Pirinç kepeği proteinlerinden ultrason ve mikrodalga destekli enzimatik hidroliz yoluyla antihipertansif ve antioksidan hidrolizat üretiminin optimizasyonu
Optimization of antihypertensive and antioxidant bioactive hydrolysate production of from rice bran proteins through ultrasound and microwave assisted enzymatic hydrolysis
Yazar: BÜŞRA BENLİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET HAYTA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada çeltik işlemede yan ürün olarak açığa çıkan pirinç kepeğinin katma değerini artırmak amacıyla kepekten ekstrakte edilen proteinlerden ultrason (US) ve mikrodalga (MD) destekli enzimatik hidroliz yolu ile antihipertansif ve antioksidan biyoaktif peptit (BP) üretimi optimize edilmiştir. Bu amaçla yanıt yüzey yöntemi (Response Surface Methodology, RSM) kullanılarak deneme deseni oluşturulduktan sonra, yağı alınmış pirinç kepeklerine US ve MD uygulamalarında katı/sıvı oranı, süre ve güç bağımsız faktör olarak, protein verimi yanıt olarak optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Alkalaz ve pepsin hidrolizlerinde ise katı/sıvı oranı ve süre bağımsız faktör, hidroliz derecesi (DH),anjiyotensin-dönüştürücü enzim (ACE) inhibisyon aktivitesi ve DPPH radikali süpürme aktivitesi yanıt olacak şekilde optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Daha sonra örneklere optimum şartlarda tripsin ile muamele edilmiş ve ultrafiltrasyon (UF)uygulanmıştır. UF'de üç farklı moleküler ağırlıktafraksiyon ayrımı yapılmış ve bu fraksiyonların antihipetansif (ACE inhibisyon aktivitesi) ve antioksidan (DPPH radikali süpürme aktivitesi, hidroksil radikali bağlama kapasitesi, Trolox eşdeğeri antioksidan kapasitesi) aktiviteleri incelenmiştir. MDuygulamasında güç ve sürenin protein verimini artırdığı, US uygulamasında ise, katı/sıvı oranı dışındaki faktörlerin, protein verimi üzerine önemli bir etkisinin olmadığı (p>0.05) belirlenmiştir. Enzim uygulamalarında, katı/sıvı oranındaki artışla, DH'de artış gözlemlenmiştir. Bununla birlikte katı/sıvı oranının ve sürenin antihipetansif ve antioksidan özelliklere etkisi değişiklik göstermiştir.UF fraksiyonlarından en yüksek biyoaktivite, 5-10 kDa aralığındaki hidrolizatlardan elde edilmiştir. Bu çalışma sonuçları, pirinç kepeğinden protein ekstraksiyonunda MD ve US ön işlem olarak kullanılabileceğini ve alkalaz tripsin gibi farklı enzimler kullanılarak farklı biyoaktivitelere sahip hidrolizat veya peptit üretiminin mümkün olabileceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
In this study, the production of antihypertensive and antioxidant bioactive peptides from the extracted bran proteins through the ultrasound (US) and microwave (MW) assisted enzymatic hydrolysis was optimized to improve added value of rice bran, emerging as a byproduct of paddy milling. For this purpose, after establishing a design of experiment by using response surface methodology (RSM), US and MWtreatment were carried out on defatted rice brans by using solid/liquid ratio, time and power as independent factors and protein yield as the response. In alcalase and pepsin hydrolysis, the optimization was conducted by using solid/liquid ratio and time as independent factors and degree of hydrolysis(DH), angiotensin-converting enzyme (ACE)inhibitoryactivity, DPPH radical scavenging activity as the responses. Then the samples were treated with trypsin in optimum conditions and ultrafiltration (UF) was applied. In UF, separation of three different molecular weights fractions was performed and antihypertensive (ACE inhibitory activity) and antioxidant (DPPH radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity, trolox equivalent antioxidant capacity) activities of UF fractions were investigated.It wasdetermined that MW application power and time increases the protein yield, however, in UStreatment factors other than solid/liquid ratio do not have any significant effect (p>0.05) on the protein yield. In enzymatic treatment, the increase in solid/liquid ratio has been resulted in an increase in DH. Nevertheless, the effects of solid/liquid ratio and time on antihypertensive and antioxidant properties differ. The highest bioactivity in UF fractions was obtained from the peptides within the molecular weight of 5-10 kDa.Results of current study relveal that MD and US can be used as pretreatment for protein extraction from rice bran and by using diffirent enzymes such as alcalase and trypsin,  hydrolysates or peptides having specific bioactivity could be produced.