Geri Dön

Antarctic microalga micractinium simplicissimum ASYA46 as a functional ingredient for dough preparation

Hamur hazırlama için fonksiyonel bir bileşen olarak antarktika mikroalg micractinium simplicissimum ASYA46

PDF İndir

  1. Tez No: 848464
  2. Yazar: MİHRAÇ GÖRÜNMEK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. TURGAY ÇAKMAK, DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE AYTUNGA ARIK KİBAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Medeniyet Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 164

Özet

Güncel küresel senaryoda 21. yüzyıl için en büyük sorunlardan biri giderek artan nüfusa karşın giderek azalan besin kaynaklarıdır. Dünya Gıda Programı gıda sıkıntısı çeken insanların sayısının 2023 yılında 345 milyona yükseldiğini ve her 9 kişiden 1'inin yetersiz beslendiğini rapor etmiştir. Her ne kadar acil gıda ihtiyacını karşılamak hedeflense de asıl ihtiyaç uzun vadeli programların desteklenmesidir. Ekilebilir tarım arazilerinin kısıtlı oluşu, küresel tarım sisteminin sera gazı emisyonundaki %18'lik payı, içme suyunun azalması sonucu geleneksel besin kaynaklarının sürdürülebilirliğinin sekteye uğraması ve CO2 nötr yaklaşımlara duyulan ihtiyaç sürdürülebilir ve sağlıklı farklı besin kaynaklarına yönelik yaklaşımları artırmaktadır. Bu noktada mikroalgler sahip olduğu katma değerli metabolitler ile alternatif gıda olarak ümit verici bir adaydır. Mikroalgler çevre şartları, saklama koşulları ve hasat şekline göre değişebilen protein, lipid, karbohidrat, mineral, vitamin, lif ve pigment içeriğiyle öne çıkmaktadır. Özellikle karotenoid, sterol, zengin amino asit yapısı ve çoklu doymamış yağ asidi içeriğiyle yüksek kaliteli besin adaylarıdır. Birçok mikroalg türü besin açısından eksiksiz bir profili sahiptir ve verim açsından çoğu bitki türünden daha iyi performans sergiler. Geleneksek bitkilere uygulanan binlerce yıllık ıslah ve tür seçimi çalışmaları gelişen genetik mühendisliği ile sadece birkaç yılda mikroalglere uygulanabilmektedir. Zengin gıda kompozisyonunun yanında hızlı büyümeleri, karbondioksit tutmaları, toprak için tarımla rekabet etmemeleri, içilebilir suya tarım kadar ihtiyaç duyulmamaları gibi çevre dostu özellikleri de mikroalglerin pozitif yönlerindendir. Gün geçtikçe de mikroalg ve ekstraktlarına yönelik gıdada kullanımı üzerine çalışmalar artmaktadır. Mikroalg ile katkılandırılan birçok besin bulunmaktadır. Ancak besinlerin sağlığa etkileri kadar ulaşılabilirliği de önem taşımaktadır. Ne yazık ki günümüzde formülasyonu herhangi bir doğal ekstrakt ya da ürün ile zenginleştirilen besinler hem ekonomik hem de erişim anlamında daha küçük bir kitleye hitap edebilmektedir. Bu noktada birçok medeniyette yeri olan ekmeklerin her kesim tarafından ulaşılabilmesi de önemlidir. Çalışmanın ana teması İstanbul Medeniyet Üniversitesi Mikroalg Kültür Koleksiyonu'ndan (IMUASYA-IMUARAS) temin edilen mikroalgler üzerine kurgulanmıştır. Bu kapsamda IV. Ulusal Antarktik Bilim Seferi'nde Horseshoe Adası'ndan izole edilen psikrotolerant Chlorella vulgaris ASYA27, Micractinium simplicissimum ASYA46 ve bir başka proje kapsamında Nemrut Volkanik Gölü'nden izole edilen mezoterm Chlorella vulgaris ARAS102 mikroalgi kullanılmıştır. Chlorella hem GRAS hem de EFSA tarafından insan tüketimine uygun bir mikroalg olarak kabul edilmesi ve mikroalglerin element biyokimyasının çevresel koşullara göre şekillenmesi nedeniyle çalışma için iki farklı ortamdan izole edilen Chlorella vulgaris kullanılmıştır. Micractinium simplicissimum ise Chlorella ile aynı sınıfa ait ancak insan tüketimi açsından herhangi bir yetkili organ tarafından belgelenmeyen bir mikroalgdir. Bu nedenle diğer iki Chlorella ile karşılaştırılarak gıda potansiyeli değerlendirilmiştir. Tezin amacı mikroalg biyokütlesi ile farklı oranlarda zenginleştirilen tam buğday unlu ve glüten free (yulaf) unlu ekmeğin orijinal gıda matrisininin besinsel özelliklerinin artırılmasıydı. Amaç doğrultusunda Chlorella vulgaris ASYA27, Micractinium simplicissimum ASYA46 ve Chlorella vulgaris ARAS102 ile %1 ve %3 oranlarında katkılandırılan tam buğday ve glütensiz unlu ekmeğin fizikokimyasal özellikleri değerlendirilmiştir. Bu kapsamda nem ve kül içeriği, Kjeldahl metodu ile total proteini, HPLC ile amino asit analizi, B1, B2 ve B6 vitaminlerinin kromotografik ölçümü, total diyet, nişasta ve lif içeriği, Atomik absorpsiyon spektroskopisi (AAS) ile sodyum (Na), magnezyum (Mg), potasyum (K), kalsiyum (Ca) ve fosfor (P), bakır (Cu), manganez (Mn), demir (Fe) ve çinko (Zn) içeriği, ICP-MS ile ağır metal analizi, fosfor analizi, Soxhlet ile yağ içeriği ve GC-FID ile yağ aside metil ester analizi yapılmıştır. Mikroalg eklenmeyen ekmekler ile %1-3 oranında mikroalg eklenen ekmeklerin besin profili karşılaştırıldığında ekmeğin nem ve kül içeriğinde artış görülmüştür. Bununla beraber protein içeriği %9-34 oranında artış göstermiştir. Amino asit içeriği de mikroalg ilavesi ile zenginleşmiştir. B1, B2 ve B6 vitamini de mikroalg ilavesiyle artmıştır. Lif içeriği %14-73 oranında artış sağlarken, nişasta içeriği kontrol grubuna göre en yüksek %14 seviyelerinde artışa yol açmıştır. Total lipit içeriği %7.5-30 arasında artış sağlamıştır. Yağ aside profili incelendiğinde toplam doymamış yağ aside içeriğinde yükselme gözlemlenmiştir. Gıda kıtlığına karşın geleneksel olmayan besin arayışı devam etmektedir. Bu noktada mikroalgler ideal besin kaynağı olmaya iyi bir adaydır. Çalışma kapsamında herkesin ulaşabileceği ve günlük beslenmede önemli bir yere sahip olan ekmeğin mikroalg ile katkılandırılması sonucu analiz edilen tüm parametrelerde olumlu anlamda artış meydana gelmiştir. Üç farklı mikroalgin ekmek profilinde meydana getirdiği iyileşme sonuçları karşılaştırıldığında özellikle insan tüketimine aday olabilecek ve anons edilmemiş olan Micractinium simplicissimum ASYA46'da diğer iki mikroalg kadar etkin olmuştur. Bu da tüketime uygunluğu noktasında iyi bir göstergedir. Bunun yanında hem tam buğday hem de glutensiz olan yulaf unu kullanılarak hazırlanan ekmek formülasyonu karşılaştırılmıştır. Glutensiz besinlerin düşük protein içeriği zenginleştirilmesini daha hayati hale getirmiştir, bu noktada mikroalg ilavesi profili iyileştirmeye katkı sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

