Deniz kabuğundan tahtaya, aklınıza hayalinize gelmedik birçok şeyin ‘şekerli’ olduğunu biliyor muydunuz?
Masamda üç çeşit şey var.. Biri, sahilden topladığım o güzel denizkabukları. Renk renk, bir ustanın elinden çıktığı belli, simetrik birer sanat harikası olan denizkabukları... Ayrıca, küçük ama orijinal bir tahta şeker kutusu, bir de patates... Masadakilerin hepsi görünüşte birbirinden çok farklı. Denizkabuğu, tahta kutu ve patates... Ama hepsinin ortak bir özelliği var! Görünüşleri, vazifeleri ve yapıları çok farklı olsa da, bu üç sanat harikası ortak bir malzeme kullanılarak yapılmış: glikoz, yani şeker!
Denizkabuğu ile tahtanın ne birbirleriyle, ne de şekerle ne ilgisi var demeyin. Gelin, beraberce şeker dünyasında kısa bir gezintiye çıkalım.
Glikoz, altı karbondan meydana gelen bir şekerdir ve pek çok meyve suyunda bulunur. Nişasta ve selüloz, glikozun a ve b adı verilen bağlar ile bağlanarak uzun bir zincir-polimer oluşturması ile meydana gelir. İnsan diyetinin büyük bölümünü glikozun serbest ya da polimerleşmiş hâli oluşturur. Kullandığımız çay şekeri glikoz ile beş karbonlu şeker olan fruktozun birbirine bağlanmış hâlidir ve kimyada bu moleküle sukroz adı verilir. Glikozdan meydana gelen dört başlıca polimer vardır: glikojen, nişasta, selüloz ve kitin.
Şimdi kısaca bu glikoz ürünlerini inceleyelim:
GİLİKOJEN
Hayvan ve insanlarda çok sayıda glikoz birbirlerine bağlanarak glikojenleri meydana getirirler ve böylece çok sayıda şeker depolanmış olur. Kas hücrelerinin yaklaşık yüzde 2-3’ünü glikojen oluşturur. Vücut enerjiye ihtiyaç duydukça glikozlar tek tek enzimler yardımı ile polimerden kopartılır ve enerji üretiminde kullanılırlar.
NİŞASTA
Nişasta çok sayıda glikozun birbirlerine a denilen bağlarla bağlanması ile oluşur. Glikozun bitkilerdeki depolanmış hâlidir ve enerji üretiminde kullanılır. Nişasta granülleri bitkilerin kök, gövde, yaprak, tohum, meyve ve polenlerinde bulunur. Patates, pirinç, mısır, buğday bol miktarda nişasta içerirler ve insanların başlıca besin kaynaklarıdırlar.
Mısırdan üretilen tatlı şurup!
İkinci Dünya Savaşı’nda baş gösteren şeker kıtlığı ister istemez yeni arayışlara sebep oldu. Glikozun tatlı olmasına rağmen, çok sayıda glikozun bağlanarak oluşturduğu nişasta tatsızdır. Eğer bir şekilde nişastadaki glikozları birbirinden koparmak mümkün olsa, tatsız nişastadan tatlı glikoz elde etmek mümkün olacaktı. Araştırmalar neticesi, asit kullanılarak bu başarıldı. Suda çözünen nişastaya gereken miktarda asit eklendiğinde glikoz şurubu elde edilebiliyordu. Halbuki, bizlerin vücudunda veya mikroorganizmalarda nişastanın parçalanması her zaman yapılan sıradan bir işlemdir. Bu işlem incelendiğinde, bu iş için amilaz adı verilen bir enzimin görevli olduğu anlaşıldı. Yine tabiatı taklit eden bilim adamları, bakterileri kullanarak amilaz enzimini çok miktarda üretmeyi başardılar. Artık asit yerine amilaz enzimi yardımıyla çok daha kolay ve zararsız bir şekilde nişastadan glikoz şurubu üretilmektedir. Her sene dünyada üretilen mısır nişastasının yaklaşık yüzde 70’i glikoz şurubuna dönüştürülmektedir.
