Effect of transglutaminase on emulsifying properties of caseinomacropeptide
Transglutaminaz enziminin kazeinomakropeptidin emülsiyon özelliklerine etkisi
- Tez No: 467167
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Kazeinomakropeptid (KMP) peynir üretimi sırasında oluşan biyolojik aktiviteye sahip bir polipeptiddir ve gerek fizyolojik ve besinsel, gerekse teknolojik özellikleri bakımından son yıllarda araştırılmaktadır. Bu çalışmada, kazeinomakropeptidin emülsiyon özelliklerine transglutaminaz (Tgaz) enziminin etkisi incelenmiştir. Ayrıca enzimsiz ve enzimli KMP'nin emülsiyon özellikleri sodyum kazeinat ve peyniraltı suyu protein izolatının özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, uygun emülsiyon koşulları belirlenmesi için denemeler yapılmıştır. Peptid konsantrasyonu %0,25-5,00, iyonik kuvvet (0-500 mM NaCl) ve pH'nın (2,0-10,0) emülsiyon aktivite ve stabilitesine etkileri belirlenmiştir. Emülsiyonlar hacimce %25 ayçiçek yağı ve %75 protein çözeltisi kullanılarak ve elde edilen karışım 15500 rpm'de 2 dk homojenize edilerek hazırlanmıştır. Protein çözeltilerinin hazırlanması aşamasında gerekli miktarda proteinler tartıldıktan sonra deney dizaynına göre distile su veya 0,1 M fosfat buffer kullanılarak uygun derişime sahip protein çözeltileri hazırlanmıştır. Çözeltiler 15 dakika magnetik karıştırıcı yardımı ile orta hızda karıştırıldıktan sonra 15 dakika boyunca da ultrasonik karıştırıcı yardımıyla çözündürülmüştür. Ardından 4°C'de 24 saat depolanarak iyice hidrate olmaları sağlanmıştır. Emülsiyon özelliklerinin belirlenmesi aşamasında kullanılan parametreler; emülsiyon aktivite indeksi (EAI), emülsiyon stabilite indeksi (ESI), kremalaşma indeksi ve emülsiyon kapasitesidir (EC). Emülsiyon aktivite ve stabilite indeksleri türbidimetrik olarak belirlenmiştir. 9 mL protein çözeltisi ve 3 mL yağ kullanılarak emülsiyon örnekleri hazırlanmıştır. Hazırlama işleminin hemen ardından emülsiyondan 50 µL örnek alınmıştır ve 20 mL %0,1 (kütle/hacim) SDS çözeltisi ile seyreltilmiştir. Seyreltme işleminin ardından spektrofotometrede 500 nm'de ABS değeri okunmuştur ve emülsiyon aktivite indeksi hesabı yapılmıştır. 15 dakika sonra tekrar aynı emülsiyon örneğine ait 50 µL örnek alınıp 20 mL %0,1 (kütle/hacim) SDS çözeltisi ile seyreltilmiştir. Seyreltme işleminin ardından 500 nm'de ABS değeri okunmuştur ve emülsiyon stabilite indeksi hesaplanmıştır. Emülsiyon kapasitenin belirlenmesi için %2 (kütle/hacim) protein çözeltisine ait örneklerden 4 mL alınarak farklı yağ fraksiyonlarında emülsiyonlar hazırlanmıştır. Emülsiyonun, su içinde yağ emülsiyonundan yağ içinde su emülsiyonuna döndüğü minimum yağ miktarı iletkenlikölçer ile tespit edilmiştir. Emülsiyonun iletkenliğinin ani bir düşüş gösterdiği durum faz değişiminin olduğu nokta olarak kabul edilmiştir. Faz dönüşümüne neden olan minimum yağ miktarı belirlendikten sonra hesaplama yapılmıştır. Kremalaşma indeksinin belirlenmesi için ise 9 mL protein çözeltisi ve 3 mL yağ kullanılarak hazırlanan emülsiyonlardan 0. dakika için TScan yardımı ile ölçüm alınmıştır. Örnekler 4°C'de 24 saat bekletildikten sonra tekrar TScan ile ölçüm alınmıştır ve gerekli hesaplamalar yapılmıştır. Peptid konsantrasyonunun emülsiyon özelliklerine etkisini belirlemek için peptid konsantrasyonu %0,25-5,0 oranlarında değişen, sabit iyonik güç (10mM NaCl) ve pH (pH 8,0) değerindeki emülsiyonlar hazırlanmıştır. Emülsiyon stabilite indeksi (ESI) konsantrasyon değişikliğinden etkilenmezken emülsiyon aktivite indeksi (EAI) ve faz ayrılma yüzdesi olarak da tanımlayabileceğimiz kremalaşma indeksi konsantrasyon artışıyla paralel olarak düşmüştür. İyonik gücün KMP emülsiyonu üzerindeki etkisini belirlemek için ise, %0,5 peptid konsantrasyonunda