Geri Dön

In vitro bioaccessibility of anthocyanins in black chokeberry (Aronia melanocarpa) added yogurts

Siyah kuş kirazı (Aronia melanocarpa) ilave edilmiş yoğurtlarda antosiyaninlerin in vitro biyoyararlılığının incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 398019
  2. Yazar: GİZEM ÇATALKAYA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Süt ve diğer süt ürünleri tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Yoğurt ise süt ürünleri arasında tazeleyici tadı ve yararlı etkileri nedeniyle tercih edilen en popüler ürünlerden biridir. Yoğurt, kolay sindirilebilirdir ve yüksek beslenme değeri ve terapötik özelliklere sahiptir. Yoğurdun bireylerin dengeli ve sağlıklı beslenmesinde önemli bir role sahip olduğu birçok düzenleyici kurul ve bilimsel enstitü tarafından kabul edilmiştir. Günden güne artan sayıdaki epidemiyolojik ve klinik kanıtlar yoğurt tüketiminin kilo düzenlemesi ve metabolik risk faktörleri üzerine yararlı şekilde etki edeceğini belirtmektedir. Siyah aronia meyvesi (Aronia melanocarpa), fenolik bileşenler açısından, özellikle de kanser ve kardiyovasküler hastalıklar üzerine yararlı etkisi olduğu bilinen antosiyaninler açısından, zengin bitkisel kaynaklardan birisidir. Aronia meyvesinin hem in vivo hem de invitro çalışmalarda antioksidan, mide koruyucu, karaciğeri koruyucu ve hücre büyümesini engelleyici olması gibi farklı biyolojik aktiviteler göstermiştir. Buna bağlı olarak, meyveli yoğurtlar hem üreticiler hem de tüketiciler tarafından meyveli yoğurtların sağlığa karşı faydalarının normal yoğurtlara göre artmasından dolayı daha fazla ilgi görmeye başlamıştır. Fakat, her ne kadar tüketilen gıdada yüksek miktarda polifenoller bulunsa da, sindirim sonunda üretim prosesine ait faktörler ya da gıda matrisi içerisinde oluşan etkileşimler sonucu sadece küçük bir kısmı absorbe olabilmektedir. Bu çalışmada, siyah Aronia meyvesi ilave edilmiş ev yapımı yoğurtlarda bulunan antosiyaninlerin in vitro simüle edilmiş gastrointestinal sindirimi biyoerişilebilirlik, antioksidan aktivite ve antosiyaninlerin muhtemel gidişatı açısından incelenmiştir. Benzer miktarlarda antosiyanin ilave edilmesi amaçlanarak, pulp (%1) ve parçalanmış bütün meyvelerin (%10) sade yoğurda eklenmesiyle iki çeşit yoğurt hazırlanmıştır. Tam yağlı inek sütü temelli yoğurtlar, pulp ve parçalanmış meyvelerin fermentasyon sonrası sade yoğurda veya fermentasyon öncesi direkt olarak süte eklenmesi ile üretilmiştir. Tüm örnekler çift parallelli hazırlanmıştır. Örneklerin metanolik ekstraktları toplam monomerik antosiyanin içeriği, toplam fenolik bileşik içeriği ve antioksidan aktiviteleri açısından 1 gün ve 8 gün muhafaza edildikten sonra analiz edilmiştir. Bunlara ek olarak, aronia meyve suyu, pulp ve parçalanmış meyve ve aronia eklenmiş yogurtların başlıca antosiyanin profil içerikleri fotodiyot dizisi dedektöre (PDA) bağlı yüksek performans sıvı komatografisi (HPLC) ile analiz edilmiştir. Siyah aronia pulpunun kuru madde miktarı %25,5 ± 0,4 olarak, parçalanmış meyvenin ise %17,1 ± 0,7 olarak bulunmuştur. Ayrıca analiz edilmek üzere hazırlanan tüm yoğurt gruplarının kuru madde mitarının %14,8 ile 15,3 arasında olduğu tespit edilmiştir. En yüksek toplam fenolik bileşik (3242±37,4 mg GAE/100 g kuru madde) ve DPPH metoduyla belirlenen antioksidan kapasitesinin (22,2±0,49 mM TEAC/100g kuru madde) parçalanmış meyvelerde en yüksek olduğu gözlenmiştir. Buna karşın, siyah aronia pulpunun toplam antosiyanin içeriğinin (7564±139 mg cya-3-glu/100 g kuru madde) ve CUPRAC metoduyla ölçülen antioksidan aktivitesinin (42.2±4.23 mM TEAC/100 g kuru madde) meyve suyu ve parçalanmış meyvelere oranla daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Fakat, pulpun antosiyanin içeriğinin diğer örneklerden fazla olmasına rağmen, pulp ve parçalanmış meyvelerin antioksidan aktiviteleri arasında bir fark gözlenmemiştir. Diğer taraftan, ölçülen tüm değerlerin parçalanmış meyve ve pulpa kıyasla siyah aronia meyve suyunda oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir. Aronia meyve suyu, pulpu ve parçalanmış meyveleri ile aronia eklenmiş in vitro simüle sindirim işlemi uygulanmamış taze yoğurt ekstraktlarında HPLC analizi ile belirlenen 4 farklı antosiyanin olduğu gözlenmiş ve bunların en yüksek miktarlıdan en düşük miktarlıya siyanidin-3-galaktozid, siyanidin-3-glukozid, siyanidin-3-arabinosid