Tarımsal atıklardan protein üretiminin farklı yaklaşımlarla iyileştirilmesi

Abstract

Proteinler, insan ve hayvan beslenmesinde temel makro besin ögeleri arasında yer almakta olup, yaşamın sürdürülmesi için elzemdir. Günümüzde artan nüfus, çevresel baskılar ve sürdürülebilirlik kaygıları, protein kaynaklarının yeniden değerlendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Özellikle hayvansal protein kaynaklarının üretimi; yüksek maliyet, aşırı su ve enerji tüketimi, sera gazı salımı gibi çevresel olumsuzluklar nedeniyle eleştirilmekte ve alternatif protein kaynaklarına yönelim artmaktadır. Bu bağlamda, bitkisel protein kaynakları önemli bir potansiyele sahiptir. Yeşil yapraklı bitkiler, bu alternatifler arasında değerlendirilebilecek doğal ve çevre dostu kaynaklardır. Bununla birlikte, bazı sebzelerin üretim ve işleme aşamalarında yapraklarının doğrudan atık hâline gelmesi ve gıda olarak kullanılmaması, önemli bir protein kaynağının israf edilmesine yol açmaktadır. Bu çalışmada, karnabahar, brokoli, siyah havuç ve şeker pancarı yaprakları kullanılarak, çözünebilen proteinin yanı sıra soğuk sıkım sonrası posada kalan proteinin enzimatik işlem ile geri kazanılması ve aynı zamanda atık olarak kaybedilen bitki yapraklarının değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Soğuk sıkım ile elde edilen posalara enzimatik işlem ve tekrar soğuk sıkım işlemi uygulanmıştır. Enzimatik işlem, iki farklı enzim türüyle (Alcalase® ve Celluclast®), 50 ℃, pH 5.5 ve 8'de, enzim dozu 5mg/g kuru madde, 24 saat ve 100 rpm olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Protein analizi için Kjeldahl yöntemi uygulanmıştır. Çalışmada yaprak, yeşil su, posa ve enzimatik işlem uygulanan tüm örneklerin protein analizleri yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda, enzimlerin protein ekstraksiyonu üzerinde olumlu etkisi olduğu gözlemlenmiştir. Enzimatik işlem uygulanan örneklerden uygulanmayan örneklere göre daha fazla protein elde edilmiştir. Alcalase enzimi en verimli sonucu vermiştir. Alcalase enzimi ile verim %57'ye ulaşmıştır. Bu durumun Alcalase enziminin çalışma ortamından kaynaklandığı ögörülmektedir. Celluclast enzimi %44 ve tekrar sulu sıkma işlemi ortalama %5 oranında bir verim sağlamıştır. Ancak genel olarak, yapraklardaki toplam protein miktarına oranla posalardan geri kazanılan protein miktarlarının nispeten düşük kalması, bu yöntemin verimlilik açısından sınırlı olabileceğini göstermektedir. Bu yöntemin endüstriyel ölçekte uygulanabilirliğini artırmak amacıyla; verimin artırılmasına yönelik optimizasyon çalışmaları, enzim maliyetinin düşürülmesine yönelik stratejiler ve ön işleme adımlarının geliştirilmesi gibi konularda daha fazla bilimsel çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Yine de bu çalışma, sebze yapraklarının atık olarak değerlendirilmek yerine gıdaya dönüştürülmesinde önemli bir adım teşkil etmekte, sürdürülebilir protein üretimi için yenilikçi yaklaşımlar sunmaktadır.