sabit pH 8,0'de iyonik kuvvet 0-500 mM NaCl aralığında değiştirilerek emülsiyonlar hazırlanmış ve emülsiyonların özellikleri incelenmiştir. Maksimum EAI değeri 10 mM NaCl varlığında görülmüş ve tuz miktarı arttıkça EAI değerinin düştüğü gözlenmiştir. ESI ve kremalaşma indeksi değerleri iyonik güç değişiminden önemli derecede etkilenmemişlerdir. Emülsiyon özelliklerinin pH değişimi ile gösterdiği farklılıkları belirlemek için %0,5 KMP konsantrasyonunda iyonik güç 10 mM NaCl varlığı ile sabit tutularak 2,5-10,0 pH aralığında emülsiyonlar hazırlanmıştır. KMP'nin emülsiyon akvitesinin ve stabilitesinin pH 4,0 dolaylarında en düşük değerlere sahip oldukları bulunmuştur. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar neticesinde %0,5 protein konsantrasyondaki 10 mM NaCl ile sabit iyonik kuvvete sahip olan KMP çözeltilerinin emülsiyon hazırlanmasında kullanılmasına karar verilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında Tgaz enzimi uygulamasının kazeinomakropeptidin emülsiyon özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. 1, 5 ve 20 U Tgaz/g KMP aktivitede Tgaz ile 40°C'de 1 saat muamele edilmiş, enzim inaktivasyonu için 80°C'de 2 dakika ısıl işlem uygulanmış, KMP çözeltilerinin 3,5, 4,5 ve 6,5 pH'lardaki emülsiyonları oluşturulmuş ve bu çözeltilerden elde edilen emülsiyonların özellikleri incelenmiştir. Yapılan çalışmaların sonucunda, 1 U Tgaz/g KMP kullanımının emülsiyon özelliklerinde değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. 5 U Tgaz/g protein enzim kullanımı ise pH 4,5'da etkisini en fazla şekilde gösterirken diğer pH değerlerinde çok fazla değişikliğe neden olmamıştır. 20 U Tgaz/g KMP enzim kullanımı ise her üç pH değerinde de EAI ve ESI değerlerini önemli derecede arttırken pH 3,5'da kremalaşma indeksini önemli derecede düşürerek kazeinomakropeptidin emülsiyon özelliklerini önemli düzeyde iyileştirmiştir. Sonuç olarak, kazeinomakropeptidin emülsiyon özelliklerinin en fazla 20 U enzim kullanımı ile pH 3,5'da iyileştiği saptanmıştır. Enzim kullanımının emülsiyon kapasitesi 1 U Tgaz/g KMP kullanımı ile artarken daha yüksek miktarlardaki enzim uygulamaları emülsiyon kapasitesini etkilememiştir. Enzim inaktivasyonu için uygulanan ısıl işlemin emülsiyon özelliklerine etkisini belirlemek için ise, işlem uygulanmayan KMP çözeltisi, sadece ısıl işlem uygulanan KMP çözeltisi, sadece enzim uygulanan KMP çözeltisi ve enzim ve ısıl işlem uygulanan KMP çözeltisi kullanılarak oluşturulan emülsiyonların özellikleri incelenmiştir. İncelenen tüm pH değerlerinde 20 U Tgaz/g KMP enzim kullanılan ve inaktivasyon işlemi uygulanan emülsiyonların özelliklerinin diğer emülsiyonların özelliklerinden daha iyi olduğu saptanmıştır. Sodyum kazeinat ve peyniraltı suyu protein izolatı ile karşılaştırıldığında KMP'nin emülsiyon kapasitesinin yüksek olmasına rağmen aktivite ve stabilite özelliklerinin farklı olmadığı saptanmıştır. 20 U Tgaz/g KMP enzim ile muamele edilen KMP emülsiyonu sodyum kazeinat ve peyniraltı suyu protein izolatı emülsiyonları ile kıyaslandığında ise EAI ve ESI değerlerinin en fazla olan örnek olduğu görülmüştür. Enzimli ve enzimsiz KMP'nin kremalaşma indeksi değerleri diğer emülgatörlerden farksız bulunmuştur. Sonuç olarak 20 U Tgaz/g KMP enzim kullanımı ile kazeinomakropeptidin emülsiyon özellikleri önemli ölçüde iyileştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Caseinomacropeptide (CMP) is a polypeptide with biological activity which is released from casein during cheese production. In recent years, CMP is investigated because of its physiological, nutritional and technological functions. In the present study, effect of transglutaminase (Tgase) on emulsifying properties of CMP was investigated. In