FBE- Gıda Mühendisliği Lisanüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 29
-
ÖgeOzmotik membran distilasyon sisteminde galaktooligosakkarit sentezinin optimizasyonu ve kinetik modellenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021)Prebiyotik etkili gıda bileşenleri, insan sağlığı üzerinde sağladıkları faydalı etkiler nedeniyle gıda endüstrisinde genişleyen bir pazar payına sahiptirler. Prebiyotik karbonhidratlar arasında galaktooligosakkaritler (GOS) en spesifik bifidojenik faktörler olarak tanımlanmışlardır. GOS'ler laktozdan β-galaktosidaz enziminin katalizlediği transgalaktosilasyon reaksiyonları ile sentezlenirler. Fakat GOS üretim sürecinde enzimin transgalaktosilasyon ve hidroliz reaksiyonlarını eş zamanlı katalizlemesi nedeniyle GOS sentez verimi düşük olmaktadır. GOS'nin enzimatik sentezi kinetik kontrollü bir reaksiyon olduğundan enzim kaynağı GOS verimi, laktoz dönüşümü, üretkenlik ve ürün komposizyonu gibi parametreleri etkilemektedir. Aspergillus oryzae kaynaklı β-galaktosidazın GRAS kapsamında olmasının yanında yüksek spesifik aktivite, yüksek sıcaklık dayanımı ve düşük maliyetli olması endüstriyel üretimde bu enzimi ön plana çıkarmaktadır. Fakat bu enzimin GOS sentezinde laktoz dönüşümü düşük olduğundan sürecin optimizasyonunun sağlanarak GOS sentez veriminin arttırılması önemli bir gerekliliktir. Bu kapsamda A.oryzae kaynaklı β-galaktosidaz enziminin katalizlediği GOS sentezinin yanıt yüzey yöntemi ile optimizasyonu ilk defa bu çalışmada ele alınmıştır. GOS sentez verimininin arttırılması amacıyla enzimatik GOS sentezi basınç destekli membran sistemleri ile entegre edilmeye çalışılmıştır. Özellikle ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon GOS üretim süreçlerine dahil edilerek enzim üzerinde inhibe edici etkileri olan glukoz ve galaktozun reaksiyon ortamından uzaklaştırılması hedeflenmiştir. Ancak bu sistemlerde hem ürün ve substrat kaybının meydana gelmesi hem de permeat akı değerlerinin hızlı bir şekilde azalması neticesinde GOS üretim süreçleri istenilen etkiyi gösterememiştir. Bu nedenle membran destekli ayırım süreçlerinin GOS sentez sürecine engtegrasyonunda yeni yaklaşımların denenmesine ihtiyaç vardır. Literatür incelendiğinde yüksek verimlilikte GOS sentezinin sağlanabilmesi için başlangıç laktoz konsantrasyonunun en önemli parametre olduğu görülmektedir. Buradan hareketle enzimatik reaksiyon ortam laktoz konsantrasyonunun süreç boyunca yüksek seviyede tutulmasının GOS sentez verimini arttıracağı düşünülmüştür. Bu fikir doğrultusunda enzimatik GOS sentez sürecine ozmotik membran distilasyon sisteminin engtegrasyonu sağlanmıştır. Ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyonun aksine ozmotik membran distilasyon yönteminde kullanılan yüksek hidrofobisiteye sahip mikro-gözenekli bir membran sayesinde enzimatik reaksiyon ortamından sadece suyun yüksek seçicilikle ayrımı sağlanarak reaksiyon ortamı süreç boyunca laktoz konsantrasyonu açısından daha konsantre bir hale getirilmiştir. Ayrıca, entegre sistemden substrat ve ürün kaybı olmamış ve başlangıç akı değerleri uzun süreler boyunca sabit ilerlemiştir. GOS sentez verimini arttırmaya yönelik sürekli karıştırmalı tip kesikli reaktör sürecinin ozmotik membran distilasyon sistemine entegresi sağlanan bu çalışma, reaktör tasarımı açısından literatürde daha önce çalışılmamıştır. Doktora tezi kapsamında ilk önce sürekli karıştırmalı tip kesikli reaktörde (reaktör-1) GOS sentez çalışmaları yapılmış ve süreç çıktıları yanıt yüzey yöntemi ile optimize edilmiştir. İkinci olarak ozmotik membran distilasyon sisteminde (reaktör-2) GOS sentez çalışmaları yapılmış ve süreç çıktıları yanıt yüzey yöntemi ile optimize edilmiştir. Son olarak her iki sistemde yanıt yüzey yöntemi ile elde edilen optimum reaksiyon koşullarında GOS sentezi gerçekleştirilmiş ve elde edilen reaksiyon verilerinin kinetik değerlendirilmesi yapılmıştır. Böylece ozmotik membran distilasyon sisteminin GOS sentezi reaksiyonunun kinetiği üzerine etkileri karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Bu çalışmanın temel hedefi ozmotik membran distilasyon sürecinin entegrasyonu yapılan reaktör-2 sisteminde laktozdan enzimatik yolla elde edilen GOS sentez veriminin incelenmesidir. Tasarımı yapılan reaktör-2 sistemi çalışma mekanizması gereği literatürde GOS sentezi için kullanılan membranlı reaktörlerden farklı olduğundan elde edilen verilerin sağlıklı bir biçimde değerlendirilebilmesi için aynı reaksiyon koşullarında çalıştırılan reaktör-1 sisteminden sağlanan GOS sentez sonuçlarından yararlanılmıştır. Reaktör-1'de Box Benhken deney tasarımı ile belirlenmiş deney seti ile başlangıç laktoz konsantrasyonu (LC), enzim konsantrasyonu (EC) ve sıcaklık (T) reaksiyon parametrelerinin toplam GOS'ye (GY=GOS-3+GOS-4) etkisi incelenmiş ve GY değeri en düşük %8,47 ile en yüksek %26,92 arasında bulunmuştur. Reaktör-2'de aynı reaksiyon parametrelerinin GY'ye etkisi faktöriyel deney tasarımı ile incelenmiş ve elde edilen GY değerleri %18,7 ile %28,63 arasında saptanmıştır. Her iki reaktörde de ayrıca GOS-3 ve GOS-4 değerlerinin reaksiyon parametrelerine bağlı olarak değişimini ifade eden matematiksel modeller elde edilmiştir. Yanıt yüzey metodolojisi ile elde edilen matematiksel modeller süreç yanıtlarını başarılı bir şekilde tahminleyebilmiştir. Reaksiyon süresinin GOS birim maliyetini etkileyen önemli bir parametre olduğu düşünüldüğünde bu modeller yardımıyla hedeflenen GOS ürün kompozisyonunu en hızlı sağlayan deney koşulları önceden tahminlenebilecektir. Reaktör-2'de reaktör-1'e kıyasla reaksiyon verimi üzerine en fazla %20,1 düzeyinde artış elde edilmiştir. Reaktör-2'de yüksek başlangıç laktoz konsantrasyonlarında yüksek laktoz dönüşümlerinde yüksek GOS üretkenliği (GOSP) değerlerinin elde edilmesi enzimin transgalaktosilasyon aktivitesinin hidrolize oranla baskın olduğunu ifade etmektedir. Ayrıca yüksek laktoz dönüşümlerinde yüksek GOSP değerleri için düşük seviyede