Antosiyaninlerin renk özelliklerinin farklı kopigmentasyon ajanlarıyla değişiminin incelenmesi
Investigation of the color properties of anthocyanins with different copigmentation agents
- Tez No: 946618
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH MEHMET YILMAZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET GÖRGÜÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Antosiyanin etkileşimleri, renk stabilitesi, fenolik antosiyanin etkileşimi, karbonhidrat antosiyanin etkileşimi, protein antosiyanin etkileşimi, Anthocyanin interactions, color stability, phenolic anthocyanin interaction, carbohydrate anthocyanin interaction, protein anthocyanin interaction
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Antosiyaninler antiviral ve antimirobiyal etkiler de dahil olmak üzere biyoaktif özelliklere sahip doğal renklendiricilerdir; ancak kararsız yapıları onları pH, oksijen ve sıcaklık gibi çevresel birçok faktöre karşı oldukça hassas hale getirmektedir. Bu durum antosiyaninlerin gıda endüstrisinde kullanımlarını sınırlamaktadır. Bu çalışmanın odak noktası olan kopigmentasyon, antosiyanin kararlılığını artırmak için kullanılan önemli bir tekniktir. Kopigmentler, antosiyaninlerle kararlı kompleksler oluşturan ve moleküler etkileşimler yoluyla antosiyaninleri koruyan bazı maddelerdir. Bu çalışmada, farklı antosiyanin yapılarının (siyah havuç, vişne, nar) farklı kopigment türleri ile (fenolik asit, karbonhidrat, protein) kopigmentasyonunun antosiyaninlerin renk özellikleri ve termal stabiliteleri üzerine olan etkisi detaylı olarak incelenmiştir. İlk olarak siyah havuç, vişne ve nar kaynaklı antosiyaninler saflaştırılmış ve 1:50 ila 1:500 molar oranlarda gallik asit, maltodekstrin ve peyniraltı suyu proteini ile kopigmentasyonu gerçekleştirilmiştir. Kopigmentasyon işleminin ardından hiperkromik etki ve batokromik kayma değerleri belirlenmiştir. Ardından toplam monomerik antosiyanin miktarı, antosiyanin parçalanma ölçütleri (renk yoğunluğu, polimerik renk ve polimerik renk oranı) ve renk değerleri (L*, a*, b*, C*, h°) analizleri gerçekleştirilmiştir. Renk özellikleri ve antosiyanin stabilitesi 90 °C'de çeşitli zaman aralıklarında (0, 30, 60, 120, 180 ve 360 dk.) incelenmiştir. Gallik asit, molar oran arttıkça ΔAmaks(%) değerlerinde düzenli bir artış sağlamıştır. Vişnede ΔAmaks(%) değeri 56,2'den 184,5'e çıkarak %228, narda ise 45,9'dan 323'e çıkarak %603 oranında artmıştır. Gallik asit, renk yoğunluğu değerini başlangıçta siyah havuç (5,44 → 7,43), vişne (1,35 → 3,75) ve nar (0,72 → 2,70) antosiyaninlerinde yükseltmiştir. Kopigmentasyon etkili bir şekilde gerçekleşmiş olsa da gallik asit siyah havuç antosiyaninlerinin termal bozunmasını azaltarak koruyucu bir etki gösterirken vişne ve nar antosiyaninlerinin bozunmasını hızlandırmıştır. Maltodekstrin, gallik asit ve peyniraltı suyu proteini kadar iyi bir kopigmentasyon etkisi göstermemiş; fakat siyah havuç antosiyaninleriyle güçlü bir etkileşim göstererek %77 oranında antosiyanin korunumu sağlamıştır. Siyah havuç ve maltodekstrin kopigmentasyonu ters ikinci derece model ile en yüksek uyumu sağlamıştır. Peyniraltı suyu proteini özellikle nar antosiyaninlerinde molar oranın artmasıyla ΔAmaks (%) değerlerinde belirgin bir artış sağlamış (%531 artış, ΔAₘₐks: 114,6 → 725), siyah havuç ve vişne antosiyaninlerinde anlamlı bir değişim göstermemiştir. Bununla beraber renk yoğunluğu değerlerini başlangıçta siyah havuçta 5,44'ten 5,88'e, vişnede 1,35'ten 1,31'e ve nar antosiyaninlerinde 0,72'den 1,68'e değiştirmiştir. Vişne ve nar antosiyaninlerinde zamanla ısıtmaya bağlı olarak gallik asit ve maltodekstrinde azalan renk yoğunluğu değerleri peyniraltı suyu proteini uygulaması ile artmıştır. Bu bağlamda termal denatürasyonun antosiyaninler için daha yüksek bağlanma afinitesi oluşturduğunu söylemek mümkündür. Siyah havuçta ise tersi bir durumun meydana gelmesi di-asilasyon yapısı ile açıklanmıştır. Nitekim siyah havuç antosiyaninleri asillenmiş yapıları ile vişne ve nar antosiyaninlerine kıyasla daha kararlı bir tutum sergilemiştir. Peyniraltı suyu proteininin tüm antosiyanin kaynaklarında üstün termal stabilite sağladığı görülmüştür. Sonuçlar kopigmentasyon etkisinin, antosiyaninlerin farklı kimyasal yapılarına ve kopigment türüne bağlı olarak değiştiğini ve özellikle asillenmiş antosiyaninlerin diğerlerine kıyasla daha kararlı bir tutum sergilediğini göstermiştir. Elde edilen bulguların, gıda endüstrisinde antosiyaninlerin kullanımındaki sınırlılıkları azaltmaya yönelik doğal renklendiricilerin stabilitesini artırıcı çalışmalara bilimsel temel oluşturması beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Anthocyanins are natural colorants with bioactive properties, including antiviral and antimicrobial effects. However, their unstable structure makes them very sensitive to factors such as pH, oxygen, and temperature. This situation