Dondurularak muhafaza edilen bazı sebzelerde peroksidaz ve lipoksigenaz enzimlerinin pigment ko-oksidasyonu üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of peroxidase and lipoxygenase on pigment co-oxidation in some frozen vegetables
Yazar: ARDA SERPEN
Danışman: DOÇ.DR. VURAL GÖKMEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Dondurulmuş gıdalar = Frozen foods ; Lipoksijenaz = Lipoxygenase ; Oksitlenme = Oxidation ; Peroksidaz = Peroxidase ; Pigmentler = Pigments ; İnhibisyon = Inhibition

Özet:
DONDURULARAK MUHAFAZA EDİLEN BAZI SEBZELERDE PEROKSİDAZ VE LİPOKSİGENAZ ENZİMLERİNİN PİGMENT KO-OKSİDASYONU ÜZERİNE ETKİLERİNİN BELİRLENMESİ Arda Serpen Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı ÖZ Bu çalışmada, bezelye ve havuç örnekleri indikatör olarak lipoksigenaz (LOX) ve peroksidaz (POD) enzimlerinin seçildiği iki farklı durum için haşlanmış ve -18°C'de 12 ay depolanmıştır. Depolama boyunca haşlanmış ve haşlanmamış bezelye örneklerinin klorofil içerikleri, havuç örneklerinin ise p-karoten içeriklerindeki değişim incelenmiştir. Haşlanmamış bezelyelerdeki klorofil a / klorofil b miktarları -18°C'de 12 ay sonunda sırasıyla %42.86 / %21.46 oranında azalmıştır. İndikatör olarak LOX ve POD enzimleri seçilerek haşlanmış bezelyelerin klorofil a ve klorofil b miktarları 12 ay sonunda ise sırasıyla %61.02 / 48.76 ve %48.62 / %38.21 oranında azalmıştır. Depolama boyunca bezelyelerde klorofil a ve klorofil b azalışı 1. derece kinetik modele uygun seyretmiştir. Haşlanmamış havuçlardaki p-karoten miktarı -18°C'de 12 ay depolama sonunda %24.50 oranında, indikatör olarak POD seçilerek haşlanmış havuçlarda ise %9.00 oranında azalmıştır. Havuçlarda ölçülebilir düzeyde LOX aktivitesi saptanamamıştır. Depolama boyunca havuçlarda p-karoten azalışı 1. derece kinetik modele uygun seyretmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise bezelye ve havuçlardan elde edilen ham enzim ekstraktları kullanılarak, model ortamda LOX ve POD enzimlerinin p-karoten ve klorofil a ve b pigmentlerinin ko-oksidasyonu üzerine etkileri incelenmiştir. LOX katalizörlüğünde gerçekleştirilen model ortam reaksiyonlarında p-karoten konsantrasyonu arttıkça, linoleik asitten konjuge dien oluşum hızının ve p-karoten ko-oksidasyon hızının azaldığı gözlenmiştir. Eşit konsantrasyonda linoleik asit ve p-karoten olan durumda ise konjuge dien oluşumu ve p-karoten ko-oksidasyonunun tamamen durduğu gözlenmiştir. Klorofillerin etkisi p-karotene kıyasla daha sınırlı düzeyde gerçekleşmiştir. Model ortamda linoleik asite eşit konsantrasyonda pigment varlığında LOX enziminin linoleik asithidroperoksidasyon aktivitesi p-karoten, klorofil a ve klorofil b için sırasıyla %100, %14.8 ve %23.6 oranında engellenmiştir. Kinetik değerlendirmeler p-karoten ve klorofillerin LOX enzimi için rekabetçi olmayan inhibitor olarak davrandığını göstermiştir, p-karoten, klorofil a ve klorofil b için Ki değerleri sırasıyla 0.25 uM, 11.6 |jM ve 6.6 uM olarak belirlenmiştir. Model ortamda POD enziminin p-karoten oksidasyonu üzerine etki etmediği, ancak klorofillerin belli oranda oksidasyonuna neden olduğu gözlenmiştir. Ortamda 1.56 uM klorofil a ve klorofil b olan durumda POD etkisiyle guayakol oksidasyonunun sırasıyla %13.6 ve % 8.4 oranında azaldığı belirlenmiştir. 5 dakikalık reaksiyon sonunda klorofil a ve klorofil b miktarlarındaki azalma ise %12.5 ve %5.1 olarak gerçekleşmiştir. Anahtar Kelimeler: Pigment ko-oksidasyonu, dondurulmuş sebze, peroksidaz, lipoksigenaz, inhibisyon Danışman : Doç. Dr. Vural GÖKMEN, Hacettepe Üniversitesi, Gıda Mühendisliği Bölümü, Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı 11