enzim konsantrasyonunun ve düşük reaksiyon sıcaklığının daha iyi sonuçlar sağladığı tespit edilmiştir. Kinetik değerlendirmeler sonucunda k5 ve k5/k-5 değerleri reaktör-2'de artmıştır. Bu durum reaktör-2'de transgalaktosilasyonun daha aktif rol oynadığını göstermektedir. Her iki reaktörde elde edilen benzer k3/k-3 oranına karşın reaktör-2'de tespit edilen yüksek k2 ve k5/k-5, reaktör-2'de yüksek seviyede E:Lak ve E:Gal kompleksi oluşumunun GOS sentez/GOS bozunması hızını olumlu yönde etkilediğini belirtmektedir. Bu açıdan ozmotik membran distilasyon sisteminin GOS sentezine önemli etkilerininden birinin enzimin laktoz ile daha fazla etkileşime girmesini sağlayarak reaksiyon ortamındaki E:Gal kompleksi konsantrasyonunu yüksek seviyede tutması olduğu söylenebilir. Ayrıca, reaktör-1 de glukoz inhibisyonu (k6/k-6), reaktör-2'de ise galaktoz inhibisyonu (k7/k-7) ön plana çıkmıştır. Reaktör-2'de reaktör-1'e kıyasla aynı laktoz dönüşümü değerlerinde hem daha yüksek GY değerleri elde edilmiş hem de bu süreç daha kısa sürede gerçekleşmiştir. Bu durum enzimin membranlı sistemde daha çok transgalaktosilasyon reaksiyonuna yönelmiş şekilde çalıştığı ifade etmektedir. Aynı zamanda reaksiyon ortamından uzaklaştırılan su enzimin GOS-4 oluşturma performasına olumlu yönde etki etmiştir. Sonuç olarak, reaktör-2 sistemi GOS sentezinin yanında sentezlenen reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonunu da sağlaması nedeniyle endüstriyel GOS üretiminde rol alma potansiyeline sahiptir. Fakat bu sistemde görülen olumlu etkinin daha da arttırılabilmesi için enzim aktivitesinin de yüksek seviyede tutulması elzemdir. Çünkü ilerleyen reaksiyon sürelerinde enzimde aktivite kaybı yaşandığı tespit edilmiştir. GOS sentez veriminde görülen artışın daha da yükseltilmesi için yeni yaklaşımlar ile enzim aktivitesi üzerinde görülen monosakkarit inhibisyonunun hafifletilmesi gereklidir. Böylece membran destekli sürecin GOS sentez performansının daha da artacağı düşünülmektedir. Bu açıdan reaktör-2 sistemini geliştirmek üzere enzimin immobilizasyonunun sağlanarak nanofiltrasyon sisteminin de reaktör-2 sistemine entegrasyonunun yapılacağı bir bütünleşik süreç tasarımının verim artışına olumlu yönde etki edeceği düşünülmüştür.
-
ÖgeProduction of a casinomacropeptide concentrate from sweet whey and usage in a milk-like drink(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020)Caseinomacropeptide (CMP) is a valuable polypeptide with structural and health-improving functional properties. CMP is part of κ-casein that is transferred into sweet whey after rennet coagulation of milk in cheese manufacturing. CMP is composed of fractions including glycosylated gCMP and its aglycon aCMP at almost equal proportions in whey. gCMP has a sugar moiety mostly sialic acid bound which was found to be responsible for some of its activities. CMP does not contain any aromatic amino acids such as phelnylalanine and tyrosine which makes it an alternative protein source for phenylketonuria patients. CMP has structural functionality including foaming, gelling and emulsifying. Bioactive properties such as antimicrobial, antioxidant, immune-modulating, satiety providing and prebiotic activities were also reported for CMP. These properties make CMP a special protein source to be utilized as a food ingredient. CMP is present about 1.2-1.5 gL-1 in sweet whey that makes up 15-20% of whey proteins. There are various methods to separate CMP from other sweet whey components for its isolation which are combinations of heat treatment, acid treatment, ultrafiltration (UF) and ion-exchange chromatography. In this study, CMP was isolated from sweet whey by a two-stage process where it was separated from other whey proteins by a heat-acid treatment firstly and then further purified by UF. Effects of process parameters in both stages on recovery and purity of CMP were determined to select best conditions. Final CMP concentrate was utilized as an ingredient in development of a rice drink that can be consumed for phenylketonuria patients. In the first part of this study, separation of CMP from other whey proteins by heat and acid treatments was investigated. Especially, the impact of order of the heat and acid treatments on isolation of CMP from sweet whey and its composition was explored. Acidification of sweet whey to pH values in the range of 3.0-5.0 and heat treatment at 90oC for 1 h in different order were applied to precipitate and separate whey proteins. The aim was to obtain the highest amount of CMP the lowest amounts of other whey proteins in the supernatant. Dry matter, crude protein, non-nitrogen protein, ash, lactose, bound sialic acid, phenylalanine and tyrosine contents of the supernatants from treated whey samples were determined. CMP, α-lactalbumin and β-lactoglobulin in the supernatants were quantified by RP-HPLC. Order of heat and acid treatments and pH had no effect on amounts of lactose and ash in treated samples. The lowest crude protein and dry matter contents in treated samples were found at pH values 4.0, 4.5 and 5.0 regardless of the order of heat and acid treatments. Heat-acid treatment at pH 4.5 and 5.0 were found to yield the highest CMP content and the lowest concentration of α-lactalbumin and β-lactoglobulin, respectively. Concentrations of Phe and Tyr were the lowest at pH values of 4.0, 4.5 and 5.0 in both treatments. Bound sialic acid was recovered at the highest extent in the treated sample that was heated and then acidified to pH 5.0. In the second part of the study, the pre-treated whey which was heated and then acidified to pH 5.0 that yielded the highest CMP and bound sialic acid contents was further purified by ultrafiltration and then diafiltration. The aim was to reduce water, lactose and ash contents in the retentate without loss of CMP. UF was performed by using a tubular unit with a feed volume of 9 L. Two PES membranes with MWCO of 9 and 25 kDa were