Aspir küspesinden protein izolasyonu ve vegan kek üretiminde kullanımı
Protein isolation from safflower meal and its use in vegan cake production
Yazar: BEYZANUR BAŞTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. AYŞE NESLİHAN DÜNDAR
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışma, yağı uzaklaştırılmış aspir tohumundan protein izolasyonu ve bu protein 
izolatının fiziko-kimyasal ve fonksiyonel özelliklerinin detaylı bir şekilde 
Araştırılması amaçlanmıştır. Protein izolatının yağ içeriği, protein miktarı, amino asit 
bileşimi, hidrofobisite, emülsiyon ve köpük oluşturma yetenekleri gibi fiziko-kimyasal 
özellikleri dikkatle incelenmiştir. Ayrıca, protein izolatının jel oluşumu, 
emülsifikasyon, su tutma kapasitesi ve köpük stabilitesi gibi fonksiyonel özellikleri 
kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiştir.
Elde edilen protein izolatının vegan kek üretimindeki kullanılabilirliği üzerine yapılan 
çalışmalar, protein izolatının kek yapılarındaki etkisini değerlendirmiştir. Kez 
üretiminde kullanılan protein izolatının kekin tekstürü, renk, tat ve duyusal 
özelliklerine olan etkisi dikkatle incelenmiştir Analizlere aspir tohumu küspesinin 
Bursa esnaflarından tedarik edilerek başlanmıştır. Küspeler öğütülüp toz haline 
getirildikten sonra alkali ekstraksiyon ve izoelektrik çöktürme yöntemiyle protein 
izolatları elde edilmiştir. Küspelerin nem, kül, protein ve yağ oranları ve elde edilen 
protein izolatlarının protein değerleri belirlenmiştir. Kompozisyon analizleri 
sonuçlarına göre; küspenin %1,90 nem, %3,50 kül, %11,00 yağ, %21,00 protein 
içerdiği belirlenmiştir. Elde edilen protein izolatlarının ise %90,12 protein içerdiği 
belirlenmiştir. Protein izolatının amino asit kompozisyonuna incelendiğinde %45'i 
esansiyel amino asitlerden oluştuğu ve en yüksek konsantrasyonda glutamik asit 
içermektedir. İzolasyon sonucu elde edilen proteinlerin fonksiyonel özellikleri
çözünürlük, su tutma kapasitesi, su tutma stabilitesi, emülsiyon özellikleri, jel 
yapabilme kapasitesi, köpük oluşturma özellikleri incelenmiştir.
Analiz sonuçlarına göre; protein izolatı çeşitlerinin su tutma kapasitesi %208,01 değer 
almıştır. Proteinlerin çözünürlükleri pH 3,4, 5, 7,9 ve 11'de bakılmış ve bu pH'lardaki 
değerleri pH 3'te %53,91; pH4'te %21,90 pH5'te %34,45 ; pH 7'de %58,86 ; pH9'da 
%72,74 ve pH11'de %65,22 olarak belirlenmiştir. Elde edilen protein izolatlarının 
emülsiyon özelliklerinin incelenebilmesi için sırasıyla emülsiyon aktivite indeksi ve 
emülsiyon stabilite indeksi ölçümleri yapılmıştır. İzolatların emülsiyon aktivite ve 
stabilite indeksi değerleri sırasıyla 74,76 m2 /g ve 10,56 dk olarak belirlenmiştir.
Protein izolatı ilavesiyle kek içi parlaklık, sarılık ve kırmızılık değerlerinin azaldığı 
belirlenmiştir. Kek numuneleri renk, doku, görünüş, lezzet, koku, genel beğeni ve satın 
alınabilirlik gibi özellikleri panelistler tarafından değerlendirilmiştir. Duyusal analiz 
sonuçlarına göre protein izolatı ilaveli keklerin kontrol kekine kıyasla daha beğenildiği 
tespit edilmiştir.

Abstract:
This study aims to isolate protein from defatted safflower seeds and thoroughly 
investigate the physicochemical and functional properties of this protein isolate. The 
physicochemical properties of the protein isolate, such as fat content, protein amount, 
amino acid composition, hydrophobicity, emulsion, and foaming abilities, were 
carefully examined. Additionally, the functional properties of the protein isolate, 
including gel formation, emulsification, water-holding capacity, and foam stability, 
were comprehensively evaluated.
Studies on the usability of the obtained protein isolate in vegan cake production 
assessed the impact of the protein isolate on the structure of the cake. The effect of the 
protein isolate used in cake production on the texture, color, taste, and sensory 
properties of the cake was carefully examined. The analysis began by procuring 
safflower seed meal from local businesses in Bursa. The meals were ground into 
powder, and protein isolates were obtained using alkaline extraction and isoelectric 
precipitation methods. The moisture, ash, protein, and fat content of the meals and the 
protein values of the obtained protein isolates were determined. According to the 
composition analysis results, the meal contained 1.90% moisture, 3.50% ash, 11.00% 
fat, and 21.00% protein. The obtained protein isolates contained 90.12% protein. When 
the amino acid composition of the protein isolate was examined, 45% of it consisted 
of essential amino acids, with glutamic acid being the most concentrated.
The functional properties of the proteins obtained from the isolation process, such as 
solubility, water-holding capacity, water-holding stability, emulsifying properties, gelforming capacity, and foaming properties, were investigated. According to the analysis 
results, the water-holding capacity of the protein isolate varieties was 208.01%. The 
solubility of the proteins was measured at pH 3, 4, 5, 7, 9, and 11, with values of 
53.91% at pH 3, 21.90% at pH 4, 34.45% at pH 5, 58.86% at pH 7, 72.74% at pH 9,
and 65.22% at pH 11. To examine the emulsifying properties of the obtained protein 
isolates, the emulsion activity index and emulsion stability index measurements were 
carried out. The emulsion activity and stability index values of the isolates were 
determined to be 74.76 m²/g and 10.56 minutes, respectively.
The addition of protein isolate was found to decrease the brightness, yellowness, and 
redness values of the cake interior. Cake samples were evaluated by panelists based 
on characteristics such as color, texture, appearance, flavor, smell, overall liking, and 
purchase intent. Sensory analysis results indicated that cakes with protein isolate were 
preferred over the control cakes.
The results showed that the protein isolate obtained from defatted safflower seeds has 
valuable potential for various industrial applications. This protein isolate could be an 
alternative and sustainable source for the use of plant-based proteins in food and other 
xvi
industrial products. This study makes a significant contribution to the processing, 
evaluation, and application of plant proteins and may guide future research.