Yüksek amilozlu mısır nişastasından enzim ve mikrodalga modifikasyonları ile enzime dirençli nişasta üretimi ve karakterizasyonu
Production and charachterization of enzyme resistant starch from high amylose corn starch by microwave and enzyme modifications
Yazar: SELİME MUTLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SERPİL ÖZTÜRK
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Enzimatik hidroliz = Enzymatic hydrolysis ; Mikrodalga ısıtma = Microwave heating ; Mısır nişastası = Maize starch

Özet:
Bu çalışmada, yüksek amilozlu mısır nişastasından (Hylon VII, %70 amiloz) enzim hidrolizi ve mikrodalga ısıtma uygulamaları ile enzime dirençli nişasta üretimi gerçekleştirilmiştir. Doğal haldeki Hylon VII nişastasına pişirme ve otoklavlama işlemlerinin ardından, Design Expert 7.0 programında Yanıt Yüzey Yöntemi ile belirlenen koşullarda (%20-100 mikrodalga gücü ve 2-4 dakika süre) mikrodalga ısıtma uygulanmıştır. Mikrodalga uygulaması sonrasında örnekler 95ºC'de 24 saat bekletilmiştir. Her uygulama 1 döngü (MD1) ve 3 döngü (MD3) olmak üzere aynı koşullarda tekrarlanmıştır. Bekletme süresi sonunda örnekler etüvde 50ºC'de ya da liyofilizatörde kurutulmuştur. Enzim-mikrodalga modifikasyonu yönteminde ise örnekler pullulanaz enzimi ile (400 PUN/mL; 1500 U/kg nişasta) 60ºC'de 48 saat inkübe edilmiş ve ardından aynı koşullarda mikrodalga-bekletme döngülerine tabi tutulmuştur. Elde edilen örneklerde enzime dirençli nişasta (EDN) miktarı, RVA viskozite değerleri, çözünürlük, su bağlama kapasitesi ve renk değişimi belirlenmiştir. Üretilen örneklerde EDN miktarı mikrodalga döngü sayısı arttıkça artmış, 50ºC'de kurutulan örneklerin liyofilizatörde kurutulanlara göre daha yüksek EDN içerdiği belirlenmiştir. Liyofilize edilerek kurutulan örneklerin RVA ısıtma öncesi viskozite değerleri 50ºC'de kurutulanlardan yüksek bulunmuştur. İşlem görmüş tüm nişasta örneklerinin su bağlama ve çözünürlük değerleri doğal haldeki Hylon VII'ye göre yüksektir. Mikrodalga döngü sayısı ile uygulanan güç ve süre arttıkça örneklerin renk değerlerinde önemli değişimler gözlenmiştir. Enzim hidrolizi uygulanmış örneklerin EDN miktarları enzim ile hidroliz edilmemiş olanlara göre yüksek çıkmıştır. Viskozite değerlerinde enzim hidrolizi ile düşüş meydana gelmiştir. Örneklerin EDN miktarındaki değişmeler Design Expert Programı ile analiz edilmiş ve uygun olanlar için doğrusal ve ikinci dereceden modeller oluşturulmuştur. Modellerden elde edilen denklemlerden 0,6183 ile 0,8250 arasında değişen değerlerde R2'ler hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Enzime Dirençli Nişasta, Mikrodalga Enerjisi, Pullulanaz Hidrolizi

Abstract:
In this study, enzyme resistant starch from high amylose corn starch (Hylon VII, 70% amylose) was produced by enzyme hydrolysis and microwave heating processes. After cooking and autoclaving of native Hylon VII starch, the paste was treated by microwave heating at the conditions (20-100% microwave power and 2-4 minutes) determined by Response Surface Methodology by Desing Expert 7.0 programme. After microwave treatment, the samples were stored at 95ºC for 24 hours. Each treatment was repeated 1 cycle (MW1) and 3 cycles (MW3) at the same conditions. At the end of the storage period the samples were dried in the oven at 50ºC or freze-dryer. In enzyme-microwave modification method, samples were incubated at 60°C for 48 hours with pullulanase enzyme (400 PUN/mL; 1500 U/kg starch) and then treated with microwave-storage cycles at same conditions. Enzyme resistant starch (RS) content, RVA viscosity values, solubility, water binding capacity and colour changes of the produced samples were determined. Resistant starch contents of the samples were increased with increasing microwave cycle and were higher for oven dried samples than freeze-dried ones. RVA cold viscosity values of freze-dried samples were higher than those of oven-dried ones. All processed starch samples had higher water binding and solubility values than native Hylon VII starch. Changes in colour values became more significant with the increase in microwave cycles, power and time. Enzyme treatment with Pullulanase and microwave treatment together effected RS content increase much more than just microwave treatment. Viscosity values of combined treated samples reduced. Changes in RS contents of samples were analyzed by Design Expert Programme and lineer and quadratic models of fitted samples were determined. The R2 values were evaluated between 0,6183 and 0,8250 according to model equations.

Keywords: Enzyme Resistant Starch, Microwave Energy, Pullulanase Debranching