Bazı kuruyemiş örneklerinde eser element analizi ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi
Determination of trace element analysis and antioxidant properties in some nuts samples
- Tez No: 1000422
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN ALTUNDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kuruyemişler ve kuru meyveler, yalnızca enerji yoğun atıştırmalık kaynakları olarak değil, aynı zamanda insan sağlığına faydalı benzersiz tatlar, aromalar ve biyoaktif bileşikler sağlayan fonksiyonel gıdalar olarak da geniş ölçüde tanınmaktadır. Kazakistan da dahil olmak üzere birçok kültürde, kuruyemişler ve kuru meyveler günlük beslenmede, bayramlarda ve hatta geleneksel tıpta özel bir yere sahiptir. Düzenli tüketimleri, kardiyovasküler hastalıklar, diyabet ve bazı kanser türleri gibi kronik, bulaşıcı olmayan hastalıkların azalmasıyla ilişkilendirilmiştir. Besin değerlerinin ötesinde, kuruyemişler ve kuru meyveler aynı zamanda yerel pazarlarda satılarak ve küresel ölçekte ihraç edilerek önemli sosyo-ekonomik değer taşır. Bu nedenle, özellikle yararlı ve potansiyel olarak toksik elementler arasındaki dengenin anlaşılması, hem bilimsel hem de halk sağlığı açısından önemlidir. Bu çalışmanın amacı, Kazakistan'da yaygın olarak tüketilen ceviz, badem, fındık, antep fıstığı, kaju, kabak çekirdeği, kayısı ve çeşitli kuru üzüm türlerini kapsayan on dokuz kuruyemiş ve kuru meyve örneğinin eser element bileşimini ve antioksidan kapasitelerini kapsamlı şekilde değerlendirmektir. Böyle bir ikili değerlendirme, mikro besinler ile antioksidanların insan beslenmesindeki rollerini birleştirdiği için, aynı zamanda metallere aşırı maruz kalma ile ilişkili olası riskleri de dikkate alarak, gereklidir. Bu çalışma, oksidatif stres yönetimine değerli katkılar sağladıklarını doğrulamakta ve dengeli beslenme içinde tüketimlerinin teşvik edilmesi gereğini vurgulamaktadır. Ayrıca, epidemiyolojik çalışmalar düzenli kuruyemiş ve kuru meyve tüketiminin çeşitli kronik hastalıkların görülme sıklığı ile ters orantılı olduğunu göstermektedir. Kardiyovasküler sağlık yararları, polifenollerinden, E vitamininden ve birlikte LDL oksidasyonunu azaltan ve damar tonusunu düzenleyen magnezyum ve çinko gibi eser elementlerden kaynaklanmaktadır. Tip 2 diyabette, fenolik bileşikler ve doymamış yağ asitleri insülin duyarlılığını artırır, çinko ve mangan ise glikoz metabolizmasında enzimatik kofaktör olarak görev yapar. Antioksidan bileşenleri, cevizde bulunan elajik asit ve bademdeki flavonoidler gibi, DNA oksidatif hasarını azaltarak kanserin önlenmesine de katkıda bulunur. Önemli olarak, polifenoller ve E vitamininin Alzheimer ve Parkinson hastalıklarında bilişsel gerilemeyi geciktirdiği bildirilmiştir. Çinko, bakır ve selenyum gibi temel eser elementler bağışıklık yetkinliğini daha da desteklerken, dengesizlikler veya toksik birikimler (örneğin aşırı demir veya alüminyum) hastalık süreçlerini kötüleştirebilir. Hem antioksidan kapasiteyi hem de eser element bileşimini ele alarak, bu araştırma kuruyemişlerin ve kuru meyvelerin sağlığın korunmasındaki ve hastalıkların önlenmesindeki ikili rolünü vurgulamaktadır. Bu bulgular, böyle gıdaların yaygın olarak tüketildiği Kazakistan için özellikle önem taşımakta ve halk sağlığı xx beslenmesinde, gıda güvenliğinde ve yaşam tarzıyla ilişkili hastalıkların önlenmesinde rol oynamaktadır. Metodoloji: Numuneler, geleneksel yaş yakmaya kıyasla yüksek verimliliği, tekrarlanabilirliği ve kontaminasyon risklerini en aza indirme yeteneği nedeniyle seçilen mikrodalga destekli asit sindirim yöntemi kullanılarak dikkatle hazırlandı. Yaklaşık 1,0 g homojenize edilmiş ve fırında kurutulmuş materyal, kontrollü mikrodalga ısıtma programları altında nitrik asit ve hidrojen peroksit karışımına tabi tutuldu. Sindirimden sonra