LEE- Gıda Mühendisliği-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "fonksiyonel gıdalar" ile LEE- Gıda Mühendisliği-Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeMercimek proteini ile soğan kabuğu fenolikleri interaksiyonunun fonksiyonel özellikler ve biyoaktivite üzerine etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-04-24) Köroğlu, Deniz Günal ; Güven Çapanoğlu, Esra ; Gıda MühendisliğiFenolik bileşikler bitkilerde bulunan antioksidan özelliğe sahip bileşiklerdir. Tüketicilerin sağlıklı tercihlere yönelmesi ile birlikte, bitkilerden saflaştırılan fenolik bileşikler özellikle sentetik antioksidanlar yerine veya fonksiyonel gıdalarda bileşen olarak kullanılmaktadır. Bunun yanında, her geçen gün büyümekte olan gıda sektöründe büyük oranlarda gıda atıkları oluşmakta ve çevre kirliliği gibi birçok soruna neden olmaktadır. Doğal bir kaynak olan gıda atıklarından fenolik bileşiklerin geri kazanılması, gıda atıklarının tekrar kullanılması için olanak sağlamaktadır. Özellikle işlenmiş soğana talebin son yıllarda artması, soğan atıklarının çoğalmasına sebep olmuştur. Soğanın iç kısmının fenolik bileşikler yönünden zengin olmasına karşın benzer fenolik profiline sahip olan kabuk kısmının fenolik madde miktarı daha fazladır; fakat bu kısım gıda hazırlama sürecinde atılmaktadır. Bu çalışmanın amacı (1) floresan sönümleme ile mercimek proteini~soğan kabuğu fenolik ekstraktı kompleks oluşum mekanizmasını analiz etmek, in-vitro gastrointestinal sindirilebilirlikleri ile birlikte (2) model sistemlerde protein fonksiyonel özellikleri üzerine etkisini ve (3) fonksiyonel bir gıda ürününde kompleks oluşumunun etkilerini tanımlamaktır. İlk aşama olarak, mercimek proteinleri ile fenolik ekstraktların kompleks oluşum mekanizması hakkında bilgi almak amacıyla floresan sönümle analizi yapılmıştır. Her iki ekstraktın, mercimek proteinlerinin floresan yoğunluğunda konsantrasyonlarına bağlı olarak düşmeye sebep olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, kırmızı soğan kabuğu fenolik ekstraktının sarı soğan kabuğu fenolik ekstraktına kıyasla daha düşük konsantrasyonlarda sönümleme etkisi olduğu belirlenmiştir. Mercimek proteini~sarı soğan kabuğu fenolik ekstraktı kompleksi için mercimek proteininin maksimum emisyonunda maviye kayma olmuştur. Diğer bir deyişle, interaksiyona giren fenolik grubunun proteinin içinde gömülü olduğunu göstermiştir. Ayrıca, kompleks oluşumu doğrusal bir Stern-Volmer grafiği ile statik söndürmeyi ifade etmektedir. Mercimek proteini~sarı soğan kabuğu fenolik ekstraktı kompleksinin termodinamik parametreleri hesaplanmıştır. Etkileşimin baskın olarak hidrofobik, entalpi güdümlü olduğu ve kendiliğinden gerçekleşmediği bulgusuna ulaşılmıştır. Mercimek proteini~kırmızı soğan kabuğu fenolik ekstraktı kompleksi için kırmızıya kayma, yani proteinlerin yapısal açılımını ifade etmektedir. Diğer bir yandan, Stern-Volmer grafiği doğrusal değildir. Dinamik ve statik olmak üzere iki sönümleme mekanizmasının mercimek proteini~kırmızı soğan kabuğu fenolik ekstraktı kompleksi için aynı anda meydana geldiği "eylem alanı modeli" (sphere of action) söz konusudur. Çalışmanın ikinci aşamasında, protein-fenolik interaksiyonunun mercimek proteinlerinin fonksiyonel özellikleri üzerine ve farklı sistemlerin (fenolik ekstrakt çözeltileri, protein-fenolik çözeltileri, emülsiyonlar) in-vitro gastrointestinal sindirilebilirliği üzerine etkileri araştırılmıştır. Fenolik bileşiklerin varlığı konsantrasyona bağlı olarak mercimek proteinlerinin çözünürlüğü, köpürme ve emülsiyon özelliklerini olumsuz etkilemiştir ve Pearson korelasyon katsayısı analizi ile fenolik konsantrasyonunun proteinlerin bu fonksiyonel özellikleri ile ilişkisinin negatif olduğu da belirlenmiştir. Farklı model sistemlerde (fenolik ekstrakt çözeltileri, protein-fenolik çözeltileri, emülsiyonlar) in-vitro gastrointestinal sindirim öncesi, toplam fenolik madde miktarları büyükten küçüğe sırasıyla ekstrakt çözeltisi, emülsiyon ve protein-fenolik çözeltisi şeklindedir. Mercimek proteini varlığında toplam fenolik madde miktarında düşme