Omega-3 yağ asidi nanopartiküllerinin ekmek formülasyonlarında kullanımı
Utilization of omega-3 fatty acid nanoparticles in bread formulations
Yazar: GÜLİZ BALIK
Danışman: PROF. DR. VURAL GÖKMEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
İlk defa 1980'lerin ortalarında Japonya'da kullanılmaya başlanan ?Fonksiyonel Gıda? terimi; FAO tarafından ?Besleyici olmanın yanında belirli vücut fonksiyonlarına yardımcı maddeler içeren işlenmiş gıdalar? olarak tanımlanmıştır. Bu gıdalar; fonksiyonel içerik eklenmesiyle, işlem aşamasında çeşitli modifikasyonlarla ya da biyoteknolojik yöntemlerle elde edilir.Omega 3 ve omega 6 yağ asitleri vücut tarafından üretilemeyen ancak dışarıdan besinlerle alınması gereken elzem yağ asitleridir. Hücre zarının esnekliği ve akışkanlığı elzem yağ asitlerinin miktarına bağlıdır. Omega-3 yağ asitlerinin özellikle de DHA(dokosahekzaenoik asit) ve EPA'nın belli kanser risklerinin azaltılması, hamilelikte sağlıklı bebek gelişimi, eklem sağlığı gibi çeşitli sağlık yararları olduğuna dair çalışmalar mevcuttur. Bu tür yararları nedeniyle tüketicilere yönelik olarak omega-3 yağ asitleri, margarinden ekmeğe geniş bir çeşitlilikte ürünlerin zenginleştirilmesinde kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı; ekmeğin zenginleştirilmesinde kullanılan omega yağ asitlerinin işlem sonuna kadar bozulmadan korunup korunmadığını belirlemek ve nanoenkapsülasyon ile termal oksidasyona dayanıklılığın artışının araştırılmasıdır. Omega 3 kaynağı olarak keten tohumu yağı kullanılmıştır.Bu çalışmada ekmeğin pişirme koşullarının işlem sırasında omega 3 yağ asitlerinin termal oksidasyona uğramasına olanak sağladığı belirlenmiştir. Nanoenkapsülasyon yöntemi kullanıldığında ise; termal oksidasyonun belirteçlerinin miktarının azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca farklı termal yük etkileri ve nişasta yapısında olan nanokapsüller üzerinde amilaz enziminin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla ekmek formulasyonuna (1)%10 oranında nanoenkapsüle edilmiş keten tohumu yağı ve bunun eşdeğeri kapsülsüz keten tohumu yağı; (2)%10 nanokapsül eklenmiş örneklere fungal amilaz enzimi ilave edilmiştir. Son olarak da (3) %10 nanoenkapsüle edilmiş keten tohumu yağı ilave edilen ekmek kabuğu modelleri farklı sıcaklık ve zaman parametrelerinde pişirilmiştir. Kontrolle kıyaslandığında termal oksidasyon belirteçleri hekzanal ve nonanal miktarlarındaki değişim sırasıyla (1) %52 ve %58 azalma (2) %38 ve % 55 artma (3) % 5 ve %82 azalma olarak tespit edilmiştir. Bu da enkapsülasyonun termal oksidasyondan korunma yolunda başarı sağladığı ve amilaz enziminin nişasta yapısındaki nanokapsüller üzerinde etkili olduğu anlamına gelmektedir. Bununla birlikte termal yükün artmasıyla esmerleşmenin arttığı belirlenmiştir. Buna göre; amilaz enzimi yönüyle düşük aktiviteli bir un kullanıldığında, %10 oranındaki nanoenkapsülasyon omega yağ asitlerinin termal oksidasyonunu %55 düzeyinde azaltmaktadır.

Abstract:
The term "Functional Foods" is defined by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) as "processed foods containing ingredients that aid specific body functions, in addition to being nutritious" and was introduced for the first time in Japan in mid-80s. These foods are obtained by adding functional contents, by various modifications during the process or biotechnological methods.Omega-3 and omega 6 are essential fatty acids that can not be produced by the body but must be taken with the diet. Flexibility and fluidity of the cell membrane depends on the amount of the essential fatty acids. There are studies showing the health benefits of Omega 3 fatty acids especially DHA (Docosahexaenoic acid) and EPA (Eicosapentaenoic acid), such as reducing the risks of certain cancers, development of healthy newborns during pregnancy and joint health. Because of such benefits for the consumers, omega-3 fatty acids are used to enrich a wide variety of products from margarine to bread. The purpose of this study is to determine whether omega fatty acids used for enriching bread were maintained intact until the end of the process and to investigate the increase in resistance to thermal oxidation by nanoencapsulation. Flax seed oil was used as a source of Omega 3.In this study, it was shown that the conditions of bread baking process causes the thermal oxidation of omega-3 fatty acids. When the nanoencapsulation method was used, the amount of thermal oxidation markers was found to be decreased. In addition, the effects of amylase enzyme on starch structure of nanoparticules and the effects of different thermal loads were investigated. For this purpose,(1) 10% nanoencapsulated flax seed oil and equivalent amount of flax seed oil, (2) fungal amylase enzyme in addition to 10% nanoencapsulated flax seed oil were added to bread formulation. Finally, (3) 10 % nanoencapsulated flax seed oil supplemented bread crust model samples were baked in different temperature and time parameters. The change in the amount of thermal oxidation markers hexanal and nanonal were identified as(1) 52% and 58% decrease (2) 38% and 55% increase (3) 5% and 82% decrease respectively, as compared to control. These mean that nanoencapsulation provided success by means of protection from thermal oxidation and amylase enzyme was effective on nanocapsules of starch structure. In addition, it was determined that, with increasing of thermal load increase in browning occured. According to this, if flour with low amylase activity is used, 10 % nanoencapsulation reduces the thermal oxidation of omega fatty acids level by 55%.