Makroalglerden saflaştırılan ade inhibitör peptitlerin karakterizasyonu ve nanoenkapsülasyonu: Biyoaktivitelerinin ve stabilitelerinin araştırılması
Characterization and nanoencapsulation of ace inhibitor peptides purified from macroalgae: İnvestigation of their bioactivity and stability
- Tez No: 879687
- Danışmanlar: PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK, DOÇ. DR. AYSUN YÜCETEPE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 242
Özet
Makroalgler, denizel ortamda yetişen karmaşık hücreli canlılardır ve protein, karbonhidrat, lipid, mineral ve fenolik maddeler açısından zengin bir kaynaktır. Özellikle protein açısından umut verici olan makroalglerin insan tüketimi için uygun olduğu kanıtlanmıştır. Makroalglerin ilgi çekici diğer bir özelliği ise sağlık etkileri gösteren biyoaktif bileşikleri içermesidir. Bu bileşikler içerisinde biyoaktif peptitler insanlarda bağışıklık, kardiyovasküler ve sinir sistemleri dahil olmak üzere düzenleyici süreçlerde rol oynamaktadır. Makroalgler, yüksek değerli bileşikleri içermelerine rağmen, hücre duvarlarından dolayı bu bileşiklerin ekstraksiyonu ve kullanılması zor olabilmektedir. Ekstraksiyon verimini artırmak için osmotik şok, ultrases, yüksek basınç, sub-kritik gibi mekanik ya da enzim destekli parçalama gibi biyolojik uygulamalar bulunmaktadır. Ayrıca ekstrakte edilen proteinlerin hidrolizi ile birlikte açığa çıkan biyoaktif peptitlerin saflaştırılması ve tanımlanması da önemlidir. Hassas yapıya sahip olan peptitlerin gıda işleme ve gastrointestinal sindirim sırasında karşılaşabilecekleri sert koşullar karşısında stabilitelerinin korunabilmesi için enkapsülasyon yöntemleri başarıyla uygulanmaktadır. Tez beş iş paketinden oluşmaktadır. İlk iş paketinde 119O149 numaralı 3501 TÜBİTAK Projesi kapsamında Türkiye'nin Ege Denizi kıyılarından toplanan Ulva rigida (yeşil makroalg), Laurencia obtusa (kırmızı makroalg) ve Padina pavonica (kahverengi makroalg) kimyasal kompozisyonu araştırılmıştır. Bu üç alg toplam protein, karbonhidrat, kül, lipit ve lif açısından incelenmiş ve birbiri ile karşılaştırılmıştır. Kuru bazda en yüksek protein ve lipit içeriği L. obtusa'da (sırasıyla, %11,65 ve %1,69), en yüksek karbonhidrat ve lif içeriği U. rigida'da (sırasıyla, %52,82 ve %17,56) ve en yüksek kül içeriği P. pavonica'da (%47,30) tespit edilmiştir (pLOPE>URPE şeklinde sıralanmaktadır (pLOPE (%70,27)>PPPE (62,09) şeklindedir. Yağ tutma kapasitesileri %182,32 (LOPE) ile %410,13 (PPPE) arasındadır (pURPE (94,58 ºC)>PPPE (69,51 ºC) olarak tespit edilmiştir. Üçüncü iş paketinde MPE'lerden ADE inhibitör peptitlerin saflaştırılarak, peptit dizilimleri tanımlanarak, in silico ve in vitro sitotoksisiteleri araştırılmıştır. Biyoaktif peptit eldesi için ilk basamak olarak, pepsin ve tripsin enzimleri ile enzimatik hidroliz gerçekleştirilmiştir. Hidroliz dereceleri URPH (%83,1)>LOPH (%79,0)>PPPH (%78,8) olarak sıralanmıştır. Hidrolizasyon sonrası elde edilen hidrolizatların ADE inhibitör aktivitelerinin ekstraktlara göre arttığı görülmüştür. URPH, LOPH VE PPPH'nin ADE inhibitör aktiviteleri sırasıyla %83,1, %79,0 ve %78,8 olarak tespit edilmiştir. Protein hidrolizatları 3,5 ve 10 kDa molekül ağırlığına sahip ultrafiltrasyon tüplerinden geçirilerek fraksiyonlarına ayrılmıştır. Tüm makroalgler için 3 kDa'nın altındaki molekül ağrılığına sahip fraksiyonlar, en yüksek ADE inhibitör aktivite sergilemiştir. En yüksek ADE inhibitör aktiviteye sahip
Özet (Çeviri)
With the world's growing population, food production is predicted to reach its highest capacity in order to supply future food demands. Global warming, climate change, and limited water resources make it harder to produce animal and vegetable proteins, the two most frequent protein sources. Therefore, there is a growing demand for alternative protein sources that can deliver the same or more nutritional value as traditional protein sources. Marine resources provide sustainable protein sources by removing the requirement for arable land for food production and reducing competition in agricultural production. Macroalgae are multicellular organisms that grow in the sea environment. They are classified into three categories based on the pigments in their structure: red, green, and brown. Macroalgae are very rich source of protein, phycobiliprotein, carbohydrates, lipids, minerals and phenolic substances. Macroalgae, which are particularly promising in terms of protein, have proven to be extremely suitable for human consumption. It has a balanced amino acid composition, similar to traditional protein sources. Macroalgae also contain bioactive chemicals that have been