Geri Dön

Transglutaminaz uygulanmış kazeinomakropeptidin fizikokimyasal özelliklerinin karakterizasyonu

Characterization of physicochemical properties of caseinomacropeptide treated with transglutaminase

PDF İndir

  1. Tez No: 528253
  2. Yazar: SOLMAZ MOHAMMADIPOUR MAVAZEKHAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  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: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 69

Özet

Kazeinomakropeptid (KMP) peynir üretimi sürecinde, rennet enziminin κ-kazeini parçalaması sonucunda peyniraltı suyuna salınır. Peyniraltı suyunda 12-15 g/L protein bulunmaktadır ve bu proteinin yaklaşık %20-25'ini KMP oluşturur. Kazeinomakropeptid asidik pH değerlerinde bile suda çözünebilen hidrofilik ve negatif yüklü bir peptiddir. Kazeinomakropeptid peyniraltı suyundan izole edilir ve fonksiyonel biyoaktif bir peptid olarak gıdalarda kullanılır. Kazeinomakropeptidin fonksiyonel özellikleri arasında antibakteriyel, antiviral, bağışıklığı geliştirici ve prebiyotik özellikleri sayılabilir. Ayrıca saf halde aromatik amino asitleri, özellikle fenilalanin, içermediğinden bu amino asitleri sindiremeyen bireyler için üretilen gıdalarda kullanılabilir. Transglutaminaz enzimi proteinlerin çapraz bağlanması ve bu yolla jel, köpük ve emülsiyon oluşturma gibi yapısal fonksiyonlarının geliştirilmesi için uygulanan bir enzimdir. Araştırmalarda farklı gıda ürünlerinde uygulanması olumlu sonuçlar vermiştir. Gıda endüstrisinde bazı gıda ürünlerinde ticari uygulamaları vardır. Daha önce yapılan bir çalışmada, transglutaminaz enziminin kazeinomakropeptidi çapraz bağlayabildiği saptanmıştır. Bir başka çalışmada, transglutaminaz uygulamasının kazeinomakropeptid izolatının jel özelliklerini geliştirdiği saptanmıştır. Transglutaminazın kazeinomakropeptid izolatının fizikokimyasal özelliklerine olan etkisi bilinmemektedir. Bu çalışmada, transglutaminaz uygulamasının ticari bir kazeinomakropeptid izolatının fizikokimyasal özelliklerine ve bundan elde edilen jelin dokusal özelliklerine etkileri incelenmiştir. Kazeinomakropeptid çözeltileri kütlece %20 konsantrasyonda hazırlanmıştır. Kazeinomakropeptid izolat bileşiminde kütlece %3.6 peyniraltı suyu proteinleri bulunduğu için, peyniraltı suyu protein izolatı ile de bu konsantrasyonda örnekler hazırlanarak kazeinomakropeptid izolatının jelleşmesine olabilecek muhtemel etkileri belirlenmiştir. Kazeinomakropeptid izolatı ve peynir altı suyu protein izolatı çözeltileri kendi pH değerlerinde 0-12,5 U/g protein aktivite aralığında transglutaminaz enzimi ile 40ºC'de 1 saat muamele edilmiştir. Daha sonra enzim reaksiyonunu durdurmak için çözeltiler soğuk su banyosunda soğutulmuştur. Çözeltilerin pH değerleri kazeinomakropeptidin kuvvetli jel oluşturduğu pH 3,0'e ayarlanmıştır. Enzim eklenmeyen kontrol örnekleri de aynı işlemlere tabi tutulmuştur. En yüksek transglutaminaz aktivitesi ile muamele edilen örneklerin ve kontrol örneğinin hidrofobisite, zeta potansiyel ve jelleşme özellikleri ölçülmüştür. Ayrıca hazırlanan örnek çözeltilerinden elde edilen jellerin dokusal özellikleri belirlenmiştir. Çözeltilerin zeta potansiyeli, parçacık büyüklüğü analiz cihazı kullanarak ölçülmüştür. Kazeinomakropeptid izolatı çözeltileri %0.2 konsantrasyonda olacak şekilde seyretilmiş ve pH değeri 2.5-6.7 aralığındaki değerlere ayarlanmıştır. Örneklerin izoelektrik noktası, pH-zeta potansiyel verilerine uygun matematiksel denklemin saptanması ve bu denklemin sıfıra eşit olduğu pH değerinin hesaplanması ile bulunmuştur. Örneklerin hidrofobisitesinin belirlenmesi için örnek çözeltileri %0.01-0.1 konsantrasyon aralığına seyreltilmiştir. Fluoresan 8-anilino-1-naftalensülfonik asit (ANS) probunun 3 mM'lık