ekstraktlar, indüktif eşleşmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) kullanılarak analiz edildi. ICP-OES, aynı anda çoklu elementleri nicelendirme kabiliyeti, yüksek hassasiyeti, düşük tespit limitleri ve güçlü doğrusallığı (tüm kalibrasyon eğrileri için R² ≈ 0,999) nedeniyle seçildi. Doğruluğu sağlamak için, sertifikalı referans materyal NIST-SRM 1515 (Elma Yaprakları) kullanılarak yöntem doğrulaması yapıldı ve geri kazanım değerleri kabul edilebilir aralıkta bulundu. Test edilen elementler arasında Zn en düşük tespit limitini gösterirken, Fe en yüksek olanı sergiledi; bu, literatür raporlarıyla tutarlıdır. Antioksidan aktivite, DPPH radikal süpürme, ABTS katyon radikal süpürme, indirgeme gücü ve toplam fenolik içerik (TPC) testleri dahil olmak üzere tamamlayıcı bir dizi test kullanılarak belirlendi. Bu testler, antioksidan potansiyelin daha bütünsel değerlendirmesini sağlayarak farklı mekanizmaları kapsar. Etanol bazlı ekstraktlar, fenolik bileşiklerin organik çözücülerde daha iyi çözünürlüğünü yansıtarak sulu ekstraktlara kıyasla sürekli daha yüksek antioksidan yanıtlar gösterdi. Sonuçlar: Eser elementlerin konsantrasyonları incelenen örneklerde önemli değişkenlik gösterdi: Al 3,25–172,1 µg/g, B 3,3–50 µg/g, Cu 5,6–52,6 µg/g, Fe 13,1– 145,4 µg/g, Mn 3,6–51,3 µg/g, Ni 1,3–8,7 µg/g, Sr 0,9–78,5 µg/g ve Zn 5,8–72,1 µg/g aralığında bulundu. Bu farklılıklar, türe özgü metabolik süreçlere, coğrafi yetişme koşullarına ve toprak mineral bileşimine bağlanabilir. Örneğin, kuşburnu ve kabak çekirdeği yüksek Fe ve Cu seviyeleri gösterirken, kaju ve yer fıstığı nispeten daha düşük değerler sergiledi. Bu bulgular, her kuruyemiş veya kuru meyve türünün mineral katkılarının bağımsız olarak değerlendirilmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Antioksidan bakış açısından, kuru elmalar, kayısılar ve belirli kuru üzüm çeşitleri en yüksek radikal süpürücü aktiviteyi sergilerken, kaju ve yer fıstığı daha düşük seviyelerde bulundu. Ceviz, badem ve antep fıstığı ise orta derecede polifenol içeriği ile uyumlu şekilde orta düzeyde antioksidan potansiyel gösterdi. İlginç olarak, antioksidan kapasite ile eser element konsantrasyonları arasında güçlü bir korelasyon bulunmadı; bu da, bu beslenme parametrelerinin kuruyemişlerin ve kuru meyvelerin genel sağlık açısından faydalarına bağımsız olarak katkıda bulunduğunu göstermektedir. Tartışma: Eser elementler çok sayıda enzimatik reaksiyon için gerekli kofaktörlerdir, proteinlerde yapısal roller oynar ve hücresel düzeyde redoks dengesini düzenler. Örneğin, çinko bağışıklık fonksiyonu ve yara iyileşmesi için vazgeçilmezdir, demir hemoglobin sentezi için kritiktir, bakır ise mitokondride elektron taşınımına katkıda bulunur. Ancak aşırı tüketildiğinde aynı elementler toksik etkiler gösterebilir, oksidatif strese, organ disfonksiyonuna veya metal birikim bozukluklarına yol açabilir. Bu ikili doğa, beslenmede hem eksikliklerin hem de fazlalıkların izlenmesinin önemini pekiştirir. Öte yandan antioksidanlar serbest radikalleri nötralize eder, oksidatif stresi önler ve hücresel hasarı azaltır. Serbest radikaller normal metabolizma sırasında sürekli olarak üretilir, ancak çevresel stres, kirlilik veya sağlıksız diyet koşullarında artabilir. xxi Polifenoller, flavonoidler, karotenoidler ve vitaminler gibi doğal kaynakları sağlayarak, kuruyemişler ve kuru meyveler koruyucu besin bileşenleri olarak hizmet eder. Bu çalışma, oksidatif stres yönetimine değerli katkılarını doğrulamakta ve dengeli beslenme içinde tüketimlerinin teşvik edilmesinin gerekliliğini vurgulamaktadır. Sonuç ve gelecek perspektifler: Kuruyemişlerde ve kuru meyvelerde antioksidan aktivite ve eser element bileşiminin eşzamanlı değerlendirilmesi, besinsel ve terapötik potansiyellerinin anlaşılmasını artırır. Çalışma, bu gıdaların