Patates tabaklar
Nişastadan—eğer istenirse—glikoz şurubu yapılabileceği gibi, bu şurubu koyabileceğiniz plastik bardak yapmanız da mümkündür. Evet, yanlış okumadınız! Plastik bardak, tabak veya daha değişik ürünler artık patates nişastası kullanılarak üretilebilmektedir. İngiltere’de bulunan Potatopak firması patates cipsi fabrikalarının atık patateslerini kullanarak ürettiği plastik tabak, bardak ve tepsileri piyasaya sürmüş durumda. Bu yeni ürünler, diğer plastikler gibi çevre kirliliğini artırmak yerine hemen tabiatta çözünebildikleri için, çevre dostudurlar. Ayrıca, diğer plastikler gibi üretim aşamasında kirli atıklara sebep olmaktan da uzak durumdadırlar. Üstelik, firmanın dediğine göre tamamen doğal malzeme kullanıldığı için, yanlışlıkla yenilseler bile zararlı değiller!
KİTİN
Kitin dünyada ikinci en fazla bulunan organik maddedir ve glikozların birbirlerine b bağları ile bağlanması ile üretilir. Ama ek olarak bir de her glikoza asetamid grubu eklenmiş ve sadece bu farklılık ile nişasta veya selülozdan çok daha farklı bir yapı olarak karşımıza çıkarılmıştır. Yengeçlerin, deniz kabuklularının ve böceklerin sert kabukları bu maddenin yoğun olarak bulunduğu yerlerdir.
Kitin, örümcek ağlarından bitki ve hayvan hücrelerine kadar her yerde rastlanan bir moleküldür. Sağlam ve sert bir madde olarak böceklerin ve salyangoz gibi yumuşak canlıların tehlikelerden korunmasını sağlar. Her sene, pek çok deniz mahlukunun evi ve sığınağı olan bu kabukların trilyonlarcası içlerindeki canlının yaşamını yitirmesi sonucu okyanus ve deniz diplerine düşmektedir. Eğer onları temizleyecek görevliler yaratılmamış olsaydı, denizlerin dipleri metrelerce kabuk ile dolardı. Ancak, bu iş için gözümüzle göremeyeceğimiz kadar küçük görevliler vazifelendirilmiştir: vibrio furnisii adı verilen bakteriler. Bu bakteriler kitini parçalayabilen bir enzim üretirler ve bir dizi kimyasal işlemden sonra glikoz ve amonyak hâline dönüştürürler. Kitin endüstriyel veya tıbbî amaçlarla değişik ürünler için kullanılmaktadır.
DÜNYADA EN ÇOK BULUNAN ORGANİK MADDE: SELÜLOZ
Selüloz, bitki hücre duvarlarının ana yapı maddesidir. Ağaç gövdelerinin sağlam yapısı selüloz ile sağlanmaktadır. Lineer glikozların birbirlerine b bağları ile bağlanması ile oluşur. Yani, nişastadan farkı, sadece glikozların birbirine bağlanışındaki bağın yönüdür! Malzeme olarak aynı olmasına rağmen, glikozların bağlanma yönündeki farklılık, molekülü fiziksel olarak nişastadan tamamen farklılaştırmaktadır. Meselâ, nişastanın aksine, selülozun suda çözünmez ve kuvvetli bir yapısı vardır... Her selüloz zincirinde yaklaşık 12.000 glikoz bulunur. Selülozu sadece bakteriler ve fungiler parçalayarak içerdiği glikoz ünitelerinden yararlanabilirler. Termitler ve inek gibi hayvanların midelerine rahmet eseri olarak yerleştirilen mikroorganizmalar bu hayvanların da selülozu besin olarak kullanabilmelerini sağlar. Pamuk, selülozun en doğal saf hâlidir.
Pamuktan yapılmış plastik film!
