Spirulina platensis'in antimikrobiyal etkisinin model sistemlerinde belirlenmesi
Determination of the antimicrobial effect of Spirulina platensis in the model systems
Yazar: MERVE KAYA
Danışman: DOÇ. DR. AYSEL GÜLBANDILAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Spirulina platensis yüksek protein, zengin vitamin, pigment içeriği ve düşük yağ oranıyla ticari değere sahiptir. Artan araştırmalar, besin değerleri ve sürdürülebilir gıda alternatifi olarak alglerin insan sağlığına olumlu katkılarını vurgulamaktadır. Bu bağlamda, yeni termal olmayan teknolojilerden yüksek basınç ve sonikasyon teknikleri etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada Spirulina platensis'in kuru toz formunun reolojik, termal, yapısal ve parçacık boyutu dağılımı üzerindeki yüksek basınç ve sonikasyon işlemlerinin etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, Spirulina platensis farklı çözgenlerde çözdürülerek, farklı oranlarda yüksek basınçlı homojenizasyon (HPH) (500, 1000, 1500 bar) ve farklı genlik derecelerinde; %50-100 amp ve sürelerde (10, 15, 30 dk) ultrason destekli sonikasyon (UAE) (ses dalgaları) işlemi uygulanarak non-termal teknolojilerin Spirulina platensis örnekleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde 500 bar yüksek basınç uygulamasının B. subtilis bakterisine karşı en yüksek antimikrobiyal etkiyi (15,60) gösterdiği görülmüştür. Protein oranları %50amp da %81,88 ve 500 bar'da %77,30 olarak bulunmuş fakat istatistiki olarak fark bulunamamıştır (p>0.05). Bulunan protein oranının fazlalığı Spirulina 'nın genetik yapısından kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Çalışmada TPC değeri sonikasyon uygulamasında en yüksek %100 genlik derecesi ve 30 dakika da elde edilirken (426,43 mgGAE/100ml) basınç uygulamasında da en yüksek TPC değeri 1500 bar da elde edilmiştir (741,86 mgGAE/100ml). Kontrole göre sonikasyon uygulamasında genlik ve sürenin, yüksek basınç uygulamasında ise basıncın artması toplam fenolik madde miktarının artmasına sebep olmuştur. DPPH değerlerine bakıldığında ise UAE ve HPH' de hiç işlem uygulanmamış örneğin en yüksek değere sahip olduğu görülmüştür (143,77 μmol TE/ml). HPH ve UAE uygulamalarında renk değerleri kontrolden farklı ve aralarında istatiksel olarak önemli fark olduğu bulunmuştur (p<0,05). En yüksek L*(parlaklık) değeri 1000barda (21,116), en yüksek a*(+kırmızı, -yeşil) değeri 500 bar da (-4,483), en yüksek b*(+sarı, -mavi) 1000bar da (-3,153) olarak elde edilmiştir. Proje sonucunda yüksek basınç uygulamasında, Ultrason destekli ekstraksiyona göre Spirulina platensis mikroalginin hücre duvarının parçalanmasında daha başarılı sonuçlar elde edildiği görülmüştür

Abstract:
Spirulina platensis has commercial value with its high protein, rich vitamin, pigment content and low fat content. Increasing research emphasizes the nutritional values and positive contributions of algae to human health as a sustainable food alternative. In this context, high pressure and sonication techniques from new non-thermal technologies are effectively used. In this study, the effects of high pressure and sonication processes on the rheological, thermal, structural and particle size distribution of the dry powder form of Spirulina platensis were investigated. For this purpose, Spirulina platensis was dissolved in different solvents, and high pressure homogenization (500, 1000, 1500 bar) at different rates and different amplitude degrees; The effects of non-thermal technologies on Spirulina platensis samples were investigated by applying ultrasound-assisted sonication (sound waves) at %50-100amp and durations (10, 15, 30 min). When the results were evaluated, it was seen that 500 bar high pressure application showed the highest antimicrobial effect (15,60) against B. subtilis bacteria. Protein rates were found to be 81.88% at 50 amp and 77.30% at 500 bar, but no statistically significant difference was found (p>0.05). It is thought that the high protein rate found may be due to the genetic structure of Spirulina. In the study, the TPC value was obtained at 100% amplitude and 30 minutes in sonication application (426.43 mgGAE/100ml), while the highest TPC value was obtained at 1500 bar in pressure application (741.86 mgGAE/100ml). Compared to the control, increasing the amplitude and duration in sonication application and increasing the pressure in high pressure application caused an increase in the total phenolic substance amount. When looking at the Dpph values, it was seen that the sample that was not applied at all in UAE and HPH had the highest value (143.77 μmol TE/ml). In HPH and UAE applications, the color values were different from the control and a statistically significant difference was found between them (p<0.05). The highest L*(brightness) value was obtained at 1000 bar (21.116), the highest a*(+red, -green) value was obtained at 500 bar (-4.483), and the highest b*(+yellow, -blue) was obtained at 1000 bar (-3.153). As a result of the project, it was seen that more successful results were obtained in the degradation of the cell wall of Spirulina platensis microalgae in high pressure application compared to ultrasound-assisted extraction.