biyoaktif bileşikler ve temel mineraller açısından zengin kaynaklar olduğunu, ancak güvenliklerinin toksik seviyelere birikebilecek elementlere maruziyetin kontrolüne bağlı olduğunu göstermektedir. Gelecekteki araştırmalar, örneklenen materyallerin coğrafi çeşitliliğini genişletmeli, mevsimsel farklılıkları içermeli ve eser elementlerin ve antioksidanların in vivo biyoyararlanımını araştırmalıdır. Ayrıca, laboratuvar bulgularını beslenme yönergelerine daha iyi çevirebilmek için kimya, beslenme ve halk sağlığını birleştiren disiplinler arası yaklaşımlar gereklidir. Kuruyemişlerin ve kuru meyvelerin yaygın olarak tüketildiği Kazakistan bağlamında, bu tür araştırmalar gıda güvenliği politikalarını yönlendirme, tarımsal uygulamaları bilgilendirme ve kronik hastalıkların önlenmesine yönelik ulusal stratejileri güçlendirme açısından umut vaat etmektedir. Özetle, kuruyemişler ve kuru meyveler çok yönlü sağlık yararları olan fonksiyonel gıdalar olarak ortaya çıkmaktadır. Antioksidan içerikleri ve eser elementleri bağımsız yollarla etki etse de, her ikisi de insan refahına önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır. Bu çalışma, gelecekteki beslenme müdahaleleri için bir temel sağlamakta ve bu gıdaların hem bilimsel hem de düzenleyici çerçevelerde sürekli izlenmesinin önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Nuts and dried fruits are widely recognized not only as sources of energy-dense snacks but also as functional foods that provide unique flavors, aromas, and bioactive compounds beneficial to human health. In many cultures, including Kazakhstan, nuts and dried fruits hold a special place in daily diets, festive occasions, and even traditional medicine. Their regular consumption has been associated with reduced risks of chronic non-communicable diseases such as cardiovascular disorders, diabetes, and certain types of cancer. Beyond their nutritional value, nuts and dried fruits also carry significant socio-economic importance, being traded in local markets and exported globally. Understanding their chemical composition, particularly the balance between beneficial and potentially toxic elements, is therefore of both scientific and public health interest. The aim of this study was to provide a comprehensive evaluation of the trace element composition and antioxidant capacities of nineteen nut and dried fruit samples commonly consumed in Kazakhstan, including walnut, almond, hazelnut, pistachio, cashew, pumpkin seed, apricot, and several varieties of raisins. Such a dual assessment is essential, as it integrates the roles of micronutrients and antioxidants in human nutrition, while also considering possible risks associated with excessive intake of metals. The present study confirms their role as valuable contributors to oxidative stress management and highlights the necessity of promoting their consumption in balanced diets. Furthermore, epidemiological studies demonstrate that regular nut and dried fruit consumption is inversely associated with the prevalence of several chronic diseases. Cardiovascular health benefits arise from their polyphenols, vitamin E, and trace elements such as magnesium and zinc, which collectively reduce LDL oxidation and regulate vascular tone. In type 2 diabetes, phenolic compounds and unsaturated fatty acids improve insulin sensitivity, while zinc and manganese act as enzymatic cofactors in glucose metabolism. Their antioxidant components, such as ellagic acid and flavonoids, also contribute to cancer prevention by reducing DNA oxidative damage. Importantly, neuroprotective effects have been reported, with polyphenols and vitamin E delaying cognitive decline in Alzheimer's and Parkinson's diseases. Essential trace elements, including zinc, copper, and selenium, further support immune