used at pressure of 5 and 3 bar, respectively. Preliminary experiments were performed to obtain sufficient flow rate and hence flux for permeate from the UF unit which was crucial to achieve a high volumetric concentration of retentate. pH of pre-treated whey was changed to values in the range of 3-9 with acid and alkali addition for this purpose. As the pH of pre-treated whey was increased flow rate of permeate was increased. The highest relative mean flux was obtained at pH 9 with the membrane with MWCO of 9 kDa and at a pH of 7.0 with the 25 kDa membrane. A volumetric concentration factor of 5 was possible with both membranes. The flow rate of permeate obtained from 25 kDa membrane was higher than that from 9 kDa membrane, the process took shorter time accordingly. While one diafiltration cycle was possible without significant loss of CMP with 25 kDa membrane, four diafiltration cycles could be performed with 9 kDa membrane. Higher recovery and purity of CMP were obtained with 9 kDa membrane compared to that with 25 kDa membrane. Retentates from both UF/DF runs with two membranes were freeze-dried to obtain CMP concentrates. A CMP concentrate with 9.7% CMP, 2.8% α-lactalbumin, 1.5% β-lactoglobulin, 20.2% protein, 61.8% lactose, 18.1% ash, 0.85% bound sialic acid, 0.29% Phe and 0.34% Tyr in dry matter was obtained from pre-treated whey by using 9 kDa membrane. Although CMP content of the concentrate obtained by using 25 kDa membrane was lower (5.8%), it could be preferred because of lower ash content (7.5%) and shorter process time. In the last part of the study, a rice drink fortified with the CMP concentrate was developed. A base formula containing rice flour (3-8%, w/w) and xanthan gum (0.01-0.05%, w/w) as the structuring components that were heated at different temperatures (80-90oC) for 15 min was developed according to three-factor at three levels CCD by the response surface methodology. All samples were pre-hydrated in water bath 50oC for 20 min, heated, homogenized and cooled. Particle size, zeta potantial, color values, rheological properties (apparent viscosity, flow behaviour index, consistency and thixotropy), sedimentation and phase seperation of the drinks were measured as responses. None of the factors were found to have significant effect on sedimentation. While rice flour and temperature affected all responses significantly, there was no effect of level of xanthan gum on apparent viscosity and particle size. Selected response variables phase separation, particle size, apparent viscosity and zeta potential were targeted to be minimized in optimization of the base-formula and heating temperature. Optimum base formula of rice drink was estimated to contain 3% rice flour and 0.05% xanthan gum that was heated at 80C. The desirability of the values of estimated response from the optimized model with respect to the targeted values of responses was found 84%. Rice drink prepared at the optimum conditions was sweetened with 2.5% (w/w) sucrose to improve its acceptability. Descriptive sensory analysis was performed to compare appearance, flavor and texture of sweetened and unsweetened rice drinks with those of low fat milk. The color, mouthfeel, consistency, particle size, graininess and overall acceptability of rice drinks were found to be significantly different than those of low fat milk. Although the highest scores were given to low fat milk, sweetened rice drink was found to be closer to low fat milk compared to unsweetened rice drink. Isolated CMP concentrate (7%, w/w) was added to sweetened rice drink and then physical properties of the drink was measured. The amount of CMP to be added was calculated by considering the average daily amount of Phe allowed for the diet of children at age of 1-10 years. CMP resulted in reduction of zeta potential, increase in particle size and slight sedimentation in rice drink. It also enhanced apparent viscosity and color values of the drink.
-
ÖgeProduction and encapsulation of MLM-type structured lipids and application in kefir product(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019)Son zamanlarda, fonksiyonel özellikleri geliştirilmiş ve sağlık açısından faydalı bazı özelliklere sahip olan yapılandırılmış yağların (YY'ler) üretimi mümkün olmaktadır. Yapılandırılmış yağlar, genel olarak, yağ asidi bileşimi ve/veya gliserol moleküllerindeki poziyonel dağılımları kimyasal ve/veya enzimatik reaksiyonlar ve/veya genetik modifikasyonlar yoluyla değiştirilen triaçilgliseroller (TAG'lar) olarak tanımlanmaktadır. Günümüzdeki bilimsel gelişmeler YY'lerin tıbbi ve beslenme alanları için uygun olmasını sağlamaktadır. Ayrıca, YY'ler daha sağlıklı gıdalara karşı giderek artan ihtiyacı karşılamak ve obezite, kanser, kardiyovasküler vb.hastalıkları önlemek için de tasarlanabilmektedir. Hastaların özel sağlık ihtiyaçlarına göre tasarlanabilmesi ve hastalık önleyici ve sağlığa faydalı fonksiyonel gıda ürünleri talep eden tüketicilerin beklentilerini karşılayabilmesi açısından bir triaçilgliserol molekülünde hem orta zincirli yağ asitleri (OZYA) hem de uzun zincirli yağ asitleri (UZYA) içeren yapılandırılmış yağların (YY) enzimatik sentez ile üretimi araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Ek olarak, bu tipteki YY'lerin tümör baskılayıcı etkileri bazı çalışmalar ile kanıtlandığı için araştırmacılar için çekici bir konu haline gelmiştir. Yağlar gibi biyoaktif gıda bileşenleri, gıda işleme ve depolama koşullarına karşı hassastırlar. Ayrıca, bu süreçte biyoyararlık ve biyoerişilebilirlik değerleri azalabilir. Bu gibi sorunların üstesinden gelmek için, bu tip bileşenlerin enkapsüle edilmesi, onların işlevselliklerinin ayrıca gıda kalitesinin koruması açısından önemlidir. Yukarıda bahsedilen konuyu dikkate alarak, bu tez çalışmasında (i) trikaprilin ve Echium yağında bulunan yağ asitleri kullanarak MLM-tipteki YY'lerin üretimi (ii) üretilen YY ve Echium yağının hücre kültürü