Ayçiçeği proteini kaynaklı biyoaktif peptitlerin antihipertansif ve antidiyabetik potansiyellerinin incelenmesi ve fonksiyonel ekmek üretiminde değerlendirilmesi
Assessment of antihypertensive and antidiabetic properties from sunflower protein-derived bioactive peptides and their evaluation in functional bread formulation
- Tez No: 1012586
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM GÜLSEREN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, iç ayçiçeği tohumundan soğuk pres cihazı ile yağı uzaklaştırılmış soğuk pres ayçiçeği keki eldesi, protein izolasyonu ve farklı proteolitik enzimler kullanılarak protein hidrolizatları eldesini kapsamaktadır. Ayçiçeği protein izolatı ve hidrolizatlarına ait detaylı besin ögeleri kompozisyonu, amino asit kompozisyonu, protein çözünürlükleri, hidroliz derecesi ve yüzey morfolojisi analizleri yapılmış olup detaylı olarak değerlendirilmiştir. Diğer yandan, enzimatik hidroliz ile üretilen biyoaktif peptit içeren hidrolizatlar, karakterizasyon ve aktivite testleri için üç farklı yöntemle fraksiyonlanmıştır. Biyoaktif peptitlere ait amino asit dizilimleri belirlenmiş olup bu peptitleri içeren fraksiyonlara antioksidatif, anjiyotensin I dönüştürücü enzim (ACE) inhibitör, dipeptidil peptidaz-IV (DPP-IV) inhibitör, kolon hücre hattı (Caco-2) ve karaciğer hücre hattı (HepG2) kullanılarak hücre canlılığı testleri yürütülmüştür. Protein hidrolizatları ve fraksiyonlara ait peptit dizilimleri Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) ile Elektrosprey İyonizasyon Dört Kutuplu Uçuş Zamanlı Kütle Spektrometresi (ESI-QTOF-MS) ile belirlenmiştir. Kapsamlı peptit profillemesi sonucunda ayçiçeği Alkalaz hidrolizatı (AAH), tripsin hidrolizatı (ATH) ve bromelain hidrolizatlarında (ABH) sırasıyla 37, 118 ve 106 adet farklı peptit dizisi tanımlanmıştır. Elde edilen peptit dizilimleri, in silico analizlerle de değerlendirilmiş olup biyoaktif özellikleri ve ACE ve DPP-IV bağlanma skorları moleküler kenetlenme (docking) teknikleriyle belirlenmiştir. Moleküler kenetlenme simülasyonları için, her bir hidrolizattan PeptideRanker algoritmasına göre belirlenen en yüksek puana sahip üç peptit seçilmiştir: IDIPFRDRPF, IDIPFRDRPFG ve FAPSFSR (AAH); GFDPLLR, MGFDPLLRN ve SPHWTIN (ATH); SFKFPIL, FAPSFSRG ve GSIANLNSFKF (ABH). Çalışmanın ürün uygulaması aşamasında model ürün olarak ekmek seçilmiştir. Liyofilize edilmiş protein izolatı ve hidrolizatları %1 ve %3 oranlarında formülasyonlara eklenerek fonksiyonel ekmekler üretilmiştir. Ekmek örneklerine renk, fiziksel özellik ve tekstür profili analizleri yürütülmüştür. Diğer yandan, başlangıç ekmek örnekleri ve in vitro sindirim sonrası ekmek örneklerine de antioksidan aktivite, ACE ve DPP-IV inhibitör aktivite analizleri de yapılmıştır. Bu çalışma, bir yan ürün olan soğuk pres ayçiçeği posasının değerli biyoaktif bileşikler için sürdürülebilir bir kaynak olduğunu kapsamlı bir şekilde ortaya koymaktadır. Elde edilen ürünler, hipertansiyon ve diyabetin diyetle yönetimi için doğal bir seçenek potansiyeli taşımaktadır. Literatüre temel katkısı ise bir atık materyalin fonksiyonel gıda bileşenine dönüşüm sürecinde protein izolasyonu, protein hidrolizi, karakterizasyonu ve gıda uygulaması aşamalarının sistematik olarak araştırılıp haritalandırılmasıdır. Çalışma, özellikle enzimatik hidroliz sonucu açığa çıkan ve ESI-QTOF-MS ile tanımlanan peptitlerin, in vitro olarak anlamlı ACE ve DPP-IV inhibitör aktivitesi sergilediğini ve bu aktivitelerin in vitro sindirim sonrasında korunabildiği ortaya koyulmuştur. Bu bulgular, keşfedilen peptitlerin potansiyel in vivo biyoyararlanımına dair kritik ön veriler sunmaktadır. Nihai aşamada, protein izolatı ve hidrolizatlarının ekmek üretiminde başarıyla kullanılabilmesi, bulguların teoriden pratiğe taşınmasını ve bitkisel protein bazlı yeni nesil fonksiyonel gıdaların geliştirilmesine somut bir altyapı sağlamasını sağlamıştır. Bu yönüyle çalışma, gıda endüstrisinde döngüsel ekonomi ilkelerini destekleyen ve insan sağlığına potansiyel faydalar hedefleyen yenilikçi bir model sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This study encompasses the production of cold-pressed sunflower cake by removing the oil from inner sunflower seeds using a cold-pressing device, the extraction of protein isolates, and the generation of protein hydrolysates using different proteolytic enzymes. Detailed analyses of the nutritional composition, amino acid composition, protein solubility, degree of hydrolysis, and surface morphology of sunflower protein isolates and hydrolysates were conducted and comprehensively evaluated. Furthermore, bioactive peptide fractions were obtained following enzymatic hydrolysis, and three different fractionation techniques were employed to isolate fractions enriched in bioactive peptides. The amino acid sequences