competence, whereas imbalances or toxic accumulations (e.g., excess iron or aluminum) may aggravate disease processes. By addressing both antioxidant capacity and trace element composition, this research underscores the dual role of nuts and dried fruits in promoting health and preventing disease. These findings hold particular importance for Kazakhstan, where such foods xxiv are widely consumed and play a role in public health nutrition, food safety, and the prevention of lifestyle-related disorder Methodology: The samples were carefully prepared using a microwave-assisted acid digestion method, chosen for its high efficiency, reproducibility, and ability to minimize contamination risks compared to traditional wet digestion. Approximately 1.0 g of homogenized and oven-dried material was subjected to a mixture of nitric acid and hydrogen peroxide under controlled microwave heating programs. After digestion, the extracts were analyzed using inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). ICP-OES was selected due to its capability to quantify multiple elements simultaneously, offering high sensitivity, low detection limits, and robust linearity (R² ≈ 0.999 for all calibration curves). To ensure accuracy, method validation was performed using the certified reference material NIST-SRM 1515 (Apple Leaves), with recovery values within acceptable ranges. Among the tested elements, Zn displayed the lowest detection limit, whereas Fe exhibited the highest, consistent with literature reports. Antioxidant activity was determined using a set of complementary assays, namely DPPH radical scavenging, ABTS cation radical scavenging, reducing power, and total phenolic content (TPC). These assays capture different mechanisms of antioxidant action and thus provide a more holistic assessment of the antioxidant potential. Ethanol-based extracts consistently showed higher antioxidant responses than aqueous extracts, suggesting better solubility of phenolic compounds in organic solvents. Results: The concentrations of trace elements showed considerable variability across the studied samples: Al ranged between 3.25–172.1 µg/g, B between 3.3–50 µg/g, Cu between 5.6–52.6 µg/g, Fe between 13.1–145.4 µg/g, Mn between 3.6–51.3 µg/g, Ni between 1.3–8.7 µg/g, Sr between 0.9–78.5 µg/g, and Zn between 5.8–72.1 µg/g. These differences can be attributed to species-specific metabolic processes, geographical growth conditions, and soil mineral composition. For instance, rosehip and pumpkin seed demonstrated elevated levels of Fe and Cu, whereas cashew and peanut showed comparatively lower values. Such findings highlight the need to evaluate the mineral contributions of each nut or dried fruit species independently. From an antioxidant perspective, dried apples, apricots, and certain raisin varieties displayed the highest radical scavenging activity, whereas cashews and peanuts ranked lower. Walnuts, almonds, and pistachios showed intermediate antioxidant potentials, consistent with their moderate polyphenol content. Interestingly, no strong correlation was established between antioxidant capacities and trace element concentrations, underscoring that these nutritional parameters contribute independently to the overall health-promoting properties of nuts and dried fruits. Discussion: Trace elements are essential cofactors for numerous enzymatic reactions, play structural roles in proteins, and regulate redox balance at the cellular level. For example, zinc is indispensable for immune function and wound healing, iron is crucial for hemoglobin synthesis, and copper contributes to electron transport in mitochondria. However, when consumed in excess, the same elements may exert toxic effects, leading to oxidative stress, organ dysfunction, or metal accumulation