Transglutaminaz ve farklı protein kaynakları kullanılarak üretilen yeniden yapılandırılmış sığır bifteklerinin kalite özelliklerinin  incelenmesi
Investigation of quality characteristics of restructured beef steaks produced by using transglutaminase and different protein sources
Yazar: FATMANUR TURGUT UYSAL
Danışman: PROF. DR. FATMA MELTEM SERDAROĞLU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında, farklı ön parçalama koşulları (kuşbaşı ve pulcuk formunda) altında mikrobiyal transglutaminaz (MTG) kullanılarak yeniden yapılandırılan sığır bifteklerinin, bitkisel ve hayvansal protein kaynakları ile birlikte kullanımının bağlanma özellikleri ve oksidasyon reaksiyonları üzerindeki etkilerinin kıyaslanması, bu ürünlerin teknolojik ve duyusal özelliklerine olan etkilerinin incelenmesi ve MTG kullanımına bağlı olarak proteinlerde meydana gelen oksidasyon süreçlerinin izlenmesi amaçlanmıştır. İki farklı denemeden oluşan çalışmada; Deneme I kapsamında, hammadde olarak kuşbaşı formunda hazırlanan sığır eti kullanılarak yeniden yapılandırılmış biftek ürünlerinde, MTG ile birlikte kabak çekirdeği proteini (KÇP) ve peynir altı suyu proteininin (PSP) kullanımı, Deneme II' de ise, pulcuk formunda hazırlanan sığır eti ile yeniden yapılandırılmış biftek ürünlerinde, aynı protein kaynaklarının MTG ile birlikte kullanımının, teknolojik kalite, lipit-protein oksidasyonu ve duyusal özellikler üzerine olan etkileri araştırılmıştır.
Deneme I kapsamında üretilen yeniden yapılandırılmış sığır bifteklerinde, MTG ve farklı protein kaynaklarının eklenmesi, kül miktarında artışa yol açmıştır. Depolama süresince, KÇP eklenen örneklerin L* değeri azalırken, diğer örneklerin depolamanın başlangıcı ve sonunda benzer L* değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. PSP eklenen örneklerin su tutma kapasitesi, KÇP içeren örneklere oranla daha yüksek bulunmuştur. MTG'nin tek başına veya KÇP ve PSP ile birlikte kullanılması, protein çözünürlüğünde azalmaya neden olmuştur. Enzim muamelesi görmüş örnek gruplarının sertlik, esneklik, yapışkanlık, sakızımsılık ve çiğnenemezlik değerleri, kontrol grubuna göre daha yüksektir. Depolama süresince KÇP ve PSP içeren gruplarda düşük TBARS (tiyobarbütirik asit reaktif maddeleri) değerleri gözlenmiştir. Karbonil miktarı tüm gruplarda depolama süresince artış göstermiş, sülfidril miktarı ise azalma eğilimi göstermiş, enzim ve eklenen protein kaynakları protein oksidasyonu üzerine etkili bulunmamıştır. MTG içeren örnek gruplarının yüzey hidrofobiklik değerlerinin azaldığı tespit edilmiştir. Duyusal değerlendirmelerde, yeniden yapılandırılan örnek grupları kabul edilebilir puanlar almış, FTIR, SDS ve TEM görüntüleri ise yeniden yapılandırılan sığır bifteklerinin dokusal gelişimini destekleyen bulgular ortaya koymuştur.
Deneme II kapsamında üretilen yeniden yapılandırılmış sığır bifteklerinde, MTG ve farklı protein kaynaklarının eklenmesi, kül miktarında azalmaya yol açmıştır. Renk analizlerinde, KÇP aydınlık ve sarılık değerlerini artırırken, depolama süresi boyunca tüm renk parametrelerinde azalma kaydedilmiştir. TBARS ve karbonil değerleri depolama boyunca artarken, sülfidril gruplarında azalma gözlenmiştir. MTG ilavesi ile yüzey hidrofobiklik değerleri azalmıştır. TEM ve FTIR görüntüleri, protein partiküllerinin yoğun bir ağsı yapı oluşturduğunu ve mikro yapının daha sıkı bir bağlanma sergilediğini ortaya koymuştur. Duyusal değerlendirmede, deneme grupları genel olarak kabul edilebilir bulunmuş ve görünüm açısından yeniden yapılandırılmış örnek gruplarının kontrol grubuna kıyasla daha iyi sonuçlar elde ettiği tespit edilmiştir. MTG'nin protein çözünürlüğünü azaltarak kovalent bağlarla polimer oluşumunu teşvik ettiği ve bu durumun SDS profillerinde MHC bant kalınlığının azalmasıyla doğrulandığı tespit edilmiştir.
Sonuç olarak, farklı formülasyon ve parametrelerle üretilen yeniden yapılandırılmış sığır bifteklerinde, MTG ve farklı protein kaynaklarının kullanımının ürün kalitesi üzerindeki etkileri incelenmiş ve bu yöntemlerin, tuzu azaltılmış ve kesim/kırpıntı etlerin enzim ve farklı protein kaynaklarıyla formüle edilmesiyle tüketicilere ekonomik bir alternatif sunduğu tespit edilmiştir.

