Kanola küspesinden yeşil teknolojilerle protein hidrolizatı üretim süreçlerinin optimizasyonu ve protein hidrolizatlarının karakterizasyonu
Optimization of protein hydrolysate manufacturing processes from canola meal with green technologies and characterization of the protein hydrolysates
- Tez No: 934764
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İBRAHİM GÜLSEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Bu çalışma, soyadan sonra en çok ekilen ikinci yağlı tohum yan ürünü olan kanola küspesinin daha ekonomik ve çevresel açıdan sürdürülebilir şekilde değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Kanola küspesi proteinlerinin hidroliziyle yüksek katma değerli ürünler elde etmek için enzimatik muameleler, ultrasonik işlemler ve ultrafiltrasyon gibi yeşil teknolojiler kullanılmıştır. Bu süreç, hem kaynak verimliliğini artırmak hem de çevresel etkileri azaltmak amacıyla tasarlanmış olup, Taguchi L25 ortogonal dizisi ile 25 farklı deney kombinasyonu hazırlanarak optimize edilmiştir. Deney tasarımı kapsamında Ultrasonik muamele 1 (26 kHz, 0-48 dk), Ultrasonik muamele 2 (20 kHz, 0-48 dk)), Proteaz 1 (Alcalase, 2,4AU/ml, 20-100%), Proteaz 2 (Flavourzyme, 1000L, 20-100%), Ultrafiltrasyon (hacmen konsantrasyon, 0-10x) olmak üzere beş farklı faktör beş farklı seviyede değerlendirilmiştir. Bu yöntem, parametrelerin sistematik analizini sağlayarak en uygun koşulların belirlenmesine olanak tanımaktadır. Çalışmada, serbest amino asit miktarı, hidroliz derecesi (TNBS yöntemi), toplam antioksidan madde (DPPH metodu) ve toplam fenolik madde (Folin-Ciocalteu yöntemi) analizleri, istatistiksel yöntemlerle (ANOVA ve Taguchi analizi) optimize edilmiştir. Birincil yanıt değişkeni serbest amino asit miktarı olarak seçilmiş ve optimizasyon sonuçlarına uygun numune hazırlanmıştır. Hazırlanan numunenin fizikokimyasal ve fonksiyonel özellikleri toplam protein tayini (Kjeldahl yöntemi), amino asit dağılımı, hidroliz derecesi, organik karbon analizi (Walkley-Black metodu), toplam fenolik madde tayini, toplam antioksidan madde miktarı, kül tayini ve kuru madde tayini gibi analizlerle kapsamlı şekilde değerlendirilmiştir. Serbest amino asit miktarı analizi sonrası yapılan optimizasyon ve analizde, faktörler arasında en belirgin etkiyi Flavourzyme muamelesinin gösterdiği ve bu işlemin %52,7 oranında etkisi olduğu tespit edilmiştir. S/N (Sinyal-Gürültü Oranı, Signal-to-Noise Ratio) oranları değerlendirilerek yapılan analizlerde, yüksek S/N (“the bigger the better”, daha yüksek o kadar iyidir) oranlarının daha iyi performansı işaret ettiği gözlemlenmiştir. Serbest amino asit miktarı baz alınarak hazırlanan optimum yanıt koşulları, ultrasonik muameleler için (20 ve 26 kHz) sırasıyla 48 ve 24 dakika, Proteaz 1 muamelesi için %40, Proteaz 2 muamelesi için %80'dir. Ayrıca, serbest amino asit miktarını artırmada etkisinin gözlemlenememesi nedeniyle ultrafiltrasyon işlemi uygulanmamıştır. Optimum seviyelerin birleşimiyle, deneysel tasarımda elde edilen en yüksek serbest amino asit miktarı (%1,16) aşılmış ve optimize numunede bu değer %1,42 olarak bulunmuştur. Hacmen 10,7 kat konsantre edilen optimize numunede ise serbest amino asit miktarı %12,72'ye çıkmıştır. Optimum numune üzerinde yapılan analizlerle, optimize hidrolizat ve konsantre numunelerin karakterizasyonu detaylı şekilde belirlenmiştir. Optimize hidrolizat numunesinde hidroliz derecesi %25,3, toplam antioksidan madde miktarı 30,75 TE mg/100g, toplam fenolik madde miktarı 387,5 g GAE/100g, toplam azot içeriği %2,63, organik karbon oranı %5,01, organik madde oranı %0,49 ve kuru madde oranı %7,4 olarak ölçülmüştür. Konsantre numunede ise bu değerler sırasıyla %28,1, 337,3 TE mg/100g, 4503,6 GAE/100g, %28,6, %30,2, %4,8 ve %79,5 olarak belirlenmiş, böylece konsantrasyon işleminin bileşenlerin zenginleşmesi üzerindeki etkisi net bir şekilde ortaya konmuştur. Bu çalışma, tarımsal ve endüstriyel üretimde kimyasal girdilere bağımlılığı azaltarak doğal kaynakların etkin kullanımını destekleyen çevre dostu ve yenilikçi çözümler sunmayı hedeflemektedir. Kanola küspesi gibi tarımsal yan ürünlerin değerlendirilmesi hem ekonomik hem de sürdürülebilirlik açısından büyük bir potansiyel taşımakta olup, yeşil teknolojilerin kullanımı ile çevresel etkilerin azaltılmasına ve katma değeri yüksek ürünlerin elde edilmesine katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
