Fenilketonüri hastalarına yönelik fenilalanin içeriği azaltılmış bir un geliştirilmesi
Development of a new type of flour with reduced phenylalanine content for phenylketonuria patients
Yazar: ÖZLEM KILIÇ BÜYÜKKURT
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ERBAŞ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Kalıtsal bir protein metabolizma bozukluğu hastalığı olan fenilketonüri (FKU) hastalığının tedavisinde fenilalanince kısıtlı diyet tedavinin temelini oluşturmaktadır. Ancak diyet tedavisinin ömür boyu uygulanması hastalar için zor olmakta ve diyet tedavisi uygulanmadığı zaman hastalık belirtileri ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple fenilalanin içeriği azaltılmış ve/veya giderilmiş gıdaların üretiminin FKU hastalarının diyetlerinde önemli bir yere sahip olduğu bilinmektedir.

Yapılan literatür taramasında FKU hastalarına fenilalanin amonyum liyaz (FAL) enziminin oral uygulaması gibi araştırmalara rastlanılmış, ancak FAL enziminin gıdalara uygulanmasıyla FKU hastalarına yönelik olarak fenilalanin içeriği azaltılmış temel ve tam gıda üretimi içeren bir araştırmaya rastlanılmamıştır.

Bu çalışmada, ana gıda kaynaklarından biri olan buğday ununda bulunan proteinlerin, sindirim enzimleri ile in vitro olarak hidroliz edilmesiyle serbestleşebilen fenilalanin amino asidinin serbestleştirilmesi ve bu serbestleşebilen fenilalanin amino asidinin miktarını azaltmak amacıyla FAL enzimi içeren mısır filizi ekstraktı uygulandıktan sonra kurutularak FKU hastaları için fenilalanin içeriği azaltılmış bir unun hazırlanması amaçlanmıştır.

Çalışmada ilk olarak; buğday ununda bulunan proteinler sindirim enzimleri ile in vitro protein sindirimine tabi tutularak hidroliz edilmiştir. In vitro hidroliz sonucu içeriği yaklaşık 15 kat artan serbest fenilalanin amino asidini azaltmak amacıyla, mısır filizi yetiştirilmiş ve FAL enzim aktivitesinin maksimum (6.09 µmol/h.g) tespit edildiği çimlenmenin 7. gününde hasat edilmiştir. Filizlerden elde edilen ekstrakt ile FAL enzim uygulaması yapılmış ve bu uygulamanın serbest fenilalanin içeriği üzerine önemli bir azaltıcı (%49.78) etkisinin olduğu tespit edilmiştir.

 In vitro sindirim ve mısır filizi FAL enzim uygulaması sonrasında elde edilen sulu gıda materyali kurutularak boyut küçültme işlemi uygulanmıştır. Böylelikle FKU hastalarına yönelik olarak fenilalanin içeriği azaltılmış bir un üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bu unun; su tutma kapasitesi 1.13 g su/g KM, suda çözünürlük indeksi 7.39 g/g, su absorpsiyonu indeksi 1.02 g/100 g, nem içeriği %11.35, su aktivitesi 0.41, pH 5.99, titrasyon asitliği %0.248, toplam protein %11.54, enzime dirençli nişasta içeriği %0.58, renk değerleri olan L*, a*, b* sıraysıyla 71.62, -4.37, 20.92 ve yığın yoğunluğu 1.03 g/mL olarak tespit edilmiş ve bu değerler buğday unu değerleri ile kıyaslanmıştır. Ayrıca, fenilalanin içeriği azaltılmış un ile bisküvi üretimi gerçekleştirilmiş ve bu ürünün duyusal olarak tüketilebilir olduğu tespit edilmiştir.
ANAHTAR KELİMELER: In vitro sindirim, Fenilketonüri, Fenilalanin, Fenilalanin amonyum liyaz.

Abstract:
Phenylalanine-restricted diet is the basis of the treatment for phenylketonuria (PKU) disease which is a disease of hereditary disorder of protein metabolism. However, a lifelong diet therapy is difficult for patients to apply and symptoms of disease appear when dietary therapy is not applied. Therefore production of foods with reduced and/or removed phenylalanine content is known to have an important role in the diet of the patients.

In literature review, the studies like oral application of phenylalanine ammonium lyase enzyme to patients with PKU were found. However, no research has been seen on the staple and whole food production by phenylalanine ammonium lyase enzyme application with reduced phenylalanine content for patients with PKU.

In this study, the release of the hydrolysable phenylalanine amino acid by in vitro hydrolysis of proteins in wheat flour, one of the main staple foods, with digestive enzymes and application of corn seedlings extract containing phenylalanine ammonium lyase enzyme in order to reduce the content of free phenylalanine and then drying of obtained product to prepare a type of flour with reduced phenylalanine content for PKU patients were aimed.
 
As a first step of the study, protein content of wheat flour was subjected to in vitro hydrolysis with digestive. Corn seedlings were cultivated and harvested on 7th day of germination, on which the maximum phenylalanine ammonium lyase enzyme activity (6.09 µmol/h.g) was determined, in order to reduce free phenylalanine amino acid content which was increased about 15 fold by in vitro hydrolysis. It was determined that the extract obtained from corn seedlings had a significant reducing effect (49.78%) on the content of free phenylalanine.

After in vitro digestion and phenylalanine ammonium lyase enzyme application, the obtained aqueous food material was dried and subjected to size reduction. Thus a flour production with the reduced phenylalanine content was obtained for PKU patients. The water holding capacity was determined as 1.13 g water/g dried flour, water solubility value as 7.39 g/g, water absorption index as 1.02 g/100 g, moisture content as 11.35%, water activity as 0.41, pH as 5.99, titration acidity as 0.248%, total protein as 11.54%, enzyme resistant starch content as 0.58%, L*, a*, b* as 71.62, -4.37, 20.92, bulk density as 1.03 g/mL for the obtained flour and, these values were compared with values of wheat flour. The biscuit production was also carried out using the flour with reduced phenylalanine content and the obtained product was well accepted by sensory panelists.
KEYWORDS: In vitro digestion, Phenylalanine, Phenylketonuria, Phenylalanine ammonia lyase.