The effect of different thermal treatments on the bioaccessibility of bioactive compounds of Onobrychis sativa L.
Farklı ısıl işlemlerin Onobrychis sativa L. bitkisinin biyoaktif bileşenlerinin sindirilebilirliği üzerine etkisi
- Tez No: 991647
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLAY ÖZKAN
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Korunga (Onobrychis sativa L.), geleneksel olarak yem bitkisi olarak yetiştirilen ancak son zamanlarda fenolik bileşikleri, antioksidan potansiyeli ve uygun yağ asidi profili nedeniyle fonksiyonel bir gıda bileşeni olarak potansiyeli fark edilen, yeterince kullanılmayan bir baklagildir. Tarımsal açıdan, korunga düşük girdi gereksinimleri, kuraklığa dayanıklılığı, derin köklenme kapasitesi ve atmosferik azotu doğal olarak sabitleme yeteneği sayesinde çevre dostu üretim sistemlerini destekler ve böylece sentetik gübrelere olan bağımlılığı azaltır. Yetiştirilmesi toprak yapısını, biyolojik çeşitliliği ve polinatör aktivitesini artırarak onu çevreye dayanıklı bir ürün haline getirir. Besinsel açıdan, korunga tohumları fenolik asitler ve flavonoidler de dahil olmak üzere değerli biyoaktif bileşiklerin yanı sıra, esansiyel amino asitler açısından zengin proteinler ve oleik ve linolenik asitler gibi doymamış yağ asitlerinin uygun bir profilini içerir. Bu özellikler, korungayı sürdürülebilir, sağlığı geliştiren gıda uygulamaları için umut verici bir bileşen konumuna getirir. Ancak, bu bileşiklerin biyoerişilebilirliği ve gıda işleme tekniklerinin etkisi yeterince karakterize edilmemiştir. Baklagillerin ısıl işlemi, besin değerlerini ve kabul edilebilirliğini artırmak için çok önemlidir; çünkü besin dışı faktörleri azaltırken lezzeti iyileştirir. Ancak, sıcaklık ve süre gibi faktörlere bağlı olarak bazı besin maddelerinin bozulmasına ve tohumların işlevsel özelliklerinin değişmesine de yol açabilir. Geleneksel yöntemler arasında haşlama, kavurma ve düdüklü tencerede pişirme bulunurken, modern teknikler arasında haşlama, kuru ve ıslak ısıtma, mikrodalgada ısıtma, buharda pişirme, konserveleme, pastörizasyon ve otoklavlama yer alır. Yöntem seçimi, gıda kalitesini, kabul edilebilirliğini ve formülasyonlardaki bileşen kullanımını önemli ölçüde etkiler. Bu çalışmada, daha önce sıcak hava (HA), kızılötesi (IR) ve sıcak su (HW) ısıl işlemleri için optimizasyon sonucunda optimum ısıl işlem koşullarına tabi tutulan korunga (Onobrychis sativa L.) tohumlarının fenolik bileşimi, antioksidan kapasitesi, protein sindirilebilirliği ve yağ asidi profilinin in vitro gastrointestinal sindirimi üzerine ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır. Sıcak hava (HA), kızılötesi (IR) ve sıcak su (HW) ısıl işlemleri ile elde edilen korunga tohumlarında ısıl işlemin fenolik ve antioksidan kapasitesi üzerindeki etkisini araştırmak için spektrofotometrik analizler uygulanmıştır. İşlenmemiş korunga tohumlarının (kontrol) toplam fenolik ve toplam flavonoid içeriği sırasıyla 188 ± 12 mg GAE/100 g ve 101 ± 8 mg CE/100 g olarak ölçülmüştür. Fenolik retansiyonu uygulanan ısıl işlemler arasında farklılık göstermiştir. Sindirimden önce, sıcak hava (HA) örneği en yüksek TFC'yi (111 ± 3 mg CE/100 g) sergiledi, buna karşın sıcak su (HW) örneği en düşük TPC ve TFC'yi içeriyordu. Çalışmanın önemli bir sonucu, in-vitro sindirimin özellikle bağırsak fazı sırasında fenolik salımını artırmasıydı. HA örneği hariç, tüm işlemler sindirim sırasında TPC'de artış gösterdi. IR örneği en belirgin iyileşmeyi göstererek, başlangıç değerine göre %287 ± 18'lik bir TPC biyoerişilebilirliğine ulaştı. Toplam flavonoidler için de benzer bir eğilim gözlemlenmiş ve IR, tüm örnekler arasında en yüksek değer olan %457 ± 26 biyoerişilebilirliğe ulaşmıştır. Antioksidan kapasite, farklı antioksidan mekanizmalarını yakalamak için CUPRAC, DPPH ve ABTS analizleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Sindirilmemiş