LEE- Gıda Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 39
-
ÖgeBioactivity and functionality of chickpea protein-spent coffee phenolic complex(Graduate School, 2022)The demand for alternative protein resources is growing by the day, due to factors such as rising population and changing environmental conditions. Plant-based proteins are one of the most beneficial protein sources to consider in this regard. However, since the functional and nutritional properties of plant-based proteins are inadequate to those of animal-based proteins, several modification applications are being explored in order to improve these properties. Protein interaction is one of the promising protein modification methods that have the potential to improve the bioactive properties of plant-protein resources. The interaction of chickpea protein with spent coffee phenolics was investigated in this study under two conditions interaction conditions including pH 7 and pH 9. The binding properties, the effect of the interaction on the structure and functional properties of the chickpea protein and the in vitro bioaccessibility properties of the complex were then investigated to characterize the effect of interaction on protein and phenolic compounds. Although chlorogenic acid was found in the extract, it was not found in the protein phenolic solution. Besides that, the amount of catechin in the protein phenolic interaction solution was lower than in the phenolic extract. Therefore, it was concluded that these two compounds were bound with chickpea protein. The effect of protein phenolic interaction on the functional properties of chickpea protein was investigated regarding protein solubility, foaming and emulsifying properties. There was no significant difference on the solubility of chickpea protein after its interaction with phenolic compounds. Similarly, there was no significant difference between foaming properties and emulsion capacity and stability of chickpea protein after at pH 7 (p>0.05). However, these properties of chickpea protein are enhanced at pH 9. The foaming capacity of chickpea protein was 43.33%, while the phenolic addition ranged from 123.33 to 142.89% with no significant difference between concentrations. Similarly, interaction at pH 9 increased the emulsion capacity and stability of chickpea protein by 10% and 8%, respectively. The emulsion activity index and stability index of the samples increased after both interactions. The CPI + PE 1 example showed the highest increase in chickpea protein. The determined increase was 55 % for the interaction at pH 9 and 47% for the interaction at pH 7, respectively. In the same examples, the emulsion stability indexes increased by 70% and 6%, respectively. In vitro bioavailability analysis was performed to examine the bioactive properties of protein phenolic solution and its stability during gastrointestinal digestion. The total phenolic content and antioxidant capacity of the samples were increased with the addition of phenolic extract. After intestinal digestion, the total phenolic content in covalent samples decreased, however, no statistically significant difference was observed after the interaction at pH 7. The total phenolic content of the samples interacted at pH 9 decreased after intestinal digestion, but there was no statistically significant difference the samples interacted at pH 7. The ABTS method indicated that, while total antioxidant capacity was reduced in the gastric phase, total antioxidant capacity was increased by up to 33% only after the interaction at pH 9 in the intestinal phase. Although there was little or no increase in total antioxidant capacity of the samples in the gastric phase, an increase in antioxidant capacity of up to 68 and 18 %, respectively, was observed in the intestinal phase after interaction at pH 7 and pH 9 with the addition of phenolic. Zeta potential, FTIR spectrum, and fluorescence intensity analyses were used to investigate the effect of the interaction on the structural properties of the chickpea protein. While the samples' absolute zeta potential was low after interaction at pH 9, the absolute zeta potential increased after interaction at pH 7. The FTIR spectrum of the analysis showed that there was a change in the secondary structure of the chickpea protein due to the change in the amide bands. Also, change in the tertiary structure was detected due to the change in the fluorescence intensity after both interaction conditions. Consequently, spent coffee ground phenolics were found to cause changes in protein structure as a result of interaction with chickpea protein. The functional properties of the chickpea protein have been improved as a result of these changes. It was concluded that phenolics from spent coffee grounds could be an effective alternative protein modification for chickpea protein.