çalışmaları ile anti-tümörijenik etkilerinin değerlendirilmesi (iii) sentezlenen YY'lerin kompleks koaservasyon yöntemiyle enkapsülasyonu ve elde edilen kapsüllerin karakterize edilmesi (iv) YY'lerin kompleks koaservasyon yönetimi ile transglutaminaz enzimi kullanılarak veya kullanılmadan enkapsüle edilmesi, kapsüllerin oksidatif stabilitesinin değerlendirilmesi, enkapsüle edilen YY'lerin salım profilini değerlendirmek için in vitro gastrointestinal sindirimin gerçekleştirilmesi ve gıda uygulamasında kullanımı amaçlanmaktadır. Bu amaçları gerçekleştirmek için dört farklı deneysel çalışma (Bölüm 3-6) gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, 3. Bölümde, MLM- tipteki YY enzimatik olarak üretilmiş ve reaksiyon koşulları optimize edilmiştir. Daha sonra, 4. Bölümde, üretilen YY ve Echium yağının MCF-7 insan meme kanseri hücre hattında olası anti-tümörijenik aktivitesi araştırılmıştır. Bir sonraki adımda, YY'ler jelatin ve arap zamkının kompleks koaservasyonu ile enkapsüle edilmiştir. Ayrıca, partikül boyutu, erime davranışı ve kapsüllerin yapısal özellikleri belirlenmiştir (Bölüm 5). Son olarak, 6. Bölüm'de, enkapsüle edilen YY'lerin oksidatif stabilitesi değerlendirilmiştir. Ayrıca, kapsüller probiyotik bir kefir ürününe eklenmiş ve bu kefir ürünü ve dondurularak kurutulmuş kapsüllerin yağ salım davranışını belirlemek için in vitro sindirim modeli uygulanmıştır. Bu çalışmanın ilk basamağı (Bölüm 3), trikaprilin ve Echium yağının yağ kaynağı olarak kullandıldığı, Lipozyme® RM IM lipaz enzimlerince katalizlenen, sn-1,3 pozisyonlarında OZYA ve sn-2 pozisyonunda UZYA içeren YY'lerin üretimi amaçlamaktadır. Çalışmada, reaksiyon sıcaklığının (50-60 ºC), reaksiyon süresinin (6-12 saat) ve substrat molar oranının (3-6 mol / mol; toplam serbest yağ asitleri / trikaprilinin) SDA katılımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Optimum reaksiyon koşulları, beş seviyeli Merkezil Bileşik Deney Tasarım (CCC) kullanılarak tepki-yüzey yöntemi (RSM) ile belirlenmiştir. Modellerden elde edilen optimum sıcaklık, zaman ve substrat molar oranı sırasıyla 60 °C; 6 saat, 6 mol / mol'dür. Ayrıca, büyük ölçekte üretilen YY'ler sn-2 pozisyonunda %6.2 SDA içeriğine sahiptir. Çalışmada elde edilen YY'ler sn-2 pozisyonunda yaklaşık %78-79 UZYA içermektedir. Bunlara ek olarak, diferansiyel tarama kalorimetrisi kullanılarak YY'lerin erime davranışları incelenmiştir. Erime profili analizine göre, trikaprilin ve Echium yağının erime noktaları daha keskin ve daha dar olmakla birlikte, YY'nin ise daha geniş erime davranışına sahip olduğu gözlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında (Bölüm 4), sentezlenen YY'lerin (Bölüm 3) anti-tümörijenik aktivitesi ve uzun zincirli yağ asitlerinin meme kanseri üzerindeki olası etkileri insan meme kanseri hücre hattı kullanılarak değerlendirilmiştir. EPA ve DHA'nın kanser önleyici/baskılayıcı aktivitesi birçok çalışmada gösterildiği için çalışmanın bu kısmında önemlidir. Fakat, Echium yağından üretilen YY'lerin meme kanseri üzerindeki etkilerinin araştırılması gerekmektedir. Bu nedenle, hem n-3 hem de n-6 YA'ları içeren YY'nin anti-tümörijenik aktivitesi MCF-7 hücre hattı kullanılanarak araştırılmıştır. Hücreler, 24 saat boyunca 30 ve 120 μg/ml konsantrasyona sahip YY ve Echium yağı ile muamele edilmiştir. Hücre canlılık analizine göre kullanılan yağların MCF-7 kanser hücrelerinin büyümesini azalttığı gösterilmiştir. Kanserli hücrelerdeki büyüme oranının hem YY hem de Echium yağı muamelesi için neredeyse aynı olduğu söylenebilir. 30 μg/ml Echium yağı, MCF-7 hücre büyümesini yaklaşık % 17 azaltırken, aynı konsantrasyondaki YY ise hücre proliferasyonunu yaklaşık % 10 baskılamıştır. Bölüm 5'te, sn-2 pozisyonunda %78 oranında UZYA ve sn-1,3 pozisyonlarında OZYA içeren YY'ler, duvar materyali olarak jelatin ve arap zamkının kullanıldığı kompleks koaservasyon yöntemi ile enkapsüle edilmiştr. Bu çalışmanın amacı, duvar materyali konsantrasyonu (% 1-2), çekirdek:duvar oranı (1:1 ve 2:1) ve homojenizasyon hızı (7400, 10000 ve 15000 rpm) gibi deneysel parametrelerinin enkapsülasyon işlemi üzerindeki etkilerinin araştırılmasıdır.. En yüksek enkapsülasyon verimi (% 84,11 ± 0,77) % 2 jelatin (w/v), % 2 arap zamkı (w/v), 1:1 çekirdek: duvar oranı (w/w) ve 15000 rpm homojenizasyon hızına sahip deney koşullarında elde edilmiştir . Buna ek olarak, koaservatların partikül büyüklüğü 19 ile 263 nm arasında değişmektedir. Ayrıca, elde edilen numunelerin küçük polidispersite indeksi (PDI) değerlerine sahip olduğu, yani homojen bir dağılım gösterdikleri açığa çıkmıştır. Kapsüllerin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve ısıl davranışları ise diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ile belirlenmiştir. Çalışmanın son kısmında (Bölüm 6), jelatin ve arap zamkı kullanılarak YY'lerin enkapsüle edilmesi ve bu enkapsüle edilen YY'lerin süspansiyon veya dondurularak kurutulmuş halde kefire eklenerek fonksiyonel bir kefir ürününün geliştirilmesi amaçlanmıştır. Enkapsüle edilen YY'lerin oksidatif stabiliteleri 30 günlük soğuk depolama süresince değerlendirilmiştir. Elde edilen veriler, koaservat süspansiyonlarının dondurularak kurutulmuş kapsüllere kıyasla yağ oksidasyonuna daha duyarlı olduğunu göstermiştir. Geleneksel yöntemle üretilen kefir örnekleri kompleks koaservasyon ürünleri zenginleştirilmiş ve ardından 4 °C'de 10 gün boyunca depolanmıştır. Depolama süresince numunelerin pH değerleri azalırken, titre edilebilir asitlik miktarı artış göstermiştir. Ayrıca, dondurularak kurutulmuş kapsülleri içeren takviye edilmiş kefir numunesiyle in vitro kontrollü salım çalışması gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, istatistiksel açıdan dondurularak kurutulmuş kapsüllerden yağ salınım oranı üzerinde kefirin bir matriks etkisi olmadığı tespit edilmiştir (p > 0.05). Çalışmanın son bölümünde ise (Bölüm 7), genel tartışmalar ve sonuçlar, gelecekteki beklentiler ve zorluklar belirtilmiştir.