ve siyanidin-3-ksilosid olduğu görülmüştür. Meyve suyu, parçalanmış meyve ve pulp ektraklarının üçünde de siyanidin-galaktozidin baskın antosiyanin olduğu gözlemlenmiş ve sırasıyla örneklerdeki toplam antosiyanin miktarının %70, %60 ve %66 sını oluşturduğu gözlemlenmiştir. Sade yoğurtlar için, ölçülen hiçbir parametrede farklılık görülmemiş olup, tüm yoğurt setlerinin tekrarlanabilir olduğu gözlenmiştir. Tüm yoğurt setlerinde, en yüksek toplam fenol ile toplam antosiyanin içeriği ve antioksidan aktivitesi parçalanmış meyve eklenen örneklerde görülmüştür. Bunun yanısıra, örneklerdeki antosiyanin içeriği artışına bağlı olarak, toplam fenolik bileşen içeriği ve antioksidan aktivitesi özelliklerinde de artış olduğu görülmüştür. Sindirim işlemi uygulanmayan taze yoğurtlarda muhafaza süresinin antosiyanin içeriği üzerinde bir etkisinin bulunmadığı gözlenmiştir (p>0,05). Pulp ve parçalanmış meyve ilaveli yoğurtların her ikisinde de antosiyanin içeriğinin fermentasyon öncesi eklenmiş yoğurtlarda, fermentasyon sonrası eklenenlere kıyasla daha düşük olduğu gözlenmiştir (p0,05). 2 yollu eklenen meyve çeşidi x fermentasyon çeşidi etkileşiminin ve ana etkiler olan meyve çeşidi ile fermentasyon çeşidinin sindirim uygulanmayan yoğurtların antioksidan kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür (p0,05); fermentasyon çeşidi x muhafaza süresi (p>0,05)'nin ve tek başına muhafaza süresinin (p>0,05) antioksidan aktivite üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Ağız sindirimi boyunca sade ve pulp eklenmiş yoğurtlarda hiç ya da çok az fenolik bileşen içeriği olduğu gözlenmiştir. Diğer bir taraftan, parçalanmış meyve eklenen yoğurtlarda ağız sindirimi sonunda sade veya pulp eklenmiş yoğurtlara göre çok daha fazla (yaklaşık olarak sindirim uygulanmamış yoğurtların toplam fenolik içeriğinin %83-84'ü kadar) toplam fenolik bileşen içeriği olduğu görülmüştür. Mide ve bağırsak sindiriminden sonra, her üç sade, pulp ilaveli ve parçalanmış meyve ilaveli yoğurt örneğinin de toplam fenol içeriğinin oldukça arttığı, hatta elde edilen değerlerin sindirim uygulanmamaış olan taze yoğurt örneklerine ait toplam fenolik bileşen içeriklerinden daha yüksek olduğu bulunmuşur. Ayrıca, sindirim boyunca parçalanmış meyve eklenen yoğurtlar sade ve pulp eklenmiş yoğurtlara oranla daha yüksek bir antioksidan aktivite göstermişlerdir. Antosiyaninlerin biyoerişilebilirliği bağırsak sindiriminden sonra yüksek derecede düşmüştür. In vitro simüle sindirim sonunda elde edilen geri kazanımlar parçalanmış meyve eklenen yoğurtlarda, sade ve pulp eklenenlere göre daha fazladır. Elde edilen en yüksek geri kazanımlar pulp eklenmiş yoğurtlarda IN örnekleri için %3,5, OUT örnekleri için %32,1 olup parçalanmış meyve eklenen yoğurtlarda ise IN örnekleri için %6,3 ve OUT örnekleri için %34,3 olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, antosiyaninlerin asidik koşullarda daha stabil olduğunu göstemiştir. Antioksidan aktivite bakımından CUPRAC ve DPPH metotları karşılaştırıldığında, CUPRAC metoduyla analizlenen örneklerin DPPH ile analizlenenlere göre daha yüksek antioksidan aktivite gösterdiği gözlenmiştir. Parçalanmış meyve eklenen yoğurtların sade ve pulp eklenenlere kıyasla daha yüksek bir DPPH radikal yakalama aktivitesi ve bakır iyonu indirgeme kabiliyeti gösterdiği ve durumun sindirim işlemi boyunca stabil kaldığı gözlenmiştir. Buna karşın, sindirim işlemi sonunda tüm örneklerin diyaliz fraksiyonlarında antioksidan aktivitenin yüksek derecede düştüğü görülmüştür. Sindirim işleminin ağız aşaması harıç diğer basamaklarında örneklerdeki protein hidrolizasyon dereceleri arasında önemli bir fark olmadığı ve bu durumun yoğurt proteinlerinin sindiriminin ilave edilen antosiyaninler tarafından kısıtlanmadığı gözlenmiştir. Hidroliz derecesi analizinin sonucuna göre, örnekler pankreatik sindirime tabi tutlduğunda proteinlerin hidrolizasyon derecesinin arttığı gözlenmiştir. SDS-PAGE analizi sonucuna göre, sığır serum albümini (BSA) ve kazeinler yoğurttaki baskın proteinler olarak bulunmuştur. 