Pişmemiş Ve Buharda Pişirilmiş Kara Buğday, Kara Nohut Ve Kahverengi Mercimeğin Fenolik Madde, Antioksidan Aktivitesi Ve Biyoyararlılıklarının İncelenmesi

Abstract

Sağlıklı beslenmenin önem kazandığı bu günlerde tahıl ürünleri ve baklagillerin gün geçtikçe tüketimi ve bu gıda grubuyla yapılan yeni gıda ürünü tasarımları artmaktadır. Birçok hastalık için koruyucu ve önleyici etkisi olan bu ürünler konusunda yapılan çalışmalar artmaktadır. Serbest radikallerin neden oldukları oksidatif hasar, metabolizma üzerinde mutajenik, kanserojen ve yaşlanma gibi sonuçlar doğurmaktadır. Bu doğrultuda, etkilerini yavaşlatmak veya durdurmak amacıyla antioksidan içerikli besinlerin tüketilmesi önem kazanmaktadır. Birçok sağlık kuruluşu, tüketiciyi sağlıklı beslenmeye yönlendirmekte ve doğal antioksidanlar, sentetik antioksidanlara nazaran daha çok tercih edilmektedir. Bu durum, tam tahıl ve baklagil grubu mensubu ürünlere yönelimi arttırmaktadır. Tahıl ürünleri, besleyici ve fonksiyonel olmalarının yanı sıra, çalışmalarda antioksidatif özelliklerinin olduğu da belirtilmektedir. Bu besin grubuna ait olan karabuğday, yüksek miktarda protein, ham lif, dengeli aminoasit bileşimine sahip ve B1, B2 ve B6 vitaminlerince zengindir. Bununla birlikte, yapılan araştırmalarda fare ince bağırsağında probiyotiklerin artışına sebep olduğu gözlemlenmiştir. Buğday glütenine hassasiyeti olan çölyak hastalarına uygunluğu yapılan araştırmalarda görülmüştür. Antioksidan özelliklerine bakıldığında ise, metanollü ekstraktlarında başta rutin ve quercetin olmak üzere, kaempferol-3-rutinoside ve az miktarda flavanol rastlanmaktadır. Baklagiller, değerli besin karakteristiği (Yüksek protein, sindirilebilen/sindirilemeyen karbonhidratlar, polifenoller) ve düşük maliyeti nedeniyle tüketici tarafından tercih edilmektedir. Tohumların bulundurduğu dirençli nişasta, fiber gibi sindirilemeyen lifler nedeniyle tokluk kan şekerini yavaş arttırdığını gösteren bilimsel çalışmalar bulunmaktadır. Bununla birlikte, sağlık üzerine olumlu etkileri olan, doğal antioksidan ve biyoaktif karbonhidratlar gibi fitokimyasalları bünyesinde barındırmaktadır. Türkiye'nin başlıca üreticilerinden olduğu mercimek, yüksek protein miktarının yanında, çeşitli biyoaktif bileşenler de bulundurmaktadır. Çeşitli türlerindeki renk farklılıkları, içerisindeki antosiyanin varlığına veya miktarına bağlı olarak açıklanmaktadır. Birçok çalışmada, yüksek antioksidan miktarı içerdiği, koroner ve kardiyovasküler hastalıklar üzerindeki önleyici etkisi belirtilmiştir. Nohut da mercimek gibi protein ve diyet lifi açısından zengin bir baklagildir. Serbest halde biochanin gibi isoflavonları ve ona bağlı bileşikleri diğer bileşenlere oranla daha fazla bulundurmaktadır. Son zamanlarda yabani türdeki ürünler incelenmektedir. Bu türdeki ürünlerde yapılan çalışmalarda, yüksek fenolik içeriğe ve antioksidan aktivitesine rastlanmaktadır. Bu çalışmada, karabuğday, kahverengi mercimek ve kara nohut ürünleri Türkiye yerel pazarından temin edilmiştir. Amaç sağlıklı beslenme için yeni ürünler olduklarını göstermektir. Çalışma sırasında, fenolik miktarı, antioksidan aktivitesinin, biyoyararlılığının türler arası farklılığı incelendi ve buharda pişirme işleminden sonra meydana gelen farkların irdelendi. Pişirme işleminin verimi Differantial Scanning Calorimeter (DSC) kullanılarak, termograflara bakılarak incelendi. Buharda pişirme için, karabuğday için 30 ml, kara nohut ve kahverengi mercimek için 90 ml olarak kararlaştırıldı. Pişirilen numuneler bir gün -800C buzdolabında saklandıktan sonra, sıvı nitrojen ile muamele ederek un haline getirildi ve freze-dryer kullanılarak kurutuldu. Çiğ numuneler de un haline getirilerek, ilgili literatür taraması yapıldıktan sonra ekstraksiyonu yapıldı. Vakumlu uçurma işleminden sonra arda kalan kısım, metanolde çözülerek analiz edildi. 