Novel nutritional yeast formulation as a functional ingredient for healthy snacks
Sağlıklı atıştırmalıklar için fonksiyonel bir bileşen olarak yeni nesil besin mayası formülasyonu
- Tez No: 948845
- Danışmanlar: PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Son yıllarda sağlıklı ve sürdürülebilir beslenmeye olan ilginin hızla artması, alternatif ve yenilikçi besin kaynaklarına yönelik araştırmaları önemli ölçüde hızlandırmıştır. Günümüzde artan sağlık bilinci, bireyleri yalnızca temel beslenme ihtiyaçlarını karşılayan değil, aynı zamanda besleyici içeriği yüksek, çevresel açıdan duyarlı ve etik değerlere uygun gıda ürünlerini tercih etmeye yönlendirmektedir. Bu eğilim, sağlıklı atıştırmalıkların önemini daha da artırmış ve pratik tüketim imkânı sunan, dengeli besin içeriğine sahip ve fonksiyonel faydalar sağlayan ürünleri modern yaşamın ayrılmaz bir parçası hâline getirmiştir. Hayvansal kaynaklı üretim süreçlerinin çevresel etkileri, özellikle sera gazı emisyonları ile su ve arazi kullanımı gibi faktörler, gıda sistemlerinin sürdürülebilirliğini tehdit etmektedir. Bunun yanı sıra vegan, vejetaryen ve fleksitaryen beslenme biçimlerinin giderek yaygınlaşması daha çevreci ve yenilikçi çözümler arayışını beraberinde getirmektedir. Bu bağlamda mikrobiyal kökenli besin kaynakları önemli bir potansiyel sunmaktadır. Besin mayası, bu potansiyeli taşıyan sürdürülebilir gıda bileşenleri arasında öne çıkmaktadır. Besin mayası genellikle Saccharomyces cerevisiae türü maya hücrelerinin inaktive edilmesiyle elde edilmekte ve canlı hücre içermemektedir. Dolayısıyla ekmek mayası gibi kabartma özelliği bulunmamaktadır. Bununla birlikte yüksek kaliteli protein içeriği, B vitaminleri, özellikle B12 vitamini ile çinko ve selenyum gibi değerli mineraller ve lif açısından zengin bir yapı sunmaktadır. Ayrıca doğal umami aroması sayesinde gıda ürünlerinde hem lezzet artırıcı hem de besin değerini zenginleştirici bir bileşen olarak kullanılmaktadır. Besin mayası, kısa üretim döngüsü, düşük su ve enerji gereksinimi sayesinde çevresel açıdan düşük bir ayak izine sahiptir ve yalnızca bitkisel temelli beslenme biçimlerini benimseyen bireyler için değil, aynı zamanda sağlıklı atıştırmalıklar, fonksiyonel gıdalar ve sürdürülebilir gıda sistemleri açısından da önemli bir bileşen olarak öne çıkmaktadır. Bu özellikleriyle besin mayası, sağlıklı atıştırmalık kategorisinde inovatif ürün geliştirmeyi hedefleyen üreticiler için hem besleyici içeriği hem de çevre dostu üretimiyle değerli bir alternatif oluşturmaktadır ve gıda endüstrisinde kullanımının artması, gelecekte daha sağlıklı, bilinçli ve sürdürülebilir tüketim alışkanlıklarının yaygınlaşmasına katkı sağlayacaktır. Bu çalışma, elma, pancar ve siyah havuç gibi fenolik bileşiklerce zengin meyve ve sebze tozları ile zenginleştirilmiş besin mayasının fonksiyonel bir gıda bileşeni olarak kullanılabilirliğini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Çalışmada, örneklerin toplam fenolik madde miktarı, toplam antioksidan kapasiteleri ve in vitro sindirim sonrası biyoerişilebilirlikleri analiz edilmiştir. Hazırlanan numuneler liyofilizasyon ile dondurarak kurutulmuştur. Ardından ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi ile fenolik bileşiklerin ekstraksiyonu sağlanmıştır. Folin-Ciocalteu yöntemi ile toplam fenolik madde içeriği, ABTS ve CUPRAC yöntemleriyle toplam antioksidan kapasite değerlendirilmiştir. Ekstraksiyon sonrası ve sindirim sürecinin mide ve bağırsak evrelerinde ölçümler gerçekleştirilmiştir. Tüm analizler laboratuvar ortamında, in vitro sindirim modeline uygun şekilde yürütülmüştür. Çalışmada yer alan tüm örnekler, fenolik içerik ve antioksidan kapasiteleri açısından değerlendirildiğinde; elma formülasyonları düşük başlangıç değerlerine sahip olmasına rağmen maya ile birlikte uygulandığında özellikle ABTS analizinde toplam antioksidan kapasite artış göstermiştir; bu durum maya yapısındaki bileşenlerin fenolleri mide ortamında koruyarak bağırsakta serbest hale getirmesiyle açıklanabilir. Ancak CUPRAC analizindeki düşüş, bu bileşiklerin yapısal dönüşüm geçirmiş olabileceğini ya da CUPRAC yönteminin yeni oluşan fenolik formlara daha az duyarlı olduğunu düşündürmektedir. Pancar katkılı örneklerde fenolik