Çeşitli tohumlardan protein ekstraksiyonu optimizasyonu ve elde edilen proteinlerin glutensiz keklerin geliştirilmesinde kullanılması
Optimization of protein extraction from different seeds and application of the extracted proteins in the development of gluten-free cakes
- Tez No: 934038
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİH KARASU, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ZAHİD KASAPOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 198
Özet
Bu çalışma, devedikeni (Silybum marianum) ve menengiç (Pistacia terebinthus L.) tohumlarından protein ekstraksiyonu parametrelerinin en yüksek saflık ve en yüksek verim açısından optimizasyonunu içermektedir. Ayrıca izole edilen proteinlerin fizikokimyasal ve fonksiyonel özelliklerini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Öncelikle ekstraksiyon için yanıt yüzey yöntemi kullanılarak pH, sıcaklık ve ektraksiyon süresi parametreleri optimize edilmiştir. Devedikeni tohumlarından maksimum protein saflığı elde etmek için optimal koşullar; pH 9.47, sıcaklık 30°C ve ekstraksiyon süresi 180 dakika olarak belirlenmiştir. Toplam protein verimi için ise pH 12, sıcaklık 50 °C ve 167 dakikalık süre en uygun koşullar olarak bulunmuştur. Menengiç tohumlarından elde edilen proteinlerde ise maksimum saflık için pH 8, 50°C ve 60 dakikalık ekstraksiyon; maksimum verim için pH 12, 46.4°C ve 102.4 dakikalık ekstraksiyon koşulları optimum koşullar olarak saptanmıştır. Çalışmada optimum koşullarda ekstraksiyon ile elde edilen proteinler, çözünürlük, yağ absorpsiyon kapasitesi, köpürme kapasitesi ve xvi stabilitesi, emülsiyon oluşturma ve emülsiyon stabilitesi gibi fonksiyonel özellikler açısından incelenmiş ve diğer protein izolatları/konsantreleri ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca FTIR spektroskopisi ve SDS-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) yöntemleriyle de proteinlerin sekonder yapıları ve molekül ağırlıkları tespit edilmiştir. Her iki tohumdan izole edilen proteinlerin en yüksek çözünürlük seviyesi pH 11'de gözlemlenirken, zeta potansiyelleri izoelektrik noktaları olan pH 4'te sıfıra yakın değerlere ulaşmıştır. Ancak, antioksidan kapasite testlerinde (FRAP ve DPPH) proteinlerin literatürdeki diğer tohum protein izolatlarından pozitif anlamda ayrışmamışlardır. Proteinlerdeki yüksek β-tabaka (beta-sheet) konsantrasyonları potansiyel olarak termal stabilitelerinin yüksek, sindirilebilirliklerinin sınırlı olabileceği hakkında bilgi vermektedir. Elde edilen proteinlerden devedikeni tohum proteini (MTP) ve menengiç tohum protein (TRP) glütensiz kek ürünlerinin geliştirilmesinde kullanılmıştır. Bu proteinler kek hamurlarına farklı oranlarda (%3, %6, %9 ve %12) eklenmiştir. Kek hamurlarının reolojik analizleri ve keklerin fizikokimyasal, tekstürel ve duyusal analizleri gerçekleştirilmiştir. Protein konsantrasyonu arttıkça kek hamurlarının kıvam katsayısı yükselmiş ve tüm hamurlar psödoplastik akışkan davranışı sergileyerek kesme incelmesi özelliği göstermiştir (n < 1). %6'ya kadar MTP eklenen kekler duyusal açıdan kontrol örneklerine benzerlik gösterse de daha yüksek seviyelerde tekstürel özelliklerde iyileşme olmasına rağmen duyusal kalitede düşüş kaydedilmiştir. Menengiç proteini ilavesi ise keklerin duyusal özelliklerinde olumsuz bir algı oluşturmazken, keklerin oksidatif stabilitesini arttırdığı görülmüştür. Bu çalışma, soğuk pres yağ atıklarından protein ekstraksiyon parametrelerini optimize ederek atık ürünlerden faydalı hammadde üretimi gerçekleştirmeyi sağlamıştır. Devedikeni ve menengiç tohumlarından elde edilen proteinlerin fonksiyonel özelliklerini inceleyerek de hem gıda hem de diğer endüstriyel alanlardaki kullanım potansiyelini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