-
ÖgeEffect of pre-concentration technique on the extraction of volatile compounds in beef and changes in quality parameters under dynamic storage conditions(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2018)Çiğ kırmızı et, mikroorganizmalar ve kimyasal/biyokimyasal reaksiyonlar için uygun bir besin kompozisyonuna sahiptir. Et bileşimi yaklaşık olarak %75.0 su, %18.5 protein, %3.0 yağ, %1.0 karbonhidratlardan ve geri kalan eser oranda da inorganik bileşenlerden oluşmaktadır. Bu sebeple, uygun muhafaza koşulları altında korunmayan çiğ etler çok hızlı bozulabilir ürünler arasında yer almaktadır. Mikrobiyal gelişim ve enzimatik oksidasyon reaksiyonları etin bozulmasından sorumlu iki ana mekanizmadır. Yağ oksidasyonu sebebiyle acılaşma ve kırmızı renkte kahverengileşme meydana gelmekle birlikte, mikrobiyal aktivitenin bozulma üzerindeki payının oksidasyondan daha baskın olduğu söylenebilmektedir. Glukoz, metabolik izyolu üzerinde kullanılan ilk substrat madde olup, laktat ve amino asitler ikincil ve üçüncül enerji kaynakları olarak kullanılmaktadır. Substrat maddelerin mikrobiyal aktivite ile kullanılması sonucu bazı ön maddeler istenmeyen metabolitlere dönüştürülmektedir. Kötü koku ve gaz oluşumu, ekşime, yapışkan yüzey oluşumu, renk değişimi, pH değişimi ve yapısal bileşenlerin bozulması gibi problemler mikrobiyal gelişim sonrası meydana gelen değişikliklerdir. Etin tazelik seviyesini hızlı bir şekilde tayin etmek, tüketiciler için zor olabilmektedir. Bu noktada, taze ürünün atık olarak atılması veya tersi bir şekilde taze olmayan etin kullanımı söz konusu olabilmektedir. Ev tipi soğutuculardaki sıcaklık set değerleri, soğutucu kapısını açıp kapama alışkanlıklarına göre tüketici davranışları çeşitlilik göstermekle birlikte, kötü kullanımdan kaynaklı sıcaklık dalgalanmaları altında ette kalite kayıpları kaçınılmazdır. Etin tazelik durumunun sensör gibi hızlı ve hasarsız yöntemler ile belirlenerek tüketiciyi bilgilendirmek, günümüzde artan alternatif araştırma alanları arasındadır. Ortamdaki uçucu bileşenlerin güvenilir bir şekilde ölçülmesi, kesinliği ve doğruluğu yüksek sensörlerin geliştirilmesi için önemlidir. Sensörlerin geliştirilmesi evresinde evsel kullanım şartlarını da simüle edebilmek amacıyla hem stabil saklama sıcaklığı hem de sıcaklık dalgalanmasının yüksek olduğu şartların incelenmesi gereklidir. Ek olarak, uçucu bileşenlerin ön-konsantrasyon basamağında etkin olarak ekstrakte edilmesi de farklı gıda yapıları için araştırılmalıdır. Et ve et ürünlerinde mikrobiyal bozulma sonucunda çeşitli metabolitler meydana gelmekle birlikte bunların önemli bir bölümünü aldehitler, ketonlar, alkoller, esterler, yağ asitleri, sülfürlü bileşikler, alifatik ve aromatik uçucu organik bileşenler oluşturmaktadır. Bu metabolitlerin oluşturduğu kötü koku ve aroma değişimi sebebiyle uçucu organik bileşenlerin de bir kalite göstergesi olarak kullanılması önemli hale gelmektedir. Et ve et ürünlerinde uçucu organik bileşenlerin belirlenmesi için yaygın kullanılan teknikler bulunmaktadır. Bu teknikler; gaz kromatografisi-kütle spektroskopisi (GC-MS), gaz kromatografisi-foton iyonizasyon dedektörü (GC-PID), seçilmiş iyon akış tübü kütle spektrometresi (SIFT-MS), proton transferi reaksiyon kütle spektrometresi (PTR-MS) ve elektronik burun olarak sıralanabilmektedir. Dinamik tepeboşluğu (DHS) ve katı faz mikroekstraksiyonu (SPME) ise en yaygın araştırılan ön-konsantrasyon teknikleri olup, geniş spektrumda uçucu bileşenleri tanımlayabilmektedir. Bu tez çalışması iki ana kısımdan oluşmaktadır. Çalışmanın ilk kısmında, kontrollü bir hacim içerisinde, 4ºC'de muhafaza edilen kırmızı etten açığa çıkan uçucu bileşenlerin, iki farklı ön-konsantrasyon tekniği ile üç farklı yük faktöründe (örnek miktarı: tepe boşluğu hacmi) incelenmesi hedeflenmiştir. Çalışma kapsamında irdelenen iki farklı ön-konsantrasyon yöntemi: 1) Vial içinde tepeboşluğu-katı faz mikroekstraksiyonu tekniği, 2) Kontrol hacminde Tenax tüp üzerine gaz ile süpürme tekniği. Tenax tüp üzerine gaz ile süpürme tekniği bu tez kapsamında et uçucuları için ilk defa denenen bir yöntemdir. Bu ön konsantrasyon basamakları ile bütünleşik olarak, uçucu bileşen analizleri için sırasıyla GC-MS ve Isıl Ayrıştırmalı-GC-MS sistemleri kullanılmıştır. Etin muhafaza edildiği kontrol hacminin tepe boşluğunda biriken uçucu bileşenler ile adsorbe edici maddenin etkileşimi, maddenin kısmi basınç ve uçuculuk özelliklerindeki değişimlere bağlı olduğu için ürün miktarından etkilenmektedir. Ek olarak, farklı adsorban maddelerin ayırt etme kapasitesi uçucu bileşiğin yapısından kaynaklanan değişkenliklerden de etkilenmektedir. Her iki ön-konsantrasyon basamağı için etkisi incelenen üç farklı yük faktörü; 0.025 kg/L, 0.05 kg/L ve 0.10 kg/L olarak seçilmiştir. Her iki ön-konsantrasyon tekniği de alkol, aldehit ve keton gruplarından benzer yapılarda uçucu organik bileşikleri tepeboşluğundan ekstrakte edebilmiştir. Yükleme faktörü hem katı faz hem de Tenax adsorbantları için ekstraksiyon etkinliğini önemli seviyede etkilemiştir. Bununla birlikte, aminler sadece Tenax ile ölçülürken, ester gruplarından etil asetat sadece katı faz mikroekstraksiyon (SPME) yöntemi ile tespit edilebilmiştir. En iyi ekstraksiyon için optimum yükleme faktörü uçucu bileşenin türüne göre değişmekle birlikte, her iki ön-konsantrasyon tekniği için de genel olarak 0.05 kg/L'lik yükleme faktörü, toplam pik alanlarına göre de değerlendirildiğinde en etkili ekstraksiyonu sağlamıştır. Katı faz mikroekstraksiyon yönteminde durgun denge şartları söz konusu olduğu için uçucu bileşenler arasındaki rekabetin daha belirgin olduğu gözlenmiştir. Buna bağlı olarak da yüksek nem içerikli tepe boşluğu koşullarında katı faz mikroekstraksiyonunun, yüksek yük faktörlerinde ekstraksiyon veriminde azalmaya sebep olduğu düşünülmektedir. Gaz ile Tenax tüp üzerine süpürme tekniğinde zorlanmış taşınımın etkili olduğu ve tanımlanan uçucu analitlerin geri kazanımının daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Geri kazanım analizlerine göre, Tenax yönteminde %70-%110 aralığında geri kazanım elde edilerek, daha sonraki aşamada bu yöntemin kabul edilebilir bir yöntem olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Uçucu bileşenlerin tespit edilen toplam pik alanları kıyaslandığında, katı faz mikroekstraksiyon tekniği ile 0.05 kg/L yük faktörü için ~290x106 AU pik alanı elde edilirken, Tenax tüpü üzerine gaz süpürme tekniği ile aynı yük faktörü için ~390x106 AU ile daha yüksek pik alanı elde edilmiştir. Çalışmanın ilk basamağında elde edilen bulgulara göre, tezin ikinci aşamasındaki uçucu bileşen analizleri için gaz ile Tenax tüp üzerine süpürme ön-konsantrasyon basamağı ile birleştirilmiş ısıl ayrıştırmalı-GC-MS analiz sisteminde 0.05 kg/l yük faktörü ile devam edilmiştirr. Tenax tüpler ile ekstraksiyon yönteminin gelecekteki çalışmalada farklı gıda maddeleri için detaylı olarak araştırılacak yöntemler arasında yerini alacağı düşünülmektedir. Çalışmanın ikinci aşamasında, ev tipi soğutucu kullanım profilini simüle edebilecek iki farklı muhafaza sıcaklığında (ortalama sıcaklık 0°C ve 4°C) izotermal ve izotermal olmayan (dinamik) koşulların yaratılarak, çiğ ette bozulmaya bağlı olarak ortaya çıkan uçucu bileşiklerin karakteristiğinin incelenmesi ve diğer kalite metrikleri ile ilişkilendirilmesi hedeflenmiştir. İzotermal olmayan koşulların etkisi iki farklı dinamik sıcaklık profili kullanılarak incelenmiştir. İki izotermal olmayan koşula ait şartlar; 1) soğutucu kapı açma-kapama sıklığı 15 dakika, soğutucu kapısı açık kalma süresi 15 saniye, 2) soğutucu kapı açma-kapama sıklığı 30 dakika, soğutucu kapısı açık kalma süresi 15 saniye olarak ayarlanmıştır. Veri analizleri ve verilerin sınıflandırılma aşamaları için temel bileşen analizi (PCA), diskriminant analizi, kısmi en küçük kareler regresyonu (PLS-R), genel lineer model (GLM) ve pearson korelasyonu analizlerinden faydalanılmıştır. 0˚C muhafaza sıcaklıklığında, genel tüketilebilirlik değerlendirmesine göre tüm koşullar için 4˚C koşullarına göre daha uzun raf ömrü değerleri elde edilmiştir. 4˚C, ve 0˚C izotermal olmayan koşullarda genel tüketilebilirlik değerleri, izotermal koşullara göre sırasıyla 24 saat ve 72 saat sonra yüksek oranda düşüş göstermiştir. 7 günlük muhafaza süresi içerisinde 0˚C şartlarında uçucu bileşenler, bozulma sürecinin yavaşlatılması sebebiyle 4˚C şartlarına kıyasla daha az sayıda ölçülmüştür. Ek olarak, iki izotermal olmayan koşul arasındaki farklılık 0˚C koşullarında daha belirgin olarak ayırt edilebilmiştir. 2,3-butandion, 3-hidroksi-2-butanon ve 1-pentanol bozulma periyodunda önemli seviyede artış göstermiş olup, dinamik muhafaza koşullarında da belirgin olarak değişimleri izlenebilmiştir. Temel bileşen analizi (PCA) sınıflandırma tekniğine göre; 2,3-butandion, 3-hidroksi-2-butanon, 1-pentanol, 2-pentanon ve 3-metil-1-butanal 0˚C ve 4˚C muhafaza şartları için ortak bozulma indikatörü olarak değerlendirilebilmektedir. Diskriminant analiz tekniğinin, GC-MS verileri ile etteki taze, yarı-taze ve bozulmuş durumlarının sınıflandırılması performansında temel bileşen analizleri ile uyumlu göstergeler sunduğu belirlenmiştir. Kısmi en küçük kareler regresyonu (PLS-R) tahminleme modeli ile uçucu bileşenlerin zamana bağlı değişim verileri kullanılarak, diğer kalite metriklerini (mikrobiyolojik, duyusal, renk ve oksidasyon ölçümleri) tahminleme gücü değerlendirilmiştir. Pseudomonas spp. sayısının PLS-R modeli kullanılarak GC-MS verileri ile tahminleme performansının diğer metriklere kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Pseudomonas spp. sayısı için PLS-R tahminleme modeline göre, tahminlenen hata (log), 0ºC ve 4ºC koşulları için mimimum ve maksimum olarak belirtilen 0.5 ve 1.5 log sınır değerleri arasında homojen olarak dağılım göstermiştir. Tüm datanın %70.83 oranında sınır değerler arasında kaldığı ve bu oranın kabul edilebilir düzeyde olduğu tespit edilmiştir. Belirtilen koşullar altında, ette Pseudomonas spp. sayısı uçucu bileşen analizi ile tahmin edilebilmektedir. Diğer kalite metrikleri için yapılan PLS-R modeli analizlerine göre tahminleme kalitesinin yeterince yüksek olmadığı gözlenmiştir. Pearson korelasyon katsayısı hesaplamalarına göre, 0ºC ve 4ºC koşulları için hekzanal'ın, tiyobarbutirik asit (TBA) değerleri ile herhangi bir ilişkisi olmadığı beklenmedik bir sonuç olarak elde edilmiştir. Hue açısı (°) ve TBA değerlerinin, genellikle muhafaza sonunda ortaya çıkan ester bileşenleri ile 0.900 katsayı değerinde yüksek pozitif korelasyon gösterdiği belirlenmiştir. 4ºC muhafaza koşulları için 2-butandione, 3-hydroxy-2-butanone ve 1-pentanol uçucu bileşikleri ile genel tüketilebilirlik değerleri arasında çok güçlü negatif korelasyon tespit edilmiştir. Bu korelasyon katsayıları sırası ile -0.761, -0.911 ve -0.830'dir. 0°C muhafaza şartlarında ise genel tüketilebilirlik puanları ile 2-butandione, 3-hidroksi-2-butanon, 2-heptanon, 1-pentanol, 3-metil-1-butanol, 1-okten-3-ol, 2-etil-1-hekzanol ve 1-hekzanol uçucuları arasında katsatyısı -0.700 - (-)0.900 arasında değişen yüksek negatif korelasyon belirlenmiştir. Bu uçucu bileşenlerin genellikle mikrobiyal gelişim kaynaklı olduğu düşünüldüğünde, genel tüketilebilirlikteki değişimlerin temel olarak mikrobiyal değişim kaynaklı olduğu söylenebilmektedir. Hue açısı parametresinde istatistiksel olarak önemli bir değişim gözlenmediği için herhangi bir uçucu bileşen ile ilişkisi kurulamamıştır. Bu tez çalışmasına konu olan araştırmanın kapsamı, farklı et veya gıda türleri için başlangıç pH seviyesi, yağ oranı, orijini gibi farklı iç faktörlerin ve farklı sıcaklık aralıkları ve ambalajlama yöntemleri gibi dış faktörlerin etkisi de dahil edilerek yaygınlaştırılabilir. Bu çalışmanın benzer araştırma analojisi, bozulmanın hızlı tayin edilmesi amaçlı kullanılacak spektroskopik, kolorimetrik ve çeşitli sensör ölçüm teknikleri için de kurulabileceği düşünülmektedir.