madde ve ABTS değerleri genel olarak sindirim sürecinde korunmuş veya toplam antioksidan kapasite artış göstermiştir. Ancak CUPRAC kapasitesindeki azalma, bazı fenolik bileşiklerin sindirimin erken fazlarında serbest kalıp daha sonra maya tarafından parçalanmış olabileceğini düşündürmektedir. Siyah havuç örneklerinde başlangıç fenolik ve antioksidan kapasite çok yüksek olmasına rağmen, maya ile birlikte kullanıldığında bağırsak fazındaki değerlerde düşüş gözlemlenmiştir; bu durum, yüksek antosiyanin içeriğinin maya hücre duvarı ile güçlü bağlar oluşturması nedeniyle sindirim ortamında yeterince serbestleşememesinden kaynaklanıyor olabilir. Maya formülasyonları genel olarak elma ve pancar gibi düşük veya orta fenolik yapıya sahip matrislerde biyoerişilebilirliği artırıcı etki gösterirken, siyah havuç gibi kompleks yapılı bileşiklerde bağlayıcı ya da sınırlayıcı rol üstlenmiş olabilir. Bu bağlamda, fenolik bileşiklerin moleküler yapıları, maya ile potansiyel bağlanma eğilimleri ve kullanılan analiz yönteminin duyarlılığı sonuçların yönünü belirleyen temel faktörler arasında değerlendirilebilir. Besin mayası ve bitkisel tozlarla zenginleştirilmiş formülasyonların fiziksel, kimyasal, duyusal ve fonksiyonel özellikleri çeşitli analitik yöntemlerle değerlendirilmiştir. Tekstür Profil Analizi (TPA) ile doku özellikleri ölçülmüş; sertlik, esneklik ve bütünlük gibi parametreler belirlenmiştir. Gerçekleştirilen tekstür analizi, pancar ve siyah havuç katkılı formülasyonların sade mayaya göre daha düşük sertlik ve yapışkanlık gösterdiğini, bunun da doğrudan tüketim veya yoğurt gibi taşıyıcı ürünlere entegrasyon açısından avantaj sağladığını göstermiştir. Duyusal analizler, yoğurt içerisinde formüle edilen örnekler üzerinde 10 eğitimli panelist ile gerçekleştirilmiş ve genel beğeni, renk koyuluğu, meyvemsi aroma, ekşilik ve umami gibi nitelikler Nicel tanımlayıcı analiz yöntemiyle değerlendirilmiştir. Duyusal analiz sonuçlarına göre sade yoğurt genel kabul açısından en yüksek puanı almış olsa da zenginleştirilmiş formülasyonlar özellikle umami algısı ve renk gibi parametrelerde olumlu geri bildirim almıştır. Kimyasal değerlendirmeler kapsamında, örneklerin pH değerleri 1:10 (w/v) oranında hazırlanan süspansiyonlardan pH metre ile ölçülmüştür. Örneklerin pH değerleri ise 5.3 ila 6.2 aralığında ölçülmüş ve bu aralık hem mikrobiyal güvenlik hem de fenolik stabilite açısından uygun bulunmuştur. Fermantasyon aktivitesinin değerlendirilmesi amacıyla her bir örneğin 2 saat boyunca 30 °C'de CO₂ üretimi Rizograph cihazı ile takip edilmiştir. Gaz üretimi analizinde, dondurarak kurutulmuş örneklerin düşük CO₂ üretimi gösterdiği ve bu yönüyle sindirim sistemi açısından daha güvenli olduğu tespit edilmiştir. Veriler varyans analizi (ANOVA), SPSS yazılımı kullanılarak istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Sonuç olarak, fenolik bileşiklerle zenginleştirilmiş besin mayası formülasyonları, sağlıklı atıştırmalıklar için yenilikçi ve sürdürülebilir bir alternatif olarak değerlendirilebilir. Bu çalışma, besin mayasının sadece protein kaynağı olarak değil, aynı zamanda fenolik taşıyıcı ve fonksiyonel bir bileşen olarak da kullanım potansiyelini ortaya koymaktadır. Elma katkılı formülasyonlar hem fenolik salımı hem de antioksidan kapasite açısından en başarılı kombinasyonlardan biri olarak öne çıkmıştır. Pancar katkılı örnekler ise özellikle fenolik stabilite ve sindirim boyunca stabilite açısından dikkat çekici sonuçlar vermiştir. Tüm bu özellikleriyle geliştirilen bu ürünler, özellikle doğrudan tüketilebilen sağlıklı atıştırmalık formülasyonlarında kullanılmaya son derece uygun bir adaydır. Gelecek çalışmalarda farklı kurutma yöntemlerinin karşılaştırılması, duyusal iyileştirmeler ve klinik çalışmalarla sağlık etkilerinin doğrulanması önerilmektedir. Sonuçlar, fenolik bileşiklerle zenginleştirilmiş besin mayası formülasyonlarının yalnızca birer protein kaynağı değil, aynı zamanda fonksiyonel ve sürdürülebilir gıda bileşenleri olarak değerlendirilebileceğini ortaya koymuştur. Yüksek biyoerişilebilirlik, duyusal kabul edilebilirlik, uygun pH profili ve düşük gaz üretimi gibi özellikleri sayesinde bu formülasyonlar, doğrudan tüketilebilen veya farklı gıda matrislerine entegre edilebilen sağlıklı atıştırmalıklar için güçlü bir alternatif sunmaktadır. Çalışma, besin mayasının fenolik bileşenlerin taşınması ve korunmasında oynayabileceği aktif rolü desteklemekte ve bu yaklaşımın geleceğin gıda teknolojilerinde nasıl daha geniş bir uygulama alanına sahip olabileceğini göstermektedir. Bu bağlamda, besin mayası temelli formülasyonlar, sağlıklı yaşamı destekleyen, çevreye duyarlı ve tüketici beklentilerine yanıt veren yeni nesil ürünler geliştirme yolunda umut vadeden bir çözümdür.