This study focuses on the optimization of protein extraction parameters from milk thistle (Silybum marianum) and terebinth (Pistacia terebinthus L.) seeds, aiming to achieve the highest purity and yield. It also seeks to investigate the physicochemical and functional properties of the isolated proteins. Initially, the parameters pH, temperature, and extraction time were optimized using the response surface methodology for the extraction process. The optimal conditions for obtaining maximum protein purity from milk thistle seeds were found to be pH 9.47, temperature 30°C, and extraction time of 180 minutes. For maximum total protein yield, the optimal conditions were determined to be pH 12, temperature 50°C, and an extraction time of 167 minutes. For terebinth seeds, the optimal conditions for maximum purity were pH 8, temperature 50°C, and extraction time of 60 minutes, while for maximum yield, the optimal conditions were pH 12, temperature 46.4°C, and extraction time of 102.4 minutes. The proteins extracted under optimal conditions were analyzed for functional properties, including solubility, oil absorption capacity, foaming capacity and stability, emulsion formation, and emulsion stability, and compared with other xviii protein isolates/concentrates. Furthermore, the secondary structures and molecular weights of the proteins were determined using FTIR spectroscopy and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). The highest solubility of the proteins isolated from both seeds was observed at pH 11, while their zeta potentials approached zero at their isoelectric points, around pH 4. However, in antioxidant capacity tests (FRAP and DPPH), the proteins did not significantly differentiate from other seed protein isolates reported in the literature. The high concentration of β-sheet structures in the proteins suggests potential high thermal stability but may indicate limited digestibility.The proteins obtained, milk thistle seed protein (MTP) and terebinth seed protein (TRP), were utilized in the development of gluten-free cake products. These proteins were incorporated into cake batters at varying concentrations (3%, 6%, 9%, and 12%). Rheological analyses of the cake batters, as well as physicochemical, textural, and sensory evaluations of the baked cakes, were conducted. As protein concentration increased, the consistency coefficient of the batters also increased, and all batters exhibited pseudoplastic flow behavior, demonstrating shear-thinning properties (n < 1). Cakes containing up to 6% MTP showed sensory characteristics comparable to the control samples; however, at higher levels, despite improvements in textural properties, a decline in sensory quality was observed. The addition of TRP did not negatively affect the sensory attributes of the cakes, while it was found to enhance their oxidative stability. This study optimizes protein extraction parameters from cold-pressed oil by-products, facilitating the production of valuable raw materials from by-products. By investigating the functional properties of proteins derived from milk thistle and terebinth seeds, the study highlights their potential applications in both the food and other industrial sectors.
Benzer Tezler
- Fesleğen tohumlarından protein izolatı ve biyoaktif peptit üretiminin optimizasyonu, izolat ve biyoaktif peptitlerin karakterizasyonu
Optimization of protein isolate and bioactive peptide production from basil seeds, characterization of isolate and bioactive peptides
ŞERİFE MELİKE DALMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL İŞLEROĞLU
- Süperkritik karbondioksit ile çörek otu yağının ekstraksiyonu ve rafinasyonu
Başlık çevirisi yok
SEVİM ÖZMEN
- Kuru incirlerde küf florası ve aflatoksigenik küflerin saptanması
Başlık çevirisi yok
SİBEL BÜYÜKŞİRİN
- Çörekotu (Nigella sativa L.) tohumlarından lipaz enziminin ekstrasiyonu
Extraction of lipase enzyme from black cumin (Nigella sativa L.) seeds
SELAHATTİN KARAKAZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM ÜSTÜN
- Kahve telvesinin çeşitli alanlarda kullanım olanaklarının belirlenmesi
The determination of usage opportunities in various fields of spent coffee grounds
DİDEM YÜCEŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NALAN A. AKGÜN