çözeltisi pH 7.0 fosfat tamponunda hazırlanmıştır. Dilüe edilen örnek çözeltisi ve ANS çözeltisi 15 dakika oda sıcaklığında karanlıkta inkübe edilmiştir. Örneklerin floresan şiddeti floresan spektrofotometrede 390 nm'de uyarım yapıldıktan sonra 480 nm dalga boyunda ölçülmüştür. Örnek çözeltilerinin jelleşme özellikleri reometre kullanılarak belirlenmiştir. Jelleşmenin gerçekleşmesi için 25-70°C aralığında sıcaklık taraması uygulanmıştır. Jelleşmenin tamamlanması için örnekler 70°C'de 30 dakika inkübe edildikten sonra 25°C'ye soğutma yapılmıştır. Elastik modül (G΄) değerinin 1 Pa'ı geçtiği noktada jelleşme sıcaklığı kaydedilmiştir. Kazeinomakropeptidın jelleşmesinde peyniraltı suyu proteinlerinin etkisinin olup olmadığını belirlemek için aynı jelleşme programı peyniraltı suyu protein izolatı örneklerine de uygulanmıştır. Kazeinomakropeptid izolatından elde edilen jellerin dokusal özelliklerinin belirlenmesi için örnek çözeltilerinden jel hazırlanmıştır. Örnek çözeltileri pH 3.0'e ayarlandıktan sonra test tüplerine aktarılarak, 70ºC su banyosunda 30 dakika inkübasyon uygulanarak jelleşme sağlanmıştır. Örnekler daha sonra soğuk su banyosunda soğutulmuş ve analiz edilene kadar bekletilmiştir. Elde edilen jellerin dokusal özellikleri doku analiz cihazı ile penetrasyon testi uygulanarak ölçülmüştür. Penetrasyon testinden elde edilen verilerden sertlik ve penetrasyon işi belirlenmiştir. Tüplerde hazırlanan jellerde ayrıca sinerez ölçümü yapılmıştır. Örnekler 2500×g'de 10 dakika santrifüj edilmiş ve ayrılan su miktarı ölçülmüştür. Transglutaminaz uygulaması ile kazeinomakropeptid izolatının yüzey yükü aynı pH'da daha negatif değerlere doğru değişmiş ve bu durum daha çok düşük pH değerlerinde gözlenmiştir. Kontrol ve enzimle muamele edilmiş kazeinomakropeptid izolatının pI değerleri sırasıyla 3,47 ve 2,98 olarak ölçülmüştür. Transglutaminaz uygulaması kazeinomakropeptid izolatının pI değerini düşürmüştür. Kazeinomakropeptid izolatının hidrofobisitesi transglutaminaz uygulaması ile azalmıştır. Reolojik analizler sonucunda, transglutaminaz ile muamele edilen ve edilmeyen kazeinomakropeptid izolatı örneklerinin jelleşme sıcaklığı ve elastik modül değerleri arasında istatiksel olarak önemli düzeyde bir farklılık tespit edilmemiştir. Enzim ile muamele edilen ve edilmeyen peyniraltı suyu protein izolatı örneklerinde jel oluşumu gözlenmemiştir. Bu durum peyniraltı suyu proteinlerinin çalışılan koşullar altında kazeinomakropeptid izolatı jelinin oluşumunda etkili olmadığını göstermiştir. Dokusal analizlerde, kazeinomakropeptid izolatı jelinin sertlik ve penetrasyon işi değerlerinin uygulanan enzim aktivitesi arttıkça arttığı tespit edilmiştir. Bu önemli değişim transglutaminaz enzimi ile çapraz bağlamanın kazeinomakropeptid izolatı jelini güçlendirdiğini göstermiştir. Örneklerde sinerez analizleri sonucunda su ayrılması gözlenmemiştir. Yapılan bu çalışma, kazeinomakropeptid izolatı kullanılarak pH 3'te 70C'de 30 dakika ısıl işlem ve soğutma sonrasında jel elde edilebileceğini göstermiştir. Bu koşullar altında jel oluşturan ana bileşen kazeinomakropeptiddir. Transglutaminaz enzimi ile çapraz bağlama sonucunda kazeinomakropeptidin jelleşme sırasındaki reolojik özellikleri istatiksel olarak önemli düzeyde değişmese de jelin dokusal özellikleri geliştirilmiştir. Transglutaminaz uygulaması ile daha sert ve dayanıklı bir jel elde edilmiştir. Transglutaminaz uygulanmış kazeinomakropeptid izolatının ticari olarak kullanım potansiyelini göstermek için ilave çalışmalara ihtiyaç vardır. Transglutaminaz uygulanmış kazeinomakropeptid izolatı kullanılarak gıda ürünleri geliştirilebilir ve bu ürünlerin kabul edilebilirliğini belirlemek için duyusal analizler yapılabilir.