Özet (Çeviri)
In recent years, the increasing interest in healthy and sustainable nutrition has accelerated research on alternative protein sources. The environmental impact of animal-based protein production, along with the growing popularity of vegan, vegetarian, and flexitarian diets, has driven the search for more eco-friendly and innovative solutions. In this context, nutritional yeast, a microbial protein source, has attracted attention as a sustainable food ingredient due to its high protein content, richness in B vitamins and minerals, efficient production process, and environmentally conscious nature. This study aimed to evaluate the usability of nutritional yeast enriched with phenolic compound-rich fruit and vegetable powders such as apple, beetroot, and black carrot, as a functional food ingredient. The total phenolic content, total antioxidant capacity, and in vitro bioaccessibility of the prepared samples were analyzed. The samples were freeze-dried by lyophilization. Then, phenolic compounds were extracted using an ultrasound-assisted extraction method. Total phenolic content was measured using the Folin–Ciocalteu method, while antioxidant capacity was evaluated through ABTS and CUPRAC methods. Analysis were carried out after extraction and at the gastric and intestinal phases of the digestion process. All analyses were carried out in laboratory conditions in accordance with an in vitro digestion model. When all the samples in the study were evaluated in terms of their phenolic content and antioxidant capacities, it was observed that although the apple formulations had low initial values, the total antioxidant capacity increased, especially in the ABTS analysis, when applied together with yeast; this can be explained by the components in the yeast protecting the phenolics in the gastric environment and releasing them in the intestine. However, the decrease observed in the CUPRAC analysis suggests that these compounds may have undergone structural transformation or that the CUPRAC method may be less sensitive to the newly formed phenolic forms. In the beetroot-enriched samples, phenolic content and ABTS values were generally preserved or showed an increase in total antioxidant capacity during the digestion process. However, the decrease in CUPRAC capacity suggests that some phenolic compounds may have been released during the early stages of digestion and then broken down by the yeast. In the black carrot samples, although the initial phenolic and antioxidant capacities were very high, a decrease in intestinal phase values was observed when used in combination with yeast; this may be due to the high anthocyanin content forming strong bonds with the yeast cell wall, preventing sufficient release in the digestive environment. Yeast formulations, in general, showed a bioaccessibility-enhancing effect in matrices with low or moderate phenolic content such as apple and beetroot, whereas in complex structures such as black carrot, yeast may have played a binding or limiting role. In this context, the molecular structures of phenolic compounds, their potential binding tendencies with yeast, and the sensitivity of the analytical method used can be considered as key factors determining the outcome. The physical, chemical, sensory, and functional properties of the nutritional yeast formulations enriched with plant powders were assessed through various analytical methods. Textural properties were determined using Texture Profile Analysis (TPA), which measured parameters such as hardness, springiness, and cohesiveness. Textural results showed that beetroot and black carrot formulations had lower hardness and stickiness compared to plain yeast, which