addition, emulsifying properties of enzyme treated and untreated CMP were compared with those of Na-caseinate and whey protein isolate. Firstly, influencing factors on emulsifying properties of CMP were studied. Emulsions were formed with sunflower oil and CMP solution at different concentration (0.25-5%), ionic strenght (0-500 mM NaCl) and pH (2.5-10). Emulsion activity index (EAI), emulsion stability index (ESI) and creaming index of emulsions were measured. No significant effect of concentration of CMP was observed on emulsion stability. Increase in CMP concentration caused decrease in emulsion activity and creaming index values. Change in ionic strength did not affect emulsion activity and creaming index values. But it increased emulsion stability at 10 mM NaCl, while higher salt concentrations negatively affected stability. Emulsion activity and stability of CMP were found to show a minimum around pH 4.0. In the second part of the study, effect of transglutaminase enzyme on emulsifying properties of CMP was studied at concentration of 0.5%, ionic strength of 10 mM NaCl and pH 3.5, 4.5 and 6.5. CMP solutions were treated with 1, 5 and 20 U Tgase/g CMP and then heat treated at 80°C for enzyme inactivation. EAI of CMP was increased as the activity of the enzyme was incresed. ESI of CMP was highest at the highest enzyme concentration at pH of 3.5 and 4.5, while there was no effect of enzyme on ESI at pH 6.5. Creaming index of CMP decreased with enzyme treatment at pH 3.5 and 4.5. To determine the effect of inactivation heat treatment on the emulsion properties of CMP, CMP emulsions were prepared with or without enzyme (20 U Tgase/g CMP) and heat treatments. Both enzyme and heat treatment were found to increase the emulsion activity and stability of CMP. CMP was found to have similar emulsion activity and stability with Na-caseinate and whey protein isolate. Enzyme treatment of CMP with 20 U Tgase/g CMP significantly improved emulsion properties.
Benzer Tezler
- Mekanik olarak ayrılmış kanatlı eti proteinlerinden üretilen yenilebilir filmlerin mekanik, optik ve su buharı bariyer özellikleri üzerine transglutaminaz ilavesinin etkisi
Effect of transglutaminase on mechanical, optical and water vapor barrier properties of edible films produced with mechanically deboned poultry meat proteins
DAMLA YAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Gıda MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADETTİN TURHAN
- Transglutaminazın süt proteinlerinin bazı işlevsel özelliklerinin değişimi üzerine etkisi ve yoğurt ve peynire uygulanabilirliği
The effect of transglutaminase on modification of some functional properties of milk proteins and its adaptability on yogurt and cheese
ZERRİN YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2007
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAŞAR KEMAL ERDEM
- Transglutaminazın chia müsilaj bazlı yenilebilir filmle kaplı tavuk nuggetları üzerine etkisi
The effect of transglutaminase on chicken nugget covered with chia mucilage-based edible film
İLKAY ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMALETTİN SARIÇOBAN
- Transglutaminaz enzimi kullanımının süt tozlarının teknolojik özellikleri üzerine etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of, transglutaminase enzyme use on technological properties of milk powder
BETÜL ER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DURMUŞ SERT
- Yoğurt üretiminde transglutaminaz kullanımının kaliteye etkisi
The quality effect of transglutaminase using in yoghurt production
ALPER KÜRŞAT DEMİRKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Besin Hijyeni ve TeknolojisiAtatürk ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZİYA GÖKALP CEYLAN