Kırgızistanda üretilen bazı gıda maddelerinin özelliklerinin floresans spektroskopisi ve istatistik kemometri yöntemleriyle araştırılması
Investigation of some food products produced in Kyrgyzstan by fluorescence spectroscopy and statistical chemometrics
- Tez No: 615608
- Danışmanlar: PROF. DR. ASILBEK KULMIRZAEV
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: meat of cow, yak and horse, foods of Kyrgyzstan, fluorescence spectroscopy, statistical chemometric methods
- Yıl: 2016
- Dil: Kırgızca
- Üniversite: Kırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Kırgızistan Orta Asya'da hayvancılık ve tarım ürünlerinin üretiminde geleneksel bir lider konumuna sahiptir. Doğal iklim koşulları, gerçekleşen hayvancılık ve tarım ürünleri üretimi ülke için sosyo-ekonomik gelişimin, ihracat-ithalat dengesi ve gıda üretim güvenliğinin durumunu belirleyen stratejik öneme sahiptir. Gıda üretiminin gelişimindeki düzensizliğe ve sürekli tüketici talebindeki artışın sonucu hayvancılık ve tarım ürünleri ülkenin uluslararası ticaretinin ihracat ve ithalatındaki önemli nesnesi olarak kalmaktadır. Gıda maddeleri ve ürünleri karmaşık bir kompozisyona sahip olduğundan, içeriğini ve bileşimini belirlemek zorluklar yaratmaktadır. Günümüzdeki yüksek seviyede gelişen modern analitik yöntemlere ve araçlara rağmen, birçok gıda analizlerinde çözülmeyen problemler vardır. Gıda teknolojilerinin bundan sonraki gelişimi ham ve hazır gıda maddelerin hızlı ve ucuz kontrölünü sağlayan yeni analiz ve sensörleri gerektirir. Birçok analitik araçlar yüksek fiyatı nedeniyle erişilemez hale gelmektedir. Bazı analizleri yapmak zordur ve o yönde çok iyi yetişen nitelikli uzmanın emeğini talep eder. Bazı metodların yapılması çok uzun zaman harcamayı gerektirir. Günümüzde gıda üretim hattında sürekli kontröl ve analiz yapmayı sağlayan araçlara talep artmaktadır. Son yıllarda, floresansa dayalı analitik metodlar birçok alanda; bioloji, kimya, tıp, denizcilik, ziraat, mineroloji, mühendislik ve jeolojinin çeşitli nitel ve nicel analizlerinde en çok uygulanan metodlar haline gelmiştir. Spektroskopi dallarından olan floresans spektroskopisi madde üzerine gelen elektromanyetik ışıma ile uyarılması ve temel haldeki elektronların uyarılmış enerji düzeyine geçmesi ve sonra bu halde kararlı kalamadıklarından tekrar temel enerji düzeyine geri dönerken ortama verdiği ışımanın ölçülmesi ilkesine dayanmaktadır. Floresans özelliğine sahip olan her bir molekül onu vi çevreleyen ortamın içeriği ve özelliklerine (sıcaklık, pH, iyonların konsantrasyonu) bağlıdır. Bu yüzden fluoroforların davranışı, çeşitli teknolojik faktörlere bağlı olan gıda sistemi hakkında bilgi verir. Floresans spektroskopisinden alınan bulgular, kompleks ve çok boyutludur yani birçok değişkenlere bağımlıdır. Bu yüzden, çok değişkenli analitik verilerden maksimum kimyasal bilgi elde edebilmek için çok boyutlu istatistik işleme metodları ya da kemometrik metodlar kullanılır. Son yıllarda kemometri alanındaki gelişmeler kompleks sistemlerin çözümü için çok değişkenli kalibrasyonların gelişmesine yol açmıştır. Çok değişkenli kalibrasyon yöntemleri ile birden fazla bileşen içeren numunelerdeki bileşenler çok sayıdaki dalga boylarını kullanarak kantitatif olarak tayin edilebilmektedir. Analitik çalışmalarda iki veya daha fazla aktif bileşiği içeren kompleks karışımların analizinde kemometrik kalibrasyonlar son derece başarılı sonuçlar vermektedir. Kemometride, çok değişkenli kalibrasyonlar için çeşitli matematiksel algoritmalar kullanılmaktadır. Bu bağlamda, bunlardan yaygın olarak kullanılan temel bileşenler analizi (TBA) (principal component analysis – PCA), kısmi en küçük karelere regresyon (KEKKR) (partial least squares regression – PLSR), kısmi en küçük karelere diskriminasyon analizi (KEKKDA) (partial least