Spirulina platensis ve phaeodactylum tricornutum'un yetiştiriciliğinde farklı tuzluluk oranlarının biyoaktif bileşikler, aroma maddeleri, kalite parametreleri ve in vitro biyoerişilebilirliği üzerine etkisi
The effect of different salinity ratios on bioactive compounds, volati̇le, quality parameters, and in vitro bioaccessibility in the cultivation of spirulina platensis and phaeodactylum tricornutum
Yazar: TÜRKAN UZLAŞIR
Danışman: PROF. DR. HAŞİM KELEBEK ; PROF. DR. OYA IŞIK
Adana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, farklı tuz stresi koşullarının Spirulina platensis ve Phaeodactylum tricornutum'un büyümesi, antioksidan aktivitesi, fenolik profili, aroma bileşikleri, biyoaktif özellikleri ve mikrobiyal yükü üzerindeki etkisi ilk kez araştırılmıştır.  Çalışma kapsamında S. platensis kültürü için ‰20 (Kontrol), 25, 30 ve 35 ve P. tricornutum kültürü için ‰15, 25, 30 (Kontrol) ve 35 tuz konsantrasyonları araştırılmıştır. Antioksidan kapasite DPPH ve ABTS olmak üzere iki farklı yöntemle, aroma bileşikleri HS-SPME-GC/MS kullanılarak, organik asit ve şeker bileşimi HPLC-PDA-RID yöntemiyle değerlendirilmiştir. En yüksek antioksidan aktivite ve fenolik bileşik içerikleri kontrol olarak adlandırılan tuz konsantrasyonlarında saptanmıştır. S. platensis (‰20), P. tricornutum'a (‰30) kıyasla daha yüksek antioksidan aktivite sergilemiş ve bu aktivite artan tuz stresiyle azalmıştır. HPLC-DAD-ESI-MS/MS kullanarak, S. platensis ve P. tricornutum kültür örneklerinde sırasıyla 24 ve 20 fenolik bileşik tanımlanmış ve miktarları belirlenmiştir. S. platensis örneklerinde baskın fenolik bileşik kuersetin türevi iken, P. tricornutum örneklerinde dimetoksiflavon baskın olarak saptanmıştır. Çalışmada ayrıca amino asit profilleri kıyaslanmış ve glutamik asit (6,24-12,96 mg/100 g KA) ve alanin (3,67-13,65 mg/100 g KA) baskın amino asitler olarak belirlenmiştir. S. platensis ve P. tricornutum örneklerinde sırasıyla glikoz (192-2322 mg/100 g KA) ve sakkaroz (229-1099 mg/100 g KA) baskın şekerler olarak belirlenmiştir. S. platensis örneklerinde heptadekan (36941 µg/kg) ve P. tricornutum örneklerinde ise asetik asit (113 µg/kg) baskın aroma bileşikleri olarak saptanmıştır. Her iki türdeki aroma bileşiklerinin toplam miktarları azalan tuz konsantrasyonu ile artmıştır. Artan tuz konsantrasyonu ile amino asit, şeker ve organik asit miktarlarında önemli bir azalma tespit edilmiştir. Mikrobiyal sayım sonuçları incelendiğinde, S. platensis örneklerinde toplam aerobik mezofilik bakteri sayımı 300 ile 1,9 × 104 kob/g ve maya/küf sayımı >10 ile 104 kob/g arasında değişirken, P. tricornutum örneklerinde ise toplam aerobik mezofilik bakteri sayımı 300 ile 2.78 × 104 kob/g ve maya/küf sayımı ise 10 ila 1,35 × 104 kob/g arasında değişmiştir. Yapılan genel değerlendirmede , S. platensis ve P. tricornutum üretimi sırasında besin ortamına farklı oranlarda tuz eklenmesinin, büyüme sürecini, fenolik bileşikleri, antioksidan potansiyeli, aroma bileşiklerini, aminoasit kompozisyonunu, şeker içeriğini ve mikrobiyal yük değerlendirmesini ve in vitro biyoerişilebilirliğini etkilediği ve genel olarak kontrol olarak kodlanan örneklerin altındaki veya üzerindeki tuz konsantrasyonlarında kalite parametrelerinin olumsuz yönde etkilendiği saptanmıştır.

Abstract:
In this study, the effect of different salt stress conditions on growth, important quality parameters, antioxidant activity, phenolic profile, aroma compounds, bioactive properties, and microbial load of Spirulina platensis and Phaeodactylum tricornutum was investigated for the first time.  Salt concentrations of 20, 25, 30, and 35 ‰ for S. platensis culture and 15, 25, 30, and 35 ‰ for P. tricornutum culture were investigated. Antioxidant capacity was evaluated by two different methods, DPPH and ABTS, aroma compounds by HS-SPME-GC/MS, and organic acid and sugar composition by HPLC-PDA-RID. The highest antioxidant activity and phenolic compound contents were found in salt concentrations called control. S. platensis (20‰) exhibited higher antioxidant activity than P. tricornutum (30‰), which decreased with increasing salt stress. In S. platensis and P. tricornutum culture samples, 24 and 20 phenolic compounds were identified and quantified using HPLC-DAD-ESI-MS/MS, respectively. While the dominant phenolic compound in S. platensis samples was quercetin derivative, dimethoxyflavone was abundant in P. tricornutum samples. Amino acid profiles were also compared and glutamic acid (6.24-12.96 mg/100 g DW) and alanine (3.67-13.65 mg/100 g DW) were the dominant amino acids. The dominant sugars were glucose (192-2322 mg/100 g DW) and sucrose (229-1099 mg/100 g DW) in S. platensis and P. tricornutum samples, respectively. The most dominant flavor compound was heptadecane (36941 µg/kg) in S. platensis samples and acetic acid (113 µg/kg) in P. tricornutum samples. The total amounts of aroma compounds in both species increased with the decrease in salt concentration. A significant decrease in the amounts of amino acids, sugars, and organic acids was detected with increasing salt concentration. When microbial count results were analyzed, total aerobic mesophilic bacteria count ranged from 300 to 1.9 × 104 cfu/g and yeast/mold counts ranged from >10 to 104 cfu/g in S. platensis samples, while total aerobic mesophilic bacteria counts ranged from 300 to 2.78 × 104 cfu/g and yeast/mold counts ranged from 10 to 1.35 × 104 cfu/g in P. tricornutum samples.  This study shows that the addition of different amounts of salt to the nutrient medium during the production of S. platensis and P. tricornutum can affect their growth, phenolic compounds, antioxidant capacity, aroma compounds, amino acid composition, sugar content, and microbial load assessment and in vitro bioaccessibility.