66,2 kDa moleküler ağırlığı alanında sığır serum albümini olduğu düşünülen belirgin bir bant oluştuğu gözlenmiştir. Ayrıca, 31 kDa moleküler ağırlığı aralığında kazeinler olduğu tespit edilen göze çarpıcı bantlar oluşmuştur. Ağız sıvısı eklenmiş örneklerde oluşan protein bantlarının sindirim uygulanmamış yoğurtlardaki protein bantları ile aynı görünümde oldukları tespit edilmiştir. Mide sindiriminin sonunda ise, büyük molekül ağırlıklı proteinlerin küçük molekül ağırlıklı proteinler degrade olduğu açık bir şekilde gözlenmiş ve jellerin 6,5 kDa'dan küçük moleküler ağırlıktaki alanında belirlenemeyen yeni bantlar oluştuğu bulunmuştur. Bağırsak sindirimi öncesi (BID-OUT) ve sonrası (PG-OUT) örneklerinin benzer jel desenlerine sahip olduğu gözlenmiştir. Sindirim işelminin bağırsak sindirimi aşamasında pankreatik çözelti eklendiğinde mide fazında oluşan küçük moleküler ağırlıklı proteinler ileri degradasyona uğramış ve küçük moleküler ağırlıklı bölgede daha ince ve açık renkli bantlar oluşmuştur. Ayrıca bağırsak fazında yüksek moleküler ağırlıklı bölgede daha önce mide fazında gözlenmeyen ve diğer çalışmalar tarından sindirim sıvısı proteinleri olarak tanımlanan yeni bantlar belirmiştir. Sonuç olarak, elde edilen jel desenleri proteinlerin sindirimlerinin ağız sindirimden etkilenmediğini ve ağız aşamasından sonra sindirim tamamlanana kadar sürekli bir şekilde degrade olmaya başladıklarını göstermiştir. Yapılan çalışmalar, antosiyaninlerin muhtemel akıbetini (örneğin major yoğurt bileşenleri ile etkileşimi veya sindirim sırasında yeni bileşenlere dönüşmesi) aydınlatmak için sindirim aşamalarından alınan fraksiyonlara destekleyici ilave analizlerin yapılması gerektiğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Milk and other dairy products are consumed all over the world. Among these, yogurt is one of the most popular and unique dairy products, which is being enjoyed for its refreshing taste and beneficial properties. It is easily digestible and has high nutritive and therapeutic properties. The importance of yogurt as part of a balanced and healthy diet is admitted by regulatory authorities and scientific institutions in most countries. An increasing number of epidemiologic and clinical proof suggests that yogurt consumption may act beneficially on weight regulation and metabolic risk factors. Aronia melanocarpa, known as black chokeberry are one of the richest plant sources of phenolic compounds especially anthocyanins, which have beneficial effects on health like prevention of cancer and cardiovascular diseases. It was demonstrated that, aronia berries exhibited different biological effects both in vitro and in vivo such as antioxidant, gastroprotective, hepatoprotective, and antiproliferative activities. Therefore, fruit added yogurts have been gaining more attention by consumers and manufacturers because of their additional health benefits beyond normal nutritional value. However, despite the presence of large amounts of polyphenols present in ingested food, only a very small portion can be actually absorbed. Which may be a result of processing factors or interactions between food components. In this study, in vitro simulated gastrointestinal digestion of anthocyanins from black chokeberry (Aronia melanocarpa) added to homemade yogurts was investigated in terms of bioaccessibility, antioxidant activity and the possible fate of anthocyanins. Two types of black chokeberry yogurts were prepared by adding pulp (1%) and minced fresh berries (10%), aiming to add similar amounts of anthocyanins. The pulp and berries were added to plain yogurt, which were prepared based on full fat cow's milk, after fermentation, or directly to the milk before fermentation. All batches were prepared in duplicate. Methanolic extracts of samples were analyzed for their contents of total monomeric anthocyanins, and total phenolics as well as their antioxidant capacity after 1 day and 8 days of storage. In addition to that, major individual anthocyanin content of juice, pulp, minced berries and chokeberry added undigested yogurts was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) coupled with photodiode array detector (PDA). The dry matter content of pulp was 25.5 ± 0.4% while it was 17.1 ± 0.7% for fresh berries. Also, the dry matter content of all yogurt batches ranged between 14.8 and 15.3%. The highest total phenolic content and antioxidant capacity measured by DPPH assay were observed in fresh berries, which were found to be 3242±37.4 mg GAE/100 g DM and 22.2±0.49 mM TEAC/100g DM, respectively. In contrast, the anthocyanin content and antioxidant capacity measured by CUPRAC assay of