-
ÖgeMLM tipte yapılandırılmış yağlar ile D vitamini enkapsülasyonu ve biyoerişilebilirliğinin araştırılması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-08-05)Günümüzde, yapılandırılmış yağlar sağlıklı gıdalara karşı giderek artan ihtiyacı karşılamak ve obezite, kanser, kardiyovasküler vb. hastalıkları önlemek için tasarlanabilmektedir. Yapılandırılmış yağlar, gliserole bağlı yağ asitleri bileşiminin veya konumunun kimyasal veya enzimatik olarak değiştirilmesiyle elde edilmektedir. Kistik fibrozis, kolit ve crohn gibi yağ emiliminde yetersizlik olan hastaların diyetlerinde orta zincirli yağ asitleri (OZYA) beslenme ihtiyaçlarını karşılamak için dahil edilmektedir ancak bu yağ asitleri vücudun temel yağ asidi ihtiyacını tek başlarına karşılayamadıklarından son dönemlerde hem OZYA hem de uzun zinciri yağ asitleri (UZYA) içeren MLM tipte yapılandırılmış yağlar üretilmekte ve bu hastaların diyetlerine dahil edilmektedir. Yapılandırılmış yağların sn-1 ve sn-3 konumlarında orta zincirli doymuş yağ asitleri (OZYA) (M) ile sn-2 pozisyonunda uzun zincirli doymuş veya doymamış yağ asitlerinin (UZYA) (L) enzimatik sentez ile konumlandırılmasıyla elde edilen MLM tipteki yağlar düşük kalori değerine sahip olması, insan vücudunun ihtiyacı olan temel yağ asitlerini içermesi ve bu nedenle obezite, yağ emilim bozukluğu ve/veya diğer metabolik bozuklukları kontrol etmek amacıyla kullanılmaktadır. Akdeniz diyetinin önemli bir bileşeni olan zeytinyağının (ZY) diyabet, hipertansiyon, kalp damar hastalıkları ve kanser gibi hastalıklar için yararlı etkilere sahip olduğu çalışmalarla kanıtlanmıştır. Zeytinyağındaki yağ asitlerinin yaklaşık olarak %80'ini oleik asit oluşturmaktadır. Uzun zincirli bir yağ asidi olan oleik asit, oksidasyona daha az yatkındır ve bu sebeple zeytinyağının antioksidan etkisine ve stabilitesine katkı sağlamaktadır. Laurik asit (LA) ise antibakteriyel ve antiviral özellik gösteren orta zincirli bir yağ asididir. Bu çalışmada enzimatik asidoliz ile laurik asidin zeytinyağına katılımıyla MLM tipte yapılandırılmış yağ üretilip D2 ve D3 vitaminlerinin mikroenkapsülasyonu amaçlanmıştır. YY üretiminde laurik asit ve zeytinyağı substrat olarak kullanılmıştır. Enzimatik sentez reaksiyonları, Thermomyces lanuginosus kaynaklı sn-1.3 spesifik Lipozyme® TL IM enzimi kullanılarak, 5 mol/mol (LA:ZY) mol oranında 60°C'de 4 saat boyunca gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yapılandırılmış yağ ile D2 ve D3 vitaminleri emülsiyonları oluşturulmuş, emülsiyonlar dondurarak kurutma yöntemiyle kurutularak mikrokapsül haline getirilmişlerdir. Hazırlanan emülsiyonların ve toza karakterizasyon analizleri yapıldığında, D3 vitamini içeren numunelerin kremalaşma indeksi %26.53 ± 1.33; YY içeren numunelerin kremalaşma indeksi %24.33 ± 1.15 olarak hesaplanmış ve aralarındaki fark anlamlı bulunmamıştır. En stabil emülsiyonların D2 vitamini ile hazırlanan emülsiyonlar olduğu görülmüştür. Emülsiyonların liyofilizasyonu sonucu elde edilen mikrokapsüllerin renk ölçümleri sonucunda aydınlık özelliği ölçümü olan L değeri YY ile elde edilen kapsüllerde en yüksek elde edilmiştir. Renk ölçümü sonucunda a değeri D3 vitamini içeren kapsüllerde daha düşük bulunurken, b değeri daha yüksek bulunmuştur. Toplam renk farkını temsil eden ΔE değeri, D2 ve D3 vitaminleri için sırasıyla 6,43±0,31 ve 5,50±0,40 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen D2 ve D3 vitamini mikrokapsüllerinin renk farkı değerleri 3'ten büyük bulunmuştur. Bu örnekler ile kontrol örneği arasındaki fark insan gözüyle ayırt edilebilir olarak tespit edilmiştir. Enkapsülasyon verimleri %32.42 ± 2.39 ile %43.39 ± 0.65 aralığında bulunmuştur. Toplam verim ise %64.91 ± 2.95 ve %88.60 ± 4.98 aralığında hesaplanmış, nem değeri en yüksek olan (10.40±1.38) D2 vitamini içeren mikrokapsüllerin