LEE- Gıda Mühendisliği-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 37
-
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.
-
ÖgeNohut protein izolatının arayüzey özellikleri ve stabil emülsiyon oluşumu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-10)Artan dünya nüfusuyla beraber insanların kaliteli besine ulaşmasının zorlaşması ve bitkisel kaynakların ekonomik, besleyici ve kolay ulaşılabilir olmaları gibi sebepler tüketicileri hayvansal protein kaynaklarından bitkisel protein kaynaklarına yönlendirmeye başlamıştır. Bitkisel protein kaynaklarının başlıcalarından olan baklagiller; kullanım kolaylığı, uzun yıllardır kullanılmalarının getirdiği alışıldık lezzet ve raf ömrü uzun olan gıdalar olmaları ile tercih sebebi olabilmektedirler. Nohut (Cicer arietinum L.), yüksek protein oranının yanı sıra yağ, karbonhidrat ve lif bakımından da zengin olması nedeniyle baklagiller arasından öne çıkan seçeneklerden biridir. Ayrıca Türkiye'de önemli bir üretim hacmi bulunmaktadır. Bu tezin amacı nohut unundan elde edilen nohut protein izolatlarının arayüzey özelliklerini, emülsiyon oluşturma ve stabilize etme özelliklerini ve reolojik davranışlarını incelemektir. Nohut protein izolatı alkali ekstraksiyon - izoelektrik çöktürme metodu ile elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan nohut ununun %20 protein, %9,94±0,01 nem, %3,2 yağ, 2,5±0,05 kül ve %35 karbonhidrat; elde edilen nohut protein izolatının ise %87,6±0,37 protein, %2,38±0,00 nem, %2,15±0,37 yağ, %1,98±0,03 kül ve %5,87 karbonhidrat içerdiği tespit edilmiştir. Nohut protein izolatının çözünürlük değerleri pH 3'te %35,6±2,7, pH 5'te %14,45±1,69, pH 7'de %88,26±1,69 ve pH 9'da ise %98,16±3,27 olarak belirlenmiştir. Nohut protein izolatının arayüzey gerilimini düşürme özelliği dört farklı parametre altında incelenmiştir: protein konsantrasyonu (%1–4), pH (3.0–9.0), sıcaklık (30–90 °C) ve iyonik güç (%0,1–1). Bu parametreler kullanılarak yapılan ön çalışmalar ve hazırlanan deney seti doğrultusunda arayüzey gerilimi için en önemli faktörler protein konsantrasyonu ve pH değişimleri olduğu tespit edilmiştir. Yüksek konsantrasyon ve izoelektrik noktadan uzak pH değerleri arayüzey gerilimini düşürmektedir. Analizler sonucu en düşük arayüzey gerilimi %3,4 nohut protein izolatı içeren pH'ı 3'e ayarlanan %1 NaCl içeren ve 90 ˚C'de ısıl işlem görmüş solüsyonda 45,4 mN/m olarak ölçülmüştür. Bunun devamında, arayüzey gerilimi en düşük solüsyon, %5 orta zincirli trigliserit (OZT) (%v/v) ile emülsiyon oluşturulmasında kullanılmıştır. Emülsiyonun damlacık boyutu (Dv90) başlangıçta 14.4±0,02 µm, 14 günlük depolama sonunda ise 18,7±1,24 µm olarak ölçülmüştür. Emülsiyon 30. günün sonunda ayrışmıştır. Ayrıca nohut protein izolatının reolojik özellikleri çeşitli konsantrasyonlarda (%1–3) hazırlanan nohut protein çözeltilerinin OZT içerisinde farklı frekanslarda (0,1–0,2 Hz) incelenmiştir. Elastik modülün (Ed) frekansa ve konsantrasyona göre arttığı; kayıp modülünün (Ev) frekansa göre azaldığı ve konsantrasyona göre arttığı görülmüştür. Ed değerinin Ev değerinden büyük olduğu ve bu yüzden elastik davranışının viskoz davranışından daha baskın olduğu söylenebilmektedir. Ayrıca yüksek protein konsantrasyonunun elastikiyeti arttırdığı tespit edilmiştir. Tüm çalışmalar göz önüne alındığında nohut protein izolatının emülgatör özellikleri diğer bitkisel protein kaynaklarıyla karşılaştırılmış ve sektörde kullanımları, gelecek çalışmalar ve geliştirilebilir özellikleri hakkında literatür ile kıyaslamalar yapılmıştır. Bu çalışmada kullanılan deneysel koşullar altında nohut protein izolatı emülgatör olarak tek başına damlacık boyutunu yeterince küçültemediği ve yeterince uzun süre stabilite sağlayamadığı söylenebilir. Farklı protein konsantrasyonu, NaCl konsantrasyonu, pH ve sıcaklık değerlerinde ve homojenizasyon koşullarında da emülgatör özelliği test edilebilir. Ayrıca polisakkaritlerle kombine edilip bu şekilde de emülgatör özellikleri incelenerek çalışmanın kapsamı genişletilebilir.