may provide an advantage for direct consumption or incorporation into carriers such as yogurt. Sensory analysis was conducted with 10 trained panelists who evaluated yogurt-based samples for attributes including overall liking, color intensity, fruity aroma, sourness, and umami flavor using the Quantitative Descriptive Analysis (QDA) method. Although plain yogurt received the highest overall acceptability score, enriched formulations received positive feedback particularly for umami perception and color. In terms of chemical evaluations, pH values were measured using a 1:10 (w/v) suspension of the samples. The pH values ranged between 5.3 and 6.2, a range considered suitable for both microbial safety and phenolic stability. The fermentation activity of the samples was assessed by monitoring CO₂ production over two hours at 30 °C using a Rizograph device. The freeze-dried samples showed low levels of gas production, suggesting they may be safer for digestive health. In conclusion, nutritional yeast formulations enriched with phenolic compounds can be considered innovative and sustainable alternatives for health-oriented snacks. This study demonstrates that nutritional yeast can function not only as a protein source but also as a carrier and functional agent for phenolic compounds. Apple-enriched formulations stood out as one of the most successful combinations in terms of both phenolic release and antioxidant capacity. Beetroot-enriched samples yielded promising results particularly in terms of phenolic retention and stability throughout digestion. These formulations present strong potential for use in healthy snack products designed for direct consumption. Future studies are recommended to compare different drying methods, enhance sensory properties, and verify the health effects of these formulations through clinical trials. The findings of this study reveal that nutritional yeast formulations enriched with phenolic compounds are not only high-protein options but also functional and sustainable food ingredients. Thanks to their high bioaccessibility, acceptable sensory qualities, stable pH range, and low gas production, these formulations offer a promising foundation for the development of healthy snacks that can be consumed directly or integrated into various food systems. The role of nutritional yeast in carrying and preserving phenolics is supported by this research, emphasizing its broader application potential in next-generation food technologies. Yeast-based formulations thus emerge as forward-looking solutions for developing products that support well-being, respond to consumer expectations, and promote sustainability.
Benzer Tezler
- Biberlerin kurutulmasında kalite özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla ultrason destekli vakum kurutma yönteminin uygulanması
Application of ultrasound assisted vacuum drying for improving quality properties during peppers dehydration
ZEYNEP HAZAL TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BAŞLAR
- Alternatif novel pişirme yöntemlerinin seçili 5 geleneksel gıdalarda uygulanabilirliği
Applicability of alternative novel cooking methods in selected 5 traditional foods
ERDOĞAN BOZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gastronomi ve Mutfak SanatlarıKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiGastronomi ve Mutfak Sanatları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN GÖKMEN
- Peynir tuzlamada yeni bir yöntem: Jel salamura tekniği
A new method in white cheese brining: Gel brine technique
MUSTAFA ÇAVUŞ
Doktora
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YETİM
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN CANKURT
- Gıda örneklerine hedefli kapiler elektroforez-lazer indüklenmiş floresans tekniği ile yeni analiz yöntemleri geliştirilmesi
Development of novel capillary electrophoresis - laser induced fluorescence techniques for the analysis of food samples
FİLİZ TEZCAN TEKELİ
- UV-C ışık uygulamasının taze ahududu ve böğürtlen meyvelerinin dekontaminasyonu ve kalitesi üzerine etkisi
Effect of UV-C light treatment on decontamination and quality of fresh raspberry and blackberry fruits
GAMZE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