halde, en yüksek antioksidan değerleri kontrol örneğinde bulunmuştur (CUPRAC: 1534 ± 6 mg TE/100 g, DPPH: 198 ± 0 mg TE/100 g, ABTS: 97,2 ± 0,2 mg TE/100 g). Nohut, soya fasulyesi ve bezelye gibi baklagillerle karşılaştırıldığında, korunga tohumları genel olarak daha yüksek antioksidan potansiyeli göstermiştir; bu, orta düzeydeki fenolik içerikleri göz önüne alındığında dikkate değerdir. Sindirimden önce, IR örneği en düşük ABTS değerini göstermiş, ancak uygulamalar arasındaki farklar istatistiksel olarak anlamlı olmamıştır (p > 0,05). Biyoerişilebilirlik yönteme göre farklılık göstermiştir. Kontrol örneği en yüksek CUPRAC biyoerişilebilirliğini (%142 ± 18) sergilerken, IR örneği en yüksek DPPH biyoerişilebilirliğini (%184 ± 17) gösterdi. Örnekler arasındaki ABTS biyoerişilebilirlik farklılıkları anlamlı değildi. HPLC analizi, baskın fenolikler olarak gallik asit ve epigallokateşini ortaya koydu. Sindirimden önce kontrol örneği en yüksek gallik asit konsantrasyonuna (369,27 ± 31,60 mg/100 g) sahipken, HA örneği genel olarak en yüksek gallik asit içeriğine (579,29 ± 3,20 mg/100 g) sahipti. HW örneği en yüksek epigallokateşin konsantrasyonunu (410,04 ± 10,67 mg/100 g) sergiledi. Bazı bileşikler (örneğin, klorojenik asit, p-kumarik asit) sindirimden sonra tespit edilemedi ve bu da metabolitlere ayrışmayı yansıtıyordu. Bu çalışma, metabolitlerini değil, yalnızca orijinal fenolikleri nicelendirmiştir; bu da gözlemlenen azalmaların toplam fenolik kaybından ziyade kimyasal dönüşümü temsil ettiği anlamına gelir. Hidroliz derecesi (%DH), sindirim sırasında protein sindirilebilirliğini göstermiş ve OPA analizi kullanılarak incelenmiştir. Kontrol numunesi, %24,5 ± 0,1'lik bir gastrik DH sergilemiş ve bu değer bağırsak sindiriminden sonra belirgin şekilde artmıştır. HA numunesi en düşük gastrik DH'ye (%19,9 ± 0,0) sahipken, en yüksek intestinal DH'ye (%41,8 ± 4,2) sahiptir. HW numunesi en düşük genel sindirilebilirliği (%33,2 ± 0,2) göstermiştir. Sonuçlar, tüm numunelerde bağırsak sindirilebilirliğinin gastrik sindirilebilirlikten daha yüksek olduğunu göstermiştir. Korunga tohumları ağırlıklı olarak doymamış yağ asitleri (çoğunlukla linolenik (%44,71 ± 3,33) ve oleik asit (%30,04 ± 2,24) içerirken, daha düşük oranda linoleik, palmitik, stearik ve behenik asit içermektedir. Isıl işlemler istatistiksel olarak anlamlı değişikliklere neden olmamış (p > 0,05), korunga lipitlerinde yüksek termal kararlılık göstermiştir. Küçük eğilimler arasında linolenik ve oleik asitlerde hafif düşüşler ve linoleik asitte hafif artışlar yer almıştır. Genel olarak, çalışma korunga tohumlarının güçlü antioksidan kapasite, faydalı bir doymamış yağ asidi profili ve sindirim sırasında biyoaktif peptitler üretebilen proteinler gibi değerli besinsel ve işlevsel özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Isıl işlem bu özellikleri düzenler ve kızılötesi ısıtma, yağ asidi bileşimini korurken, fenolik biyoerişilebilirlikte, flavonoid salınımında ve sindirim sırasında antioksidan performansında en önemli artışı sağlar. Bu bulgular, korunga tohumlarının fonksiyonel bir gıda bileşeni olarak potansiyel kullanımını desteklemekte ve sağlık açısından faydalarını en üst düzeye çıkarmak için optimize edilmiş termal işlemin değerini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Sainfoin (Onobrychis sativa L.) is an underutilized legume traditionally grown as a forage crop but recently recognized for its potential as a functional food ingredient due to its phenolic compounds, antioxidant potential, and favorable fatty-acid profile. Agronomically, sainfoin supports eco-friendly production systems through its low input requirements, drought tolerance, deep rooting capacity, and natural ability to fix atmospheric nitrogen, thereby reducing dependence on synthetic fertilizers. Its cultivation enhances