shown to have health benefits. Among these compounds, bioactive peptides, which are tiny protein fragments containing 2 to 20 amino acids, play an important role in human regulating processes such as the immunological, cardiovascular, and neurological systems. Moreover, bioactive peptides have significant effects such as anti-hypertensive, antioxidant, anti-diabetic and anti-microbial activities. Extraction and usage of high-value substances, such as proteins, are difficult due to the cell wall of macroalgae. To improve extraction efficiency, the cell wall is broken down mechanically using methods such as osmotic shock, ultrasonication, high pressure, electric field, and sub-critical or with enzyme assisted. Furthermore, purification and identification of bioactive peptide sequences that exhibit health effects from hydrolyzed proteins are critical for peptide industrial usage. The bioactive peptides are sensitive due to their small molecular weight. Fort his reason, encapsulation technologies are successfully used to protect bioactive peptides from the harsh conditions they may encountered during food processing or gastrointestinal digestion. The thesis consists of five work-packages. In the first work package, it was aimed to investigate the chemical composition of Ulva rigida (green), Laurencia obtusa (red) and Padina pavonica (brown) collected from the Aegean coast of Türkiye within the scope of 3501 TÜBİTAK Project (Project number: 119O149). These three algae were examined and compared in terms of total protein, carbohydrate, ash, lipid and fiber. The highest protein and lipid content were detected in L. obtusa (11.65% and 1.69%, respectively). U. rigida had the highest carbohydrate and fiber content (52.82% and 17.56%, respectively) while P. pavonica had the highest ash content (47.30%). Additionally, chromatographic methods were used to determine the mineral substance composition, soluble sugar, fatty acid and amino acid profiles. The main mineral substance in three macroalgae was found to be as Mg and K. The levels of heavy metals (Ag, Al, Ni, Cd, and Pb) that are critical for macroalgae were discovered to be at a level that does not prevent their consumption. According to their fatty acid profile, they were found to be rich in palmitic (48.55-66.37%), oleic (8.41-20.92%) and linoleic (2.53-12.92%) acids (pLOPE>URPE (pLOPE (70.27%)>PPPE (62.09%). Oil holding capacity was between 182.32% (LOPE) and 410.13% (PPPE) (pURPE (94.58 ºC)>PPPE (69.51ºC). In the third work package, ACE inhibitory peptides were purified and identified from the MPE, and their in silico and in vitro cytotoxicities were investigated. Enzymatic hydrolysis using pepsin and trypsin was performed as the first step to obtain bioactive peptides. The hydrolysis degree was ordered as URPH (83.1%)>LOPH (79.0%)>PPPH (78.8%) (p
Benzer Tezler
- Mikroalglerden elde edilen doğal renk maddesi fukoksantinin farklı yöntemler ile ekstraksiyonu, enkapsülasyonu, model gıda sistemleri içinde kullanımı ve stabilitesinin belirlenmesi
Extraction, encapsulation of natural colorant fucoxanthin obtained from microalgae with different methods and its storage stability and use in model foods
SANİYE AKYIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
- Makroalglerden sekonder metabolit eldesi ve anti-kanser aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of secondary metabolite from macroalgae and anti-cancer activities
AYŞEGÜL KOZAK BALKAN
- Bazı deniz makroalglerinden (Ulva sp. Cystoseira sp. ve Corallina sp.) fermente sıvı organik gübre üretimi ve taze fasülye (Phaseolus vulgaris) verimine etkisinin belirlenmesi
The production of the fermented liquid organic fertilizer of some macro algae (Ulva sp. Cystosiera sp. ve Corallina sp.) and determine the effect of yield of bean (Phaseolus vulgaris)
EMRAH DUAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyoteknolojiGiresun ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN AKYURT
- Enteremorpha spp. makroalg özütü kullanarak demir oksit nanopartiküllerin yeşil sentezi karakterizasyonu ve bakır (II) iyonlarının adsorpsiyonunda adsorbent özelliklerin belirlenmesi
Biosynthesis and characterization of iron oxide nanoparticles from Enteromorpha spp. extract determination of adsorbent properties for copper(II) ions
GİZEM ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYLA ÖZER
- Biyojenik gümüş nanoparçacık sentezi ve karakterizasyonu
Biogenic silver nanoparticle synthesis and characterization
BETÜL ÖZTÜRK KÖKSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
11111İzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN HORZUM POLAT