Spirulina platensis'ten elde edilen biyoaktif peptitlerin enkapsülasyonu ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi
Encapsulation of bioactive peptides obtained from spirulina platensis and determination of their antioxidant properties
Yazar: EMİNE SİMGE KARLIĞA
Danışman: PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE TOYDEMİR ŞEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Vücudumuzda gerçekleşen metabolik faaliyetlerin devamlılığı açısından günlük diyette protein içeren gıdaları tüketmenin önemi büyüktür. Proteinlerin beslenmemizdeki önemi beslenme uzmanları tarafından da her fırsatta vurgulanmaktadır. Proteince zengin gıdalar aynı zamanda, protein molekülü içerisinde inaktif halde bulunan ancak proteinlerin hidrolizi ile biyofonksiyonel özellikleri açığa çıkan, vücut fonksiyonları üzerine pozitif etkileri olan spesifik protein kısımları olarak tanımlanan biyoaktif peptitlerin de kaynağıdır. Biyoaktif peptitler, oral yolla alındığında aminoasit dizilimlerine bağlı olarak kardiyovasküler, sindirim, bağışıklık ve sinir sistemlerine etki edebilmektedirler. Fakat biyoaktif peptitler geniş çaptaki pozitif etkilerine rağmen kimyasal olarak stabil olmayan, kısa in vivo yarı ömrü olan ve oral biyoyararlığı düşük bileşenlerdir. Bu nedenle, enkapsülasyon gibi işlemlerle biyopeptitlerin fonksiyonelliği, biyoyararlılığı, stabilitesi ve hedeflenen etkinliği optimum düzeyde sağlanabilmektedir.
Spirulina platensis, dünyada en fazla kültürü yapılan, kozmetikte, tıpta, insan ve hayvan gıdası olarak çeşitli sanayi alanlarında kullanılan mavi-yeşil algler sınıfından iğ iplikli siyonabakteridir. Kuru maddede yaklaşık %60-70 protein içeriği ile pek çok gıdadan daha yüksek miktarda sindirilebilir protein içeriğine sahiptir. Spirulina ortak adı ticari kullanımda, siyanobakteri, Spirulina platensis'in kurutulmuş biyokütlesini ifade eder ve biyolojik kökenli bir bütün üründür.Yapılan araştırmalarda Spirulina'nın antiviral, antikanser, antidiyabetik, antibiyotik, antioksidan, bağışıklık sistemini güçlendirici, kardiyovasküler sistemi koruyucu, hipokolesterolomik ve antialerjik etkileri olabileceği tespit edilmiş ve bu pozitif etkilerin nedeni olarak da zengin biyoaktif madde içerikleri gösterilmiştir. Spirulina'nın fonksiyonelliği, gelişimi sırasında besiyerine güçlü bir antioksidan mineral olan selenyum eklenmesi yolu ile arttırılabilmektedir. Selenyum eksikliğinde koroner kalp hastalığı, keshan hastalığı, çoklu skleroz, müsküler distrofi, romatoid artrit ve katarakt gibi hastalıkların görülme oranının daha yüksek olduğu bilinmektedir. Bu nedenle selenyumca zenginleştirilmiş Spirulina selenyum eksikliğine sahip hastalar için iyi bir biyolojik kaynak olabilmektedir. Bununla birlikte, selenyum birikiminin Spirulina platensis'in biyokütle, fotosentetik pigment ve protein oluşumuna katkıda bulunarak kalitesini artırdığı bildirilmiştir.
Ülkemizde Spirulina üretimi Çukurova Üniversitesi, Ege Üniversitesi ve Çanakkale Üniversitesi bünyesinde gerçekleştirilmekte ve gıda takviyesi şeklinde piyasaya sunulmaktadır. Fakat artan ilgiye rağmen Spirulina'nın ülkemizdeki gıda uygulamaları sınırlı olup endüstriyel çapta uygulanmamaktadır.
Bu tez kapsamında, ilk aşamada, Çukurova Üniversitesi'nden temin edilen Spirulina platensis'ten biyoaktif peptit eldesinde  en uygun yöntemin tespiti için biyoaktif peptitlerin izolasyonu ve saflaştırılması işlemleri gerçekleştirilmiştir. Sonraki aşamada, elde edilen biyoaktif peptitlerin fonksiyonellik, biyoyararlılık ve stabilite özelliklerini iyileştirmek amacıyla enkapsülasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. 
Sonuç olarak, yapılan çalışma kapsamında, katma değeri yüksek, gıdalarda ingrediyen olarak kullanılabilecek enkapsüle biyoaktif peptitler üretilmiştir. Bu tez çalışması ile Spiriluna'nın alternatif fonksiyonel besin kaynağı olarak kullanımının ülkemiz ekonomisine katkı sağlaması açısından rehberlik edeceği öngörülmektedir.

Abstract:
The consumption of protein-containing foods in the diet has great importance in terms of the progression of metabolic activities in our body. The importance of proteins in our diet are often emphasized. Protein-rich foods are also the source of bioactive peptites. Bioactive peptites have been defined as specific protein fractions that have a positive effect on body functions or conditions and may finally influence health. Such peptites are inactive within the sequence of the parent protein and can show their biofunctional properties by the hydrolyzation of the parent proteins. Upon oral administration, bioactive peptites may affect the cardiovascular, digestive, immune, and nervous systems depending on their amino acid sequence. Although the bioactive peptites have broad positive effects, they are chemically unstable, have short in vivo half-lives, and have low oral bioavailability. Therefore, the optimum functionality, bioavailability, stability, and target effect of the bioactive peptites can be provided by encapsulation techniques.
Spirulina platensis is a prokaryotic organism in the cyanobacteria class and has a filamentous, spiral-shaped structure. It is the most cultured blue-green algae in the world and used in the fields of cosmetics, medicine, animal feed production. The common name Spirulina in commercial use refers to the dried biomass of cyanobacteria, Spirulina platensis, and is a whole product of biological origin. With its 60-70% protein content in dry matter, various researchers have shown that Spirulina has antiviral, anticancer, antidiabetic, antibiotic, antioxidant, hypocholesterolemic, antiallergic effects and enhances the immune system as well as protects the cardiovascular system and these effects are attributed to their high bioactive peptite content.
On the other hand, the functionality of Spirulina can be increased by the addition of selenium to the media during its growth. It is known that, selenium deficiency may lead to such diseases as ischemic heart disease, Keshan disease, multiple sclerosis, muscular dystrophy, rheumatoid arthritis, and cataracts. For this reason, selenium-enriched Spirulina may be a good biologic source for selenium-deficient individuals. Additionally, many works have shown that selenium accumulation can improve the quality of Spirulina platensis by enhancing its production of biomass, photosynthetic pigments, and protein concentrations.
In our country, Spirulina is produced in Çukurova University, Ege University, and Çanakkale University and presented as a food supplement to the market. However, although the attention on Spirulina was increased, its food applications are very limited and to the best of our knowledge it is not used at industrial-scale food production in Turkey.
Within the scope of the thesis, the evaluation and selection of the most suitable method for isolation and purification of biopeptites from Spirulina platensis obtained from Çukurova University was performed. In the next stage, the functional properties of the biopeptites were obtained, and in order to improve the bioavailability and stability of the biopeptites encapsulation was performed. 
Consequently, high value-added encapsulated bioactive peptites were produced which may be used as an ingredient in foods. With this thesis, the use of Spirulina as an alternative functional food ingredient was evaluated to contribute to the Turkish economy.