5 gramlık numuneler biyoyararlılık (In vitro sindirim metodu) deneyleriyle tamamlandı. Analiz edilecek numuneler bu şekilde hazırlandı. Toplam fenolik içerik Folin-Ciocalteu metodu kullanılarak analiz edildi. Flavonoid içeriği, ilgili makale temel alınarak incelendi. Toplam antioksidan aktivitesi incelenirken, üç farklı metot kullanıldı. Bu metotlar, Toplam 2,2-azinobis (3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS), cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC) ve 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) olarak kararlaştırıldı. Toplam fenolikler HPLC-PDA kullanılarak belirlendi. İstatistiksel analiz, 0.05 önem düzeyinde Duncan Testi kullanılarak, IBM Social Sciences (SPSS) İstatistik Programı (21. versiyon) aracılığıyla yapıldı. Çiğ ürünlerde toplam fenolik içerik 44.41'den 263.23 mg GAE/100 g kuru maddeye kadar değişiklik göstermiştir, en fazla karabuğdayda rastlanmıştır. Toplam flavonoid, 368.75'ten 265.23 mg RE/100 g kuru madde aralığında sonuç verdi. Kara nohutun en yüksek flavonoid miktarına sahip olduğu görüldü. Antioksidan aktivitesi farklı metotlar göz önüne alındığında, 12.85'ten 1740.04 mg TEAC/100 g kuru madde olarak görüldü. En aktifin karabuğday olduğu belirlendi. Analiz edilen numuneler için CUPRAC en uygun antioksidan aktivitesi yöntemi olarak görüldü. Buharda pişirme işlemi sonrasında, fenolik miktarın (63.87-281.20 mg GAE/100 g kuru madde) arttığı gözlemlendi. Flavonoid miktarında düşüş gözlemlendi. Antioksidan aktivitesi yönteme göre farklılık göstermiştir. Çiğ ürünlerin ekstraktında, en verimli yöntem olarak belirlenen CUPRAC, pişirme işleminden sonra verilerde düşüş gösterdi. Biyoyararlılık deneyleri, insan mide ve bağırsak ortamı laboratuvar ortamında simüle edilerek gerçekleştirildi. İşlemler sonunda elde edilen PG, IN ve OUT örneklerine ekstraktlara uygulanan toplam fenolik, toplam flavonoid ve toplam antioksidan analizleri uygulandı. Biyoyararlılığın etkinliği gerikazanım (%) değeri hesaplanarak ölçüldü. Antioksidan aktiviteleri yine üç farklı yöntem (ABTS, CUPRAC ve ABTS) uygulanarak ölçüldü. CUPRAC biyoyararlılık örnekleri için de en uygun antioksidan aktivitesi yöntemi olarak belirlendi. Fenolik içerik 42.77±7.23'ten (Buharda pişmiş INBW), 315.70±8.86 mg GAE/100 g kuru maddeye (Çiğ OUTBW) farklılık gösterdi. Geri kazanım ise, 15.22±3.31 (Buharda pişmiş INBW) - 191.41±12.54% (Buharda pişmiş PGBL) sonucunu verdi. Flavonoid içeriği 2.28±1.29 (Buharda pişmiş INBC) ve 316.50±12.76 (Çiğ INBC) aralığında bulundu. En yüksek geri kazanım değeri, buharda pişmiş PGBC (44.28±13.27 mg RE/100 g DW), en düşük değer ise, buharda pişmiş PGBC'ye (0.63±1.06 mg RE/100 g kuru madde) aitti. ABTS metoduyla ölçülen antioksidan aktivitelerinde en yüksek 29.10±1.42 (Çiğ PGBL) mg TEAC/100 g kuru madde olarak bulunmuştur. Hiçbir OUT örneği için antioksidan aktivitesi saptanmamıştır. IN numuneleri için önemli sayılacak bir fark geri kazanım (%) sonuçlarında bulunmamıştır. BL hariç, diğer ürünlerde pişirme işlemi sonrası PG ve IN geri kazanımlarında düşüş görüşmüştür. CUPRAC metodu kullanıldığında ise, değerler 73.54±1.98 (Çiğ INBC) - 927.38±51.01 mg TEAC/100 g kuru madde (Çiğ OUTBC) olarak ölçülmüştür. Geri kazanım oranları ise, 4.72±0.44% (Çiğ INBC) and 75.71±10.21% (Çiğ OUTBL) olarak hesaplanmıştır. DPPH metodunda, en yüksek aktivite buharda pişmiş PGBC (19.59±1.51 mg TEAC/100 g DW) ve minimum değere çiğ INBW olarak bulunmuştur. Geri kazanım sonuçları da bu değerler ile parallellik göstermektedir. HPLC-PAD ile fenolik yapısı incelendiğinde, karabuğday için, gallic asit, catechin, epicatechin, procatechuic asit ve rutin; kara nohut için, gallic asit, catechin, rutin, quercetin dihydrate ve kaempherol; kahverengi mercimek için ise, gallic asit, catechin, epicatechin, coumaric asit ve rutin tanımlanmıştır. Literatürde, karabuğday, kahverengi mercimek ve kara nohudun buharda pişirilmiş ve pişmemiş hallerinin biyoyararlılığını, fenolik içeriğini ve antioksidan aktivitesini inceleyen kapsamlı bir çalışma bulunmamaktadır. Bu da araştırmamızın özgünlüğünü ortaya koymaktadır.

