Kırmızı pancar betalainlerinin saflaştırılması ve sindirim enzimleri üzerine etkilerinin belirlenmesi
Purification of red beet betalains and determination of their effect on digestive enzymes
Yazar: FERİDE POYRAZOĞLU ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÇAM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Kırmızı pancar son yıllarda sağlık açısından önemli besinlere sahip olduğu anlaşıldığı için daha fazla tüketilmekte ve fonksiyonel gıda formülasyonlarındakullanılmaimkânı bulmaktadır. Kırmızı pancarda bulunan biyoaktif bileşenlerden olan betalainler, doğal kırmızı pigmentlerdir. Renklendirme özelliğinin yanı sıra antioksidan ve antiradikal özellikler gibi biyolojik özelliklere, oksidatif hasara karşı koruma, antimikrobiyal, antiproliferatif ve nöroprotektif özelliklere de sahiptir. Bu nedenle kırmızı pancardaki biyoaktif bileşik olan betalainlerin saflaştırması ve sindirim enzimleri üzerine etkilerinin belirlenmesi önemlidir. Kırmızı pancarın etken maddeleri olan betalainlerin ekstraksiyon denemesi etanol-su karışımı ile çalkalamalı su banyosunda yapılmılştır. Elde edilen ekstraktlardan betalainle, likit kromatograf metodu kullanılarak saflaştırılma denemeleri yapılmış ve bir dizi teknik ile biyoaktiviteleri belirlenmiştir. Elde edilen fraksiyonların teşhis ve tayininin ardından etken bileşiklerin sindirim enzimleri (α-amilaz, α-glukozidaz, lipaz) üzerine etkileri tespit edilmiştir. Toplam fenolik madde tayininin ardından antioksidan kapasiteleri DPPH ve ABTS metotları kullanılarak belirlenmiştir. Betalainlerin stabilitesini sağlamak için karnauba vaks ve balmumu ile enkapsülasyon işlemi uygulanmıştır. 
Kırmızı pancar tozundan elde edilen betalain ekstraktında toplam betalain miktarı 916,69 mg/100 g olarak belirlenmiştir. Toplam fenolik madde miktarı 1241,95 mg GAE/100 g olarak tespit edilmiştir. DPPH ve ABTS antioksidan kapasiteleri sırasıyla 20941,43 mg TE/100 g ve 189,40 mg TE/100g' dır. HPLC ile yapılan optimizasyon çalışmasında uygun koşullar sağlanarak istenilen betalain pikleri 480 nm' de ve 540 nm' de elde edilmiştir. Enzim inhibisyonu analizlerinde betalain ekstraktının α-amilaz için inhibe edici bir etkisi olmadığı anlaşılmıştır. α-Glukozidaz için % 36,41 gibi bir inhibisyon aktivitesi çıkarken, lipaz için % 16,24 lük bir inhibisyon tespit edilmiştir. Enkapsülasyon işlemi sonrasında enkapsülasyon veriminin % 90,63-93,14 arası olduğu tespit edilmiştir. Balmumu ile kaplama yapılan enkapsülasyonda, verimin karnauba vaks la yapılana göre % 1 ila % 3 oranında daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Enkapsülasyon etkinliği betalain içeriği üzerinden hesaplandığında % 97,46-99,93 arasında değişirken, toplam fenolik madde üzerinden hesaplandığında ise % 76,17-97,12 arasında bulunmuştur.

Abstract:
Since it has been understood that red beet has nutrients important for health in recent years, it has been consumed more and has the potential to be used in functional food formulations. Betalains, one of the bioactive components found in red beets, contain natural red pigments. In addition to its coloring properties, it also has biological properties such as antioxidant and antiradical properties, protection against oxidative damage, antimicrobial, antiproliferative and neuroprotective properties. Therefore, it is important to purify betalains, the bioactive compounds in red beet, and determine their effects on digestive enzymes. An extraction trial of betalains, the active ingredients of red beet, was carried out with an ethanol-water mixture in a shaking water bath. The obtained extracts were purified with betalain using the LC method, and their bioactivities were determined using a series of techniques. Following the identification and determination of the obtained fractions, the effects of the active compounds on digestive enzymes (α-amylase, α-glucosidase, lipase) were determined. Following total phenolic substance determination, antioxidant capacities were determined using DPPH and ABTS methods. To ensure the stability of betalains, encapsulation with carnaubavax and beeswax was applied.
The total amount of betalain in the betalain extract obtained from red beet powder was determined as 916.69 mg/100 g. The total amount of phenolic substances was determined as 1241.95 mg GAE/100 g. DPPH and ABTS antioxidant capacities are 20941.43 mg/100g and 189,40 mg TE/100g, respectively. In the optimization study carried out with HPLC, the desired betalain peaks were obtained at 480 nm and 540 nm by providing appropriate conditions. Enzyme inhibition analyzes revealed that betalain extract did not have an inhibitory effect on α-amylase. While an inhibition activity of 36.41% was found for α-Glucosidase, an inhibition of 16.24% was detected for lipase. After the encapsulation process, the efficiency was found to be between  90,63-93,14 %. It has been observed that the encapsulation efficiency of coating with beeswax is 1% to 3% higher than that of carnaubavax. While the encapsulation efficiency varied between 97,46-99,93 % when calculated based on betalain content, it was found to be between 76,17-97,12 % when calculated based on total phenolic substance.