-
ÖgeSusam küspesinden ultrason ve enzim destekli protein ekstraksiyonu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-07-08)Son yıllarda hayvansal gıda ağırlıklı beslenmenin sürdürülebilirlik açısından çeşitli olumsuz yönlerinden dolayı bitkisel protein üretimi önem kazanmıştır. Gıda endüstrisinde bu amaçla çeşitli hammaddeler kullanılabilmekte ve proses atıklarından bitkisel protein elde edilmesinin sürdürülebilir gıda üretimi hedefleri için oldukça uygun olduğu bilinmektedir. İyi bir bitkisel protein kaynağı olan yağlı tohumlar, bu amaçla kullanılan oldukça önemli ürünlerdir. Susam (Sesamum indicum L.), dünyadaki en önemli yağ bitkilerinden biridir. %50-60 yağ ve %25 protein içerir. Yüksek besin değeri, lezzeti, geniş kullanım alanı ve ekonomik değeri nedeniyle dünyada susam üretimi artarak devam etmektedir. Susamdan yağın uzaklaştırılması sonucunda kalan küspe, ham protein oranı açısından oldukça yüksek değerlere sahiptir. Yağ endüstrisinde atık olarak elde edilen susam küspesi, yaklaşık %40 oranında protein içermektedir. Günümüzde daha çok hayvan yemi olarak kullanılan susam küspesi, gıda katkı maddesi olarak da kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında soğuk sıkım olarak elde edilen susam küspesi kullanılmıştır. Küspeler çalışma süresi boyunca +4 oC'de muhafaza edilmiştir. Susam küspesinin dezavantajı düşük protein çözünürlüğüdür, bu amaçla enzimlerin ve ön işlemlerin, protein verimini artıracağı ve proteinlerin fonksiyonel özelliklerinin iyileştirilebileceği belirlenmiştir. Enzim ve ultrason destekli protein ekstraksiyonu, çevre dostu olması ve geleneksel yönteme göre daha yüksek verim sağlaması nedeniyle son zamanlarda tercih edilmekte ve çalışmalara konu olmaktadır. Bu yöntemleri birleştirmenin daha yüksek verim sağladığı düşünülmektedir. Susam küspesinde bulunan protein ve fenolik maddeler üzerine ultrason ve enzimatik yöntemlerin farklı dizilimlerle kombinasyonu dahil herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Protein, önce alkalin ekstraksiyonu ile elde edilmiştir. Toplam protein değeri Kjeldahl yöntemiyle belirlenip, %23,3±0,48 g protein; toplam fenolik içeriği Folin-Ciocalteu yöntemiyle 0,43±0,15 mg/ml olarak bulunmuştur. Çözünebilir protein miktarı Bradford yöntemi ile belirlenip ve %62,18 bulunmuştur. Enzim ve ultrason uygulamaları için geniş literatür taraması yapılmış, olabilecek optimum koşullar belirlenmiştir. Enzim kullanılarak yapılan ekstraksiyonda farklı enzim miktarları denenmiştir. 0,01 ml/g, 0,05 ml/g, 0,1 ml/g Alkalaz enzimi 30, 75 ve 120 dakika olarak uygulanmıştır. Enzim ekstraksiyonunda %29,0±0,39 g ile en iyi sonuç 0,05 ml/g enzim örneğinden 30 dakika işleme süresiyle elde edilmiştir. Yine aynı koşullarda enzim ile yapılan analizlerde çözünebilir protein %6,09±1,1, fenolik madde içeriği 2,30±0,3 mg/ml bulunmuştur. Ultrason destekli protein ekstraksiyonu, ultrason kullanılarak 50, 70, 90 ve 110 dakika süreyle gerçekleştirilmiştir. Ultrason wolt gücü ve uygulama sıcaklığı sabit tutulmuştur. En iyi sonuçlar 70 dakikalık ultrason uygulamasında görülmüştür. 70 dakika ultrason uygulaması sonucunda %68,21±7,19 çözünebilir protein; %0,36± 0,03 mg/ml fenolik madde ve %37,5± 0,17 g toplam protein sonuçları elde edilmiştir. Belirlenen optimum koşullar sırasıyla önce enzim, sonra ultrason ve önce ultrason, sonra enzim olarak uygulanmış ve önce ultrason uygulanan numunelerden daha yüksek protein verimi elde edilmiştir. Önce enzim uygulamasında toplam protein %43,6±0,29 g bulunurken önce ultrason uygulamasında toplam protein %48,6±0,9 g bulunmuştur. Kombine uygulamada çözünebilir protein %10,648±4,01; toplam fenolik madde ise 0,43±0,36 mg/ml bulunmuştur. Ardından elde edilen susam küspesi, protein izolatına yapılan kalite analizlerinde, çözünebilir protein oranı %1,059 olarak pH 10 iken bulunmuştur. Su tutma kapasitesi 1,765 g/g protein; yağ tutma kapasitesi 3,56 ml/g protein; emülsiyon aktivitesi 44 m2 /g; emülsiyon stabilitesi 31,6 dakika ve antioksidan aktivitesi 0,183 μmol/g olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar da uygulanan ön işlemlerin protein izolatının kalitesini düşürmediğini göstermiştir.