Tokol, yağlıtohumlar ve yenenyağların minör bileşenleri olantokoferol ve tokotrienollerin ikisine birden verilen addır. Yenen yağlar ve yağlı tohumlar, bozucu prosesleri önleyen veya bunların kontrolünde kullanılabilen aktif bileşenleri içerensabunlaşmayan maddelerin zengin kaynaklarıdır.Trigliserid olmayan bileşenler öncelikli tokoller (tokoferol ve tokotrienoller),fenolik veflavonoidler,steroller,fosfolipidler,karotenoidler vetriterpenil alkoller vefitik asit bileşikler ailesine aittir. Her bir yağ bu bileşiklerden birkaç sınıfı içerebilir.Triaçilgliseroller olmayan bileşikler gıda olarak işlem ve kullanım sırasında ayrılabilir ki en önemlileri tokoferoller ve tokotrienollerdir.
Bileşik sınıfının keşfi 75 yılı aşkın bir süreye dayanır. O zamandan beri bileşiklerin muhtelif önemlifizyolojik aktiviteler sergilediği kaydedilmiştir. Bunlar aynı zamandakatı vesıvı yağlar gibi besinler içinantioksidan olarak kullanılır. Bunu ya kendi başlarına yapar ya da daha tipik olarakaskorbat,sitrat,gallat veyalesitin türevleriylekarışım halinde yapar.
Tokoferoller birkroman halkası ve uzun, doymuş birfitil zinciri ihtiva eder. Tokoferollerin pek çokizomeri tanımlanmıştır. α-, β-, γ- ve δ- izomerleri genellikle bol miktarda bulunur. α, β, γ ve δ şeklinde gösterilen dört tokoferolün farkı, kroman halkası üzerindekimetil gruplarının sayı ve pozisyonudur. Yine α, β, γ ve δ şeklinde gösterilen tokotrienollerin mukabil tokoferollerle aynı kroman halkaları vardır ama yan zincirleri 3', 7' ve 11' pozisyonlarındaçifte bağlıdır ve doymamıştır. Ana bileşik α-tokoferol ya da E vitamini fenolik zincirde üçmetil grubu ve bir p-eter bağlantısı gösterir. Bazı bitkilerdeester α-tokoferil asetatı da doğal olarak oluşur;fenolik hidroksil grubu eksikliğinden dolayı onun hiçbir gerçek antioksidan aktivitesi yoktur fakat esterin bazı koşullarda hidrolize olabileceğini gösteren bulgular vardır. E vitamininmemelilerdeki hücre zarlarında konsantrasyonu oldukça düşük olmakla birlikte (<0,1 nmol/mgprotein) normal işleyen hücrelerde otooksidatif tahribi birçok durumda engellemek için yeterli görülmektedir.[1]
Tokollerbitki dokularında geniş olarak yayılmış monofenolik velipofilik bileşiklerdir.Vitamin E aktivitesine sahip sekiz farklı tokol vardır, hepsi veya bir kısmı yenebilen değişik yağlarda bulunur. Tokoferoller ve tokotrienollerkroman halkasındakimetil gruplarının sayısı ve pozisyonuna göre α, β, γ ve δ diye sınıflandırılır. α izomeri 5,7,8-trimetil; β izomeri 5,8-dimetil; γ izomeri 7,8-dimetil ve δ izomeri de ana bileşiğin 8-metil türevidir. Yan zincir tokoferollerde doymuş, tokotrienollerde ise doymamıştır.
Doğal tokoferollerin hepsi de 2', 4' ve 8' pozisyonlarında üç asimetrikkarbon içerir. Tokoferollerin doğadakibiyosentezi, yalnızca RRR stereoisomere yol açar. Örneğin, doğal kaynaklardan türetilen α-tokoferol, 2R,4'R,8'R-α-tokoferoldür. Aksine, kimyasal sentezle, izofitolün tri-, di- veya monometil hidrokinonla kondensasyonuyla üretilen tokoferoller, 8 stereoizomerin ekimolar rasemik karışımlarıdır. Ticari ürünlerdeki E vitamini aktivitesi yalnızca onun α-tokoferol içeriği ile ölçülür.
Vitamin E aktivitesine göre en aktif olanı α-tokoferoldür. Öteki tokollerin aktiviteleri β-tokoferol %15-40, γ-tokoferol %1-20 ve δ-tokoferol ise %15-30'dur. α-tokotrienolün %1, β-tokotrienolün %15-30, γ-tokotrienolün %1-5 ve δ-tokotrienolünE vitamini aktivitesi %1'dir. Doğal α-tokoferolün (2R, 4R, 8R-tokoferol) aktivitesi sentetik heprasem (all-rac-) α-tokoferolden %30 daha yüksektir.
