Nohut protein izolatının arayüzey özellikleri ve stabil emülsiyon oluşumu

Abstract

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.