en düşük toplam verime sahip olduğu görülmüştür. Düşük kapsülleme verimliliğinin nedenleri, kullanılan duvar malzemesinin türü, emülsiyonlarda kullanılan düşük katı madde miktarı veya yüksek yağ miktarı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca çekirdek materyalini korumak amacı ile kurutma yöntemi, dondurarak kurutma yerine püskürterek kurutma ile değiştirilebilir. Simüle edilmiş gastrointestinal sistem (GIT) modeli kullanılarak, kapsüllenmiş D2 ve D3 vitaminleri biyoerişilebilirliği incelenmiş, yağ sindirimi sırasında serbest yağ asidi salınım hızı kontrol edilmiştir. Buna göre 180 dakikanın sonunda kontrol numunelerinde ve D3 vitamini içeren numunelerde yağ salım değerleri sırasıyla %60.14 ± 2.83 ve %59.64 ± 1.54 olarak hesaplanmış, aralarındaki fark istatistik olarak anlamsız bulunmuştur (p>0.05). Bağırsak aşamasında, en fazla yağ salınımı %79.30 ± 1.95 olarak D2 vitamini içeren mikrokapsüllerde görülmüş olup, bu durum emülsiyonların daha küçük parçacıklı ve daha stabil olmalarıyla ilişkilendirilmiştir. D2 ve D3 vitaminlerin biyoerişilebilirliği ayrıca analiz edilmiş, değerler D2 vitamini için 0.23 ± 0.04 mg/ml olarak bulunurken; D3 vitamini için ise 0.44 ± 0.16 mg/ml olarak bulunmuştur. Değerler arasındaki fark anlamlı bulunmamıştır (p>0.05). Çalışma sonucunda zeytinyağı ve laurik asitten yağ emiliminde yetersizlik olan hastaların diyetlerinde kullanabileceği fonksiyonel bir yağ elde edilmiştir. Elde edilen yağ duvar malzemesi olarak kullanılmış, D2 ve D3 vitaminlerinin enkapsülasyonu gerçekleştirilmiştir.
-
ÖgeExtraction, characterization and usage of pectin from sugar beet pulp waste(Graduate School, 2024-07-05)The worldwide accumulation of substantial agro-industrial waste causes serious economic and ecological problems. Agro-industrial wastes are the byproducts produced during the processing of crops in the food industry. Converting by-products from the processing of plant foods into valuable functional products helps mitigate the waste problem in the food industry. Sugar beet pulp is the residual by-product after sugar is extracted from sugar beets. It is an underutilized waste currently used for animal feed or as feedstock in biorefinery facilities. Sugar beet pectin is a promising variant of pectin derived from sugar beet pulp. In 2021, Turkey imported approximately 676,000 kilograms of pectin. Given its extensive applications in the Turkish food industry, this import volume is expected to increase in the coming years. Turkey is the world's fifth-largest sugar beet producer, but despite the great potential, currently there is no facility producing pectin. Pectin is a heteropolysaccharide made up of α-D-galacturonic acid units connected at the 1,4 position, with additional side chains of neutral sugars including 1,5-linked αL-arabinose and 1,4-linked β-D-galactose. Pectin is found in the middle lamella of plant cell walls providing structural support and protection with cellulose and hemicellulose. Pectin is classified into two types based on its degree of methylation (DM): Low methoxy pectin (LMP) with a DE of less than 50%, and high methoxy pectin (HMP) with a DE greater than 50%. Pectin is widely utilized in the food industry, mainly serving as a gelling and thickening agent in jams, marmalades, and sugar confectionery, and a stabilizer in milk and fruit products. In this study, pectin was extracted from sugar beet pulp waste using conventional extraction (CE), ultrasound-assisted extraction (UAE), and microwave-assisted extraction (MAE) methods. The objective was to determine the effect of extraction methods on its physicochemical properties and performance in fermented milk beverage. An aqueous solution of homogenized sugar beet pulp waste acidified with citric acid was prepared for extraction. CE involved