Ekstraksiyon yöntemlerinin pamuk tohumu (çiğit)proteini özellikleri ve gosipol içeriğine etkisininaraştırılması
Investigating the effect of extraction methopds on the propertiesand gossypol content of cotton seed protein
Yazar: MEHMET KÜÇÜKYILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MEHMET KARAASLAN
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Dünya genelinde üretilen pamuk bitkisinin dalından çekirdeğine kadar yaygın şekilde kullanılıyor
olması pamuğu önemli bir endüstriyel kaynak haline getirmiştir. Katma değeri yüksek olan pamuğun
elyaf kısmı tekstil sanayisinde kullanılırken, çekirdeği ise yağ ve minerallerce zengin bir yapıya
sahiptir. Pamuk tohumu yapısında %18-35 aralığında protein ve %21-40 aralığında yağ
bulundurmasından dolayı önemli bir besin ve gelir kaynağı olarak kabul edilmektedir. Pamuk
tohumunun yağı alındıktan sonra atık olarak görülen ve çoğunlukla hayvan yemi olarak kullanılan
posa (küspe), protein açısından zengin bir içeriğe sahiptir. Son yıllarda özellikle endüstride atık olarak
görülen ürünlerden alternatif bitkisel protein izolasyonuna yönelik yürütülen çalışmalarda artış
meydana gelmiştir. Bu bağlamda pamuk çekirdeği küspesi de önemli bir doğal protein kaynağı olarak
öne çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında yağsız pamuk tohumundan farklı özütleme yöntemleriyle
(Alkali özütleme, Ultrases destekli özütleme, Mikrodalga destekli özütleme ve Aseton özütleme) izole
edilen proteinlerin fizikokimyasal, teknofonksiyonel ve karakteristik özelliklerinin tayin edilmesine
odaklanılmıştır. Pamuk tohumu proteinlerinin karakteristik özellikleri elde edilme yöntemlerine göre
değerlendirilerek içerisinde bulunan gosipol oranlarına göre karşılaştırmalar yapılmıştır. Kullanılan
farklı özütleme yöntemleri içerisinde protein ve serbest gosipol oranları sırasıyla Alkali özütleme
%66.78- 152.11 ppm, Ultrases destekli özütleme, % 80.52- 115.36 ppm, Mikrodalga destekli
özütleme% 82.49- 104.26 ppm ve Aseton özütleme % 70.45- 142.65 ppm olarak ölçümler alınmıştır.
Elde edilen proteinlerin nem içeriği, su aktivitesi, renk, akışkanlık ve ıslanabilirlik gibi fizikokimyasal
özelliklerinin yanısıra, su tutma kapasitesi (STK), köpük oluşturma kapasitesi, köpük stabilitesi,
emülsiyon aktivite indeksi (EAİ) ve emülsiyon stabilite indeksi (ESİ) gibi tekno-fonksiyonel
özellikleri de incelenmiştir. Proteinlerin kendilerine özgü yapıları ve moleküler bileşenleri Fourier
dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile belirlenmiştir. Ayrıca taramalı elektron mikroskobuyla
(SEM) yüzey morfolojilerinin detaylı analizleri yapılmış ve proteinlerin farklı sıcaklıklara karşı
davranışlarını ölçmek amacıyla termal gravimetrik analizler (TGA) yapılmıştır. Sonuç olarak,
Mikrodalga özütleme yöntemi ile elde edilen proteinlerin fonksiyonel özellikleri açısından ve düşük
gosipol içeriği ile ön plana çıktığı görülmüştür.

Abstract:
Cotton is an industrial plant and widely used in many sectors. Cotton branches, seeds, fibers are
source of valuable components which altogether made cotton an important natural resource. While the
fiber part of cotton is used in the textile industry, the cotton seed part is evaluated due to its protein,
oil and mineral content. Cottonseed is considered an important source of nutrition and income because
of its 18-35% protein and 21-40% oil content. After the oil is removed from the cottonseed, the part
called pulp is used as animal feed because it displays high protein content. In recent years there has
been an increase in investigations aimed at identifying alternative plant protein sources. In this
context, cottonseed meal also stands out as an important natural protein source. This study focused on
determining the functional, technofunctional and characteristic properties of proteins isolated from
defatted cottonseed by different extraction methods (Alkali extraction, Ultrasound-assisted extraction,
Microwave-assisted extraction and Acetone extraction). The characteristic features of cottonseed
proteins obtained by different extraction methods were determined according to their gossypol ratios.
Among the different extraction methods used, protein and free gossypol ratios were measured as
Alkaline extraction 66.78 %- 152.11ppm, Ultrasound assisted extraction 80.52 %- 115.36ppm,
Microvawe assisted extraction 82.49 %- 104.26ppm, and Acetone extraction 70.45%- 142.65ppm,
respectively. Technological properties of cottonseed proteins including moisture content, water
activity, color, fluidity and wettability, water holding capacity (WHC), foaming capacity, foam
stability, emulsion activity index (EAI) and emulsion stability index (ESI) were measured. The unique
structures and components of the proteins were determined by Fourier transform infrared spectroscopy
(FTIR). In addition, detailed analyzes of surface morphologies were made with scanning electron
microscopy (SEM) and thermal gravimetric analyzes (TGA) were performed to measure the behavior
of proteins against different temperatures. As a result, it has been concluded that the proteins obtained
by microvawe extraction displayed remarkable attributes in terms of their functional properties.