Vişne çekirdeğinden elde edilen pektinin bitkisel kaynaklı doğal hidrojel üretiminde kullanımı
The usage of pectin obtained from sour cherry seed in the production of plant-based natural hydrogel
Yazar: BARAN AY
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT BAŞYİĞİT
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Ülkemizde yaygın olarak yetiştiriciliği yapılmakta olan vişne, sofralık olarak tüketimi sınırlı olup büyük oranda endüstriyel uygulamalarda farklı ürünlere işlenmektedir. Meyvenin bu ürünlere işlenmesi esnasında tonlarca çekirdek prosesten ayrılmakta ve herhangi bir işleme tabi tutulmadan bertaraf edilmektedir. Dolayısıyla vişne çekirdek (VÇ)'lerinin katma değerli ürünlerin eldesinde hammadde olarak değerlendirilmesi atık yönetimi ve ekonomik açıdan önem arz etmektedir. Mevcut çalışmada VÇ'ler pektin üretiminde başlangıç materyali olarak kullanılmıştır. Vişne çekirdeği pektini (VÇP)'nin karakteristik yapısı Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi aracılığıyla tespit edilmiştir. Ayrıca, bu tozların karakteristik özellikleri ticari muadili (ticari elma pektini) TEP ile karşılaştırılmıştır. VÇP'nin nem oranı %4.53 bulunurken TEP için bu oran %6.80 olduğu tespit edilmiştir (p≤0.05). Kül miktarı ise VÇP ve TEP için sırasıyla %3.96 ve %5.12 olduğu belirlenmiştir (p≤0.05). Pektin tozların su aktivitesi, renk, Hausner oranı ve Carr indeks değerleri arasında da farklılık tespit edilmiştir. VÇP (%203.52)  ve TEP'in (%288.94)  yağ bağlama yetenekleri de karşılaştırılmıştır. Emülsiyon aktivite indeksi ise VÇP için 23.77 m2/g ve TEP için 34.90 m2/g olarak belirlenmiştir (p≤0.05). Çalışma kapsamında VÇP'ler soya proteini bazlı doğal hidrojellerin üretiminde destek mateyali olarak kullanımıştır. Bu amaçla yapıları birbirinden farklı olan doğal hidrojeller (SH: tek başına soya proteini kullanılarak üretilen hidrojeller, SVPH: soya proteini ve VÇP varlığında üretilen hidrojeller, STPH: soya proteini ve TEP varlığında üretilen hidrojeller) inşa edilmiştir. Hidrojel sistemlerinin morfolojik yapılarındaki muhtemel farklılıklar taramalı elektron mikroskobundan alınan görüntülerle incelenmiştir. Su tutma kapasitesi, şişme oranı,  ve protein sızma oranı VÇP destekli hidrojeller için sırasıyla %91.65, %5.78 ve %12.51 olarak tespit edilmiştir. Bu değerler TEP destekli muadilleri için ise %83.99 (su tutma kapasitesi), %5.37 (şişme oranı) ve %15.81 (protein sızma oranı) olduğu belirlenmiştir. Tekstürel analiz sonuçları VÇP destekli sistemlerin üç boyutlu yapısının diğerlerine göre daha sağlam olduğunu göstermiştir. VÇP destekli sistemler ayrıca biyoaktif madde taşınımında farkındalığını ortaya koymuştur.

Abstract:
Sour cherry, which is widely cultivated in our country, has limited table consumption and is largely processed into different products in industrial applications. During the processing of the fruit into these products, tons of seeds are separated from the process and disposed of without any treatment. Therefore, the evaluation of sour cherry stones (VÇ) as raw materials in the production of value-added products is important in terms of waste management and economy.In the present study, VÇ were used as raw material for pectin production. The characteristic structure of sour cherry seed pectin (VÇP) was identified by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Additionally, the characteristics of these powders were compared with the commercial counterpart (apple-based pectin). Moisture content for VÇP was 4.53%, this rate was 6.80% for TEP (p≤0.05). The ash content was determined as 3.96% and 5.12% for VÇP and TEP, respectively (p≤0.05). Differences were also detected between the water activity, color, Hausner ratio and Carr index values of pectin powders. Oil binding abilities of VÇP (203.52%) and TEP (288.94%) were also identified. Emulsion activity index was 23.77 m2/g for VÇP and 34.90 m2/g for apple pectin (p≤0.05). Within the scope of the study, VCPs were used as support materials in the production of soy protein-based natural hydrogels. For this purpose, natural hydrogels with different structures (SH: hydrogels produced using soy protein alone, SVPH: hydrogels produced in the presence of soy protein and VÇP, STPH: hydrogels produced in the presence of soy protein and apple pectin) were constructed. Possible differences in the morphological structures of the hydrogel systems were examined by images taken from the scanning electron microscope. Water holding capacity, swelling ratio, and protein leaching rate for VCP-supported hydrogels were determined as 91.65%, 5.78%, and 12.51%, respectively. These values were 83.99% (water holding capacity), 5.37% (swelling rate) and 15.81% (protein leaching rate) for TEP-supported counterpart. Textural analysis results showed that the three-dimensional structure of VCP-supported systems is stronger than tohose of the others. VCP supported systems have also demonstrated awareness in bioactive substance transport.