heating the solution to 85°C in a water bath. For UAE, an ultrasonic processor with maximum power of 400 W and a frequency of 24 kHz was used. A sonication amplitude of 50% was applied to the solution for 15 minutes to heat to the same temperature as in CE. MAE was performed using a microwave unit with a maximum power of 1400 W and a frequency of 2450 MHz was used. The sample solution was subjected to a power of 420 W for 15 min to reach the same temperature as others. Heated solutions were mixed for 60 min and homogenized. After cooling and removing sedimented particles, pectin was separated from the remaining solution by using ethanol. Obtained precipitate was then purified by dialysis to remove small molecules and then dried. The extraction yield, degree of esterification (DE) and galacturonic acid content (GalA) of pectin extracts were determined. Pectin extracts were also analyzed using FTIR spectroscopy for structural elucidation in the wavenumber range of 650-4000 cm-1 . Dried pectin was used in a fermented milk beverage and rheological properties and serum separation level of the beverages were measured. Pectins were also used in an emulsion model for determining their effect on emulsion stability. The properties of the extracted pectin samples were compared with those of commercial citrus pectin. Pectin yields ranged from 5.3% to 10.3%, with the highest yield of 10.3% achieved by UAE. The CE took 35 minutes to reach a comparable yield, while MAE and UAE required only 15 minutes. Notably, the protein content in the pectin sample from UAE was 8.6%, significantly higher than those from CE at 6.6% and MAE at 6.2%. It is important to emphasis that lower protein content is indicative of higher sample purity. Pectin samples extracted via UAE, MAE, and CE showed similar degrees of esterification, 75.8%, 72.7%, and 72.3%, respectively. All extraction methods produced DE values above 50%, qualifying that the pectin was high methoxyl pectin (HMP). GalA content in pectin samples ranged from 56.8% to 61.3% with no significant difference among the value in terms of extraction method. FTIR spectra of sugar beet pectin samples showed peaks at similar wave numbers. All pectin samples exhibited absorbance peaks at 1643.57 cm⁻¹, 1732.69 cm⁻¹, and 1729.18 cm⁻¹, which are attributed to the C=O stretching of methyl-esterified carboxyl groups and carboxylate ions, respectively. FTIR analysis revealed that the different extraction methods had minimal impact on the chemical structure of pectin. In fermented milk beverages prepared with pectin from UAE, MAE, and CE, as well as commercial pectin, significant increases in apparent viscosity, flow behavior index and consistency coefficient values were observed compared to those of the control sample without any additive. All fermented milk beverages showed pseudoplastic behavior. The serum separation levels in the pectin containing beverage samples were lower than that of the control sample (13.6%) after 7 days of storage. The sample with commercial citrus pectin had a lower serum separation level than those of the other samples. In addition, pectins obtained with UAE and MAE provided a higher stability in emulsion compared to pectin from CE and commercial citrus pectin. These results showed that the sugar beet pectin had a potential for use as a food ingredient. In this study, UAE, MAE, and CE generally yielded sugar beet pectin with similar properties and performance in fermented milk beverage and emulsion. However, UAE and MAE can be preferred to reduce extraction time significantly compared to CE. UAE can also be beneficial to increase protein content in the pectin in some cases. Pectin extraction from sugar beet pulp can be a way to upcycle this valuable waste in a sustainable food production system.