Tokollerinantioksidan aktiviteleri kimyasal yapılarına vekonsantrasyonlarına bağlıdır. Genel olarak tokoferollerin antioksidan aktiviteleri δ- > γ- > β- > α- sırasına göre azalır. Literatür sonuçlarına göre tokoferoller yüksek konsantrasyonlardaprooksidan olarak etki edebilir ve aktiviteleritemperatüre bağlıdır. Tokotrienollerin antioksidan aktiviteleri genellikle tokoferollerden daha fazladır.Serbinova ve arkadaşlarına göre α-tokotrienol, α-tokoferolden araştırılan sisteme göre 6.5-60 defa daha büyük antioksidan aktivitesine sahip olabilir.
Hem tokoferol hem de tokotrienollerin aktif sitesikroman halkalarındaki 6-hidroksil grubudur. Esterlendiklerinde 6-hidroksil grupları bloke olur. Bu nedenle tokoferol ve tokotrienoller yalnızca serbest, esterlenmemiş halde gıda antioksidanı olarak kullanılır. Fakat esterlerhava,ışık,metal gibi oksitleyici ajanlara maruz kaldıklarında serbest tokoferollere oranla daha stabildir ve besinleri güçlendirmek için ya dabesin katkı maddesi olarak kullanılır.Sindirim sistemimizde esterlerlipazlar tarafından hidroliz edilir ve serbest tokoferol biçiminde emilir. Tokoferol ve tokotrienoller insankanında serbest,esterlenmemiş halde bulunur.
Deriye uygulanan tokoferol ve tokotrienoller hem yüzeyde hem de deriye nüfuz ettikten sonra antioksidan olarak işlev görür; bunun aksine tokoferol esterleri deriye nüfuz ettikten sonra antioksidan olarak işlev görür ve serbest tokoferol formunahidroliz olur.
TipikAmerikan beslenmesi α-tokoferolden çok γ içermesine rağmen plazma ve dokular γ-tokoferolden en az 2-3 kat fazla α içerir. α-Tokoferolle karşılaştırılabilir miktarda bile kullanıldığında plazma ve dokularda tokotrienolkonsantrasyonu düşüktür. Aynı şekilde, RRR-α-tokoferil asetatkan seviyesini eşit miktardaki all-rac-α-tokoferil asetata göre daha fazla yükseltir. Bu farklılıklara, büyük oranda karaciğerde gerçekleşenbiyodiskriminasyonun yol açtığı görülmektedir. İlgili mekanizmalardaki araştırmalar,döteryumla tanımlanan tokoferollerin sentezi sayesinde büyük ölçüde kolaylaşmıştır. Araştırmacılar bu tokoferolleriinsan vehayvanlara tek tek ya dakarışım halinde vermişler ve bunların emilim, taşınma ve dokulardan alımını araştırmışlardır.
α-Tokoferol ve γ-tokoferol aynı ölçüde iyi emilir. Ancak α-tokoferol, olgunlaşmamış VLDL'ye salgılanmayı tercih eder. Aynı şekilde, RRR ve SRR stereoizomerleri de aynı ölçüde iyi emilir fakat RRR dokularda ve kanda daha yüksek düzeylerde α-tokoferol oluşumuna neden olur.
Proteine bağlanan bir tokoferolün RRR-α-tokoferolün olgunlaşmamış VLDL'ye tercihen katılmasından sorumlu olduğu belirtilmiştir. Bu proteinfare,tavşan ve yakın zamanda insanlarda belirlenip tanımlanmıştır. Bu protein RRR-α-tokoferole diğer tokoferollere göre daha eğilimlidir. Proteine bağlanan tokoferolün doğal oluşan RRR'nin sentetik all-rac-α-tokoferol üzerindeki biyodiskriminasyonundan sorumlu olduğu önerilmiş fakat henüz kesinleşmemiştir. Bu hipotezi destekleyen bir kanıt, insan ve hayvanlarda her iki formun benzer emilimlerine rağmen, all-rac formun daha düşük kan ve doku düzeyi göstermesidir. Keza aileden gelme izole E vitamini eksikliği bulunan hastalarda tokoferol transfer proteini azdır ya da hiç yoktur ve bu diskriminasyon yoktur veya çok zayıftır.
Bitkisel yağlarda tokollerin oluşması değişik ikenhayvansal yağlar genellikle α-tokoferol içermesine rağmen kültürbalıkları öteki tokoferolleri (özellikle γ-tokoferolü) absorblayabilir ve etlerinde depolayabilir. Bitkisel yağlarda bol miktarda α-, γ- ve δ- tokoferoller bulunurken β-izomeri daha az oranda bulunur, yalnızbuğday embriyon yağı bu izomeri yüksek miktarda bulundurur. Tokotrienollerin yağlardaki miktarıpalm (hurma) ve buğday embriyon yağları haricinde (ki bu yağlar relatif olaraktrienolleri daha yüksek miktarda içerir) genel olarak tokoferollerden çok daha azdır. Bitkisel yağlardaki total tokol miktarı yağın artaniod indisi ile veya doymamışlık derecesi ile artar.