In the current global scenario, one of the biggest challenges for the 21st century is dwindling food supplies for a growing population. The World Food Programme has reported that the number of people suffering from food insecurity will increase to 345 million in 2023, with 1 in 9 people malnourished. While meeting immediate food needs is the goal, the real need is to support long-term programs. The limited availability of arable agricultural land, the 18% share of the global agricultural system in greenhouse gas emissions, the sustainability of traditional food sources being hampered by the decline in drinking water, and the need for CO2-neutral approaches increase the need for different sustainable and healthy food sources. At this point, microalgae are a promising candidate as an alternative food with its value-added metabolites. Microalgae stand out with their protein, lipid, carbohydrate, mineral, vitamin, fiber, and pigment content, which may vary according to environmental conditions, storage conditions, and harvesting methods. They are high-quality food candidates, especially with their carotenoid, sterol, rich amino acid structure, and polyunsaturated fatty acid content. Many microalgae species have a complete nutrient profile and outperform most plant species in terms of yield. Thousands of years of breeding and species selection work applied to traditional plants can be applied to microalgae in just a few years with advances in genetic engineering. In addition to their rich food composition, microalgae are also environmentally friendly as they grow fast, sequester carbon dioxide, do not compete with agriculture for soil, and do not need potable water as much as agriculture. Studies on the use of microalgae and their extracts in food are increasing day by day. Many nutrients can be added to microalgae. However, the accessibility of nutrients is as important as their health effects. Unfortunately, today, foods whose formulation is enriched with any natural extract or product can appeal to a smaller audience both economically and in terms of access. At this point, it is also important that bread, which has a place in many civilizations, is accessible to all segments of society. The main theme of the study was based on microalgae obtained from Istanbul Medeniyet University Microalgae Culture Collection (IMUASYA-IMUARAS). In this context, psychrotolerant Chlorella vulgaris ASYA27 and Micractinium simplicissimum ASYA46 were isolated from Horseshoe Island during the IV National Antarctic Science Expedition, and mesotherm Chlorella vulgaris ARAS102 was isolated from Nemrut Volcanic Lake within the scope of another project were used. Since Chlorella is recognized by both GRAS and EFSA as microalgae suitable for human consumption and the elemental biochemistry of microalgae is shaped by environmental conditions, Chlorella vulgaris isolated from two different environments was used for the study. Micractinium simplicissimum is a microalga belonging to the same class as Chlorella but not documented by any authorized body for human consumption. Therefore, its food potential was evaluated in comparison with two other Chlorella. The thesis aimed to improve the nutritional properties of the original food matrix of whole wheat flour and gluten-free (oat) flour bread enriched with different proportions of microalgae biomass. For this purpose, the physicochemical properties of whole wheat and gluten-free flour bread fortified with Chlorella vulgaris ASYA27, Micractinium simplicissimum ASYA46, and Chlorella vulgaris ARAS102 at 1% and 3% were evaluated. In this context, moisture and ash content, total protein by Kjeldahl method, amino acid analysis by HPLC, chromatographic measurement of vitamins B1, B2, and B6, total diet, starch and if the content, sodium (Na), magnesium (Mg) by Atomic absorption spectroscopy (AAS), potassium (K), calcium (Ca), and phosphorus (P), copper (Cu), manganese (Mn), iron (Fe) and zinc (Zn) content, heavy metal analysis by ICP-MS, phosphorus analysis, oil content by Soxhlet and fatty acid methyl ester analysis by GC-FID. When the nutrient profile of the bread without microalgae added and the bread with 1-3% microalgae added were compared, an increase in moisture and ash content of the bread was observed. However, protein content increased by 9-34%. Amino acid content was also enriched with the addition of microalgae. Vitamin B1, B2, and B6 also increased with the addition of microalgae. Fiber content increased by 14-73%, while starch content increased by the highest 14% compared to the control group. Total lipid content increased between 7.5 and 30%. When the fatty acid profile was analyzed, an increase in total unsaturated fatty acid content was observed. Despite food scarcity, the search for non-traditional food continues. At this point, microalgae are a good candidate to be an ideal food source. Within the scope of the study, bread, which is accessible to everyone and has an important place in the daily diet, has increased positively in all parameters analyzed because of the additive of bread with microalgae. When the improvement results of three different microalgae in the bread profile were compared, Micractinium simplicissimum ASYA46, which may be a candidate for human consumption and has not been announced, was as effective as the other two microalgae. This is a good indicator of its suitability for consumption. In addition, bread formulation using both whole wheat and gluten-free oat flour was compared. The low protein content of gluten-free foods made enrichment more vital, where the addition of microalgae contributed to improving the profile.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    809501