-
ÖgeValorization of industrial food wastes by production of phenolic antioxidants via fermentation with newly isolated Aspergillus spp.(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019)Gıda endüstrisinde üretimden çok miktarda katı ve sıvı atık açığa çıkmaktadır. Gıda endüstrisi atıklarının önemli bir bölümünü meyve ve sebze atıkları oluşturmaktadır. Bu atıkların çevre kirliliğine sebep olmalarının yanısıra düşük ekonomik değeri olan ürünlere (hayvan yemi, gübre vb.) dönüştürüldüklerinde değerli biyokütle ve besin maddelerinin kaybı söz konusudur. Bu nedenle değerlendirilmeleri ekolojik ve ekonomik fayda sağlamaktadır. Meyve ve sebze atıkları beslenme açısından önemli diyet lifi, vitaminler, pektin, yağ asitleri ve antioksidanlar gibi birçok bileşen içermektedir. Bu bileşenlerin atıklardan eldesi yoluyla biyoaktif ürünler üretmek mümkündür. Fermantasyon, biyoteknolojik olarak mikrobiyal enzimlerin ve biyoaktif ürünlerin üretiminde düşük maliyetli ve çevre dostu olması sebebiyle tercih edilen teknolojilerden biridir. Gıda atıklarının azaltılması ve değerlendirilmesi gıda alanında yapılan güncel araştırma konularından biridir. Bu tez çalışmasında, yerel kaynaklardan yeni Aspergillus türleri izole edilmiştir. İzole edilen bu küflerin hidrolitik enzim üretme kabiliyetleri incelenmiş ve bazı endüstriyel gıda atıklarından fenolik maddelerin elde edilmesi amacıyla kullanılmıştır. Bu doğrultuda, izole edilen küflerin hidrolitik enzim üretme potansiyelleri hem katı hem de sıvı besiyeri ortamında değerlendirilmiştir. Fenolik madde üretimi için en uygun gıda atıklarının belirlenmesi amacıyla, atıkların hem kimyasal kompozisyonu hem de fenolik madde içeriği belirlenmiştir. Atıkların izole edilen küflerle fermantasyonu sonucu en yüksek sonuç veren küfler için gerekli fermantasyon koşulları, Plackett-Burman deney tasarım (PBD) metodu ve sonrasında yanıt yüzey metodolojisi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Elde edilen fenolikçe zengin fermente atıklar, model bir gıdada fonksiyonel bileşen olarak kullanılmıştır. Tezin ilk bölümünde, Aspergillus section Nigri üyesi küflerin izolasyonu için çürümüş havuç, elma, incir, üzüm, mısır, kayısı, sarımsak, soğan gibi farklı meyve ve sebzeler kullanılmıştır. Besiyeri üzerinde gelişme gösteren sekiz adet siyah küfün moleküler ve morfolojik tanımlamaları yapılmıştır. Üzüm ve hurmadan izole edilmiş altı Aspergillus türü, Aspergillus tubingensis ZDM1 ve ZGM5, Aspergillus niger ZDM2 ve ZDM3, Aspergillus japonicus ZGM4 ve Aspergillus aculeatus ZGM6, ITS gen dizilimi kullanılarak adlandırılmış ve daha sonraki aşamalarda kullanılmıştır. Tezin ikinci kısmında, seçilmiş Aspergillus türlerinin hidrolitik enzimleri (selülaz, tannaz ve pektinaz) üretme potansiyelleri hem katı hem de sıvı besiyerinde incelenmiştir. Aspergillus izolatları hem katı hem de sıvı ortamda incelenen enzimleri üretmiştir. En yüksek selülaz aktivitesi A. japonicus ZGM4 ve A. aculeatus ZGM6 tarafından sırasıyla 40 ve 35 U/g kuru biyokütle olarak belirlenmiştir. Bütün izolatlar, 24 saatlik inkübasyondan sonra 150-343 U/g kuru biyokütle aralığında değişen tannaz aktivitesi göstermiştir. En yüksek pektinaz aktivitesi sırasıyla 130 ve 117 U/g kuru biyokütle aktivite gösteren A. tubingensis ZGM5 ve A. aculeatus ZGM6 türlerinde bulunmuştur. Elde edilen bulgulara göre, dört Aspergillus türü (A. niger ZDM2, A. tubingensis ZDM1, A. japonicus ZGM4 ve A. aculeatus ZGM6), yüksek hidrolitik enzim üretmeleri sebebiyle daha sonraki aşamalarda yapılacak olan fermantasyon çalışmaları için seçilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde, elma kabuğu ve posası, nar kabuğu ve çekirdeği, kestane kabuğu ve kara havuç posasının fermantasyonda kullanım olanaklarının belirlenmesi için içerdikleri gıda bileşenleri tespit edilmiştir. Kimyasal bileşimlerini belirlemek amacıyla protein, indirgen şeker, serbest glukoz, kül, mineral (K, Ca, Mg, Na, Cu, Fe, Mn, Zn) ve tanen miktarları ölçülmüştür. Atıklardan hem serbest hem de çözünmez-bağlı formdaki fenolik bileşenler sırasıyla metanolik ve alkali ekstraksiyon yöntemleri ile ekstrakte edilmiş ve toplam fenolik madde (TPC) ve flavonoid (TFC) içeriği ve antioksidan aktiviteleri (DPPH, CUPRAC) belirlenmiştir. Ayrıca atıklardaki fenolik maddelerin tanımlama ve miktar tayinleri RP-HPLC ile gerçekleştirilmiştir. Protein nar çekirdeğinde en fazla bulunurken, en fazla mineral miktarı nar kabuğu ve kara havuç posasında bulunmuştur. İndirgen şeker miktarı en fazla nar kabuğunda bulunurken, glukoz en fazla elma posasında bulunmuştur. Kara havuç posası mineraller açısından zenginken nar kabuğunun yüksek miktarda kalsiyum ve potasyum içerdiği tespit edilmiştir. Kestane kabuğu, diğer atıklarla karşılaştırıldığında tanen içeriği en yüksek olan atıktır. Atıkların fenolik bileşen miktarına bakıldığında, nar kabuğunun en yüksek TPC ve antioksidan aktiviteye sahip olduğu ve bunun yüksek punicalagin içeriği ile ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır. Fenolik