Natural Fındık Unundaki Acılaşma İle İlgili Olarak Fındık Lipaz Ve Peroksidaz Enzimlerinin İnaktivasyon Kinetiği

Abstract

Tombul çeşidi Türk fınıklarında lipaz ve peroksidaz aktivitelerinin pH (3-9) ve sıcaklık (5-60C) bağımlılıkları ve natural fındık ununun stabilitesi ile ilgili olarak termal inaktivasyonu çalışılmıştır . Sonuçlara göre lipazın 4.5 ve 7.5 pH civarlarında ayırtedilebilir iki farklı pik göstermesi ile izo enzim sisteminin varlığı açığa çıkmıştır. Peroksidaz ise 4.5 pH’da sadece geniş bir pik göstermiştir. Doğrusal olmayan regrasyon anlizi sonucu peroksidaz için determinasyon katsayısı sıcaklık ve pH için sırasıyla 0.856 ve 0.962, lipaz için ise katsayılar 0.721 ve 0.896 olarak bulunmuştur. Lipaz ve peroksidazın ısıya karşı dayanıklılıkları 60C’de statik koşullarda tespit edilmiştir. Enzim ekstraktının 25 dak ısıtılması sonunda peroksidazın önemli derecede, lipazın ise kısmi olarak inaktive olması lipazın daha fazla dayanıklılığa sahip olduğunu göstermiştir. Eksponansiyel modelle verilerin analizi sonucu inaktivasyon hız sabitleri lipaz için 3.66x10-3s-1, peroksidazın ısıya karşı farklı dirençte olan iki farklı izo-enzime veya izo enzim gruplarına sahip olması sonucu inaktivasyon hız sabitleri ısıya duyarlı izo-enzim için 5.34x10-3san-1 ve ısıya duyarsız izo-enzim için 0.38x10-3san-1 olarak hesaplanmıştır. Lipazın ısıya karşı daha dirençli olması nedeni ile daha sonraki aşamalarda lipazın inaktivasyon kinetiği incelenmiştir. Enzim ektraktının statik koşullarda 70, 80 ve 90C’de, farklı sürelerde ısıl işleme tabi tutulduktan sonra elde edilen veriler eksponansiyel model kullanılarak analiz edilmiştir. İnaktivasyon hız sabitleri; ki sırası ile 4.0x10-3 san-1 (R2=0.9057), 5.75 x10-3 san-1 (R2=0.9894) ve 15.21 x10-3san-1 (R2=0.9685) olarak hesalanmıştır. Isıl inaktivasyon için enerji 171.64 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. Bütün fındığın 80C’de 15 dak ısıl işleme tabi tutulması sonucunda elde edilen ektraktaki lipaz aktivitesinde sadece %26 azalma kaydedilirken, aynı enzim ektraktının aynı sıcakta sadece 1dak bekletilmesi %80’den fazla inaktivasyonla sonuçlanmıştır. Bu nedenle ısıl inaktivasyon düzeyinin enzimin içinde bulunduğu fiziksel ortamla ( sulu extrakt veya tane matriksi) ilgili olduğu sonucuna varılmıştır. Bütün fındığın 100C’de 10 dak ısıtılmasının lipaz aktivitesinde %80 azalmaya neden olduğu, bununla birlikte ısıtma süresini 15 veya 20 dak’ya veya sıcaklığı 120C’ye çıkarmanın inaktivasyonda önemli bir artışa neden olmadığı gibi depolama sonunda daha fazla FFA artışına yol açtığı belirlenmiştir. Bu gözlemler sonucunda ve ısıl işleme tabi tutulmuş ve farklı koşullarda depolanmış fındık unlarının FFA değerlerinin 150 gün boyunca kaydedilmesi ile elde edilen veriler ışığında ısıl işlemle lipaz aktivitesinin azaltılması ile natural fındık ununun dayanıklılığının arttırılabileceği sonucuna varılmıştır.

Temperature (5-60C) and pH (3-9) dependence and thermal inactivation kinetics of lipase and peroxidase in Turkish hazelnut (Tombul) was studied in relation to natural hazelnut meal stability. Lipase revealed an iso-enzyme system with two clearly distinguishable peaks (at 4.5pH and 7.5pH) in activity with pH, whereas peroxidase only showed one large peak (at 4.5 pH) of activity. The analysis of data by non-linear regression for enzyme activity as a function of pH and temperature simultaneously resulted in the coefficient of determination accounted (R2) 0.856 and 0.962 for peroxidase and 0.721 and 0.896 for lipase. The thermostabilities of lipase and peroxidase was studied at 60C and the analysis of the data with exponential model resulted in inactivation rate constant of 3.66x10-3s-1 for lipase and 5.34x10-3s-1 and 0.38x10-3s-1 for heat labile and heat stabile peroxidases respectively. Heating of enzyme extract for 25 min led to considerable inactivation of peroxidase and partial inactivation of lipase, reflecting the higher thermostability of lipase. Analysing the inactivation data for lipase obtained at higher temperatures 70, 80 and 90C resulted in ki values of 4.0x10-3 s-1 (R2=0.9057), 5.75 x10-3 s-1 (R2=0.9894), and 15.21 x10-3s-1 (R2=0.9685) respectively. Energy for heat inactivation were determined as 171.64 kJ/mol. Inactivation of lipase in whole hazelnut kernel at 80C resulted in only 26% inactivation while it was 85% after 1 min heating for free lipase showing that the level of inactivation for lipase depended on physical environment (aqueous extract or kernel matrix) of the enzyme. Heat treatment for 10 min at 100C resulted in more than 80% inactivation of lipase in the kernel. However, increasing the heating time to 15 and 20 min or temperature to 120C did not resulted in a significant further inactivation, while caused higher FFA during storage. As a conclusion, the storage studies on heat treated and natural hazelnut meal showed that the meal is stabilized as decided from the lower increase in FFA content after 150 days of storage at different conditions, as compared to the untreated samples.