vardır. Toplam fenolik madde miktarı mide fazından sonra ekstrakt çözeltileri ve emülsiyonlarda düşmüştür ve protein-fenolik çözeltilerinde ise sindirim öncesi değerlere benzerdir. Bütün çözelti sistemlerinde, aynı çözelti için toplam fenolik madde miktarı bağırsak fazında en yüksektir. Antioksidan aktivite değerleri toplam fenolik madde sonuçları ile benzer değişmiştir. Protokateşik asit ve fenolik asit türevleri çözelti içerisindeki diğer fenolik bileşiklerin parçalanmasından dolayı sindirim öncesi değerlerinin neredeyse iki katı olmuştur. Kırmızı soğan kabuğu fenolik ekstraktında belirlenmiş her bir antosiyaninin miktarı sindirim öncesinde emülsiyon~ekstrakt çözeltisi>protein-fenolik çözeltisi şeklinde iken mide fazından sonra emülsiyon>ekstrakt çözeltisi~protein-fenolik çözeltisi şeklindedir. Bağırsak fazından sonra ise ekstrakt çözeltilerindeki antosiyanin miktarı diğerlerine kıyasla daha fazladır. Antosiyaninler protein içeren sistemlerde sindirim sonunda daha az tanımlanabilmiştir. Mercimek proteinlerinin varlığıyla sindirim öncesi her bir fenolik bileşiğin miktarında azalma gözlenmiştir. Bu azalma kuersetin ve türevleri için daha fazla olmuştur. Mide fazından sonra kuersetin ve türevlerinin miktarı düşmüş, bağırsak fazından sonra mide fazına benzer olmuştur. Bu durum, toplam fenolik madde miktarında ve antioksidan kapasitesinde gözlemlenen belirgin düşmenin sebebi olarak düşünülmüştür. Tüm sistemlerde bağırsak fazından sonra kuersetin tespit edilmezken, kuersetin türevleri emülsiyonlarda en yüksektir. Protein varlığında, model bir sistemde, her bir fenolik bileşiğin in-vitro gastrointestinal sindirimden farklı etkilendiği gözlenmiştir. Üçüncü aşamada, iki farklı oranda fenolik (soğan kabuğu tozu, soğan kabuğu fenolik ekstraktı ve kuersetin) içeren fonksiyonel krakerlerde fenolik içerikte/antioksidan aktivitede değişim protein-fenolik interaksiyonları dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Fonksiyonel krakerler benzer besin değerlerine (p>0.05), daha düşük L* ve daha yüksek a* değerlerine sahiptir. b* değeri daha yüksek oranda soğan kabuğu tozu veya soğan kabuğu fenolik esktraktı ile düşmüş, kuersetin katkısı ile artmıştır. Fonksiyonel krakerlerde fenolik/antioksidan geri kazanımı fenolik oranı arttıkça azalmıştır ve kuersetin 7,4-diglikozit miktarı teorik değerden düşük bulunmuşken kuersetin miktarı yüksektir. İn-vitro gastrointestinal sindirim krakerlerde uygulanmıştır ve fenolik/antioksidan/protein ulaşılabilirliği belirlenmiştir. Fenolik (BIF) ve antioksidan (BIA) biyoerişilebilirlik indeksi in-vitro gastrointestinal sindirim öncesi ve sonrası toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan aktiviteye göre hesaplanmıştır. Fonksiyonel krakerlerde BIF değeri küçükten büyüğe soğan kabuğu tozu, soğan kabuğu fenolik ekstraktı ve kuersetin eklenen krakerler şeklinde iken, BIA değerleri kuersetin eklenen krakerlerde en düşüktür. Kuersetin sadece soğan kabuğu fenolik ekstraktı içeren buğday veya mercimek krakerinde tanımlanabilmiştir. Ağız ve mide fazında tüm fonksiyonel buğday krakerlerinde TCA'da çöken peptid miktarı kontrolden küçüktür. Sindirim sonunda buğday krakerlerinin TCA'da çöken peptitleri tanımlanamamıştır. Ağız fazından sonra fonksiyonel mercimek krakerlerinin TCA'da çöken peptid miktarı birbirine yakın (p<0,05) kontrolden küçüktür, mide fazından sonra ise fazladır. Bağırsak fazından sonra TCA'da çöken protein miktarı kuersetin içeren mercimek krakerinde en düşüktür. Gastrointestinal sindirim boyunca genel olarak TCA'da çöken peptid miktarı azalırken, serbest amino grupları miktarında artış gözlenmiştir. Ağız fazından sonra serbest amino grupları miktarı kontrol krakerlere istatistiksel olarak benzer olmuştur (p<0.05). Mide ve bağırsak fazından sonra ise buğday krakerlerinde kontrole kıyasla daha düşük miktarda serbest amino grupları miktarı saptanmıştır. Mide fazından sonra fonksiyonel mercimek krakerlerinin serbest amino miktarı kontrolden yüksektir, bağırsak fazından sonra ise düşüktür. Sonuç olarak, sarı ve kırmızı soğan kabuğu fenoliklerinin mercimek proteinleri ile interaksiyon mekanizması bu çalışma ile ilk defa araştırılmıştır ve her iki ekstraktın farklı yollarla interaksiyona girdiği belirlenmiştir. Bu doktora çalışması, soğan kabuğu fenoliklerin mercimek proteinlerinin fonksiyonel özellikleri üzerine belirgin etkisi olduğunu ve özellikle protein varlığında fenoliklerin biyoerişilebilirliğinin hem model sistemlerde hem de bir gıda matriksinde önemli ölçüde etkilendiğini gösteren özgün bir çalışmadır.