maddelerin çoğunluğu nar kabuğu ve çekirdeğinde serbest formda bulunurken diğer atıklardaki fenolik maddelerinin %45'inden daha fazlasının bağlı formda olduğu saptanmıştır. Kestane kabuğundan elde edilen bağlı fenolik ekstraktı serbest fenolik ekstraktına göre daha fazla antioksidan aktivite göstermiştir. Atıkların serbest ve bağlı formda bulunan çeşitli fenolikleri içerdiği saptanmıştır. Atıkların TPC ve TFC değerleri ile antioksidan aktiviteleri arasında pozitif bir korelasyon tespit edilmiştir. Elma ve kestane kabukları yüksek bağlı fenolik madde içerikleri dolayısıyla daha sonraki fermantasyon çalışmaları için seçilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde, elma kabuğu ile hazırlanan besi ortamında dört farklı küf (A. aculeatus ZGM6, A. japonicus ZGM4, A. niger ZDM2, A. tubingensis ZDM1) ile fermantasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla elma kabuğu ile hazırlanan besi ortamında 7 gün boyunca katı yüzey fermantasyonu gerçekleştirilmiş ve belirli aralıklarda örnekler alınarak TPC ve antioksidan aktivitedeki değişim incelenmiştir. Aspergillus spp. ile fermantasyon sonucunda elma kabuğundaki TPC ve antioksidan aktivitenin arttığı görülmüştür. En fazla artış A. niger ZDM2 ve A. tubingensis ZDM1 türleriyle fermente edilen elmalarda tespit edilmiştir. Bu türler ile fermente edilen elma kabuklarının antioksidan aktivitesinde fermente edilmemiş elma kabuğuyla kıyaslandığında CUPRAC ve DPPH yöntemlerinde sırasıyla 3 ve 4 kat artış saptanmıştır. Fermente edilmemiş elma kabuğunda bulunan fenolikler LC-MS/MS ile tanımlanmış ve HPLC-PDA ile miktar analizi yapılmıştır. Elma kabuğunda baskın olarak kuersetin ve glikozitlerinin bulunduğu ve fermantasyon sonucunda konsantrasyonlarında azalma meydana geldiği saptanmıştır. A. aculeatus ZGM6 ve A. japonicus ZGM4 ile fermente edilen elma kabuklarında baskın olan fenolik maddenin taksifolin izomeri olduğu, A. niger ZDM2 ve A. tubingensis ZDM1 ile fermente edilen elmalardaki baskın fenoliklerin ise eriodiktiol ve kateşin izomerleri olduğu görülmüştür. Bu sonuçlara göre, fermente edilmiş elma kabuğunda en yüksek TPC ve antioksidan aktivite artışı gösteren A. niger ZDM2 fermantasyon koşullarının optimizasyon çalışmalarında kullanılmıştır. İlk olarak, fermantasyonda etkili olan faktörleri belirlemek için dokuz faktör (sodyum nitrat, üre, pepton, amonyum klorür, maya ekstraktı, glukoz, sakkaroz, laktoz ve fermantasyon süresi) PBD metodu ile incelenmiştir. PBD ile belirlenen etkili faktörlerin (üre ve laktoz konsantrasyonları ve fermantasyon süresi) optimum seviyeleri CCD ile RSM uygulanarak saptanmıştır. Optimum fermantasyon koşulları, 5,9 g/L üre, 11,5 g/L laktoz ve 198 saat fermantasyon süresi olarak bulunmuştur. Elma kabuğu optimum koşullar uygulanarak fermente edildiğinde TPC ve antioksidan aktivite (DPPH) değerleri sırasıyla 6 ve 10 kat artmıştır. Beşinci bölümde, kestane kabuğu dört izolat kullanılarak fermente edilmiş ve ellajik asit üretimi incelenmiştir. LC-MS/MS ile tanımlanan ellajik asidin konsantrasyonu HPLC-PDA detektörü ile belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, en yüksek ellajik asit konsantrasyonu (2,04±0,31 mg ellajik asit/g kuru madde) A. japonicus ZGM4 ile fermente edilmiş kestane kabuklarında bulunmuştur ve bu izolat fermantasyon koşullarının optimizasyonunda kullanılmıştır. Bu amaçla ilk olarak fermantasyon koşullarını belirlemek amacıyla dokuz faktör (sodyum nitrat, üre, pepton, amonyum klorür, maya ekstraktı, glukoz, sakkaroz, laktoz ve fermantasyon süresi) PBD metodu ile incelenmiş ve üretilen ellajik asit miktarı üzerinde etkili olarak bulunan faktörler CCD kullanılarak RSM ile optimize edilmiştir. Laktoz ve maya ekstraktı konsantrasyonları ve fermantasyon süresi fermantasyonda etkili faktörler olarak bulunmuştur. Optimum fermantasyon koşullarında (11,5 g/L laktoz, 5,9 g/L maya ekstraktı ve 140 saat fermantasyon süresi) ellajik asit miktarı 2,72±0,21 mg ellajik asit/g kuru madde olarak bulunmuştur. Optimizasyon çalışmalarıyla, ellajik asit miktarında fermente edilmemiş kestane kabuğunda bulunan ellajik asit miktarına oranla yaklaşık 6 kat artış sağlanmıştır. Tez çalışmasının son bölümünde, fermente edilmiş ve edilmemiş elma ve kestane kabukları yoğurda ilave edilerek, yoğurdun TPC ve antioksidan aktivitesinin arttırılması hedeflenmiştir. Hazırlanan yoğurt örneklerinin TPC ve DPPH aktiviteleri hazırlanmalarının hemen ardından ve 3 gün depolanmadan sonra ölçülmüştür. Sade yoğurdun TPC ve DPPH aktivitesi sırasıyla 98,2 mg GAE/100 kuru madde ve 83,8 TE/100 g kuru madde olarak hesaplanmıştır. Fermente olmayan elma ve kestane kabuğu ekstraktı ile zenginleştirilen yoğurt örneklerinde TPC sırasıyla 2 ve 3 kat artarken, fermente elma ve kestane kabuğu ekstraktı ilave edilen yoğurtlarda ise 6 kat artış sağlanmıştır. En yüksek DPPH aktivitesi fermente kestane kabuğu ekstraktı ilave edilmiş yoğurt örneklerinde saptanırken ve bunu fermente elma kabuğu eklenmiş örnekler takip etmiştir.