Investigation of amino acid modifications derived from lipid oxidation in foods
Gıdalarda lipit oksidasyonundan kaynaklanan amino asit modifikasyonlarının araştırılması
- Tez No: 608229
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP, PROF. DR. VURAL GÖKMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 191
Özet
Bu çalışma gıdalarda lipit kaynaklı amino asit modifikasyonlarının araştırılmasını hedeflemiştir. Kızartma yağlarının tekrar tekrar kullanılması sonucu oluşan karbonil havuzu ve kızartma sırasında yağın yüksek oranda absorpsiyonu göz önüne alındığında, derin yağda kızartılmış gıdalar, bu tip reaksiyonları araştırmak için önemli bir potansiyele sahiptir. Birinci bölümde, kızartma yağının ısıtma süresinin patates cipsi ve model hamurlardaki amino asit modifikasyonları üzerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, 2,4-dekadienal, toplam serbest amino asit, dekadien-1-amin, tiyobarbitürik asit reaktif maddeler, 2-pentilpiridin, akrilamid analizleri gerçekleştirilmiştir. Burada sunulan sonuçlar, art arda kullanılmış yağda biriken lipit oksidasyon ürünlerinden 2,4-dekadenalin, kızartma sırasında patateslerde meydana gelen Maillard tipi karbonil-amin reaksiyonlarında aktif olarak rol oynadığını ortaya koymuştur. Bildiğimiz kadarıyla, 2,4-dekadienal ve amino asitler arasında gerçekleşen reaksiyon ürünleri olarak 2-pentilpiridin ve dekadien-1-amin patates cipslerinde ilk kez bu çalışmada rapor edilmiştir. Kızartma yağının 180 °C' de 6 saat boyunca termal oksidasyonundan sonra en yüksek 2,4-dekadienal konsantrasyonuna sahip olduğu bulunmuştur. Beklenildiği gibi, bu yağda kızartılmış patates cipsleri de, en yüksek 2,4-dekadienal (29 mg/kg) konsantrasyonuna sahip olmuştur. Tekrar tekrar kullanılan ayçiçek yağında kızartılmış patates cipslerinde oluşan dekadien-1-amin (pik alanı olarak, bağıl konsantrasyon) ve 2,4-dekadienal arasında pozitif bir korelasyon (r2 = 0.73) tespit edilmiştir. Okside olmuş yağda kızartılan patates cipslerinde 91-154 µg/kg konsantrasyonları arasında 2-pentilpiridin tespit edilirken, okside olmamış yağda kızartılan patates cipslerinde 2-pentilpiridine saptanmamıştır. Model sistem çalışmalarına göre, sadece peynir altı suyu proteini ve su içeren model hamurlara glukoz ve fruktoz ilavesi, büyük olasılıkla, amino asitlerle olan reaksiyonlarında indirgen şekerlerin lipit karbonilleriyle olan rekabetinden dolayı daha az miktarlarda dekadien-1-amin oluşumu ile sonuçlanmıştır. Ayrıca, 4 saat ısıtılmış yağda hazırlanan hamurlarda en yüksek dekadien-1-amin verimi tespit edilmiştir. Patates unu içeren model hamurların (M4), patates cipsi ile benzer 2,4-dekadienal ve dekadien-1-amin trendine sahip olduğu görünürken, ısıtmanın ilk 4 saatindeki toplam serbest amino asitlerin düşüşü gerçek gıda sistemlerine kıyasla model hamurlarda daha belirgin olmuştur. Çalışmanın ikinci kısmı, farklı yağ türlerinin patates cipsindeki amino asit modifikasyonları üzerindeki etkisinin araştırılmasını içermektedir. Bu kapsamda aspir, mısır, kanola, fındık ve zeytinyağı kullanılmış ve p-anisidin, 2,4-dekadienal, toplam serbest amino asit, dekadien-1-amin, karboksimetillizin, karboksietillizin analizleri yapılmıştır. Bu etki, dekadien-1-amin oluşumunda aspir>fındık>kanola>zeytin>mısır yağları sırasına göre gözlemlenmiştir. Patates cipslerindeki CML konsantrasyonlarının, ısıtmanın ilk 4 saati içinde önemli ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Ortalama CML miktarları, fındık, kanola, aspir, mısır ve zeytinyağında hazırlanan cipslerde sırasıyla 1063, 958, 815, 680 ve 522 ng/g olarak belirlenmiştir. Aspir yağı gibi çok yüksek miktarda linoleik asit içeren yağların kullanılması durumunda, yağın ısıtılması sırasında gliokzal ve metilgliokzalın yağda kademeli olarak birikmesinin düşük olasılıkta olmasına rağmen, ısıtmanın ilk 4 saati içerisinde patates cipslerindeki CML ve CEL seviyeleri çok belirgin bir şekilde artmıştır. Isıtma işleminin ilk 4 saati için, yüksek oleik asit içeriğine sahip yağlarda (fındık, zeytin, kanola) hazırlanan cipslerin CML ve CEL seviyelerinde azalma dikkat