MLM tipte yapılandırılmış yağlar ile D vitamini enkapsülasyonu ve biyoerişilebilirliğinin araştırılması

Abstract

Günümüzde, yapılandırılmış yağlar sağlıklı gıdalara karşı giderek artan ihtiyacı karşılamak ve obezite, kanser, kardiyovasküler vb. hastalıkları önlemek için tasarlanabilmektedir. Yapılandırılmış yağlar, gliserole bağlı yağ asitleri bileşiminin veya konumunun kimyasal veya enzimatik olarak değiştirilmesiyle elde edilmektedir. Kistik fibrozis, kolit ve crohn gibi yağ emiliminde yetersizlik olan hastaların diyetlerinde orta zincirli yağ asitleri (OZYA) beslenme ihtiyaçlarını karşılamak için dahil edilmektedir ancak bu yağ asitleri vücudun temel yağ asidi ihtiyacını tek başlarına karşılayamadıklarından son dönemlerde hem OZYA hem de uzun zinciri yağ asitleri (UZYA) içeren MLM tipte yapılandırılmış yağlar üretilmekte ve bu hastaların diyetlerine dahil edilmektedir. Yapılandırılmış yağların sn-1 ve sn-3 konumlarında orta zincirli doymuş yağ asitleri (OZYA) (M) ile sn-2 pozisyonunda uzun zincirli doymuş veya doymamış yağ asitlerinin (UZYA) (L) enzimatik sentez ile konumlandırılmasıyla elde edilen MLM tipteki yağlar düşük kalori değerine sahip olması, insan vücudunun ihtiyacı olan temel yağ asitlerini içermesi ve bu nedenle obezite, yağ emilim bozukluğu ve/veya diğer metabolik bozuklukları kontrol etmek amacıyla kullanılmaktadır. Akdeniz diyetinin önemli bir bileşeni olan zeytinyağının (ZY) diyabet, hipertansiyon, kalp damar hastalıkları ve kanser gibi hastalıklar için yararlı etkilere sahip olduğu çalışmalarla kanıtlanmıştır. Zeytinyağındaki yağ asitlerinin yaklaşık olarak %80'ini oleik asit oluşturmaktadır. Uzun zincirli bir yağ asidi olan oleik asit, oksidasyona daha az yatkındır ve bu sebeple zeytinyağının antioksidan etkisine ve stabilitesine katkı sağlamaktadır. Laurik asit (LA) ise antibakteriyel ve antiviral özellik gösteren orta zincirli bir yağ asididir. Bu çalışmada enzimatik asidoliz ile laurik asidin zeytinyağına katılımıyla MLM tipte yapılandırılmış yağ üretilip D2 ve D3 vitaminlerinin mikroenkapsülasyonu amaçlanmıştır. YY üretiminde laurik asit ve zeytinyağı substrat olarak kullanılmıştır. Enzimatik sentez reaksiyonları, Thermomyces lanuginosus kaynaklı sn-1.3 spesifik Lipozyme® TL IM enzimi kullanılarak, 5 mol/mol (LA:ZY) mol oranında 60°C'de 4 saat boyunca gerçekleştirilmiştir. Elde edilen yapılandırılmış yağ ile D2 ve D3 vitaminleri emülsiyonları oluşturulmuş, emülsiyonlar dondurarak kurutma yöntemiyle kurutularak mikrokapsül haline getirilmişlerdir. Hazırlanan emülsiyonların ve toza karakterizasyon analizleri yapıldığında, D3 vitamini içeren numunelerin kremalaşma indeksi %26.53 ± 1.33; YY içeren numunelerin kremalaşma indeksi %24.33 ± 1.15 olarak hesaplanmış ve aralarındaki fark anlamlı bulunmamıştır. En stabil emülsiyonların D2 vitamini ile hazırlanan emülsiyonlar olduğu görülmüştür. Emülsiyonların liyofilizasyonu sonucu elde edilen mikrokapsüllerin renk ölçümleri sonucunda aydınlık özelliği ölçümü olan L değeri YY ile elde edilen kapsüllerde en yüksek elde edilmiştir. Renk ölçümü sonucunda a değeri D3 vitamini içeren kapsüllerde daha düşük bulunurken, b değeri daha yüksek bulunmuştur. Toplam renk farkını temsil eden ΔE değeri, D2 ve D3 vitaminleri için sırasıyla 6,43±0,31 ve 5,50±0,40 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen D2 ve D3 vitamini mikrokapsüllerinin renk farkı değerleri 3'ten büyük bulunmuştur. Bu örnekler ile kontrol örneği arasındaki fark insan gözüyle ayırt edilebilir olarak tespit edilmiştir. Enkapsülasyon verimleri %32.42 ± 2.39 ile %43.39 ± 0.65 aralığında bulunmuştur. Toplam verim ise %64.91 ± 2.95 ve %88.60 ± 4.98 aralığında hesaplanmış, nem değeri en yüksek olan (10.40±1.38) D2 vitamini içeren mikrokapsüllerin en düşük toplam verime sahip olduğu görülmüştür. Düşük kapsülleme verimliliğinin nedenleri, kullanılan duvar malzemesinin türü, emülsiyonlarda kullanılan düşük katı madde miktarı veya yüksek yağ miktarı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca çekirdek materyalini korumak amacı ile kurutma yöntemi, dondurarak kurutma yerine püskürterek kurutma ile değiştirilebilir. Simüle edilmiş gastrointestinal sistem (GIT) modeli kullanılarak, kapsüllenmiş D2 ve D3 vitaminleri biyoerişilebilirliği incelenmiş, yağ sindirimi sırasında serbest yağ asidi salınım hızı kontrol edilmiştir. Buna göre 180 dakikanın sonunda kontrol numunelerinde ve D3 vitamini içeren numunelerde yağ salım değerleri sırasıyla %60.14 ± 2.83 ve %59.64 ± 1.54 olarak hesaplanmış, aralarındaki fark istatistik olarak anlamsız bulunmuştur (p>0.05). Bağırsak aşamasında, en fazla yağ salınımı %79.30 ± 1.95 olarak D2 vitamini içeren mikrokapsüllerde görülmüş olup, bu durum emülsiyonların daha küçük parçacıklı ve daha stabil olmalarıyla ilişkilendirilmiştir. D2 ve D3 vitaminlerin biyoerişilebilirliği ayrıca analiz edilmiş, değerler D2 vitamini için 0.23 ± 0.04 mg/ml olarak bulunurken; D3 vitamini için ise 0.44 ± 0.16 mg/ml olarak bulunmuştur. Değerler arasındaki fark anlamlı bulunmamıştır (p>0.05). Çalışma sonucunda zeytinyağı ve laurik asitten yağ emiliminde yetersizlik olan hastaların diyetlerinde kullanabileceği fonksiyonel bir yağ elde edilmiştir. Elde edilen yağ duvar malzemesi olarak kullanılmış, D2 ve D3 vitaminlerinin enkapsülasyonu gerçekleştirilmiştir.