soil structure, biodiversity, and pollinator activity, making it an environmentally resilient crop. Nutritionally, sainfoin seeds contain valuable bioactive compounds, including phenolic acids and flavonoids, alongside proteins rich in essential amino acids and a favorable profile of unsaturated fatty acids such as oleic and linolenic acids. These characteristics position sainfoin as a promising ingredient for sustainable, health-promoting food applications. However, the bioaccessibility of these compounds and the influence of food-processing techniques remain insufficiently characterized. Thermal processing of legumes is crucial for enhancing their nutritional value and acceptability, as it reduces non-nutritional factors while improving flavor. However, it can also lead to the degradation of certain nutrients and alter the seeds' functional properties, depending on factors like temperature and duration. Traditional methods include boiling, roasting, and pressure cooking, while modern techniques encompass blanching, dry and wet heating, microwave heating, steaming, canning, pasteurization, and autoclaving. The choice of method significantly affects food quality, acceptance, and ingredient use in formulations. In this study, the impact of thermal processing on in-vitro simulated gastrointestinal digestion of the phenolic composition, antioxidant capacity, protein digestibility, and fatty acid profile of sainfoin (Onobrychis sativa L.) seeds, which were previously subjected to optimum thermal treatment conditions as a result of optimization for hot-air (HA), infrared (IR) and hot water (HW) thermal treatments, were investigated. Spectrophotometric analyses were applied to investigate the effect of thermal treatment on phenolics and antioxidant capacity in sainfoin seeds obtained with three different heat treatments. The TPC and TFC of untreated sainfoin seeds (control) were measured as 188 ± 12 mg GAE/100 g and 101 ± 8 mg CE/100 g, respectively. Thermal processing influenced phenolic retention differently across treatments. Prior to digestion, the hot-air (HA) sample exhibited the highest TFC (111 ± 3 mg CE/100 g), whereas the hot water (HW) sample contained the lowest TPC and TFC. A major outcome of the study was that in-vitro digestion increased phenolic release, especially during the intestinal phase. Except for the HA sample, all treatments showed increasing TPC during digestion. The IR sample displayed the most pronounced improvement, reaching a TPC bioaccessibility of 287 ± 18% relative to its initial value. A similar tendency was noted for total flavonoids, where IR achieved 457 ± 26% bioaccessibility, the highest among all samples. Antioxidant capacity was assessed using CUPRAC, DPPH, and ABTS assays to capture different antioxidant mechanisms. In the undigested state, the highest antioxidant values were found in the control sample (CUPRAC: 1534 ± 6 mg TE/100, DPPH: 198 ± 0 mg TE/100 g, ABTS: 97.2 ± 0.2 mg TE/100 g). Compared with legumes such as chickpeas, soybeans, and peas, sainfoin seeds demonstrated generally higher antioxidant potential which is notable given their moderate phenolic content. Before digestion, the IR sample showed the lowest ABTS value, but differences among treatments were not statistically significant (p > 0.05). Bioaccessibility differed by method. The control sample exhibited the highest CUPRAC bioaccessibility (142 ± 18%), while the IR sample displayed the highest DPPH bioaccessibility (184 ± 17%). ABTS bioaccessibility differences across samples were not significant. HPLC analysis revealed gallic acid and epigallocatechin as the predominant phenolics. The control sample before digestion had the highest gallic acid concentration (369.27 ± 31.60 mg/100 g), while the HA sample contained the highest gallic acid content overall (579.29 ± 3.20 mg/100 g). The HW