Gracilaria dura makroalginden proteinlerin enzim destekli ekstraksiyonu, biyoaktif ve teknofonksiyonel özelliklerinin araştırılması ve sodyum dodesilsülfat poliakrilamid jel elektroforez ile tanımlama çalışmaları
Enzyme-assisted extraction of proteins from macroalgae Gracilaria dura, investigation of bioactive and technofunctional properties and identification of proteins by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis
Yazar: AYŞEGÜL BOZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYSUN YÜCETEPE
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Enzimatik sentez = Enzymatic synthesis ; Mikroalgler = Microalgae ; Optimizasyon = Optimization ; Proteinler = Proteins ; Ultrases dalgaları = Ultrasound waves

Özet:
Sunulan tez çalışması kapsamında, kırmızı bir makroalg olan Gracilaria dura'dan proteinlerin ekstraksiyonu için ekstraksiyon koşulları yanıt yüzey metodolojisi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Ekstraksiyon süresi, enzim/substurat oranı (E/S) ve ultrases uygulama süresinin ekstraktların protein içeriği, toplam fenolik madde miktarı (TFMM) ve antioksidan aktivite (AOA) üzerine etkileri araştırılmıştır. G. dura'nın kimyasal kompozisyonu belirlendikten sonra, % protein çözünürlüğü ve zeta potansiyel değeri üzerine pH'nın etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, optimum noktada elde edilen protein ekstraktlarının sodyum dodesilsülfat poliakrilamid jel elektroforez (SDS-PAGE) ile tanımlama çalışmaları ve teknofonksiyonel özellikleri (su tutma kapasitesi (STK), yağ tutma kapasitesi (YTK), emülsiyon stabilitesi (ES) ve emülsiyon aktivitesi (EA), köpürme kapasitesi (KK) ve köpürme stabilitesi (KS)) araştırılmıştır.
Çalışmanın sonuçlarına göre, G. dura'nın kuru ağırlıkta %11,97±0,05 protein, %0,32±0,06 yağ, %24,30 karbonhidrat, %45,50±0,73 kül ve %17,93±1,06 ham lif içerdiği tespit edilmiştir. Protein çözünürlüğü analizine göre, pH 13'de protein çözünürlüğünün (~%58) en yüksek olduğu görülmüştür. Optimum koşullarda (ultrases uygulama süresi: 257,57 saniye, E/S: 2,5 (g/g) ve ekstraksiyon süresi: 22,62 saat) elde edilen protein ekstraktlarının protein içeriği kuru ağırlıkta 188,71 mg/g, TFMM 64,33 mg gallik asit eşdeğeri (GAE)/g ve CUPRAC yöntemi ile AOA 54,24 mg Trolox eşdeğeri (TE)/g olarak bulunmuştur. Ayrıca, protein ekstraktlarının STK %195, YTK %568, EA %44, ES %75 ve KK %12,5 olarak belirlenmiştir. Diğer taraftan, örneklerin KS sergilemediği tespit edilmiştir. Ayrıca, SDS-PAGE analiz sonuçlarına göre, G. dura protein ekstraktlarının 11 ve 25 kDa molekül ağırlığına sahip protein fraksiyonlarına sahip olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçlarına göre, G.dura'nın iyi düzeyde YTK nedeni ile yağ bazlı gıda formülasyonlarına uygulanabilme potansiyeline sahip olduğu söylenebilir.

Abstract:
In the present thesis, process conditions of ultrasound-assisted enzymatic extraction of proteins from red macroalgae Gracilaria dura were optimized using response surface methodology (RSM). The effects of extraction time, enzyme/substrate ratio (E/S) and ultrasonic applying time were investigated on protein content, total phenolic content (TPC) and antioxidant activity (AOA) of the extracts. The chemical composition of G. dura was determined. Then, effect of pH was investigated on % protein solubility and zeta potential value. In addition, identification studies of protein extracts obtained under optimum extraction conditions were carried out using sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) technique. Furthermore, technofunctional properties (water holding capacity (WHC), oil holding capacity (OHC), emulsion stability (ES) were investigated.
According to the results of the study, G. dura contained 11.97±0.05% protein, 0.32±0.06% fat, 24.30% carbohydrate, 45.50±0.73% ash and crude fiber 17.93±1.06%in dry weight (dw). Protein solubility (~58%) of G. dura was highest at pH 13. Protein content, TPC and AOA of the protein extracts obtained under optimum conditions (ultrasonic applying time: 257.57 seconds, E/S: 2.5 (g/g) and extraction time: 22.62 hours) were 188.71 mg/g dw, 64.33 mg gallic acid equivalent (GAE)/g dw and 54.24 mg Trolox equivalent (TE)/g dw, respectively. In addition, WHC, OHC, EA, ES and FC values of the protein extracts were 195%, 568%, 44%, 75% and 12.5%, respectively. On the other hand, the protein extracts did not exhibit FS. Furthermore, the protein extracts from G. dura had protein fractions with molecular weights of 11 and 25 kDa. In conclusion, it can be said that G. dura may has a potential to be applied to oil-based food formulations due to its good level of OHC.