disorders. This dual nature reinforces the importance of monitoring both deficiencies and surpluses in dietary intake. Antioxidants, on the other hand, neutralize free radicals, preventing oxidative stress and reducing cellular damage. Free radicals are continuously generated during normal metabolism but can increase under conditions of environmental stress, pollution, or xxv unhealthy diets. By providing a natural source of polyphenols, flavonoids, carotenoids, and vitamins, nuts and dried fruits serve as protective dietary components. The present study confirms their role as valuable contributors to oxidative stress management and highlights the necessity of promoting their consumption in balanced diets. Conclusion and future perspectives: The simultaneous evaluation of antioxidant activity and trace element composition in nuts and dried fruits enhances our understanding of their nutritional and therapeutic potential. The study demonstrates that these foods are rich sources of bioactive compounds and essential minerals, but also that their safety depends on controlling exposure to elements that may accumulate to toxic levels. Future research should expand the geographic diversity of sampled materials, include seasonal variations, and investigate the bioavailability of trace elements and antioxidants in vivo. Additionally, interdisciplinary approaches combining chemistry, nutrition, and public health are needed to better translate laboratory findings into dietary guidelines. In the context of Kazakhstan, where nuts and dried fruits are widely consumed, such research holds promise for guiding food safety policies, informing agricultural practices, and strengthening national strategies for chronic disease prevention. In summary, nuts and dried fruits emerge as functional foods with multifaceted health benefits. While their antioxidant content and trace elements act through independent pathways, both contribute significantly to human well-being. The present work therefore provides a foundation for future nutritional interventions and highlights the importance of continuous monitoring of these foods in both scientific and regulatory frameworks.
Benzer Tezler
- Diyarbakırda faaliyet gösteren tatlıcılardan toplanan bazı kuruyemişlerde aspergillus flavus ve aspergillus parasiticus'un real-time PCR ile tanımlanması ve aflatoksin varlığının araştırılması
Identification of aspergillus flavus and aspergillus parasiticus by real-time PCR and investigation of the presence of aflatoxin in some nuts collected from sweet sellers in Diyarbakır
SENA NUR DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Veteriner HekimliğiDicle ÜniversitesiVeterinerlik Besin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN VURAL
- Farklı kavurma sıcaklıklarının bazı kuruyemişlerde akrilamid oluşumuna etkisi
The influence of different roasting temperatures on the acrylamide formation in some nuts
MÜESSER SÜVARİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gıda MühendisliğiNamık Kemal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER ÖKSÜZ
- Bazı kremalı fırıncılık ürünlerinin mikrobiyolojik özellikleri
Microbiological properties of some creamy bakery products
MİRAY AKKAYA ALTUNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA EVREN
- Atmosferik basınç soğuk plazma uygulanan bazı gıda maddelerinde mikotoksin detoksifikasyonunun araştırılması
Investigation of mycotoxin detoxification on some foodstuff by atmospheric pressure cold plasma
MİTHAT DİNÇ
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAŞAN
PROF. DR. İBRAHİM PALABIYIK
- Bazı kuruyemişlerdeki ağır metal içeriklerinin ve biyoerişilebilirliklerinin kemometrik olarak değerlendirilmesi
Chemometric evaluation of heavy metals and their bioaccessibility in some nuts
BURCU KAFAOĞLU