Anahtar kelimeler: mikrobiyal transglutaminaz, kabak çekirdeği proteini, peynir altı suyu proteini, yeniden yapılandırılmış sığır biftek

Abstract:
In this thesis, it was aimed to compare the effects of the use of plant and animal protein sources on the binding properties and oxidation reactions of beef steaks restructured using microbial transglutaminase (MTG) under different pre-grinding conditions (in cubed and flake form), to examine the effects on the technological and sensory properties of these products and to observe the oxidation processes occurring in proteins due to the use of MTG. In the study consisting of two different trials; in Trial I, the use of pumpkin seed protein (KCP) and whey protein (PSP) together with MTG in restructured steak products using beef prepared in cubed form as raw material, and in Trial II, the effects of the use of the same protein sources together with MTG on technological quality, lipid-protein oxidation and sensory properties in restructured steak products prepared with beef prepared in flake form were investigated.
In the restructured beef steaks produced in Trial I, the addition of microbial transglutaminase and different protein sources led to an increase in ash content. During the storage period, the L* value of the samples to which KCP was added decreased, while the other samples had similar L* values at the beginning and end of storage. The water holding capacity of the samples to which PSP was added was found to be higher than the samples containing KCP. The use of MTG alone or in combination with KCP and PSP caused a decrease in protein solubility. Hardness, springiness, stickiness, gumminess and chewiness values of the enzyme-treated sample groups were higher than the control group. Low TBARS values were observed in the groups containing pumpkin seed and whey protein during storage. Carbonyl content increased during storage in all groups, whereas sulphydryl content showed a decreasing tendency, and enzyme and added protein sources were not found to be effective on protein oxidation. It was determined that the surface hydrophobicity values of the sample groups containing MTG decreased. In sensory evaluations, the restructured sample groups received acceptable scores, and FTIR, SDS and TEM images revealed findings supporting the textural development of the restructured beef steaks.
In the restructured beef steaks produced in Trial II, the addition of microbial transglutaminase and different protein sources resulted in a reduction in ash content. In colour analysis, pumpkin seed protein increased the lightness and yellowness values, while all colour parameters decreased during the storage period. TBARS and carbonyl values increased during storage, while sulfhydryl groups decreased. A decrease in surface hydrophobicity values was observed with the addition of microbial transglutaminase. TEM and FTIR images revealed that the protein particles formed a dense network structure and the microstructure exhibited a firmer binding. In the sensory evaluation, the experimental groups were generally acceptable and it was found that the restructured groups of samples obtained better results in terms of appearance compared to the control group. Microbial transglutaminase was found to reduce protein solubility and promote polymer formation by covalent bonds, which was confirmed by the decrease in MHC band density in SDS profiles. In conclusion, the effects of the use of microbial transglutaminase and different protein sources on product quality in restructured beef steaks produced with different formulations and parameters were examined and it was concluded that these methods offer an economical alternative to consumers by formulating reduced salt and trimmed meat with enzymes and different protein sources.

Keywords: microbial transglutaminase, pumpkin seed protein, whey protein, restructured beef steak