Deniz ürünlerinden ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi ile kolajen eldesi
Collagen extraction from sea products by ultrasound assisted extraction method
Yazar: KÜBRA GÜL
Danışman: DOÇ. DR. ASLI GÖK ; DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE YEMİŞKEN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Kolajen, insan vücudunda bulunan toplam proteinin yaklaşık %30'unu oluşturur ve ekstraselüler matrisin ana bileşenidir. Dünyada artan nüfus sonucu gıda ihtiyacının artması, sağlık ve kozmetik sektöründeki gelişmeler, beslenme alışkanlıklarında artan bilinç, salgın hastalıklar sonucu gıda takviyelerinin yaygınlaşması gibi etkenler kolajenin daha popüler olmasına neden olmuştur. Kolajenin kozmetik, gıda, farmasötik, doku mühendisliği gibi birçok uygulama alanı bulunmaktadır. Genel olarak sığır ve domuz gibi karasal memelilerden elde edilir fakat bazı zoonotik hastalıklar ve dini engeller gibi nedenlerden dolayı kullanımı kısıtlanmaktadır. Kolajen ekstraksiyonu için yapılan son çalışmalar daha çok omurgalı ve omurgasız deniz canlıları üzerinedir. Dünya'nın ¾'ü sularla kaplı olup bunun büyük bir kısmını denizler oluşturmaktadır. Bu durum denizel kaynakların ne kadar zengin olduğunu ve deniz canlılarının potansiyel araştırma konusu olabileceğini göstermektedir. 
Balık işleme proseslerinde bir balığın türüne ve yapılan işleme göre %20-80'i atık olabilmektedir. Atık olarak görülen kısımların önemli yağ asitleri, bazı vitamin ve mineraller, protein gibi bileşenlere sahip olduğu araştırmalar sonucu kanıtlanmıştır. Kolajen eldesinde önemli bir potansiyel kaynak olarak görülen deniz canlılarından biri de denizanasıdır. Türüne bağlı olarak ağırlıkça %1-2 protein içermektedir ve neredeyse tamamını kolajen oluşturmaktadır. 
Bu çalışmanın amacı bazı balık türlerinin (S. solea, L. sceleratus, G. niger, U. scaber, R. clavata) derilerinden ve denizanasından (A. aurita) modern ve yeşil teknoloji olan ultrases destekli kolajen ekstraksiyonu gerçekleştirmek olup ayrıca denizanası kolajeni için yanıt yüzey metodu ile optimizasyon çalışması yaparak ticari değeri olmayan denizel kaynaklardan çevreci, sürdürülebilir kalkınma hedefine uygun ve katma değeri yüksek ürün elde etmektir. Çalışma şartlarının optimizasyonu için sıcaklık (4,14,24 ˚C), süre (10,15,20 dk), genlik (%20,30,40), atış (1,2,3 s) olmak üzere 4 değişken belirlenmiştir ve en yüksek verim 6,25 olup optimum koşulların 4˚C, %30, 2s,15 dk olduğu görülmüştür. 
Elde edilen kolajene ait FTIR ve SDS PAGE analiz sonuçları denizel kaynaklı kolajenin ağırlıklı olarak Tip I kolajen içerdiğini, yapısındaki üçlü sarmalın bozulmadığını ve sığır kolajeniyle benzer özelliklere sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Collagen is the main component of the extracellular matrix and constituting approximately 30% of the total protein in the human body. Factors such as the increase in the need for food as a result of the increasing population in the world, the developments in the health and cosmetics industry, the spread of food supplements as a result of epidemics and the increasing awareness about nutrition have made collagen more popular.Collagen has many different applications such as cosmetics, food, pharmaceutical, tissue engineering. It's generally obtained from terrestrial mammals such as bovine and porcine but its use is restricted due to some zoonotic disease and religious barriers. Recent studies for collagen extraction are mostly on marine vertebrates and invertebrates.Three fourths of the Earth's surface is covered with water. This situation shows how rich the marine resources and that sea creatures can be a potential research topic.
In fish processing processes, 20-80% of a fish can be waste, depending on the type of fish and the process. It has been proven as a result of research that the parts seen as waste include components such as essential fatty acids, some vitamins and minerals, and protein. One of the marine organisms that is seen as an important potential source for collagen production is jellyfish. Depending on the species, it contains 1-2% protein by weight and almost all of the protein is collagen.
The aim of this study is to perform ultrasound assisted collagen extraction which is a modern and green technology from the skins of some fish species (S. solea, L. sceleratus, G. niger, U. scaber, R. clavata) and jellyfish (A. aurita). At the same time, it is to obtain an environmentally friendly product with high added value, suitable for sustainable development, from marine resources that have no commercial value, by performing an optimization study for jellyfish collagen with the response surface method. For the optimization of the working conditions, 4 variables were determined as temperature (4,14,24 ˚C), time (10,15,20 min), amplitude (20,30,40%) and pulse (1,2,3 s). Optimum conditions were found to be 4˚C, 30%, 2s,15 minutes.
The FTIR and SDS PAGE analysis results of the obtained collagen showed that the marine-derived collagen mainly contained Type I collagen, the triple helix in its structure was not disrupted and it had similar properties to bovine collagen.