Kapari tohumundan yeşil ekstraksiyon yöntemleri ile ham protein tozu üretimi: Optimizasyonu ve gıda uygulaması
Production of crude protein powder from caper seeds using green extraction methods: Optimization and food application
- Tez No: 979098
- Danışmanlar: PROF. DR. ERKAN KARACABEY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde etkisi her ne kadar tüm insanlık için hissedilmese de açlık ve insanların beslenme ihtiyaçlarına karşılık kıtlık bir gerçek olarak dünya gündeminde yer almaktadır. Yaşanan afetler, salgınlar ve savaşlar ile açlık ve kıtlığın etkisi tüm toplumlarda hissedilmektedir. Buna bağlı olarak devletler tarım ve gıda politikalarını değiştirmekte, modern çözüm önerileri aramakta ve yeni yol haritaları oluşturmaktadır. Bu kapsamda yer alan konulardan birisi de protein kaynaklarının çeşitlendirilmesidir. Aynı zamanda hem çevresel faktörler hem de tüketicilerin beslenme tercihleri (sporcu, vegan, vejetaryen vb.) nedeniyle hayvansal protein kaynaklarına alternatif kaynak arayışı hız kazanmaktadır. Dolayısıyla bu amaca yönelik tüm çabalarda hem toplum nezdinde hem de akademik dünyada takdirler karşılanmakta, değerli görülmektedir. Mevcut tez çalışması kapsamında bitkisel protein kaynağı olarak yüksek protein içeriğine sahip yağsız kapari tohumundan (41.67 ± 1.27 g/100 g KM) dört farklı ekstraksiyon yöntemi kullanılarak (alkali (AE), ohmik ısıtma (ODE), enzim (EE) ve ohmik ısıtma destekli enzim (ODE-EE)) bitkisel ham protein tozu üretimine odaklanılmıştır. Bahsi geçen yöntemlerle elde edilen kapari protein tozlarının fizikokimyasal (toplam protein ve çözünür protein içerikleri) ve tekno-fonksiyonel özelliklerinin ( su tutma ve yağ bağlama kapasitesi, çözünürlük, köpük özellikleri ve emülsifikasyon özellikleri) kapsamlı bir değerlendirmesi yapılmıştır. Üretilen kapari proteininin besin değeri ve kalitesini değerlendirmek amacıyla içerdiği aminoasitlerin türleri ve miktarını belirlemek için aminoasit profili analizi gerçekleştirilmiştir. Ekstraksiyon işlemleri sonrasında kapari proteininde meydana gelen yapısal değişiklikleri değerlendirmek amacıyla ise SDS-PAGE ve FTIR spektroskopisi analizleri gerçekleştirilmiştir. Protein ekstraksiyonu sonrası bitkisel materyaldeki morfolojik değişimleri değerlendirmek amacıyla SEM görüntüleme analizi gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar doğrultusunda kapari tohumundan protein ekstraksiyonunda yüksek protein içeriği ve protein geri kazanımı, kısa ekstraksiyon süresi ve tekno-fonksiyonel özellikler bakımından en etkili yöntemin ODE-EE olduğu tespit edilmiştir. Bu sayede ohmik ısıtma ve enzim ekstraksiyonu gibi çevre dostu yöntemlerin protein verimi ve yapısal bütünlük üzerinde olumlu katkılar sağladığı ortaya koyulmuştur. Bu nedenle daha detaylı bir inceleme yapabilmek adına ODE-EE yönteminin ekstraksiyon koşulları optimize edilmiştir. Protein geri kazanımı ve toplam protein miktarı bağımlı değişkenler olarak seçilmiştir . Kapari proteini için ODE-EE yöntemi için optimum koşullar 500 V, 100 dak, 60C, pH 11 olarak belirlenmiştir. Kapari tohumu proteininde izolösin, lösin, lizin, triptofan, glutamik asit ve arginin gibi temel amino asitlerinin baskın olduğu tespit edilmiştir. Kapari tohumundan optimum ekstraksiyon koşullarında üretilen protein tozları ekmek formülasyonuna katılarak protein içeriği yüksek ekmekler üretilmiştir. Üretilen ham protein tozu katkılı ekmeklerde kalite ve duyusal değerlendirme analizleri dikkate alındığında %1 kapari ham protein tozu katkılı ekmekler ön plana çıkmıştır. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında bitkisel kökenli protein kaynağı olarak kullanılan kapari tohumunun mevcut potansiyeli ortaya konulmuştur. Çalışma sonuçları kapari tohumunun değerli bir protein kaynağı olduğunu göstermektedir. Bu tez çalışmasında ilk kez uygulanan ODE-EE yöntemiyle, ohmik ısıtma ve enzim kombinasyonu kullanılarak yüksek protein içeriğine ve üstün tekno-fonksiyonel özelliklere sahip ham protein tozları başarılı bir şekilde üretilmiştir. Elde edilen bulgular, kapari tohumundan üretilen ham protein tozlarının, ekonomik ve sürdürülebilir gıdaların geliştirilmesine olanak sağlayabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, although its impact is not felt by all of humanity, hunger and famine, a reality that meets people's nutritional needs, are on the global agenda.The impact of hunger and famine, along with disasters, epidemics, and wars, is felt across all societies. Consequently, governments are changing their agricultural and food policies, seeking modern solutions, and developing new roadmaps. One of the issues within this scope is the diversification of