squares discriminant analysis - PLSDA) ve faktöryel diskriminant analizi (FDA) (factorial discriminant analysis – FDA). Tez çalışmasının amacı, hızlı, tam, basit ve de geniş uygulama alanına sahip olan, ürünü bozmayan, yüksek duyarlılık ve seçicilik özellikleriyle üstün olan floresans spektroskopisi metoduyla çok boyutlu istatistik kemometrik metodları kullanarak ülkemizde üretilen bazı gıda maddelerinin özelliklerinin araştırılmasıdır. Bu amaçla, araştırılan gıda maddesi olarak 1. grupta ülkemizin dağlık rayonu Narın bölgesinde yetiştirilen aynı yaş (2-2,5 yaşında) ve aynı cinsiyetteki (dişi) inek, yak ve kısrağın etleri ve bu etlerinin yağları araştırılmıştır. Araştırılan her hayvan etinden GM (Gluteus medius) - gluteas kasları, LD (Longissimus dorsi) - sırtın uzun kası ve ST(Semitendinosus muscle) - semitendinosus kasından örnekler alınmıştır. Et örneklerinin nem, protein, yağ ve kül içeriği belirlenmiştir. Araştırılan et örneklerinin aminoasit değerleri Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC Agilent Technologies 1200, Santa Clara, CA) ve yağ asit bileşimleri Gaz Kromatografisinde (Agilent 7890 , Wilmington, ABD ) tayin edilmiştir. Ayrıca, araştırılan etin yağının vii yağ asit içeriği de belirlenmiştir. Triptofan, riboflavin ve A vitamini floresans özellikleri Fluoromax-4 spektrofluorimetre (Horiba Jobin Yvon, ABD) yardımıyla alınmıştır. Bütün deneysel analizlerden alınan verilere MatLab (The MathWorks Inc., BD) programının yardımıyla TBA, KEKKR, KEKKDA ve FDA gibi kemometrik analizler uygulanmıştır. 2. grupta araştırma için ülkemizin Oş ve Batken bölgelerinde üretilen ve satılan pirincin 17 çeşidi alınmıştır. Pirinç örneklerinin nem içeriği ve su aktivitesi standart metodlarla tayin edilmiştir. Pirinç örneklerinin floresans özellikleri triptofan, riboflavin (2 vitamini) ve tokoferol 305-600, 340-540, 410-700 nm diyapazonlarında ve uyandırma dalga boyu 290, 295 ve 370 nm seviyelerinde alınmıştır. Pirinç örneklerinin bütün deneysel verileri istatistik kemometrik yöntemlerle işlenilip sonuçları alınmıştır. 3. grupta ülkemizin Isık göl bölgesindeki“Dairy Spring”fabrikasının 3 değişik yağ yüzdesine sahip (%20, %45 ve %55) Tilzit peyniri alınmıştır. Peynir örneklerinin nem, kuru madde, protein ve yağ içeriği belirlenmiştir. Reolojik analizinde ise her bir peynir örneğinin 3 reolojik bölgesindeki (Yield Stress, flow stress and LVE-range (Limited Viscous-Elastic) elastik (G'), viskoz (G") mödülleri ve kayma gerilimi (τ) değerleri MCR-302 Modüler Kompakt Reometrede (Anton Paar, Almanya) aynı sıcaklık aralıklarında (25-70 °C) ölçülmüştür. Ayrıca peynirlerin erime sıcaklıkları da belirlenmiştir. Üç değişik yağ yüzdesine sahip peynirin triptofan emisyon spektrumları, A vitamin emisyon ve eksitasyon spektrumları 25-70 °C sıcaklık aralığında alınmıştır. Peynir örneklerinin floresans spektrumları, reolojik ve kimyasal analiz sonuçları istatistik kemometrik yöntemlerle işlenilmiştir. Yapılan analizlerin ışığında; et örneklerinin riboflavin, triptofan ve A vitamin spektrumları onların kimyasal içeriğinin tespitinin mümkün olabileceğini göstermiştir. Riboflavin emisyon spektrumları et örneklerinin protein içeriğini 8 değişken sayısı ile genel değişikliğin % 89.9'unu, yağı 10 değişken sayısı ile genel değişikliğin % 95.1'ini ve nemi ise 10 değişken sayısı ile genel değişikliğin % 93.8'i açıklayıp tahmin etmiştir. Triptofan emisyon spektrumları et örneklerinin protein içeriğini R2=0.87 korelasyon katsayısıyla öngörebilmiştir. A vitamini spektrumları yardımıyla et örneklerini protein içeriği R2=0.709, yağ içeriği R2=0.917 ve nem içeriği R2=0.893 regresyon katsayısıyla tahmin edilmiştir. Örneklerin içerdiği suyun oranı yükselince yağ içeriği azaldığından, A vitamini spektrumu nem içeriğinin de tahmininde son derece başarılı olmuştur.