the black chokeberry pulp was higher than the other samples, which were determined as 7564±139 mg cya-3-glu/100 g DM and 42.2±4.23 mM TEAC/100 g DM respectively. However, although the anthocyanin content of pulp was higher than the berries, no real difference was observed between antioxidant activity of pulp and berries. On the other hand, all measured values were greatly lower in chokeberry juice than in berries and pulp. By the HPLC analysis, four individual anthocyanins were observed in the extracts of chokeberry juice, berries and pulp as well as chokeberry added yogurt samples. These anthocyanins can be ordered from abundant to rare one as follow: cya-3-gal, cya-3-ara, cya-3-glu, cya-3-xyl. Cya-3-galactoside was the main anthocyanin in chokeberry juice, berries and pulp. It composed 70%, 68% and 66% of total chokeberry anthocyanins, respectively. No differences in any of the measured parameters was observed for the plain yogurts, indicating that batches were reproducible. In all batches, the highest total phenolics, total anthocyanins and antioxidant capacity were observed in berry added yogurts. On the other hand, the higher the anthocyanin content, the higher the total phenolic content and antioxidant capacity. In undigested yogurts, no effect of storage days on the anthocyanin content was observed (p>0.05). For both yogurts with added berries or pulp, a lower amount of anthocyanins was measured when the berries and pulp (p0.05). The 2-way interaction of type of fruit x type of fermentation was highly significant on the antioxidant capacity of undigested yogurts (p0.05 for each) on the antioxidant activity of undigested yogurts, as well as no influence of the storage days (p>0.05). During the buccal phase of digestion no or slight amount of phenolic compounds were observed in plain yogurts and pulp yogurts. On the other hand, the measured total phenolic compounds in salivary berry samples were much higher (approximately 83-84% of the total phenolic content of undigested yogurts) compared to plain and pulp added yogurts. After gastric digestion and intestinal digestion much higher total phenolic content was observed both in plain yogurts and pulp or berry added yogurts, even values that are higher than what was measured in the undigested samples. A higher antioxidant capacity observed in fruit added yogurts compared to plain and pulp added yogurts. The bioaccessibility of anthocyanins was greatly decreased after the intestinal digestion. Higher amounts of anthocyanins can be recovered in berry added yogurts compared to pulp added yogurts. The highest recoveries were 3.5% and 32.1% (for IN and OUT sample respectively) for pulp added yogurt as well as 6.3% and 34.3% (for IN and OUT sample respectively) for berries added yogurt. Our results show that, anthocyanins are more stable at acidic conditions and highly sensitive to pancreatic digestion. On the antioxidant activity, samples showed higher antioxidant capacity when they were analysed with CUPRAC method in comparison to DPPH method. In all berry added yogurt samples a higher DPPH radical scavenging activity and cupric ion reducing ability were observed compared to plain and pulp added yogurts and this higher antioxidant capacity remains stable during the digestion process. However the antioxidant activity substantially decreased in the dialysed fractions. The degree of hydrolysis increased when the samples were subjected to pancreatic digestion. No differences in the degree of hydrolysis were observed between the yogurt varieties in each digestion step except oral phase, reflecting that the digestion of proteins was not affected by the anthocyanins. According to SDS-PAGE analysis, Bovine serum albumin and caseins found to be the prevailing proteins in yogurt samples. A distinct band over the 66.2 kDa molecular weight area was observed in undigested yogurt samples which might be the BSA (bovine serum albumin). Also, outstanding bands were observed around 31 kDa molecular weight range which are likely to be the caseins. After the addition of saliva, the protein bands remained the same with undigested yogurts. At the end of the gastric phase, a clear degradation of the large molecular weight proteins to low molecular weight proteins was observed and undefined bands appeared in the low molecular weight region (