Abstract:
DETERMINATION OF THE EFFECTS OF PEROXIDASE AND LIPOXYGENASE ON PIGMENT CO-OXIDATION IN SOME FROZEN VEGETABLES Arda Serpen Hacettepe University, Food Engineering Section ABSTRACT In this study, peas and carrots were blanched in hot water at two different time and temperature combinations using lipoxygenase (LOX) and peroxidase (POD) as the indicator enzyme separately. Unblanched and blanched samples were then stored at -18°C for 12 months. The changes of chlorophyll contents in peas and p-carotene contents in carrots were determined for blanched and unblanched samples through storage. The chlorophyll a and chlorophyll b contents of unblanched peas decreased at a ratio of %42.86 and %21.46 respectively at the end of 12 months of storage at -18°C. Chlorophyll a and chlorophyll b contents of blanched peas decreased at a ratio of %61.02 and % 48.76 using LOX as the indicator enzyme and those of %48.62 and %38.21 using POD as the indicator enzyme, respectively. The chlorophyll degradation followed first order reaction kinetics pattern for both blanched and unblanched peas during frozen storage. The p-carotene contents of unblanched and blanched carrots using POD as the indicator enzyme decreased at a ratio of %24.50 and %9.00 respectively at the end of 12 months of storage at -18°C. Similarly, the p-carotene degradation followed first order reaction kinetics pattern for both blanched and unblanched carrots during frozen storage. The effects of LOX and POD enzymes into the co-oxidation of p-carotene and chlorophylls were also studied in model systems using the raw enzyme extracts appropriately obtained from vegetables. In LOX catalyzed model reaction medium, both the conjugated dien formation rates from linoleic acids and co-oxidation rates of p-carotene decreased as the p-carotene concentration increased. In the case of the equal p-carotene and linoleic acid concentration, p-carotene co-oxidation and conjugated dien formation were completely eliminated. Chlorophylls had only a limited effect when compared to p-carotene. When the concentrations of linoleic acid and pigments were equal in the model system, the hydroperoxidation activity of LOX enzymes were hindered by p-carotene, chlorophyll a and chlorophyll b at a iiiratio of %100, %14.8 and %23.6 respectively. Kinetic evaluations have shown that p-carotene and chlorophylls were acted as a non-competitive inhibitors for LOX enzyme. Kj constants for p-carotene, chlorophyll a and chlorophyll b were estimated as 0.25 uM, 11.6 uM and 6.6 uM respectively. POD enzymes had no effect on the oxidation of p-carotene, but caused to co-oxidation of chlorophylls in model systems. The guaiacol oxidation rates catalyzed by POD were decreased at a ratio of 13.6% and 8.4% when 1.56 uM of chlorophyll a and chlorophyll b were introduced into the reaction medium. The chlorophyll a and chlorophyll b concentrations decreased 12.5% and 5.1% respectively in 5 min of reaction. Keywords: Pigment co-oxidation, frozen vegetable, peroxidase, lipoxygenase, inhibition Advisor: Assoc. Prof. Dr. Vural GÖKMEN, Hacettepe University, Department of Food Engineering, Food Engineering Section IV