This study aimed to valorize canola meal, the second most widely cultivated oilseed byproduct after soybean meal, using more economical and environmentally sustainable approaches. Green technologies such as enzymatic treatments, ultrasonic processes, and ultrafiltration were employed to obtain high-value products through the hydrolysis of canola meal proteins. This process was designed to increase resource efficiency and reduce environmental impacts. A total of 25 different experimental combinations were optimized using the Taguchi L25 orthogonal array. In the experimental design, five factors were assessed at five different levels: Ultrasonic treatment 1 (26 kHz, 0-48 min), Ultrasonic treatment 2 (20 kHz, 0-48 min), Protease treatment 1 (Alcalase, 2.4 AU/ml, 20-100%), Protease treatment 2 (Flavourzyme, 1000L, 20-100%), and Ultrafiltration (volume concentration, 0-10x). This method allows for a systematic analysis of parameters and helps in identifying the optimal conditions. In addition, free amino acid content, hydrolysis degree (TNBS method), total antioxidant content (DPPH method), and total phenolic content (Folin-Ciocalteu method) were optimized through statistical methods (ANOVA and Taguchi analysis). The primary response variable selected was free amino acid content, and a sample was prepared based on the optimization results. The physicochemical and functional properties of the prepared sample were comprehensively evaluated through various analyses, including total protein determination (Kjeldahl method), amino acid distribution, degree of hydrolysis, organic carbon analysis (Walkley-Black method), total phenolic content, total antioxidant content, ash content, and dry matter content. After free amino acid content determination, the most significant effect among the factors was observed to be the Flavourzyme treatment, which had an impact of 52.7%. In the analyses performed by evaluating the S/N (Signal-to-Noise Ratio) ratios, it was observed that higher S/N ratios indicated better performance. Based on free amino acid content, the optimum response conditions were determined as follows: for ultrasonic treatments (20 and 26 kHz), 48 and 24 minutes, respectively; for Protease treatment 1, 40%; and for Protease treatment 2, 80%., ultrafiltration was not further administered since its effect on increasing free amino acid content was not significant. By combining the optimum levels, the highest free amino acid content obtained in the experimental design (1.16%) was surpassed, with the optimized sample demonstrating a value of 1.42%. In the optimized sample, which was concentrated 10.7 times in volume, the free amino acid content increased to 12.72%. The characterization of the optimized hydrolyzed and concentrated samples was carried out based on similar tests. In the optimized sample, the degree of hydrolysis was 25.3%, the total antioxidant content was 30.75 TE mg/100 g, the total phenolic content was 387.5 g GAE / 100g, the total nitrogen content was 2.63%, the organic carbon ratio was 5.01%, the organic matter ratio was 0.49%, and the dry matter content was 7.4%. In the concentrated sample, these values were found to be 28,1%, 337.3 TE mg/100g, 4503.6 GAE/100g, 28.6%, 30.2%, 4.8%, and 79.5%, respectively, clearly demonstrating the impact of the concentration process on the enrichment of these components. Consequently, a method to provide environmentally friendly and innovative solutions that support the efficient use of natural resources while reducing dependency on harsh chemicals was generated. The utilization of agricultural byproducts such as canola meal holds great potential in both economic and sustainability terms, and the use of green technologies will contribute to reducing environmental impacts and obtaining high-value-added products.
Benzer Tezler
- Kanola (glukozinolatı düşük kolza) küspesinin etlik piliçlerin besi performansı, kesim sonuçları ve karkas özellikleri üzerine etkisi
Effects of the canola (low glucosinolate rapeseed) oil meal on fattening performance, slaughter results and carcass characteristics of broiler chiks
YUSUF KONCA
- Soya fasulyesi küspesi ve bitkisel yağ kaynakları karışımlarının birlikte kullanımlarının nil tilapyalarında (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1758) büyüme parametreleri, aminoasit ve yağ asitleri kompozisyonları üzerine etkileri
The effects of combined use of soybean extract and mixture of several plant oils on the growth parameters and whole body and tissue amino acids and fatty acid compositions in juvenile nile tilapia (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1758)
LEYLA ALMILA UYSAL
- Ekstrüzyon yöntemi ile işlenmiş kanolanın etlik piliç rasyonlarında kullanılması üzerinde araştırmalar
Research on the use of extruded canola seed in the rations for broiler chicks
ŞENAY SARICA
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL DOĞAN
- Ekspeller (soğuk presyon) ve ekstraksiyon (solvent) yöntemi ile elde edilen kanola küspe ve yağlarının makro-mikro besin madde içeriklerinin karşılaştırılması
Comparison of canola meal obtained from extrude (cold presion) and extraction (solvent) method about macro and micro nutrient content
GÜLSEN KATOK ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiZootekni Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT DEMİREL
- Gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss, Walbaum 1792) yavrularında kanola küspesine dayalı yemlere enzim ilavesinin büyüme ve yem değerlendirme üzerine etkileri
Effects on growth, feed efficiency and digestibility of enzyme addition to canola meal based diet in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss, Walbaum 1792)
ENGİN KESER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Su ÜrünleriSüleyman Demirel ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NALAN ÖZGÜR YİĞİT