Benzer Tezler

  1. Tez No

    793877

    Valorization of black chokeberry waste as a potential source of bioactive compounds: Their identification, microencapsulation and impact on the human gut microbiota

    Biyoaktif bileşiklerin potansiyel bir kaynağı olarak siyah aronya atığının değerlendirilmesi: Tanımlanması, mikrokapsüllenmesi ve insan bağırsak mikrobiyotasi üzerindeki etkisi

    GİZEM ÇATALKAYA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN

  2. Tez No

    866432

    Green extraction and encapsulation of black rosehip polyphenols: İn vitro bioaccessibility, bioavailability, and biological activities

    Siyah kuşburnu polifenollerinin yeşil ekstraksiyonu ve enkapsülasyonu: İn vitro biyoerişilebilirlik, biyoyararlılık, ve biyolojik aktiviteleri

    KADRİYE NUR KASAPOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK

  3. Tez No

    444222

    Effect of fermentation on phenolic content, anthocyanin stability, antioxidant capacity and in vitro bioaccessibility during shalgam (şalgam) beverage production

    Şalgam suyu fermentasyonunun fenolik madde ve antosiyanin içeriği, antioksidan kapasitesi ve in vitro biyoyararlılık üzerine ekisi.

    BETÜL TOKTAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK

  4. Tez No

    444234

    Study of bioavailability and bioactivity of black carrot polyphenols using digestion models combined with a novel co-culture model of intestinal and endothelial cell lines

    Yeni bir bağırsak ve endotelyal hücre ko-kültür modeli ile sindirim modellerinin birlikte kullanılarak kara havucun biyoyararlılık ve biyoaktivitesinin çalışılması

    SENEM KAMİLOĞLU BEŞTEPE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN

    PROF. DR. JOHN VAN CAMP

  5. Tez No

    405054

    Polyphenol content and in vitro bioavailability of black carrot (Daucus carota) pomace and peel

    Siyah havuç (Daucus carota) posa ve kabuğunun polifenol kapasitesinin ve in vitro biyoyararlılığının incelenmesi

    FATMA DAMLA BİLEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN

Geri Dön