Soğuk plazma uygulamasının vitaminler ve polifenol oksidaz (PFO) enzimi aktivitesi üzerine etkisi
Effects of cold plasma treatment on vitamins and polyphenol oxidase (PPO) enzyme activity
Yazar: DİLARA BOZKURT
Danışman: PROF. DR. MEHMET MUTLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tez kapsamında, genellikle sterilizasyon amacıyla gıda sanayisinde kullanım alanı bulması beklenen soğuk plazma uygulamasının vitamin ve enzim aktivitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla yağda çözünen E vitamini (tokoferol) ile ve suda çözünen C vitamini (askorbik asit) olmak üzere iki farklı vitamin solüsyonu ve polifenol oksidaz (PFO) enzimi kullanılmıştır. Ayrıca plazma uygulamasının model gıda olarak seçilen kuşburnu meyvesine de etkisi incelenmiştir. Çalışmalar kapsamında atmosferik plazma jeti ve dielektrik bariyer boşalım (DBD) plazması kullanılmıştır. Çalışma gazı olarak hava kullanılmıştır. Çalışmada en etkin plazma parametresinin belirlenmesi amacıyla 16-20-25 kHz frekans aralığı; 500-750-1000 L/sa gaz akış hızı ve 2-4-6-8 sn uygulama süresi denenmiştir. Çalışılan model vitaminlerin analizleri spektrofotometrik olarak gerçekleştirilerek vitaminlerde meydana gelen kayıplar yüzdesel olarak verilmiştir. Çalışmanın sonucunda atmosferik plazma jeti ile plazma uygulamasına tabi tutulan askorbik asit çözeltilerinde kaybın en fazla 25 kHz'de, 1000 L/sa gaz akış hızında, 8 sn'lik plazma uygulaması sonucunda %83,5 oranında olduğu belirlenmiştir. DBD plazma sistemi ile yapılan çalışmada ise askorbik asit kaybının sadece He gazı kullanıldığında en fazla  %30,4; He-O2 kullanıldığında ise en fazla %28,6 olduğu tespit edilmiştir. Model gıda olarak seçilen kuşburnu meyvesindeki askorbik asit miktarının ise 25 kHz' de, 1000L/sa akış hızında 8 sn'lik plazma uygulaması sonucu en fazla %56,3 kayba uğradığı görülmüştür. Enzim aktivitesinin 8 sn'lik plazma uygulaması sonucu başlangıç aktivitesine göre %39,5'a kadar düştüğü belirlenmiştir.  Ayrıca farklı konsantrasyonlardaki substrat çözeltileriyle yürütülen deneyler sonucunda 8 sn'lik plazma işlemi uygulanmış enzimlerin Vmax değerinin 0,273 mM.dk-1'dan 0,195 mM.dk-1'e düştüğü Km değerinin ise 5,77 mM'dan 25,86 mM'a yükseldiği gözlenmiştir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, effects of cold plasma application, expected to be used for sterilization purposes in food industry, on vitamins and enzyme activity were investigated. For this purpose, the fat-soluble vitamin E (tocopherol) and the water-soluble vitamin C (ascorbic acid) solutions, and polyphenol oxidase (PPO) enzyme were used. Besides, the effects of plazma application on rose hip were invesitgated. During studies, atmospheric plasma jet and dielectric barrier discharge (DBD) plasmawere used. Air was used as the working gas. In order to determine the most efficient plasma parameter, 16-20-25 kHz frequency range; 500-750-1000 L/h of gas flow rate and the 2-4-6-8 sec. application time were tested in the study. Analysis of model vitamins were performed spectrophotometrically and losses of vitamins were given as percentile. Analyses showed that the atmospheric plasma jet treatment caused maximum 83,5 % ascorbic acid loss with 25 kHz and 1000 L/sa and 8 seconds treatment time. In studies with DBD plasma system, ascorbic acid loss was found maximum 30,4% with only He gas and 28,6% with He-O2. Amount of ascorbic acid from rose hip was found to have lost up to 56,3% after 8 seconds plasma treatment with 25 kHz, 1000 L/h. In order to determine the effect of plasma on protein-structured enzymes, polyphenol oxidase enzymes were used. As a result of 8 seconds plasma treatment, recent enzyme activity was found 39,5%. Additionally, Vmax of PPO decreased to 0,195 mM.min-1 from 0,273 mM.dk-1 and Km value increased to 25,86 mM from 5,77mM.