-
ÖgePhenolic and carotenoid profiles of tomatoes collected from different parts of Turkey and antioxidant properties of dried tomatoes(Graduate School, 2021-02-18) Bakır, Sena ; Çapanoğlu, Güven, Esra ; 506132509 ; Food Engineering ; Gıda MühendisliğiTomatoes, which are the indispensable part of the Mediterranean diet, have attracted the attention of several researchers due to being one of the most consumed fruit all around the world. Tomato may be consumed as fresh and also in forms of processed products including paste, sauce, juice, etc. Tomato consumption is associated with reducing the risk of cardiovascular diseases, blood sugar, obesity, and also decreasing the carcinogenic cells in the human body which has been attributed to their high phenolic and carotenoid contents. Considering the health effects of tomato bioactives, phenolic and carotenoid profiling of tomatoes using diverse methods have taken the attraction of scientists. The objectives of this Ph.D. thesis were (i) to evaluate the phenolic and carotenoid profiles of some selected Turkish tomato varieties; (ii) to determine the effect of different drying techniques on the phenolic profile of tomatoes and monitoring the bioaccessibility of key phenolic components after simulated in vitro digestion; and (iii) to investigate the phenolic and carotenoid contents of a new functional food by enriching with tomato powder and to elucidate the interactions between these bioactives with proteins. Regarding these aims, first a comprehensive review was prepared on the functional properties of tomato and tomato by-products and their possible applications in foods (Chapter 2). In this part, phenolic profiling methods and their applications have been summarized. On the other hand, use of tomatoes and tomato by-products in different foods as functional ingredients was discussed. In the experimental part, firstly tomato landraces of Turkey were investigated, and 77 Turkish labelled tomato seed samples were collected. The obtained seed samples were planted in open fields for two harvest years, but only 50 of them were used for further analyzes. Harvested samples of both years were analyzed for their phenolic profile (Chapter 3), as well as carotenoids and other health-related compounds (Chapter 4). In order to evaluate the effect of drying on tomato bioactives, various drying treatments were applied and also some commercial dried samples were provided to evaluate the changes in their phenolic and carotenoid contents; moreover, bioaccessibility of phenolic compounds after drying was investigated by using a simulated in vitro bioaccessibility protocol (Chapter 5). Finally, a new functional food was produced using tomato powder, and investigated in terms of their phenolics, carotenoids, their interactions with proteins, and in vitro bioaccessibility (Chapter 6). In Chapter 3, the semi-polar metabolite profiling was aimed for Turkish tomato accessions. Tomato seeds were planted in an open field to accomplish this goal. Harvested samples were firstly evaluated for their colour and pH values. Subsequently, samples were ground under liquid nitrogen and dried with a lyophilizator which was followed by storing at -20⁰C for further analysis. Methanol extracts were prepared were phenolic profile determination. LC-MS equipment was used for the research, and outcomes of this analysis were evaluated with PCA and HCA diagrams. Results indicated that the phenolic content of landraces diverse mostly based on the fruit size on the PCA diagram. On the other hand, geographical area of seed samples where they were collected, did not directly affect the semi-polar metabolite content of tomato fruits. In Chapter 4, the biodiversity of potential health-beneficial compounds within a 50 tomato fruit accessions which were collected throughout Turkey, was assessed. The contents of phenolics, carotenoids, ascorbic acid and tocopherols, as well as their antioxidant capacities were investigated for each sample. By using complementary spectrophotometric assays, the antioxidant capacity of both hydrophilic and lipophilic extracts were determined after individual antioxidants were detected by HPLC using an on-line antioxidant detection method. Using HPLC with a photodiode array and fluorescence detection, phenolic acids, flavonoids, carotenoids and vitamins C and E were quantified. The results showed that concerning their hydrophilic and lipophilic antioxidants, there is a large variety within this set of samples. In Chapter 5, sun-dried, freeze-dried, semi oven-dried and oven-dried (at 60, 80, 100 and 120⁰C) tomato samples were compared with each other to monitor the influence of drying on phenolic and carotenoid contents, and also on some vitamins. Semi-polar metabolite profile of fruits was determined with LC-MS analysis. Sugar profile of samples was evaluated with RI-HPLC analysis. Individual phenolics and carotenoids were determined with HPLC coupled with PDA and fluorescence detectors, respectively. Despite of these, ergosterol content of smaples were measured with HPLC system. Moreover, in vitro bioaccessibility protocol was applied to understand the changes in phenolics during digestion. Metabolite diversity analysis indicated that semi-polar components in freeze-dried and semi-dried samples were close to each other, while the sun-dried samples were all located together on the PCA diagram as well as the oven-dried ones. These results were in accordance with the data obtained after HCA analysis. In Chapter 6, sun-dried tomato powder was added to simit dough at different concentrations to produce functional simit samples. Phenolic-protein and carotenoid-protein interactions as well as the content of lipophilic and hydrophilic antioxidants were investigated by using flours with different protein contents. For this purpose, 10.4, 11.5 and 13.1% protein containing flours were used to prepare simit doughs and flours in samples were replaced with 2, 4 and 8% tomato powder for the preparation of functional simit samples. The semi-polar metabolite contents of samples were analyzed by LC-MS and lipophilic compounds were determined with HPLC-PDA coupled with fluorescence detector. Metabolite profiles of samples prepared with 11.5% and 13.1% protein containing flour were found to be close to each other while 10.4% protein containing flour showed a different trend. The difference in t-lycopene content between samples were found to be statistically significant, having the highest levels in samples containing the highest levels of protein flour, whereas this difference was not significant in the case of β-carotene. According to the results of hydrophilic compounds, chlorogenic acid content in 13.1% protein flour and 8% tomato powder containing simit samples were found to be 4.7 times higher compared to its counterpart prepared with 2% tomato powder. According to the in vitro bioaccessibility results, the highest recovery value for chlorogenic acid was obtained with 13.1% protein flour and 4% tomato powder containing simit sample (44%) covered with sesame. In Chapter 7, the final part, all results obtained within this work were evaluated together, conclusions and recommendations for future research are provided. The main conclusions derived in each section were summarized including the changes in phenolic and carotenoid profiles of tomato samples, effect of simulated gastrointestinal digestion on the bioactives of tomatoes, changes in tomato bioactives during drying with different methods, and interaction of phenolics and carotenoids with proteins observed in a traditional bakery product. Finally, suggestions on the potential future work were provided.