu maddenin, özellikle Musevilerden ‘Kosher Sertifikası’   

Koşineal (E120) ve Şellak (E904)  böçekten, böcek salgısından elde edildiği için bunun gıdalara katılmasında dini açıdan sakınca olup olmadığını tartışma ve değerlendirme amaçlı hazırlanmıştır. Bazı kaynaklarda bunların kullanımın şüpheli olduğu veya sakıncalı olduğuna dair bilgiler bulunmaktadır. Yapılan bu derleme makale katkı maddeleri konusunda karar vereceklere bilgi sunma amaçlıdır. 

KAYNAKLAR

1-      Çakmakçı, S. Ve Çelik, İ. 1998. Gıda Katkı Maddeleri. Atatürk Üni. Ziraat Fak. Gıda Müh. Böl., Erzurum.

2-      Küçüköner, E. 2010. Gıda Katkı Maddeleri Ders Notları Basılmamış. S.D.Ü. Müh.Mim. Fak. Gıda Mühendisliği Bölümü, Isparta.

3-      Altuğ, T., 2009. Gıda Katkı Maddeleri. İzmir, Sidas Yayını, 268s. İzmir.

4-      Karaali, A. ve Özçelik, B. 1993. Gıda Katkısı Olarak Doğal ve Sentetik Boyalar. Gıda 18:6, 389-396.

5-      Özcan, M. ve  Akgül, a. 1995. Gıdalar İçin Doğal Renk Maddeleri. Gıda . 20:4,209-213.

6-      Velioğlu, H.M., Yılmaz, İ., Velioğlu, S.D., 2006. Gıdalarda Kullanılan Doğal Renklendiricilerden Karmin. Türkiye 9. Gıda Kongresi; 24-26 Mayıs 2006, Bolu. 347-350.

7-      Anonymous, 2010. www.food-info.net.

8-   Anonymous, 2010. Karmin. http://www.forumfood.net/kosineal-kirmizi-boya-karmin-karminik-asit-e120-t5711.html.

9-      Anonymous. 1996. Food Colours. Food Technology, Vol. 40 (7) 49-56.

10-  Anonymous, 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Cochineal.

11-  Anonymous, 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Carmine.

12-   Greenfield A.B. 2005. A Perfect Red: Empire, Espionage, and the Quest for the Color of Desire , New York: Harper Collins Press, 2005.

13-  Nonwood colorant bulletin. www.fao.org.

14-  Anonymous 2002. Türk Gıda Kodeksi Gıdalarda Kullanılan Renklendiriciler Tebliği, Tebliğ No:2002/55.

15-    Delgado-Vargas, F., Paredes-Lopez, O., 2003. Natural Colorants for Food and Nutraceutical Uses, CRC Pres, USA. 327 pp.

16-    Lucas, C.D., Hallagan, J.B., Taylor, S.L., 2001. The role of natural color additives in food allergy. Advances in Food and Nutrition Research, 43:195-215.

17-    Anonymous, 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Shellac..

 

 

*: 1. Ulusal Helal ve Sağlıklı Gıda Kongresinde sunulmuştur (19-20 Kasım 2011, Ankara).