Sargassum vulgare protein ekstraktlarının ve hidrolizatlarının karakterizasyonu ve in vitro sindirilebilirlikleri
Characterization and in vitro digestibility from sargassum vulgare protein extracts and hydrolysates
Yazar: HATİCE DİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. AYSUN YÜCETEPE
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Sunulan çalışmada, öncelikle Sargassum vulgare makroalginden proteinlerin ultrases
destekli enzimatik ekstraksiyonunda merkezi kompozit tasarım temelli yanıt yüzey
metodolojisi (YYM) kullanılarak koşulların optimizasyonu amaçlanmıştır. Bağımsız
değişkenlerin (ultrases uygulama süresi ve enzim/substurat (E/S) oranı), protein miktarı
(PM), toplam fenolik madde miktarı (TFMM) ve antioksidan aktivite (AOA)'ye etkisi
araştırılmıştır. Optimum koşullarda hazırlanan protein ekstraktlarının su tutma kapasitesi
(STK), yağ tutma kapasitesi (YTK), emülsiyon stabilitsi (ES), emülsiyon aktivitesi (EA),
köpürme kapasitesi (KK) ve köpürme stabilitesi (KS) gibi teknofonksiyonel özellikleri
araştırılmış ve SDS-PAGE, FT-IR ve DSC analizleri ile karakterizasyon çalışmaları
gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, protein ekstraktlarının enzimatik hidrolizi gerçekleştirilerek
E/S ve hidroliz süresinin etkisi YYM kullanılarak optimize edilmiştir ve hidrolizatların
hidroliz derecesi (HD), TFMM ve AOA'si araştırılmıştır. Hem protein ekstraktlarının hem
de protein hidrolizatlarının in vitro sindirim sırasında protein sindirilebilirliği (PS), TFMM
ve AOA'si araştırılmıştır. Çalışmanın sonuçlarına göre, optimum ekstraksiyon koşullarında
(ultrases uygulama süresi: 2,50 dk ve E/S: 0,90), S. vulgare protein ekstraktları (SV-PE)'nın
PM, TFMM, AOACUPRAC ve AOAABTS değerleri kuru ağırlıkta sırasıyla 247,29 mg/g, 39,41
mg GAE/g, 54,55 mg TE/g ve 18,82 mg TE/g olarak bulunmuştur. SV-PE'nin kuru
ağırlıkta STK %89,0±0,63, YTK %317,0±30,0, KK %12,50±0,01, EA ve ES değerleri ise
sırasıyla %53,36±0,84 ve %3,35±0,66 olarak belirlenmiştir. Optimum hidroliz koşullarında
(hidroliz süresi: 300 dk ve E/S: 0,03), S. vulgare protein hidrolizatlarının (SV-PH); HD,
TFMM ve AOACUPRAC değerleri sırasıyla %30,08, 10,98 mg GAE/g ve 2,72 mg TE/g'dir.
SV-PH'nin kromatografik analizinde baskın amino asitler glutamik asit, glisin, trozin,
lösin ve lizin olarak tespit edilmiştir. In vitro mide ve bağırsak sindirimde SV-PE'nin PS
değeri %90,94±0,51 ve %88,36±0,95, protein hidrolizatlarının ise sırasıyla %96,46±1,36
ve %100±0,00 olarak tespit edilmiştir. In vitro mide-bağırsak sindiriminde SV-PE'nin
TFMM ve AOA'si azalırken SV-PH'nin artmıştır (p<0,05).
Anahtar kelimeler: Sargassum vulgare, Makroalg, Protein, Hidrolizat, Amino Asit,
Antioksidan Aktivite, İn vitro Sindirim.

Abstract:
In the present study, firstly, in ultrasound-assisted enzymatic extraction of proteins
from Sargassum vulgare macroalgae, optimization of the extraction conditions was
aimed by using response surface methodology (RSM) based on central composite
design. The effects of ultrasound application time and enzyme/substrate (E/S) ratio on
the protein content (PC), total phenolic content (TPC) and antioxidant activity (AOA)
of were investigated. Techno-functional properties such as water absorption capacity
(WAC), oil absorption capacity (OAC), emulsion stability (ES), emulsion activities
(EA), foaming capacity (FC) and foaming stability (FS) of the extracts prepared under
optimum conditions were determined and characterization studies were performed by
SDS-PAGE, FT-IR and DSC analyses. Then, E/S and hydrolysis time were optimized
during enzymatic hydrolysis of the extracts using RSM, and degree of hydrolysis
(HD), TPC and AOA of hydrolysates were investigated. Protein digestibility (PD),
TPC and AOA of both protein extracts and protein hydrolysates were investigated
during in vitro digestion. According to the results of the study, under optimum
extraction conditions (ultrasound application time: 2.50 min and E/S: 0.90), PM, TPC,
AOACUPRAC and AOAABTS of S. vulgare protein extracts (SV-PE) were 247.29 mg/g,
39.41 mg GAE/g, 54.55 mg TE/g and 18.82 mg TE/g in dry weight, respectively. The
WAC, OAC, FC, EA and ES of SV-PE were 89.0±0.63%, 317.0±30.0%,
12.50±0.01%, 53.36±0.84% and 3.35±0.66%, respectively. At optimum hydrolysis
conditions (hydrolysis time: 300 min and E/S: 0.03), HD, TPC and AOACUPRAC values
of S. vulgare protein hydrolysates (SV-PH) were 30.08%, 10.98 mg GAE/g and 2.72
mg TE/g, respectively. In chromatographic analysis of SV-PH, dominant amino acids
were glutamic acid, glycine, tyrosine, leucine and lysine. In vitro gastric and intestinal
digestions, PD values of SV-PE were 90.94±0.51% and 88.36±0.95%, while those of
protein hydrolysates were 96.46±1.36% and 100±0.00%, respectively. In vitro gastrointestinal digestion, TPC and AOA of SV-PE decreased, while those of SV-PH
increased (p<0.05).
Key words: Sargassum vulgare, Macroalgae, Protein, Hydrolysate, Amino Acid,
Antioxidant Activity, İn vitro Digestion.