Susam kepeğinden protein ve fenolik maddelerin özütlenmesinde mikrodalga ve vakumlu ultrases destekli yöntemlerin etkilerinin araştırılması
Investigating the effects of microwave and vacuum-ultrasound assisted methods on the extraction of protein and phenolic compounds from sesame bran
Yazar: PINAR ÖZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH MEHMET YILMAZ
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı, endüstriyel atık olan susam kepeğinden protein ve fenolik maddelerin özütlenmesinde mikrodalga destekli, mikrodalga destekli enzimatik, vakumlu ultrases destekli ve vakumlu ultrases destekli enzimatik özütleme yöntemlerinin etkilerinin incelenmesidir. Bu kapsamda, yanıt yüzey metodu (RSM) kullanılarak her bir özütleme yöntemi için işlem parametrelerinin etkileri incelenerek optimum koşullar belirlenmiştir. Optimum işlem koşulları mikrodalga destekli özütleme yöntemi için 51 °C sıcaklık ve 29 dk. işlem süresi; mikrodalga destekli enzimatik özütleme yöntemi için %0,81 enzim oranı, 49 °C sıcaklık ve 98 dk. işlem süresi; vakumlu ultrases destekli özütleme yöntemi için 21 dk. vakum süresi, 72 dk. restorasyon süresi ve 539 mmHg vakum basıncı; vakumlu ultrases destekli enzimatik yöntem için %0,76 enzim oranı, 8 dk. vakum süresi, 68 dk. restorasyon süresi ve 238 mmHg vakum basıncı olarak belirlenmiştir. Optimum işlem koşullarında mikrodalga destekli, mikrodalga destekli enzimatik, vakumlu ultrases destekli ve vakumlu ultrases destekli enzimatik özütleme işlemlerinde sırasıyla; protein verimi %62,3; 91,7; 58; 65,9; TFM miktarı 4,20; 8,04; 6,10; 5,31 mg GAE/g; TEAKDPPH değeri 1,71; 2,05; 1,83; 2,97 µmol TE/g; TEAKABTS değeri 36,3; 41,8; 41,3; 43,5 µmol TE/g olarak tespit edilmiştir. LC/Q-TOF/MS analizi ile susam kepeği özütlerinde toplam 70 bileşen tanımlanmıştır. Optimum işlem koşullarında gerçekleştirilen özütlerden artakalan kepeklerin hücre yapısı SEM ile görüntülenmiştir. SDS-PAGE analizi ile susam kepeği özütlerinin protein fraksiyonunun ağırlıklı olarak 22 ile 44 kDa aralığında olduğu tespit edilmiştir. Mikrodalga destekli enzimatik özütleme yönteminin en yüksek protein verimi ve fenolik madde eldesi açısından en verimli yöntem olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The objective of this study was to determine the effects of microwave assisted, microwave assisted enzymatic, vacuum ultrasound assisted and vacuum ultrasound assisted enzymatic extraction methods on the extraction of protein and phenolic compounds from sesame bran which is an industrial waste. Optimum process conditions for each methods were estimated by investigating the effects of process variables using response surface methodology (RSM). Optimum extraction conditions for microwave assisted extraction were 51 °C temperature and 29 min processing time; for microwave assisted enzymatic extraction 0,81% enzyme ratio, 49 °C temperature and 98 min processing time; for vacuum ultrasound assisted extraction 21 min vacuum time, 72 min restoration time and 539 mmHg vacuum pressure; for vacuum ultrasound assisted enzymatic extraction 0,76% enzyme ratio, 8 min vacuum pressure, 68 min restoration time and 238 mmHg vacuum pressure. At optimum conditions, protein yields were 62,3; 91,7; 58; 65,9%; TPC amounts were 4,20; 8,04; 6,10; 5,31 mg GAE/g; TEACDPPH values were 1,71; 2,05; 1,83; 2,97 µmol TE/g; TEACABTS values were 36,3; 41,8; 41,3; 43,5 µmol TE/g for microwave assisted, microwave assisted enzymatic, vacuum ultrasound assisted and vacuum ultrasound assisted enzymatic methods respectively. A total of 70 compounds were identified in sesame bran extracts by LC/Q-TOF/MS analysis. The cellular structure of sesame brans remained after extractions carried out under optimum processing condition was visualized by SEM. The protein fraction of sesame bran extracts was found to be predominantly in the range of 22 to 44 kDa by SDS-PAGE analysis. Microwave assisted enzymatic extraction method was found the most efficient method with highest protein yield and total phenolic compounds.