-
ÖgeBioactive components and protein content in black carrot leaves(Graduate School, 2024-07-08)Black carrot leaves are considered food waste, even though they may be a multifunctional food commodity. Black carrot leaves contain various bioactive compounds such as phenolics, flavonoids, and proteins, making them a valuable resource for multiple applications in the food industry. In this study, black carrot leaves (BCL) were cold pressed, and 357.47± 40.17 g BCL cold-pressed resulted in 159.51± 14.03 g pulp and 176.50± 28.79 g leaf juice. So, the yield was calculated as 49.22± 4.47 % g leaf juice/ g leaves. The obtained leaf juice was analyzed for TPC (total phenolic content), TFC (Total flavonoid content), CUPRAC (Antioxidant capacity), and DPPH (Antioxidant capacity measurement) analyses by using spectrophotometric methods. The measurements were recorded as 1.912± 0.209 mg Gallic Acid/ g BCL, 2.914± 0.592 mg Quercetin/ g, 6.586± 0.882 mg Trolox/ g BCL, and 0.273± 0.166 mg Trolox/ g BCL, respectively. Subsequently, the protein content in the juice was precipitated by two different methods: acid treatment and heat treatment. The protein yield was calculated as 0.0020± 0.0004 g protein per g BCL via acid-treatment. The protein yield was calculated as 0.0011± 0.0003 g protein per g BCL via heat treatment. The protein content in BCL was determined by the Kjeldahl method. Due to sustainability concerns, the heat-treatment method was chosen in the following steps. The proteins extracted via heat treatment were subjected to in vitro digestion, employing a laboratory setup mimicking the human gastrointestinal tract without symbiotic bacteria in the intestine. This simulation demonstrated that human digestive enzymes can break down Black Carrot Leaves (BCL) proteins, and the Bradford assay examined the results. Moreover, techno-functional properties critical for food and selecting the place to use it were examined. These are water-holding capacity, oil-holding capacity, emulsifying activity and stability, solubility, and foam capacity and stability properties. As a result, the water holding capacity is 4.62± 0.31 g water/ g Pdry, and the oil holding capacity is 5.38± 0.225 g corn oil/ g Pdry. On the other hand, Emulsifying Activity Index (EAI) and Emulsifying Stability Index (ESI) values were examined according to different pH values. EAI increases with increasing pH and reaches its highest value at pH 12. ESI gives very different low or high values with very little pH change. When the solubility was examined as a percentage, it was observed that it increased and as it approached neutral (pH = 7). And, the solubility reached the maximum at pH 12. Foam capacity (FC) and foam stability (FS) values were found to be 0.0516± 0.037% and 33.53± 18.27%, respectively. The evaluation of the antioxidant capacity of BCL, the extraction of protein, and the evaluation of techno-functional properties of BCL, which were commonly considered food waste post-harvest, hold significant importance from a sustainability point of view. Understanding the composition of BCL and its potential applications can contribute to minimizing food waste and exploring sustainable alternatives across multiple sectors.
-