Cereals and legumes are food which are often consumed. As the various chronic diseases increase such as, obesity, cancer and diabetic, consumer attention to healthy diets also increases. There is diverse studies about health beneficial effect of cereals and legumes and it is claimed that they have antioxidant effect on human metabolism. Cereals belong to the large monocotyledonous grass family (Gramineae) which mainly consists of wheat, barley, oats and rice. There is huge production worldwide. They are major energy source for daily diet and contain important minerals and vitamins for human health. Cereal grains have a big role on obesity, cancers, heart, gut, mental, skeleton health and antioxidant protection. Buckwheat is a whole grain, pseudocereal which have similar macronutrient composition to cereals. It is an important protein source. Because of its beneficial composition and health effects, new product studies have been done. Legumes are the part of Leguminnosae family that contains 13,000 different species with herbs, vines, shrubs and trees. They have wide variation of macro and micronutrients. Recent researches showed therapeutic functionality of them on chronic diseases. Chickpea and lentil is a cheap source of protein and high energy. Large nutraceutical benefits are subject for new studies. Wild types of this legumes are studied for new functional product development. Black chickpeas and brown lentils are not famous type and products which belong to Turkey local market. The aim of this study, investigation of phenolic content, antioxidant activity and bioavailability of raw and steam cooked buckwheat, black chickpea and brown lentil and exploring the difference between species and raw/steam cooked conditions. Raw and steam cooked products were milled and extracted. Differential Scanning Calorimeter (DSC) was used to check the products cooked or not. Total phenolic content was determined with Folin-Ciocalteu method. Flavonoid analysis was done according to methods in literature. Total antioxidant activity analyzed in three different methods as 2,2-azinobis (3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS), cupric reducing antioxidant capacity (CUPRAC) and 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) analysis method. Total recovered phenolics were determined with HPLC-PDA and statistical analysis was done with IBM Social Sciences (SPSS) Statistics Program (21th version). Steam cooking was done 30 ml for buckwheat (BW), 90 water ml for black chickpea (BC) and brown lentil according to DSC thermographs. Total phenolic content ranged from 44.41 to 265.43 mg GAE/100 mg dry weight. Flavonoid content changed from 368.75 to 1342.76 mg RE/100 g dry weight. Antioxidant activity ranged from 12.85 to 1740.04 mg TEAC/100 g dry weight in different methods. CUPRAC was the most effective method for analyzed raw products. Bioavailability was experimented with In Vitro digestion method. Phenolic, flavonoid content and antioxidant activity was analyzed. The recovery values were calculated to compare the bioavailability of products before and after cooking. Phenolic content ranged from 42.77±7.23 (Steam cooked INBW) to 315.70±8.86 (Raw OUTBW) mg GAE/100 g DW and recovery of phenolic content gap was between 15.22±3.31% (Steam cooked INBW) and 191.41±12.54% (Steam cooked PGBL). Flavonoid content was between 2.28±1.29 (Steam cooked INBC) and 316.50±12.76 (Raw INBC). The highest recovery belonged to steam cooked PGBC (44.28±13.27 mg RE/100 g DW) and lowest was steam cooked PGBC (0.63±1.06 mg RE/100 g DW). Antioxidant activity was measured by three different methods (ABTS, CUPRAC, and DPPH) as before. CUPRAC was the most efficient method for bioavailability samples. The highest activity was raw PGBL's (29.10±1.42 mg TEAC/100 g DW) and activity was not detected for none of the OUT samples with ABTS method. Antioxidant activity data according to CUPRAC method ranged from 73.54±1.98 (Raw INBC) to 927.38±51.01 mg TEAC/100 g DW (Raw OUTBC) and recovery was between 4.72±0.44% (Raw INBC) and 75.71±10.21% (Raw OUTBL). The highest score was steam cooked PGBC (19.59±1.51 mg TEAC/100 g DW) and minimum value was raw INBW according to DPPH method. Minimum and maximum values was analog to bioavailability data set. Gallic acid, catechin, epicatechin, procatechuic acid and rutin for buckwheat, gallic acid, catechin, rutin, quercetin dihydrate and kaempherol for black chickpea, gallic acid, catechin, epicatechin, coumaric acid and rutin for brown lentil were identified with HPLC-PAD.