İlk yarı-sentetik plastik bir kaza sonucu keşfedilmiştir. 1848 yılında İsveçli kimyacı Christian Schoenbein sülfirik ve nitrik asit karışımını laboratuvar mutfağında kaynatmaktadır. Karışım yere dökülür ve kimyacımız pamuktan yapılmış önlüğü ile yeri siler, önlüğü suyla durular ve kuruması için sıcak sobanın üstüne asar. Önlük kuruduktan hemen sonra birden alevler saçarak yanar ve kül olur. Artık nitroselüloz (guncotton) keşfedilmiştir.
İnsanoğlunun bilim ve teknikte yaptığı ilerlemeyi düşündüğümde, küçüklüğümden beri hep hayret ederim: “Bütün bunlar nasıl keşfedilmiş?” diye. İşte, pamuktan kalıba döküldüğünde şekil alacak bir plastiği yapmak kimin aklına gelirdi. Dünyada hiçbir şey tesadüf olmadığına göre, demek bir yardım eli uzanarak insanlara yolu göstermiş her zaman.. Benzen maddesinin altıgen yapısının ya da dikiş makinesi iğnesinin şeklinin rüyada ilham edilmesi gibi, bu madde de tevafuk niteliğinde bir kaza neticesi insanoğluna gösterilmiş; işareti alan ve değerlendiren insanlık bilim ve teknikte ilerleyerek dünyaya halife olarak gönderildiğini ispat etmiş.
Sadece bilimde değil, bazı meşhur müzisyenlerin de rüyalarında dinledikleri eserleri hemen uyanıp kağıda döktükleri gerçeği insanların her an ve her konuda ilhama ve yardıma mazhar olduklarını göstermektedir; yeter ki bu yardım fiili dua ve ihlas ile istensin. Yoksa böyle ilhamlar ve yardımlar olmasaydı şimdi acaba teknikte sadece kendi aklımızla nereye kadar gelebilirdik? Özellikle son yıllarda bilim ve teknikteki akıl almaz hızdaki gelişmeleri düşünüp salt insan aklının marifeti imiş gibi kibir ve gurura kapılmanın yersizliğini bu örnekler bir kez daha bizlere gösteriyor.
1848’de Christian Schoenbein’ın nitroselülozü tevafuken keşfinden sonra ilk sentetik plastik yine selülozden yararlanılarak yapılmış ve 1862’de Alexander Parkes tarafından Londra’da bir fuarda sergilenmiştir. Selülozden üretilen bu madde eritilip kalıplara konmakta ve soğuduğunda kalıbın şeklini almaktaydı. Selüloz nitrat, selüloz asetat ve selofan, selüloz ürünlerinden birkaçıdır.
Elinize aldığınız bir selofan bantın diğer yandaki kâğıt ile aynı malzemeden yapılmış olması; ve aynı maddeden beyaz ve yumuşak pamuğun yanısıra sert ağaç gövdelerinin dokunması; aynı selülozu içeren yeşil çimenleri yiyen bir koyunun bedeninde selülozun ete, kemiğe, hatta süte dönüştürülmesi bir şeyden her şeyi yaratan bir Kadîr-i Zülcelal’i en harika şekilde gösteriyor ve isbat ediyor.
DENİZKABUĞU, TAHTA VE ŞEKER
Şeker dünyasındaki bu küçük gezimizde gördük ki, denizkabuklarındaki kitinden tahtadaki selüloza pek çok yerde glikoz ve ürünlerini binbir kılık ve isimle bulmak mümkün. Dünyada en fazla bulunan iki organik madde de glikoz temelli moleküller olduğuna göre, glikoz türevlerini dünyada en fazla bulunan organik molekül olarak bahsedebiliriz sanırım.
Yani, aslında ‘şeker gibi’ değil, tastamam şekerden bir dünyada yaşıyoruz. Yaşıyoruz da, farkında mıyız acaba?
Kaynaklar:
http://www.potatoplates.com/
http://www.hcs.ohio-state.edu/hcs300/biochem1.htm
http://inventors.about.com/library/inventors/blplastic.htm
http://www.biopolymer.com/chitin.htm