limits the use of anthocyanins in the food industry. Copigmentation, which is the focus of this study, is an important technique used to increase anthocyanin stability. Copigments are some substances that form stable complexes with anthocyanins and protect anthocyanins through molecular interactions. In this study, the effect of copigmentation of different anthocyanin structures (black carrot, sour cherry, pomegranate) with different types of copigments (phenolic acid, carbohydrate, protein) on the color properties and thermal stability of anthocyanins was investigated in detail. Firstly, anthocyanins from black carrot, sour cherry and pomegranate were purified and copigmented with gallic acid, maltodextrin and whey protein at molar ratios of 1:50 to 1:500. After copigmentation process, hyperchromic effect and bathochromic shift values were determined. Then, total monomeric anthocyanin amount, anthocyanin fragmentation criteria (color intensity, polymeric color and polymeric color ratio) and color values (L*, a*, b*, C*, h°) were analyzed. Color properties and anthocyanin stability were investigated at 90 °C for various time intervals (0, 30, 60, 120, 180 and 360 min.). Gallic acid provided a regular increase in ΔAmax(%) values as the molar ratio increased. In sour cherry, ΔAmax(%) value increased by 228% from 56.2 to 184.5, and in pomegranate, it increased by 603% from 45.9 to 323. Gallic acid initially increased the color intensity value in black carrot (5.44 → 7.43), sour cherry (1.35 → 3.75) and pomegranate (0.72 → 2.70) anthocyanins. Although copigmentation was effective, gallic acid showed a protective effect by reducing the thermal degradation of black carrot anthocyanins, while it accelerated the degradation of sour cherry and pomegranate anthocyanins. Maltodextrin did not show a good copigmentation effect as gallic acid and whey protein, but it showed a strong interaction especially with black carrot anthocyanins, providing 77% preservation of anthocyanins. Black carrot and maltodextrin copigmentation provided the highest fit with the inverse second-order model. Whey protein provided a significant increase in ΔAmax (%) values with increasing molar ratio, especially in pomegranate anthocyanins (531% increase, ΔAₘₐₓ: 114.6 → 725), while it did not show a significant change in black carrot and sour cherry anthocyanins. However, it changed the color intensity values from 5.44 to 5.88 in black carrot at the beginning, from 1.35 to 1.31 in sour cherry and from 0.72 to 1.68 in pomegranate anthocyanins. The color intensity values in sour cherry and pomegranate anthocyanins, which decreased in gallic acid and maltodextrin due to heating over time, increased with whey protein application. In this context, it is possible to say that thermal denaturation creates higher binding affinity for anthocyanins. The opposite situation in black carrot was explained by the di-acylation structure. In fact, black carrot anthocyanins exhibited a more stable behavior compared to sour cherry and pomegranate anthocyanins with their acylated structures. It was observed that whey protein provided superior thermal stability in all anthocyanin sources. The results showed that the copigmentation effect may vary depending on the different chemical structures and copigment type of anthocyanins, and especially acylated anthocyanins exhibited a more stable behavior compared to others. It is expected that the findings obtained will provide a scientific basis for studies to increase the stability of natural colorants to reduce the limitations in the use of anthocyanins in the food industry.
Benzer Tezler
- Vişne ve siyah üzüm sularında bazı fenolik asit katkılarının renk üzerine etkisi
Effect of some phenolic acids on the color of sourcherry and black grape juice
SEVİLAY KIRIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT VELİOĞLU
- Taze ve ticari vişne sularının (Prunus Cerasus) toplam antosiyanin, toplam fenolik ve şeker miktarlarının tayini ve karşılaştırılması
Determination and comparison of the amount of total anthocyanin, total phenolics and sugar content of fresh and commerci̇al cherry (Prunus Cerasus) juices
ESİN KAFTANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEDİA ERİM BERKER
- Effects of liposome encapsulation, spray drying, and ascorbic acid presence on color stability of black carrot anthocyanins
Lipozom enkapsülasyonu, püskürtmeli kurutma ve askorbik asit varlığının kara havuç antosiyaninlerinin renk stabilitesine etkisi
BURCU GÜLDİKEN
Doktora
İngilizce
2017
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK BOYACIOĞLU
- Kara havuçtaki renk maddelerinin (antosiyaninlerin) ekstraksiyonu ve özelliklerinin incelenmesi
The Extraction of coloring matters (anthocyanins) in black carrot and determination of their properties
VİCDAN UYSAL
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU