Hardaliye biyoaktif bileşiklerinin potansiyel biyolojik etkilerine in vitro metabolomik yaklaşımlar
In vitro metabolomic approaches to the potential biological effects of hardaliye bioactive compounds
Yazar: AYŞE SEMRA AKSOY
Danışman: PROF. DR. MUHAMMET ARICI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Beslenme ve Diyetetik = Nutrition and Dietetics ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Biyoaktif bileşikler = Bioactive compounds ; Hardaliye = Hardaliye ; Metabolomikler = Metabolomics ; İn vitro = In vitro

Özet:
Hardaliye koyu renkli siyah/kırmızı üzümlerden fermentasyon işlemiyle üretilen geleneksel bir içecektir. Üzüm meyvesinin biyoaktif bileşenlerce zengin olması ve üretiminin, biyoaktiviteyi geliştiren ve fitokimyasal içerikleri zenginleştiren fermentasyon tekniğine dayanması, hardaliyeyi önemli bir ürün yapmaktadır.
Bu tez çalışmasının amacı, üç farklı üzüm çeşidiyle (Shiraz, Merlot ve Cabernet Sauvignon) geleneksel üretim metodu kullanılarak hazırlanan hardaliyelerde in vitro gastrointestinal sindirim öncesi ve sonrasında; hardaliye biyoaktif bileşenlerinin miktarsal tayini ve antioksidan kapasitesinin tespit edilerek biyoerişilebilirliklerinin belirlenmesi, başta fenolik bileşikler olmak üzere metabolit profillerindeki degişikliklerin incelenmesi ayrıca hardaliyenin in vitro sindirim sonrası lipid peroksidasyonu üzerindeki inhibe edici etkisini farklı içecek türleriyle karşılaştırarak araştırmaktır.
In vitro gastrointestinal sindirim koşullarının etkisiyle bütün hardaliye örneklerinde toplam fenolik, flavonoid ve antosiyanin miktarları azalmıştır. Toplam fenolik madde değeri Shiraz, Merlot ve Cabernet Sauvignon hardaliyelerinde sırasıyla; 1639,74±82,85'den 751,02±9,92'ye, 2471,92±37,85'den 808,14±33,19'e ve 2347,87±69,23'den 760,79±3,15'a düşmüştür. Toplam flavonoid madde değeri Shiraz, Merlot ve Cabernet Sauvignon hardaliye için sırasıyla; %60,63 , %70,65 ve %72,73 azalmıştır. Antosiyanin miktarları ise Shiraz, Merlot ve Cabernet Sauvignon hardaliye için sırasıyla; 187,55±20,33'den 28,63±2,6'e, 264,59± 26,89'dan 23,93±9,44'e ve 339,68±10,50'den 33,83±2,26'e düşmüştür. In vitro sindirim antioksidan kapasite biyoerişilebilirliği de Shiraz hardaliyesinde CUPRAC testine göre %73,49±12,81 ve DPPH testine göre %151,57±2,03 olarak diğer hardaliyelere kıyasla önemli derecede daha yüksek bulunmuştur.
Sindirim öncesi hedefli fenolik bileşenlerin profili analizinde örneklerin benzer fenolik profiline sahip oldukları bulunmuştur. Sindirim sonrası örnekler kalitatif açıdan sindirim öncesi durum ile benzerlik gösterse de in vitro sindirim koşullarının, genel itibariyle fenolik bileşiklerin konsantrasyonunu azaltma yönünde etki yaptığı belirlenmiştir. Özellikle antosiyanin bileşiklerinin biyoerişilenilirliği bakımından Shiraz hardaliyenin öne çıktığı tespit edilmiştir. Hardaliyelerin kalitatif hedefsiz metabolit profili analiziyle 59 farklı metabolit tanımlanmıştır. Sindirim öncesi ve sonrası metabolit profilinde tespit edilen değişimlerin, üzüm çeşitinden kaynaklanan farklılıkların yanı sıra in vitro gastrointestinal sindirim koşullarının etkisiyle gerçekleştiği belirlenmiştir. Çalışmada, et ürünlerinin sindirimi sırasında meydana gelen lipid oksidasyonunun bir ürünü olan Malondialdehit (MDA)'in biyoerişilebilirliğini azaltmada hardaliye muamelesinin diğer içeceklere kıyasla daha etkili olduğu ortaya konulmuştur. MDA biyoerişilebilirliği açısından en düşük değerler 10,27±0,05 ile D1 de Shiraz muamelesi sonrası, 22,40±0,11 ile H2 de Shiraz muamelesi sonrası ve 7,12±0,05 ile K2 de Cabernet Sauvignon muamelesi sonrası tespit edilmiştir. Ayrıca Shiraz hardaliyesinin önceki sonuçlarında desteklediği gibi, MDA biyoerişilebilirliğini düşürmede de genel itibariyle en etkili hardaliye olduğu belirlenmiştir.
Hardaliyelerin; biyoaktif bileşenleri, metabolit profili ve lipid oksidasyonundaki etkinliği gibi antioksidan özellikleri, in vitro sindirim koşulları çerçevesinde değerlendirilerek, literatüre hardaliyenin potansiyel sağlık yararlarına ışık tutan bilimsel bilgi sağlanmıştır.

Abstract:
Hardaliye is a traditional beverage produced by fermentation from dark black/red grapes. Producing from grape fruit rich in bioactive components by fermentation technique that improves bioactivity and enriches phytochemical contents makes hardaliye an important product.
The aim of this thesis study is, Before and after in vitro gastrointestinal digestion in hardaliyes prepared by traditional production method with three different grape varieties; Quantitative determination of hardaliye bioactive components, determination of antioxidant capacity and determination of bioaccessibility, to examine the changes in metabolite profiles, especially phenolic compounds, and to investigate the inhibitory effect of hardaliye on lipid peroxidation after in vitro digestion by comparing it with different beverage types.
Total phenolic, flavonoid and anthocyanin amounts decreased in all hardaliye samples under the influence of in vitro gastrointestinal digestion conditions. Total phenolic content values decreased in Shiraz, Merlot and Cabernet Sauvignon hardaliye, respectively; from 1639.74±82.85 to 751.02±9.92, from 2471.92±37.85 to 808.14±33.19, and from 2347.87±69.23 to 760.79±3.15. Total flavonoid content values decreased for Shiraz, Merlot and Cabernet Sauvignon hardaliye, respectively; by 60.63%, 70.65% and 72.73%. Anthocyanin amounts decreased for Shiraz, Merlot and Cabernet Sauvignon hardaliye respectively; from 187.55±20,33 to 28.63±2,6, from 264.59±26.89 to 23.93±9.44, and from 339.68±10.50 to 33.83±2.26. Shiraz hardaliye was less affected by in vitro digestion conditions than Merlot and Cabernet Sauvignon hardaliyes. Antioxidant capacity increased in hardaliyes after in vitro digestion, and similar to previous results, the antioxidant capacity bioavailability of Shiraz hardaliye was found to be significant higher.
In the profile analysis of the targeted phenolic compounds in Hardaliye samples before digestion, it was found that the samples had similar phenolic profiles. Although the post-digestion samples were qualitatively similar to the pre-digestion state, it was determined that in vitro digestion conditions had an effect on reducing the concentration of phenolic compounds in general. It was determined that Shiraz hardaliye stands out especially in terms of bioaccessibility of anthocyanin compounds. After the qualitative untargeted metabolite profile analysis of Hardaliyes, 59 different metabolites were identified. It has been determined that the changes detected in the metabolite profile before and after digestion occur with the effect of in vitro gastrointestinal digestion conditions and differences arising from the grape variety. In the study, it was revealed that hardaliye treatment is more effective than other beverages in reducing the bioaccessibility of Malondialdehyde (MDA), a product of lipid oxidation that occurs during the digestion of meat products. The lowest values in terms of MDA bioaccessibility were determined after Shiraz treatment in D1 with 10,27±0,05, after Shiraz treatment in H2 with 22.40±0.11 and after Cabernet Sauvignon treatment in K2 with 7.12±0.05. In addition, Shiraz hardaliye was determined to be the most effective hardaliye in general in reducing MDA bioavailability, as supported by previous results.
Hardaliyes; bioactive components, metabolite profile and antioxidant properties such as efficacy in lipid oxidation were evaluateing within the framework of in vitro digestion conditions, scientific information that sheds light on the potential health benefits of hardaliye was provided.