Özet (Çeviri)

Caseinomacropeptide (CMP) is released to the whey during cheese production process by rennet enzyme which breaks down κ-casein. Whey protein contains 12-15% g/L protein in its structure and around 20 to 25% of this protein amount is CMP. Caseinomacropeptide is water-soluble hydrophilic and negatively charged peptide even at acidic pH values. CMP is isolated from whey and available for use in foods as a functional bioactive peptide. Transglutaminase is a cross-linking enzyme used for improvement of structural functions of proteins. In this study, effect of transglutaminase treatment on physicochemical properties of a commercial caseinomacropeptide isolate (CMPI) and textural properties of the gel obtained from it was investigated. CMPI samples were prepared at a concentration of 20% (w/w) with deionized and distilled water. Since CMPI contained whey proteins at a concentration of 3.6% (w/w), aqueous WPI solution was prepared at this concentration to determine the possible effect of whey proteins on gelation of CMPI. Solutions were treated with transglutaminase at an enzyme activity in the range of 0-12.5 U/g protein at their pH. Solutions were incubated at 40C for 1 h with gentle stirring for cross-linking with the enzyme, then cooled in an ice-water bath to stop the enzyme reaction. Control samples were prepared and incubated the same way without the enzyme for both CMPI and WPI. The pH of the solutions was adjusted to pH 3 as this pH was found to provide a strong gel of CMP. Physicochemical properties of the samples were determined by measurements of hydrophobicity, zeta potential and gelation properties. Textural properties of the gels obtained from the sample solutions were also determined. Zeta potential (ζ) of the solutions were measured by using a particle size instrument with the capability to measure zeta potential. Caseinomacropeptide solutions were diluted to 0.2% (w/w) concentration and adjusted to pH values in the range of 2.5-6.7. Control and enzyme-treated samples were treated the same way. Isoelectric point of the samples was determined by fitting a polynomial equation to the data and finding the point at which the equation gives 0 zeta potential. To measure hydrophobicity, CMPI samples were diluted to concentrations in the range of 0.01-0.1%. The fluorescent 8-aniline-1-naphthalene sulfonic acid (ANS) probe was used with a concentration of 3 mM in phosphate buffer at pH 7.0. CMPI and ANS solution were mixed and kept under dark at room temperature for 15 min. Fluorescence intensities measured at 480 nm after excitation at 390 nm. Gelation of the samples was measured with a rheometer. Temperature sweep in the range of 25-70C was applied to determine the gelation temperature, then held at 70ºC for 30 min for completion of gelation and after, cooled to 25ºC. Gelation temperature recorded when elastic modulus (G΄) passed over 1 Pa. Same measurements were also carried out with WPI samples to scrutinize the possible role of whey protein on the gel formation of CMPI. Gels were prepared from the samples in water bath at 70ºC for 30 min for determination of textural properties and syneresis of the samples. Textural properties of the gel obtained were measured with a texture analyzer. Penetration test was applied for determination of hardness and work of penetration. Syneresis in the samples were measured by centrifuge method. Zeta potential measurements showed that surface charge changed from positive to negative values with increasing pH. pI of CMPI and enzyme-treated CMPI were at the pH 3.47 and 2.98, respectively. Enzyme-treated CMPI had lower hydrophobicity compared to that of the CMPI itself. In rheological analysis, no significant difference in gelation temperature and G' values during gelation was found between untreated CMPI and transglutaminase-treated CMPI. No gel formation for WPI and enzyme-treated WPI was observed which meant that whey proteins were not affecting the gelation of CMP under the conditions of this study. Hardness and penetration work of the CMPI gels significantly enhanced by treatment with increasing activity of transglutaminase in texture analyses. These significant changes showed that covalent cross-linking of CMPI with transglutaminase strengthened the gel of CMPI. No serum separation was observed in all the samples.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467167

    Effect of transglutaminase on emulsifying properties of caseinomacropeptide

    Transglutaminaz enziminin kazeinomakropeptidin emülsiyon özelliklerine etkisi

    GÜLNAZ ARTAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ

  2. Tez No

    438706

    Role of tissue transglutaminase induced integrin trafficking in kidney cancer metastasis

    Doku transglutamınaz güdümlü integrin trafiğinin böbrek kanseri metastazı üzerine etkisi

    AYCA ZEYNEP İLTER AKÜLKE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyolojiYeditepe Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK TELCİ

  3. Tez No

    640555

    Et ve et ürünlerinde kullanılan ingredientlerin kalıntı nitrit seviyesi üzerine etkisi

    The effect of ingredients used in meat and meatproducts on the residual nitrite levels

    ESRA KARACA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Besin Hijyeni ve TeknolojisiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİROL KILIÇ

  4. Tez No

    430925

    Yağı azaltılmış minyatür ultrafiltre beyaz peynir üretiminde protein-glutaminaz kullanımı ve bunun peynir kalitesi üzerine etkisi

    Utilization of protein-glutaminase in the manufacture of reduced fat miniature ultrafiltrated white cheese and its effects on cheese quality

    MALEK MOLLAZADEH

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Gıda MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ TOPCU

  5. Tez No

    838532

    Tavuk döner üretiminde, mekanik ayrılmış tavuk etlerinin kullanılabilme imkanlarının belirlenmesi

    Determination of the possibilities of using mechanically deboned chicken meat in chicken doner production

    AYŞE ÖNEY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    ZiraatSelçuk Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KARAKAYA

Geri Dön