    Horseshoe adasından (Antartika) izole edilen chloroidium saccharophilum asya23 mikroalginin element manipülasyonuna verdiği fizyolojik yanıtlar

    Physiological responses of the microalga chloroidium saccharophilum asya23 isolated from Horseshoe island (Antarctica) to element manipulation

    YALÇIN GÜL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Biyomühendislikİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEYNEP ELİBOL ÇAKMAK

  2. Tez No

    850871

    Characterization of exopolysaccharides produced by psychrotolerant Chlamydomonas sp. ASYA25 for biomaterial production

    Biyomateryal üretimi için psikrotolerant Chlamydomonas sp. ASYA25 tarafından üretilen ekzopolisakkaritlerin karakterizasyonu

    KADER BOZUKLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Mühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURGAY ÇAKMAK

  3. Tez No

    745014

    IMU-ASYA culture collection: Molecular barcoding and cryopreservation of microalgae ısolated during IVth National Antarctic Science Expedition

    IMU-ASYA kültür koleksiyonu: IV. Ulusal Antarktika Bilim Seferi sırasında izole edilen mikroalglerin moleküler barkodlanması ve kriyoprezervasyonu

    ASİYE SİNACİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyolojiİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURGAY ÇAKMAK

  4. Tez No

    687458

    Isolation, ıdentification and cultivation of antarctic microalgae

    Antarktik mikroalglerinin i̇zolasyonu, tanimlanmasi ve kültivasyonu

    ARZU ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN

  5. Tez No

    747402

    Chlorella variabilis YTU.ANTARCTIC.001 mikroalginin SARS-CoV-2'ye karşı antiviral etkinliğinin araştırılması

    Investigation of antiviral effects of Chlorella variabilis YTU.ANTARCTIC.001 against SARS-COV-2

    İLAYDA DİLARA ÜNLÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİDEM ÖZÇİMEN

Geri Dön