çekerken, bu davranışın tersi yüksek linoleik asit içerikli yağlarda (aspir, kanola) gözlemlenmiştir. Son olarak, son bölümde, farklı işlemlerin (yağa, antioksidan ilaveye, tavada kızartmaya) patates cipsi ve kızarmış tavuklardaki amino asit modifikasyonları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Benzer şekilde, bu kısımda p-anisidin, 2,4-dekadienal, toplam serbest amino asit, dekadien-1-amin, CML, CEL ölçülmüştür. Oksidasyon stabilitesini arttırmak için kızartma yağına ilave edilen %1 tokoferol karışımı yağın oksidasyonunu tetiklemiştir. Daha fazla okside olmuş yağ içerisinde hazırlanan patates cipslerinde, dekadien-1-amin, CML ve CEL oluşumu takip edildiğinde çok daha fazla serbest amino asit modifikasyonu olduğu gösterilmiştir. % 0,1 BHT (T2) veya % 0,1 tokoferol karışımı (T3) ilave edilen yağların p-anisidin değerleri ile kontrol grubu (T1) arasında önemli bir fark görülmemesine rağmen, yağın ilk dört saatlik ısıtılması sırasında, tavuk etinden hazırlanan köftelerde en yüksek 2,4-dekadienal artışı T1 grubunda görülürken, en düşük artış T2 ve T3 grubunda görülmüştür. Ek olarak, T1'in en düşük serbest amino asit seviyelerine sahip olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, T3 en yüksek dekadien-1-amin oluşumuna neden olurken, T2' nin en yüksek CML seviyelerini oluşturduğu belirlenmiştir. Yağ absorpsiyonunun azalmasından dolayı, kaplama (T4) ve tavada kızartma (P) işleminin lipit kaynaklı amino asit modifikasyonları üzerindeki koruyucu etkisi, daha düşük miktarlarda dekadien-1-amin ve CML oluşumu ile açık bir şekilde gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This study aimed to investigate lipid derived amino acid modifications in foods. When the revealed carbonyl pool resulted from the repeated use of frying oils and high absorption rates of the oil during frying are taken into consideration, deep-fat fried foods have a significant potential to investigate this type of reactions. In the first part, the effect of heating time of the frying oil on amino acid modifications in potato chips and model doughs was investigated. 2,4-decadienal, total free amino acid, decadien-1-amine, thiobarbituric acid reactive substances (TBARs), 2-pentylpyridine, acrylamide analyses were carried out for this purpose. The results presented here revealed that 2,4-decadienal, one of the lipid oxidation products accumulated in repeatedly used oil, actively involved in Maillard type carbonyl-amine reactions occurring in potatoes during frying. To the best of our knowledge, 2-pentylpyridine and decadien-1-amine in potato chips were reported for the first time in this study as products of the reaction occurred between 2,4-decadienal and amino acids. Frying oil was found to have the highest concentration of 2,4-decadienal after thermal oxidation at 180 oC for 6 h. Expectedly, potato chips fried in this oil had the highest concentration of 2,4-decadienal (29 mg/kg). There was a positive correlation (r2=0.73) between the concentrations of 2,4-decadienal and decadien-1-amine (relative concentration as peak area) formed in potato chips fried in repeatedly used sunflower oil. No 2-pentylpyridine was detected in potato chips fried in unoxidized oil, whereas its concentration ranged between 91 and 154 µg/kg in potato chips fried in oxidized oil. According to the model system studies, addition of glucose and fructose to model doughs consisted of only whey protein and water resulted in lesser amounts of decadien-1-amine, most probably because of the competition of the reducing sugars with lipid carbonyls on the reaction with amino acids. Moreover, the highest yields of decadien-1-amine were observed in the doughs prepared at 4 h heated oil. Model doughs containing potato flour appeared to have similar trends of 2,4-decadienal and decadien-1-amine with potato chips while the decline of total free amino acids in the first 4 h of the heating was more apparent in model doughs (M4) compared to real food systems. Second part of the study included the investigation of the impact of different oil types on amino acid