Özet (Çeviri)
The objective of this study was to investigate the properties of some foods produced in Kyrgyzstan, by fast, accurate, highly sensitive and selective fluorescence spectroscopy in conjunction with statistical chemometrics. In accordance with the object of the Thesis samples of beef, yak meat and horse meat, semi-hard cheese with three different fat contents and 17 rice varieties were taken. Chemical compositions (moisture, fat and protein content) of meat and cheese samples were measured. The amino acid and fatty acid compositions of meat samples were determined. Rheological characteristics of cheeses such as yield stress (L), flow stress (F), storage modulus (G') and loss modulus (G") were measured at linear-viscoelastic, yield stress and flow stress oscillation regions. The fluorescence spectra (tryptophan, riboflavin, vitamin A and tocopherol emission spectra) of all the samples were recorded. The experimental data were processed by statistical chemometric methods. Observed differences in the fluorescence spectra, indicated the possibility of predicting the chemical composition of meat. Melting temperatures and chemical composition of the semi-hard cheeses were also predicted with R2=0.98 using fluorescence spectra. L and F were predicted with R2=0.90 from vitamin A emission and excitation spectra, respectively. The moisture content and water activity in rice were predicted with R2 = 0.93 and R2 = 0.92 from riboflavin and tryptophan emission spectra, respectively. The results showed possibilities of fluorescence spectra to characterize, classify and predict chemical composition and physical properties of the food products. Thus, fluorescence spectroscopy in conjuction with chemometric methods has great potential as a tool for rapid and precise characterization and prediction of the chemical composition, physical properties and quality of food products.
Benzer Tezler
- Тамак аш өнөр жайынын Кыргызстандагы өнүгүү проблемасы жана аны чечүү жолдору
Başlık çevirisi yok
RAHAT KARABAEVA
Yüksek Lisans
Kırgızca
2007
EkonomiKırgızistan-Türkiye Manas ÜniversitesiEkonomi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUSUP PİRİMBAYEV
- Un üretim hattının bazı mikrobiyolojik tehlikeler yönünden incelenmesi
Ун өндүрүү технологиялык тизиминин кээ бир микробиологиялык коркунучтарын изилдөө
ECE SEMERCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKırgızistan-Türkiye Manas ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. AYDAYKAN KASIMAKUNOVA
- Bazı balların kimyasal bileşimi üzerine araştırma
Researc on the chemical composition of some honeys
GÜL ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECAİ ERCAN
- ЕВРАЗИЯ ЭКОНОМИКАЛЫК БИРЛИГИ: КЫРГЫЗСТАН МИСАЛЫНДА
Avrasya Ekonomik Birliği: Kırgızistan örneği / The Eurasian Economic Union: The Case Of Kyrgyzstan
ŞAMİL BALCI
Doktora
Kırgızca
2024
EkonomiKırgızistan-Türkiye Manas Üniversitesiİktisat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUSUPCAN PİRİMBAYEV
- Кыргызстандын чүй аймагында өндүрүлгөн бээ сүтүнүн жана кымыздын касиеттерин изилдөө
Kırgızistanın Çüy bölgesinde üretilen kısrak sütünün ve kımızın özelliklerinin araştırılması
AYÇÜRÖK MACİTOVA
Doktora
Kırgızca
2016
Gıda MühendisliğiKırgızistan-Türkiye Manas ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASILBEK KULMIRZAEV