Barbunya, bezelye ve börülce kabuklarından bitkisel protein konsantresi elde edilmesi ve bu konsantrelerin kivi püresinin dondurarak kurutma süresi üzerine etkisinin incelenmesi
Plant protein concentrate production from the shells of kidney bean, pea and cowpea and the effect of these concentrates on freze drying time of kiwi puree
Yazar: GÜLŞAH KIZILALP
Danışman: DOÇ. DR. SAFİYE NUR DİRİM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu yüksek lisans tezinde, barbunya, bezelye ve börülce kabuklarından izoelektrik noktada çöktürme ve dondurarak kurutma yöntemi ile bitkisel protein konsantreleri elde edilmiştir.  
Barbunya, bezelye ve börülce kabuklarından elde edilen protein konsantrelerinin protein içerikleri sırasıyla %19.20(kb), %25.48(kb) ve %41.22(kb), kül içerikleri sırasıyla %0.011, %0.008 ve %0.005 olarak tespit edilmiştir. Elde edilen protein konsantrelerinin nem içerikleri değerlendirildiğinde ise barbunya kabuğundan elde edilen protein konsantresi için %5.98, bezelye kabuğundan elde edilen protein konsantresi için %5.31 ve börülce kabuğundan elde edilen protein konsantresi için %6.48 olarak bulunmuştur. Renk değerleri incelendiğinde, en yüksek L* ve a* değeri barbunya kabuğundan elde edilen protein konsantrelerinde gözlenirken, en yüksek b* değeri börülce kabuğundan elde edilen protein konsantrelerinde gözlemlenmiştir. En yüksek toplam renk değişim değeri (∆E) bezelye kabuğundan elde edilen protein konsantresi için hesaplanmış, renk farkının tüm protein konsantreleri için gözle ayırt edilebilir olduğu tespit edilmiştir. Barbunya, bezelye ve börülce kabuğundan elde edilen protein konsantrelerinin kroma değerleri sırasıyla 0.51, 0.51 ve 0.52 olup, Hue açısı değerleri sırasıyla 45.48, 46.34 ve 47.45 olarak hesaplanmıştır. Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) analizine göre börülce kabuğundan elde edilen protein konsantresinin en düşük denatürasyon sıcaklığına (Td) ve entalpi değerine (∆H) sahip olduğu görülmüştür. Protein konsantrelerinin fonksiyonel özellikleri değerlendirildiğinde ise barbunya kabuğundan elde edilen protein konsantresinin en yüksek su ve yağ tutma kapasitesine (sırasıyla 2.26 g/g ve 3.60 g/g), bezelye kabuğundan elde edilen protein konsantresinin en yüksek emülsiyon kapasitesine ve stabilitesine (sırasıyla %54.28 ve %51.43) ve köpürme kapasitesine (%47.63), börülce kabuğundan elde edilen protein konsantresinin ise en yüksek çözünürlük değerine (%99.33) sahip olduğu tespit edilmiştir.
Elde edilen protein konsantreleri farklı oranlarda (% 0, 1, 2, 4 ve 6) kivi püresine eklenmiş, protein konsantrelerinin kivi püresinin dondurarak kurutma süresi üzerine önemli bir etkisi gözlenmemiştir. Elde edilen kivi tozlarının fonksiyonel özellikleri (su ve yağ tutma kapasitesi, emülsiyon kapasitesi ve stabilitesi ve köpürme kapasitesi) incelendiğinde ise eklenen protein oranı arttıkça kivi tozunun fonksiyonel özellikleri geliştirilmiştir. 
Sonuç olarak, gıda işleme endüstrisi atıkları olan barbunya, bezelye ve börülcenin kabuklarından bitkisel protein konsantreleri elde edilmiştir. Literatürde baklagil kabuklarından bitkisel protein konsantrelerinin elde edildiği bir çalışmaya rastlanılmamış, bu sebeple yapılan çalışmanın atık yönetimi konusunda bir adım atılmış özgün bir çalışma olduğu düşünülmektedir. Çalışma sonucunda elde edilen protein konsantreleri kivi püresine eklenerek protein konsantrelerinin dondurarak kurutma sonucu elde edilen kivi tozlarının fonksiyonel özelliklerini de arttırdığı tespit edilmiştir. 

Anahtar sözcükler: barbunya, bezelye ve börülce kabukları, bitkisel protein konsantresi, atık değerlendirme, kivi püresi

Abstract:
In this master thesis, the plant protein concentrates were obtained from the shells of kidney bean, pea and cowpea by isoelectric precipitation and freeze drying.
The protein contents of the protein concentrates obtained from the shells of kidney bean, pea and cowpea were found as 19.20% (db), 25.48% (db) and      41.22% (db) and ash contents were determined as 0.011%, 0.008% and 0.005%, respectively. When the moisture contents of the protein concentrates were evaluated, it was found as 5.98% for the protein concentrate from the shells of the kidney bean, 5.31% for the protein concentrate from the shells of the pea and 6.48% for the protein concentrate from the shells of the cowpea. When the color values were examined, the highest L* and a* values were observed for the protein concentrates obtained from the shells of the kidney bean, while the highest b* value was observed for the protein concentrates obtained from the shells of the cowpea. The highest total color change value (∆E) was calculated for the protein concentrate obtained from the shells of the pea and the color difference was found to be visually distinguishable for all protein concentrates. Chroma values of the protein concentrates obtained from the shells of the kidney bean, pea and cowpea were calculated as 0.51, 0.51 and 0.52, respectively and hue angle values were calculated as 45.48, 46.34 and 47.45, respectively. According to the Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis, the protein concentrate obtained from the shell of the cowpea had the lowest denaturation temperature (Td) and the enthalpy value (∆H). When the functional properties of the protein concentrates were evaluated, the protein concentrate obtained from the shells of the kidney bean had the highest water and oil holding capacity values (2.26 g/g and 3.60 g/g, respectively), the protein concentrate obtained from the shells of the pea had the highest emulsion capacity and stability values (54.28% and 51.43%, respectively) and foaming capacity value (47.63%) and the protein concentrate obtained from the shells of the cowpea had the highest solubility value (99.33%).
The obtained protein concentrates were added to the kiwi puree in different proportions (0, 1, 2, 4 and 6 %). A significant effect of the protein concentrates on the freze drying time of the kiwi puree was not observed. When the functional properties of the kiwi powders obtained (water and oil holding capacity, emulsion capacity and stability and foaming capacity) were examined, it was observed that the functional properties of the kiwi powder were improved as the protein proportion added increased.
As a result, plant protein concentrates were obtained from the shells of the kidney bean, pea and cowpea which are food processing industry wastes were produced. In the literature, a study on obtaining the plant protein concentrates from wastes of legumes has not been found. Therefore, it is thought that this study is an original study that a step was taken in the waste management. The protein concentrates obtained were added to the kiwi puree and freze dried. It was found that the protein concentrates increased the functional properties of kiwi powders.

Keywords: shells of kidney bean, pea and cowpea, plant protein concentrate, waste management, kiwi puree