ÖgePolende bulunan biyoaktif bileşenlerin enkapsülasyonu ile biyoerişilebilirliğin artırılması ve antimikrobiyal özelliklerin değerlendirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-09)Arı poleni, arı kolonisinin büyümesi, bakımı için hayati öneme sahip bir besindir. Antibakteriyel, antiinflamatuar, antioksidan, antikanser gibi terapötik özelliklere sahip polifenoller gibi birçok biyoaktif bileşik içerir. Enkapsülasyon, aktif bir maddenin, kaplama malzemesi olarak adlandırılan bir diğer madde içine kapatılmasını sağlayan bir prosedürdür. Siklodekstrinler, aktif maddelerle birlikte inklüzyon kompleksleri oluşturabilirler. Arı poleninin kapsüllenmesi, biyoaktif bileşenlerin kullanılabilirliğini artırır ve bozulmasını önler, bu da etkin bir koruyucu yöntem olarak kabul edilir. Bu çalışmada, polen örneği 1:1, 1:2 ve 1:3 (w:w, polen ekstraktı:beta siklodesktrin, PE:BSD) oranlarında inklüzyon kompleksi oluşturmak amacıyla enkapsüle edilmiştir. Ektrakt içermeyen ve içeren inklüzyon komplekslerinin karakterizasyonu, enkapsülasyon verimi, parçacık boyutu ve zeta potansiyeli ölçülerek gerçekleştirilmiştir. PE yüklendiğinde BSD'nin yüzey yükü pozitiften negatife dönmüştür. Kapsüllerin parçacık boyutu, içerdikleri polen konsantrasyonuna bağlı olarak farklılık göstermiş ve PE azaldıkça artmıştır. En yüksek enkapsülasyon verimi, %64'lük bir verimle 1:2 konsantrasyonunda ölçülmüştür. Bu kapsül, in vitro sindirim ve antimikrobiyal analizlerde kullanılmak üzere seçilmiştir. PE'nin, sindirim öncesi ve in vitro sindirime uğramış enkapsüle polen (EP) örneklerinin toplam fenolik (TPM), flavonoid içeriği (TFM) ve antioksidan kapasitesi ve biyoerişilebilirlikleri değerlendirilmiştir. 1:2 konsantrasyonundaki kapsülün gastrointestinal sindirim boyunca TPM ve CUPRAC antioksidan kapasite değerleri azalmıştır. Mide aşamasında görülen azalmanın temel nedeni, düşük pH değerlerinde polifenollerin mide ortamında yapısal olarak değişime uğramasıdır. Sindirim sonrası kapsüllerde TPM, TFM, DPPH ve CUPRAC antioksidan aktivitenin biyoerişilebilirliği sırasıyla %81, %52, %48 ve %76 olarak belirlenmiştir. Analiz sonuçları ve literatür araştırması, saf polenin EP'ye göre daha düşük biyoerişilebilirliğe sahip olduğunu göstermektedir. Bu durum, BSD'nin biyoerişilebilirliği artırdığına işaret etmektedir. HPLC ile 1:2 konsantrasyonundaki kapsülün fenolik bileşen profilleri araştırılmış ve in vitro sindirim öncesi ve sonrası fenolik bileşiklerin miktarı belirlenmiştir. Polene enkapsülasyon işlemi uygulandığında trans-sinnamik asit, klorojenik asit, p-kumarik asit, kafeik asit fenetil ester, kuersetin-3-o-glukozit ve kuersetin olmak üzere altı fenolik bileşik tespit edilmiştir. Sindirim sürecinde, klorojenik asit, kuersetin-3-o-glukozit ve kuersetin gibi belirli fenolik bileşiklerin korunduğu ancak diğerlerinin kaybolduğu gözlemlenmiştir. En yüksek enkapsülasyon verimi gösteren kapsülün, kapsülün elde edilmesinde kullanılan PE'nin ve yalnızca BSD içeren kapsüllerin antimikrobiyal aktivitesini belirlemek amacıyla, Bacillus cereus ATCC 11778, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 ve Salmonella typhimurium ATCC 0402 suşları seçilmiş, minimum inhibisyon konsantrasyonu ve minimum bakteriyosidal konsantrasyonu belirlenmiştir. Kapsül ve ekstrakt, PE içermeyen boş kapsül hariç, tüm test edilen bakterilere karşı antimikrobiyal etki gösterdiği bulunmuştur. PE, EP'ye göre daha yüksek antimikrobiyal etki ve B. Cereus'a karşı en yüksek MİK değeri göstermiştir. EP ise tüm bakteri suşları üzerinde benzer MBK değeri göstermiştir. Bu durum, PE'nin EP'ye göre daha yüksek TPM ve TAC değerleri içermesinden kaynaklanabilir. Sonuç olarak, moleküler inklüzyon yöntemi, saf polenle kıyaslandığında biyoaktif bileşenlerin daha etkin bir şekilde korunmasını ve biyoerişilebilirliklerin artmasını sağlamıştır. Bu çalışma, polenin BSD içinde moleküler inklüzyon yöntemiyle enkapsülasyonunun, fonksiyonel gıdalar ve gıda takviyeleri alanında yenilikçi bir yol olarak değerlendirilebileceğini ortaya koymaktadır.