Bitkisel yağlardaki tokoller genellikle işlenmeleri sırasında isole edilir. Piyasada bulunan tokoferol karışımlarının çoğusoya yağının işlenmesi sırasında yan ürün olarak ele geçer. Tokoller primer antioksidanlar olarak etki ettiklerindeaskorbik asid okside olmuş tokolleri indirgeyerek rejenere edebilir. Tokoferoller ve fosfolipidler arasındaki sinerjizm literatürde rapor edilmektedir. Fosfolipidler tokoferollerin bozunmasını önler böylece yenen yağların ve lipid bazlı ürünlerin raf ömürleri uzatılmış olur. Ayrıca tokoferollerin askorbik asid velesitin (veya öteki fosfolipidler) ile üçlü karışımları çeşitli gıda lipidlerinin stabilize edilmesinde kullanılabilmektedir.
Tokoferoller yanında steroller de yenen yağların trigliserid olmayan fraksiyonunun önemli bir bileşenidir.Fitosterollerin sağlık ve beslenmedeki önemleri yine gündeme gelmiş ve bu tip ürünler (benefat margarine) piyasaya sürülmüştür.
Tokoller denince akla tokoferoller ve tokotrienoller gelir. Tokotrienollermoleküler açıdan tokoferollere benzer; tek farkla ki o daisoprenoid yan zincirde üç çifte bağları vardır. Tokoferoller ve tokotrienoller, belirlisebze yağlarında, tahıllarda ve diğer bitkisel ürünlerde yüksek yoğunluklarda (1000ppm'e kadar) bulunan bileşiklerdir. Buğday tohumu,mısır,ayçiçeği vepamuk yağı, suda erimesi oldukça zor olan bu bileşikler bakımından oldukça zengindir. El sürülmemiş bitkide, bunlarkloroplastlarda (bunlarda her onklorofil molekülüne karşılık bir α-tokoferol molekülü bulunur. Çok daha düşük düzeyde de hayvan dokularında bulunur; örneğin insan kalbi 20 ppm α-tokoferol içerir. Hayvan vücudunda bunlar genellikle lipid bakımından zengin olan, kanlipoproteinleri,mikrozomlar veyamitokondrial zarlar gibi sitelerde lokalizedir.
Tokotrienoller bitkileraleminde yaygın biçimde bulunur. Genel olarak bunlarbuğday,arpa,çavdar,pirinç gibitahıllarda,hurma yağı gibi yağlarda vekauçuk (Hevea brasiliensis)hammaddesinde bulunur. Hurma yağı tokotrienol bakımından diğer yağlara göre daha zengindir.
Fiziki rafine işleminden sonra hurma yağ asidi distilatında (PFAD) toplanan tokoferoller %0,8 oranında ya da daha fazladır. Dolayısıyla PFAD doğal tokoferol ve tokotrienol açısından iyi bir kaynak olarak görülür.
Doğal hurma yağı bitkiler arasındaki en zenginkarotenoid ve tokotrienol kaynağıdır. Karotenoidlerin ve hurmadaki E vitaminin besleyici değeri araştırmalarla desteklenmektedir. Halen karotenoidekstraksiyonu için üç ticari süreç vardır. Bunlar,PORIM,Carotech veLion Corporation tarafından geliştirilmiştir.Karoten katkılı hurma yağı üretimi için iki yöntem vardır, biri PORIM'e diğeri iseUnitata'ya aittir.
Hurma yağ asidi distilatı (PFAD) %0,4-0,8 tokoferol ve tokotrienol içerir. Tokotrienoller ana bileşeni oluşturur. PFAD'nin büyük bölümü serbest katı yağ asidleridir. PFAD'nin tam bileşimi aşağıdaki tabloda verilmektedir.
| Hurma yağ asidi destilatının (PFAD) bileşimi | |
|---|---|
| Serbest yağ asitleri | %81.7 |
| Açilgliseroller | %14.4 |
| Triaçilgliseroller | %4.1 |
| Diaçilgliseroller | %7.6 |
| Monoaçilgliseroller | %2.7 |
| Steroller | %0.34 |
| Kolesterol | %0.004 |
| Kampesterol | %0.092 |
| Stigmasterol | %0.032 |
| β-Sitosterol | %0.212 |
| Hidrokarbonlar | %1.47 |
| Squalen | %0.76 |
| Diğerleri | %0.71 |
| Tokoferoller+Tokotrienoller | %0.48 |
| Diğerleri | %1.61 |