protein sources. At the same time, due to both environmental factors and consumer dietary preferences (athletes, vegans, vegetarians, etc.), the search for alternative sources of animal protein is accelerating. Therefore, all efforts towards this goal are appreciated and valued both by society and the academic world. The present thesis study focused on the production of vegetable crude protein powder from oil-free caper seed with high protein content (41.67 ± 1.27 g/100 g DM) as a plant protein source, using four different extraction methods (alkaline (AE), ohmic heating (ODE), enzyme (EE) and ohmic heating-assisted enzyme (ODE-EE)). A comprehensive evaluation of the physicochemical (total protein and soluble protein contents) and techno-functional properties (water retention and oil binding capacity, solubility, foam properties and emulsification properties) of the caper protein powders obtained by the aforementioned methods was conducted. In order to evaluate the nutritional value and quality of the produced caper protein, amino acid profile analysis was carried out to determine the types and amounts of amino acids it contains. SDS-PAGE and FTIR spectroscopy analyses were performed to evaluate the structural changes that occur in the caper protein after the extraction processes. SEM imaging analysis was performed to evaluate the morphological changes in the plant material after protein extraction. Based on the results, ODE-EE was determined to be the most effective method for protein extraction from caper seeds in terms of high protein content and protein recovery, short extraction time, and techno-functional properties. This demonstrated that environmentally friendly methods such as ohmic heating and enzyme extraction contribute positively to protein yield and structural integrity. Therefore, for a more detailed investigation, the extraction conditions of the ODE-EE method were optimized. Protein recovery and total protein content were selected as dependent variables. The optimum conditions for the ODE-EE method for caper protein were determined as 500 V, 100 min, 60˚C, and pH 11. Essential amino acids such as isoleucine, leucine, lysine, tryptophan, glutamic acid, and arginine were found to be dominant in caper seed protein. Protein powders produced from caper seeds under optimal extraction conditions were added to bread formulations to produce high-protein breads. Considering the quality and sensory evaluation analyses of the breads produced with added crude protein powder, breads with 1% caper crude protein powder stood out. In conclusion, this thesis demonstrated the potential of caper seeds as a plant-based protein source. The study results demonstrate that caper seeds are a valuable protein source. In this thesis, the ODE-EE method, implemented for the first time using a combination of ohmic heating and enzymes, successfully produced crude protein powders with high protein content and superior techno-functional properties. The findings demonstrate that crude protein powders produced from caper seeds can enable the development of affordable and sustainable foods.
Benzer Tezler
- Mardin yöresinde 2004 - 2010 yılları arasında yapılan ağaçlandırma çalışmalarının değerlendirilmesi
Evaluation of forestation studies carried out between 2004-2010 in Mardin region
TUNCAY NARİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA YILMAZ
- Mersin yöresinde kızılçam (Pinus brutia ten.) kozalak ve tohumuna ait bazı özelliklerin yükseltiye bağlı değişimi
Variation of some cone and seed characteristics of turkish red pine (Pinus brutia ten.) related to elevation in mersin region
BİLAL ÇETİN
Doktora
Türkçe
2010
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİH BOYDAK
- Kapari (Capparis ovata Desf. var. canescens) tohum yağlarının biyoaktif özellikleri, fenolik bileşenleri ve yağ asitleri bileşimi üzerine soğuk pres, solvent ve sonikasyon ekstraksiyon sistemlerinin etkisi
Effect of cold press, solvent and sonication extraction systems on the bioactive properties, phenolic compounds and fatty acids composition of caper (Capparis ovata Desf. var. canescens) seed oils
ALEYNA ECE AKÇA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET MUSA ÖZCAN
- Yumuşak çeliğin korozyonu üzerine kapari (Capparis spinosa L.) bitkisinin meyve ekstraktının inhibitör etkisinin araştırılması
Investigation of the inhibitor effect of fruit extractof capari (Capparis spinosa L.) plant on corrosion of soft
ESRA GÜNBEYİ
- Kapari (Capparis ovata Desf.) tohumunda bazı uygulamaların çimlenme üzerine etkisi
Effects of some treatments on germination of caper (Capparis ovata Desf.) seeds
SULTAN BESTE ÇINAR