of these bioactive peptides were identified, and cell viability assays were performed using colon (Caco-2) and liver (HepG2) cell lines to assess the bioactivities of the peptide containing fractions, including their antioxidant, angiotensin I converting enzyme (ACE) inhibitory, and dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV) inhibitory properties. Peptide sequences belonging to protein hydrolysates and their fractions were determined by High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) Coupled to Electrospray Ionization Quadrupole Time-Of-Flight Mass Spectrometry (ESI-QTOF-MS) Liquid Chromatography. Comprehensive peptide profiling of the sunflower Alcalase hydrolysate (AAH), sunflower trypsin hydrolysate (ATH), and sunflower bromelain hydrolysate (ABH) yielded 37, 118, and 106 distinct peptide sequences, respectively. For subsequent molecular docking simulations, the three top-ranked peptides from each hydrolysate, as determined by the PeptideRanker algorithm, were selected: IDIPFRDRPF, IDIPFRDRPFG, and FAPSFSR (AAH); GFDPLLR, MGFDPLLRN, and SPHWTIN (ATH); and SFKFPIL, FAPSFSRG, and GSIANLNSFKF (ABH). The obtained peptide sequences were further evaluated through in silico analyses, and their bioactive properties as well as ACE and DPP-IV inhibitory activity analysis were performed on both the initial bread samples and the samples collected after in vitro digestion. In conclusion, the implementation of different fractionation techniques proves to be a highly effective methodological approach for elucidating the in vitro and in silico bioactive properties of sunflower protein hydrolysates, thereby underscoring their viability as promising multifunctional ingredients in the food industry. The resulting products hold potential as a natural option for the dietary management of hypertension and diabetes. Its core contribution to the literature is the systematic investigation and mapping of the stages of protein isolation, protein hydrolysis, characterization, and food application within the transformation process of a waste material into a functional food ingredient. The study proved that peptides released through enzymatic hydrolysis and identified by ESI-QTOF-MS exhibit significant in vitro ACE and DPP-IV inhibitory activity. More importantly, it was determined that these activities could be preserved after in vitro digestion. These findings provide critical preliminary data on the potential in vivo bioavailability of the discovered peptides. The successful utilization of these protein isolates and hydrolysates in bread production enabled the translation of findings from theory to practice and provided a concrete foundation for developing next-generation, plant-protein-based functional foods. In this regard, the study presents an innovative model that supports circular economy principles in the food industry and aims for potential human health benefits.
Benzer Tezler
- Soğuk preslenmiş ayçiçeği posası ile beyaz veya kaşar peynir altı suyundan enzimatik hidrolizle hazırlanan protein hidrolizatlarının biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi ve model gıda ürünlerinde değerlendirilmesi
Determination of bioactive properties of protein hydrolysates prepared by enzymatic hydrolysis from cold pressed sunflower meal and white or cheddar cheese whey and evaluation in model food products
MERVE GENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM GÜLSEREN
- Emerging approaches for non-thermal modification of proteins isolated from de-oiled sunflower cake
Yağsız ayçiçek küspesinden izole edilen proteinlerin modifikasyonu için yenilikçi ısıl olmayan yöntemler
BÜŞRA GÜLTEKİN SUBAŞI
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Ayçiçeği atığından antimikrobiyal selüloz eldesi
Antibacterial cellulose synthesis from sunflower waste
NURTEN UZUN
- Sarıağız balığı, Argyrosomus regius (Asso, 1801) larvalarının proteaz aktiviteleri üzerine farklı besin maddelerinin inhibisyon değerlerinin in vitro yöntemle belirlenmesi ve türe özgü mikroyem üretimi
Determination using in vitro assay of inhibition values of different feed ingredients on the protease activities of meagre, Argyrosomus regius (Asso, 1801) larvae and production of species-specific microdiet
GÜRKAN DİKEN
Doktora
Türkçe
2018
Su ÜrünleriSüleyman Demirel ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ORHAN DEMİR
YRD. DOÇ. DR. MEHMET NAZ
- Bıldırcın yetiştiriciliğinde, farklı yağ kaynaklarının rasyonda kullanımının besi performansı, karkas özellikleri, et kalitesi ve raf ömrü üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of using different fat sources in diets on performance, carcass characteristics, meat quality and shelf life in quail production
ORHAN ONUR AŞKIN
Doktora
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİROL KILIÇ