Hayvansal atıklardan elde edilen proteinlerin verimlerinin ve jelleşme özelliklerinin araştırılması
Investigation of gelation properties and efficiencies of proteins obtained from animal-based wastes
Yazar: AYŞEGÜL GÜNDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR TARHAN
Uşak Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Jelatin, balık, domuz, sığır ve tavuk gibi hayvansal kaynaklardan üretilen pek çok kullanım alanı bulunan doğal bir proteindir. Jelatin, kolajenin bu kaynaklardan kontrollü olarak hidrolize edilmesiyle elde edilir. Jelatin jelleştirme, kıvam artırma, film oluşturma ve emülsifiye etme gibi birçok fonksiyonel ve teknolojik özelliğe sahip saf bir proteindir. Kesimhanelerde kesim sonrası ortaya çıkan deri ve kemikler ile renderinge gönderilen mekanik olarak eti sıyrılmış kemik (MKS) artıkları zengin bir kolajen kaynağıdır. Bu çalışmanın amacı, sığır derisi ve kemiği, koyun derisi ve kemiği, tavuk derisi, tavuk takozu ve MKS artıklarından ön işlem (asit ile muamele), demineralizasyon ve ısıl ekstraksiyon işlemleriyle kolajen ve jelatin elde ederek bir takım fizikokimyasal, fonksiyonel ve tekstürel özelliklerini karşılaştırmalı olarak incelemektir. Çalışmada, farklı hayvansal kaynaklardan ekstrakte edilen kolajen/jelatin fraksiyonlarının protein içeriği ve konformasyonu, su ve yağ bağlama kapasitesi, emülsiyon özellikleri, renk ve şeffaflığı, jel kuvveti ve TPA parametreleri değerlendirilmiştir. Bulgulara göre, deri ve kemik örneklerindeki jelatin miktarı farklılıklar göstermiştir. 
Kemik örneklerinde tavuk takozu en yüksek (~31 mg/ml) protein içeriğine sahip olurken, en düşük (~25 mg/ml) protein içeriği sığır kemiğinde tespit edilmiştir. Deri örneklerinde ise tavuk deri en yüksek (~60 mg/ml) protein içeriğine sahip oluken, en düşük (~30 mg/ml) protein içeriği sığır derisinde tespit edilmiştir. Bunun yanında en yüksek kolajen ve jelatin verimi sırasıyla %3,54 ve %3,97 ile tavuk takoz örneğinde elde edilmiştir. Deri örnekleri arasında ise en yüksek kolajen ve jelatin verimi sırasıyla %5,92 ve %8,60 ile tavuk deri örneğinde elde edilmiştir. Kemik ve deri örneklerinin protein profilleri γ, β, α ve alt-α zincir protein birimlerini içermekle birlikte protein konformasyonunda farklılıklar izlenmiştir. Şeffaflık en yüksek sığır derisinde (~%100) görülürken, su ve yağ bağlama kapasiteleri en yüksek jelatin fraksiyonları sırasıyla takoz örneğinde (~%185), koyun deri örneğinde (~%384) elde edilmiştir. Elde edilen jelatinler jel gücü bakımından değerlendirildiğinde, tavuk derisinin (~109 g) düşük, koyun kemiği (~204 g) ve tavuk takozunun (~182 g) orta, tavuk MKS karışımı (~336 g), koyun derisi (~230 g) ve sığır derisinin (~476 g) ise yüksek jel gücüne sahip olduğu bulunmuştur. Sunulan çalışma, hayvansal atıklardan farklı özelliklerde ve endüstride kullanılabilecek protein elde edilebileceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Gelatin is a natural protein with many uses, produced from animal sources such as fish, pork, bovine and chicken. It is obtained by the controlled hydrolysis of collagen from these sources. Gelatin is a pure protein with various functional and technological properties such as gelling, thickening, film forming and emulsifying. Skin and bones after slaughter in slaughterhouses and mechanically deboned meat (MDM) residues sent to rendering are rich sources of collagen. The aim of this thesis study was to obtain collagen and gelatin from bovine skin and bone, sheep skin and bone, chicken skin, chicken shanks and MDM residues by pretreatment (acid treatment), demineralization and thermal extraction processes and to compare their physicochemical, functional and textural properties. In the study, protein content and conformation, water and oil binding capacity, emulsion properties, color and transparency, gel strength and TPA parameters of collagen/gelatin fractions extracted from different animal sources were evaluated. According to the findings, the amount of gelatin in the skin and bone samples indicated remarkable differences.
According to the findings, chicken shanks had the highest (~31 mg/ml) protein content, while bovine bone had the lowest (~25 mg/ml) protein content among bone/MDM samples. In skin samples, chicken skin had the highest (~60 mg/ml) protein content, while the lowest (~30 mg/ml) protein content was found in bovine skin. In addition, the highest collagen and gelatin yields were obtained in chicken shanks sample with 3,54% and 3,97%, respectively. Among the skin samples, the highest collagen and gelatin yields were obtained in chicken skin samples with 5,92% and 8,60%, respectively. Although the protein profiles of bone and skin samples included  γ, β, α ve sub-α chain protein units, differences in protein conformation were observed. The highest transparency was observed in bovine skin (~100%), while gelatin fractions with the highest water and fat binding capacities were obtained in the shanks sample (~185%), sheep skin sample (~384%), respectively. When the gelatins obtained were evaluated in terms of gel strenght, chicken skin (~109 g) was low, sheep bone (~204 g) and chicken shanks (~182 g) medium, chicken MKS mixture (~336 g), sheep skin (~230 g) and bovine skin (~476 g) were found to have high gel strength. The presented study revealed that it is possible to obtain protein with different properties and which can be used in industry from animal waste.