sample exhibited the highest epigallocatechin concentration (410.04 ± 10.67 mg/100 g). Some compounds (e.g., chlorogenic acid, p-coumaric acid) were undetectable after digestion, reflecting degradation into metabolites. This study quantified only original phenolics, not their metabolites, meaning the observed decreases represent chemical transformation rather than total phenolic loss. The degree of hydrolysis (DH%) indicated protein digestibility during digestion, which was investigated by using OPA analysis. The control sample exhibited a gastric DH of 24.5 ± 0.1%, which increased markedly after intestinal digestion. The HA sample had the lowest gastric DH (19.9 ± 0.0%) yet the highest intestinal DH (41.8 ± 4.2%). The HW sample displayed the lowest overall digestibility (33.2 ± 0.2%). The results showed that intestinal digestibility was higher than gastric digestibility across all samples. Sainfoin seeds contained predominantly unsaturated fatty acids—mainly linolenic (44.71 ± 3.33%) and oleic acid (30.04 ± 2.24%)—with smaller proportions of linoleic, palmitic, stearic, and behenic acids. Thermal treatments did not produce statistically significant alterations. (p > 0.05), demonstrating high thermal stability in sainfoin lipids. Minor trends included slight decreases in linolenic and oleic acids and slight increases in linoleic acid. Overall, the study demonstrates that sainfoin seeds possess valuable nutritional and functional properties, with strong antioxidant capacity, a beneficial unsaturated fatty acid profile, and proteins capable of generating bioactive peptides during digestion. Thermal processing modulates these properties, with infrared heating providing the most substantial enhancement in phenolic bioaccessibility, flavonoid release, and antioxidant performance during digestion, while maintaining fatty acid composition. These findings support the potential use of sainfoin seeds as a functional food ingredient and highlight the value of optimized thermal processing to maximize their health-related benefits.
Benzer Tezler
- Effects of novel food processing techniques on bioaccessibility and transepithelial transport of cranberrybush polyphenols
Yeni gıda işleme tekniklerinin gilaburuda bulunan polifenollerin biyoerişilebilirliği ve bağırsak taşınımları üzerindeki etkileri
GÜLAY ÖZKAN
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Production and encapsulation of MLM-type structured lipids and application in kefir product
MLM-tipte yapılandırılmış yağların üretimi, enkapsülasyonu ve kefir ürününe uygulanması
ALEV YÜKSEL BİLSEL
Doktora
İngilizce
2019
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
- Farklı kurutma yöntemleri ve ön işlemlerin bazı meyvelerin biyoaktif bileşikleri, biyoerişebilirlik ve maillard reaksiyonu bileşikleri üzerine etkisi
Effect of different drying methods and on bioactive compounds and bioaccessibility and maillard reaction compounds
ÇİĞDEM MUŞTU CEYLAN
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH KARASU
- CAD/CAM ve 3 boyutlu yazıcı ile üretilen monolitik zirkonya materyalinin rezin siman ile bağlanmasında farklı yüzey işlemlerinin ve termal yaşlandırmanın etkisinin incelenmesi
Evaluation of the effect of different surface treatments and thermal aging on the bonding of resin cement to CAD/CAM and 3D-printed monolithic zirconia
MOHAMMAD ABO HAORAN
Doktora
Türkçe
2026
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN YANIKOĞLU
- Üç boyutlu yazıcı ile üretilen kalıcı kuron restorasyonların tamirinde farklı yaşlandırma sürelerinin bağlanma dayanımına etkisi
The effect of different aging periods on bond strength in the repair of permanent crown restorations fabricated by three-dimensional printing
MERVE YILMAZ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2026
Diş HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAN GÖNÜLOL