modifications in potato chips. Safflower, corn, canola, hazelnut and olive oils were used in this context and p-anisidine, 2,4-decadienal, total free amino acids, decadien-1-amine, carboxymethyllysine (CML), carboxyethyllysine (CEL) analyses were performed. This impact was observed in decadien-1-amine formation in the order of the safflower > hazelnut > canola > olive > corn oils. CML concentrations of the poato chips were detected to be increased significantly within the first 4 hours of the heating. Mean CML amounts were determined to be 1063, 958, 815, 680 and 522 ng/g in the chips prepared within the hazelnut, canola, safflower, corn and olive oil respectively. In case of using the oils with very high amounts of linoleic acid such as safflower oil, increase in CML and CEL levels of the potato chips within the first 4 hours of the heating was very obvious in spite of less likely gradual accumulation of the GO and MGO in the oil during the heating of the oil. For the first 4 hours of the heating, decrease in the levels of CML and CEL of the chips prepared in the oils (hazelnut, olive, canola) with high oleic acid content was remarkable while the reverse of this behavior was observed in the high linoleic acid oils (safflower, canola). Finally, in the last part, the effect of different treatments (antioxidant addition to the oil, coating, pan frying) on the amino acid modifications in potato chips and fried chickens was investigated. Similarly, p-anisidine, 2,4-decadienal, total free amino acids, decadien-1-amine, CML, CEL were measured in this part. 1% tocopherol mix which was added to the frying oil in order to increase oxidation stability triggered the oxidation of the oil. When decadien-1-amine, CML and CEL formation was monitored in the chips prepared within the more oxidized oil, the presence of much more modification of the free amino acids was demonstrated. Although no significant difference (p>0.05) was detected between p-anisidine values of 0.1% BHT (T2) or 0.1% tocopherol mix (T3) added oils with control (T1), the highest increment of 2,4-decadienal in chicken meatballs was observed in T1 group while the lowest rises were in T2 and T3 within the first 4 h of the heating the oil. In addition, T1 was found to have the lowest levels of free amino acids. However, while T3 led to the highest decadien-1-amine yields, T2 was determined to form the highest CML levels. Due to the reduced oil absorption, the protective effect of the coating treatment (T4) and pan frying (P) on lipid derived amino acid modifications was obviously observed by the lower amounts of decadien-1-amine and CML formation.
Benzer Tezler
- Bazı yeni benzotiyazol türevi bileşiklerin sentezleri, yapı aydınlatmaları, GST enzim inhibitörü etkileri ve etki mekanizması dinamiklerinin incelenmesi
Synthesis, structure elucidation,GST enzyme inhibitor activity and investigation of activity mechanistic dynamics of some new benzothiazole derivatives
KAYHAN BOLELLİ
Doktora
Türkçe
2016
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL YALÇIN
- Substitue ftalosiyaninler için yeni başlangıç maddelerinin sentezi
Synthesis of new reactants for the substituted phthalociyanines
İSMAİL YILMAZ
- Yeni kitosan modifiye ürünlerinin eldesi ve biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi
Preparation of new chitosan products and investigation of their biological activations
SAMET KOCABAY
Doktora
Türkçe
2020
BiyoteknolojiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRNUR AKKAYA
- Fenollerin sulu çözeltilerden orgono kil üzerinde adsorpsiyon ile zenginleştirilmesi ve kapiler elektroforez yöntemi ile tayini
Preconcentration of phenols from aqueous solutions by adsorption on organo-clay followed by capillary electrophoretic determination
İNCİ ALEMDAR
- Modifiye polianilin elektrodun metanol ve etilen glikol oksidasyonunda katalitik özelliklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
FEHMİ FIÇICIOĞLU
Doktora
Türkçe
1998
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimyagerlik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN