ISSN Online 2148-015X
www.academicfoodjournal.com Cilt/Volume:15 Sayı/Number:1 Ocak - Mart 2017 13 (KDV dahil)
İçerikten / From the content
Acrylamide Contents of Some Commercial Crackers, Biscuits and Baby Biscuits Bazı Ticari Kraker, Bisküvi ve Bebek Bisküvilerindeki Akrilamid Miktarları
Aspergillus sojae Tarafından Üretilen Poligalakturonazın Kısmi Saflaştırılması için Kromatografik Bir Yaklaşım A Chromatographic Approach for Partial Purification of Polygalacturonase Produced by Aspergillus sojae
Turunçgil Kabuklarından Elde Edilen Pektinlerin Karakterizasyonu ve Karşılaştırılması Comparison and Characterization of Pectins Obtained From Citrus Peels
Urfa Peynirlerinden İzole Edilen Staphylococcus aureus Suşlarında Enterotoksin Üretim Potansiyeli ve Metisilin Dirençliliği Enterotoxin Production Potential and Methicillin Resistance of Staphylococcus aureus Strains Isolated from Urfa Cheeses
Fındık, Zeytin ve Pamuk Yağlarında Peroksit Oluşum Kinetiği Kinetics of Peroxide Formation in Hazelnut, Olive and Cottonseed Oils
Farklı Yoğurt ve Yem Tüketiminin Ratlarda Serum Kolesterol Seviyesine Etkisi Effect of Different Yogurt and Feed Consumption on Serum Cholesterol Levels in Rats
Endüstriyel Pekmez Üretim Sürecinde Enerji Analizi Energy Analysis in Industrial Grape Molasses (Pekmez) Production Process
Propolisin Gıda Endüstrisinde Kullanım Olanakları Potential Uses of Propolis in Food Industry
75 ISSN Online 2148-015X
Cilt/Volume:15 Sayı/Number:1 Yıl/Year:2017 Akademik Gıda 15 (1) (2017)
® AKADEMİK GIDA ACADEMIC FOOD JOURNAL Akademik Gıda® Dergisi Gıda Bilimi ve Teknolojisi alanında hazırlanmış özgün araştırma ve derleme makalelerin yayınlandığı hakemli bir dergidir. Araştırma notu ve editöre mektup gibi yazılar da yayın için değerlendirilmektedir.. Dergi 3 ayda bir basılmakta olup 4 sayıda bir cilt tamamlanır. Dergide Türkçe ve İngilizce makaleler yayınlanır. ® ® A kademik Gıd®a dergisi CAB Abstracts , EBSCO, Index Copernicus, Food Science and Technology Abstracts Akademik Gıda® dergisi CAB Abstracts®, Global Health, EBSCO, Food Science and Technology Abstracts® ® (FSTA®),(FSTA ) ve Index TÜBİTAK CopernicusTM ULAKBİM ve Yaşam TÜBİTAK Bilimleri ULAKBİM Veri TabanıYaşam tarafınBilimleridan Veritabanı indekslenmektedir. tarafından indekslenmektedir.
Abstracting/Indexing: CAB Abstracts®, Global Health, EBSCO, Food Science and Technology Abstracts® (FSTA®), Index CopernicusTM and TUBITAK ULAKBIM Life Sciences Data Base.
Editö r / Editor Oğuz Gürsoy
(Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi)
Yardımcı Editörler / Associate Editors
Özer Kınık (Ege Üniversitesi) Ramazan Gökçe (Pamukkale Üniversitesi)
Yusuf Yılmaz (Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi)
Teknik Editör / Technical Editor
Kübra Kocatürk (Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi)
International Editorial Board / Uluslararası Yayın Kurulu
Mohamed H. Abd El-Salam (National Research Center, Egypt) Yonca Karagül-Yüceer (Çanakkale Onsekiz Mart University, Turkey) Sibel Akalın (Ege University, Turkey) Harun Kesenkaş (Ege University, Turkey) Abdullah Akdoğan (Pamukkale University, Turkey) Meral Kılıç (İstanbul Technical University, Turkey) Nihat Akın (Selçuk University, Turkey) Piotr Koczon (Warsaw University of Life Sciences, Poland) Nesimi Aktaş (Nevşehir Hacı Bektaş Veli University, Turkey) Celalettin Koçak (Ankara University, Turkey) Tapani Alatossava (University of Helsinki, Finland) Ergun Köse (Celal Bayar University, Turkey) Patricia-Munsch Alatossava (University of Helsinki, Finland) Ahmet Küçükçetin (Akdeniz University, Turkey) Muhammet Arıcı (Yıldız Technical University, Turkey) Mine Anğ Küçüker (İstanbul University, Turkey) Adriana Pavesi Arisseto (State University of Campinas, Brazil) Erdoğan Küçüköner (Süleyman Demirel University, Turkey) Ahmet Ayar (Sakarya University, Turkey) Jung Hoon Lee (Fort Valley State University, USA) Zehra Ayhan (Sakarya University, Turkey) Sebahattin Nas (Pamukkale University, Turkey) Jurislav Babić (University of Osijek, Croatia) Gülden Ova (Ege University, Turkey) Chockry Barbana (Canadian Food Inspection Agency, Canada) Zümrüt B. Ögel (Konya Food and Agriculture University, Turkey) Ali Bayrak (Ankara University, Turkey) Semih Ötleş (Ege University, Turkey) Noreddine Benkerroum (Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Morocco) Halil Özbaş (Süleyman Demirel University, Turkey) Yavuz Beyatlı (Gazi University, Turkey) Beraat Özçelik (İstanbul Technical University, Turkey) Kamil Bostan (İstanbul Aydın University, Turkey) Filiz Özçelik (Ankara University, Turkey) Rajka Božanić (University of Zagreb, Croatia) Sami Gökhan Özkal (Pamukkale University, Turkey) Cengiz Caner (Çanakkale Onsekiz Mart University, Turkey) Mustafa Zafer Özel (University of York, UK) Abdullah Çağlar (Afyon Kocatepe University, Turkey) Barbaros Özer (Ankara University, Turkey) İbrahim Çakır (Abant İzzet Baysal University, Turkey) Edward Pospiech (Poznan University of Life Sciences, Poland) Songül Çakmakçı (Atatürk University, Turkey) Konstantinos Petrotos (Technological Educational Institute of Larissa, Greece) İlyas Çelik (Pamukkale University, Turkey) Pican Prabasankar (CSIR-Central Food Technological Research Institute, India) Utku Çopur (Uludağ University, Turkey) Jenny Ruales (Escuela Politécnica Nacional, Ecuador) Ahmet Hilmi Çon (Ondokuz Mayıs University, Turkey) Osman Sağdıç (Yıldız Technical University, Turkey) Mehmet Demirci (Namık Kemal University, Turkey) Saulius Satkauskas (Vytautas Magnus University, Lithuania) Cynthia Ditcheld (University of Sao Paolo, Brazil) Meltem Serdaroğlu (Ege University, Turkey) Maria Elisabetta Guerzoni (University of Bologna, Italy) Reyad R. Shaker (Jordan University of Science & Technology, Jordan) Fahrettin Göğüş (Gaziantep University, Turkey) Romeo Toledo (University of Georgia, USA) Şebnem Harsa (İzmir Institute of High Technology, Turkey) Mahir Turhan (Mersin University, Turkey) Arif Hepbaşlı (Ege University, Turkey) Yahya Tülek (Pamukkale University, Turkey) Seda Ersus (Ege University, Turkey) Harun Uysal (Ege University, Turkey) Adnan Hayaloğlu (İnönü University, Turkey) Mustafa Üçüncü (Ege University, Turkey) Yekta Göksungur (Ege University, Turkey) Y. Sedat Velioğlu (Ankara University, Turkey) Mehmet Güven (Çukurova University, Turkey) Ünal Rıza Yaman (Ege University, Turkey) Filiz İçier (Ege University, Turkey) Aydın Yapar (Pamukkale University, Turkey) Kadir Halkman (Ankara University, Turkey) Hasan Yetim (Erciyes University, Turkey) Hasan Fenercioğlu (Çukurova University, Turkey) Atila Yetişemiyen (Ankara University, Turkey) Mükerrem Kaya (Atatürk University, Turkey) Metin Yıldırım (Ömer Halisdemir University, Turkey) Semra Kayaardı (Celal Bayar University, Turkey) Ufuk Yücel (Ege University, Turkey)
Akademik Gıda ® / Academic Food Journal Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) 2017
AKADEM İK GIDA
ABSTRACTED / INDEXED / LISTED IN
1. Abstracts on Hygiene and Communicable Diseases 37. Nutrition Abstracts and Reviews Series B: Livestock 2. Academic Index Feeds and Feeding 3. Academic Keys 38. Nutrition and Food Sciences Database 4. AgBiotech News and Information 39. Ornamental Horticulture 5. AgBiotechNet 40. Parasitology Database 6. Agricultural Economics Database 41. Plant Breeding Abstracts 7. Agricultural Engineering Abstracts 42. Plant Genetic Resources Abstracts 8. Agroforestry Abstracts 43. Plant Genetics and Breeding Database 9. Animal Breeding Abstracts 44. Plant Protection Database 10. Animal Production Database 45. Postharvest Abstracts 11. Animal Science Database 46. Potato Abstracts 12. Biocontrol News and Information 47. Poultry Abstracts 13. Biofuels Abstracts 48. Protozoological Abstracts 14. Botanical Pesticides 49. Review of Agricultural Entomolog 15. CAB Abstracts 50. Review of Aromatic and Medicinal Plants (RAMP) 16. CAB Direct 51. Review of Medical and Veterinary Entomology 17. Crop Science Database 52. Review of Medical and Veterinary Mycology 18. Dairy Science Abstracts 53. Review of Plant Pathology 19. Directory of Research Journals Indexing (DRJI) 54. Rice Abstracts 20. EBSCO 55. Rural Development Abstracts 21. Environmental Impact 56. Science Library Index 22. Environmental Science Database 57. Scientific Indexing Services (SIS) 23. Field Crop Abstracts 58. Seed Abstracts 24. Food Science and Technology Abstracts (FSTA) 59. Soil Science Database 25. Forest Science Database 60. Soils and Fertilizers Abstracts 26. Global Health 61. Soybean Abstracts 27. Google Scholar 62. Sugar Industry Abstracts 28. Horticultural Science Abstracts 63. Tropical Diseases Bulletin 29. Horticultural Science Database 64. The Turkish Academic Network and Information 30. Index Copernicus Centre Life Sciences Database (TÜB İTAK-ULAKB İM 31. Impact Factor Services for International Journals Ya şam Bilimleri Veritabanı) (IFSIJ) 65. Veterinary Science Database 32. International Innovative Journal Impact Factor (IIJIF) 66. VetMed Resource 33. İdeal Online 67. Weed Abstracts 34. Journal Index Net 68. Wheat, Barley and Triticale Abstracts 35. Maize Abstracts 69. World Agricultural Economics and Rural Sociology 36. Nutrition Abstracts and Reviews Series A:Human and Abstracts (WAERSA) Experimental
Akademik Gıda 15 (1) (2017)
Editörden / Editorial
Araştırma Makaleleri / Research Papers
Acrylamide Contents of Some Commercial Crackers, Biscuits and Baby Biscuits / Bazı Ticari Kraker, Bisküvi ve 1 - 7 Bebek Bisküvilerindeki Akrilamid Miktarları / Cennet Pelin Boyacı Gündüz, Ayşe Kevser Bilgin, Mehmet Fatih Cengiz
Aspergillus sojae Tarafından Üretilen Poligalakturonazın Kısmi Saflaştırılması için Kromatografik Bir Yaklaşım / A Chromatographic Approach for Partial Purification of Polygalacturonase Produced by Aspergillus sojae / Ilknur Sen, 8 - 16 Marco A. Mata-Gomez, Marco Rito-Palomares, Canan Tari, Melike Dinç
Turunçgil Kabuklarından Elde Edilen Pektinlerin Karakterizasyonu ve Karşılaştırılması / Comparison and Characterization of Pectins Obtained From Citrus Peels / Melih Güzel, Özlem Akpınar 17 - 28
Urfa Peynirlerinden İzole Edilen Staphylococcus aureus Suşlarında Enterotoksin Üretim Potansiyeli ve Metisilin Dirençliliği / Enterotoxin Production Potential and Methicillin Resistance of Staphylococcus aureus Strains Isolated from 29 - 35 Urfa Cheeses / Kadriye Kübra Bingöl, Sine Özmen Toğay
Fındık, Zeytin ve Pamuk Yağlarında Peroksit Oluşum Kinetiği Kinetics of Peroxide Formation in Hazelnut, Olive and / 36 - 42 Cottonseed Oils / Sema Kaya, Emre Bakkalbaşı, İsa Cavidoğlu
Farklı Yoğurt ve Yem Tüketiminin Ratlarda Serum Kolesterol Seviyesine Etkisi / Effect of Different Yogurt and Feed Consumption on Serum Cholesterol Levels in Rats / Nizam Mustafa Nizamlıoğlu, Nihat Akın 43 - 50
Endüstriyel Pekmez Üretim Sürecinde Enerji Analizi / Energy Analysis in Industrial Grape Molasses (Pekmez) Production 51 - 59 Process / Seda Genç
Derleme Makaleler / Review Papers Propolisin Gıda Endüstrisinde Kullanım Olanakları / Potential Uses of Propolis in Food Industry / Azize Atik, 60 - 65 Tuncay Gümüş
Potansiyel Fonksiyonel Bileşen: Kahve Çekirdeği Zarı / Potential Functional Ingredient: Coffee Silverskin / Gizem Ateş, 66 - 74 Yeşim Elmacı
Bal ve Diğer Arı Ürünlerinin Bazı Özellikleri ve İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Some Properties of Honey and Other / 75 - 83 Bee Products and Their Effects on Human Health / Ceren Mutlu, Mustafa Erbaş, Sultan Arslan Tontul
Yenilebilir Film ve Kaplamalar: Üretimleri, Uygulama Yöntemleri, Fonksiyonları ve Kaslı Gıdalarda Kullanımları / 84 - 94 Edible Films and Coatings: Their Production, Application Methods, Functions and Uses in Muscle Foods / Serpil Tural, Furkan Türker Sarıcaoğlu, Sadettin Turhan
Et Ürünleri Formülasyonlarında Emülsifiye Edilmiş Yağların Kullanımı Uses of Emulsified Lipid Phases in Meat / 95 - 102 Product Formulations / Merve Karabıyıkoğlu, Meltem Serdaroğlu
Akademik Gıda Dergisi Yazım Kuralları / Guidelines to Authors 465-471 Akademik Gıda 15 (1) (2017)
Akademik Gıda dergisinin 15. yayın yılının ilk sayısında sizlerle birlikteyiz. Bu sayımızda 7 araştırma ve 5 derleme çalışması olmak üzere toplam 12 makale yer almaktadır. Yayıncı kuruluş dergi baskı maliyetlerinin artması nedeniyle derginin bu sayısından itibaren baskı işlemini bırakma ve yalnızca dijital (online) dergi yayınlama konusunda karar almış olup dergimiz bu sayıdan itibaren yalnızca elektronik ortamda yayımlanacaktır.
Yeni yayın yılının getirdiği yeniliklerden biri de Akademik Gıda dergisinin TÜBİTAK-ULAKBİM tarafından sunulan dergi barındırma ve süreç yönetimi hizmeti veren DergiPark’a katılmış olması ve her makale için DOI numarası vermeye başlamasıdır. Genel Yayın Yönetmeni Şakir SARIÇAY [email protected] Bu yıl ve önümüzdeki yıllarda daha fazla ulusal ve uluslararası veri tabanı ve indekste [email protected] dizinlenmek ve derginin uluslararası düzeyde tanınırlığını arttırmak için çalışmalarımızı sürdürüyoruz. Dergimizin kalitesini ve uluslararası alanda saygınlığını arttırabilmemiz için etki Editör faktörünün yükseltilmesi başlıca hedeerimiz arasındadır. Bu nedenle siz değerli bilim Doç. Dr. Oğuz GÜRSOY [email protected] insanlarından gerek dergimize ve gerekse diğer ulusal ve uluslararası dergilere gönderdiğiniz makalelerde Akademik Gıda dergisinde yayımlanan makalelere mümkün olduğunca atıf Yardımcı Editörler yapmanızı tekrar rica ediyoruz. Prof. Dr. Özer KINIK Doç. Dr. Ramazan GÖKÇE Prof. Dr. Yusuf YILMAZ Katkılarınızla dergimizin daha iyi noktalara geleceğine yürekten inanıyoruz. Ayrıca, dergimizde araştırma makalelerinin ve İngilizce olarak yazılan makalelerin değerlendirme ve yayınlanma Reklam Müdürü sürelerinin diğer makalelere kıyasla oldukça kısa olduğunu yazarlarımıza tekrar hatırlatmak Nurcan AKMAN ŞENGÖR istiyoruz.
Hukuk Danışmanı Av. Yrd. Doç. Dr. Murteza AYDEMİR Bu sayının oluşmasında katkıda bulunan; çalışmalarını yayımlanmak üzere dergimize gönderen yazarlara ve bu çalışmaları titizlikle değerlendiren yayın kurulu üyelerimiz ve hakemlerimize Abone Sorumlusu teşekkürlerimizi sunuyoruz. Halil SOLAK Saygılarımızla. Grafik Tasarım İrem ŞİMŞEK ÇETİNKAYA
Oğuz Gürsoy Editör
Üç Ayda Bir Yayınlanan Dergimiz Özer Kınık Basın Meslek İlkelerine Uymaktadır. Ramazan Gökçe Yusuf Yılmaz Yıl / Cilt:15 15 Sayı: 75 Yardımcı Editörler Ocak - Mart 2017 ISSN Print 1304-7582 ISSN Online 2148-015X Akademik Gıda Dergisi Bir Yayınıdır.
Aralık 2016 Yayın Türü: Yerel Süreli Akademik Gıda Dergisi Hakemli Dergidir. Akademik Gıda 15 (1) (2017)
BİLİMSEL ETKİNLİKLER
1. Tarım ve Gıda Etiği Kongresi 3 rd International Conference on Food and Biosystems Engineering (3rd FABE 2017) Uluslararası katılımlı 1. Tarım ve Gıda Etiği Kongresi 10-11 Mart 2017 tarihlerinde Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi konferans Yunanistan’ın Teselya Teknolojij Eğitim Enstitüsü, Tarımsal salonunda gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere Mühendislik Teknolojileri Bölümü, Gıda ve Biyosistem http://www.targetcongress.org adresinden ulaşılabilir. Mühendisliği Laboratuvarı (Larissa, Teselya, Yunanistan) tarafından üçüncüsü düzenlenecek olan 3. Uluslararası Gıda ve 4. Uluslararası Beyaz Et Kongresi Biyosistem Mühendisliği Konferansı 1-4 Haziran 2017 tarihlerinde Rodos adasında bulunan Hotel Amathus Beach’de Beyaz Et Sanayicileri ve Damızlıkçıları Birliği Derneği (BESD-BİR) gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere tarafından geleneksel olarak iki yılda bir düzenlenen Uluslararası http://www.fabe.gr adresinden ulaşılabilir. Beyaz Et Kongrelerinin dördüncüsü 26-30 Nisan 2017 tarihleri arasında Antalya’da (Kaya Palazzo Golf Resort & Kaya Belek) The 8 th International Symposium EuroAliment gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere http://beyazetkongresi.com/ adresinden ulaşılabilir. Romanya’da bulunan Galati Dunarea de Jos Üniversitesi Gıda Bilimi ve Mühendisliği Fakültesi tarafından 7-8 Eylül 2017 1. Ulusal Sütçülük Kongresi tarihlerinde the 8th International Symposium EuroAliment isimli sempozyum düzenlenecektir. Sempozyumla ilgili bilgilere Süt bilimi ve teknolojisindeki son gelişmelerin ve ülkemiz süt www.euroaliment.ugal.ro/ adresinden ulaşılabilir. sektörünün küresel rekabette ve tarımsal sürdürülebilirlikte başarılı olabilmek için izlemesi gereken stratejilerin tartışılacağı 10. Gıda Mühendisliği Kongresi bir platform olarak planlanan 1. Ulusal Sütçülük Kongresi; Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Bölümü, Gıda, Tarım Gıda Mühendisleri Odası tarafından iki yılda bir düzenlenmekte ve Hayvancılık Bakanlığı Et ve Süt Kurumu Genel Müdürlüğü ve olan Gıda Mühendisliği Kongrelerinin onuncusu 9-11 Kasım 2017 Türkiye Süt, Et ve Gıda Üreticileri ve Sanayicileri Birliği (SETBİR) tarihlerinde Side La Grande Resort Hotel & SPA’da (Side, Antalya) işbirliği ile 25-26 Mayıs 2017 tarihleri arasında Ankara gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere Üniversitesi Ziraat Fakültesi Konferans Salonunda www.gidamuhendiligikongresi.org adresinden ulaşılabilir. gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere http://agri.ankara.edu.tr/1-ulusal-sutculuk-kongresi-25-26- 3 rd International Congress on Food Technology mayis-2017/ adresinden ulaşılabilir. Üçüncü Uluslararası Gıda Teknolojisi Kongresi 7-9 Kasım 2018 tarihlerinde Kapadokya’da gerçekleştirilecektir. Kongre ile ilgili bilgilere http://www.intfoodtechno2018.org/ adresinden ulaşılabilir.
Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com
Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7, DOI: 10.24323/akademik-gida.305277
Research Paper / Ara ştırma Makalesi
Acrylamide Contents of Some Commercial Crackers, Biscuits and Baby Biscuits
Cennet Pelin Boyacı Gündüz 1, , Ay şe Kevser Bilgin 2, Mehmet Fatih Cengiz 3
1Çukurova University, Faculty of Agriculture , Department of Food Engineering, Adana, Turkey 2Akdeniz University, Faculty of Engineering , Department of Food Engineering, Antalya, Turkey 3Akdeniz University, Center for Food Safety and Agricultural Researches, Antalya, Turkey
Received (Geli ş Tarihi): 20.07.2016, Accepted (Kabul Tarihi): 06.12.2016 Corresponding author (Yazı şmalardan Sorumlu Yazar): [email protected] (C.P. Boyacı Gündüz) +90 322 338 60 84 +90 322 338 21 77
ABSTRACT
In present study, acrylamide levels in a total of 90 commercial samples of crackers, biscuits and baby biscuits sold in Turkey were determined by the GC/MS method with bromine derivatization. Cracker samples (n=30) were divided into 4 groups as salty crackers, crackers with cheese, crackers with spices and crackers with sesame. Biscuit samples (n=27) were divided into 5 categories as wheat based biscuits, bran based biscuits, whole wheat biscuits, oat biscuits and wheat biscuits with cocoa. Baby biscuits (n=33) were grouped depending on their brand name. Mean acrylamide levels were 604, 495 and 153 µg/kg for crackers, biscuits and baby biscuits, respectively. Acrylamide contents showed a great variation among different brands and types of food samples since acrylamide can be found in a wide range of food products at different levels depending on the composition and processing parameters.
Keywords: Acrylamide, GC-MS, Thermal processing contaminants, Biscuits, Crackers
Bazı Ticari Kraker, Bisküvi ve Bebek Bisküvilerindeki Akrilamid Miktarları
ÖZ
Bu çalı şmada, Türkiye’de satılan 90 adet ticari kraker, bisküvi ve bebek bisküvisi örneklerindeki akrilamid düzeyleri brom türevlendirmesi sonrasında Gaz Kromatografisi/Kütle Spektrometresi metoduyla ara ştırılmı ştır. Kraker örnekleri (n=30) tuzlu, peynirli, baharatlı ve susamlı krakerler olmak üzere 4 gruba ayrılmı ştır. Bisküvi örnekleri (n=27) ise 5 gruba ayrılarak sade, kakaolu, kepekli, tam bu ğday ve yulaflı bisküviler olarak sınıflandırılmı ştır. Bebek bisküvileri (n=33) markalarına göre gruplandırılmı şlardır. Kraker, bisküvi ve bebek bisküvisi örneklerindeki ortalama akrilamid düzeyleri sırasıyla 604, 495 ve 153 µg/kg olarak belirlenmi ştir. Akrilamid gıdaların kompozisyonuna ve i şleme parametrelerine ba ğlı olarak pek çok gıdada bulunmakta ve düzeyleri farklı markalara ve gıda çe şitlerine göre de ğişmektedir.
Anahtar Kelimeler: Akrilamid, GC-MS, Isıl i şlem kontaminantları, Bisküvi, Kraker
INTRODUCTION polyacrylamide, which is used in electrophoretic separation, water treatment and paper processing [2-4]. Acrylamide (CH 2=CH-CONH 2) is a colorless, odorless Before detection in foods, the main concern was and water soluble (215.5 g/100 mL at 30°C) crystalline occupational exposure or at low levels non-occupational chemical compound (CAS Registry Number 79-06-1) exposure as a result of the migration of acrylamide from with a molecular mass of 71.08 g/mole [1, 2]. It is an food packaging material or from water through water important industrial chemical used in the production of treatment [5]. In April 2002, acrylamide was detected in
1 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 carbohydrate rich foods processed at high temperatures the food products. These methods are mainly based on and discovery of acrylamide in foods attracted mass spectrometry as the determinative technique considerable attention worldwide since it is classified as coupled with liquid chromatography or gas probably carcinogenic to humans (Group 2A) by the chromatography [14, 15, 30-35]. International Agency for Research on Cancer [6]. The aim of this present study was to determine the People are exposed to acrylamide by diet as a result of contents of acrylamide in crackers, biscuits and baby the consumption of acrylamide rich food products. The biscuits of different brands and types which are Maillard reaction between reducing sugars and free commonly consumed in Turkey by GC/MS after asparagine during high temperature processing was bromination. reported as the main and the most probable pathway for the formation of acrylamide in foods [7-9]. Therefore, MATERIALS and METHODS acrylamide can be found at different levels in carbohydrate rich foods heated at high temperatures Chemicals and Standards during their production and processing such as potato 13 products, cereal products and roasted coffee [10, 11]. Acrylamide standard (>99%), the internal standard C3- 13 Cereal products including biscuits, baby biscuits, acrylamide (1,2,3- C3 - acrylamide, >99%) and the breads, crackers and breakfast cereals contain acrylamide derivative (2,3 dibromopropionamide acrylamide at various levels. Ölmez et al. [12] reported >99.5%) were obtained from Dr . Ehrenstorfer GmbH an overview of acrylamide contents in a total of 311 (Augsburg , Germany), Cambridge Isotope Laboratories processed and traditional Turkish foods. Results of this Inc. (Andover, USA) and Chem Service Inc. (West study showed that mean acrylamide levels in crackers Chester, USA), respectively. Ethyl acetate was (n=18), biscuits (n=16) and baby biscuits (24) were 247, purchased from Sigma -Aldrich (St. Louis, USA). Other 198 and 152 μg/kg, respectively. Şenyuva and Gökmen chemicals were used of brand Merck KGaA (Darmstadt, [13] showed acrylamide levels in 120 analyzed food Germany). Water was produced by an ultrapure (18.2 samples taken randomly from markets in Turkey. In this MΩ cm at 25°C) purification system (Bedford, USA). study, the highest mean acrylamide level reached to Food products were randomly collected from five 1072 μg/kg in crackers. In a study by Pacettia et al. [14], different supermarkets in Antalya in 2012. acrylamide levels in selected Colombian foods (n=112) were determined and bakery products like biscuits (1104 Sampling μg/kg), showed the highest mean acrylamide value. In another study, acrylamide contents in commercial Widely consumed brands and types of crackers, biscuits biscuits and bread derivatives marketed in Spain were and baby biscuits samples were selected for the study. investigated [15]. In biscuits, mean and highest A total of 90 samples were analyzed to determine the acrylamide contents were 423 and 2085 μg/kg, acrylamide levels. Samples were categorized to sub- respectively. Biscuits and crackers may contain high groups depending on their brand and/or composition. acrylamide levels, and these foods might pose serious Cracker samples (n=30) were grouped as salty crackers public health risks since these foods are widely (15), crackers with cheese (4), crackers with spices (6) consumed by people especially children. It was reported and crackers with sesame (5). Biscuit samples (n=27) that acrylamide exposure of children is higher than that were divided into 5 categories as wheat based biscuits of adults [16-18]. Mean acrylamide exposure levels in (18), bran based biscuits (4), whole wheat biscuits (2), Europe were estimated by the European Food Safety oat biscuits (1) and wheat biscuits with cocoa (2). Baby Authority (EFSA) as 0.31-1.1, 0.43-1.4, 0.70-2.05 and biscuits (n=33) were grouped depending on their brand 1.2-2.4 μg/kg body weight (bw)/day for adults (>18 and number of samples for each group were ranged years), for adolescents (11-17 years), for children and from 4 to 9. for toddlers (1-3 years), respectively [11]. It is apparent from the reported data that exposure of toddlers is in the Sample Extraction and Bromination highest range. Before extraction, LOD (limit of detection) and LOQ In a previous work of ours, exposure of the toddlers was (limit of quantification) values were estimated as three estimated as 1.43 μg/kg bw/day and following bread, the times and ten times the standard deviation, respectively. food products that contributed to the acrylamide For the recovery test, six replicates were conducted with exposure the most were crackers, biscuits and baby two different concentrations (at a final concentration of biscuits accounting of the 25, 19 and 11 % of the total 0.3 mg/kg and 1 mg/kg) by spiking a baby biscuit 13 dietary intake of acrylamide by toddlers [19, 20]. These sample with C3-internal acrylamide standard. food products were major sources of dietary acrylamide exposure due to their relatively high consumption rate Sample extraction and bromination was carried out and/or high acrylamide levels [11, 17, 18, 20-29]. according to a procedure reported previously [36, 37]. Therefore, exposure to acrylamide is of concern for Ground samples defatted by n-hexane (1:1) and 1 g of consumers due to its potential carcinogenicity and defatted sample was suspended in 8.2 mL of water content of acrylamide in commonly consumed food 13 (60 °C). Suspension was spiked with 200 μL C3-internal products must be determined by highly sensitive standard (15 mg/L) and stirred on a magnetic heater methods. In the literature, a great number of methods stirrer. Proteins were removed by using Carrez clearing have been reported for analyzing acrylamide levels of agents. This mixture was centrifuged and then aqueous
2 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 layer was filtered through a 0.45 µm syringe filter. For divided into 5 categories and the highest acrylamide the derivatization, 300 µL of bromine solution (15.2 g of levels among the sub-groups of the crackers were potassium bromide, 0.8 mL of hydrobromic acid, 5 mL of determined in the crackers with spices reaching to 2666 1.6% saturated bromine water and 60 ml of distilled µg/kg. Mean acrylamide contents in all crackers types water) was added to the clarified solution. The reaction were aligned from high to low as crackers with spices mixture was transferred into an ice bath to allow the (1376 µg/kg) > salty crackers (524 µg/kg) > crackers reaction in the dark. Approximately an hour later, with sesame (339 µg/kg) > crackers with cheese (76 reaction was completed and excess bromine was µg/kg). Biscuits were grouped depending on the type of decomposed by adding sodium thiosulfate solution. products. Mean acrylamide contents of biscuits were Then 2 mL of ethyl acetate was added, and the tubes 337 µg/kg, 633 µg/kg, 755 µg/kg and 923 µg/kg for were centrifuged at 5000 rpm for 10 minutes. The upper wheat based biscuits, whole wheat biscuits, bran based phase was transferred into a GC-MS vial and biscuits and wheat biscuits with cocoa, respectively. triethylamine (1:10) was added to convert the Only a sample was analyzed in the category of oat acrylamide derivative, 2,3 dibromopropionamide (2,3- biscuits and acrylamide level of this product was almost DBPA), to a more stable derivative, 2- the highest among the biscuits reaching to 1153 µg/kg. bromopropionamide (2-BPA), prior to analyses. Acrylamide levels in baby biscuits were lower than the biscuits and crackers. Acrylamide contents of different GC-MS Conditions brands of baby biscuits were aligned from high to low as brand 1 baby biscuits with banana (302 µg/kg) > brand 3 A Thermo Scientific ISQ GC-MS system (Thermo Fisher baby biscuits (265 µg/kg) > Brand 3 baby biscuits with Scientific Inc. Waltham, MA, USA) equipped with a banana (129 µg/kg) > Brand 1 baby biscuits (123 µg/kg) fused capillary column (TR-WAX, 30 m x 0.25 mm x > Brand 2 baby biscuits (67 µg/kg). 0.25 μm) was used in acrylamide analysis. The oven temperature program was as follows: A 50°C initial There were statistically insignificant differences between temperature was held for a minute, then increased to mean acrylamide levels of crackers and biscuits 180°C at 20°C/min, then to 260°C by a rate of 10°C/min, (p>0.05). On the other hand, it was observed that and held for 10 min at this temperature. The injection differences in the acrylamide contents of baby biscuits block, detector and ion source temperatures were 240, were statistically significant at the level of 5% when they 250 and 230°C, respectively. Carrier gas (helium) flow were compared to the acrylamide levels of biscuits and through the column was 1 mL/min. Injection volume was crackers (Table 1). 2 μL and identification was determined using Selective Ion Monitoring (SIM) mode. Figure 1 shows how many samples in the ranges of 3 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 by other researchers [7, 8, 45-57]. Crackers with spices acrylamide formation. In the literature, there are some were the sub-group of crackers containing appreciably studies evaluating the impact of spices on acrylamide high levels of acrylamide with mean and the highest formation. But these studies were focused on the values of 1376 and 2666 mg/kg, respectively. antioxidant effect of the spices to reduce the acrylamide Differences in the mean acrylamide levels of the levels in different matrixes such as cakes and potatoes crackers with spices were statistically significant when and some of the spices decreased the acrylamide they were compared to the other types of crackers as it formation while some of them increased or did not have can be seen in Table 1. Since the formulation was not any effect on acrylamide levels [58, 59]. But crackers known completely, it is not possible to discuss the with spices include different constituents depending on effects of ingredients. But it is known that these types of the brand and need to be further assessed from the crackers contain some spices, such as pepper, and ingredients point of view to discuss the effects of spices these spices can positively or negatively affect the in details. Table 1. Acrylamide levels in commercial crackers, biscuits and baby biscuits (µg/kg) Food Product n1 Mean±SD 2 Range Subgroup n1 Mean±SD 2 Range Salty crackers 15 524 b±457 Figure 1. Number of samples in various ranges of acrylamide (µg/kg) Acrylamide level of biscuits was the lowest in wheat μg/kg that was lower than other biscuits types in the based biscuits in comparison to other biscuits (Table 1). present study. This finding was in consistent with our Asparagine is an important precursor for the formation previous study that reported the lower acrylamide levels of acrylamide since it is the main amino acid that reacts of wheat breads compared to the other bread types [36]. with reducing sugars to produce acrylamide as it was In the present study, acrylamide levels of the bran reported [60]. Acrylamide concentration of bakery based biscuits were higher than the wheat and whole products can change depending on the type of flour wheat based biscuits. This result is in consistent with the used in the production [61]. It is known that free finding of high free asparagine content in bran when it is asparagine content of the sifted wheat flour is less than compared to other parts of the cereal grain [46]. the whole grain flours [46]. As a result of that, Taeymans et al. [45] also reported that addition of whole acrylamide contents of wheat based biscuits were 337 wheat flour and bran to biscuit formulas tended to 4 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 increase acrylamide in comparison with plain wide range of food products depending on the counterparts. In the present study, the highest ingredients and processing parameters. The food acrylamide levels in biscuits were determined in the oat product groups that were chosen for the present study biscuits. It was reported that free asparagine content of are commonly consumed foods by people especially the oat flour is high and result of the present study is in children. Exposure of children is higher than adults as a consistent with that finding [62]. Cocoa beans contain result of the lower body weight of children and also high free asparagine and roasting process increases consumption rate of crackers and biscuits. As a result of acrylamide in cocoa [63]. Results of our study showed that, mitigation strategies in commercial samples must that wheat biscuits with cocoa also contained important be a high priority to decrease acrylamide exposure levels of acrylamide reaching to 1177 μg/kg. levels. This present study analyzed 33 baby biscuits samples ACKNOWLEDGEMENTS including different brands and types commonly consumed by toddlers in Turkey and mean acrylamide The authors wish to thank the Scientific Projects levels of baby biscuits were 153 µg/kg, which was in Coordination Unit of Akdeniz University (Antalya, agreement with previous studies [12, 25]. However, Turkey) for financial support (Project there were not any significant differences in the 2012.02.0121.001). They are also grateful to Food acrylamide levels of baby biscuits belonging to different Security and Agricultural Research Center of Akdeniz brands and types. Higher levels of acrylamide in baby University for their helps in acrylamide analysis. biscuits samples were reported by other researchers from different countries reaching to 1217 µg/kg with the REFERENCES mean value of 324 µg/kg [23]. The mean acrylamide content in baby biscuits determined in our study was [1] EPA, 1994. Chemical summary for acrylamide. also lower than those of reported in Poland (219 µg/kg) http://www.epa.gov/chemfact/s_acryla.txt (eri şim [29]. The highest amount revealed in baby biscuits in a tarihi: 24 Şubat 2012). single sample (588 µg/kg) was lower than that found in [2] Lingnert, H., Grivas, S., Jagerstad, M., Skog, K., Germany (633 µg/kg) [17]. EFSA reported acrylamide Törnqvist, M., Aman, P., 2002. Acrylamide in food: amounts of biscuits and rusks for infants as a sub-group mechanisms of formation and infuencing factors in the monitoring study of 2010 in Europe as 86 µg/kg during heating of foods. Scandinavian Journal of [43]. Nutrition 46(4): 159-172. [3] Friedman, M., 2003. Chemistry, biochemistry, and Results of our study showed that baby biscuits contain safety of acrylamide. A review. Journal of lower acrylamide when they are compared to biscuits Agricultural and Food Chemistry 51(16): 4504- and crackers. Exact formulation and processing 4526. parameters are not known completely, therefore, it is not [4] Wenzl, T., De La Calle, M.B., Anklam, E., 2003. easy to discuss the differences in acrylamide levels. But Analytical methods for the determination of if we compare wheat biscuits and crackers with baby acrylamide in food products: a review. Food biscuits, because baby biscuits that were bought in our Additive and Contaminants 20(10): 885-902. study were made of wheat instead of other cereals, [5] Tritscher, A.M., 2004. Human health risk wheat biscuits and crackers are thinner as they are assessment of processing-related compounds in observed. In the study of Açar and Gökmen [64], crust- food. Toxicology Letters 149(1-3): 177-186. like model was developed, and it was reported that the [6] WHO-IARC, 1994. IARC Monographs on the product thickness significantly influence acrylamide Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Some formation rate during baking. Therefore, lower Industrial Chemicals. Lyon, France. p. 389. acrylamide values in baby biscuits can be related to its [7] Mottram, D.S., Wedzicha, B.L., Dodson, A.T., thickness. But there is need for more studies to discuss 2002. Acrylamide is formed in the Maillard reaction. the acrylamide formation in different food products by Nature 419: 448-449. developing models. [8] Stadler, R., Blank, I., Varga, N., Robert, F., Hau, J., Guy, P.A., Robert, M.C., Riediker, S., 2002. CONCLUSIONS Acrylamide from Maillard reaction products. Nature 419: 449-450. This research reports the acrylamide contents of [9] Zyzak, D.V., Sanders, R.A., Stojanovic, M., commercial crackers, biscuits and baby biscuits Tallmadge, D.H., Eberhart, B.L., Ewald, D.K., obtained from Turkish market. The mean acrylamide Gruber, D.C., Morsch, T.R., Strothers, M.A., Rizzi, contents of these products ranged from below the LOQ G.P., Villagran, M.D., 2003. Acrylamide formation to 2666 μg/kg. The results revealed that acrylamide mechanism in heated foods. Journal of Agricultural contents of different brands and types of samples show and Food Chemistry 51(16): 4782-4787. a wide variation as indicated from the high levels of [10] Claus, A., Carle, R., Schieber, A., 2008. standard deviation. Composition and processing Acrylamide in cereal products: A review. Journal of conditions play an important role in acrylamide Cereal Science 47(2): 118-133. formation, as different ingredients have various amounts [11] EFSA, 2011. Results on acrylamide levels in food of free asparagine and reducing sugars available for the from monitoring years 2007- 2009 and exposure reaction for the formation of acrylamide. Therefore, assessment. EFSA Journal 9(4). different amounts of acrylamide may be present in a 5 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 [12] Ölmez, H., Tuncay, F., Özcan, N., Demirel, S., [25] Konings, E.J.M., Baars, A.J., Klaveren, J.D., 2008. A survey of acrylamide levels in foods from Spanjer, M.C., Rensen, P.M., Hiemstra, M., Kooije, the Turkish market. Journal of Food Composition J.A., Peters, P.W.J., 2003. Acrylamide exposure and Analysis 21(7): 564-568. from foods of the Dutch population and an [13] Şenyuva, H.Z., Gökmen, V., 2005. Survey of assessment of the consequent risks. Food and acrylamide in Turkish foods by an in-house Chemical Toxicology 41(11): 1569-1579. validated LC-MS method. Food Additives and [26] Svensso, K., Abramsson, L., Becker, W., Glynn, A., Contaminants 22(3): 204-209. Hellenas, K.E., Lind, Y., Rosen, J., 2003. Dietary [14] Pacetti, D., Gil, E., Frega, N.G., Alvarez, L., intake of acrylamide in Sweden . Food and Duenas, P., Garzon, A., Lucci, P., 2015. Chemical Toxicology 41(11): 1581-1586. Acrylamide levels in selected Colombian foods. [27] Saleh, S.I., El-Okazy, A.M., 2007. Assessment of Food Additives & Contaminants: Part B: the mean daily dietary intake of acrylamide in Surveillance 8(2): 99-105. alexandria . The Journal of the Egyptian Public [15] Rufian-Henares, J.A., Arribas-Lorenzo, G., Health Association 82(3-4): 331-345. Morales, F.J., 2007. Acrylamide content of selected [28] Arisseto, A.P., Figueiredo-Toledo, M.C., Spanish foods: survey of biscuits and bread Govaert,Y., Loco, J., Fraselle S., Degroodt, J.M., derivatives. Food Additives and Contaminants Rosseto-Caroba, D.C., 2009. Contribution of 24(4): 343-350. selected foods to acrylamide intake by a population [16] Boon, P.E., Mula, A.D., Voet, H., Donkersgoed, G., of Brazilian adolescents. LWT - Food Science and Brette, M., Klaveren, J.D., 2005. Calculations of Technology 42(1): 207-211. dietary exposure to acrylamide. Mutation [29] Mojska, H., Gielecinska, I., Stos, K., 2012. Research/Genetic Toxicology and Environmental Determination of acrylamide level in commercial Mutagenesis 580(1–2): 143-155. baby foods and an assessment of infant dietary [17] Hilbig, A., Freidank, N., Kersting, M., Wilhelm, M., exposure. Food and Chemical Toxicology 50(8): Wittsiepe, J., 2004. Estimation of the dietary intake 2722-2728. of acrylamide by German infants, children and [30] Bortolomeazzi, R., Munari, M., Anese, M., Verardo, adolescents as calculated from dietary records and G., 2012. Rapid mixed mode solid phase extraction available data on acrylamide levels in food groups . method for the determination of acrylamide in International Journal of Hygiene and Environmental roasted coffee by HPLC-MS/MS. Food Chemistry Health 207(5): 463-471. 135(4): 2687-2693. [18] Mojska, H., Gielecin, I., Szponar, L., Oltarzewski, [31] Karasek, L., Wenzl, T., Anklam, E., 2009. M., 2010. Estimation of the dietary acrylamide Determination of acrylamide in roasted chestnuts exposure of the Polish population . Food and and chestnut-based foods by isotope dilution Chemical Toxicology 48(8-9): 2090-2096. HPLC-MS/MS . Food Chemistry 114(4): 1555-1558. [19] Cengiz, M.F., Gündüz, C.P.B., 2013. Acrylamide [32] Kim, C.T., Hwang, E.S., Lee, H.J., 2007. An exposure among Turkish toddlers from selected improved LC-MS/MS method for the quantitation of cereal-based baby food samples. Food and acrylamide in processed foods. Food Chemistry Chemical Toxicology 60: 514-519. 101(1): 401-409. [20] Boyaci, C.P., 2012. Küçük çocuk beslenmesinde [33] Pittet, A., Périsset, A., Oberson, J.M., 2004. Trace kullanılan bazı ek gıdalardan kaynaklanan level determination of acrylamide in cereal-based akrilamid maruziyetinin belirlenmesi, Yüksek Lisans foods by gas chromatography–mass spectrometry. Tezi, Akdeniz Üniversitesi, Antalya, p.102. Journal of Chromatography A 1035(1): 123-130. [21] Sirot, V., Hommet, F., Tard, A., Leblanc, J.C., [34] Mo, W.M., He, H.l., Xu, X.M., Huang, B.F., Ren, 2012. Dietary acrylamide exposure of the French Y.P., 2014. Simultaneous determination of ethyl population: results of the second French Total Diet carbamate, chloropropanols and acrylamide in Study. Food and Chemical Toxicology 50(3-4): fermented products, flavoring and related foods by 889-894. gas chromatography–triple quadrupole mass [22] Claeys, W., Baert, K., Mestdagh, F., spectrometry. Food Control 43: 251-257. Vercammen,J., Daenens, P., Meulenaer,B., [35] Mizukami, Y., Kohata, K., Yamaguchi, Y., Hayashi, Maghuin-Rogister, G., Huyghebaert, A., 2010. N., Sawai, Y., Chuda, Y., Ono, H., Yada, H., Assessment of the acrylamide intake of the Belgian Yoshida, M., 2006. Analysis of acrylamide in green population and the effect of mitigation strategies. tea by gas chromatography-mass spectrometry. Food additives and contaminants. Part A, Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(19): Chemistry, analysis, control, exposure and risk 7370-7377. assessment 27(9): 1199-1207. [36] Boyaci Gündüz, C.P., Cengiz, M.F., 2015. [23] Matthys, C., Bilau, M., Govaert, Y., Moons, E., De Acrylamide Contents of Commonly Consumed Henauw, S., Willems, J.L., 2005. Risk assessment Bread Types in Turkey. International Journal of of dietary acrylamide intake in Flemish Food Properties 18(4): 833-841. adolescents. Food and Chemical Toxicology 43(2): [37] Cengiz, M.F., Boyaci Gündüz, C.P., 2014. An eco- 271-278. friendly, quick and cost-effective method for the [24] Dybing, E., Sanner, T., 2003. Risk Assessment of quantification of acrylamide in cereal-based baby Acrylamide in Foods. Toxicological Sciences 75(1): foods. Journal of the Science of Food and 7-15. Agriculture 94(12): 2534-2540. 6 C.P. Boyacı Gündüz, A.K. Bilgin, M.F. Cengiz Akademik Gıda 15(1) (2017) 1-7 [38] EC-European Commission, 2007. Commission [52] Krishnakumar, T., Visvanathan, R., 2014. recommendations of 3 May 2007 on the monitoring Acrylamide in food products: A review. Journal of of acrylamide levels in food . Official Journal of the Food Processing & Technology 5(7): 344. European Union 123: 33-39. [53] Taubert, D., Harlfinger, S., Henkes, L., 2004. [39] EC- European Commission, 2010. Commission Influence of processing parameters on acrylamide recommendations of 2 June 2010 on the formation during frying of potatoes. Journal of monitoring of acrylamide levels in food. Official Agricultural and Food Chemistry 52(9): 2735-2739. Journal of the European Union 137:4-10. [54] Amrein, T.M., Andres, L., Escher, F., Amado, R., [40] Hoenicke, K., Gatermann, R., Harder, W., Hartig, 2007. Occurrence of acrylamide in selected foods L., 2004. Analysis of acrylamide in different and mitigation options . Food Additives and foodstuffs using liquid chromatography tandem Contaminants 24 Suppl 1: 13-25. mass spectrometry and gas chromatography [55] Arwa, M., Andersson, R., Kamal-Eldin, A., Aman, tandem mass spectrometry. Analytica Chimica P., 2011. Fortification with free amino acids affects Acta 520: 207-215. acrylamide content in yeast leavened bread. In [41] Bent, G.-A., Maragh, P., Dasgupta, T., 2012. Flour and breads and their fortification in health Acrylamide in Caribbean foods: Residual levels and disease prevention, edited by Preedy, V.R., and their relation to reducing sugar and asparagine Watson, R.R., Patel, V.B., Elsevier: USA, 325- content. Food Chemistry 133(2): 451-457. 337p. [42] Mesias, M., Morales, F.J., 2016. Acrylamide in [56] Surdyk, N., Rosen, J., Andersson, R., Aman, P., Bakery Products. In Acrylamide in Food, edited by 2004. Effects of asparagine, fructose, and baking V. Gökmen, Academic Press, 131-157 p. conditions on acrylamide content in yeast-leavened [43] EFSA, 2012. Scientific Report of EFSA Update on wheat bread. Journal of Agricultural and Food acrylamide levels in food from monitoring years Chemistry 52(7): 2047-2051. 2007 to 2010. 10: 2938p. [57] Schieberle, P., Kohler, P., Granvogl, M., 2005. New [44] Pugajeva, I., Zumbure, L., Melngaile, A., Aspects on the Formation and Analysis of Bartkevics, V., 2014. Determination of acrylamide Acrylamide, in Chemistry and Safety of Acrylamide. levels in selected foods in Latvia and assessment In Food Advances in Experimental Medicine and of the population intake. Foodbalt 111-116. Biology, edited by Friedman, M., Mottram, D., [45] Taeymans, D., Wood, J., Ashby, P., Blank, I., Springer: USA. 205-222 p. Studer, A., Stadler, R.H., Gonde, P., Van Eijck, P., [58] Fernandez, S., Kurppa, L., Hyvonen, L., 2003. Lalljie, S., Lingnert, H., Lindblom, M., Matissek, R., Content of acrylamide decreased in potato chips Muller, D., Tallmadge, D., O’brien, J., Thompson, with addition of a proprietary flavonoid spice mix S., Silvian, D., Whitmore, T., 2004. A review of (Flavomere ) in frying. Innov Food Technol 18: 24. acrylamide: an industry perspective on research, [59] Marková, L., Ciesarová, Z., Kukurová, K., Zieli´nski, analysis, formation, and control. Critical Reviews in H., Przygodzka, M., Bednáriková, A., Šimko, P., Food Science and Nutrition 44(5): 323-347. 2012. Influence of various spices on acrylamide [46] Fredriksson, H., Tallving, J., Rosén, J., Åman, P., content in buckwheat ginger cakes. Chemical 2004. Fermentation reduces free asparagine in Papers 66(10): 949-954. dough and acrylamide content in bread. Cereal [60] Wang, X., Xu, L., 2014. Influence Factors on the Chemistry 81(5): 650-653. Formation of Acrylamide in the Amino Acid/Sugar [47] Friedman, M., Levin, C.E., 2008. Review of Chemical Model System. Journal of Food and methods for the reduction of dietary content and Nutrition Research 2(7): 344-348. toxicity of acrylamide. Journal of Agricultural and [61] Anese, M., Quarta, B., Foschia, M., Bortolomeazzi, Food Chemistry 56: 6113-6140. R., 2009. Effect of low-temperature long-time pre- [48] Granda, E.C., 2005. Kinetics of Acrylamide treatment of wheat on acrylamide concentration in Formation in Potato Chips, Texas A&M University. short dough biscuits. Molecular Nutrition & Food p. 171. Research 53(12): 1526-1531. [49] Fink, M., Andersson, R., Rosen, J., Aman, P., [62] Ciesarová, Z., Kukurová, K., Mikušová, L., Basil, 2006. Effect of added asparagine and glycine on E., Polakovi čová, P., Ducho ňová, L., Vl ček, M., acrylamide content in yeast-leavened bread. Šturdík, E., 2014. Nutritionally enhanced wheat-oat Cereal Chemistry Journal 83(2): 218-222. bread with reduced acrylamide level. Quality [50] Tareke, E., Rydberg, P., Karlsson, P., Eriksson, S., Assurance and Safety of Crops & Foods 6(3): 327- Tornqvist, M., 2002. Analysis of acrylamide, a 334. carcinogen formed in heated foodstuffs. Journal of [63] Granvogl, M., Schieberle, P., 2007. Quantification Agricultural and Food Chemistry 50(17): 4998- of 3-aminopropionamide in cocoa, coffee and 5006. cereal products. European Food Research and [51] Stadler, R.H., Robert, F., Riediker, S., Varga, N., Technology 225(5): 857-863. Davidek, T., Devaud, S., Goldmann, T., Hau, J., [64] Açar, Ö.Ç., Gökmen, V., 2009. Investigation of Blank, I., 2004. In-depth mechanistic study on the acrylamide formation on bakery products using a formation of acrylamide and other vinylogous crust-like model. Molecular Nutrition and Food compounds by the maillard reaction. Journal of Research 53(12): 1521-1525. Agricultural and Food Chemistry 52(17): 5550- 5558. 7 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16, DOI: 10.24323/akademik-gida.305767 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Aspergillus sojae Tarafından Üretilen Poligalakturonazın Kısmi Safla ştırılması için Kromatografik Bir Yakla şım Ilknur Sen 2, , Marco A. Mata-Gomez 1, Marco Rito-Palomares 1, Canan Tari 2, Melike Dinç 3 1Centro de Biotecnología-FEMSA, Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey, Ave. Eugenio Garza Sada 2501 Sur, Monterrey, NL 64849, México 2Department of Food Engineering, Engineering Faculty, Izmir Institute of Technology, Urla 35430, İzmir, Turkey 3Department of Chemistry, Faculty of Science, Izmir Institute of Technology, Urla 35430, İzmir, Turkey Geli ş Tarihi (Received): 28.11.2016, Kabul Tarihi (Accepted): 04.02.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] ( İ. Şen) +90 232 750 62 90 +90 232 750 61 96 ÖZ Bu çalı şmanın amacı, A. sojae mutantından poligalakturonaz üretilmesi ve ham ekstraktın kromatografik yöntemlerle kısmi safla ştırılmasıdır. Peptitlerin konfirmasyonu için ilk basamak olarak, jel içinde sindirilmi ş sodyum-dodesil-sülfat- poliakrilamid-jel-elektroforezi (SDS-PAGE) jellerinde matriks-yardımlı lazer desorpsiyon/iyonla ştırmalı-uçu ş zamanlı- kütle spektrometresi (Maldi-TOF MS) analizi yapılmıştır. Poligalakturonaz üretimi için, katı-faz ve derin fermentasyonlarda üç farklı karbon kayna ğı kullanılmı ştır. Ham ekstrakt ilk olarak iyon de ğişim kromatografisi (IEXC) ile safla ştırılmı ştır ve ardından bunu boyut eleme kromatografisi izlemi ştir. Derin [acı portakal kabu ğu, şeker pancarı melası ve (NH 4)2SO 4] ve katı-faz (bu ğday kepe ği, şeker pancarı ve HCl) fermentasyonlarından elde edilen ham ekstraktlar yüksek seviyede poligalakturonaz enzim aktivitesi (sırasıyla 95.22 and 50.27 U/mL) göstermi ştir. IEXC toplanmı ş fraksiyonunun (180, 200 ve 220 mM tuz fraksiyonları) boyut elemesi, en yüksek verimi (%36) ve safla ştırma katını (2.00) göstermi ştir. SDS-PAGE’den elde edilen olası poligalakturonaz bantları jel içinde sindirilmi ş ve peptit konfirmasyonu için Maldi-TOF-MS ile analiz edilmi ştir. Anahtar Kelimeler: Aspergillus sojae , Poligalakturonaz, Maldi-TOF MS, Boyut eleme kromatografisi, İyon de ğişim kromatografisi A Chromatographic Approach for Partial Purification of Polygalacturonase Produced by Aspergillus sojae ABSTRACT The aim of this study was to produce polygalacturonase from A. sojae mutant and partially purify the crude extract by chromatographic methods. As a preliminary step for the confirmation of its peptides, matrix-assisted laser-desorption- ionization-time-of-flight mass spectrometry (Maldi-TOF MS) analysis was performed on in-gel digested sodium- dodecyl-sulphate-polyacrylamide-gel-electrophoresis (SDS-PAGE) gels. Three different carbon sources were employed in submerged and solid-state fermentations for the production of polygalacturonase. Crude extract was first purified by ion-exchange chromatography (IEXC) and followed further by size exclusion chromatography. Crude extracts obtained from sub-merged [of bitter orange peel, sugar beet molasses and (NH 4)2SO 4] and solid-state [of wheat bran, sugar beet and HCl] fermentation exhibited high levels of polygalacturonase enzyme activity (95.22 and 50.27 U/mL, respectively). Size exclusion of IEXC pooled fraction (180, 200 and 220 mM salt fractions) revealed the highest yield (36%) and purification fold (2.00). The likely polygalacturonase bands from SDS-PAGE were in-gel digested and analyzed by Maldi-TOF MS in route for peptides confirmation. Keywords: Aspergillus sojae , Polygalacturonase, Maldi-TOF MS, Size exclusion chromatography, Ion exchange chromatography 8 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 INTRODUCTION used instrument for mass fingerprinting of peptides derived from in-gel digested SDS-PAGE gels [24, 25]. Pectin and other pectic substances are complex polysaccharides that are responsible for the firmness of To the best of our knowledge, purification of PG plant tissues [1]. Pectinases are a complex and diverse produced from A. sojae mutant and identification of its group of enzymes that degrade pectic substances. They peptides using Maldi-TOF MS have not been reported in have wide application area in food industry such as the literature. Therefore, the aim of this study was to clarification and reduction of bitterness of fruit juices, produce PG from A. sojae mutant using different culture clarification of wine, coffee and tea fermentations, media and fermentation techniques and partially purify extraction of vegetable oils, curing of coffee and cocoa, the crude extract by a combination of ion exchange refinement of vegetable fibers and manufacture of (IEXC) and size exclusion chromatographic (SEC) pectin-free starch [2, 3]. methods followed by the Maldi-TOF MS analysis for the in-gel digested SDS-PAGE gels as a preliminary step for The two groups of pectinases include de-esterification confirmation of its peptides. This information in fact can and depolymerizing enzymes depending on the mode of be used as a source for future enzyme engineering. action. Depolymerizing pectinases include hydrolases Besides, the purification methods used in this study can and lyases which cleave the chain either randomly be considered as a mean of downstream processing of (endo-) or act on the terminal end (exo-). Among the this particular enzyme. hydrolases, polygalacturonase (EC 3.2.1.15), also known as pectin depolymerase, (PG) hydrolyses pectic MATERIALS and METHODS acid into oligo- and monogalacturonates using random (endo-PG) and terminal (exo-PG) modes of action, Reagents and Materials respectively [3]. The various biological source of commercial PG can be listed as: Aspergillus , Bitter orange peel and wheat bran were purchased from Penicillium , Erwinia , Bacillus , Saccharomyces , a local market in Monterrey, Mexico. Sugar beet Kluyveromyces , and Fusarium . Among them, molasses was purchased from a local market in Aspergillus niger is the main producer due to its GRAS Bremen, Germany (Goldsaft, Grafschafter Krautfabrik, (generally regarded as safe) status [4]. Mackenheim, Germany). Polygalacturonic acid (Mr = 25000-50000, No. 81325), D-(+)-galacturonic acid The production of PG have been studied before from monohydrate (No. 48280-F), were purchased from various agricultural residues such as wheat and soy Sigma-Aldrich GmbH (Schnelldorf, Germany). Endo- bran [5, 6], lemon peel [7], sugar beet [8], corn [9], polygalacturonidase (E-PGALUSP) enzyme was orange peel and pulps [6, 10]. The two common purchased from Megazyme International Inc. (Wicklow, fermentation techniques to produce commercial Ireland). All other chemicals of analytical grade pectinase preparations are solid-state fermentation [phosphate buffered saline, sodium acetate, (NH 4)2SO 4, (SSF) and submerged fermentation (SmF) [11]. HCl, sodium phosphate, ethanol, acetone, glucose, Production of PG from A. sojae using different glycerol, Tween 80, MnSO 4.H 2O, CuSO 4.5H 2O, peptone, fermentation media and types has been recently studied NaCl, KCl, MgSO 4, FeSO 47H 2OKH 2PO 4, agar powder elsewhere [12-15]. On the other hand, purification of PG and malt extract] were from Sigma-Aldrich GmbH is also important in terms of understanding its (Schnelldorf, Germany), Fluka (Steinheim, Germany) properties, structure and functional mechanism as well and Applichem (Darmstadt, Germany). Trypsin (T6567, as eliminating interfering compounds such as melanin proteomics grade) from porcine pancreas and alpha like color compounds from the crude extract prior to cyano-4-hydroxycinnamic acid were purchased from commercial application. The cost effective purification Sigma (Schnelldorf, Germany). Iodoacetamide and process requires selection of minimum number of dithiothreitol (DTT) were purchased from Acros organics separation steps with high specific activity and purity (Geel, Belgium) and Applichem (Darmstadt, Germany), [16, 17]. The combination of different column respectively. chromatographic techniques such as gel filtration, ion exchange or affinity chromatography have been Instrumentation reported for the purification of PG from various fungal and bacterial sources [18-22]. A microplate spectrophotometer (Epoch, BioTek Instruments, Inc., USA) was employed in the protein and It is also necessary for the purified PG to be confirmed enzyme activity analyses. On the other hand, for size for its purity and identified for its protein and peptide exclusion chromatography analyses Äkta Explorer 100 sequences. Gel electrophoresis is a common approach (GE Healthcare, United Kingdom) equipment with to separate the protein mixtures and estimate the Superos 10/300 GL chromatographic column was molecular masses of proteins. The coupling of either employed. The buffers were PBS and sodium one or two dimensional sodium dodecyl sulphate phosphate (10 mM, pH 7.2) with 150 mM of KCl at a polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) with flow rate of 0.5 mL/min. Mass spectrometry experiments mass spectrometry becomes a powerful method for the were performed with an Autoflex III Smartbeam MALDI identification of peptides using database search TOF/TOF (Bruker Daltonics, Bremen, Germany) which algorithms [23]. Matrix-assisted laser-desorption- used internal MASCOT software (Matrix Science, ionization-time-of-flight mass spectrometry (Maldi-TOF London, UK). The instrument was operated in positive MS) has been a rapid, sensitive, accurate and widely ion reflectron mode, where the ions were generated 9 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 using 337-nm nitrogen laser. For each spectrum, ~3000 NaCl solution in sodium acetate buffer (100 mM, pH 5.5) laser shots were averaged for best representation of with a stepwise gradient from 25 to 220 mM (25-50-75- data at a laser frequency of 100 Hz. Spectra acquisition 100-120-140-160-180-200-220 mM). Each fraction was was performed using Flexcontrol 3.0 and FlexAnalysis analyzed for its protein content and enzyme activity. The 3.0 software. A mixture of α-cyano-4-hydroxycinnamic purification steps were confirmed using SDS-PAGE acid (CHCA) in ethanol-acetone (20:80, v/v) was used electrophoresis procedure developed by Laemmli [30]. as the matrix at a concentration of 5 mg/mL. The Depending on the SDS-PAGE results, the PG active peptide and fragment ion mass tolerances, which IEXC fractions that exhibit similar protein bands were indicate the fit of theoretical mass with the experimental pooled (as mentioned in Results & Discussion section) measurement were 200 mg/kg and 0.6 Da, respectively. and 100 µL of each sample was injected into size The charge state was 1+ and mass range of the exclusion chromatography equipment. Similar to IEXC, analytes was set to 700-3500 Da. Uniprot and Swissprot each SEC fraction was analyzed for its protein content, protein sequence databases were employed in the enzyme activity and confirmed using SDS-PAGE. All the peptide search under all taxonomy. Other database analysis including fermentation and partial purification of search parameter was carbamidomethylation (C) as the enzyme were performed at the Centro de fixed global modification. Biotecnología-FEMSA, Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos, Tecnológico de Monterrey, Propagation and Fermentation México. A. sojae ATCC 20235 mutant M3 strain was used in this In-gel Digestion and Maldi-TOF/TOF MS Analysis study [26]. This strain was propagated according to the procedure defined by Mata-Gomez et al. [14]. The spore In-gel digestion of SDS-PAGE bands, which were cut suspension was employed as inoculum in fermentation and divided into smaller pieces of approximately 1 mm, processes using three carbon sources: (I) Submerged were performed according to the procedure of fermentation using bitter orange peel (10 g/L), sugar KinterSherman [31]. Mass spectrometry experiments beet molasses (60 g/L), and (NH 4)2SO 4 (8 g/L) [27], (II) were performed at Izmir Institute of Technology at the solid-state fermentation using bitter orange peel (2%), Center for Mass Spectrometry and Proteomics Studies, wheat bran (8%) and 7 mL of 50 mM HCl [12], (III) solid- Izmir, Turkey. state fermentation using wheat bran (7 g), sugar beet (3 g) and 16 mL of 0.2 N HCl [14]. The fermentation media RESULTS and DISCUSSION were inoculated with spore suspensions of 4×10 5 spore/mL, 10 4 spore/mL and 2×10 7 spore/mL and The protein contents and enzyme activities of enzymes were recovered following incubation at 30°C/5 fermentations with different carbon sources are days, 22°C/4 days and 30°C/7 days, respectively. All presented in Table 1. According to the results, crude crude extracts were dialysed and concentrated using extract from third procedure (SSF with wheat bran and amicon centrifugal filter tubes with a 3 kDa cut-off size sugar beet as carbon source) produced highest protein membrane (Merck Millipore Ltd., Ireland) using sodium amount (0.50 mg/mL) with PG activity of 50.27 U/mL. acetate buffer (pH 5.5). Protein contents and enzyme This was followed by SmF producing 0.25 mg/mL activities were determined according to the micro-scale protein and 95.22 U/mL PG activity. It has been reported protocols of Bradford [28] and Panda et al. [29], that SSF systems supported with different carbon respectively. Here the PG activity was based on the sources such as glucose, sucrose or galacturonic acid enzyme reaction with the polygalacturonic acid as produce comparatively higher PG than SmF systems substrate and galacturonic acid as standard. According [32]. Since the crude extract from SmF was difficult to to this procedure, 243 µL aliquots (200 µL substrate plus handle for further processing due to mainly viscous 43 µL enzyme sample) of the reaction mixture were nature of the broth it was not considered for further incubated for 10 minutes at 40°C and treated afterwards study. with copper reagent (250 µL) and arsenomolybdate reagent (500 µL), transferred into a microplate, and A recent research by Demir and Tari [33] has absorbances were measured at 620 nm. One unit of characterized the stability of this enzyme (produced by enzyme activity was defined as the amount of enzyme SSF) under different conditions. The study revealed that that catalyzes the release of 1 µmol of galacturonic acid PG from a mutant A. sojae ATCC 20235 strain produced (product) per mL of sample (enzyme) per minute under by SSF was an acidic pectinase displaying its optimum the assayed conditions. All dilutions were performed activity on polygalacturonic acid in the pH range of 4.0- with sodium acetate buffer (pH 5.5). 5.0 and at a temperature of 40°C. Moreover, it showed stability in the pH range of 3.0-7.0 by retaining at least Purification of Polygalacturonase and SDS-PAGE 65% of its activity and thermostability was found to be Electrophoresis between 40-50°C. These results were compatible with the studies of PG from A. niger produced by SSF [34- The first step of purification included ion exchange 36]. The study concluded that further purification studies chromatography (IEXC) where desalted protein was of PG from a mutant A. sojae ATCC 20235 strain loaded on a weak basic anion exchanger column produced by SSF were important as its biochemical (Vivapure diethylamine-D, Sartorius GmBH, Goettingen, properties were found to be as satisfactory as the Germany) equilibrated with sodium acetate buffer (100 commercial pectinases. The enzyme has a high mM, pH 5.5). The elution was performed with 5 mL of 10 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 potential to be considered in the clarification of fruit juices and wine. Table 1. Protein content and enzyme activity results of fermentations with different media Protein Content Enzyme Activity (mg/mL) (U/mL) Procedure 1: Bitter orange peel (10 g/L), sugar beet 0.25 95.22 molasses (60 g/L) and (NH 4)2SO 4 (8 g/L) Procedure 2: Bitter orange peel (2%) and wheat bran 0.12 7.16 (8%) and 7 mL 50 mM HCl Procedure 3: Wheat bran (7 g) and sugar beet (3 g) 0.50 50.27 and 16 mL 0.2 N HCl In this study, polygalacturonase produced in solid-state The protein contents, PG activities and specific activities fermentation (3 rd procedure) was purified by combination of ten different salt concentrations that were employed of two different separation techniques such as ion in the IEXC purification are shown in Figure 1 and SDS- exchange and size exclusion chromatographic methods. PAGE results are presented in Figure 2. Studies on the combination of these chromatographic techniques for PG purification have been reported The IEXC step purified the crude extract to a yield elsewhere [20, 37]. To be easily adsorbed by the (recovery) of 59% which was the ratio of total enzyme Vivapure diethylamine-D column, the dialyzed and amount of all IEXC salt fractions to that of crude extract previously concentrated crude extract was diluted 3-fold (Table 2). in sodium acetate buffer (pH 5.5) to 0.85 mg/mL protein content and 130.02 U/mL PG activity. Figure 1. Protein contents, PG activities and specific activities of ten different salt concentrations employed in the IEXC purification The purification fold and specific activity were found as different polygalacturonases were reported to vary from 2.0 and 300 U/mg, respectively. However according to 35 to 79 kDa [3]. According to the SDS-PAGE results, the fractional results, 50 mM IEXC fraction revealed the 50-75-100 mM, 120-140-160 mM and 180-200-220 mM highest specific activity (579 U/mg) and purification fold fractions were pooled and concentrated using Amicon (3.8) among all other fractions. The SDS-PAGE results ultra centrifugal tubes and further purified with SEC. The confirmed PG bands (encircled in Figure 2 for 120 mM SEC chromatogram revealed four peaks coded as “a”, IEXC fraction) for IEXC fractions between 120-220 mM “b”, “c” and “d” (Figure 3). at a molecular weight of 37 kDa. Molecular weight of 11 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 Figure 2. SDS-PAGE results of IEXC fractions: Lane 1: (M) molecular weight marker, Lane 2: (PG) commercial polygalacturonase marker, Lane 3: (FT) flow through, Lane 4: (W) wash, Lane 5: 25 mM IEXC fraction, Lane 6: 50 mM IEXC fraction, Lane 7: 75 mM IEXC fraction, Lane 8: 100 mM IEXC fraction, Lane 9: 120 mM IEXC fraction, Lane 10: 140 mM IEXC fraction, Lane 11: 160 mM IEXC fraction, Lane 12: 180 mM IEXC fraction, Lane 13: 200 mM IEXC fraction, Lane 14: 220 mM IEXC fraction. (PG band was encircled for 120 mM IEXC fraction) Table 2. Results of IEXC and SEC Procedures Total Protein Total Specific Activity Yield Purification Step (mg) Enzyme (U) (U/mg) (%) Fold Crude Extract 8.47 1300.22 154 IEXC 2.52 756.14 300 59 2.00 SEC Fractions (mM) 50-75-100 0.22 40.18 184 9 1.20 120-140-160 0.43 28.22 65 17 0.43 180-200-220 0.11 33.03 307 36 2.00 12 d UV 10 c 8 b 6 a 4 Absorbances (mAu) 2 0 15 25 35 45 -2 Time (min) Figure 3. SEC chromatogram of IEXC pooled fractions (mAu: milli Absorbance unit) Among these four peaks, peak coded as “c” revealed band only for the 2 nd (120-140-160 mM) and 3 rd (180- PG activity for all IEXC pooled fractions according to the 200-220 mM) IEXC pooled fractions (Figure 4). PG activity analyses. SDS-PAGE results confirmed PG 12 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 Figure 4. SDS-PAGE results of SEC fractions: Lane 1: (M) molecular weight marker, Lane 2: (PG) commercial polygalacturonase marker, Lane 3: (1a) SEC fraction “a” of 50-75-100 mM IEXC pooled fraction, Lane 4: (1b) SEC fraction “b” of 50-75-100 mM IEXC pooled fraction, Lane 5: (1c) SEC fraction “c” of 50-75-100 mM IEXC pooled fraction, Lane 6: (1d) SEC fraction “d” of 50-75-100 mM IEXC pooled fraction, Lane 7: (2a) SEC fraction “a” of 120- 140-160 mM IEXC pooled fraction, Lane 8: (2b) SEC fraction “b” of 120-140-160 mM IEXC pooled fraction, Lane 10: (2c) SEC fraction “c” of 120-140-160 mM IEXC pooled fraction, Lane 11: (2d) SEC fraction “d” of 120-140-160 mM IEXC pooled fraction, Lane 12: (3a) SEC fraction “a” of 180-200-220 mM IEXC pooled fraction, Lane 13: (3b) SEC fraction “b” of 180-200-220 mM IEXC pooled fraction, Lane 14: (3c) SEC fraction “c” of 180-200-220 mM IEXC pooled fraction, Lane 15: (3d) SEC fraction “d” of 180-200-220 mM IEXC pooled fraction. (PG bands were encircled for 2c and 3c SEC fractions with PG activity). The specific activities of each IEXC pooled fraction after U/mg) for Aspergillus awamori [16]. There is a variation SEC purification were calculated as 184 U/mg, 65 U/mg in the purification folds, yields and specific activities in and 307 U/mg for the 1st (50-75-100 mM), 2nd (120-140- literature depending on the type of strain and purification 160 mM) and 3rd (180-200-220 mM) fraction, methods used. respectively (Table 2). In addition to its high specific activity, SEC purification of 3rd IEXC pooled fraction Due to its high specific activity, yield and purification revealed the highest partial yield (36%) and purification fold, SDS-PAGE band corresponding to the SEC peak fold (2.00). According to a study by Dogan and Tari [38], “c” of the 3 rd IEXC pooled fraction (180-200-220 mM) PG from A. sojae ATCC 20235 strain was purified with a (marked in circle in Figure 4) was cut and in-gel recovery of 25.5% and 6.7 fold purification by three- digested together with a commercial PG marker band. phase partitioning in which the enzyme solution was The Maldi-TOF MS data were evaluated using Mascot mixed with ammonium sulphate and tert-butanol. In software (Matrix Science, London, UK). The commercial another study by Nagai et al. [37] the two step PG band spectra shown in Figure 5A revealed dominant purification including cation exchange and size peaks such as 1162.463 m/z, 1985.867 m/z and exclusion chromatography for Aspergillus awamori 2137.058 m/z. These signals were statistically matched resulted in only 3.04% recovery with a higher purification to endo-PG from Aspergillus aculeatus with a score of fold (345) and specific activity (487 U/mg) than the 131 in the SwissProt database of Mascot search and the findings in this study. On the other hand, using the same calculated mass was 38.961 Da. The matched peptides purification methods, Jacob et al. [21] have reported in the aminoacid sequence given in Table 3 are shown better purification parameters (57.1% recovery, 54.9 fold in bold. On the other hand, the spectra of the sample purification and 504.8 U/mg specific activity) for indicated no sequence homology to Streptomyces lydicus . The two step gel filtration endopolygalacturonase (Figure 5B). purification produced 27.06% yield with 12.34 fold purification and 61.35 U/mg specific activity for This misdetection of peptides might be due to the Rhizomucor pusillus [39]. Ethanol precipitation insufficient concentration of proteins in the sample. combined with gel filtration produced 5.01% yield with Moreover, combination of Maldi-TOF MS technique with 6.52 fold purification and 54.3 U/mg specific activity for the high resolving power of 2D-electrophoresis that Aspergillus niger [40]. In comparison to the multi-step allows the separation of proteins according to both purification of Contreras EsquivelVoget [18] (vacuum molecular weight and isoelectric point could provide concentration-acetone precipitation-Sepharose Q more powerful means of identifying and separating column-Sephacryl S-100 column), PG from Aspergillus complex protein mixtures [41]. Although this was the first kawachii was purified with better yield (50%) and attempt to identify PG peptide sequence from A. sojae purification fold (470) than the results in this study. using Maldi-TOF MS, in literature, several researchers Purification by treating the crude extract with activated were able to identify the masses or peptide sequences charcoal powder resulted in better yield (69.8%) and of their extracts from different bacterial and fungal purification fold (34.8) but lower specific activity (128 sources. For instance, Yuan et al. [42] have reported the 13 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 verification of gel filtration purified recombinant endo-PG its molecular mass and peptide sequence was identified I from Pichia pastoris through the trypsin digestion of with the aid of ESI-QTOF MS (Electrospray Ionization SDS-PAGE bands and using liquid chromatography- Quadrupole Time-of-flight Mass Spectrometry) [43]. electrospray ionization-tandem mass spectrometer (LC- Moreover, Rodrigo et al. [44] have determined the ESI-MS), were able to find four peptides corresponding masses of peptides in purified PG fractions extracted to the aminoacid sequence of endo-PG I. Similarly, an from different tomato varieties using Maldi-TOF MS. extracellular PG from Rhizopus oryzae was purified and A B Figure 5. MALDI Mass spectra of (A) SDS-PAGE band of commercial polygalacturonase and (B) SDS-PAGE band of SEC fraction “c” of 160-180-200 mM IEXC pooled fraction (3c) Table 3. Amino acid sequence of Endopolygalacturonase from Aspergillus aculeatus . 1 MHLNTTLLVS LALGAASVLA SPAPPAITAP PTAEEIAKRA TTCTFSGSNG 51 ASSASKSKTS CSTIVLSNVA VPSGTTLDLT KLNDGTHVIF SGETTFGYKE 101 WSGPLISVSG SDLTITGASG HSINGDGSRW WDGEGGNGGK TKPKFFAAHS 151 LTNSVISGLK IVNSPVQVFS VAGSDYLTLK DITIDNSDGD DNGGHNTDAF 201 DIGTSTYVTI SGATVYNQDD CVAVNSGENI YFSGGYCSGG HGLSIGSVGG 251 RSDNTVKNVT FVDSTIINSD NGVRIKTNID TTGSVSDVTY KDITLTSIAK 301 YGIVVQQNYG DTSSTPTTGV PITDFVLDNV HGSVVSSGTN ILISCGSGSC 351 SDWTWTDVSV SGGKTSSKCT NVPSGASC 14 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 CONCLUSION solid-State Conditions. Bioresource Technology 97(18): 2340-2344. It can be concluded that polygalacturonase from A. [8] Anuradha, K., Padma, P.N., Venkateshwar, S., sojae mutant can be produced by both solid-state and Reddy, G., 2010. Fungal ısolates from natural sub-merged fermentations using different fermentation pectic substrates for polygalacturonase and media. The particular crude extract from solid-state multienzyme production. Indian Journal of fermentation was also partially purified by two-step Microbiology 50(3): 339-344. chromatography approach using ion exchange (IEXC) [9] Palaniyappan, M., Vijayagopal, V., Viswanathan, and size exclusion chromatographic (SEC) methods. An R., Viruthagiri, T., 2009. Screening of natural attempt to peptides confirmation was performed using substrates and optimization of operating variables SDS-PAGE electrophoresis and Maldi-TOF MS. The on the production of pectinase by submerged findings reported here can be used to establish the initial fermentation using Aspergillus niger Mtcc 281. trials on the identification of the purified A. sojae African Journal of Biotechnology 8(4): 682-686. polygalacturonase. To the best of our knowledge, [10] El-Sheekh, M.M., Ismail, A.M.S., El-Abd, M.A., purification of PG produced from A. sojae mutant and Hegazy, E.M., El-Diwany, A.I., 2009. Effective identification of its peptides using Maldi-TOF MS have technological pectinases by Aspergillus carneus not been reported in the literature. Nrc1 utilizing the egyptian orange juice ındustry scraps. International Biodeterioration & ACKNOWLEDGEMENT Biodegradation 63(1): 12-18. [11] Blandino, T.I.S.P.A., 2002. Polygalacturonase This research was financially supported by the Production by Aspergillus awamori on wheat in European Union FP7-Marie Curie Action with the Grand solid-state fermentation. Applied Microbiology and Agreement PIRSES-GA 2010-269211. We gratefully Biotechnology 58(2): 164-169. thank to the staff in Tecnológico de Monterrey and Izmir [12] Demir, H., Gö ğüş, N., Tarı, C., Heerd, D., Lahore, Institute of Technology Center for Spectrophotmetric M.F., 2012. Optimization of the process parameters Studies for their help and technical assistance and to for the utilization of orange peel to produce Professor Marcello Fernandez Lahore and his research polygalacturonase by solid-state fermentation from group from Jacobs University, Bremen Germany for the an Aspergillus sojae mutant strain. Turkish Journal kind supply of the mutant strain. of Biology 36: 394-404. [13] Gögus, N., Tari, C., Oncü, S., Unluturk, S., Tokatli, CONFLICT OF INTEREST F., 2006. Relationship between morphology, rheology and polygalacturonase production by There are no conflicts of interest among the authors. Aspergillus sojae Atcc 20235 in submerged cultures. Biochemical Engineering Journal 32(3): REFERENCES 171-178. [14] Mata-Gomez, M.A., Heerd, D., Oyanguren-Garcia, [1] Gummadi, S.N., Kumar, D.S., 2005. Microbial I., Barbero, F., Rito-Palomares, M. , et al. , 2015. A pectic transeliminases. Biotechnology Letters novel pectin-degrading enzyme complex from 27(7): 451-458. Aspergillus sojae ATCC 20235 mutants. Journal of [2] Hoondal, G.S., Tiwari, R.P., Tewari, R., Dahiya, N., the Science of Food and Agriculture 95(7): 1554- Beg, Q.K., 2002. Microbial alkaline pectinases and 61. their ındustrial applications: A review. Applied [15] Ustok, F.I., Tari, C., Gogus, N., 2007. Solid-state Microbiology and Biotechnology 59(4-5): 409-18. production of polygalacturonase by Aspergillus [3] Jayani, R.S., Saxena, S., Gupta, R., 2005. sojae ATCC 20235. Journal of Biotechnology Microbial pectinolytic enzymes: A review. Process 127(2): 322-34. Biochemistry 40(9): 2931-2944. [16] Dey, T.B., Adak, S., Bhattacharya, P., Banerjee, [4] Naidu, G.S.N., Panda, T., 1998. Production of R., 2014. Purification of polygalacturonase from Peectolytic Enzymes-a Review. Bioprocess Aspergillus awamori Nakazawa Mtcc 6652 and Its Engineering 19(5): 355-361. Application in Apple Juice Clarification. LWT - Food [5] Castilho, L.R., Medronho, R.A., Alves, T.L.M., Science and Technology 59(1): 591-595. 2000. Production and extraction of pectinases [17] Gomes, E., Leite, R.S., Da Silva, R., Silva, D., obtained by solid state fermentation of 2009. Purification of an exopolygalacturonase from agroindustrial residues with Aspergillus niger . Penicillium viridicatum Rfc3 produced in Bioresource Technology 71: 45-50. submerged fermentation. International Journal of [6] Silva, D., Martins, E.S., Da Silva, R., Gomes, E., Microbiology 2009: 631942. 2002. Pectinase prodcution by Penicillium [18] Contreras Esquivel, J.C., Voget, C.E., 2004. viridicatum Rfc3 by Solid State Fermentation Using Purification and partial characterization of an acidic Agricultural Wastes and Agro-Industrial by- polygalacturonase from Aspergillus kawachii . Products. Brazilian Journal of Microbiology 33: Journal of Biotechnology 110(1): 21-8. 318-324. [19] Devi, N.A., Rao, A.G.A., 1996. Fractionation, [7] Patil, S.R., Dayanand, A., 2006. Optimization of purification and preliminary characterization of process for the production of fungal pectinases polygalacturonases produced by Aspergillus from deseeded sunflower head in submerged and carbonarius . Enzyme and Microbial Technology 18: 59-65. 15 I. Sen, M.A. Mata-Gomez, M. Rito-Palomares, C. Tari, M. Dinç Akademik Gıda 15(1) (2017) 8-16 [20] Hirose, N., Kishida, M., Kawasaki, H., Sakai, T., [34] Acuna-Arguelles, M.E., Gutierrez-Rojas, M., 1999. Purification and characterization of an endo- Viniegra-Gonzales, G., Favela-Torres, E., 1995. polygalacturonase from a mutant of Production and properties of three pectinolytic Saccharomyces cerevisiae . Bioscience, activities produced by Aspergillus niger in Biotechnology, and Biochemistry 63(6): 1100-1103. submerged and solid-state fermentation. Applied [21] Jacob, N., Asha Poorna, C., Prema, P., 2008. Microbiology and Biotechnology 43: 808-814. Purification and partial characterization of [35] Dinu, D., Nechifor, M.T., Stoian, G., Costache, M., polygalacturonase from streptomyces lydicus . Dinischiotu, A., 2007. Enzymes with new Bioresource Technology 99(14): 6697-701. biochemical properties in the pectinolytic complex [22] Pathak, N., Mishra, S., Sanwal, G.G., 2000. produced by Aspergillus niger miug 16. Journal of Purification and characterization of Biotechnology 131(2): 128-37. polygalacturonase from banana fruit. [36] Freitas, P., Martin, N., Silva, D., Silva, R., Gomes, Phytochemistry 54: 147-152. E., 2006. Production and partial characterization of [23] Cohen, S.L., Chait, B.T., 1997. Mass spectrometry polygalacturonases produced by thermophilic of whole proteins eluted from sodium dodecyl Monascus Sp. N8 and by thermotolerant sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis gels. Aspergillus Sp. N12 on solid-state fermentation. Analytical Biochemistry 247: 257-267. Brazilian Journal of Microbiology 37: 302-306. [24] Blackstock, W.P., Weir, M.P., 1999. Proteomics: [37] Nagai, M., Katsuragi, T., Terashita, T., Yoshikawa, Quantitative and physical mapping of cellular T., Sakai, T., 2000. Purification and proteins. Trends in Biotechnology 17(3): 121-127. characterization of an endo-polygalacturonase from [25] Lei, Z., Anand, A., Mysore, K.S., Sumner, L.W., Aspergillus awamori . Bioscience, Biotechnology 2007. Electroelution of ıntact proteins from sds- and Biochemistry 64(8): 1729-1732. page gels and their subsequent maldi-tof ms [38] Dogan, N., Tari, C., 2008. Characterization of analysis. Methods in Molecular Biology 355: 353- three-phase partitioned exo-polygalacturonase 363. from Aspergillus sojae with unique properties. [26] Heerd, D., Tari, C., Fernandez-Lahore, M., 2014. Biochemical Engineering Journal 39(1): 43-50. Microbial strain ımprovement for enhanced [39] Siddiqui, M.A., Pande, V., Arif, M., 2012. polygalacturonase production by Aspergillus sojae . Production, purification and characterization of Applied Microbiology and Biotechnology 98(17): polygalacturonase from Rhizomucor pusillus 7471-81. ısolated from decomposting orange peels. Enzyme [27] Buyukkileci, A.O., Tari, C., Fernandez-Lahore, M., Research 2012: 138634. 2011. Enhanced production of exo- [40] Kant, S., Vohra, A., Gupta, R., 2013. Purification polygalacturonase from agro-based products by and physicochemical properties of Aspergillus sojae . BioResources 6(3): 3452-3468. polygalacturonase from Aspergillus niger MTCC [28] Bradford, M.M., 1976. A rapid and sensitive 3323. Protein Expression and Purification 87(1): method for the Quantitation of microgram quantities 11-6. of protein utilizing the principle of protein-dye [41] Medina, M.L., Kiernan, U.A., Francisco, W.A., binding. Analytical Biochemistry 72: 248-254. 2004. Proteomic analysis of rutin-ınduced secreted [29] Panda, T., Naidu, G.S.N., Sinha, J., 1999. proteins from Aspergillus flavus. Fungal Genetics Multiresponse analysis of microbiological and Biology 41(3): 327-35. parameters affecting the production of pectolytic [42] Yuan, P., Meng, K., Huang, H., Shi, P., Luo, H. , enzymes by Aspergillus niger : A Statistical View. Yang, P., Yao, B., 2011. A novel acidic and low- Process Biochemistry 35: 187-195. temperature-active endo-polygalacturonase from [30] Laemmli, U.K., 1970. Cleavage of structural Penicillium Sp. Cgmcc 1669 with potential for proteins during the assembly of the head of application in apple juice clarification. Food bacteriophage T4. Nature 227(5259): 680-685. Chemistry 129(4): 1369-1375. [31] Kinter, M., Sherman, N.E., 2005. Protein [43] Zhang, J., Henriksson, H., Szabo, I.J., Henriksson, Sequencing and Identification Using Tandem Mass G., Johansson, G., 2005. The active component in Spectrometry. New York: John Wiley & Sons, Inc. the flax-retting system of the zygomycete Rhizopus [32] Niture, S., 2008. Comparative biochemical and oryzae Sb Is a family 28 polygalacturonase. structural characterizations of fungal Journal of Industrial Microbiology and polygalacturonases. Biologia 63(1): 1-19. Biotechnology 32(10): 431-8. [33] Demir, H., Tari, C., 2016. Effect of physicochemical [44] Rodrigo, D., Cortés, C., Clynen, E., Schoofs, L., parameters on the polygalacturonase of an Loey, A.V., Hendrickx, M., 2006. Thermal and high- Aspergillus sojae mutant using wheat bran, an pressure stability of purified polygalacturonase and agro-ındustrial waste, via solid-state fermentation. pectinmethylesterase from four different tomato Jornal of the Science of Food and Agriculture processing varieties. Food Research International 96(10): 3575-82. 39(4): 440-448. 16 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28, DOI: 10.24323/akademik-gida.304274 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Turunçgil Kabuklarından Elde Edilen Pektinlerin Karakterizasyonu ve Kar şıla ştırılması Melih Güzel 1, , Özlem Akpınar 2 1Gümü şhane Üniversitesi, Şiran Mustafa Beyaz Meslek Yüksekokulu, Gıda İş leme Bölümü, Gümü şhane 2Gaziosmanpa şa Üniversitesi, Mühendislik ve Do ğa Bilimleri Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Tokat Geli ş Tarihi (Received): 12.01.2017, Kabul Tarihi (Accepted): 17.02.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (M. Güzel) 0 456 233 10 00-36 08 0 456 511 86 79 ÖZ Pektin, gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir polisakkarittir. Farklı metilasyon derecelerine sahip D- galakturonik asit moleküllerinin α(1,4) glikozidik ba ğlarla birbirlerine ba ğlanmasıyla olu şan lineer bir polimerdir. Bu çalı şmada limon, mandalina, portakal ve greyfurt turunçgil kabuklarından elde edilen pektinlerin fizikokimyasal, yapısal ve termal özellikleri incelenmi ştir. Pektin üretimi için, turunçgil kabukları sitrik asit çözeltisinde (pH 1) ekstrakte edilmi ş ve ekstrakte edilen pektin etanol ile çökeltilmi ştir. Tüm pektin örneklerinin yüksek metoksilli pektin oldu ğu, limon ve portakal kabuklarından elde edilen pektinlerin di ğer pektin örneklerinden daha iyi jel gücü ve sıvı tutma kapasitesine sahip oldu ğu bulunmu ştur. Portakal kabu ğundan elde edilen pektinin termal stabilitesi daha yüksek iken limon ve greyfurt kabu ğundan elde edilen pektinlerin di ğer pektinlere kıyasla daha organize bir yapıya sahip oldu ğu görülmü ştür. Anahtar Kelimeler: Kabuk, Karakterizasyon, Turunçgil, Pektin, Termal özellikler Comparison and Characterization of Pectins Obtained From Citrus Peels ABSTRACT Pectin is a polysaccharide that is widely used in food industry. It is a linear polymer of α(1,4) linked D-galacturonic acid units with varying degrees of methylation. In the present study, the extraction characterization and comparison of some physicochemical, structural and thermal properties of pectins from lemon, mandarin, orange and grapefruit citrus peels were determined. For the production of pectin, citrus peels were extracted in a solution of citric acid (pH 1) and extracted pectins were precipitated with ethanol. All pectins were high methoxylated while lemon and orange peel pectin had better gel strength and liquid holding capacity than the others. Orange peel pectin had higher thermal stability while lemon peel and grapefruit pectins had a more organized structure than the other pectins. Keywords: Characterization, Citrus, Pectin, Peel, Thermal properties GİRİŞ olu şmaktadır. Bazı pektinler arabinogalaktan ve/veya D- ksiloz birimlerinden olu şan kısa yan zincirler Pektin bitkilerin hücre duvarının en önemli bile şenidir ve içerdi ğinden, daha dallanmı ş bir yapıya sahiptir [1]. tüm canlı bitkilerin hücre duvarında ve hücreler arasında Gıda, kozmetik ve ilaç endüstrisinde yaygın bir şekilde bulunmaktadır. D-galakturonik asit birimlerinin α(1,4) kullanılan pektin; gıdalarda kıvam artırıcı, tekstüre, glikozidik ba ğlarla birbirlerine ba ğlanmasıyla olu şan emülsifiye ve stabilize edici, jelle ştirici ajan ve ya ğ do ğrusal bir ana zincirden ve bu ana zincire glikozidik ikamesi olarak kullanılmaktadır [2-4]. Aynı zamanda ba ğlarla ba ğlanmı ş ramnoz moleküllerinden yara iyile ştirici [5], lipaz aktivitesini azaltıcı [6], kanser 17 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 hücrelerinin geli şmesini ve metastazını inhibe edici, edilen pektin örneklerinin fiziksel, kimyasal, yapısal, hücre apoptozunu uyarıcı [7, 8], kolesterol seviyesini termal ve jel olu şturma özelliklerini inceleyerek, azaltıcı, ba ğışıklı ğı uyarıcı ve anti-ülser aktivite [9] gibi birbirlerine kar şı üstünlüklerini ortaya koymak, bu biyolojik aktivitelere de sahiptir. sayede farklı turunçgil kabuklarından elde edilen pektinlerin daha do ğru ve etkili kullanımı konusuna katkı Pektinin galakturonik asit ünitelerinden bir kısmı metanol sa ğlamaktır. ile esterle şmi ş haldedir. Esterle şmi ş galakturonik asit miktarının %50’nin altında ve üstünde olmasına göre MATERYAL ve YÖNTEM pektin, dü şük ve yüksek esterle şme dereceli pektin olarak sınıflandırılmaktadır. Pektinin sulu çözeltilerinin Materyal asit ve şeker ile jel olu şturma özelli ği, esterle şme oranına ba ğımlı olarak de ğişmektedir. Esterle şme oranı Çalı şmada kullanılan kabuklar, taze olarak ve farklı arttıkça jelle şme için gerekli şeker miktarı ve pH seviyesi zamanlarda yerel marketlerden temin edilen turunçgil yükselmekte ve jelle şme için gerekli süre kısalmaktadır. meyvelerinden elde edilmi ştir. Limon (Citrus limon) , Dü şük esterle şme dereceli pektinler (esterle şme oranı portakal (Citrus sinensis) , mandalina (Citrus reticulata) %50’den az) belirli bir şeker konsantrasyonu ve greyfurt (Citrus paradisi) meyvelerinin kabukları gerektirmeden, ortamdaki divalent katyonlar (kalsiyum) do ğrayıcı vasıtasıyla parçalanıp, 60°C’de 48 saat etüvde varlı ğında jel olu şturmaktadır [1]. kurutulduktan sonra öğütülmü ştür. Örnekler kullanılıncaya kadar +4°C’de cam kavanozlarda Pektin, bitkisel dokularda yaygın olarak bulunan bir depolanmı ştır. polimer olup her bitkiden ekonomik bir şekilde üretimi mümkün de ğildir. Bazı bitkisel dokularda ise fazla Pektin Üretimi miktarda bulunmasına ra ğmen, elde edilen pektinin özellikleri her alanda kullanılmaya elveri şli de ğildir [10]. Pektin ekstraksiyonu, Kliemann ve ark, [24]’a göre bazı Pektin ticari olarak sıvı veya kurutulmu ş toz halde de ğişiklikler yapılarak gerçekle ştirilmi ştir. Pektin bulunmaktadır [11]. Farklı kaynaklar üzerinde çalı şmalar ekstraksiyonu için, 10 g kabuk 100 mL sitrik asit çözeltisi yapılmasına ra ğmen, ticari olarak elma posası, turunçgil (pH 1) ile karı ştırılmı ş ve karı şım 80°C’de, 60 dakika kabukları, ayçiçe ği tablası ve şeker pancarı küspesinden karı ştırıcılı su banyosunda bekletilmi ştir. Ekstraksiyon üretilmektedir [12]. Pektin üretimi için turunçgil meyveleri sonrası karı şım kaba filtrede filtre edilmi ş ve buz içerisinde en fazla limon, portakal ve greyfurt kabukları banyosunda 4°C’ye so ğutulmu ştur. Filtrata 100 mL kullanılmakta olup, bu materyaller %20-30 oranında %96’lık etanol ilave edilerek 12 saat 4°C’de bekletilmi ş, pektin içermektedir [13]. bu sayede pektinin çökmesi sa ğlanmı ştır. Çöken pektin filtrasyonla izole edildikten sonra, 20 mL %70 asidik Turunçgiller Rutaceae familyasının Aurantoideae alt- etanol (%0.5 HCl) ile bir kez yıkanmı ş, nötralizasyon için familyasına ait bir meyve grubudur. Birçok türü olmasına 20 mL %70 ve en son 20 mL %96 etanol ile iki kez ra ğmen, Dünya Tarım Örgütü verilerine göre ülkemizde yıkanmı ştır. Elde edilen pektin örnekleri 50°C’de etüvde en fazla tarımı yapılan turunçgiller sırasıyla, Citrus limon kurutulmu ş ve a şağıdaki formüle göre pektin verimi (limon) , Citrus sinensis (portakal), Citrus reticulata hesaplanmı ştır. Pektin verimi en az 3 tekerrürün (mandalina) ve Citrus paradisi (greyfurt)’dir [14]. TU İK ortalaması alınarak hesaplanmı ştır. verilerine göre 2015 yılında Türkiye’de üretilen limon miktarı 750.550 ton, mandalina miktarı 1.156.365 ton, % Pektin Verim= A / B × 100 portakal miktarı 1.816.798 ton, greyfurt miktarı ise 250.025 tondur. Limon üretiminde Türkiye, dünyada 7., Bu ba ğıntıda; A: Pektin miktarı, B: Kabuk miktarıdır. greyfurt üretiminde ise 6. sırada yer almaktadır [15]. Turunçgillerin yenilen kısmının haricinde meyve Büyük ölçeklerde her bir kabuktan üretilen pektinler, ağırlıklarının %30-60 oranında bulunan [21-23] kabukları kaynaklarına göre birle ştirilmi ş, kullanılıncaya kadar cam acı lezzete sahip oldukları için çi ğ olarak tüketilmese de; kavanozlarda 4°C’de muhafaza edilmi ş ve di ğer marmelat yapımında, çe şitli alkollü içeceklerin analizler için kullanılmı ştır. (limocello) üretiminde [16], Uzakdo ğu’da çe şitli yemeklerde (chenpi: geleneksel Çin yeme ği) [17], Pektin Analizleri baharat olarak yiyecek, içecek ve şekerlemelerde, kurutulmu ş halde pasta ve sütlü tatlılarda, uçucu ya ğ Nem ve Kül Miktarlarının Belirlenmesi eldesinde ve ilaç yapımında da kullanılmaktadır [18]. Aynı zamanda halk arasında çe şitli hastalıkların Limon kabu ğu pektini (LP), mandalina kabu ğu pektini tedavisinde (diyabet, yüksek tansiyon gibi) de (MP), portakal kabu ğu pektini (PP) ve greyfurt kabu ğu kullanılmaktadır [19]. Bununla beraber kolloidal nitelikte pektininin (GP) kurumadde ve kül içerikleri gravimetrik bir karbonhidrat olan ve jel olu şturma özelli ğinden olarak [25] belirlenmi ştir. Sonuçlar 3 paralelin ortalaması yararlanılan pektin bakımından oldukça zengin alınarak, ortalama ± standart sapma olarak verilmi ştir. oldu ğundan, en rasyonel kullanımı pektin üretimi olarak kabul edilmektedir [20, 21]. Pektin Örneklerinin Esterifikasyon, Amidasyon ve Galakturonik Asit Oranlarının Belirlenmesi Bu çalı şmanın amacı, bazı turunçgil kabuklarının (portakal, mandalina, greyfurt, limon) pektin üretim Pektin örneklerinin esterifikasyon ve amidasyon kapasitelerini kar şıla ştırmalı olarak belirlemek ve elde derecesi, galakturonik asit oranları belirlenmi ştir [26, 27]. 18 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 5 g pektin, 100 mL %60’lık alkol ve 5 mL 2.7 M HCl Jel Gücü= (650 / W) × ( 2 - % Çökme / 23.5 ) çözeltisi ile karı ştırılmı ş ve karı şım süzülerek 15 mL aynı alkol-asit çözeltisinde 6 kez, sonra 20 mL %96’lık etanol Bu ba ğıntıda; A: Bardak yüksekli ği, B: Jel yüksekli ği ve ile yıkanmı ş ve 105°C’de etüvde kurutulmu ştur. W: Pektin miktarını (g) ifade etmektedir. Kurutulmu ş örne ğin net a ğırlı ğının 1/10’una 2 mL etanol ve 100 mL su ilave edilerek, fenolfitaleyn e şli ğinde 0.1 M Sıvı Tutma Kapasitesi NaOH ile titre edilmi ştir. Titrasyon için harcanan alkali hacmi (mL) V1 olarak kaydedilmi ştir. Karı şıma, 20 mL Pektin örneklerinin sıvı tutma kapasitesinin belirlenmesi 0.5 M NaOH ve 20 mL 0.5 M HCl eklenmi ş, fenolfitaleyn için; pektin (1 g) su, aseton, dimetil sülfoksit ve asetik ilavesinden sonra 0.1 M NaOH ile titre edilmi ş, harcanan asit (40 g) ile karı ştırılmı ştır. Süspansiyon 2 saat süre ile alkali hacmi (mL) de V 2 olarak kaydedilmi ştir. Karı şımın beklemeye bırakılmı ş ve daha sonra 30 dakika boyunca üzerine 20 mL %10 NaOH çözeltisi ilave edilmi ştir. 3500 rpm’de santrifüj edilmi ştir. Santrifüj i şleminden Ardından Kjeldahl distilasyon balonuna aktarılarak sonra süpernatant uzakla ştırılmı ş ve çökelti halindeki (balonun a ğzına takılı so ğutucunun ucu, içinde 150 mL ıslak numune tartılmı ştır. Sonuçlar, % sıvı tutma su ve 20 mL 0.1 M HCl bulunan erlenin içine kapasitesi olarak ifade edilmi ş olup örneklerin sıvı tutma daldırılmı ştır) 120 mL distilat toplanana kadar distile kapasitesi a şağıdaki ba ğıntı ile hesaplanmı ştır [29]. edilmi ş ve metil kırmızısı indikatörü eşli ğinde 0.1 M Sonuçlar 3 paralelin ortalaması alınarak, ortalama ± NaOH ile titre edilmi ştir. Harcanan NaOH miktarı (mL) S standart sapma olarak verilmi ştir. olarak kaydedilmi ştir. Kör titrasyon de ğeri için; 20 mL 0.1 M HCl, 0.1 M NaOH ile titre edilmi ş ve harcanan Sıvı Tutma Kapasitesi (%)= A / B×100 NaOH hacmi (mL) B olarak, B-S farkı (mL) V3 olarak kaydedilmi ştir. Kurutulmu ş örne ğin net a ğırlı ğının 1/10’u Bu ba ğıntıda; A: sıvı ağırlı ğını (g), B: pektin miktarını (g) 2 mL etanol ile karı ştırılmı ş ve 25 mL 0.125 M’lık ifade etmektedir. NaOH’da çözdürülmü ştür. Örnekler saponifiye edildikten sonra hacmi saf su ile 50 mL’ye tamamlanmı ştır. Bu Fourier Transform İnfrared (FTIR) Spektroskopisi çözeltinin 25 mL’si 20 mL Clark’s çözeltisi ile karı ştırılmı ş ve distilasyon gerçekle ştirilmi ştir. Pektin örnekleri KBr diskleri haline getirildikten sonra Distilasyonun ilk 15 mL mezür içinde toplanmı ş, sonra FTIR analizi (800-400 cm -1) Jasco FT/IR-430 buharla 150 mL distilat toplanana kadar devam spekrofotometresinde gerçekle ştirilmi ştir. Pektin edilmi ştir. Toplanan distilat 0.05 M NaOH ile pH 8.5 örneklerinin esterifikasyon derecesi (DE) serbest olana kadar titre edilmi ş ve harcanan NaOH (mL) S karboksil gruplarının (1630 cm -1) ve esterle şmi ş olarak kaydedilmi ş, kör için ise 20 mL distile su grupların (1740 cm -1) pik alan de ğerleri ile aşağıdaki kullanılmı ştır, harcanan hacim (mL) B olarak, S-B farkı ba ğıntı ile hesaplanmı ştır [30]. ise mL V4 olarak kaydedilmi ştir. Esterle şme, amidasyon derecesi ve toplam galakturonik asit miktarı a şağıdaki DE = 124.7 × R + 2.2013 formüllerden hesaplanmı ştır. Sonuçlar 3 paralelin R = A 1740 /(A 1740 +A 1630 ) × 100 ortalaması alınarak, ortalama ± standart sapma olarak verilmi ştir. Bu ba ğıntıda A 1740 ve A 1630 metil esterlenmi ş ve metil esterlenmemi ş karboksil gruplarının sırasıyla1740 cm -1 -1 % Esterle şme derecesi (w/w) = [V 2/(V 1+V 2)]×100 ve 1630 cm ’de bantların absorbans yo ğunluklarını % Amidasyon derecesi (w/w) = [V 3 / (V 1+V 2+V 3-V4)]×100 ifade etmektedir. Galakturonik asit miktarı (mg) = (V 1+V 2+V 3-V4)×19.41 Termal Analiz (TG-DTA) Pektin Örneklerinin Jel Gücü Tayini Pektin örneklerinin termal özellikleri; 10°/dakika ile 25- Turunçgil kabuklarından elde edilen pektin örneklerinin 650°C arasında azot ortamında PRIS Diamond TG/DTA jel gücü tayini %65.0 çözünür kurumadde ( şeker), Termal Analiz Cihazı ile belirlenmi ştir. %0.70 pektin ve pH 2.3 ko şulları altında hazırlanan jellerin yer çekimi ile deformasyonunu belirlenerek Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) Analizi hesaplanmı ştır. Hazırlanan pektin jeli konik şekilli bardaklara aktarılmı ştır. Her bir bardaktaki çözeltiye Pektin örneklerinin taramalı elektron mikroskop (SEM) belirli miktar %48.8’lik tartarik asit eklenerek jelin ile görüntüleri alınarak yapısal ve morfolojik özellikleri pH’sının 2.2-2.4 aralı ğında olması sa ğlanmı ştır. incelenmi ştir. SEM analizleri QUANTA 450 Field Buharla şmayı en aza indirmek için barda ğın yüzeyi Emission Gun (FEG) SEM Yüksek Çözünürlüklü parafin ka ğıt ile kapatılmı ş ve 2 saat oda sıcaklı ğında Taramalı Elektron Mikroskobu ile gerçekle ştirilmi ştir. bekletildikten sonra 22 saat 30°C’de bekletilmi ştir. Olu şan jel daha sonra dikkatli bir şekilde bardak ters X-Ray Kırınımı (XRD) Analizi çevrilerek cam plaka üzerine kalıptan çıkarılmı ştır. 120 saniye bekledikten sonra jel yüksekli ği ölçülmü ş ve % Pektin örneklerinin kristal indeks de ğerini belirlenmesi çökme ve jel gücü a şağıdaki formüllere göre ve X-Ray Diffraction (XRD) analizleri Panalytical hesaplanmı ştır [27, 28]. Sonuçlar 3 paralelin ortalaması Empyrean Yüksek Performans Difraktometre cihazında alınarak, ortalama ± standart sapma olarak verilmi ştir. yapılmı ştır. XRD analizlerinde Ni filtreli Cu X-ışın tüplü cihazlar ile 5°/min ile 2 θ=10°-50° aralı ğında taranmı ştır. % Çökme= (A - B) / A ×100 19 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 İstatistiksel Analiz [33]. Daha önce farklı asitlerle (sitrik, fosforik, malik, tartarik, hidroklorik, sülfürik ve nitrik asit) yapılan SPSS istatistiksel bilgisayar programı sonuçları analiz çalı şmalar incelendi ğinde, sitrik asidin di ğer asitlere göre etmek amacıyla kullanılmı ş ve (SPSS, Inc., Chicago, IL, pektin verimini artırdı ğı tespit edilmi ştir [34]. Bu çalı şma USA) analiz sonuçlarının varyans analizleri (ANOVA) portakal, greyfurt ve limon kabuklarından elde edilen yapılarak, gruplar arasındaki farklılıklar Duncan çoklu pektin verimlerinin literatürde nitrik asit ile kar şıla ştırma testi ile istatistiksel olarak %95 güven gerçekle ştirilen ekstraksiyona (sırasıyla %8.15, %6.35 aralı ğında de ğerlendirilmi ştir. ve %11) [35] göre daha yüksek, greyfurt kabu ğundan elde edilen pektin veriminin hidroklorik asit BULGULAR ve TARTI ŞMA ekstraksiyonu ile elde edilen pektin verimine [36] ise yakın oldu ğu (%22.55) bulunmu ştur. Kar [37] tarafından Fizikokimyasal Özellikler portakal kabu ğu ile yapılan bir ba şka çalı şmada ise; 90˚C’de, 90 dakika da pH’sı 2,50 olan HCl ile yapılan Turunçgil kabuklarından elde edilen pektin verimleri ve pektin ektraksiyonu yapılmı ş ve verim bu çalı şmada elde edilen pektinlerin kurumadde ve kül içerikleri Tablo bulunan sonuçlardan daha yüksek (%29.58) 1’de sunulmu ştur. Pektin ekstraksiyon verimi dü şük pH bulunmu ştur. Kullanılan yüksek sıcaklık ve süre ve yüksek sıcaklıkla arttı ğından [31], bu çalı şmada dü şünüldü ğünde pektin verimini artırmasının rasyonel pektin verimini artırmak için pH de ğeri 1’e ayarlı sitrik oldu ğu ancak bu ko şullar pektin üretim maliyetlerini de asit çözeltisi ile farklı sıcaklıklarda (70, 80 ve 90ºC) ve artırma olasılı ğı sonucuna varılmı ştır. farklı sürelerde (10, 30 ve 60 dakika) ön denemeler yapılmı ş ve bu denemeler sonunda en yüksek verim Tablo 1 incelendi ğinde, pektin örneklerinin kurumadde 80 °C’de 60 dakika olarak bulunmuştur. Bu ko şullar içeriklerinin %89.82-83.75 arasında de ğişti ği ve en altında (80 °C’de, 60 dakika pH 1 sitrik asit çözeltisi) yüksek kurumadde içeri ğine PP’nin sahip oldu ğu yapılan ekstraksiyon sonucu en yüksek pektin verimine, gözlenmi ştir. Kül miktarı bir gıdada mineral maddenin bir %22.09 ile greyfurt kabu ğunun sahip oldu ğu bunu göstergesidir [38] ve dü şük kül içeri ği pektinin saflı ğı için sırasıyla limon, mandalina ve portakal kabuklarının takip önemli bir kriterdir [39]. Kül oranın pektin örneklerinde etti ği belirlenmi ştir (Tablo 1). Literatür çalı şmalarında, %1.17-1.19 arasında oldu ğu ve istatistiki olarak pektin ekstraksiyonu için mineral asitlerin yaygın olarak birbirinden farklı olmadı ğı saptanmı ştır. Daha önce kullanıldı ğı görülmektedir. Çalı şmamızda ise pektin yapılan çalı şmalar incelendi ğinde pektinlerin kül ekstraksiyonu için organik bir asit olan sitrik asit içeriklerinin elde edildi ği kayna ğa göre de ğişiklik kullanılmı ştır. Çevresel faydalarının yanı sıra sitrik gösterdi ği tespit edilmi ştir. Örne ğin; elma püresi asidin, ekstraksiyon verimi ve elde edilen pektinin pektininin %1.84 [40], mandalina püresi pektininin fizikokimyasal özellikleri üzerine mineral asitlerden daha %0.45, mandalina kabu ğu pektininin %0.50 [41], limon etkili oldu ğu ifade edilmektedir [24, 31-33]. Sitrik asidin pektininin %0.70 [42], kivi pektininin %1.05 [43] kül ekstraksiyonu ile elde edilen pektinlerin daha iyi içeri ğine sahip oldu ğu rapor edilmi ştir. fizikokimyasal özelliklere sahip oldu ğu rapor edilmi ştir Tablo 1. Turunçgil kabuklarından elde edilen pektinlerin kurumadde ve kül içerikleri* Limon Mandalina Portakal Greyfurt Parametre Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Kurumadde (%) 83.75±0.58 c 87.18±0.63 b 89.82±1.14 a 86.80±0.28 b Kül (%) 1.18±0 a 1.18±0 a 1.19±0.06 a 1.17±0.03 a Pektin verimleri (%) 16.45±0.05 b 15.53±0.15 c 11.46±0.14 d 22.09±0.41 a *Her bir de ğer, 3 paralelin ortalamasıdır. a, b, c, d Aynı satırda farklı harfle i şaretlenmi ş ortalamalar istatistiki olarak Duncan testine göre birbirinden farklıdır (P<0.05) Pektin örneklerinin esterifikasyon ve amidasyon edilmi ştir [50]. Çalı şmada kullanılan pektin örneklerin dereceleri ve galakturonik asit miktarları Tablo 2’de amidasyon derecesi %0.65 ile %9.08 arasında verilmi ştir. Pektin molekülündeki her 100 galakturonik bulunmu ş ve en yüksek amidasyon derecesine ise asit ünitesinin esterle şmi ş olanının miktarı pektinin LP’nin sahip oldu ğu tespit edilmi ştir. En yüksek esterle şme derecesini vermekte, [44] ve pektin galakturonik asit içeri ğine %61.52 ile PP’nin sahip molekülündeki esterle şme derecesi %50’den fazla ise oldu ğu, bunu GP, MP ve LP’nin takip etti ği belirlenmi ştir. yüksek metoksilli pektin (YMP), %50’nin altında ise dü şük metoksilli pektin (DMP) olarak adlandırılmaktadır Farklı kaynaklardan elde edilen pektinlerin, esterle şme [45-49]. Elde edilen tüm pektinlerin YMP oldu ğu tespit dereceleri farklı oldu ğundan şeker ve asitler ile farklı edilmi ştir. Turunçgil kabuklarının esterifikasyon özellikte jeller meydana getirebilmektedir [54, 55]. Elde dereceleri kıyaslandı ğında en yüksek esterle şme edilen turunçgil kabuk pektinlerinin şeker ve asit ile derecesine %79.54 ile LP’nin sahip oldu ğu, di ğer olu şturdukları jellerin, yer çekimi ile deformasyonunu pektinlerin ise bunu izledi ği ve istatistiki olarak belirlenmi ş ve buradan olu şturdukları jelin gücü birbirinden farklı olmadıkları, esterle şme derecelerinin hesaplanarak Tablo 2’de sunulmu ştur. Sonuçlar %70-73 arasında de ğişti ği saptanmı ştır. Şimdiye kadar kar şıla ştırıldı ğında pektin örnekleri arasında en yüksek yapılan çalı şmalarda da, turunçgil kabuklarından elde jel gücüne PP’nin sahip oldu ğu, MP ve GP’nin ise en edilen pektinlerin YMP oldu ğu [37, 50-53] ve meyvenin dü şük jel gücüne sahip oldu ğu belirlenmi ştir. olgunla şması ile esterle şme derecesinin azaldı ğı rapor 20 Tablo 2. Pektin örneklerinin kimyasal ve jel özellikleri* Limon Mandalina Portakal Greyfurt Parametre Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Kabu ğu Pektini Esterle şme (%) 79.54±1.33 a 73.30±2.10 b 69.67±3.35 b 73.28±0.43 b Amidasyon (%) 9.08±0.63 a 3.66±0.17 b 0.65±0.02 d 2.59±0.17 c Galakturonik Asit (%) 65.52±0.43 d 85.79±2.14 b 76.32±1.68 c 95.31±0.63 a b a b a Çökme (%) 17.22±0.15 22.47±0.58 16.39±0.44 22.58±0.44 a Jel Gücü (%) 111.46±0.55 91.79±2.18 b 114.55±1.64 a 91.40±1.64 b * Her bir de ğer, 3 paralelin ortalamasıdır. a, b, c, d Aynı satırda farklı harfle i şaretlenmi ş ortalamalar istatistiki olarak Duncan testine göre birbirinden farklıdır (P<0.05) Sıvı tutma kapasitesi bir polimerin, viskoz çözelti özelliktir [56]. Turunçgil kabuklarından elde edilen pektin olu şturmak için sıvıyı absorblamak ve muhafaza etmek örneklerinin farklı sıvıları tutma kapasiteleri Tablo 3’te ile ilgili bir özelli ğidir. Yüksek sıvı tutma kapasitesine verilmi ştir. Genel olarak, bütün pektinlerin su ve dimetil sahip bir polimer; kullanıldı ğı gıdanın hacmini sülfoksiti tutma kapasitelerinin daha fazla oldu ğu, en artırabilme, kalorisini ise azaltabilme fonksiyonuna dü şük asetonu tuttu ğu görülmü ştür. Elde edilen pektinler sahiptir. Ayrıca gıdanın tekstür ve viskozitesini do ğrudan arasında ise PP’nin en fazla su tutma kapasitesine sahip etkilemekte olup, bu gibi nedenlerle sıvı tutma kapasitesi oldu ğu belirlenmi ştir. hem fizyolojik hem de teknolojik açıdan önemli bir Tablo 3. Turunçgil kabuklardan elde edilen pektinlerin sıvı tutma kapasiteleri* % Sıvı Tutma Su Aseton Dimetil Sülfoksit Asetik Asit (g sıvı/100 g P.) Limon Kabu ğu Pektini 392.59±3.52 bA 65.91±2.98 aD 346.63±3.56 bB 145.58±0.70 bC Mandalina Kabu ğu Pektini 291.18±1.13 cB 63.56±3.62 aD 336.58±2.23 cA 138.00±3.33 cC Portakal Kabu ğu Pektini 491.32±1.07 aA 65.11±2.20 aD 419.39±1.93 aB 151.95±1.42 aC Greyfurt Kabu ğu Pektini 221.98±2.80 dB 43.86±0.84 bD 342.72±2.44 bcA 114.48±0.87 dC * Her bir de ğer, 3 paralelin ortalamasıdır. a, b, c, d Aynı sütunda, A, B, C, D aynı satırda farklı harfle i şaretlenmi ş ortalamalar istatistiki olarak Duncan testine göre birbirinden farklıdır (P<0.05) -1 FT-IR Analizi -CH 2 ve -CH 3 gerilmelerine aittir. 1740 cm pik esterlerde görülen C=O gerilmesi olup pektinde asetil -1 Şekil 1’de turunçgil kabuklarından elde edilen pektin (COCH 3) gruplarından ileri gelmektedir. 1630 cm pik örneklerinin FTIR spektrumları verilmi ş olup sonuçlar -OH gerilme titre şim bandını, 1380-1445 cm -1’deki ticari pektin örne ği ile kar şıla ştırılmı ştır. Bu yöntem ile bantlar ise –CH 3 grubunun varlı ğını göstermektedir. organik bile şiklerin yapılarındaki fonksiyonel gruplar, 1015-1100 cm -1 bantları C-O e ğilme veya gerilme yapıdaki ba ğların durumu, ba ğlanma yerleri ve yapının titre şimlerinden olu şmaktadır. Bu bantların varlı ğı aromatik ya da alifatik olup olmadı ğı belirlenmektedir pektindeki metil esterlerinin varlı ğını desteklemektedir [57]. IR spektrumları pektin örneklerinde bulunan [60, 61]. Turunçgil kabuklarından elde edilen pektin fonksiyonel grupların belirgin piklerini vermektedir. 800 örneklerinin FTIR spektrumlarının dalga boyu ve ve 1200 cm -1 dalga aralı ğında bulunan absorbsiyonlar yo ğunlukları pektine ait karakteristik piklere sahip olması karbonhidratlar için parmak izi bölgesi olarak [58, 62, 63] ve spektrumlarında ticari pektinin dü şünülmekte ve bu bantların konumu ve yo ğunlu ğu her spekturumuna benzer olması, elde edilen polisakkarit için spesifik olup polisakkaritlerde önemli polisakkaritlerin pektin oldu ğunu do ğrulamaktadır. kimyasal grupların tanımlanmasına olanak Pektin örneklerinin FT-IR spektrumunda bulunan 1740 sa ğlamaktadır [58, 59]. Şekil 1’de sunulan tüm cm -1’deki 1630 cm -1’den piklerin alanları esterifikasyon pektinlerin IR spektrumlarında 3600-3400 cm -1’de dereceleri hesaplanmı ş ve esterifikasyon dereceleri de asosiye olmamı ş O-H pikleri görülmektedir. Bunlar Şekil 1’de sunulmu ştur. Sonuçlar tüm pektinlerin yüksek polihidroksi bile şiklerde görülen karakteristik piklerdir ve esterifikasyona (DE>50) sahip oldu ğunu göstermektedir pektin molekülünde çok sayıda OH grubunun ve titrasyon yönteminde bulunan sonuçlarla da uyumlu bulundu ğunu göstergesidir. Yakla şık 2900 cm -1’deki oldu ğu görülmü ştür. absorbans galakturonik asidin metil esterleri olan -CH, 21 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 72 82 LP MP 70 80 1445-1380 cm -1 1445-1380 cm -1 75 -1 -1 1630 cm 1100-1015-cm 1630 cm -1 %T 60 %T 2900cm -1 1740 cm -1 2900cm -1 1100-1015-cm -1 70 1740 cm -1 3600-3400 cm -1 3600-3400 cm -1 49 64 4000 3000 2000 1000 400 4000 3000 2000 1000 400 Wavenumber[cm-1] Wavenumber[cm-1] 90 90 PP GP 1445-1380 cm -1 80 80 1445-1380 cm -1 1100-1015-cm -1 -1 70 1630 cm 70 1100-1015-cm -1 %T 1740 cm -1 %T 2900cm -1 1630 cm -1 -1 -1 60 3600-3400 cm 60 3600-3400 cm 1740 cm -1 2900cm -1 50 50 4000 3000 2000 1000 400 4000 3000 2000 1000 400 Wavenumber[cm-1] Wavenumber[cm-1] 80 100 TP 80 70 1630 cm -1 60 1740 cm -1 %T 60 40 2900cm -1 50 1445-1380 cm -1 3600-3400 cm -1 Esterleşme Derecesi (%) Derecesi Esterleşme 20 1100-1015-cm -1 40 0 4000 3000 2000 1000 400 LP MP PP GP TP Wavenumber[cm-1] Şekil 1. Meyve-sebze kabuklarından elde edilen pektin örneklerinin FTIR spektrumları ve esterle şme dereceleri (LP: limon kabu ğu pektini, MP: mandalina kabu ğu pektini, PP: portakal kabu ğu pektini, GP: greyfurt kabu ğu pektini, TP: ticari pektin) Termogravimetrik Analiz suyun buharla şması nedeniyle hafif bir a ğırlık kaybı meydana gelmektedir. LP’nin su içeri ğinin PP, GP ve Elde edilen pektinlerin, termogravimetrik analizleri (TGA) MP’den biraz daha dü şük oldu ğu gözükmektedir. İkinci ile sıcaklık de ğişimine kar şı kütlesindeki azalma bölgede (190-400°C) polisakkaritlerin pirolitik ölçülmü ş ve elde edilen e ğriler Şekil 2’de ve pektin ayrı şmasından kaynaklanan hızlı bir kütle kaybı ( ∼%50) örneklerinin TGA de ğerlerine ili şkin sıcaklık ve % kütle meydana gelmi ştir. Bu aralıkta örneklerin hızlı bir şekilde kaybı de ğerleri Tablo 4’te sunulmu ştur. TGA, incelenen ağırlık kaybına u ğradı ğı ve toplam a ğırlıklarının yakla şık maddelerin termokimyasal dönü şüm esnasında yarı %65-75’ini kaybetti ği belirlenmi ştir. Üçüncü bölgede kantitatif olarak ısıl bozunma süreçlerinin anla şılmasını (400-600°C) ise daha yava ş bir a ğırlık kaybı sa ğlamaktadır [64]. Tüm pektin örneklerinin sıcaklıkla gözlemlenmi ştir. Yapılan literatür taramalarında, ikinci bozunma e ğrilerinin benzer şekilli oldu ğu ve sonuçların bölgedeki a ğırlık kaybının, hidroksil ve metoksil gruplar literatürde bulunan di ğer çalı şmalarda da bildirilen [65- gibi küçük moleküler yapıların, üçüncü bölgedeki a ğırlık 70] 30-190°C, 190-400°C ve 400-600°C olmak üzere üç kaybının ise polimerik zincirlerler ve piran yapıların bölgeye sahip oldu ğu belirlenmi ştir. İlk bölgede (30- parçalanmasından kaynaklandı ğı belirtilmektedir. İkinci 190°C) sıcaklık artı şına ba ğlı olarak örneklerde absorbe bölgede (190-400°C) galakturonik asit zincirleri yoğun 22 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 bir şekilde termal bozulmaya uğramakta, daha sonra gelmektedir. Üçüncü bölgede (400-600°C) katı charın yan grupların ve halkadaki karbonların termal parçalanması ve daha sıkı bir şekilde birle şmesi dekarboksilasyonu ile gaz çıkı şı ve katı “char” (odun ile daha yava ş kütle kaybı meydana gelmektedir [68, kömürüne benzer katı kalıntı) olu şumu meydana 70]. 120 LP MP PP GP 100 80 60 Kütle kaybı (%) kaybı Kütle 40 20 0 0 100 200 300 400 500 600 Sıcaklık ( oC) Şekil 2. Turunçgil kabuklarından elde edilen pektinlerin TGA e ğrisi (LP: limon kabu ğu pektini, MP: mandalina kabu ğu pektini, PP: portakal kabu ğu pektini, GP: greyfurt kabu ğu pektini). DTG max ayrı şma esnasında en keskin a ğırlık kaybının de ğişti ği belirlenmi ştir. Pektin örnekleri için 600°C’deki meydana geldi ği sıcaklık de ğerini ifade etmekte olup % kütle kayıplarının 80-85 arasında de ğişti ği pektin örnekleri için bu de ğerin 236-244°C arasında saptanmı ştır (Tablo 4). Tablo 4. Pektin örneklerinin TGA de ğerlerine ili şkin sıcaklık de ğerleri Pektin Kayna ğı T%50 (ºC) DTG max (ºC) (%) Kütle Kaybı (600 ºC) Limon Kabu ğu 248 244 85 Mandalina Kabu ğu 271 244 80 Portakal Kabu ğu 319 236 80 Greyfurt Kabu ğu 254 243 80 Sem Analizi XRD Analizi Turunçgil kabuklarından elde edilen pektin örneklerinin XRD polimerlerin yapısının amorf ya da kristal olması görsel yüzey morfolojisi özellikleri, farklı büyütme hakkında daha fazla bilgi sunması için kullanılmaktadır de ğerlerine sahip taramalı elektron mikroskop ile [68]. Şekil 7’de turunçgil kabuklarından elde edilen incelenmi ş (SEM) ve görüntüleri Şekil 3, 4, 5 ve 6’da pektin örneklerinin X-ışını difraktogramları verilmi ştir. verilmi ştir. Görüntüler incelendi ğinde farklı kaynaklardan Pektin örneklerinin XRD difroktamlarında, 12.5˚ ve 21- izole edilen pektin örneklerinin morfolojik yapılarının 22˚ civarında geni ş piklerin olması, bu örneklerin amorf benzer oldu ğu söylenebilir. Örneklerin SEM görüntüleri polimerler oldu ğunu göstermektedir. LP ve GP’nin birbirleri ve literatür çalı şmaları ile uyum göstermektedir kromatogramında daha fazla keskin piklerin olması, [71-74]. di ğer örneklere kıyasla daha düzenli bir yapılara i şaret etmektedir. Daha önceki çalı şmalarda da pektinin X-ışını difraktogramında 13.56˚ ve 22.56˚ [75] ve 9˚, 12.7˚, 18.42˚, 28.22˚ ve 40.14˚(2 θ)’de [76] karakteristik piklere sahip oldu ğu rapor edilmi ş olup bu çalı şmada bulunan sonuçlar da literatürle uyumludur. 23 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 Şekil 3. Limon kabu ğu pektininin taramalı elektron mikrografı. (a) 2000x büyütme, (b)1000x büyütme Şekil 4. Mandalina kabu ğu pektininin taramalı elektron mikrografı.(a) 2000x büyütme, (b)1000x büyütme Şekil 5. Portakal kabu ğu pektininin taramalı elektron mikrografı. (a) 2000x büyütme, (b)1000x büyütme Şekil 6. Greyfurt kabu ğu pektininin taramalı elektron mikrografı. (a) 2000x büyütme, (b)1000x büyütme 24 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 Şekil 7. Meyve-sebze kabuklarından elde edilen pektin örneklerinin XRD analiz grafikleri (LP: limon kabu ğu pektini, MP: mandalina kabu ğu pektini, PP: portakal kabu ğu pektini, GP: greyfurt kabu ğu pektini). SONUÇ Critical Reviews in Food Science and Nutrition 37(1): 47-73. Bu çalı şmada turunçgil kabuklarından yüksek verim ve [3] Liu L.S., Kende M., Ruthel G., Fishman M.L., esterle şme derecelerine sahip pektinler elde edilmi ştir. Hicks, K.B., 2006. Pectin/Zein beads for potential İncelenen kabuklar arasında en fazla pektin verimi, colon-specific drug delivery: synthesis and in vitro greyfurt kabu ğundan elde edilmi ştir. Elde edilen evaluation. Drug Delivery 13(6): 417-423. pektinlerin tamamı yüksek esterle şme oranı, yüksek su [4] Zouambia, Y., Moulai-Mostefa, N., Krea, M., 2009. tutma kapasitesi ve jel özelliklerinin iyi olması nedeniyle, Structural characterization and surface activity of ticari olarak gıdalarda kullanım potansiyeline sahiptir. hydrophobically functionalized extracted pectins. Portakal ve limon kabu ğundan elde edilen pektinlerin jel Carbohydrate Polymer 78(4): 841-846. özelliklerin daha iyi oldu ğu gözlemlenmi ştir. Ayrıca, [5] Hokputsa, S., Gerddit, W., Pongsamart, S., portakal kabu ğu pektininin su tutma kapasitesi ve termal Inngjerdingen, K., Heinze, T., Koschella, A., kararlılı ğının daha yüksek oldu ğu saptanmı ştır. Limon Harding, S. E., Paulsen, B.S., 2004. Water-soluble kabu ğu pektinin ise termal olarak di ğer pektinlere göre polysaccharides with pharmaceutical importance daha çabuk bozundu ğu ancak greyfurt kabu ğu pektini ile from Durian rinds ( Durio zibethinus Murr.): beraber daha düzenli bir yapıya sahip oldu ğu tespit isolation, fractionation, characterisation and edilmi ştir. bioactivity. Carbohydrate Polymer 56(4): 471-481. [6] Edashige, Y., Murakami, N., Tsujita, T., 2008. TEŞEKKÜR Inhibitory effect of pectin from the segment membrane of citrus fruits on lipase activity. Journal Bu proje Gaziosmanpa şa Üniversitesi, Bilimsel of Nutritional Science and Vitaminology 54(5): 409- Ara ştırma Projeleri Koordinatörlü ğü (Proje No:2015/128) 415. tarafından desteklenmi ştir. [7] Nangia-Makker, P., Hogan, V., Honjo, Y., Baccarini, S., Tait, L., Bresalier, R., Raz, A., 2002. KAYNAKLAR Inhibition of human cancer cell growth and metastasis in nude mice by oral intake of modified [1] Saldamlı, İ., Acar, J., Altu ğ, T., Kayahan, M., citrus pectin. Journal of the National Cancer Temiz, A., Us, F., Köksel, H., Sa ğlam, F., Uygun, Institute 94(24):1854-1862. Ü., Elmacı Y., 2005. Gıda Kimyası. (Editör: [8] Jackson, C.L., Dreaden, T.M., Theobald, L.K., Saldamlı, İ.), Hacettepe Üniversitesi Yayınları, Tran, N.M., Beal, T.L., Eid, M., Gao, M.Y., Shirley, Ankara, Türkiye, 61-63 p. R.B., Stoffel, M.T., Kumar, M.V., Mohnen, D., 2007. [2] Thakur, B.R., Singh, R.K., Handa, A.K., Rao, M.A., Pectin induces apoptosis in human prostate cancer 1997. Chemistry and uses of pectin – A review. cells: correlation of apoptotic function with pectin structure. Glycobiology 17(8): 805-819. 25 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 [9] Yamada, H., 1996. Contribution of pectins on [26] Food Chemical Codex, 1996. National Academy health care. Progress in Biotechnology 14: 173– Press, Washington, USA, 283-286 p. 190. [27] Açıkgöz, Ç., Poyraz, Z., 2006. Extraction and [10] Cemero ğlu, B., Acar, J., 1986. Meyve Sebze characterization of pectin obtained from quince İş leme Teknolojisi, Gıda Teknolojisi Derne ği (Cydonia vulgaris pers.). Dumlupınar Üniversitesi Yayınları, Ankara. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 12: 27-34. [11] Gökmen, V., Acar, J., 2004. Fumaric acid in apple [28] IFT, 1959. Committee on Pectin Standardization. juice – A potential indicator of microbial spoilage of Final report of the IFT Committee. Food Technol . apples used as raw material, Food and 13: 496 – 500. Contaminants 21(7): 626-631. [29] Tappi, 1991. Tappi useful method UM256. Water [12] Ranganna, S., 2008. Pectin, Handbook Of Analysis retention value (WRV), Tappi Useful Methods, And Quality Control For Fruit and Vegetable Tappi Press, Atlanta, USA. Products, Tata McGraw Hill, New Delhi, India, 31- [30] Pappas, C.S., Malovikova, A., Hromadkova, Z., 66p. Tarantilis, P.A., Ebringerova, A., Polissiou, M., [13] May, C.D., 1990. Industrial pectins: Sources, 2004. Determination of the degree of esterification production and applications. Carbohydrate of pectinates with decyl and benzyl ester groups by Polymers 12: 79-99. diffuse reflectance infrared Fourier transform [14] Anonymus , 2016. Agriculture Production Data. spectroscopy (DRIFTS) and curve-fitting http://faostat.fao.org. Eri şim Tarihi: 12 Ağustos deconvolution method. Carbohydrate Polymers 2016. 56(4): 465–469. [15] Anonymus , 2015. Bitkisel Üretim İstatistikleri. [31] Vriesmann, L.C., Teófilo, R.F., Petkowicz, C.L.O., http://www.tuik.gov.tr/PreHaberBultenleri.do?id=18 2011. Optimization of nitric acid mediated 706. Eri şim Tarihi: 16.A ğustos 2016. extraction of pectin from cacao pod husks [16] Crupi, M.L., Costa, R., Dugo, P., Dugo, G., (Theobroma cacao L.) using response surface Mondello, L., 2007. A comprehensive study on the methodology. Carbohydrate Polymers 84(4): 1230- chemical composition and aromatic characteristics 1236. of lemon liquor. Food Chem ical 105(2): 771–783. [32] Virk, B.S., Sogi, D.S., 2004. Extraction and [17] Anonymus , 2014. Peel (fruit). characterization of pectin from apple ( Malus pumila http://en.wikipedia.org/wiki/Peel_(fruit). Eri şim Cv Amri) peel waste . International Journal of Food Tarihi: 18Ekim 2016. Properties 3(3): 693-703. [18] Ba şer, H.C., 1997. Tıbbi ve Aromatik Bitkilerin İlaç [33] Yapo, B.M., 2009. Biochemical characteristics and ve Alkollü İçki Sanayilerinde Kullanımı, İstanbul gelling capacity of pectin from yellow passion fruit Ticaret Odası Yayınları, İstanbul, 113 s. rind as affected by acid extractant nature. Journal [19] Oboh, G., Ademosun, A.O., 2012. Characterization of Agricultural and Food Chemistry 57(4): 1572- of the antioxidant properties of phenolic extracts 1578. from some citrus peels. J. Food Sci. Technol. [34] Canteri, M.H., Fertonani, H.C.R., Waszczynskyj, 49(6): 729–736. N., Wosiacki, G., 2005. Extraction of pectin from [20] Marin, F.R., Soler-Rivas, C., Benavente-Garcia, O., apple pomace. Brazilian Archives of Biology and Castillo, J., Perez-Alvarez, J.A., 2007. By-products Technology 48(2): 259-266. from different citrus processes as a source of [35] Rouse, A.H., Crandall, P.G., 1976. Nitric acid customized functional fibres. Food Chemistry extraction of pectin from citrus peel. Proc. Fla. 100(2): 736–741. State Hort. Soc . 89: 166-168. [21] Turhan, İ., Tetik, N., Karhan, M., 2006. Turunçgil [36] Khan, A.A., Butt, M.S., Randhawa, M.A., Karim, R., kabuk ya ğlarının elde edilmesi ve gıda Sultan, M.T., Ahmed, W., 2014. Extraction and endüstrisinde kullanımı. Gıda Teknolojileri characterization of pectin from grapefruit (Duncan Elektronik Dergisi 3: 71-77. cultivar) and its utilization as gelling agent. [22] Yaman, K., 2012. Bitkisel atıkların International Food Research Journal 21(6): 2195- de ğerlendirilmesi ve ekonomik önemi. Kastamonu 2199. Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 12(2): 339- [37] Kar, F., 1998. Portakal Kabu ğu Pektinin 348. Fizikokimyasal Özellikleri ve Pektin Ekstraktının [23] Pinzon, K.M., Rodriguez, M.C., Sandova, E.R., Sabit Basınç Filtrasyonu. Doktora Tezi, Fırat 2013. Effect of drying conditions on the physical Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazı ğ. properties of impregnated orange peel. Brazilian [38] Acquistucci, R., Bucci, R., Magri, A.D., Magri, A.R., Journal of Chemical Engineering 30(3): 667-676. 1991. Evaluation of the moisture and ash contents [24] Kliemann, E., Simas, K.N., Amante,E.R., in wheat mills by multistep programmed Prudencio, E.S., Teofilo, R.F., Ferreira, M.C., thermogravimetry. Thermochimica Acta 188(1): 51- Renata Amboni, D.M.C., 2009. Optimisation of 62. pectin acid extraction from passion fruit peel [39] Miyamoto, A., Chang, K.C., 1992. Extraction and (Passiflora edulis flavicarpa ) using response physicochemical characterization of pectin from surface methodology. International Journal of Food sunflower head residues. J. Food Sci. 57(6): 1439- Science and Technology 44(3): 476–483. 1443. [25] AOAC, 1989. Officials Methods of Analysis, 72(3): [40] Johar, D.S., Krishnamurthy, G.V., Bhatia, B.S., 481-483. 1960. Utilization of apple pomace. Food Science 9: 82–84. 26 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 [41] Pruthi, J.S. Parekh, C.M. Lal, G., 1961. An [57] Fabio, P.G., Nuno, H.C.S., Trovatti, E., Serafim, integrated process for the recovery of essential oil L.S., Duarte, M.F., Silvestre, A.J.D., Neto, C.P., and pectin from Mandarin orange waste. Food Carmen S.R.F., 2013. Production of bacterial Science 10(11): 372–378. cellulose by Gluconacetobacter sacchari using dry [42] Dang, R.L., 1968. Better utilization of galgal. Indian olive mill residue. Biomass and Bioenergy 55: 205- Food Packer 22(6): 16–24. 211. [43] Yuliarti, O., Goh, K.K.T., Matia-Merino, L., Mawson, [58] Nesic, A.R., Trifunovic, S.S., Grujic, A.S., J., Brennan, C., 2015. Extraction and Velickovic, S.J., Antonovic, D.G., 2011. characterization of pomace pectin from gold Complexation of amidated pectin with poly(itaconic kiwifruit ( Actinidia chinensis ). Food Chemistry 187: acid) as a polycarboxylic polymer model 290–296. compound. Carbohydr. Res. 346(15): 2463-2468. [44] Cemero ğlu B. 2004. Meyve ve Sebze İş leme [59] Sivam, A.S., Sun-Waterhouse, D., Perera, C.O., Teknolojisi. Ba şkent Kli şe Matbaacılık, 628s. Waterhouse, G.I.N., 2012. Exploring the Ankara. interactions between blackcurrant polyphenols, [45] Morris, G.A., Foster, T.J., Harding, S.E., 2000. The pectin and wheat biopolymers in model breads; a effect of the degree of esterifi-cation on the FTIR and HPLC investigation. Food Chemistry hydrodynamic properties of citrus pectin. Food 131(3): 802-810. Hydrocolloids 14(3): 227-235. [60] Kamnev, A.A., Colina, M., Rodriguez, J., Ptitchkina, [46] Fu, J.T., Rao, M.A. 2001. Rheology and structure N.M., Ignatov, V.V., 1998. Comparative development during gelation of low-methoxyl pectin spectroscopic characterization of different pectins gels: the effect of sucrose. Food Hydrocolloids and their sources. Food Hydrocolloids 12(3): 263- 15(1): 93-100. 271. [47] Girard, M., Turgeon, S.L., Gauthier, S.F., 2002. [61] Ferreira, D., Barros, A., Coimbra, M.A., Delgadillo, Interbiopolymer complexing between [beta]- I., 2001. Use of FT-IR spectroscopy to follow the lactoglobulin and low- and high-methylated pectin effect of the processing in cell wall polysaccharide measured by potentiometric titration and extracts of the sun dried pear. Carbohydrate ultrafiltration. Food Hydrocolloids 16(6): 585–591. Polymers 45(2): 175-182. [48] Torralbo, D.F., Batista, K.A., Di-Medeiros, M.C.B., [62] Liu, L., Cao, J., Huang, J., Cai, Y., Yao, J., 2010. Fernandes, K.F., 2012. Extraction and partial Extraction of pectins with different degrees of characterization of Solanum lycocarpum pectin. esterification from mulberry branch bark. Food Hydrocolloids 27(2): 378-383. Bioresource. Technol. 101(9): 3268-3273. [49] Yapo, B.M., Koffi, K.L., 2013. Extraction and [63] Fajardo, A.R., Lopes, L.C., Pereira, A.G.B., Rubira, characterization of gelling and emulsifying pectin A.F., Muniz, E.C., 2012. Polyelectrolyte complexes fractions from cacao pod husk. Journal of Food and based on pectin–NH2 and chondroitin sulfate. Nutrition Research 1(4): 46-51. Carbohydr Polym 87(3): 1950-1955. [50] Azad, A.K.M., Ali, M.A., Akter, S., Rahman, J., [64] Aydıncak, K., 2012. Hidrotermal Karbonizasyon Ahmed, M., 2014. Isolation and characterization of Yöntemiyle Gerçek ve Model Biyokütlelerden pectin extracted from lemon pomace during Karbon Nanoküre Sentezi ve Karakterizasyonu. ripening. Journal of Food and Nutrition Sciences Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitesi Fen 2(2): 30-35. Bilimleri Enstitüsü, Ankara. [51] Gama, B., De Farias Silva, C.E., Oliveira Da Silva, [65] Fisher, T., Hajaligol, M., Waymack, B., Kellogg, D., L.M., Abud, A.K.S., 2015. Extraction and 2002. Pyrolysis behavior and kinetics of biomass characterization of pectin from citric waste. derived materials. Journal of Analytical and Applied Chemical Engineering Transactions 44: 259-264. Pyrolysis 62(2): 331-349. [52] Mohamed, H. A., Mohamed, B. E. W., 2015. [66] Mangiacapra, P., Gorras, G., Sorrentino, A., Fractionation and physicochemical properties of Vittoria, V., 2006. Biodegradable nanocomposites pectic substances extracted from grapefruit peels. obtained by ball milling of pectin and J. Food Process Technol 6(8): 473. montmorillonites. Carbohydrate Polymers 64(4): [53] Venzon, S.S., Canteri, M.H.G., Granato, D., Junior, 516-523. B.D., Maciel, G. M., Stafussa, A.P., Haminiuk, [67] Stoll, U.E., Kunzek, H., Dongowski, G., 2007. C.W.I., 2015. Physicochemical properties of Thermal analysis of chemically and mechanically modified citrus pectins extracted from orange modified pectins. Food Hydrocolloids 21(7): 1101- pomace. J Food Sci Technol 52(7): 4102–4112. 1112. [54] Mcready, R.M., 1966. Polysaccarides of sugar beet [68] Zhou, H.Y., Zhang, Y.P., Zhang, W.F., Chen, X.G., pulp, a review of their chemistry. Journal American 2011. Biocompatibility and characteristics of Sugar Beet Technology 14(3): 260-270. injectable chitosan-based thermosensitive hydrogel [55] Johnson, R.M., Breene, W.M., 1988. Pektin gel for drug delivery. Carbohydrate Polymers 83(4): strength measurement. Food Technology 14: 636- 1643-1651. 651. [69] Combo, A.M.M., Aguedo, M., Quiévy, N., Danthine, [56] Rodriguez, R., Jiménez, R., Fernández-Bolaños, S., Goffin, D., Jacquet, N., Blecker, C., Devaux, J., J., Guillén, R., Heredia, A., 2006. Dietary fibre from Paquot, M., 2013. Characterization of sugar beet vegetable products as source of functional pectic-derived oligosaccharides obtained by ingredients, Trends in Food Science and enzymatic hydrolysis . International Journal of Technology 17(1): 3-15. Biological Macromolecules 52: 148-156. 27 M. Güzel, Ö. Akpınar Akademik Gıda 15(1) (2017) 17-28 [70] Wang, M., Huang, B., Fan, C., Zhao, K., Hu, H., properties of pectins extracted from Akebia trifoliata Xu, X., Pan, S., Liu, F., 2016. Characterization and var. australis peel. Carbohydrate Polymers 87(2): functional properties of mango peel pectin 1663-1669. extracted by ultrasound assisted citric acid . [74] Wang, W., Ma, X., Xu, Y., Cao, Y., Jiang, Z., Ding, International Journal of Biological Macromolecules T., Ye, X., Liu, D., 2015. Ultrasound-assisted 91: 794-803. heating extraction of pectin from grapefruit peel: [71] Fishman, M.L., Coffin, D.R., Onwulata, C.I., Optimization and comparison with the conventional Konstance, R.P., 2004. Extrusion of pectin and method. Food Chemistry 178: 106-114. glycerol with various combinations of orange [75] Sharma, R., Ahuja, M., 2011. Thiolated pectin: albedo and starch. Carbohydrate Polymers 57(4): Synthesis, characterization and evaluation as a 401-413. mucoadhesive polymer . Carbohydrate Polymers [72] Zhongdong, L., Guohua, W., Yunchang, G., 85(3): 658-663. Kennedy, J.F., 2006. Image study of pectin [76] Mishra, R.K., Datt, M., Banthia, A.K., 2008. extraction from orange skin assisted by microwave. Synthesis and characterization of pectin/pVP Carbohydrate Polymers 64(4): 548-552. hydrogel membranes for drug delivery system. [73] Jiang, Y., Du, Y., Zhu, X., Xiong, H., Woo, M.W., AAPS Pharm. Sci. Tech . 9(2): 395-403. Hu, J., 2012. Physicochemical and comparative 28 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35, DOI: 10.24323/akademik-gida.305772 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Urfa Peynirlerinden İzole Edilen Staphylococcus aureus Su şlarında Enterotoksin Üretim Potansiyeli ve Metisilin Dirençlili ği Kadriye Kübra Bingöl 1, Sine Özmen Toğay 2, 1Istanbul Medipol Üniversitesi, Sa ğlık Bilimleri Fakültesi, Beslenme ve Diyetetik Bölümü, Beykoz, İstanbul 2Uluda ğ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Görükle, Bursa Geli ş Tarihi (Received): 16.02.2017, Kabul Tarihi (Accepted): 28.03.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (S.Ö. To ğay) 0 224 294 16 29 0 224 294 14 02 ÖZ Çalı şma kapsamında, İstanbul ve Şanlıurfa’daki halk pazarı ve marketlerde satı şa sunulan Urfa peyniri örneklerinden izole edilen Staphylococcus aureus su şları koagulaz ile DNaz enzim aktiviteleri ve metisilin dirençlilik özellikleri yönüyle de ğerlendirilmi ştir. Peynir örneklerinden egg-yolk tellurit içeren Baird Parker Agar besiyeri kullanılarak izole edilen S. aureus su şlarına tav şan kan plazması kullanılarak koagulaz testi, DNaz agar ve Orsab agar kullanılarak ise sırasıyla DNaz aktivitesi ve metisilin dirençlilik testi yapılmı ştır. Çalı şma kapsamında analiz edilen toplam 52 adet Urfa peyniri örne ğinin 48’inde (%92) ortalama 4.48±1.76 log kob/g düzeyinde S. aureus tespit edilmi ş ve örneklerin sadece %25’inin Türk Gıda Kodeksi’ne uygun oldu ğu belirlenmi ştir. Elde edilen 64 izolatın 22’sinin (%34.4) koagülaz pozitif, 31’inin (%48.4) DNaz pozitif oldu ğu, 20’sinin (%31.25) ise metisiline kar şı dirençli oldu ğu tespit edilmi ştir. Çalı şma sonucunda analiz edilen Urfa peyniri örneklerinde enterotoksin üretme potansiyeli yüksek ve metisiline dirençli S. aureus izolatlarının bulundu ğu, bu nedenle bu peynirlerin tüketiminin halk sa ğlı ğı için riskli olabilece ği görülmü ştür. Anahtar Kelimeler: Urfa peyniri, S. aureus , Koagulaz, DNaz, Metisilin direnci Enterotoxin Production Potential and Methicillin Resistance of Staphylococcus aureus Strains Isolated from Urfa Cheeses ABSTRACT In this study, the coagulase and DNase enzyme activities and methicillin resistance characteristics of S. aureus strains isolated from Urfa cheese samples sold in Istanbul and Şanlıurfa were determined. S. aureus strains isolated from cheese samples by using Baird Parker Agar containing egg yolk tellurite were tested for coagulase activity using rabbit blood plasma, DNase activity and methicillin resistance using DNase and Orsab agars. A total of 52 Urfa cheese samples were analyzed. Mean S. aureus load was 4.48±1.76 log cfu/g in 48 (92%) samples and only 25% of the samples were in good accordance with the limit imposed by the Turkish Food Codex. Of the 64 S. aureus isolates, 22 (34.4%) were coagulase positive, 31 (48.4%) were DNase positive, and 20 (31.25%) were resistant to methicillin. Results indicated that Urfa cheese samples may have high enterotoxin producing potential and methicillin resistant S. aureus isolates, so consumption of these cheeses could threat public health. Keywords: Urfa cheese, S. aureus , Coagulase, DNase, Methicilin resistance 29 GİRİŞ Güvenli ği Otoritesi 2009 yılında gıda üretiminde kullanılan hayvanlarda MRSA su şlarının tespitinin halk Peynir yüksek su içeri ği, pH’sı ve içerdi ği bileşiklerin sa ğlı ğı açısından artan öneminin altını çizmi ş, MRSA çe şitlili ği nedeniyle mikroorganizmaların geli şmesi için ta şıyıcısı hayvan ve insanların ve ayrıca gıda ve iyi bir kültür ortamı olu şturmaktadır [1]. Peynir çevrenin kontaminasyon durumunu belirleyici çalı şmalar teknolojisinde pastörizasyonun yapılmadı ğı veya yeterli yapılmasını önermi ştir [33, 34]. olmadı ğı durumlarda Escherichia , Salmonella , Staphylococcus , Brucella , Yersinia gibi patojenlerle Bu çalı şmada, İstanbul ve Şanlıurfa’da satı şa sunulmu ş kontaminasyon, sa ğlık açısından sorun Urfa peyniri örneklerinden izole edilen S. aureus olu şturabilmektedir [2, 3]. su şlarında enterotoksin üretim potansiyelinin ortaya konulması açısından koagulaz ve DNaz enzim Staphylococcus aureus , dünyada gıda kaynaklı aktiviteleri ve su şların metisilin dirençlilik özellikleri zehirlenme etkeni patojenlerin ba şında gelmektedir. S. de ğerlendirilmi ştir. aureus çevreden sık izole edilmekle birlikte do ğal kayna ğı insan olup, burun ve bo ğaz bo şlu ğunu örten MATERYAL ve METOT mukoz dokuda da yaygın olarak yer almaktadır. Deride, yüzde, ellerde, insan ve hayvan dı şkılarında, özellikle Bu çalı şma kapsamında, 2015 yılı Ağustos-Kasım ayları iltihaplı yaralarda, çıban ve sivilcelerde yo ğun olarak arasında İstanbul’daki marketlerden toplanan, 6’sı bulunmaktadır [4]. S. aureus , süt hayvanlarında da açıkta, 9’u ise ambalajda satılan toplam 15 adet ve mastitis hastalı ğının en önemli etmenlerinden biri olarak Şanlıurfa’daki halk pazarı ve marketlerden toplanan, rol oynamakta ve buna ba ğlı olarak mastitisli hayvan tümü açıkta satılan 37 adet Urfa peyniri örne ği S. aureus sütlerinde sıklıkla bulunmaktadır [5]. Stafilokok kaynaklı varlı ğı yönüyle analiz edilmi ştir. Peynir örneklerinin gıda zehirlenmelerine kontamine süt ve ürünlerinin, ağırlıklı olarak inek sütü kullanılarak ve salamurada özellikle hijyenik olmayan ko şullarda elde edilmi ş çi ğ üretildi ği görülmü ştür (Tablo 1). Peynir örnekleri sütlerden yapılmı ş peynirlerin tüketimi yol açmaktadır. Şanlıurfa ve İstanbul’da toplandıktan sonra buzdolabı S. aureus ’un bazı su şları protein yapısında, ısıya ko şullarında (+4°C) muhafaza edilerek laboratuvara dirençli, suda çözünebilen stafilokokal enterotoksinler ula ştırılıp kısa süre içerisinde mikrobiyolojik analize üreterek gıda zehirlenmelerine neden olmaktadır. alınmı ştır. Toplam 52 adet Urfa peyniri örne ğinden elde Enterotoksinler, S. aureus ’un gıdalarda geli şimi edilen 64 adet tipik (n=24) ve atipik (n=40) özellikte S. süresince sentezlenmektedir [5, 6]. Enterotoksin üreten aureus izolatı koagulaz ve DNaz enzim aktiviteleri ve S. aureus su şlarında lesitinaz, koagülaz, termonükleaz su şların metisilin dirençlilik özellikleri yönüyle ve DNaz enzim aktivitesi de bulunmaktadır [7-10]. de ğerlendirilmi ştir. Urfa peynir örneklerinden S. aureus Gıdalarda enterotoksijenik S. aureus’ un varlı ğı ile ilgili izolasyonu amacıyla steril stomacher torbaları içine ulusal ve uluslararası birçok ara ştırma bulunmaktadır aseptik ko şullarda 10’ar g tartılıp üzerine 90 mL steril [11-22]. serum fizyolojik (SF) eklenerek Stomacher (Interscience- BagMixer® 400) cihazında 1 dakika Standart bir üretim yönteminin bulunmadı ğı belirtilen boyunca homojenize edilmi ştir. Elde edilen Urfa peyniri, genellikle Güneydo ğu Anadolu homojenizattan dilüsyonlar yapılmı ştır. Hazırlanan Bölgesi’ndeki köylerde geleneksel yöntemlerle ve dilüsyonlardan egg-yolk tellurit (Merck) içeren steril ağırlıklı olarak çi ğ inek, koyun ve keçi sütlerinden Baird Parker Agar (BPA, Fluka) besiyeri yüzeyine 0.1 üretilmektedir. Bölgedeki hayvan hastalıklarının mL aktarılarak Drigalski özesi yardımıyla yüzeye yayma yaygınlı ğı, hijyenik olmayan ahır ortamı ve sa ğım yöntemi ile ekimler gerçekle ştirilmi ştir. Ekim yapılan ko şulları ile ortam sıcaklı ğının yüksek olması gibi Petri kutuları 37°C’de 24-48 saat inkübasyona nedenlerle peynir yapımında dü şük mikrobiyolojik bırakılmı ştır. Bu süre sonunda BPA besiyerinde olu şan kalitedeki çi ğ sütlerin kullanılması, üretim sırasında siyah renkli ve etrafında berrak ve mat zon bulunan hijyen kurallarına uyulmaması ve bu ko şullarda üretilen koloniler tipik S. aureus, siyah renkli ve etrafında zon peynirlerin taze olarak satı şa sunulması halk sa ğlı ğı için olmayan koloniler ise atipik S. aureus olarak sorun olu şturmaktadır [17, 23-28]. de ğerlendirilerek sayım alınmı ştır [11]. BPA besiyerlerinde geli şen tipik ve atipik S. aureus kolonileri Antibiyotik direnci dünya çapında önemli bir halk sa ğlı ğı Tryptic Soy Agar (TSA, Merck) besiyerinde safla ştırılmı ş sorunudur [29]. Antibiyotiklerin insan ile hayvan ve Tryptic Soy Broth (TSB, Merck) besiyeri içeren hastalıklarında ve hayvan yeti ştiricili ğinde yanlı ş %30’luk gliserol içinde -20°C’de saklanmı ştır. İzolatların kullanımı sonucu pek çok bakteri antibiyotiklere dirençli tanımlanması amacıyla Gram boyama, katalaz testi ve hale gelmi ştir [30]. Son yıllarda gıdalardan izole edilen mannitol fermentasyon testleri uygulanmı ştır [11]. çoğu bakteriyel etkenin de antibiyoti ğe artan oranda direnç gösterdi ği belirtilmektedir [6]. Koagülaz Testi Metisiline dirençli S. aureus (MRSA) su şlarının varlı ğı ilk Urfa peynirinden izole edilen tipik ve atipik S. aureus olarak 1960’lı yıllarda bildirilmi ştir. 1980’li yıllara kadar izolatlarına tüpte uygulanan koagülaz testi için, tüplere MRSA enfeksiyonları hastaneler ve öncelikli olarak da 1/5 oranında sulandırılan tav şan kan plazmasından immun sistemi bastırılmı ş bireyler ile sınırlı olmu ş, (Bactident® Coagulase, Merck) 0.25 mL aktarılıp, 1980’lerin sonu ve 1990’ların ba şından itibaren MRSA Tryptic Soy broth besiyerinde 18-24 saat süreyle dünya çapında halk sağlı ğını ilgilendiren önemli bir canlandırılan izolatlardan 0.05 mL miktarda ilave enfeksiyon ajanı olarak tanınmı ştır [31, 32]. Avrupa Gıda edilmi ştir. Tüpler 37°C’de inkübasyona bırakılmı ş ve ilk 30 K.K. Bingöl, S.Ö. To ğay Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35 6 saat boyunca her saat koagülasyonun saptanması stafilokok olarak de ğerlendirilmi ştir [35]. Bu testte pozitif amacıyla kontrol edilmi ştir. Koagülasyon saptanmayan kontrol amacıyla Staphylococcus aureus ATCC 25923 tüplerin 24 saat daha inkübasyonu sürdürülmü ş ve test su şu kullanılmı ştır. sonucunda reaksiyon veren izolatlar koagülaz pozitif Tablo 1. Urfa peyniri örneklerinin illere ve niteliklerine göre da ğılımı (adet/yüzde) İller Peynir örnekleri Salamura Taze Koyun İnek Açıkta Ambalajlı Şanlıurfa 37 (%71) 26 (%70) 11 (%30) 4 (%11) 33 (%89) 37 (%100) 0 (%0) İstanbul 15 (%29) 15 (%100) 0 (%0) 0 (%0) 15 (%100) 6 (%40) 9 (%60) DNaz Testi temin edilmesi ve peynirlerin üretiminde çi ğ süt kullanılmasından kaynaklanabilece ği dü şünülmü ştür. DNaz aktivitesi özellikle koagülaz negatif reaksiyon veren S. aureus’ ların patojenitelerinin tayinine yardımcı Şahan ve ark. [20] tarafından gerçekle ştirilen bir olmaktadır [36]. İzolatların patojenite potansiyellerinin çalı şmada taze Urfa peynirlerinin %10’unda ortalama do ğrulanması amacıyla 24 saatlik aktif kültürlerden 3.1x10 3 kob/g düzeyinde S. aureus saptanırken DNaz Test Agar (Merck) besiyerine inokülasyon salamura Urfa peynirlerinde etkene rastlanmadı ğı gerçekle ştirilmi ş ve 37°C’de 24-48 saat aerobik görülmü ştür. Bu durumun, tuzun mikroorganizmalar ko şullarda inkübe edilmi ştir. İnkübasyon sonunda üzerindeki inhibe edici etkisinden kaynaklanabileceği kolonilerin üzerine 1 mL HCl çözeltisi aktarılmı ş ve vurgulanmı ştır. Bu çalı şmada ise analize alınan peynir kolonilerin etrafında berrak zon olu şan izolatlar DNaz örneklerinin a ğırlıklı olarak salamura olmasına ra ğmen pozitif olarak de ğerlendirilmi ştir (Şekil 1). yüksek stafilokok yüküne sahip olması peynir yapımında kullanılan çi ğ sütün mastitisli hayvanlardan elde edilmi ş Metisilin Direnci Testi [39] ve etkenin tuz toleransının yüksek olabilece ği olasılı ğını [40] akla getirmektedir. S. aureus ’un tuza Tipik ve atipik S. aureus izolatlarının metisiline direnç kar şı yüksek tolerans gösterdi ği, %10–20 düzeylerindeki özelliklerinin kontrolü amacıyla Orsab (Oxoid) Agar tuz deri şimlerinde de üreyebildi ği, tuz miktarındaki besiyerine izolatların 24 saatlik aktif kültürlerinden artı şın ortamdaki rekabetçi florayı da baskılayarak S. inokülasyon gerçekle ştirilmi ştir. Petriler 37°C’de 24-48 aureus ’un geli şimini hızlandırabildi ği bildirilmi ştir [40]. saat süreyle inkübe edilmi ştir. İnkübasyon sonunda mavi Urfa peynirinin mikrobiyolojik, kimyasal ve duyusal koloni olu şturarak (Şekil 2) üreyen izolatlar metisiline özelliklerinin belirlendi ği bir çalı şmada ise [17], 30 adet dirençli olarak de ğerlendirilmi ştir [37]. peynir örne ğinin 7’sinde ortalama 1.3x10 3 kob/g düzeyinde S. aureus tespit edilmi ştir. Çalı şmada peynir BULGULAR ve TARTI ŞMA örneklerinin S. aureus yükünün fazla olmasının, peynirlerin çi ğ sütten üretilmesinden ve üretim Mastitise yol açması nedeniyle süt ve ürünlerinde sık ko şullarının ve/veya saklama ko şullarının kötü görülen ve gıda kaynaklı intoksikasyon etkenlerden biri olmasından kaynaklanabilece ği vurgulanmı ştır. olan S. aureus ’un geli şimi ve toksin olu şturması için uygun bir ortam olan peynirlerin istenmeyen ko şullarda Urfa peyniri örneklerinden elde edilen toplam 64 adet S. hazırlanması ve tüketime sunulması halk sa ğlı ğı aureus izolatının tümünün Gram pozitif ve mikroskobik açısından risk olu şturmaktadır [38, 39]. incelemede tipik stafilokok (üzüm salkımı) görünümünde ve katalaz pozitif oldu ğu gözlenmi ştir. Tipik (n=24) ve Çalı şma kapsamında analiz edilen toplam 52 adet Urfa atipik (n=40) özellikteki izolatların 22’sinin (%34.4) peyniri örne ğinin 48’inde (%92) S. aureus üremesi koagülaz pozitif, 31’inin (%48.4) DNaz pozitif olduğu gözlenmi ştir. İstanbul’dan toplanan 15 adet peynir belirlenmi ştir. Ayrıca izolatların 20’sinin (%31.25) örne ğinin 14’ünde (%93), Şanlıurfa’dan toplanan 37 metisiline kar şı dirençli oldu ğu tespit edilmi ştir (Tablo 2). örne ğin ise 34’ünde (%92) tipik ve atipik özellikte S. Çalı şmada atipik özellikteki izolatların arasında da aureus kolonileri tespit edilmi ştir. Üreme görülen koagulaz pozitif (n=8), DNaz pozitif (n=18) karakterde ve peynirlerdeki S. aureus yükünün ortalama 4.48±1.76 metisiline dirençli (n=10) izolatlar oldu ğu görülmü ştür. (2.0–7.3) log kob/g düzeyinde ve 7 adet peynir (Tablo 3) ( Şekil 1 ve Şekil 2). Ayrıca tipik özellikteki 6 örne ğinde ise 10 5 kob/g üzerinde üreme oldu ğu adet ve atipik özellikteki 1 adet izolatın koagulaz ve görülmü ştür. Bu yüksek stafilokok yükünün analize DNaz pozitif reaksiyon gösterdi ği, ayrıca metisiline alınan Urfa peyniri örneklerinin a ğırlıklı olarak dirençli oldu ğu belirlenmi ştir. geleneksel yöntemlerle üretim yapılan Şanlıurfa’dan Tablo 2. S. aureus izolatlarına ait bazı biyokimyasal test sonuçlarının da ğılımları (adet/yüzde) Testler Pozitif izolat sayısı (%) Negatif izolat sayısı (%) Koagülaz 22 (34.37) 42 (65.62) DNaz 32 (50) 32 (50) Metisilin direnci 20 (31. 25) 44 (68. 75) 31 K.K. Bingöl, S.Ö. To ğay Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35 Tablo 3. Urfa peyniri kaynaklı tipik ve atipik S. aureus izolatlarının koagulaz, DNaz ve metisilin dirençlilik testlerindeki da ğılımı Tipik S. aureus İzolatları (n = 24) Atipik S. aureus İzolatları (n = 40) Koagülaz DNaz Metisilin Direnci Koagülaz DNaz Metisilin Direnci Pozitif Negatif Pozitif Negatif Pozitif Negatif Pozitif Negatif Pozitif Negatif Pozitif Negatif 14 10 14 10 10 14 8 32 18 22 10 30 görülmü ştür. Bu durumun peynirlerin üretildi ği süte mastitisli sütlerin karı şması ya da sütün meme, sa ğım işlemi, personel ve çevresel kaynaklar ile kontamine olmu ş olabilece ğini dü şündürmektedir [44]. Urfa peynirlerinde mevsimsel ve hijyenik ko şullardan dolayı mikrobiyal kontaminasyonun yaygın oldu ğu ve yerel pazarlardan toplanan Urfa peyniri örneklerinde önemli oranda Escherichia coli ve S. aureus kontaminasyonu görüldü ğü belirtilmi ştir [45]. Şanlurfa’da farklı marketlerden toplanan 11 adet Urfa peynirinin mikrobiyal kalitesinin peynirlerin olgunla şması süresince (7., 30. ve 60. günlerde) incelendi ği bir ba şka çalı şmada ise peynir örneklerinin mikrobiyolojik kalitesinin iyi Şekil 1. S. aureus izolatlarında DNaz test sonuçları olmadı ğı ancak olgunla şma sürecinin mikrobiyolojik kaliteyi olumlu etkiledi ği sonucuna varılmı ş ve Urfa peynirinin tüketilmesinin halk sa ğlı ğı açısından risk olu şturdu ğu belirtilmi ştir [18]. Şanlıurfa’da satı şa sunulan taze Urfa peyniri örneklerinin %62.5’inde ortalama 4.2x10 3 kob/g düzeyinde Staphylococcus spp. belirlendi ği, bu örneklerin bir kısmında S. aureus tespit edildi ği ve salamura edilmi ş peynir örneklerinin 5-6 ay süreyle so ğuk hava depolarında bekletmenin mikrobiyal kaliteyi olumlu etkiledi ği ifade edilmi ştir [19]. Bu çalı şmada Urfa peyniri kaynaklı stafilokok izolatlarının %31’inde DNaz aktivitesi, %10.2’sinde ise hem koagulaz hem DNaz aktivitesi tespit edilmiştir. S. aureus ’ların koagülaz ve DNaz enzim üretimleri Şekil 2. S. aureus izolatlarında metisilin dirençlilik test arasında sıkı bir ili şki oldu ğu belirtilmektedir. DNaz sonuçları aktivitesinin belirlenmesi patojenik stafilokokların normal flora üyelerinden ayrılmasında önem ta şımaktadır. DNaz Stafilokokal intoksikasyonun, enterotoksijenik pozitif izolatlar, S. aureus ’ların patojenite tanımında etkili stafilokokların üründe en az 10 5 kob/g-mL sayısına olup, sa ğlık için tehdit olu şturdu ğu belirtilmektedir [46]. ula şmasından sonra olu ştu ğu bilinmektedir [39, 41]. S. aureus 'un bütün su şları enterotoksin olu şturmamakla Türk Gıda Kodeksi Mikrobiyolojik Kriterler birlikte, koagülaz pozitif stafilokokların enterotoksin Yönetmeli ği’nde peynirlerde koagülaz pozitif S. aureus üretme potansiyellerinin yüksek oldu ğu belirtilmektedir düzeyi 10 2-10 3 kob/g aralı ğında verilmi ştir [47]. Bu [42]. Bu çalı şmada 7 örnekte 10 5 kob/g üzerinde S. çalı şmada analize alınan 52 adet peynir örne ğinin aureus üremesi olmu ş ve bu örneklerden izole edilen S. sadece 13 (%25) tanesinin bu kriterlere uygunluk aureus su şları koagülaz pozitif bulunmu ştur. Bu peynir gösterdi ği belirlenmi ştir. örneklerinde tespit edilen S. aureus ’ların enterotoksin üretme riski di ğer örneklere göre daha yüksektir. Ayrıca çalı şma kapsamında de ğerlendirilen Urfa peyniri Yapılan bir çalı şmada Erzincan tulum peynirlerinde kaynaklı S. aureus izolatlarında metisiline dirençli su şlar enterotoksijenik Staphylococccus bulunmazken, tespit edilmi ştir. Son yıllarda sıkça kar şıla şılan enterotoksin varlı ğı saptanmı ştır. Peynirde dü şük MRSA’ların ta şınımında gıda kaynaklı bula şmalar sayılarda S. aureus olması veya hiç saptanamamasının önemli rol oynamaktadır [48]. İtalya’da yapılan bir bu ürünlerde toksin olmadı ğı anlamına gelmedi ği, bu çalı şmada hayvansal kaynaklı gıdalardan elde edilen S. nedenle süt ve ürünlerinin S. aureus kaynaklı aureus izolatlarının içinde metisiline dirençli su şlar zehirlenmeler açısından risk ta şımaması için toksin saptanmı ştır [11]. Ulusal ve uluslararası literaturde Urfa bulunmaması gerekti ği bildirilmi ştir. Peynirde S. aureus peyniri kaynaklı S. aureus izolatlarında metisilin varlı ğı peynirin dü şük mikrobiyolojik kalitesini dirençlili ğinin ara ştırıldı ğı bir çalı şmaya rastlanmasa da göstermesinin yanı sıra halk sa ğlı ğı için de potansiyel bir geleneksel peynir kaynaklı izolatlarda metisilin direncinin tehlikeye i şaret etmektedir [43]. yaygınlı ğına ili şkin yapılmı ş çe şitli çalı şmalar bulunmaktadır [49, 50]. Bu çalı şmalardan birinde Bu çalı şmada Urfa peyniri örneklerinden elde edilen Erzincan’dan alınan tulum peynir örneklerinden izole stafilokok izolatlarının %34’ünün koagulaz pozitif oldu ğu edilen S. aureus izolatlarının %14.7’sinde oksasilin- 32 K.K. Bingöl, S.Ö. To ğay Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35 metisilin dirençlili ği tespit edilmi ştir. Erzincan tulum [7] Ünlütürk, A., Turanta ş, F., 1999. Gıda Güvenli ği, peynirinin S. aureus ile kontaminasyon oranının yüksek Mikrobiyolojik Kriterler ve Hızlı Mikrobiyolojik olması ve izolatların antibiyotik dirençlili ği göz önünde Yöntemler. In Gıda Mikrobiyolojisi, Editör A. bulunduruldu ğunda halk sa ğlı ğı açısından risk Ünlütürk, F. Turanta ş, Meta Basım, Bornova, İzmir, olu şturabilece ği ifade edilmi ştir [49]. Bir ba şka 583s. çalı şmada çiğ süt, peynir ve peynir altı suyundan olu şan [8] Hu, Y., Meng, J., Shia, C., Hervin, K., Fratamico, toplam 81 örnekten izole edilen 40 adet S. aureus P.M., Shi, X., 2013. Characterization and su şunun %15’inin oksasillin-metisilin direncine sahip comparative analysis of a second thermonuclease oldu ğu saptanmı ştır. Çiğ sütteki stafilokok varlı ğının halk from Staphylococcus aureus . Microbiological sa ğlı ğı için sorun olu şturması nedeniyle pastörize Research 168: 174-182. edilmemi ş süt ile yapılan tüm ürünlerin üretim, depolama [9] Subathra Devi, C., Mohanasrinivasan, V., ve ticarile ştirilmesi sürecinde denetimlerin çok dikkatli Subramaniam, V., Parashar, M., Vaishnavi, B., yapılması gerekti ği belirtilmi ştir [50]. Jemimah Naine, S., 2016. Molecular characterization and potential assessment of SONUÇ extracellular DNase producing Staphylococcus aureus VITSV4 isolated from bovine milk. Iranian Çalı şmada a ğırlıklı olarak çi ğ sütten geleneksel Journal of Science and Technology Transactions yöntemlerle üretilen Urfa peynirlerinden elde edilen S. A: Science 40: 191-199. aureus izolatlarının birço ğunun enterotoksin üretme [10] Bogdanovicova, K., Necidova, L., Harustiakova, D., potansiyelinde olan koagülaz pozitif ve DNaz pozitif Janstova, B., 2017. Milk powder risk assessment özellikte ve ayrıca metisiline dirençli oldukları with Staphylococcus aureus toxigenic strains. Food belirlenmi ştir. Çalı şma sonucunda halk sa ğlı ğını tehdit Control 73: 2-7. eden bu peynirlerin tüketilmesinin riskli oldu ğu, [11] Normanno, G., Firinu, A., Virgilio, S., Mula, G., geleneksel yöntemle veya endüstriyel olarak Urfa Dambrosio, A., Poggiu, A., 2005. Coagulase- peynirlerinin üretiminde mutlaka sa ğlıklı hayvanlardan positive resistant staphylococci and S. aureus in elde edilen çi ğ sütün tercihen pastörize edilerek food products marketed in ltaly. International kullanılması, üretim a şamasında meydana gelebilecek Journal of Food Microbiology 98: 79-73. çapraz kontaminasyonları ve depolama ve satı ş [12] Atanassova, V., Meindl, A., Ring, C., 2001. aşamalarında so ğuk zincirin kırılmasını önlemeye Prevalence of S. aureus and staphylococcal yönelik tedbirler alınması gerekti ği dü şünülmektedir. enterotoxins in raw pork and uncooked smoked ham a comparison of classical culturing detection KAYNAKLAR and RFLP - PCR. Journal of Food Protection 63: 1153-1144. [1] Aguilar, C.E.G., Rossi Junior, O.D., Vidal, A.M.C., [13] Vitale, M., Scatassa, M., Cardamone, C., Oliveri, Ribeiro, L.F., Rossi, G.A.M., 2016. Microbial quality G., Piraino, C., Alduina, R., 2015. Staphylococcal of industrial and retail market grated parmesan food poisoning case and molecular analysis of cheese in the State of São Paulo, Brazil. Ciência toxin genes in Staphylococcus aureus strains Rural 46(12): 2257-2263. isolated from food in Sicily, Italy . Foodborne [2] Donely, C.W., 1990. Concerns of microbial Pathogens and Disease 12(1): 23-21. pathogens in association with dairy foods. Journal [14] Zhang, Z., Liu, W., Xu, H., Aguilar, Z. P., Shah, N. of Dairy Science 5(73): 16661-1656. P., Wei, H., 2015. Propidium monoazide combined [3] Guzman-Hernandez, R., Contreras-Rodriguez, A., with real-time PCR for selective detection of viable Hernandez-Velez R., Perez-Martinez I., Lopez- Staphylococcus aureus in milk powder and meat Merino, A., Zaidi, M.B., Estrada-Garcia, T., 2016. products. Journal of Dairy Science 98(3):1633- Mexican unpasteurised fresh cheeses are 1625. contaminated with Salmonella spp., non-O157 [15] Tekin şen, K.K., Elmalı, M., 2006. Taze Civil (Çeçil) Shiga toxin producing Escherichia coli and peynirin bazı mikrobiyolojik özellikleri. Atatürk potential uropathogenic E. coli strains: a public Üniversitesi Veteriner Bilimleri Dergisi 1(3-4): 78- health risk. International Journal of Food 81. Microbiology 237: 10-16. [16] Öksüztepe, G., Patır, B., Dikici, A., İlhak, O.İ., [4] Castro, A., Santos, C., Meireles, H., Silva, J., 2009. Elazı ğ’da tüketime sunulan vakum paketli Teixeira, P., 2016. Food handlers as potential taze ka şar peynirlerinin mikrobiyolojik ve kimyasal sources of dissemination of virulent strains of kalitesi. Fırat Üniversitesi Sa ğlık Bilimleri Veteriner Staphylococcus aureus in the community. Journal Dergisi 23(2): 89-94. of Infection and Public Health 9: 153-160. [17] Yeti şmeyen, A., Yıldız, F., 2003. Urfa peynirlerinin [5] Kümmel, J., Stessl, B., Gonano, M., Walcher, G., mikrobiyolojik, kimyasal ve duyusal niteliklerinin Bereuter, O., Fricker, M., Ehling-Schulz, M., 2016. saptanması. Gıda 28(3): 294-287. Staphylococcus aureus entrance into the dairy [18] Uraz, G., Co şkun, S., Özer, B., 2008. Microflora chain: tracking S. aureus from dairy cow to cheese. and pathogen bacteria ( Salmonella, Klebsiella Frontiers in Microbiology 7: 1-11. Yersinia, Pseudomonas, Aeromonas, Esherichia [6] Can, H.Y., Çelik, T.H., 2012. Detection of coli, Staphylococcus aureus ) in Urfa cheese (A enterotoxigenic and antimicrobial resistant S. traditional white-brined Turkish cheese). Pakistan aureus in Turkish cheeses. Food Control 24: 100- Journal of Nutrition 7(5): 635-630. 103. 33 K.K. Bingöl, S.Ö. To ğay Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35 [19] Ya şar, F., 2007. Şanlıurfa’da satı şa sunulan taze, 1-15. tuzlu ve beyaz peynirlerin mikrobiyolojik özellikleri. [32] Basanisi, M.G., La Bella, G., Nobili, G., Franconieri, Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi Sa ğlık I., La Salandra G., 2017. Genotyping of methicillin- Bilimleri Enstitüsü Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, resistant Staphylococcus aureus (MRSA) isolated Şanlıurfa. from milk and dairy products in South Italy. Food [20] Şahan, N., Var, I., Akın, S.M., 1998. Taze Urfa Microbiology 62: 141–146. peynirlerinin mikrobiyolojik özellikleri ve bazı [33] EFSA., 2009. Assessment of the public health bakterilerin aranması. V. Süt ve Süt Ürünleri significance of meticillin resistant Staphylococcus Sempozyumu , 21-22 Mayıs, Tekirda ğ, MPM aureus (MRSA) in animals and foods - scientific Yayınları, No: 621, 315-327. opinion of the panel on biological hazards. EFSA [21] Suzuki, Y., Matsushita, S., Kubota, H., Kobayashi, Journal 993: 1-73. M., Murauchi, K., Higuchi, Y., Kato, R., Hirai A., [34] Carfora, V., Caprioli, A., Marri, N., Sagrafoli, D., Sadamasu, K., 2016. Identification and functional Boselli, C., Giacinti, G., Giangolini, G., Sorbara, L., activity of a staphylocoagulase type XI variant Dottarelli, S., Battisti, A., Amatiste, S., 2015. originating from staphylococcal food poisoning Enterotoxin genes, enterotoxin production, and isolates. Letters in Applied Microbiology 63: 172- methicillin resistance in Staphylococcus aureus 177. isolated from milk and dairy products in Central [22] Macori, G., Bellio, A., Bianchi, D.M., Gallina, S., Italy. Short communication. International Dairy Adriano, D., Zuccon, F., Chiesa, F., Acutis, P.L., Journal 42: 12-15. Casalinuovo, F., Decastelli, L., 2016. Molecular [35] Temiz, A., 2010. Genel Mikrobiyoloji Uygulama typing of Staphylococcus aureus isolate Teknikleri, Hatibo ğlu Yayınevi 5. Baskı, Ankara. responsible for staphylococcal poisoning incident in [36] Winn, W., Allen, S., Janda, W., Koneman, E., homemade food. Italian Journal of Food Safety 5: Procop, G., Schreckenberger, P., Woods, G., 2006. 116-120. Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic [23] Sert, S., Kıvanç, M., 1984. Erzurum piyasasında Microbiology, Lippincott Williams & Wilkins, UK. taze olarak tüketime sunulan beyaz peynirlerin [37] Perry, J.D., Davies, A., Butterworth, L.A., Hopley, kaliteleri üzerinde bir ara ştırma. Atatürk A.L.J., Nicholson, A., Gould, F.K., 2004. Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 15: 79-89. Development and evaluation of a chromogenic [24] Akın, M.S., Şahan, N., 1998. Şanlıurfa’da üretilen agar medium for methicillin-resistant taze Urfa Peynirlerinin Kimyasal ve Duyusal Staphylococcus aureus . Journal of Clinical Özelliklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Ara ştırma. V. Microbiology 42(10): 4519-4523. Süt ve Süt Ürünleri Sempozyumu (Geleneksel Süt [38] Hennekinne, J.A., De Buyser, M.L., Dragacci, S., Ürünleri). Tekirda ğ 282-296. 2012. Staphylococcus aureus and its food [25] Kirmaci, H.A., 2016. Effect of wild strains used as poisoning toxins: characterization and outbreak starter cultures on free fatty acid profile of Urfa investigation. FEMS Microbiology Reviews 36(4): cheese. Polish Journal of Food and Nutrition 836-815. Sciences 66(4): 303-310. [39] Martin, J.G.P., Silva, G.O., Fonseca, C.R., [26] Özer, H.B., Atasoy, A.F., Akın, M.S., 1999. Morales, C.B., Silva, C.S.P., Miquelluti, D.L., Pastörizasyon ve ha şlama i şlemlerinin geleneksel Portoa, E., 2016. Efficiency of a cleaning protocol Urfa peynirlerinin mikrobiyolojik ve kimyasal for the removal of enterotoxigenic Staphylococcus nitelikleri üzerine etkileri. Harran Üniversitesi Ziraat aureus strains in dairy plants. International Journal Fakültesi Dergisi 7(3): 83-77. of Food Microbiology 238: 295–301. [27] Özer, H.B., Atasoy, A.F., Akın, M.S., 2002. İnek ve [40] Yıldırım, T., Sırıken, B., Yavuz, C., 2016. Çiğ süt ve koyun sütlerinden geleneksel yöntemle üretilen peynirlerde koagulaz pozitif stafilokoklar. Veteriner Urfa peynirlerinin bazı kalite özelliklerinin Hekimler Derne ği Dergisi 87(2): 3–12. belirlenmesi üzerine bir ara ştırma. Gıda 27(5): 325- [41] Demirel, N.N., Karapınar, M., 2004. Incidence of 331. Staphylococcus aureus and its enterotoxins in [28] Yalçın, S., Ardıç, M., Nizamlıo ğlu, M., 2007. Urfa various cheeses sold at retail markets of Izmir City. peynirinin bazı kalite nitelikleri. Atatürk Üniversitesi Akademik Gıda 2(10): 25-27. Veteriner Bilimleri Dergisi 2(3): 95-90. [42] Veras, J.F., Do Carmo, L.S., Tong, L. C., Shupp, J [29] Hwang, I.Y., Koh, E., Kim, H.R., Yew, W.S., W., Cummings, C., Dos Santos, D.A., Cerqueira, Chang, M.W., 2016. Reprogrammable microbial M.M.O.P., Cantini, A., Nicoli, J.R., Jett, M., 2008. A cell-based therapeutics against antibiotic-resistant study of the enterotoxigenicity of coagulase- bacteria. Drug Resistance Updates 27: 59–71. negative and coagulase-positive staphylococcal [30] Cabello, F.C., Godfrey, H.P., 2016. Even isolates from food poisoning outbreaks in Minas therapeutic antimicrobial use in animal husbandry Gerais, Brazil. International Journal of Infectious may generate environmental hazards to human Diseases 12: 410-415. health. Environmental Microbiology 18(2): 311– [43] Dı ğrak, M, Yılmaz, Ö, Çelik, S, Özçelik, S., 1996. 313. Elazı ğ'da satı şa sunulan taze beyaz peynirlerin [31] Doulgeraki, A.I., Di Ciccio, P., Ianieri, A., Nychas mikrobiyolojik kalitesi ve ya ğ asitleri analizi. Turkish G.J.E., 2016. Methicillin-resistant food-related Journal of Biology 20: 221-230. Staphylococcus aureus : a review of current [44] Evrensel, S.S., Temelli, S., Anar, Ş., 2003. Mandıra knowledge and biofilm formation for future studies düzeyindeki işletmelerde beyaz peynir üretiminde and applications. Research in Microbiology 168(1): kritik kontrol noktalarının belirlenmesi. Turkish 34 K.K. Bingöl, S.Ö. To ğay Akademik Gıda 15(1) (2017) 29-35 Journal of Veterinary and Animal Science 8(2): 35- negatif stafilokok’ların biyofilm üretimi ve DNaz 34. aktivitelerinin belirlenmesi. Türk Hijyen ve Deneysel [45] Ozer, H.B., Uraz, G., Beyzi-Yilmaz, E., Atasoy A.F., Biyoloji Dergisi 69(3): 135-142. 2004. The effects of brine concentration and [49] Özpınar, N., 2011. Erzincan tulum peynirinden scalding on survival of some pathogens in urfa izole edilen Staphylococcus aureus izolatlarında cheese: a traditional white-brined turkish cheese. antibiyotik direncinin ve biyofilm olu şturma International Journal of Food Science and özelli ğinin fenotipik ve genotipik olarak Technology 39: 727–735. belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Erciyes [46] Devriese, L. A., Oeding, P., 1975. Coagulase and Üniversitesi Sa ğlık Bilimleri Enstitüsü, Veteriner heat resistant nuclease producing Staphylococcus Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Kayseri. epidermidis strains from animals. Journal of [50] Bendahou, A., Lebbadi, M., Ennanei, L., Essadqui, Applied Bacteriology 39: 207-197. F.Z., Abid, M., 2008. Characterization of [47] Türk Gıda Kodeksi Mikrobiyolojik Kriterler Tebli ği. Staphylococcus species isolated from raw milk and 29.12.2011 Sayı: 28157. Ankara. milk products (lben and jben) in North Morocco. http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2011/12/2011 Journal of Infection in Developing Countries 2(3): 1229M3-6.htm 225-218. [48] Gündo ğan, N., Ataol, Ö., 2012. Et örneklerinden izole edilen Staphylococcus aureus ve koagülaz 35 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42, DOI: 10.24323/akademik-gida.305776 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Fındık, Zeytin ve Pamuk Ya ğlarında Peroksit Olu şum Kineti ği Sema Kaya, Emre Bakkalba şı, İsa Cavido ğlu Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Van Geli ş Tarihi (Received): 10.07.2016, Kabul Tarihi (Accepted): 31.03.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] ( İ. Cavido ğlu) 0 432 444 50 65 / 21152 0 432 225 17 30 ÖZ Bu çalı şmada hızlandırılmı ş oksidasyon ko şullarında (45, 60 ve 75°C sıcaklık, 1 mL/s hızında hava akımı) ticari fındık, pamuk ve zeytinya ğı örneklerinde peroksit olu şumu ara ştırılmı ştır. Çalı şmada kullanılan fındık ve zeytinya ğlarının ya ğ asidi kompozisyonları analizinde yüksek düzeyde oleik asit içerdi ği, pamuk ya ğının ise palmitik ve linoleik asit açısından zengin oldu ğu saptanmı ştır. Fındık, pamuk ve zeytin ya ğlarının toplam tokoferol içeriklerinin ise sırasıyla, 101.14, 232.7 ve 37.93 mg/kg oldu ğu tespit edilmi ştir. Verilerin kinetik de ğerlendirilmesi, sıcaklık artışıyla peroksit olu şumunun 0. dereceden reaksiyona yaklaştı ğını ve reaksiyon hız sabitinin artı ş gösterdi ğini ortaya koymaktadır. Fındık, zeytin ve pamuk ya ğlarında peroksit olu şumu için gerekli aktivasyon enerjisi de ğerleri sırasıyla, 83.02, 80.85 ve 105.90 kJ/mol ve frekans faktörü de ğerleri sırasıyla, 3.98x10 12 , 2.52x10 12 ve 2.91x10 16 h-1 olarak saptanmı ştır. Çalı şmada kullanılan ya ğlar arasında pamuk ya ğının peroksit olu şumu için en yüksek aktivasyon enerjisine gereksinim duydu ğu tespit edilmi ştir. Anahtar Kelimeler : Ya ğ asidi bile şimi, Tokoferol, Oksidasyon, Peroksit sayısı, Aktivasyon enerjisi Kinetics of Peroxide Formation in Hazelnut, Olive and Cottonseed Oils ABSTRACT In this study, peroxide formation in hazelnut, olive and cottonseed oils was determined under accelerated oxidation conditions (45, 60 and 75°C, 1 mL/s air flow velocity). While hazelnut and olive oils had high oleic acid contents, cottonseed was high in palmitic and linoleic acid contents. Total tocopherol contents of hazelnut, cottonseed and olive oils were 101.14, 232.7 and 37.93 mg/kg, respectively. The kinetic analysis of data showed that reaction order approached to zero with an increase in temperature, and reaction rate constants increased. The activation energies and frequency factors of hazelnut, olive, and cottonseed oils for peroxide formation were 83.02, 80.85 and 105.90 kJ/mol and 3.98x10 12 , 2.52x10 12 and 2.91x10 16 h-1, respectively. Among studied oils, cottonseed oil had a higher activation energy value for peroxide formation. Keywords: Fatty acid composition, Tocopherol, Oxidation, Peroxide value, Activation energy GİRİŞ beslenme de ğerini olumsuz yönde etkileyerek istenmeyen tat ve kokunun olu şmasına neden olan en Do ğrudan tüketimi yanında, birçok gıdanın önemli bozulma reaksiyonlarındandır [2]. Sıcaklık, ısıya hazırlanmasında ve formülasyonunda kullanılan bitkisel maruz kalma süresi, oksijenin varlı ğı, bulundu ğu ya ğların fiziksel, duyusal ve besleyici özellikleri hidroliz, ambalajın yapısı, doymamı şlık düzeyi, anti- ve pro- oksidasyon, polimerizasyon ve izomerizasyon gibi çeşitli oksidanların varlı ğı gibi etmenler ya ğlardaki oksidasyon reaksiyonlar sonucunda olumsuz yönde etkilenmektedir reaksiyonlarını etkileyen önemli faktörlerdir [3]. [1]. Bu reaksiyonlar içinde oksidasyon, ya ğların kalite ve Oksidasyonun ba şlangıç mekanizmasında genellikle bir 36 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 radikal olu şumu yer alır ve olu şan serbest radikaller sa ğlayacak saflıkta ve nitelikte kimyasal maddeler ve oksijen ile tepkimeye girerek peroksit ve hidroperoksitleri çözücüler (Merck, Darmstadt, Almanya) kullanılmı ştır. olu ştururlar. Peroksitler daha sonra acıla şmaya ve toksisiteye neden olan alkoller, ketonlar, aldehitler ve Metot karboksilik asitlere dönü şürler [4]. Ya ğların oksidatif stabilitesi veya ya ğlarda oksidasyonun geli şimi peroksit Ya ğ Asidi Bile şiminin Belirlenmesi sayısı, tiyobarbiturik asit (TBA), anisidin ve hegzanal de ğerleri gibi çe şitli parametreler ile belirlenir. Peroksit Ya ğ asitleri gaz kromotografisi (GC) ile tanımlanmı ştır. sayısı ya ğların birincil oksidasyon ürünlerini belirlerken, Ya ğ asidi metil esterleri IUPAC Method No 2.301’e göre TBA, anisidin ve hegzanal de ğerleri oksidasyonun ikincil hazırlanmı ştır [10]. Ya ğ asidi metil esterlerinin ürünlerini temsil etmektedir [5, 6]. Ya ğlarda belirlenmesinde alev iyonizasyon dedektörüne sahip oksidasyonun birincil ve ikincil ürünlerinin olu şumu tespit Agilent 6890 model gaz kromotografisi cihazı edilerek yağların oksidatif stabiliteleri belirlenmektedir. kullanılmı ştır. Kromatografik ayrım için DB-23 (30m x Farklı ya ğların oksidatif stabilitelerinin göreceli olarak 0.25mm x 0.25 µm, Agilent Technologies, J&W de ğerlendirilmesi için Schaal hızlandırılmı ş oksidasyon Scientific, ABD) kolon kullanılmı ştır. Enjeksiyon’da 1/20 yöntemi yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu split oranı uygulanırken, ta şıyıcı gaz olarak He (2.0 yöntemde ya ğ örnekleri etüvde oda sıcaklı ğının mL/dakika), H 2 (45 mL/dakika) ve hava (450 mL/dakika) üzerindeki bir sıcaklıkta belli bir süre tutularak ya ğ kullanılmı ştır. Enjeksiyon sıcaklı ğı 250°C; kolon örne ğinde oksidasyonun birincil ve ikincil ürünlerinin sıcaklı ğı, 120°C’de 5 dakika, 15°C/dakika hızla 250°C’ye olu şumu izlenmek suretiyle ya ğların oksidatif stabilitesi ve 250°C’de 15 dakika; dedektör sıcaklı ğı 260°C olarak de ğerlendirilmektedir [7]. Sıcaklık ile farklı oksidasyon ayarlanmı ştır. ürünleri arasındaki ili şkiyi belirlemek üzere bazı kinetik parametrelerden de yararlanılmaktadır. Kinetik analiz Karoten ve Tokoferol Tayini sonucu elde edilen veriler ya ğların ısıl i şlem, depolama ve da ğıtımı sırasındaki oksiadtif stabilitelerini belirlemek Yakla şık 1 g örnek cam tüpe konulup, sabunla ştırma için üzere kullanılmaktadır [2]. Gomez-Alonso ve ark. [8], 1.25 mL %60 KOH ve pyrogallol (3:10 etanol) eklenmiş Schaal yöntemini uygulayarak (25, 40, 50, 60 ve 75°C) ve 30 dakika 70°C’de su banyosunda tutulmu ştur. Daha zeytin ya ğında peroksit olu şumu için aktivasyon sonra içerik so ğutulup 7 mL %5’lik NaCl ve 5 mL hekzan enerjisini 32.1 kJ/mol olarak saptamı şlardır. Basturk ve ilave edilerek karanlıkta 30 dakika buz dolu kap ark. [9] kimyasal interesterifikasyonun pamuk, palm ve içerisinde tutulmu ştur. Süre sonunda üst faz ayrılmı ş alt soya ya ğlarının oksidatif stabiliteleri üzerine etkisini faza tekrar hekzan ilave edilerek i şlem iki kez daha saptamak üzere Schaal yöntemi ile yaptıkları çalı şmada, tekrarlanmı ştır. Üst fazlardan toplanan hekzan 65°C’de peroksit ve anisidin olu şumunun reaksiyon derecelerinin azot gazı akı şı altında uzakla ştırılmı ştır. Kalıntı sıcaklı ğa ba ğlı olarak de ğişti ğini, interesterifiye edilmi ş diklorometan:metanol (1:1 v/v) ile çözülmü ş ve örneklerin reaksiyon hız sabitlerinin interesterifiye Shimadzu marka LC-20 AD pompa, SIL-20A HT edilmemi ş örneklerden daha dü şük oldu ğunu ve sonuç otosampler ve CTO-10AS VP kolon fırınından olu şan olarak interesterifiye edilmi ş örneklerin daha stabil HPLC sistemine (Shimadzu, Kyoto, Japonya) enjekte olduklarını saptamı şlardır. Farhoosh ve ark. [7], edilmi ştir. Ransimat yöntemi uygulayarak kanola, soya, ayçiçe ği, mısırözü ve zeytinya ğlarının farklı sıcaklıklardaki Tokoferol analizleri için ekstrakttan 20 µL alınıp HPLC oksidatif stabiliteleri ile ilgili kinetik analizlerini sistemine enjekte edilmi ştir. 3-µ C18 (15 cm x 4.6 mm, gerçekle ştirerek bu ya ğlar için frekans faktörü ve Spherisorb ODS2, Phase Separation, Clwyd, UK) kolon aktivasiyon enerjisinin sırasıyla, 6.38x10 3 ile 28.03x10 3 ve mobil faz olarak metanol-distile su (97:3, v/v) h-1 ve 86.86 ile 92.42 kJ/mol arasında de ğişti ğini kullanılarak izokratik akı şta (1.05 mL/dakika) ayırım saptamı şlardır. gerçekle ştirilmi ştir. Kromatogramlar floresan dedektörde (Shimadzu, Kyoto, Japonya) 295 nm ekstinksiyon ve Bu çalı şmada fındık, zeytin ve pamuk ya ğlarının ya ğ 330 nm emisyon ile elde edilmi ştir [11]. asidi da ğılımları, tokoferol ve toplam karoten içerikleri belirlenmi ştir. Ayrıca ya ğlar 45, 60 ve 75°C’de hava Toplam karoten miktarının tespiti ise aynı ekstraktın 10 akımına maruz bırakılarak 32 saat süresince µL’sinin HPLC sistemine injeksiyonu ile hızlandırılmı ş oksidasyona tabi tutulmu ş ve yağlarda gerçekle ştirilmi ştir. Kromatografik ayrım için Spherisorb birincil oksidasyon ürünü olan peroksit de ğerlerinin S5NH2 (25 cm x 4.6 mm ve 5-µ; Phase Separation, olu şumu izlenerek, kinetik parametreleri (reaksiyon Clwyd, Birle şik Krallık) kolonu ve 1.5 mL/min akış derecesi ve reaksiyonun hız sabiti) ile aktivasyon hızında metanol/su (97:3) mobil fazı kullanılmı ştır. enerjisi ve frekans faktörü de ğerleri hesaplanmı ştır. Toplam karoten 445 nm dalga boyunda tek bir pik olarak diod array-dedektörü ile tespit edilmi ş ve toplam karoten MATERYAL ve METOT miktarı lutein e şde ğeri olarak hesaplanmı ştır [12]. Materyal Ya ğların Oksidatif Tepkimelerinin Hızlandırılması Çalı şmada kullanılan rafine fındık, rafine pamuk ve Çalı şmada kullanılan fındık, pamuk ve zeytinya ğları sızma zeytinya ğları Van ilinde bulunan marketlerden hızlandırılmı ş oksidasyona tabi tutulmu ştur. Bu amaçla üretim tarihinin ba şlangıcında olan taze örneklerden içinden 1 mL/s hava akımı geçirilen ya ğlar 32 saat temin edilmi ştir. Ara ştırmada bilimsel hassasiyeti boyunca 45, 60 ve 75°C’deki su banyolarında tutulmuş 37 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 ve 2 saat aralıklarla örneklerin peroksit sayıları (aktivasyon enerjisi = Ea ) saptamak için Arrhenius ölçülmü ştür. eşitliğinden (E şitlik 4) faydalanılmı ştır. Peroksit Sayısı Tayini E a − RT k = Ae (4) Beklenen peroksit sayısına göre yeterli miktarda tartılmı ş örnek üzerine 30 mL asetik asit-kloroform Arrhenius eşitli ğinin do ğrusalla ştırılması için yine çözeltisinden (3:2) eklenerek örnekler çözündürül- eşitli ğin her iki tarafının do ğal logaritması alındı ğında mü ştür. Çözeltiye 0.5 mL doymu ş potasyum iyodür eşitlik 5 elde edilir. çözeltisi eklenerek erlenin a ğzı sıkıca kapatılıp, 1 dakika süreyle çözelti karı ştırılmı ştır. Karanlıkta 10 dakika ln k ln A E / RT bekletildikten sonra 30 mL saf su ve 1 mL %1’lik nişasta = + (− a ) (5) çözeltisi eklenerek, 0.1 N veya 0.01 N sodyum tiyosülfat çözeltisi ile titrasyon gerçekle ştirilip peroksit sayısı T mutlak sıcaklı ğı ifade etmektedir. Buna göre 1/T’ye hesaplanmı ştır [13]. kar şı ln k grafi ğe geçirilerek ya ğ örneklerinde peroksit olu şumu için gerekli aktivasyon enerjisi de ğeri Peroksit Olu şumunun Kineti ği hesaplanmı ştır. y= ax + b do ğrusal denklemine benzer şekilde elde edilen grafi ğin e ğimini (-Ea/R ); do ğrunun y Ya ğ ihtiva eden sistemlerde farklı iç ve dı ş etmenler, eksenini kesti ği nokta ise ln( A)’yı vermektedir oksidasyonun oldukça karma şık reaksiyonlar şeklinde (A=frekans faktörü). R de ğeri 8.314 J/mol.K olarak gerçekle şmesine neden olmaktadır. Bütün bu karma şık alınmı ştır [14]. reaksiyonlara ra ğmen, çok yüksek derecelerde sıcaklık uygulanmadı ğı durumlarda ya ğların oksidatif BULGULAR ve TARTI ŞMA stabilitelerinin belirlenmesinde, genelde birincil oksidasyon ürünü olan peroksit sayısı testi Çalı şmada kullanılan bitkisel ya ğlara ait ya ğ asidi kullanılmaktadır. Bu çalı şmada 45, 60 ve 75°C’de 1mL/s da ğılımları ve ya ğların tokoferol ve toplam karoten hava akımı altında 32 saat süreyle hızlandırılmı ş içerikleri Tablo 1’de verilmektedir. Zeytinya ğı, yüksek oksidasyona tabi tutulan fındık, zeytin ve pamuk oleik asit (C18:1) içeri ğiyle bilinmesine kar şın, fındık ya ğlarında 2 saatlik zaman aralıklarında peroksit sayısı ya ğının zeytinya ğına göre yakla şık %10 düzeyinde daha tespit edilmi ştir. Her bir yağ çe şidinde belirlenen yüksek oleik asit içerdi ği tespit edilmi ştir. Pamuk ya ğı ise ko şullardaki peroksit olu şum hızları, indüksiyon di ğer ya ğlara oranla yüksek oranda palmitik asit (C16:0) dönemimin bitiminden sonraki verilerin de ğerlendirilmesi ve linoleik asit (C18:2) içeri ği ile dikkat çekmektedir. Bir ile E şitlik 1 kullanılarak hesaplanmı ştır. ya ğın besinsel de ğerini belirlemede Doymu ş ya ğ asitleri/Doymamı ş ya ğ asitleri oranı (DOY/DOYM) en sık dC n kullanılan parametrelerden biridir. DOY/DOYM oranı = .Ck (1) dt dü şük olan ya ğların ya ğ asidi içeri ği açısından sa ğlık üzerine daha faydalı oldu ğu bildirilmektedir [15]. Çalı şmada kullanılan fındık ya ğının dü şük palmitik asit, Eşitlik 1’deki " C" olu şan bile şik konsantrasyonunu ve " t" yüksek oleik ve linoleik asit içeri ği ile di ğer ya ğlardan birim zamanı ifade etmektedir. Eşitlik 1’i daha dü şük DOY/DOYM oranına sahip oldu ğu ve bu do ğrusalla ştırmak üzere e şitli ğin her iki tarafının do ğal açıdan fındık ya ğının pamuk ve zeytinya ğından daha logaritması alınarak E şitlik 2 türetilmi ştir. üstün niteliklere sahip oldu ğu ifade edilebilir. Bu çalı şmada zeytin ya ğının ya ğ asidi da ğılımı için elde dC n edilen veriler Gunstone [16], tarafından bildirilen zeytin ln = ln .Ck (2) dt () ya ğlarının ya ğ asidi da ğılımları ile uyumlu iken, fındık ya ğı için bu çalı şmada tespit edilen oleik ve linoleik asit oranları Gunstone’un [16] fındık ya ğı için bildirdi ği oleik Eşitlik 2 düzenlenerek y = ax + b do ğrusal denklemine asit de ğerinden (%76.4) yüksek ve linoleik asit benzer şekilde E şitlik 3 elde edilmi ştir. de ğerinden (%16.3) dü şük bulunmu ştur. Çalı şmada belirlenen pamuk ya ğının ya ğ asidi da ğılımı ise Kamal- dC Eldin ve Andersson’un [17] bildirdi ği de ğerler ile ln = ln k + n ln C (3) dt uyumludur. Çalı şmada kullanılan fındık, pamuk ve zeytin ya ğının α- ve γ- tokoferol içerikleri ise sırasıyla, 89.85 ve 11.29 mg/kg, 159.47 ve 73.23 mg/kg ve 35.6 ve 2.33 Eşitlik 3’teki “ n” de ğeri do ğrusal grafi ğin e ğiminden ve mg/kg olarak bulunmu ştur. Kornsteiner ve ark. [18], “k” de ğeri ise do ğrunun y-eksenini kesti ği noktanın ters fındık ya ğının α- β- ve γ- tokoferol içeriklerinin sırasıyla, logaritması alınarak bulunmu ştur. “ n” de ğeri reaksiyon 157-421, 43-94 ve 1-3 mg/kg ya ğ arasında de ğişti ğini derecesini ifade etmektedir ve reaksiyon hızı ile saptamı şlardır. Gunstone [16] ham zeytin ya ğının α- ve konsantrasyon ( C) arasındaki ili şkiyi tanımlamaktadır. γ- tokoferol içeri ğinin sırasıyla, 93 ve 7.0 mg/kg ya ğ Reaksiyona giren maddenin konsantrasyonundaki oldu ğunu belirtmi ştir. Ranalli ve ark. [19] farklı de ğişme hızına hız sabiti denir ve “ k” harfi ile ifade edilir. yöntemlerle elde edilen natürel zeytinya ğlarının α- ve γ- tokoferol içeriklerini sırasıyla, 74.5-125.2 mg/kg ya ğ ve Her bir ko şulda bekletilen ya ğ örneklerinde peroksitlerin 0.1-0.3 mg/kg ya ğ arasında de ğişti ğini tespit etmi şlerdir. olu şması için gerekli en dü şük enerji miktarını Gunstone [16] ham pamuk ya ğının α-, β-, γ- ve δ- 38 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 tokoferol içeriklerini sırasıyla 573, 40, 317 ve 10 mg/kg karoten saptanamadı ğını belirtirken, Ranalli ve ark. [19], olarak bildirmi ştir. Çalı şmada fındık ya ğı için elde edilen natürel zeytinya ğının β-karoten içeri ğinin 0.65-1.29 tokoferol sonuçları literatürde verilen de ğerlerden mg/kg ya ğ arasında oldu ğunu bildirmi şlerdir. Ya ğların yüksek iken zeytin ve pamuk ya ğı için tespit edilen ya ğ asidi ve antioksidan bile şimi toprak, iklim, çe şit, de ğerler literatürde bildirilen de ğerlerden dü şük uygulanan tarım teknikleri ve i şleme ko şullarına ba ğlı bulunmu ştur. Çalı şmada kullanılan ya ğların toplam olarak de ğişti ği bilinmektedir [20]. karoten içeriklerinin ise dü şük ve birbirine yakın oldu ğu saptanmı ştır. Kornsteiner ve ark. [18], fındık ya ğında β- Tablo 1. Ya ğların ya ğ asidi, tokoferol ve karoten içerikleri Bile şim Fındık Ya ğı Zeytinyağı Pamuk Ya ğı Ya ğ Asitleri (%) C14:0 (miristik asit) - - 0.70 C16:0 (palmitik asit) 4.79 12.2 21.21 C16:1 (palmitoleik asit) - 0.8 0.50 C18:0 (stearik asit) 2.35 3.3 2.40 C18:1 (oleik asit) 82.14 73.5 18.71 C18:2 (linoleik asit) 10.71 9.9 56.22 DOY/DOYM 0.08 0.18 0.32 Tokoferol (mg/kg) α-tokoferol 89.85 35.6 159.47 γ-tokoferol 11.29 2.33 73.23 Toplam Tokoferol 101.14 37.93 232.7 Toplam Karoten (mg/kg) 0.32 0.30 0.34 Peroksit Sayısı hızının do ğru yorumlanması için verilerin kinetik de ğerlendirmeye tabii tutulması gerekmektedir. Hidroperoksitler oksidasyonun birincil ürünleri olup Çalı şmada kullanılan ya ğların oksidatif stabilitelerini peroksit sayısı bunların deri şimi hakkında bilgi reaksiyon kineti ği açısından irdelemek üzere kinetik vermektedir. Hidroperoksitler, ya ğ oksidasyonunun parametreler hesaplanmı ştır (Tablo 2). Çalı şmada geçi ş ara bile şenleridir ve bunların parçalanması, ya ğ kullanılan bitkisel ya ğlarda peroksit olu şum reaksiyonu oksidasyonunun dallanma reaksiyonlarının ba şlamasını 45°C'de birinci dereceye yakınken sıcaklık arttıkça ve hızlanmasını tetikleyen serbest radikallerin reaksiyonun sıfırıncı dereceden reaksiyon basama ğına olu şumuna katkıda bulunmaktadır. Bu nedenle peroksit yakla ştı ğı belirlenmi ştir. Benzer durum farklı sayısı, özellikle depolanan ya ğlarda en önemli kalite sıcaklıklarda 21 gün süreyle hızlandırılmı ş oksidasyona kriterleri arasında yer almaktadır [21]. Fındık ya ğı tabi tutulan pamuk, palm ve soya ya ğlarında birincil örneklerinin peroksit içerikleri 20. saate kadar düzenli bir (peroksit sayısı) ve ikincil (anisidin sayısı) oksidasyon artı ş gösterirken, zeytinya ğı örnekleri 30. saate kadar ürünlerinin olu şum kineti ği hesaplamalarında da tespit belirgin bir artı ş, bu saatten sonra dü şüş göstermi şlerdir edilmi ştir [9]. Bu durum, sıcaklık artı şıyla reaksiyon hızı (Şekil 1). Pamuk ya ğında ise 32 saat boyunca peroksit üzerinde reaksiyona giren maddelerin deri şiminden çok de ğeri sürekli bir artı ş e ğilimindedir. Çalı şma süresince reaksiyon hız sabitinin etkili olmaya ba şladı ğını zeytin ve pamuk ya ğlarında maksimum peroksit göstermektedir ve reaksiyon hız sabiti de do ğrudan de ğerleri yakla şık 35 meq O 2/kg ya ğ düzeyine sıcaklıktan etkilenmektedir. Labuza ve Bergquist [22] ula şmı ştır. Fındık ya ğında ise ula şılan maksimum peroksit radikali ve hidroperoksitlerin olu şumu için peroksit sayısı 18.67 meq O2 /kg ya ğ olmasına kar şılık oksijenin serbest radikal ile ba ğlanması a şamasında ba şlangıç de ğerine göre en yüksek artı ş bu ya ğda oksijen tüketiminin sıfırıncı dereceden bir reaksiyon (75°C’de 12.9 kat) görülmü ştür. 45 ve 60°C’de tutulan oldu ğunu bildirmi ştir. Tüm ya ğların reaksiyon hız fındık, zeytin ve pamuk ya ğlarının peroksit sayıları yakın sabitleri sıcaklık arttıkça artmı ştır (Tablo 2). 45-60°C’ler bir düzeyde seyrederken, 75°C'de tutulan örneklerin arasında reaksiyon hız sabitlerinde az bir artı ş peroksit sayıları daha yüksek bulunmu ştur. ya şanırken, 60-75°C’ler arasındaki artı şın daha fazla oldu ğu saptanmı ştır. Çalı şmada ayrıca Arrhenius e şitli ği Peroksit Olu şumunun Kinetik De ğerlendirilmesi yardımıyla ya ğlarda peroksit olu şumu için aktivasyon enerjisi de ğerleri hesaplanmı ştır. Aktivasyon enerjisi Belirlenen oksidasyon ko şullarına maruz bırakılan reaksiyonun gerçekle şmesi için moleküllerin sahip ya ğlarının peroksit sayılarının do ğrudan de ğerlen- olması gereken minimum enerji seviyesini dirilmesi bu ya ğların oksidatif stabiliteleri ile ilgili yeterli göstermektedir ve bu de ğer reaksiyon mekanizması bilgi vermemektedir. Peroksit sayıları dikkate alındı ğında de ğişmedi ği sürece sabittir [23]. Sistemde antioksidan en dü şük de ğer fındık ya ğında görülmesine kar şın ( Şekil varlı ğı, çe şidi ve miktarı, oksijenin kısmi basıncı, ya ğ 1) en yüksek peroksit olu şum hızının fındık ya ğında asitlerinin doymamı şlık düzeyi ve di ğer birçok faktör oldu ğu saptanmı ştır. 75°C’de tutulan fındık, zeytin ve reaksiyon mekanizmasını ve dolayısıyla aktivasyon pamuk ya ğı örneklerinin 32 saatlik hızlandırılmı ş enerjisini etkilemektedir. Ya ğ oksidasyon ürünü için oksidasyonu sonunda peroksit sayıları sırasıyla, 12.9, artan aktivasyon enerjisi düzeyi ya ğlarda oksidasyona 6.5 ve 7.8 kat artı ş göstermi ştir. Reaksiyon olu şum kar şı direnç artı şını göstermektedir [24, 25]. 39 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 B Şekil 1. Ya ğlarda peroksit sayısı de ğişimi (A-Fındık ya ğı, B-Zeytin ya ğı, C-Pamuk ya ğı) Bu çalı şmada peroksit olu şumu için fındık, zeytin ve arasındaki farklılık, ya ğların içerdi ği doymu ş ya ğ asitleri pamuk ya ğlarında aktivasyon enerjisi de ğerleri sırasıyla, oranı ve antioksidan bile şimindeki de ğişim ile önemli bir 83.02, 80.85 ve 105.90 kJ/mol olarak hesaplanırken, paralellik göstermektedir. Ya ğ asitlerinde doymamı şlı ğın frekans faktörleri sırasıyla, 3.98x10 12 , 2.52x10 12 ve fazlalı ğı ya ğ oksidasyonunda aktivasyon enerjisini 2.91x10 16 h-1 olarak belirlenmi ştir. Ya ğ örnekleri için dü şürdü ğü, doymu şluk oranının ise yükseltti ği hesaplanan frekans faktörü de ğerleri, hesaplanan bilinmektedir [24]. Pamuk ya ğının di ğer ya ğlara oranla aktivasyon enerjisi de ğerleri ile benzer de ğişim daha yüksek çoklu doymamı ş ya ğ asidi ve daha dü şük göstermi ştir. Peroksit olu şumuna kar şı dayanaklı olma oleik asit içermesine kar şın yüksek aktivasyon enerjisine durumuna göre örnekler arasında en dayanıklı olan sahip olması pamuk ya ğının, fındık ya ğından 2 ve pamuk ya ğı, en az dayanıklı olanın ise zeytinya ğı zeytinya ğından ise 6 kat daha fazla tokoferol içermesi oldu ğu gözlenmi ştir. Ya ğların aktivasyon enerjileri ve aynı zamanda fındık ya ğından 4 ve zeytinya ğından 40 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 yakla şık 2 kat daha yüksek düzeyde palmitik asit bulunurken, pamuk ya ğında hesaplanan aktivasyon içeri ğine sahip olması ile açıklanabilir. Genel olarak yağ enerjisi de ğerleri bildirilen de ğer aralı ğından daha oksidasyonu için gerekli aktivasyon enerjisi de ğerlerinin yüksek bulunmu ştur. Bu durum, pamuk ya ğının yüksek 63 ile 89 kJ/mol arasında de ğişti ği bildirilmi ştir [24]. Bu doymu ş ya ğ asidi ve antioksidan içeri ğinden çalı şmada fındık ve zeytinya ğları için tespit edilen kaynaklanabilir. aktivasyon enerjisi de ğerleri belirtilen aralıkta Tablo 2. Ya ğlarda peroksit olu şumuna ait hız sabitleri ( k), reaksiyon dereceleri ( n) ve aktivasyon enerjileri ( Ea ) Ya ğ Çe şidi k n Ea A 45°C 60°C 75°C 45°C 60°C 75°C (kj/mol) (h -1) Fındık 0.12 0.22 1.80 0.81 0.41 0.31 83.02 3.98x10 12 Zeytin 0.19 0.25 2.70 0.57 0.44 0.32 80.85 2.52x10 12 Pamuk 0.13 0.56 4.18 0.74 0.21 0.40 105.90 2.91x10 16 SONUÇ vegetable oil oxidation under Rancimat test conditions. European Journal of Lipid Science and Oksidasyon yağların en önemli bozulma reaksiyonları Technology 110: 587-592. olup, hidroperoksitler bu oksidasyonun birincil [8] Gomez-Alonso, S., Mancebo-Campos, V., ürünleridir. Ya ğların peroksit sayısı üzerine birçok faktör Salvador, M.D., Fregapane, G., 2004. Oxidation etki etmesine kar şın, doymamı ş ya ğ asitlerinin miktarı kinetics in olive oil triacylglycerols under ve doymamı şlık düzeyleri ile antioksidanların niteli ği ve accelerated shelf-life testing (25-75°C). European niceli ği en önemli etmenlerdir. Çalı şmada pamuk Journal of Lipid Science and Technology 106: 369- ya ğında peroksitlerin olu şumu için gerekli aktivasyon 375. enerjisinin zeytin ve fındık ya ğlarından daha yüksek [9] Basturk, A., Javidipour, I., Boyaci, I.H., 2007. oldu ğu belirlenmi ştir. Bu durum pamuk ya ğının di ğer iki Oxidative stability of natural and chemically ya ğ çe şidine oranla daha yüksek tokoferol ve palmitik interesterified cottonseed, palm and soybean oils. asit içeri ğine sahip olması ile ili şkilendirilmi ştir. Sonuçlar, Journal of Food Lipids 14: 170-188. peroksit olu şumuna kar şı pamuk ya ğının fındık ve [10] IUPAC, 1991. Preparation of the fatty acid methyl zeytinya ğından daha dirençli oldu ğunu göstermektedir. esters (method no. 2.301). In Standard Methods for Analysis of Oils, Fats and Derivatives , 7th ed., KAYNAKLAR Blackwell Scientific Publications, Oxford, Great Britain. [1] Quiles, J.L., Ramirez-Tortosa, M.C., Gomez, J.A., [11] Surai, P.F., Noble, R.C., Speake, B.K., 1996. Huertas, J.R., Mataix, J., 2002. Role of vitamin E Tissue-specific differences in antioxidant and phenolic compounds in the antioxidant distribution and susceptibility to lipid peroxidation capacity, measured by ESR, of virgin olive, olive during development of the chick embryo. and sunflower oils after frying. Food Chemistry Biochimica et Biophysica Acta 1304(1): 1–10. 76(4): 461-468. [12] Karadas, F., Wood, N.A.R., Surai, P.F., Sparks, [2] Tan, C.P., Che Man, Y.B., Selamat, J., Yusoff, N.H.C., 2005. Tissue-specific distribution of M.S.A., 2002. Comparative study of oxidative carotenoids and vitamin E in tissues of newly stability of edible oils by differential scanning hatched chicks from various avian species . calorimetry and oxidative stability index method. Comperative Biochemistry and Physiology Part A Food Chemistry 76: 385-389. 140(4): 506–511. [3] Andrikopoulus, N.K., Kalogeropoulus, N., Falirea, [13] AOAC, 1990. Official Methods of Analysis. A., Barbagianni, M.N., 2002. Performance of virgin Association of Official Analytical Chemists, olive oil and vegetable shortening during domestic Washington, DC, USA. deep-frying and pan-frying of potatoes. International [14] Fogler, H.S., 2005. Elements of Chemical Reaction Journal of Food Science and Technology 37(2): Engineering. 4th ed., Pearson Education Inc., 177-190. Massachusettes, USA. [4] Kayahan, M., 2003. Ya ğ Kimyası. 1. Basım, ODTÜ [15] Tsanev, R., Russeva, A., Rizov, T., Dontcheva, I., Yayıncılık, Ankara, Türkiye, 220 s. 1998. Content of trans fatty acids in edible [5] Shahidi, F., Wanasundara, U.N., 2002. Methods margarines. Journal of American Oil Chemists' For Measuring Oxidative Rancidity in Fats and Oils. Society 75: 143-145. In Food Lipids-Chemistry, Nutrition, and [16] Gunstone, F.D., 1995. Chemical Properties. In Biotechnology , Edited by C.C. Akoh and D.B. Min, Lipid Handbook , Edited by F.D. Gunstone, J.L. 2 nd ed., Marcel Dekker Inc., New York, USA, pp. Harwood, F.B. Padley, Chapman & Hall, London, 465-487. United Kingdom, pp. 561-604. [6] Mao, J., Zhang, H., Luo, J., Li, L., Zhao, R., Zhang, [17] Kamal-Eldin, A., Anderson, R., 1997. A multivariate R., Liu, G., 2006. New method for HPLC separation study of the correlation between tocopherol content and fluorescence detection of malonaldehyde in and fatty acid composition in vegetable oils. normal human plasma. Journal of Chromatography Journal of American Oil Chemists' Society 74(4): B 832: 103-108. 375-380. [7] Farhoosh, R., Niazmand, R., Rezaei, M., Sarabi, [18] Kornsteiner, M., Wagner, K.H., Elmadfa, I., 2006. M., 2008. Kinetic parameter determination of Tocopherols and total phenolics in 10 different nut 41 S. Kaya, E. Bakkalba şı, İ. Cavido ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 36-42 types. Food Chemistry 98: 381-387. temperature. Journal of Food Science 48: 712– [19] Ranalli, A., Paolo, C., Iannucci, E., Contento, S., 721. 2001. Lipochromes, vitamins, aromas and other [23] Özkan, M., Cemero ğlu, B., Toklucu, A.K., 2010. components of virgin olive oil are affected by Gıda Mühendisli ğinde Reaksiyon Kineti ği. Gıda processing technology. Food Chemistry 73: 445- Teknolojisi Derne ği Yayınları (No:42), Bizim Gurup 451. Basımevi, Ankara, Türkiye, 174s. [20] Özrenk, K., Javidipour, I., Yarilgac, T., Balta, F., [24] Adhvaryu, A., Erhan, S.Z., Liu, Z.S., Perez, J.M., Gündo ğdu, M., 2012. Fatty acids, tocopherols, 2000. Oxidation kinetic studies of oils derived from selenium and total carotene of pistachios ( P. vera unmodified and genetically modified vegetables L.) from Diyarbakır (Southestern Turkey) and using pressurized differential scanning calorimetry walnuts ( J. regia L.) from Erzincan (Eastern and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Turkey). Food Science and Technology Thermochimica Acta 364: 87-97. International 18(1): 55-62. [25] Piedrahita, A.M., Peñaloza, J., Cogollo, A., Rojano, [21] Hamilton, R.J., Kalu, C., Prisk, E., Padley, F.B., B.A., 2015. Kinetic study of the oxidative Pierce, H., 1997. Chemistry of free radicals in degradation of choibá oil ( Dipteryx oleifera Benth.) lipids. Food Chemistry 60: 193-199. with addition of rosemary extract ( Rosmarinus [22] Labuza, T.P., Bergquist, S., 1983. Lipid oxidation of officinalis L.). Food and Nutrition Sciences 6: 466- potato chips stored under a fluctuating sine wave 479. 42 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50, DOI: 10.24323/akademik-gida.305779 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Farklı Yo ğurt ve Yem Tüketiminin Ratlarda Serum Kolesterol Seviyesine Etkisi Nizam Mustafa Nizamlıo ğlu 1, , Nihat Akın 2 1Karamano ğlu Mehmetbey Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Gıda Teknolojisi Programı, Karaman 2Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Konya Geli ş Tarihi (Received): 25.03.2016, Kabul Tarihi (Accepted): 15.08.2016 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (N.M. Nizamlıo ğlu) 0 338 226 2177 0 338 226 2166 ÖZ Ara ştırmada kolesterolce zenginle ştirilmi ş yemle beslenen ratların kan serumlarındaki toplam kolesterol, HDL- kolesterol LDL-kolesterol ve trigliserit düzeyleri üzerine farklı yo ğurt örneklerinin etkisi kar şıla ştırmalı olarak incelenmi ştir. Serum toplam kolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol ve trigliserit seviyeleri üzerine yo ğurt ve asidofilus yo ğurdun etkileri üç hafta boyunca be ş farklı diyetle beslenen ratlarda incelenmi ştir. L. acidophilus jonsonii La1 ile üretilen pastörize probiyotik yo ğurt ve pastörize olmayan probiyotik yo ğurtlar kar şıla ştırıldı ğında, bu laktik asit bakterisi su şunun kolesterol üzerine birinci haftada azaltıcı bir etkisi oldu ğu belirlenmi ş (sırasıyla 124.00±9.89 mg/dL ve 58.5±9.19 mg/dL), ancak üçüncü hafta sonunda yo ğurt tüketimine ba ğlı olarak bu etki azalmı ş ve kontrol grubuna (66.5±2.12 mg/dL) yakın sonuçlar elde edilmi ştir. En yüksek HDL-kolesterol oranları ikinci ve üçüncü haftalarda (sırasıyla 44.00±4.20 mg/dL ve 43.50±2.12 mg/dL) probiyotik yo ğurt tüketen rat örneklerinde belirlenmi ştir. Gruplar arasında önemli bir farklılı ğın olmadı ğı görülmü ştür. En dü şük LDL-kolesterol oranları her üç haftada da probiyotik yo ğurt tüketen ratlarda (sırasıyla 7.20±4.24 mg/dL, 13.80±2.83 mg/dL, 12.70±1.56 mg/dL) elde edilmi ştir. Yo ğurt örnekleri ile beslenen ratlarda trigliserit seviyesi üçüncü hafta sonunda kontrol grubundan daha dü şük bulunmu ştur. Anahtar Kelimeler: Kolesterol, Yo ğurt, Probiyotik, Trigliserit Effect of Different Yogurt and Feed Consumption on Serum Cholesterol Levels in Rats ABSTRACT In this study, the effect of different yoghurt samples on the total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol and triglyceride levels in the blood serum of rats fed cholesterol-enriched diets were determined. Effect of yoghurt and acidophilus yoghurt on serum total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol and triglyceride were studied in rats fed five different diets for three weeks. Pasteurized probiotic yoghurt produced with L.acidophilus johnsonii and non- pasteurized probiotic yoghurts were compared. Compared with non-pasteurized probiotic yogurt, lactic acid bacterial strain in pasteurized probiotic yogurt produced by L. acidophilus jonsonii La1 had a reducing effect on cholesterol in the first week (respectively 124.0±9.89 mg/dL and 58.5±9.19 mg/dL); however, this effect decreased depending on the consumption of yoghurt and then results became close with control group at the end of the third week (66.5±2.12 mg/dL). The highest HDL-cholesterol rates were determined in rats consuming probiotic yoghurts in the second and third week (respectively 44.0±4.20 mg/dL and 43.5±2.12 mg/dL). The difference between groups was insignificant. The lowest LDL-cholesterol levels were found in rats consuming probiotic yoghurt samples all three weeks (respectively 7.2±4.24 mg/dL, 13.8±2.83 mg/dL, 12.7±1.56 mg/dL). Triglyceride levels of rats fed with yoghurt samples were lower than those of the control groups at the end of the third week. Keywords: Cholesterol, Yogurt, Probiotic, Triglyceride 43 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 GİRİŞ yo ğurt örneklerinin etkisi kar şıla ştırmalı olarak incelenmi ştir. Kolesterol; hayvanlar aleminde tüm canlıların hücre membranlarında bulunan ve insan metabolizmasında MATERYAL ve METOT önemli rol oynayan organik bir maddedir. Safra asitleri ile cinsiyet ve adrenalin hormonları gibi bazı steroid Materyal hormonların biyosentezinde kolesterolün gereklili ği ifade edilmektedir [1-3]. Ancak kandaki kolesterol miktarının Çalı şmada deney hayvanı olarak kullanılan ratlar Selçuk artması organizmada bazı rahatsızlıklara yol Üniversitesi Deneysel Tıp Ara ştırma Merkezinden temin açmaktadır. Fazla miktarda süt ya ğı ve hayvansal ya ğ edilmi ştir. Çalı şmada ortalama a ğırlı ğı 207 ± 25 g olan 8 tüketimi ile ba ğlantılı oldu ğu dü şünülen yüksek haftalık 30 adet beyaz erkek rat kullanılmı ştır. kolesterol düzeyinin koroner kalp hastalı ğını te şvik eden temel faktörlerden biri oldu ğu dü şünülmektedir. Hastalık Deney hayvanlarına verilen standart yem Korkutelim riski, dü şük yo ğunluklu lipoproteinlerden (LDL- Yem Gıda San ve Tic. A. Ş.’den (Antalya) temin kolesterol) kaynaklanan kolesterol oranına ba ğlı olarak edilmi ştir. Standart yemin bile şimi Tablo 1 deki gibidir. artarken, yüksek yo ğunluklu lipoproteinler (HDL- kolesterol)’den kaynaklanan kolesterolün kalp Tablo 1. Standart yemin bile şimi rahatsızlı ğı ile negatif bir korelasyon gösterdi ği Ham kül (%) 7.9 belirlenmi ştir [1, 4-9]. Ham selüloz (%) 6.0 Ham ya ğ (%) 4.7 Vücut kolesterolünün yarısı sentez yoluyla meydana Protein (%) 24.0 gelirken (yakla şık, 500mg/gün) geri kalanı normal Ca (%) 1.15 diyetten sa ğlanır. Toplam sentezin %50’sinden Toplam fosfor (%) 1.0 karaci ğer, %15’inden ba ğırsaklar ve geri kalan büyük bir Lisin (%) 1.2 bölümünden de deri sorumludur. İnsanlarda toplam Metionin (%) 0.6 plazma kolesterolü yakla şık 5.2 mmol/L’dir. Vücuttan Met ionin+Sistin (%) 0.7 atılan kolesterolün yarısı safra asitlerine çevrildikten Na (%) 0.3 sonra dı şkı ile dı şarı atılırken, geri kalanı nötral steroitler Metabolik enerji (kcal/kg) 2718 halinde atılır. Dı şkı içinde kaybolan miktara e ş de ğer miktarda safra asidi, karaci ğer tarafından kolesterolden Hayvan yeminin bile şimine ilave edilen kolesterol Sigma sentezlenir. İnsanlarda diyet içinde bulunan kolesterol A. Ş.’den (Ankara) temin edilmi ştir. Yo ğurt yapımında miktarını azaltmak yolu ile plazma kolesterolünü kullanılan yo ğurt kültürleri ( S.thermophilus ve dü şürmek üzere yapılan giri şimler de ğişik sonuçlar L.bulgaricus ) ve asidofiluslu yo ğurt yapımında kullanılan vermi ştir. Genel olarak, diyetle alınan kolesterolde kültür ( L. acidophilus jonsonii La1 ) Peyma Chr’s Hansen 100mg’lik bir azalma yakla şık kan serum kolesterolünde A. Ş. ( İstanbul) temin edilmi ş ve bu ürünlerin üretimi litrede 0.13 mmol’lük bir azalı şa neden olmaktadır [10- Şeker Süt A. Ş. Konya Süt işletmesinde yapılmı ştır. 12]. Ratların beslenmesinde kullanılan yem materyalleri şu Bazı literatürlerde yo ğurdun serum kolesterolü üzerine şekildedir: Standart yemle beslenen ratlar her grupta 6 tutarsız bir etkiye sahip oldu ğunu göstermektedir. Çe şitli adet rat olacak şekilde 5 gruba ayrılmı ştır. Ratlar %50 ±5 kaynaklarda yo ğurt ve fermantasyonda kullanılan çe şitli nisbi nemli ve 20 ±2°C sıcaklıktaki bir odadaki metal bakteri türlerinde hiperkolesterolemik bile şenlerin kafesler içerisine yerle ştirilmi ştir. Standart yemin seviyelerinde farklılık olabilece ği belirtilmektedir [3, 8, bile şimine %0.5 oranında kolesterol ilave edilerek 13]. Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus kolesterolce zengin standart yem hazırlanmı ştır. Beş delberukii subsp. bulgaricus yo ğurt kültürlerinde, her bir gruba ayrılmı ş olan ratlar, Tablo 2’de verilen kolesterollü türün pek çok cinsi olup her bir tür farklı özellik yem ve farklı yo ğurt çe şitleri ile 21 gün (3 hafta) göstermektedir [14, 15]. süresince beslenmi şlerdir. Gruplara ayrılmı ş ratların yem ve yo ğurt tüketimleri her gün düzenli bir şekilde Fermente süt mamullerinin kan serumundaki kolesterol takip edilmi ştir. Ratların kolesterollü yem ve farklı yo ğurt seviyesi üzerine farklı etki göstermesi sebebinin çe şitlerini düzenli ve dengeli bir şekilde tükettikleri üretimde kullanılan bakteri su şlarından kaynaklandı ğı gözlenmi ştir. dü şünülmektedir. Bu konuda ba ğırsak mikroflorasının serum kolesterol düzeyini etkiledi ği, özelliklede bazı Ratların beslenmesinde kontrol grubu ratlara su verilip, Lactobacillus acidophilus su şlarının kolesterol dü şürücü di ğer gruplara ise su yerine taze olarak hazırlanan etkiye sahip oldu ğu bildirilmi ştir [2, 16-17]. fermente süt ürünü yo ğurtlar (birim rat ba şına yakla şık 55 g/gün) verilmi ştir. Fermente süt ürünü örneklerinde Bu çalı şmanın amacı insanlarda kalp damar hastalı ğı asitlik (pH ve SH), ya ğ, kuru madde analizleri ile maya- riskini arttırmada önemli bir etken olan yüksek serum küf, toplam bakteri ve laktik asit bakterileri sayımı kolesterol konsantrasyonunun önlenmesinde ya ğlı yapılmı ştır. yo ğurt ve probiyotik yo ğurdun etkisini belirlemektir. Bu amaçla kolesterolce zenginle ştirilmi ş yemle beslenen ratların kanlarındaki toplam kolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol ve trigliserit düzeyleri üzerine farklı 44 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 Tablo 2. Kolesterollü yem ve farklı yo ğurt çe şitleri ile beslenen rat grupları %0.5 kolesterollü standart yem + Su (KY+S) %0.5 kolesterollü standart yem + Pastörize yo ğurt (KY+PaY) %0.5 kolesterollü standart yem + Ya ğlı yo ğurt (KY+Y) %0.5 kolesterollü standart yem + Pastörize probiyotik yo ğurt (KY+PaPrY) %0.5 kolesterollü standart yem + Probiyotik yo ğurt (KY+PrY) Her grupta 7, 14 ve 21. günlerin sonunda tesadüfi olarak Ratların Kan Serumunda Toplam Kolesterol, HDL- 2 adet rat seçilerek ketalar enjekte edilip anestezi Kolesterol, LDL-Kolesterol Ve Trigliserit edilmi ştir. Ratların kuyru ğunun ventral arterisinden kan Düzeylerinin Belirlenmesi örnekleri alındıktan sonra (4 mL) steril tüpler içine Hazırlanan yemle beslenen ratlardan 7, 14 ve 21. konulmu ş ve 5000 devir/dakikada 5 dakika santrifüj günlerde her gruptan 2 adet rat rastgele belirlenmiş edilerek serumları ayrılmı ştır. Elde edilen bu kan kanları alınmı ş ve alınan kanlar santrifüj edildikten (5000 serumlarında bu ara ştırmanın konusu olan toplam devir/dakika) sonra serumlar –80 °C’de muhafaza kolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol ve trigliserit edilmi ştir. Serumlarda toplam kolesterol ve HDL- analizleri yapılmı ştır. Analizler Selçuk Üniversitesi Tıp kolesterol enzimatik yöntemle (CHOD-PAP metod) ve Fakültesi Biyokimya Laboratuvarı’nda yapılmı ştır. trigliserit (GPOPAP metot) ile Boehringer Mannheim GmbH, Mannheim, Almanya’dan temin edilen test kitleri Metot ile analiz edilmi ştir [21]. Ratların Beslenmesinde Kullanılan Yo ğurt Toplam kolesterol tayininde 0.02 mL serum örne ği Örneklerinin Yapılması üzerine 2 mL test kiti çözeltisi (Tris buffer; 100 mmol/L, pH 7,7; Mg²+ : 50 mmol/L; 4-aminofenazon: 1 mmol/L; 3 günde bir hazırlanan yo ğurt örnekleri için çi ğ inek sütü sodyum şolat; 10 mmol/L; fenol: 6 mmol/L; 3,4- (%10 kuru madde) 90 °C 10 dakika ısıl i şleme tabi diklorofenol: 4mmol/L; ya ğlı alkol poliglikol eter: %0.3; tutulduktan sonra iki kısma ayrılmı ştır. Birinci kısım kolesterol esteraz ≥ 0.4 U7mL; kolesterol oksidaz ≥ 0.25 45 °C’ye so ğutularak sıvı yo ğurt kültürü ile ( S. U/mL; peroksidaz ≥ 0.2 U/mL) konarak 20-25 °C de 10 thermophilus + L. bulgaricus ) %3 oranında a şılanıp dakika bekletildikten sonra, spektrofotometrede Hg 546 42 °C’de, 2. kısım ise 40 °C’ye so ğutularak S. nm dalga boyundaki absorbansı test kiti çözeltisi ile thermophilus ve L. acidophilus jonsonii La1 kültürü ile hazırlanan kontrole kar şı okunmu ştur. Sonuç a şağıdaki (her ikisinden de %1 oranında) a şılanıp 37 °C’de formülden yararlanılarak hesaplanmı ştır. inkübasyona bırakılmı ştır. pH 4.7’de inkübasyondan alınan yoğurt örnekleri so ğulmu ş ve + 4 °C muhafaza Kolesterol (mg/dL) = 853 × A (1) edilerek tüketime hazır hale getirilmiştir. Yo ğurt örnekleri her seferinde altı şar kg olarak hazırlanmı ştır. Yo ğurt HDL-kolesterol, 200 µL serum örneği 500 µL çöktürücü örneklerinin üçer kg’ı so ğutma i şleminden sonra su (Fosfotungustik asit: 0.44 mmol/L;magnezyum klorit: 20 banyosunda 65 °C’de 30 dakika pastörize edilmi ş ve mmol/L) ile 400 devir/dakikada santrifüj edildikten sonra +4 °C’de muhafaza edilerek tüketime hazır hale üstte ayrılan kısımdan serum örne ğinde kolesterol getirilmi ştir. tayininde oldu ğu gibi yapılmı ş ve sonuç a şağıdaki formülden yararlanılarak hesaplanmı ştır. Yo ğurt örneklerinin kimyasal analizleri HDL-kolesterol (mg/dL) = 325.1 × A (2) Yo ğurt örneklerinin pH de ğerleri pH metrede (Cyberscan Trigliserit tayininde 0.02 mL serum örne ği üzerine 2 mL 10 pH ) 25 ±1°C’de belirlenmi ştir [18]. Örneklerin titrasyon test kiti çözeltisi (ATP ≥ 0.5 mmol/L; 4-aminofenazon: asitli ği (% laktik asit), kurumadde (%) ve ya ğ içeri ği (%) 0.35 mmol/L; lipaz ≥ 3 U/mL; gliserolfosfat oksidaz ≥ 2.5 (Gerber metoduna göre) TS1330’da belirtilen metoda U/mL; gliserol kinaz 0.2 U/mL; peroksidaz ≥ 0.15 U/mL; göre belirlenmi ştir [19]. 4-klorofenol: 3.5 mmol/L) konarak, 20-25 °C de 10 Yo ğurt örneklerinin mikrobiyolojik analizleri dakika bekletildikten sonra aynı dalga boyundaki absorbansı aynı çözelti ile hazırlanan kontrole karşı okunmu ştur. Sonuç a şağıdaki formülden yararlanılarak Mikroorganizmaların gramında koloni olu şturan birim hesaplanmı ştır. sayısı (kob/g) dökme plak metodu ile saptanmı ştır. İnkübasyon sonunda 30 ile 300 arasında koloni içeren Trigliserit (mg/dL) = 1040 × A (3) petrilerdeki koloniler sayılmı ş ve seyreltme katsayısı dikkate alınmak sureti ile de ğerlendirilmi ştir [20]. LDL-kolesterol miktarı ise di ğer verilenlerden yararlanmak suretiyle Friedewald e şitli ğine göre şu şekilde [21]; LDL-kolesterol = Serum kolesterol – (HDL-kolesterol + Trigliserit / 5) (4) 45 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 İstatistik analizler ARA ŞTIRMA BULGARI ve TARTI ŞMA Verilerin istatistiksel analizi Minitab V.16 kullanılarak Çalı şmada iki günde bir taze olarak hazırlanan yo ğurt gerçekle ştirilmi ştir. Elde edilen veriler faktöriyel deneme örneklerinde yapılan asitlik (pH ve SH), ya ğ, kuru deseninde Varyans analiz tekni ği (Minitab, 1991) ile madde, toplam bakteri, küf-maya ve laktik asit de ğerlendirilmi ştir. Guruplar arasındaki farklılıklar Tukey bakterilerinin analiz sonuçları Tablo 3’te verilmi ştir. Çoklu Kar şıla ştırma Testliyle tespit edilmi ştir [22]. Tablo 3’te görüldü ğü gibi laktik asit bakteri sayım aktivitesinin ilk olarak ortaya atıldı ğı yo ğurtla ilgili sonuçlarına göre pastörize ürünlerdeki laktik asit çalı şmanın Mann ve Spoerry, [26] ardından yapılan bakterileri inhibe oldu ğu edilmi ştir. Bu sonuçlara göre, ara ştırmalarda yo ğurdun antikolesterolemik etkisine laktik asit bakterilerinin toplam kolesterol, HDL- ili şkin farklı sonuçlar alınmı ştır. Bazzare ve ark. [27] ve kolesterol, LDL-kolesterol ve trigliserit üzerine etkileri Thompson ve ark. [28] ayrı ayrı yaptıkları çalı şmada pastörize ve pastörize edilmemi ş ürünlerde yo ğurdun antikolesterolemik etkiye sahip olmadı ğını incelenmi ştir. belirlemi şlerdir. McNamara ve ark. [29] Yaptıkları çalı şmada 18 normolipidemik erkekte yo ğurtların plazma Toplam Kolesterol, HDL-Kolesterol LDL- kolesterol seviyelerini önemli derecede etkilemedi ğini Kolesterol ve Trigliserit Miktarları belirtmi şlerdir. Beena ve Prasad [30] normal yo ğurdun kolesterol azaltıcı etkisinin olmadı ğını belirtmi şlerdir. Hazırlanan özel yemlerle beslenen ratlardan 7., 14. ve Jaspers ve ark. [13] günde 681 g yo ğurt verdikleri 21. günlerde alınan kan örneklerinin toplam kolesterol, erkeklerde yo ğurdun bazı günlerde toplam serum HDL-Kolesterol, LDL-Kolesterol ve trigliserit düzeylerine kolesterolü %10-20 ile önemli derecede azalttı ğı ait istatistik analiz sonuçları Tablo 4’te verilmi ştir. belirlenmi ş. Ancak, serum kolesterolünün yo ğurt Sonuçlar incelendi ğinde haftalara göre toplam kolesterol tüketiminin devam etmesi ile kontrol de ğerine geri düzeyinde bir artı ş görülmü ştür. Bu artı ş istatistiksel döndü ğü belirtilmi ştir. Farklı laktik asit bakteri türlerinin olarak önemli (p ˂0.05) bulunmu ştur. Toplam kolesterol serum kolesterol konsantrasyonları üzerine etkisinin düzeyi kolesterollü yem + yo ğurt örneklerine ve hafta* farklı olabilece ğini belirtmi şlerdir. Gilliand ve ark. [24] kolesterollü yem + yo ğurt örne ğine göre interaksiyonları kolesterolce zengin diyetle beslenen domuzlarda istatistiki açıdan çok önemli (p ˂0.01) bulunmu ştur. L.acidophilus RP32 türünün serum kolesterol seviyesini önemli ölçüde azalttı ğını, L.acidophilus P47 türünün ise Birinci haftada en yüksek toplam kolesterol seviyesi benzer bir etkisinin olmadı ğını belirtmi şlerdir. Suzuki ve pastörize probiyotik yo ğurt örneklerinde 124.00±9.89 ark. [25] çe şitli laktik asit bakterileriyle fermente edilmi ş mg/dL olarak belirlenmi ştir. Patörize edilmemi ş sütlerle beslenen ratlarda en etkili antikolesterolemik probiyotik yo ğurt örneklerinde ise toplam kolesterol etkinin L.acidophilus 2056 su şuyla üretilenlerden elde seviyesi 58.50±9.19 mg/dL olarak belirlenmi ştir. Bu edildi ğini belirtmi şlerdir. sonuç probiyotik bakteri örne ğinin toplam kolesterolü önemli ölçüde azalttı ğını göstermi ştir. Ancak Tablo 3’de Sadeq ve ark. [9] plazma lipitleri üzerine Bifidobacterium de görüldü ğü gibi ikinci haftada probiyotik bakterinin bu pseudocatenulatum G4 veya Bifidobacterium longum olumlu etkisi azalmı ş ve üçüncü haftada ise pastörize BB536 içeren yo ğurdun etkisini kolesterolce probiyotik yo ğurt (63.50±6.36 mg/dL) ve pastörize zenginle ştirilmi ş diyetle beslenen ratlarda edilmemi ş probiyotik yo ğurt (63.0±6.36 mg/dL) incelemi şlerdir. 8 hafta sonra kolesterolce zengin diyetle örneklerinin toplam kolesterol seviyeleri aynı düzeyde beslenen pozitif kontrol grubu ratların plazmasında belirlenmi ştir. Ya ğlı yo ğurt örneklerinde birinci ve üçüncü toplam kolesterol ve LDL-kolesterol seviyelerinde önemli haftalarda pastörize yo ğurt örneklerine göre toplam artı şlar gözlemlemi şlerdir. Bununla birlikte, kolesterol miktarları daha dü şük bulunmu ştur. İkinci Bifidobacterium pseudocatenulatum G4 veya haftada tam tersi bir durum izlenmi ştir. Bu da ratların Bifidobacterium longum BB536 içeren yo ğurt takviyeli yem ve yo ğurt tüketimindeki düzensizli ğe ba ğlanabilir. kolesterolce zengin diyetle beslenen gruplarda Kontrol grubunun Toplam kolesterol miktarlarında ise uygulamadan 8 hafta sonra kontrol grubuna göre her üç haftada da benzer sonuçlar elde edilmi ştir. plazmada toplam kolesterol, LDL-kolesterol ve VLDL kolesterol seviyelerini anlamlı derecede dü şük Bazı deney hayvanları üzerinde yapılan [23-25] bulmu şlardır. Ivey ve ark. [15] kan basıncı ve serum lipid çalı şmalarda, farklı fermente süt mamüllerinin serum profili üzerine yo ğurt ve kapsül formundaki Lactobacillus kolesterol üzerine etkisinin farklı oldu ğu sonucuna acidophilus LA5 ve Bifidobakterium animalis subsp lactis varılmı ştır. Süt ve ürünlerinin kolesterol dü şürücü BB12’nin etkisini belirlemi şlerdir. 55 ya ş üzeri 156 kg 46 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 ağırlı ğındaki kadın ve erkeklerde altı hafta sonra toplam probiyotik su şlarının kardiyovasküler risk faktörlerini kolesterol, LDL-kolesterol, HDL-kolesterol ve trigliserit düzeltmedi ğini ifade etmi şlerdir. seviye artı şlarını izlemi şlerdir. Lactobacillus acidophilus LA5 ve Bifidobakterium animalis subsp lactis BB12 Tablo 4. Kolesterollü yem ve farklı yo ğurt çe şitleri ile beslenen ratlarda toplam kolesterol, HDL- kolesterol, LDL-kolesterol ve trigliserit düzeylerine ait veriler (mg/dL) (n=2) Süre Ratlara Verilen Yem İçeri ği Kolesterol HDL-Kolesterol LDL-Kolesterol Trigliserit KY+S 66.0±1.41 B 39.0±1.41 A 14.2±4.24 B 102.5±11.00 B KY+PaY 69.5±10.61 B 31.0±0.00 A 15.0±0.85 B 148.0±8.50 A 1. KY+Y 55.5±12.02 B 37.5±2.12 A 80.8±24.00 A 74.5±6.00 BCDE Hafta KY+PaPrY 124.0±9.89 A 23.5±4.95 A 16.7±1.56 B 44.0±18.00 EF KY+PrY 58.5±9.19 B 28.0±2.83 A 7.2±4.24 B 84.5±7.80 BCD KY+S 62.0±2.83 B 31.0±7.10 A 20.7±1.56 B 58.5±0.60 CDEF KY+PaY 66.0±1.41 B 34.0±7.10 A 18.3±3.54 B 62.5±6.36 CDEF 2. KY+Y 76.5±13.40 B 40.5±3.50 A 24.1±4.95 B 83.0±8.49 BCD Hafta KY+PaPrY 80.5±2.12 B 40.0±16.00 A 8.05±0.49 B 91.5±9.19 BC KY+PrY 67.0±0.00 B 44.0±4.20 A 13.8±2.83 B 53.5±6.36 DEF KY+S 66.5±2.12 B 33.0±4.24 A 34.7±6.08 B 64.5±7.80 CDEF KY+PaY 67.0±7.07 B 36.0±2.83 A 15.5±2.97 B 62.5±7.80 CDEF 3. KY+Y 63.5±2.12 B 32.5±0.71 A 16.7±3.82 B 43.5±2.10 EF Hafta KY+PaPrY 63.5±6.36 B 37.5±3.54 A 17.8±7.64 B 29.0±5.70 F KY+PrY 63.0±1.41 B 43.5±2.12 A 12.7±1.56 B 41.0±0.00 EF En yüksek HDL-kolesterol oranları birinci haftada ya ğlı kolesterol konsantrasyonlarının dü şük ya ğlı diyetlerde yo ğurt örneğinde görülürken ikinci ve üçüncü haftalarda yüksek ya ğlı diyetlere oranla dü ştü ğünü bulmu şlardır. (44.00±4.20 mg/dL ve 43.5±2.12 mg/dL) probiyotik yağlı Richelsen ve ark. [36] E. feacium ve S. thermophilus ile yo ğurt örne ğinde belirlenmi ştir. Gruplar arasında çok fermente ettikleri süt ürününün bir ay sonra kadın ve önemli bir farklılı ğın olmadı ğı görülmü ştür. erkeklerde LDL-kolesterolü azaltırken 3 ay sonunda birinci ayla fazla fark olmadı ğını ve 6. ay sonunda Thomson ve ark. [28] günde 1 L yo ğurt tüketen ki şilerin toplam ve LDL-kolesterolün dü şük seviyede oldu ğunu HDL-kolesterol düzeylerinde önemli bir farklılık bulmu şlardır. Beena ve Prasad [30] normal yo ğurtların bulunmadı ğını belirtmi şlerdir. Rao ve ark. [31] 29 gün kolesterol azaltıcı etkisinin olmadı ğını ve yo ğurdun LDL- süresince ya ğlı süt veya termofilus sütü ile beslenen kolesterolü çok az de ğiştirdi ğini belirtmi şlerdir. sıçanlarda HDL-kolesterol düzeylerinin farklı olmadı ğını belirlemi şlerdir. Danielsen ve ark. [32] 56 gün boyunca Ibrahim ve ark. [2] plazma ve karaci ğer lipidleri üzerine asidofilus yo ğurdu ile beslenen domuzlarda HDL- Bifidobacterium lactis Bb-12 ve Bifidobacterium longum kolesterol düzeyinin kontrol grubuna göre daha dü şük Bb-46 ile takviyeli manda yo ğurdu ve soya yo ğurdunun oldu ğunu belirlemi şlerdir. Bazzare ve ark. [27] bir hafta etkilerini kolesterolle zenginle ştirilmi ş bir diyetle yo ğurt tüketen bayanlarda HDL-kolesterol düzeyini beslenen sıçanlarda belirlemi şlerdir. Bb-12 ve Bb-46 kontrol grubuna göre daha yüksek bulmu şlardır. Umsan içeren yo ğurt ve soya yo ğurtlu kolesterolce zengin ve Hosono [33] süt ve L. gasseri SBT0270 içeren süt diyetle beslenen grupların plazma toplam kolesterol, verilen ratlarda HDL-kolesterolün önemli derecede LDL-kolesterol ve VLDL miktarlarını kontrol grubuna azaldı ğını bulmu şlardır. (Bb-12 ve Bb-46 takviyesiz) göre önemli ölçüde dü şük bulmu şlardır. Bb-46 içeren yo ğurt ve soya yo ğurdunun Tablo 3’te görüldü ğü gibi en yüksek LDL-kolesterol Bb-12 içeren yo ğurt ve soya yo ğurdunun göre plazma miktarı birinci haftada ya ğlı yo ğurt (80.80±24.00 mg/dL) ve karaci ğer kolesterol seviyelerini dü şürmesini daha örne ğinde elde edilmi ştir. En dü şük LDL-kolesterol etkili bulmu şlardır. Probiyotik takviyeli kolesterol miktarları her üç haftada da probiyotik yo ğurt örne ğinde açısından zengin bir diyetle beslenen sıçanlarda kan (sırasıyla 7.20±4.24 mg/dL, 13.80±2.83 mg/dL, 12.70± plazması toplam kolesterol düzeyleri arasında ters bir 1.56 mg/dL) elde edilmi ştir. Üçüncü haftada fermente ili şki oldu ğunu belirtmi şlerdir. Furuncuoglu ve ark. [37] yo ğurt örneklerinin LDL-kolesterol de ğerlerinde önemli yüksek lipid seviyeli 100 hastada (50 ki şi çalı şma grubu bir farklılık olmadı ğı görülmü ştür. Kontrol gruplarında ise 50 ki şi kontrol grubu), stanollü yo ğurt ve stanolsüz haftalara göre LDL-kolesterol miktarları önemli ölçüde yo ğurdun etkilerini ara ştırmı şlardır. Stanol grubunda artı ş göstermi ştir. İkinci ve üçüncü haftalarda en yüksek toplam kolesterol ve LDL kolesterol seviyesinde bariz bir LDL-kolesterol miktarları (sırasıyla 20.70±1.56 mg/dL ve azalma (sırasıyla %12.9 ve %14.9) bulmu şlar, kontrol 34.70±6.08 mg/dL) kontrol gruplarından elde edilmi ştir. grubunda ise LDL kolesterolde dü şük bir azalma (%3.3) belirlemi şlerdir. Noakes ve ark. [34] ya ğı azaltılmı ş yeni bir süt ürününün ya ğlarının plazma lipidleri üzerine etkisini 43 erkek En yüksek trigliserit miktarı birinci haftada pastörize üzerinde incelemi şler ve süt kayma ğında bulunan ya ğlı yo ğurt (148.00±8.50 mg/dL) grubunda ve kontrol doymu ş ya ğ asitlerinin LDL-kolesterolünü yükselttiğini grubunda (102.50±11.00 mg/dL) elde edilmi ştir. Üçüncü bulmu şlardır. Gerhard ve ark. [35] plazmada LDL- hafta sonunda ise bütün yo ğurt örneklerinin trigliserit 47 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 miktarları kontrol grubundan daha dü şük miktarlarda sonunda kontrol seviyelerine yakın sonuçlar elde bulunmu ştur. edilmi ştir. L. acidophilus jonsonii La1 su şunun yoğurt tüketiminin devam etmesi ile toplam kolesterol tüketimi Hepner ve ark. [38] yaptıkları çalı şmada 4 hafta diyet ve üzerine azaltıcı bir etkisinin olmadı ğı görülmü ştür. HDL- yo ğurtla besledikleri ki şilerde kontrol grubuna göre kolesterol seviyesinin artırıcı ve LDL-kolesterol trigliserit düzeyinin daha dü şük oldu ğunu bulmu şlardır. seviyesinin azaltıcı etki göstermesi kalp damar İshida ve Kubo [39] %15 ticari yo ğurtla besledikleri hastalıkları açısından L. acidophilus jonsonii La1 su şunu ratlarda kontrol grubuna göre trigliserit düzeyini önemli içeren fermente süt ürünlerinin tüketilmesi olumlu derecede az bulmu şlardır. Danielson ve ark. [32] de ğerlendirilebilir. Ancak fermente süt ürünlerinde farklı yaptıkları çalı şmada 56 gün asidofiluslu yo ğurtla probiyotik bakteri türü ve su şları ile çok daha uzun süreli beslenen tav şanlarda serum trigliserit düzeyinin çok ve daha detaylı çalı şma yapılması önerilmektedir. farklı olmadı ğını bulmu şlardır. Suzuki ve ark. [24] yaptıkları çalı şmada asidofiluslu sütle beslenen Bu sonuçlara göre, yüksek kolesterol problemi olan sıçanların serum trigliserit düzeylerinin sütle ki şilerin beslenme diyetlerinde düzenli bir şekilde yo ğurt beslenenlerden farklı olmadı ğını bulmu şlardır. Kiyosawa ve probiotik yo ğurtları tüketmeleri halinde ilgili ve ark. [40] yaptıkları çalı şmada kolesterolle beslenen literatürlerin ı şığı altında antikolesterolemik aktivite tav şanlarda ya ğsız sütün trigliserit seviyesini önemli üzerinde etkili olabilece ği ifade edilebilir. ölçüde dü şürdü ğünü, yo ğurtta ise kontrol grubuna göre önemli bir farklılık olmadı ğını bulmu şlardır. İnsanlar ve TE ŞEKKÜR hayvanlar üzerinde yapılan çe şitli çalı şmalarda [34, 37, 41, 42] fermente süt ürünlerinin serum trigliserit düzeyini Bu çalı şma Nizam Mustafa Nizamlıo ğlu’nun Yüksek de ğiştirmedi ği gözlemlenmi ştir. Lisans tezinin bir kısmı olup, Selçuk Üniversitesi Bilimsel Ara ştırma Projeleri (BAP) Koordinatörlü ğü tarafından Alo ğlu ve ark. [43] Cryptococcus humicola M5-2 FBE2001/078 nolu proje ile desteklenmi ştir. su şunun, in vivo ortamda kolesterolü asimile etme Desteklerinden dolayı Selçuk Üniversitesi BAP yetene ği incelemi şler ve kolesterolce zengin diyetle Koordinatörlü ğüne te şekkür ederim. beslenen sıçanlarda bu su ş ile beslemenin serum toplam kolesterol, HDL/LDL kolesterol ve trigliserit KAYNAKLAR seviyelerine etkisini belirlemi şlerdir. Serum analiz sonucuna göre trigliserit ve toplam kolesterol düzeyinin [1] Gönç, S., Akalın, A.S., Düzel, S., 1996. Farelerde sırasıyla %25 ve %1.34 oranında dü şme gösterdi ğini ve Serum Kolesterol Düzeyi Üzerine Acidophilus özellikle trigliserit düzeyindeki dü şme oranına ço ğu in Yo ğurdunun Etkisi. Proje Sonuç Raporu. Tübitak vivo çalı şmada rastlamamı şlardır. Elde edilen su şun Ara ştırma Projesi, No: VHAG-1168, Tübitak, fermente gıdalar ile beraber tüketiminin sa ğlık üzerine Ankara. iyile ştirici etkiler yarataca ğını belirtmi şlerdir. [2] İbrahim, A.A.E.G., El-Sayed, E.M., Hafez, S.A., El- Zeini, H.M., Saleh, F.A., 2005. The SONUÇ ve ÖNER İLER hypocholesterolaemic effect of milk yoghurt and soy-yoghurt containing bifidobacteria in rats fed on Ara ştırma bulguları irdelendi ğinde, yoğurt ve probiyotik a cholesterol-enriched diet. International Dairy yo ğurtla beslenen grupların kan serum toplam kolesterol Journal 15: 37–44. seviyelerinde üçüncü hafta sonunda önemsiz bir [3] Ceyhan, N., Alıç, H., 2012. Ba ğırsak mikroflorası azalma, LDL-kolesterol seviyelerinde ise önemli bir ve probiyotikler. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 5: azalmanın oldu ğu belirlenmi ştir. Genel olarak bütün 107-113. grupların trigliserit seviyelerinde üçüncü hafta sonunda [4] Fernandes, C.F., Shanani, K.M., Amer, M.A., 1987. azalma oldu ğu belirlenmi ştir. Pastörize fermente süt Therapeutic role of dietary lactobacilli and ürünleri ile beslenen ratlarda ise, birinci ve ikinci lactobacilli fermented dairy products. FEMS haftalardaki farklılıklara ra ğmen üçüncü hafta sonunda Microbiology Reviews 3(3): 343-356. serum toplam kolesterol, HDL-kolesterol ve LDL- [5] Driessen, F.M., Boer, D., 1989. Fermented milks kolesterol seviyeleri pastörize edilmemi ş yo ğurt ve with selected intestinal bacteria: a healthy trend in probiyotik yo ğurtla kar şıla ştırıldı ğında benzerlik new products. Netherlands Milk Dairy Journal 43: göstermi ştir. Pastörize probiyotik yo ğurtla beslenen 367-382. ratların trigliserit seviyelerinin her üç haftada pastörize [6] Golay, A., Ferrara, J., Felber, J., Schneider, H., yo ğurtla beslenen ratlardan daha dü şük oldu ğu 1990. Cholesterol-lowering effect of skim milk from gözlenmi ştir. Yo ğurt örnekleri içinde üçüncü hafta immunized cows in hypercholesterolemic patients. sonunda en yüksek HDL-kolesterol seviyesi ve endü şük American Journal of Clinical Nutrition 52(6): 1014- LDL-kolesterol seviyesi probiyotik yo ğurtla beslenen rat 1019. grubunda elde edilmi ştir. Probiyotik yo ğurt tüketiminin iyi [7] Marette, S., Roosen, M., Blanchemanche, S., huylu HDL-kolesterol seviyesini artırma, kötü huylu LDL- Feinblatt-Mélèze, E., 2010. Functional food, kolesterol seviyesi üzerinde azaltma etkisinin olduğu uncertainty and consumers’ choices: A lab ifade edilebilir. experiment with enriched yoghurts for lowering cholesterol. Food Policy 35: 419–428. Çalı şmada kullanılan L. acidophilus jonsonii L a1 [8] Gürsoy, O., Özel, S., Özba ş, H., Çon, A.H., 2011. kültürünün birinci haftada toplam kolesterol üzerine Kolesterol seviyesinin in vitro ve in vivo ko şullarda azaltıcı bir etkisi belirlenmesine ra ğmen üçüncü hafta 48 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 dü şürülmesinde probiyotik mikroorganizmaların acidophilus . Applied and Environmental etkisi. Akademik Gıda 9: 37-45. Microbiology 49(2): 377-381. [9] Sadeq, H.A.S., Amin, İ., Mohd, Y.M., Shuhaimi, M., [25] Suzuki, V., Kaizu, H., Yamauchi, Y., 1991. Effect of Rokiah, M.Y., Fouad, A.H., 2012. cultured milk on serum cholesterol concentration in Hypocholesterolaemic effect of yoghurt containing rats which fed high-cholesterol diets. Animal Bifidobacterium pseudocatenulatum G4 or Science and Technology 62(6): 565. Bifidobacterium longum BB536. Food Chemistry [26] Mann, G.V., Spoerry, A., 1974. Studies of a 135: 356–361. surfactant and cholesteremia in the Maasai. [10] Mayes, P., Çeviren: Mente ş, G., 1993. Kolesterol American Journal of Clinical Nutrition 27(5): 464- sentezi ta şınması ve atılımı. Harper’in Biyokimyası. 469. Barı ş Kitabevi, İstanbul. [27] Bazzare, T.I., Liu. W.S., Yuhas, S.A., 1983. Total [11] Karleskind, A., Wollf, J. P., 1999. Biochemical and and HDL-cholesterol concentrations following Nutritional Characteristics of Oils and Fats. Oils yogurt and calcium supplementation. Nutrition and Fats Manual, İntercept Limited, Andover U. K., Reports İnternational 28(2): 413-421. Londres/Newyork, 558-572p. [28] Thomson, L., Jenkins, D., Amer, M., Reichert, R., [12] Theuwissen, E., Mensink, R.P., 2008. Water- Jenkins, A., Kamulsky, J., 1982. The effect of soluble dietary fibers and cardiovascular disease. fermented and unfermented milks on serum Physiology & Behavior 94: 285–292. cholesterol. American Journal of Clinical Nutrition [13] Jaspers, D.A., Massey, L.K., Luedecke, L.O., 1984. 36(6): 1106-1111. Effect of consuming yogurts prepared with three [29] McNamara, D., Lowell, A., Sabb, J., 1989. Effect of cultre strains on human serum lipoproteins. Journal yogurt intake on plasma lipid and lipoprotein levels Food Science 49: 1178-1181. in normolipidemic males. Atherosclerosis 79(2-3): [14] International Dairy Ferederation, 1991. Cultured 167-171. Dairy Product in Human Nutrition. Effect on [30] Beena, A., Prasad V., 1997. Effects of yogurt and Cholesterol Metabolism. Square vergote, B-1040 bifidus yogurt fortified with skim milk powder, Brussels, BELGIUM, 41p. condensed whey and lactose-hydrolysed [15] Ivey, KL., Hodgson, J.M., Kerr, D.A., Thompson, condensed whey on serum cholesterol and P.L., Stojceski, B., Prince, R.L., 2015. The effect of triacylglycerol levels in rats. Journal of Dairy yoghurt and its probiotics on blood pressure and Research. 64(3): 453-457. serum lipid profile; a randomised controlled trial. [31] Rao, D.R., Chawan, C.B., Pulusani, S.R., 1981. Nutrition, Metabolism & Cardiovascular Diseases Influence of milk and thermophilus milk on plasma 25: 46-51. cholesterol levels and hepatic cholesteregenesis in [16] Gönç, S., Akalın, S., Kılınç, S., 1996. Fermente süt rats. Journal Food Science 46: 1339-1341. mamülleri ve kolesterol arasındaki ili şkiye ait bir [32] Danielson, A.D., Peo, E.R., Shanany, K.M., Lewis, de ğerlendirme. Gıda 21(2): 89-94. A.J., Whalen, P.J., Amer, M.A., 1989. [17] Lye, H.S., Rusul, G., Liong, M.T., 2010. Removal of Anticholesteremic property of Lactobacillus cholesterol by Lactobacilli Via incorporation and acidophilus yogurt fed to mature boars. Journal conversion to coprostanol. Journal Dairy Science Animal. Science 67: 966-974. 93: 1383-92. [33] Hosono, A., 2000. Effect of administration of [18] Majewska, D., Jakubowska, M., Ligocki, M., Lactobacillus gasseri on serum lipids and fecal Tarasewicz, Z., Szczerbi ńska, D., Karamucki, T., steroids in hypercholesterolemic rats. Journal of Sales, J., 2009. Physicochemical characteristics, Dairy Science 83: 1705-1711. proximate analysis and mineral composition of [34] Noakes, N., Nestel, P.S., Clifton, P.M., 1996. ostrich meat as influenced by muscle. Food Modifying the fatty acid profile of dairy products Chemistry 117(2): 207-211. through feedlot technology lowers plasma [19] Anonymous, 1996. Yo ğurt TS. 1330/Revizyon. cholesterol humans consuming the products. The Türk Standardları Enstitüsü. American Journal of Clinical Nutrition 63: 42-46. [20] Harrigan, W.F., 1998. Laboratory Methods in Food [35] Gerhard, G.T., Connor, S.L., Wander, R.C., Microbiology. 13 th ed. Academic Pres. London. Connor, W., 2000. Plasma lipid and lipoprotein [21] Friedewald, W.R., Levy, R.I., Frederickson, D.S., responsiveness to dietary fat and cholesterol in 1972. Lipoproteins in serum. Clinical Chemistry premenopausal African American and white 18: 499. women. The American Journal of Clinical Nutrition [22] Düzgüne ş, O., Kesici, T., Kavuncu, O., Gürbüz, F., 72: 56-63. 1987. Ara ştırma ve deneme metotları. ( İstatistiksel [36] Richelsen, B., Kristensen, K., Pedersen, S.B., Metotlar-II). Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi 1996. Long-term (6 months) effect of a new Yayınları 1021, Ankara. fermented milk product on the level of plasma [23] Anderson, J.W., Gilliand, S.E., 1999. Effect of lipoproteins-a placebo-controlled and double blind fermented milk (yogurt) containing Lactobacillus study. European Journal of Clinical Nutrition 50: acidophilus 4 on serum cholesterol in 811-815. hypercholesterolemic humans. Journal of the [37] Furuncuoglu, Y., Basar, M., Alıcı, S., Sengul, C., American Collage of Nutrition 18 (1): 43-50. 2014. Effects of a stanol-enriched yogurt on [24] Gilliand, S.E., Nelson, C.R., Maxwell, C., 1985. plasma cholesterol levels. European Journal of Assimilation of cholesterol by Lactobacillus General Medicine 11(4): 230-234. 49 N.M. Nizamlıo ğlu, N. Akın Akademik Gıda 15(1) (2017) 43-50 [38] Hepner, G., Fried, R., Jear, S., Fusetti, L., Morin, [41] Agerbaek, N., Gerdes, L.U., Richelsen, B., 1995. R., 1979. Hypercholesterolemic effect of yogurt and Hypocholesterolaemik effect of a new fermented milk. American Journal of Clinical Nutrition 32 (1): milk product in healthy middle-aged men. Eur. J. 19-24. Clin. Nutr. 49(5): 346-352. [39] Ishida, M., Kuba, H., 1985. Effect of yogurt, kefir [42] Bertolami, M.C., Faludi, A.A., Batlouni, M., 1999. and butter milk on serum lipids of rats. Scientific Evaluation of the effects of a new fermented milk Reports of the Miyagi Agricultural College 33: 43- product (Gaio) on primary hypercholesterolemic. 47. European Journal of Clinical Nutrition 53: 97-101. [40] Kiyosawa, H., Sugawara, C., Sugawara, N., [43] Alo ğlu, H. Ş., Özer, E.D., Öner, Z., Sava ş, H.B., Uz, Miyake, H., 1984. Effect of skim milk and yogurt on E., 2015. Investigation of a probiotic yeast as a serum lipids and development of sudanophilic cholesterol lowering agent on rats fed on a high lesions in cholesterol-fed rabits. American Journal cholesterol enriched diet. Kafkas Üniversitesi of Clinical Nutrition 40(3): 479-484. Veteriner Fakültesi Dergisi 21(5): 685-689. 50 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59, DOI: 10.24323/akademik-gida.306062 Ara ştırma Makalesi / Research Paper Endüstriyel Pekmez Üretim Sürecinde Enerji Analizi Seda Genç Ya şar Üniversitesi, Meslek Yüksekokulu, Gıda İş leme Bölümü, 35100, Bornova, İzmir Geli ş Tarihi (Received): 13.03.2017, Kabul Tarihi (Accepted): 07.04.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (S. Genç) 0 232 570 86 36 0 232 570 70 00 ÖZ Dünyanın hızlı artan nüfusu sonucunda, her geçen gün daha fazla enerjiye gereksinim duyulmaktadır. Türkiye’deki enerji tüketimi incelendi ğinde imalat sanayi, %40’lık payla en büyük tüketici konumundadır. Sanayi kolları içerisinde, gıda sanayi de enerjinin yo ğun olarak kullandı ğı bir sektördür. Bu nedenle, gıda sanayinde enerjinin verimli kullanılması büyük önem arz etmektedir. Pekmez, yüksek enerji içeri ği ve mineral madde zenginli ği açısından önemli bir gıda maddesidir. Uzun yıllardır geleneksel yöntemlerle üretilen pekmez, günümüzde endüstriyel olarak da üretilmektedir. Bu çalı şmada, pekmezin endüstriyel üretim sürecinde enerji kullanımı incelenmi ştir. Endüstriyel pekmez üretiminde, üzümlerin yıkanmasıyla ba şlayan süreç sırasıyla, sap ayırma-ezme, presleme, separasyon, ısıtma-asit giderme, so ğutma, filtrasyon, durultma, son filtrasyon, vakum evaporasyon ve so ğutma ile sonlanmaktadır. Bu çalı şmada, her bir üretim basama ğının ve bir bütün olarak sistemin enerji analizi yapılarak, enerji verimlilikleri de ğerlendirilmi ştir. Termodinamik analiz sonucuna göre sistemin birinci yasa verimi %71.2 bulunmu ştur ve sistemin enerji analizi sonuçları Sankey diyagramı kullanılarak gösterilmi ştir. Sonuç olarak, 1 kg pekmez üretimi için 5.57 kg üzüme gereksinim duyuldu ğu ve üretim sürecinde gerekli termal ve elektrik enerjisi ihtiyacının sırasıyla 3695 kJ ve 39.51 kJ ve toplam enerji ihtiyacının 3734.51 kJ oldu ğu hesaplanmı ştır. Anahtar Kelimeler: Enerji, Pekmez, Enerji verimlili ği, Termodinamik Energy Analysis in Industrial Grape Molasses (Pekmez) Production Process ABSTRACT Energy demand has been increasing as a result of the rapid population growth of the World. When the energy consumption in Turkey is examined, with a share of 40%, industrial production is the biggest consumer. Among industry, food industry is an energy intensive sector. For this reason, efficient use of energy in food industry is of great importance. Grape molasses (pekmez) is an important food in terms of high energy and mineral matter content. Grape molasses (pekmez), which has been produced for many years by traditional methods, is also produced industrially. In this study, the use of energy in the industrial production process of grape molasses has been investigated. The production process starts with the washing of grapes, destemming-crushing, pressing, separation, heating-acid removal, cooling, filtration, clarification and final filtration, and ends up with vacuum evaporation and cooling process. Energy analysis was carried out for each production unit, and the energy efficiencies were calculated accordingly. Results showed that first law efficiency of the whole system was 71.2%, and the energy analysis results of the production line were schematized by means of Sankey diagram. In conclusion, 5.57 kg grape was necessary to produce 1 kg grape molasses, and the total energy requirement was calculated as 3734.517 kJ where thermal and electrical energy requirements were 3695 kJ and 39.51 kJ, respectively. Keywords: Energy, Grape molasses (pekmez), Energy efficiency, Thermodynamics 51 GİRİŞ uygulamalarının önemini belirtilen bir derleme çalışması yapmı şlardır [7]. Sorgüven ve Özilgen [8], aromalı Ülkemiz, ba ğcılık için oldukça elveri şli bir co ğrafi yapıya yo ğurt üretim sürecinin çevreye olan etkilerini enerji ve sahip olması nedeniyle yüzyıllardan beri Anadolu’da ekserji kullanımı ve karbondioksit emisyonu açısından üzüm yeti ştiricili ği yapılmaktadır. Türkiye, dünyada incelemi ştir. Çalı şma kapsamında çilekli yo ğurt üretimi üzüm hasat edilen alana sahip olan ülkeler için kullanılan enerji mekanizmaları tarımsal maddelerin sıralamasında be şinci, üzüm üretimi sıralamasında da yeti şmesi için gerekli olan güne ş enerjisi, otoburların et üçüncü sırada yer almaktadır [1]. Üzümün sofralık ve süt üretimi için tükettikleri otlar için gereken enerji ve olarak kullanımının yanı sıra şaraplık, kurutmalık, sirke, çilekli yo ğurdun endüstriyel üretim süreci için gereken pekmez, pestil, reçel, meyve suyu gibi mamül ürünler enerji olarak üç bölümde incelenmi ş ve termodinamik şeklinde de ğerlendirilme olana ğı da bulunmaktadır. analizi yapılmı ştır. Bir ba şka çalı şmada, Türkiye’de Ülkemizde ise üretilen üzümlerin yakla şık %40'ı bulunan bir şeker fabrikası model olarak seçilerek, şeker kurutularak, %25’i sofralık, %20’si sirke, pekmez ve pancarından şeker üretimi sürecinin her basama ğı, pestil yapılarak, yakla şık %15’i de alkollü içki üretiminde fabrikanın çalı şması için gereken enerji üretim süreçleri kullanılmaktadır [2]. de dahil olmak üzere detaylı bir biçimde incelenmi ş ve tüm üretim sürecinin enerji ve ekserji analizi yapılmı ştır. Pekmez, meyve şırasının kaynatılarak koyula ştırılması Ayrıca, sistemde en iyi enerji ve ekserji verimini ile şeker içeri ği yüksek olan üzüm, dut, kayısı, erik ve sa ğlamak için optimizasyon çalı şması yapılmı ştır [9]. benzeri meyvelerden elde edilen önemli bir geleneksel Sö ğüt ve ark. [10] dört etkili evaporatör sistemine sahip gıda olmakla birlikte, en yaygın olarak üzüm ve duttan salça üretim tesisinin verilerini kullanarak enerji ve üretilmektedir [3]. İçeri ğinde bulunan yüksek miktarda ekserji analizini gerçekle ştirmi şlerdir. Di ğer bir karbonhidrat, organik asitler, mineral maddeler ve çalı şmada, Balkan ve ark. [11] konsantre portakal suyu vitaminler nedeniyle beslenme açısından da önemli bir üretiminin yapıldı ğı bir fabrikanın performans gıda maddesidir [4]. de ğerlendirmesini yapmı şlardır. Genç ve ark. [12] kırmızı şarap üretim sürecinin enerji ve ekserji analizini Ülkemizde 2012 yılında 219 i şletmede, 25.855,42 ton yaparak, sistemin birinci ve ikinci yasa verimini pekmez üretilmi ştir. Üzüm pekmezi, üretilen pekmezler hesaplamı şlardır. Zisoupoulus ve ark. [13] ekserji içinde işletme sayısı (117 adet) ve pekmez miktarı analizinin gıda endüstrisi uygulamaları, analiz yöntemi olarak (43.773.88 ton/yıl) birinci sırada yer almaktadır ve kullanılan ekserji indikatörleri ile ilgili geniş bir literatür [5]. Türk Gıda Kodeksi Üzüm Pekmezi Tebli ği’nde üzüm derlemesi yapmı şlardır. Bu konuda şimdiye kadar pekmezinin fiziksel ve kimyasal özellikleri verilmektedir. yapılmı ş çalı şmaların çok büyük bir kısmının (%66) Tebli ğde pekmez suda çözünür katı madde oranına kurutma ile ilgili oldu ğunu, evaporasyon ile ilgili göre katı (%68) ve sıvı (%80), pH derecesine göre ek şi çalı şmaların ise sadece %4 oranında oldu ğunu rapor (pH 3.5-5) ve tatlı pekmez (pH 5-6) olmak iki çe şitte etmi şlerdir [13]. sınıflandırılmı ştır. Ayrıca pekmezlerde bulunabilecek maksimum HMF, kül miktarı ile şeker ve organik asit Literatür ara ştırması sonucunda pekmez üretim miktarları tebli ğde belirtilmektedir [6]. sürecinin modellenmesine ait herhangi bir çalı şmaya rastlanmamı ştır. Bu çalı şmanın amacı, modern İmalat sanayi içinde, gıda üretim süreçleri, ısıtma ve yöntemle yapılan endüstriyel üzüm pekmezi üretim so ğutma i şlemlerinin yaygın olarak uygulanması sürecini modelleyerek, süreç boyunca enerji analizini nedeniyle, enerjinin yo ğun olarak kullanıldı ğı gerçekle ştirmektir. Çalı şmada özellikle üretim süreci sistemlerdir. Her geçen gün daha fazla enerjiye boyunca sistemde yer alan her bir birim işlem sırasında gereksinim duyulması ve fosil kaynakların hızla sıcaklık, ısıtma ve so ğutma gibi i şlemlerin akımlar tükeniyor olması sebebiyle, enerjinin etkin ve verimli bir üzerindeki etkileri göz önüne alınmı ştır. Pekmez üretim biçimde kullanılması gereklili ği ortaya çıkmaktadır. Bu süreci boyunca sistemin enerji ihtiyacı belirlenerek; ba ğlamda, gıda üretim süreçlerinde enerji analizinin gerek sera gazları salımını azaltmak gerekse de yapılması büyük önem te şkil etmekte; mühendislik ve ekonomik maliyeti dü şürmek için olası enerji tasarruf termodinamik bilgileri ı şığında gıda üretim sistemlerinin noktaları belirlenmeye çalı şılmı ştır. Bu çalı şmada, kütle ve enerji akı şlarının belirlenerek, hesaplamaların kırmızı üzümün hammadde olarak kullanıldı ğı dikkatli bir biçimde yapılması gerekmektedir. Endüstriyel endüstriyel pekmez üretim süreci, madde ve enerji pekmez üretim sürecinde de ısıtma ve so ğutma denklikleri kurularak termodinami ğin birinci yasası temel işlemlerinin yaygın olarak kullanılması, sistemde alınarak analiz edilmi ştir. Bu çalı şmayla, literatürde ilk tüketilen enerji miktarını arttırmaktadır. Bu nedenle, defa teorik olarak pekmez üretim süreci boyunca madde pekmez üretim sisteminde enerji verimlili ğinin ve enerji akı şlarını göstererek, üretim sürecinin enerji sa ğlanabilmesi için sistemin modellenerek termodinamik verimlili ğini tespit etmek ve enerji verimlili ğini arttırmak analiz ve performans de ğerlendirmesi yapılmalıdır. için sistemde yer alan birim i şlemlerin iyile ştirilmesine katkı sa ğlamak amaçlanmaktadır. Literatürde gıda üretim süreçlerinin enerji analizlerine ili şkin çe şitli çalı şmalar bulunmaktadır. Erbay ve İçier [7] SİSTEM TANITIMI enerjinin Türkiye ve Dünya’daki durumu ile ilgili genel bir de ğerlendirme yaparak, tarımsal ürünlerin i şlenmesinde Şekil 1’de endüstriyel üzüm pekmezi üretim sürecinin kullanılan enerjinin çok büyük bir kısmını (%60’dan akım şeması gösterilmi ştir. Buna göre, üretim süreci fazla) tüketen gıda kurutma i şlemi için ekserji analizi yıkama i şlemi ile ba şlayıp pekmez üretimi ile son uygulama yöntemini ve gıda kurutmasında bulmaktadır. Üretim süreci, buhar, su ve elektri ğin 52 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 kullanıldı ğı ısıtma, so ğutma, filtrasyon, seperasyon gibi asitlik giderilir hem de mikrobiyal faaliyetler önlenmi ş işlemler içermektedir. Üretim hattı boyunca ilk olarak olur [14]. Isıtma sonucunda so ğutulan şıra (akım 10) hasadı yapılan kırmızı üzümler fabrikaya gelerek organik asitlerin bertaraf edilmesi için filtrasyona tabii havuzlu yıkama tankına beslenirler (akım 1). Bu sayede tutulur. Asitli ği giderilmi ş şıranın içinde bulunan ve üretim için uygun olmayan meyveler ayrılmakta ve bulanıklı ğa sebep olan pektin ve proteinlerin son ürün meyve üzerindeki toz, toprak, tarım ilaç kalıntıları kalitesini olumsuz etkilememeleri için şıraya tanen- uzakla ştırılarak hammaddedeki mikrobiyal yük azaltılmı ş jelatin ilave edilerek durultma işlemi uygulanır ve olmaktadır. Yıkama sonrasında üzüm saplarında filtrasyon i şlemiyle proteinler uzakla ştırılır [15]. Filtrat bulunan fenolik maddelerin ve klorofilin pekmezin renk konsantre edilmek üzere tek etkili, borusal e şanjörlü ve tadını olumsuz yönde etkilemesinin önlenmesi için, inen film vakum evaporatöre girer ve %72 kuru madde üzüm salkımları saplarından ve çöplerinden ayıklanmak miktarına ula şıncaya kadar evaporasyona devam edilir ve parçalama/ezme amacıyla sap alıcı/parçalayıcı [16]. Şıranın buharı kondens kolonda yo ğunla şarak kombine sistemine girerler (akım 2) [3]. Bu a şamada vakum pompasıyla (akım 16) uzakla ştırılır. Vakum sapından ve çöpünden ayrılan üzümler parçalanarak evaporatörden çıkan pekmez (akım 17) hemen may şeyi (akım 4) olu ştururlar ve presleme i şlemi için so ğutmalı tanka alınarak 25°C’ye kadar so ğutulur ve hazır hale gelirler. Ardından may şe pnömatik preste dolum ünitesine gitmek için hazır hale gelir (akım 18). sıkılarak üzüm şırası olarak adlandırılan üzüm suyu Asitli ği gidermek için uygulanan ısıtma i şlemi (V), şırayı (akım 6) elde edilir ve posa (çekirdek, kabuk vb.) dı şarı konsantre etme amaçlı uygulanan vakumlu atılır (akım 5). Mevcut şıranın içinde bulanıklıkların buharla ştırma (X) ve so ğutma (VI ve XI) ısı enerjisinin olması sebebiyle şıra (akım 6) separatöre beslenir ve kullanıldı ğı işlemlerdir. Vakum evaporatöre ısı 250.6 kPa kalan posa da ayrılarak şıranın berrak hale gelmesi basınçta buhar kazanından elde edilen buharla sa ğlanır. Separasyon işlemi sonucunda elde edilen sa ğlanmaktadır [17]. Sistemde enerji kayna ğı olarak şıranın (akım 8) içeri ğinde bulunan malik ve tartarik asit, elektrik enerjisi ve buhar üretimi için de do ğal gaz CaCO 3 ilave edilerek ısıtılır, bunun sonucunda hem kullanılmaktadır. Şekil 1. Endüstriyel tatlı sıvı pekmez üretim süreci MODELLEME (TEOR İK ANAL İZ) Bu denklemde m g ve m ç sırasıyla üretim sürecine giren Pekmez üretimini gerçekle ştirebilmek için gereken enerji ve çıkan kütle akı ş hızlarını sembolize etmektedir. Genel miktarının belirlenmesi için ilk olarak pekmez üretim enerji denkli ği ise üretim sürecine giren toplam enerjinin hattındaki madde ve enerji girdilerini belirlemek süreçten çıkan enerjiye e şitli ği olarak tanımlanır ve gerekmektedir. Çalı şmada kullanılan veriler literatürden Denklem 2’deki gibi ifade edilmektedir. alınan teorik bilgilere dayanmaktadır [3, 14-16, 18]. Sistem 1kg/s üzüm i şleyecek şekilde modellenmi ştir. (2) = ç Kütlenin korunumu genel bir ifadeyle Denklem 1’de gösterilmektedir: Enerji denkli ği tüm terimleri ile yazıldı ğında Denklem 3’teki halini alır. (1) = ç 53 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 (3) ( ) = , + ℎ = + çℎç (4) Şekil 1’deki pekmez üretim sisteminde yer alan Denklem 4’te yer alan x terimi akımların akımların spesifik özgül ısıları (c p) her bir akımın kompozisyonunda yer alan her bir bile şenin kütlesel kompozisyonuna ba ğlı olarak hesaplanmı ştır (Denklem oranını simgelemektedir ve bile şenlere ait c p de ğerlerinin 4). hesaplamaları Tablo 1’de yer alan denklemler kullanılarak yapılmı ştır [19]. Tablo 1. Kompozisyona ve sıcaklı ğa (°C) ba ğlı olarak akımların spesifik özgül ısıları [19]. Kompozisyon Spesifik Özgül Isı Karbonhidrat 1.9625 5.9399 = 1.5488 + − 10 10 Protein 1.2089 1.3129 = 2.0082 + − 10 10 Ya ğ 1.4733 4.8008 = 1.9842 + − 10 10 Kül 1.8896 3.6817 = 1.0926 + − 10 10 Su 9.0864 5.4731 = 4.1762 − + 10 10 Spesifik özgül ısının hesaplanmasında kullanılan c) Sap alma/parçalama ünitesinden çıkan sap/çöp pekmeze ait kompozisyon Tablo 2’de yer almaktadır miktarı sisteme giren üzümün %6’sını [18]. Di ğer akımların kompozisyonları ve c p de ğerleri olu şturmaktadır. Genç ve ark. [12] çalı şmalarında belirtti ği şekilde d) Presden (III) çıkan posa miktarı %40’tır. hesaplanmı ştır. e) Separatörden (IV) çıkan posa miktarı giren akımın %5’ini olu şturmaktadır. Tablo 2. Pekmezin kompozisyonu (18) f) Asitlik giderme için kullanılan CaCO 3 ile Bile şen Yüzde (%) durultma için kullanılan tanen-jelatin miktarları Karbonhidrat 69.52 takip eden filtrasyon (VII-IX) süreçlerinde Protein 0.62 sistemden uzakla ştırıldıkları için kütle ve enerji Ya ğ 0 denkliklerinde hesaba katılmamı şlardır. Kül 1.86 g) Filtrasyon (VII) sonrası atı ğın (protein) kütle Su 72 debisi giren akımın %1’i kadardır. Toplam 100 h) Vakum evaporasyon 81.46 kPa basınç ve 60°C de gerçekle şmi ş ve evaporatörde 250.6 kPa Üretim sürecinde yer alan her bir birim operasyonun ve basınçta doymu ş buhar kullanılmı ştır. tüm sistemin enerji verimlili ği ise sistemden çıkan i) Üretim sonucu elde edilen pekmezin kuru ürünün enerjisinin giren akımın enerjisine oranı olarak maddesi %72’dir. kabul edilerek enerji verimlili ği de ğerleri bulunmu ştur (Denklem 5). Sistem yukarıda verilen belirtilen kabuller do ğrultusunda EES (Engineering Equation Solver) paket programı kullanılarak modellenmi ş ve sonuçlar Microsoft Office ü ü (5) Excel programıyla grafik haline getirilmi ştir (20). ŋ = BULGULAR Endüstriyel pekmez üretim sürecinde yer alan her bir birim operasyona ait kütle ve enerji denklikleri ile enerji Bu çalı şmada, kırmızı taze üzümden yapılan, verimlili ği ifadeleri Tablo 3’te özetlenmi ştir. endüstriyel tatlı sıvı pekmez üretim sürecinin enerji analizi gerçekle ştirilmi ştir. Bütün sistemin ve sistemde Pekmez üretim sürecinin modellemesi esnasında yer alan her bir komponentin enerji verimlili ği aşağıda belirtilen kabuller yapılmı ştır [3, 12, 14-18]: hesaplanarak, 1 kg pekmez üretimi için gereken üzüm miktarı, termal enerji ve i ş gereksinimi hesaplanmı ştır. a) Sistem kararlı hal ko şullarında çalı şmakta ve Şekil 1’de ifade edilen sistemin çalı şma ko şullarındaki süreç boyunca kararlı akı ş ko şulları geçerlidir. termodinamik özellikleri Tablo 4’de gösterilmektedir. b) Sistem elemanlarından dı ş ortama ısı transferi olmadı ğı kabul edilmektedir. 54 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 Tablo 3. Endüstriyel pekmez üretim sürecinde her bir birim işlemde kullanılan kütle, enerji ve enerji verimlili ği denklikleri Sistem Sistem Kütle ve Enerji Denkli ği Kütle ve Enerji Denkli ği Komponenti Komponenti = = + + I . = . VII , + = . , . , = = . , + = + = II . + = . + . VIII , = . . . = = . + , = + = + . + = . + , + = . , III + . IX , . = = , + . + + = + = . + = . . + = . IV + . X + . . . = = . + . + = = V . + = . XI . − = . . . = = . + . = VI , − = . Tüm sistem . + . + + = . . + + + = , Sistemde yer alan her bir birim operasyona Enerji verimlili ği hesaplamaları birim i şlemden çıkan (komponente) ait enerji kapasiteleri Tablo 5’te ürünün enerjisinin, o ürünü üretmek için sisteme giren özetlenmektedir. Buna göre, sistemin en fazla ısı akımların toplam enerjisine oranı olarak tanımlanmıştır kapasitesine sahip komponenti 499.5 kW de ğeri ile (Denklem 5). Bu ba ğlamda, I,V ve VIII numaralı birim vakum evaporatördür (X), ardından sırasıyla 73.44 kW işlemlerde ürünün enerjisi sisteme giren akımların ile so ğutucu (VI) - ısıtıcı (V) ve 16.92 kW ile sistemde enerjisine e şit oldu ğu ve modelleme için yapılan kabuller yer alan di ğer so ğutucu (XI) gelmektedir. Sistemin do ğrultusunda sistem komponentlerinden dı ş ortama toplam enerji gereksinimi 670.48 kW’dır. herhangi bir ısı transferi olmadı ğı için enerji verimlili ği %100 olarak bulunmu ştur. Sistemde yer alan her bir birim i şlemin ve tüm sistemin enerji verimlili ği Denklem 5’e göre hesaplanmı ş olup Sistemde harcanan toplam enerji miktarının da ğılımı sonuçlar Şekil 2’de gösterilmektedir. Buna göre, analiz edildi ğinde, toplam enerjinin %85’inin ısıtma sistemde enerjetik açıdan en verimsiz birim i şlem en amaçlı, %14’ünün so ğutma amaçlı ve %1’inin de i ş dü şük enerji verimlili ğine sahip olan (%13.05) vakum olarak tüketildi ği görülmektedir (Şekil 3). evaporatördür (X). Vakum evaporatörü %60.62 enerji verimlili ğine sahip olan pnömatik pres (III) ve so ğutma Şekil 5’te teorik veriler ı şığında yapılan modelleme (VI) ünitesi takip etmektedir. Tüm sistemin enerji çalı şması kapsamında, sisteme beslenen üzümün verimlili ği ise %71.2 olarak hesaplanmı ştır. Vakum debisinin so ğutma, ısıtma ve toplam ısı yükü ile i ş evaporatörde enerji verimlili ği hesaplanırken üzerine olan etkisi parametrik olarak incelenmi ştir. Şekil evaporatörden çıkan ürünün yalnızca pekmez oldu ğu 5’ten görülece ği üzere, pekmez üretiminde sisteme 1 dü şünülerek hesaplama yapılmı ştır. Evaporasyon kg/s üzüm beslendi ğinde toplam ısı (so ğutma + ısıtma) esanasında şıradan buharla şan su buharı miktarını da yükü ve i ş sırasıyla 663 ve 7.1 kW olarak bulunmu ştur. kullanılma potansiyeli oldu ğunu dü şünerek pekmezle Üzümün kütle akı ş hızının ısı yükü ve i ş üzerine etkisini beraber ürün olarak kabul etti ğimizde enerji verimlili ği belirlemek için sistem 0.5-5 kg/s kütle akı ş hızında %89 de ğerine ula şmaktadır. çalı ştırıldı ğında, artan kütle artı ş hızına paralel olarak toplam ısı yükü ve i ş gücünün arttı ğı görülmektedir. Şekil 2’de Yıkama (I), Isıtma (V), Durultma (VIII) Üretim hattına 0.5 kg/s üzüm beslendi ğinde toplam ısı işlemlerinin enerji verimlili ği %100 olarak görülmektedir. yükü ve gerekli i ş sırasıyla 331.7 ve 3.55 kW iken 55 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 sisteme 5 kg/s debiyle beslenen üzüm için 3317 kW ısı Sonuç olarak 1 kg pekmez üretimi için 5.57 kg üzüme enerjisine ve i ş için de 35.5 kW elektrik enerjisine ihtiyaç oldu ğu; üretim sürecinde gerekli ısı (termal) ve gereksinim oldu ğu belirlenmi ştir. elektrik enerjisi ihtiyacının sırasıyla 3695 kJ ve 39.51 kJ ve toplam enerji ihtiyacının 3734.51 kJ oldu ğu Sistemde her bir birim i şlemde yer alan enerji akımları, hesaplanmı ş ve sonuçlar Tablo 6’da gösterilmi ştir. Şekil 4’te Sankey diyagramı kullanılarak özetlenmi ştir. Tablo 4. Çalı şma ko şullarında sistemin termodinamik özellikleri Sıcaklık Basınç Özgül ısı (c ) Kütle akım hızı Enerji akımı Nokta Akım p (K) (kPa) (kJ/kg K) (kg/s) (kW) 1 Üzüm 298.15 101.325 3.48 1.00 1038.00 2 Yıkanmı ş üzüm 298.15 101.325 3.48 1.00 1038.00 3 Sap/çöp 298.15 101.325 3.34 0.06 59.75 4 May şe 298.15 101.325 3.49 0.94 978.1 5 Posa 298.15 101.325 3.44 0.37 385.6 6 Şıra 298.15 101.325 3.53 0.56 593.6 7 Posa 298.15 101.325 3.66 0.01 15.18 8 Şıra 298.15 101.325 3.53 0.55 578.8 9 Şıra 333.15 101.325 3.56 0.55 652.2 10 Şıra 298.15 101.325 3.53 0.55 578.8 11 Tartarik-malik asit 298.15 101.325 1.4 0.005 2.3 12 Şıra 298.15 101.325 3.58 0.54 581.1 13 Şıra 298 .15 101 .325 3.58 0.54 581 .1 14 Protein 298.15 101.325 2.04 0.005 3.31 15 Şıra 298.15 101.325 3.6 0.54 578.5 16 Su 333.15 81.46 4.18 0.36 937.4 17 Pekmez 333.15 81.46 2.35 0.18 140.7 18 Pekmez 298.15 101.325 2.31 0.18 123.7 Tablo 5. Sistem komponentlerinin çalı şma ko şullarındaki de ğerleri No Bile şen De ğer (kW) II Sap alma/ ezme makinası gücü 0.30 III Pres gücü 1.21 IV Separatör gücü 0.34 V Isıtıcı ısı kapasitesi 73.44 VI So ğutucu ısı kapasitesi 73.44 VII Filtrasyon gücü 4.62 IX Filtrasyon gücü 0.71 X Vakum evaporatör ısı kapasitesi 499.5 XI So ğutucu ısı kapasitesi 16.92 Tüm sistem (I-XI) Enerji gereksinimi 670.48 120 100 100 99,61 100 99,43 94,24 97,44 100 88 87 80 71,18 60,62 60 40 Enerji verimliliği Enerji verimliliği (%) 20 13,05 0 Birim işlemler Şekil 2. Pekmez üretim sürecinde yer alan birim i şlemlerin enerji verimlili ği yüzdeleri 56 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 ISITMA %85 SO ĞUTMA %14 Toplam i ş %1 Şekil 3. Pekmez üretim sürecinde enerji tüketim yüzdeleri Şekil 4. Endüstriyel pekmez üretim sürecinde enerji akım diyagramı (Sankey Diyagramı) 3500 40 3000 35 2500 30 25 2000 Soğutma yükü 20 1500 Isıtma yükü İş (kW) İş Toplam ısı yükü 15 Isı Isı yükü (kW) 1000 İş gücü 10 500 5 0 0 0 1 2 3 4 5 6 m1 (kg/s) Şekil 5. Üzüm kütle akı ş hızının ısı yükü ve i ş üzerine etkisi 57 Tablo 6. 1 kg pekmez üretimi için gereken üzüm ve uygulamasıyla, endüstriyel pekmez üretim sürecinde enerji miktarları tersinmezliklerin belirlenerek, termodinamik De ğer Birim verimsizliklerin saptanması ve farklı enerji kaynaklarının Pekmez 1 kg sistemin enerji ve ekserji verimine etkisinin incelenece ği Üzüm 5.57 kg kapsamlı bir termodinamik analiz uygulaması Toplam termal enerji ihtiyacı 3695 kJ planlanmaktadır. Ayrıca model çıktıları, endüstriyel Toplam elektrik enerjisi ihtiyacı 39.51 kJ pekmez üretim fabrikasından alınacak verilerle Toplam enerji ihtiyacı 3734.51 kJ do ğrulanmalıdır. Validasyon sonucunda elde edilecek veri pekmez üretim sürecinde enerji akımlarının daha iyi Bu çalı şma, endüstriyel ölçekte pekmez üretim sürecinin anla şılmasına, enerji kayıplarının belirlenmesine, enerji enerji analizi üzerine yapılan ilk çalı şmadır. Literatürde verimlili ğinin artmasına olanak sa ğlayacak ve enerjinin endüstriyel pekmez üretim sürecine ait veri olmadı ğı için geri kazanım alternatifleri hakkında bilgi verecektir. Bu sistemin enerji verimi di ğer gıda üretim süreçleriyle çalı şmanın benzer sistemler için model olmasını umarız. kar şılaştırılmı ştır. Sö ğüt ve ark. [12] dört etkili evaporatör kullanılan salça üretim tesisinde TE ŞEKKÜR evaporatörlerin her birinin enerji verimlili ğinin %48-88 de ğerlerinde oldu ğunu göstermi şlerdir. Bir ba şka Makalenin kalitesinin artmasında çok faydalı olan de ğerli çalı şmada, şeker pancarından şeker üretimi yapılan yorumları için hakemlere te şekkür ederim. fabrikada yer alan şeker pancarından elde edilen sulu ekstraktın evaporasyonunu içeren i şlem basama ğının KAYNAKLAR enerji verimlili ği yakla şık %85 olarak rapor edilmi ştir. Kırmızı şarap üretiminde tüm sistemin enerji verimlili ği [1] Arslan, S., 2015. Ürün raporu, Üzüm. TC Gıda, %57.2 olarak rapor edilmi ştir (12). Tarım ve Hayvancılık Bakanlı ğı, Tarımsal Eknomi ve Politika Geliştirme Enstitüsü (TEPGE), Ankara. SONUÇ [2] Duran, M., 2003. Üzüm etüdü. Dı ş Ticaret Ara ştırma Servisi, Ankara. Bu çalı şma kapsamında yapılan literatür incelemesinde, [3] Batu, A., 2006. Klasik ve modern yönteme göre sıvı pekmez üretimi hakkında birçok çalı şma bulunmasına ve beyaz katı üzüm pekmezi (Zile pekmezi) üretimi. ra ğmen, endüstriyel pekmez üretim sürecinin Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi 2: 9-26. modellemesine ait bir çalı şmaya rastlanmamı ştır. [4] Batu, A., 1993. Kuru üzüm ve pekmezin insan Pekmez üretim sürecinin detaylı bir şekilde sa ğlı ğı ve beslenmesi açısından önemi. Gıda 18: modellemesi, süreç optimizasyonu-kontrolü ve ürün 305-307. kalitesini etkilemeden enerji tasarrufunun sa ğlanabilmesi [5] T.C. Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlı ğı. için daha fazla çalı şmaya ihtiyaç oldu ğu belirlenmi ştir. http://www.tarim.gov.tr/GKGM/Belgeler/G%C4%B1 Bu çalı şmada, ilk basamak olarak, literatürden alınan da%20 veriler temel alınarak, vakum evaporasyon tekni ği ile ve%20Yem%20Hizmetleri/gidaisletmeleri_kodeks/2 endüstriyel üzüm pekmezi üretim süreci modellenerek 012_yili_gida_sanayi_envanteri/2-Kayit_Isletme_ enerji analizi yapılmı ştır. Buna göre, sistemin enerji Turkiye_ Geneli_Kurulu_ Kapasite.pdf. [Eri şim verimlili ği %71.2 olarak hesaplanmı ş ve sistemde en Tarihi: 01 03 2017.] büyük enerji kaybının en dü şük enerji verimlili ğine sahip [6] Türk Gıda Kodeksi, Üzüm Pekmezi Tebli ği. olan (%13.05) vakum evaporatörde oldu ğu http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2007/06/2007 belirlenmi ştir. Ayrıca, 1kg pekmez üretimi için gereken 0615-6.htm . [Eri şim Tarihi: 01 03 2017.] toplam enerji miktarı 3734,51kJ hesaplanmı ştır. [7] Erbay, Z., İçier, F., 2008. Ekserji analizi yönteminin Literatürde yer alan di ğer gıda üretim süreçlerinin enerji gıda kurutmasındaki önemi ve uygulamaları. verimlilikleri ile kar şıla ştırıldı ğında pekmez üretim Akademik Gıda 6(6): 18-27. sisteminde yer alan vakum evaporatörün enerji [8] Sorgüven, E.,Özilgen, M., 2012. Energy utilization, verimlili ğinin oldukça dü şük oldu ğu görülerek sistemde carbon dioxide emission, and exergy loss in enerji verimlili ği için iyile ştirmeler yapılması gereklili ği flavored yogurt. Energy 40: 214-225. sonucuna ula şılmı ştır. Bu amaçla, pekmez üretiminde [9] Taner, T., Sivrio ğlu, M., 2015. Energy-exergy çok etkili vakum evaporatörler kullanılarak enerji analysis and optimisation of a model sugar factory verimlili ği de ğerlerinin artaca ğı dü şünülmektedir. Ek in Turkey. Energy 93: 641-654. olarak, evaporasyon esnasında buharla şan suyla birlikte [10] Sö ğüt, Z., İlten, N., Oktay ,Z., 2010. Energetic and yüksek miktarda enerjinin sistemden uzakla ştırıldı ğı exergetic performance evaluation of the quadruple- dü şünüldü ğünde, buharla şan suyun ve kondensatın effect evaporator unit in tomato paste production. üretim süreci içinde kullanılması, atık olan enerjinin Energy 35: 3821-3826. verimli bir biçimde sistem içinde tekrar de ğerlendirilmesi [11] Balkan, F., Çolak, N., Hepba şlı, A., 2005. açısından iyi bir alternatif olacaktır. Performance evaluation of a triple-effect evaporator with forward feed using exergy analysis. Int. J. Termodinami ğin birinci yasası enerji verimlili ğini Energy Res. 29: 455-470. de ğerlendirmek için yapılan analizlerde gerekli olmakla [12] Genc, M., Genc, S., Göksungur, Y., 2017. Exergy birlikte, birinci yasa kullanılarak analizi yapılan sistemde analysis of wine production: Red wine production yer alan birim i şlemlerin potansiyelleri ile kullanım process as a case study. Applied Thermal sınırlamaları hakkında tam bir sonuç vermemektedir. Bu Engineering 117: 511-521. ba ğlamda, çalı şmanın devamı olarak, ekserji analizi 58 S. Genç Akademik Gıda 15(1) (2017) 51-59 [13] Zisopoulos, F.K., Rossier-Miranda,F.C., Van Der [16] Batu, A., 2005. Production of liquid and white solid Goot, A.J., Boom, R., 2017. The use of exergetic pekmez in Turkey. Journal of Food Quality 28: 417- indicators in the food industry – A review. Critical 427. Reviews in Food Science and Nutrition 57(1) 197- [17] Cemero ğlu, B., 2013. Gıda Mühendisli ğinde Temel 211. İş lemler. Bizim Büro Basımevi, Ankara. [14] Nas, S., Nas, M., 1987. Pekmez ve pestilin yapılı şı, [18] Üstün, Ş., Tosun, İ., 1997. Pekmezlerin bile şimi. bile şimi ve önemi. Gıda 12(6): 347-352. Gıda 12(6) Gıda 22(6): 417-423. 347-352. [19] Singh R.P., Heldman, D.R., 2013. Introduction to [15] Kaya, C., Yıldız, M., Hayo ğlu, İ., Kola, O., 2005. Food Engineering (5th ed.), Academic Press, Pekmez üretim teknikleri. GAP IV.Tarım Kongresi, London. Bildiri Kitabı. Sayfa: 1482-1490 , Şanlıurfa . [20] F-Chart software, 2014. Engineering Equation Solver. F-Chart Software . 59 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65, DOI: 10.24323/akademik-gida.306066 Derleme Makale / Review Paper Propolisin Gıda Endüstrisinde Kullanım Olanakları Azize Atik 1, Tuncay Gümü ş2, 1Afyon Kocatepe Üniversitesi, Sultanda ğı Meslek Yüksekokulu, Gıda Teknolojisi Programı, Afyonkarahisar 2Namık Kemal Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Tekirda ğ Geli ş Tarihi (Received): 09.07.2015, Kabul Tarihi (Accepted): 18.10.2015 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (T. Gümü ş) 0 282 250 21 59 0 282 250 99 54 ÖZ Son yıllarda beslenme bilincinin artmasıyla beraber do ğal gıdalara olan talep artmı ştır. Tüketicilerin do ğal katkılar kullanılarak üretilmi ş gıdaları tercih etmesi gıda üretiminde sentetik maddelere alternatif do ğal madde arayı şlarına hız kazandırmı ştır. Bu do ğal ürünler arasında yaygın olarak kullanılan arı ürünleri de yer almaktadır. Arı ürünlerinin tümü birçok hastalı ğın tedavisi amacıyla kullanılmaktadır. Az bilinen arı ürünlerinden biri olan propolisin önemi son yıllarda anla şılmaya ba şlanmı ştır. Kimyasal kompozisyonu, sahip oldu ğu bile şenlerin antimikrobiyal, antioksidan, antikanserojen vb. biyolojik aktivitelere sahip olmaları propolisi önemli bir bile şen haline getirmi ştir. Antibakteriyel, antifungal, antioksidan nitelikleri ile propolisin gıda muhafazasında kimyasal koruyuculara alternatif bir katkı olması ile ilgili gıda teknolojisi alanında yapılmı ş çalı şmalar bulunmaktadır. Bu derlemede alternatif bir gıda katkı maddesi olabilecek propolisin gıda teknolojisinde uygulamalarına yönelik yapılmı ş çalı şmalar bulunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Propolis, Gıda, Antibakteriyel, Antifungal Potential Uses of Propolis in Food Industry ABSTRACT In recent years, consumer consciousness towards healthy nutrition has increased consumer demand for natural foods. Customer demand for foods produced by natural additives has stimulated researches on natural materials that are alternative to synthetic materials in food production. Among these natural products, bee products are extensively used. Bee products have been used to cure several illnesses. Propolis is one of the little known bee products and has become an important ingredient in food industry. Its importance comes mainly from its chemical composition and biological activities like antimicrobial, antioxidant and anticarcinogenic effects. There are favorable researches in food science and technology related with the antibacterial, antifungal, and antioxidant properties of propolis in the field of food preservation as an alternative to chemical preservatives. In this study, studies about propolis as an alternative food additive in food industry are reviewed. Keywords: Propolis, Food, Antibacterial, Antifungal GİRİŞ istenmeyen yan etkilerinin olması ve özellikle de kansere neden olma riski, bu maddelere şüphe ile Günümüzde beslenme bilincinin artmasıyla do ğal ya da bakılmasına neden olmu ştur. Bu nedenle, özellikle do ğal katkılar kullanılarak üretilmi ş gıdalara olan talep besinlerde do ğaya dönü ş akımı ile birlikte, sentetik artmı ştır. Gıda endüstrisinde gıdaların bozulmalarını maddelere alternatif do ğal madde arayı şları hız önlemek amacıyla kullanılan sentetik maddeler son kazanmı ştır [1]. derece ucuzdur. Fakat bu sentetik maddelerin 60 A. Atik, T. Gümü ş Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65 Bu do ğal ürünler arasında en yaygın olarak arılarının kovan savunması ile ilgili olarak kullanılmı ştır. kullanılanlardan birisi de, arılardan elde edilen Propolis çok eski ça ğlarda ilk kez Yunanlılar tarafından ürünlerdir. Bal arısının (Apis mellifera ) ürünleri olan arı ke şfedilerek do ğal bir antibiyotik olarak kullanılmı ştır [9]. sütü, polen, bal, arı ekme ği, arı zehiri ve propolisin İnsano ğlu propolisi çok eski ça ğlardan beri farklı de ğişik oran ve bile şimlerle hazırlanarak hastalıkların amaçlar için kullanmı şlardır. Uzun yıllar boyunca tedavisinde ilaç olarak kullanılmasına tıp dilinde propolisten tıpta çe şitli amaçlar için yararlanılmı ştır. "Apiterapi" adı verilmektedir [2, 3]. Apiterapi, arıcılık Günümüze kadar gelen eski Yunan yazıtları propolisin kadar eskidir [4]. 2000 yıl önce tıpçılar tarafından iltihaplanan yaralar ve di ş çürükleri için tedavi amacıyla yazılan Çin metinlerinde halk arasında hastalıkların kullanıldı ğını tanımlarken, Roma’lılar döneminde yara tedavisinde arı ürünlerinin kullanıldı ğına dair bilgiler üzerine konulan lapa benzeri karı şımın içerisine mevcuttur [5]. katılarak kullanılmaktaydı. İbranice eski vasiyetnamelerde “Tzori” olarak geçmektedir ve tedavi Günümüzde, arılardan iki şekilde ürün elde edilmektedir. edici özelliklerinden bahsedilmektedir. Avrupa’daki Bunlar; arı sütü, balmumu ve arı zehri gibi, arının 12.yüzyıl kayıtları propolisin medikal preparatlarının a ğız do ğrudan vücudundan salgılanan ürünler, di ğeri ise bal, ve yara enfeksiyonlarının tedavisi ve di ş sa ğlı ğı için polen ve propolis gibi bitkilerden topladı ğı ve kısmen kullanımından bahsetmektedir. Propolis son zamanlarda vücut salgılarını ekledi ği ürünlerdir [1]. Bu ürünler oldukça popüler hale gelmi ştir. İnsanlık için bu reçinemsi arasında az bilinenlerden biri olan propolisin önemi son yapının ke şfedilen yararları henüz çok az yıllarda anla şılmaya ba şlanmı ştır. Kimyasal aydınlatılabilmi ştir [8, 10, 11]. kompozisyonu, sahip oldu ğu bile şenlerin antimikrobiyal, antioksidan, antikanserojen vb. biyolojik aktivitelere Propolis çok de ğişik kimyasal maddeler içermesi ve sahip olmaları propolisi önemli bir bile şen haline antibakteriyel etkisinden dolayı kovan içinde arılar getirmi ştir. Propolisin içeri ği, toplanıldı ğı bölgedeki tarafından kullanımı dı şında, ilaç ve kozmetik sanayii ile bitkilerin içeri ğine ba ğlı olarak de ğişmektedir. Bu apiterapide kullanılan bir maddedir. Mikroorganizmalara nedenle, dünyanın farklı co ğrafik bölgelerine ait olan kar şı güçlü antimikrobiyal aktivitesi propolisin çok önemli propolis örneklerinin kimyasal yapısı ve farmakolojik karakteristik bir özelli ğidir. Propolis sahip oldu ğu aktivitelerinin incelenmesi ve belirlenmesi özelliklerinden dolayı 1960’ların sonundan itibaren bilim gerekmektedir. Propolisin yapısında bulunan aktif adamlarının dikkatini çekmi ş ve günümüze kadar bile şenlerin belirlenmesi için de ğişik çalı şmalarda farklı propolisin terapötik kullanımı, farmokolojisi, biyolojik analitik yakla şımlar kullanılmı ştır [6]. aktiviteleri ve kimyasal yapısı üzerine pek çok araştırma yapılmı ştır [12]. Ara ştırmaların ço ğu propolisin kimyasal bile şimi, biyolojik aktivitesi, farmakolojik ve tedavi edici özellikleri Propolisin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri üzerine odaklanmı ştır. Antik ça ğlardan bu yana propolisin tedavi edici özelliklerinden tıp alanında Arıların balmumu ile karı ştırdıkları propolisin bazı faydalanıldı ğı bilinmektedir [7]. Bunun yanı sıra bitkilere özgü proteinleri de yapısında bulundurması, kozmetik, gıda gibi çe şitli endüstri dallarında kullanımı propolisin mumsu kısmının bitkisel mum yapısında son zamanlarda gündeme gelmi ş ve ara ştırmalar oldu ğunu göstermektedir [11]. Propolis 10 °C altında sert propolisin tıp dı şındaki alanlarda kullanımına ve kırılgan olup, derin dondurucuya kondu ğu zaman yönelmi ştir. hemen katıla şır. İstenirse bir ö ğütücü yardımıyla toz haline getirilebilir. Propolis, 15-25 °C arasında mum Özellikle antibakteriyel, antifungal, antioksidan nitelikleri kıvamında elastik bir yapı göstermektedir; 30-40 °C ile propolisin gıda muhafazasında kimyasal arasında ise yumu şayıp yapı şkan bir durum almakta ve koruyuculara alternatif bir katkı olması mümkündür. bu durum yaz aylarında arıcının çalı şmasını Propolisin gıda teknolojisinde de ğerlendirilmesine güçle ştirmektedir. 80 °C’de kısmen erir. Kovandan yönelik yapılan çalı şmalar olumlu sonuçlar vermektedir. alındı ğı zaman yapı şkan ve kendine özgü bir kokusu Bu çalı şmada alternatif bir gıda katkı maddesi olabilecek olan propolisin rengi; bitki türüne, kayna ğına, yasına propolisin gıda teknolojisinde uygulamalarına yönelik ba ğlı olarak sarıdan koyu kahverengiye kadar yapılmı ş çalı şmalar incelenmi ştir. de ğişmektedir. Propolisin rengi, kokusu ve tıbbi karakteri bitkiye, bölgeye, mevsime ve koloniye ba ğlı olarak PROPOL İS ve KULLANIM ALANLARI de ğişir [12]. Propolis Propolis, eter, kloroform, aseton ve di ğer organik çözücülerde kısmen, %95’lik alkolde büyük ölçüde Propolis; i şçi arıların a ğaç kabuklarından, bitkilerin filiz, çözünmekte, suda çok az çözünmekte veya hiç dal ve tomurcuklarından arka bacaklarındaki polen çözünmemektedir. Propolis, tıbbi alanda %70’lik alkolde sepetçiklerinde topladı ğı reçinemsi maddeleri ve bitki çözünmü ş çözelti olarak kullanılmaktadır [11, 13]. salgılarını, ba şlarında bulunan salgı bezlerinden Propolisin bile şimi arılar tarafından kullanılan bitki salgılanan enzimlerle biyokimyasal de ğişikli ğe u ğratıp kayna ğına ba ğlı olarak çe şitlilik göstermekle birlikte bir miktar bal mumu karı ştırarak olu şturdukları reçinemsi genellikle %50 reçine (flavonoidler ve fenolik asit bir maddedir [8]. türevlerini içeren) ve bitkisel balsam, %30 balmumu, %10 esansiyel ve aromatik ya ğlar, %5 polen ve %5 Propolisin kelime anlamı eski Yunancadan gelmektedir. di ğer organik maddelerden olu şmaktadır [14]. “Pro”; ön, giri ş ve “polis”; şehir anlamına gelmekte, bal 61 A. Atik, T. Gümü ş Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65 Propolis polifenoller (flavonoid aglikonlar, fenolik asitler) eğilimi, a ğır metal iyonlara ba ğlanma, elektron ve onların esterleri, fenolik aldehitler, alkoller ve ta şınmasının hızlandırılması ve serbest radikalleri ketonlar, sekuiterpen kinonlar, kumarinler, steroidler, yakalama yetene ği olmak üzere dört kategoriye amino asitler ve inorganik bile şikler gibi çe şitli kimyasal ayrılmaktadır. Flavonoidlerin ve fenolik asitlerin, özellikle yapıları kapsayan 300’den fazla bile şen içermektedir kafeatların antibakteriyel, antiviral ve antioksidan etkileri [14, 15]. Reçine ve balzam içeren kısım terpenler, bilinmektedir [14]. polisakkaritler, kafeik asit gibi maddeler içerir. Balmumu ise ya ğ asitleri, B vitaminleri, C ve E vitaminleri içerir. Propolisin en yaygın bilinen ve en çok ara ştırılan Organik kısmın en önemli bölümü olan flavonoidler özelliklerinden biri antimikrobiyal aktivitesidir. Propolisin (polifenolik içerik), üzerinde en fazla çalı şma yapılmı ş çe şitli bakteri, mantar, virüs ve di ğer mikroorganizmalara maddeler olup, propolisin biyolojik aktivitesinin önemli etkisi ile ilgili birçok bilimsel çalı şma gerçekle ştirilmi ştir bir kısmından sorumludur. Bu kısım pinosembrin, [17]. Propolisin antimikrobiyal aktivitesi ile ilgili pinostrobin, kuerasetin gibi maddeleri içerir. Propolis çalı şmaların bazılarında propolisin yalnızca Gram(+) ayrıca farklı mineral ve oligo elemanlar içerir. Flavon ve bakteri ve bazı funguslara kar şı aktif oldu ğu [18], flavonoidler propolise antifungal, antiviral ve di ğerlerinde ise Gram(-) bakterilere kar şı aktivitesinin antibakteriyel özellikler kazandıran maddelerdir. İçerdi ği zayıf oldu ğu belirtilmi ştir [19]. Genellikle Gram(+) ba şlıca kimyasal bile şikler şunladır; flavonoidler, bakterilerin propolise kar şı, Gram(-) bakterilere kıyasla sinnamik asit ve türevleri benzoik asit, sinaptik ve daha hassas oldu ğu bildirilmi ştir. Propolisin, insan izoferulik asitler, çe şitli aldehitler, ketonlar ve eser tüberküloz basilini de kapsayan Gram(+) basillere kar şı elementler, kleredon, diterpenler, seskiterpenler ve antibakteriyel etkiye sahip oldu ğu daha önceki tripenler (özellikle de steroitler) [8]. çalı şmalarda da bildirilmi ştir [20]. Propolisin mikroorganizma gruplarına kar şı etkisi Tablo 1’de Propolisin temel komponentlerinin flavonoidler olduğu listelenmi ştir [17]. tespit edilmi ştir. Propolisin flavonoid yapısı toplandı ğı bitkiye ba ğlı olarak bazı farklılıklar da Tablo 1. Propolisin mikroorganizmalara kar şı gösterebilmektedir. Propoliste bulunan bütün antimikrobiyal etkisi [17]. komponentlerden flavonoidlerin oranı %25’in Antimikrobiyal Etki Hedef Organizma üzerindedir. Flavonoidler polifenolik bile şiklerdir. Serbest Bacillus larvaları radikal temizleme özelliklerinden dolayı antioksidandırlar Bacillus subtilis ve di ğ. ve lipit peroksidasyonunu inhibe ederler. Alternatif Staphylococcus türleri olarak metal şelat olu şturmalarından ötürü de Staphylococcus aureus antioksidant olabilecekleri belirtilmektedir [8, 16]. Streptococcus Bakterisidal Etki Streptomyces Propolisin farmakolojik yönden de ğerli olması, Saccharomyces cerevisiae günümüzde tıbbi preparatlarının hazırlanması ve Escherichia coli antibakteriyel ve antiviral yönden de ğerli olması, Salmonella ve Shigella içerisinde bulunan sekonder metabolitler sayesindedir. 112 anaerobik su ş Bu metabolitler arasında; fenolik asitler (kafeik asit ve Klebsiella pneumoniae sinnamik asit) ve esterleri, ketonlar, fenolikaldehitler, Candida albicans flavonlar ve flavonoidler (pinosembrin, pinobanksin, Aspergillus niger akasetin, krisin, rutin, kate şin, naringenin, galangin, Fungisidal Etki Botrytis cinerea luteolin, kamferol, apigenin, mirisetin, kuarsetin), Ascosphaera apis terpenler ve terpenoidler, aromatik asit ve esterleri, Plasmopara viticola aminoasitler, alkoller, aldehitler, alifatik asit ve esterleri Herpes ve bazı hidrokarbonlar sayılabilir [1]. Antiviral Etki Patates virüsü İnfluenza Propoliste Bulunan Bile şenlerin Biyolojik Nematodisidal Etki Ascaris suum Aktiviteleri Propolisin Kullanım Alanları Propolisin antibakteriyel, antiviral, antifungal, antikaryojenik, antiülser, immünomodülatör, Sahip oldu ğu nitelikler nedeniyle propolisin antik antiinflammatuar, antioksidan, hepatoprotektif, ça ğlardan bu yana tedavi ve sa ğlık amaçlı kullanıldı ğı anestezik, antitümöral, antikanser, radyoprotektif, bilinmektedir. Do ğal ilaçların ba şında gelen propolisin nöroprotektif, antiproliferatif ve tümör indüklü kimyasal yapısı, farmakolojik özellikleri ile etkili ve hızlı anjiogeneze kar şı koruyucu gibi çe şitli biyolojik bir şekilde fayda sa ğlaması çe şitli şekillerde kullanımı aktivitelere sahip oldu ğu yapılan de ğişik ara ştırmalarla yaygınla ştırılmı ş olup ticari olarak propolis ürünlerini gösterilmi ştir. Bitki kayna ğı ve toplanma bölgesi kapsül, tablet, granül, pastil ve çiklet şeklinde bulmak propolisin biyolojik aktivitesinde büyük önem mümkündür [11]. ta şımaktadır. Flavonoidler gibi fenolik bile şikler propolisin biyolojik aktivitesinden ba şlıca sorumlu olan Propolisin ba şlıca kullanım alanları aşağıda sıralanmı ş yapılardır. Farklı yapısal özelliklere sahip olan olup, propolisin önemi anla şıldıkça bu alanların sayısı flavonoidler biyolojik aktivitelerinde önemli çe şitlilikler artmaktadır [8]: gösterir. Flavonoidlerin hayvan sistemlerindeki biyokimyasal etkileri; biyolojik polimerlere ba ğlanma 62 A. Atik, T. Gümü ş Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65 a. Propolis, bakterilerin birço ğuna kar şı öldürücü ya da dondurularak muhafazasında fizikokimyasal ve geli şmelerini engelleyici bile şikler içermesi mikrobiyolojik de ğişimlerin belirlendiği bir çalı şmada, nedeniyle bazı bakteriyel hastalıkların propolisin et kalitesini olumsuz yönde etkilemeden raf iyile ştirilmesinde, vücudun genel çalı şma sistemi ve ömrünü artırdı ğı tespit edilmi ştir [25]. iç salgı bezlerinin çalı şmalarının düzenlenmesinde, bazı fungal hastalıkların tedavisinde, içerisindeki Sulu propolis ekstraktının şabut (Barbus grypus ) esansiyel ya ğ asitleri nedeniyle lokal anestezide, filetolarının muhafazasına etkisinin incelendi ği bir grip, uçuk gibi viral enfeksiyonlara kar şı, antitümör ara ştırmada %0.1, 0.3 ve 0.5 konsantrasyonlarında etkisi nedeniyle özellikle akci ğer kanserlerinde, propolis ekstrakları ile muamele edilen filetolar 24 gün hastalık sonrası halsizli ğin ve yorgunlu ğun 2°C’de muhafaza edilmi ştir. Ara ştırma sonunda %0.1 giderilmesinde, doku ve hücrelerin formasyonunu konsantrasyonda propolis ekstraktı raf ömrünü yaklaşık düzenlemede, antiromatik özelli ği nedeniyle 6 gün uzatırken, %0.5 konsantasyonun 12 güne kadar romatizmal hastalıkların tedavisinde, ba ğışıklık muhafaza süresini uzattı ğı görülmü ştür [26]. Yapılan sistemini düzenlenmesinde hastalıklara kar şı vücut çalı şmalar propolisin güçlü antibakteriyel ve antioksidan direncini arttırmakta kullanılır. özellikleri nedeniyle et ve et ürünlerinin üretim ve b. Çürümeyi ve bozulmayı engelleyici özelli ği ile gıda muhafazasında do ğal bir koruyucu olarak kullanılabilir sanayinde kullanılmaktadır. oldu ğunu göstermektedir. c. Çimlenme engelleyici olması nedeniyle yumrulu bitkilerin saklanmasında kullanılır. Farklı propolis konsantrasyonlarının (250, 500, 1000 d. Mobilya sanayinde cila i şlerinde kullanılır. ppm) ras peyniri yüzeyinde olu şan mikrobiyal yük e. Propolis bitki ekstraktları, arı sütü ve E vitamini ile üzerine etkisinin ara ştırıldı ğı çalı şma sonuçlarına göre birlikte kozmetik alanında gün geçtikçe artan 1000 ppm konsantrasyondaki propolisin peynirde küf ve oranlarda kullanılmaktadır. Cildi besleyici, sterigmatosistin olu şumunu tamamen engelledi ği temizleyici ve onarıcı ürünlerden krem, süt ve görülmü ştür [27]. Yo ğurtta bazı fermentatif bakteriler pomatların yapımında geni ş ölçüde kullanım alanına üzerine propolisin antibakteriyel etkisi incelenmi ş ve sahiptir. dü şük konsantrasyonlarda bile normal bakteri geli şimini f. Evcil hayvanların ayak ve deri problemlerinin inhibe etti ği belirlenmi ştir [22]. Bu çalı şma sonuçlarına çözümünde, endometritisin tedavisinde ba şarılı göre propolisin süt ürünlerinde ekonomik ve do ğal bir sonuçlar vermi ştir. koruyucu olarak kullanımı mümkündür. PROPOL İSİN GIDA TEKNOLOJ İSİNDE KULLANIMI Pastörize edilmi ş meyve sularında bozulmaya neden olan 6 maya türüne kar şı propolis ekstraktının antifungal Propolisin antibakteriyel, antifungal, antioksidan etkisinin belirlendi ği ara ştırmada, propolisin mayalara özellikleri nedeniyle gıda teknolojisinde kullanımına kar şı önemli ölçüde inhibe edici etki gösterdi ği tespit yönelik çalı şmalar yapılmaya ba şlanmı ştır. Reçinemsi edilmi ştir [28]. Propolisin gıda kaynaklı patojenlere kar şı yapısı nedeniyle propolisin do ğrudan kullanımı mümkün antibakteriyel etkisinin ara ştırıldı ğı bir çalı şmada, de ğildir. Bu nedenle su, etanol, metanol, eter vb. Bacillus cereus, Staphlococcus aureus, Escherichia coli, çözücülerde ekstrakte edilerek elde edilen eksraktın Pseudomonas aeruginosa patojenlerine kar şı etanolik kullanımı yaygındır. propolis ekstraktının etkisi disk düfizyon yöntemi ile ara ştırılmı ştır. Çalı şma sonucunda ekstraktın tüm İş lenmemi ş tavuk etlerine marinasyon sırasında bakterilere kar şı güçlü antibakteriyel etki gösterdi ği uygulanan propolisin mikrobiyal geli şimi engelledi ği aynı tespit edilmi ş ve ilgili patojenlere kar şı gıda güvenli ğinin zamanda i şlenmi ş etlerde toplam uçucu nitrojen (TVB- sa ğlanmasında propolisin do ğal bir koruyucu olarak N) içeri ğini ve TBA de ğerlerini azaltmakta oldu ğu kullanılabilece ği belirtilmi ştir [29]. Benzer bir çalı şmada bildirilmi ştir [22]. Bal, propolis, ve arı sütü ile muamele etanolik propolis ekstraktının Escherichia coli patojenine edilen taze sı ğır, domuz, tavuk eti ve balık filetolarında kar şı bakterisidal ve bakteriyostatik etkisi incelenmi ştir. oksidatif bozulmanın incelendi ği bir çalı şma arı Ekstraktın E. coli geli şimini ba şarılı bir şekilde inhibe ürünlerinin antioksidan etki gösterdi ğini ve oksidatif etti ği görülmü ş ve do ğal gıda koyucusu olarak bozulmayı yava şlattı ğını göstermi ştir. Ayrıca balın kullanımının mümkün olaca ğı bildirilmi ştir [30]. özellikle de propolis ve arı sütünün güçlü antibakteriyel aktiviteye sahip oldu ğu tespit edilmi ştir [23]. Temiz ve ark. [21], propolisin, gıdalarda mikotoksin üreterek gıda toksikasyonuna neden olan Aspergillus Yapılan bir çalı şmada 8 hafta süreyle depolanan ya ğ versicolor ve Penicillium aurantiogriseum küflerine karşı ilave edilmi ş et ürünlerine; %0.02, %0.4’lük etonolik antifungal etkisini incelemi şlerdir. Çalı şmada üç farklı propolis ekstraktı ve %28 potasyum sorbat ilave edilerek konsantrasyonda (%1, %5 ve %10) propolis ekstraktı muhafaza süresine etkinli ği incelenmi ş ve propolis ile kullanılmı ş ve %1-5 konsantrasyonlarda farklı oranlarda muamele edilen et ürünlerinin muhafaza süresinin daha antifungal etki gösterirken %10 konsantrasyondaki uzun oldu ğu tespit edilmi ştir. Ayrıca %0.4 propolis ekstraktın her iki tür küf geli şimini %100 engelledi ği ekstraktı kullanılan etlerde tiyobarbütirik asit (TBA) ve rapor edilmi ştir. Bu çalı şma propolisin antifungal melandialdehit (MDA) artı şı en dü şük düzeyde özelli ğiyle gıda muhafazasında kullanımının mümkün bulunmu ştur [24]. oldu ğunu göstermektedir. Sı ğır etinden yapılmı ş hamburger köftelerinin etonolik Son yıllarda gıdaların sa ğlıklı ve uzun süre korunması propolis ekstraktı ile muamele edilip üç ay -18 °C’de amacıyla antibakteriyel ve antioksidan polilaktik asit 63 A. Atik, T. Gümü ş Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65 filme propolis ilave edilmesiyle, gıda ambalaj sanayinde three different races of honeybees in the same yeni bir uygulama gündeme gelmi ştir [22]. Yapılan region. Journal of Ethnopharmacology 99: 69-73. çalı şma sonuçları propolisin gıda teknolojisinde [8] Duman, S., 2010. Çanakkale (Türkiye) İlinde kullanılabilece ğini göstermektedir. Toplanan Propolis Örneklerinin Antimikrobiyal Aktiviteleri Üzerine Çalı şmalar. Yüksek Lisans Tezi. SONUÇ Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale. Günümüzde do ğal ya şam ve beslenme bilincinin [9] Kumova, U., Korkmaz, A., Avcı, B., C., Ceyran, G., geli şmesine paralel olarak, do ğal ya da do ğal katkılar 2002. Önemli bir arı ürünü: Propolis. Uluda ğ kullanılarak üretilmi ş i şlenmi ş gıdalara olan talep Arıcılık Dergisi 2(2): 10-24. artmı ştır. Gıda endüstrisinde gıdaların bozulmalarını [10] Kutluca, S., 2003. Propolis Üretim Yöntemlerinin önlemek amacıyla kullanılan sentetik maddelerin yan Koloni Performansı ve Propolisin Kimyasal etkilerinin olması ve özellikle de kansere neden olma Özellikleri Üzerine Etkisi. Doktora Tezi. Atatürk riski, bu maddelere şüphe ile bakılmasına neden Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum. olmu ştur. Bu nedenle, özellikle besinlerde do ğaya dönü ş [11] Duran, G.G., 2007. In vitro Ko şullarda Propolisin akımı ile birlikte, sentetik maddelere alternatif do ğal Antibakteriyal, Antifungal ve Leyi şmanyasidal madde arayı şlar ba şlamı ş ve özellikle propolisin sahip Etkilerinin Ara ştırılması. Yüksek Lisans Tezi. oldu ğu özellikleri nedeniyle gıda, tarım, hayvancılık Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri alanlarında kullanılmasına yönelik çalı şmalar hız Enstitüsü, Hatay. kazanmı ştır. [12] Karabulut, E., 2011. Proplisin Etanolik Ekstresinin Helicobacter pyroli ’ye Kar şı Antimikrobiyal Etkisinin Propolis içerdi ği bile şenlerin güçlü antioksidan, Ara ştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Erciyes antibakteriyel, antifungal özelliklere sahip oldu ğunu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri. göstermi ş bu durum propolisin çe şitli endüstri dallarında [13] Burdock, G.A., 1998. Review of the biological kullanımına yönelik çalı şmalara ı şık tutmu ştur. Özellikle properties and toxicity of bee propolis. Food güvenli gıda üretiminde, gıda muhafazasında kimyasal Chemical Toxicology 36: 347-363. koruyuculara alternatif bir do ğal katkı maddesi olarak [14] Çakıro ğlu, T.N., 2010. Çe şitli Çözücülerde Türk de ğerlendirilmesi yönünde çalı şmalar yapılmaya Propolisinin Çözünürlü ğünün İncelenmesi. Yüksek ba şlanmı ştır. Propolisin gıda teknolojisinde kullanımına Lisans Tezi. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Sa ğlık yönelik yapılan çalı şmalar olumlu sonuçlar vermektedir. Bilimleri Enstitüsü, Trabzon. Bununla birlikte propolisin gıdalara ilave edildikten sonra [15] Kanbur, M., Eraslan, G., Silici, S., 2009. duyusal özelliklerindeki de ğişiklikler ile birlikte, Antioxidant effect of propolis against exposure to endüstriyel boyutta kullanım için daha fazla ara ştırma propetamphos in rats. Exotoxicology and yapılmasına gereksinim vardır. Enviromental Safety 72: 909-915. [16] Özan, F., 2006. Propolis’in Kırık İyile şmesi Üzerine KAYNAKLAR Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Doktora Tezi. Cumhuriyet Üniversitesi, Sa ğlık Bilimleri [1] Yavuz, C., 2011. Türkiye’nin Bazı İllerinden Enstitüsü, Sivas. Toplanan Propolislerin Antimikrobiyal, Antioksidan [17] Albayrak, S., Albayrak, S., 2008. Propolis: doğal Aktiviteleri ve Biyoaktif Bile şenlerinin Tayini. antimikrobiyal madde. Ankara Eczacılık Fakültesi Yüksek Lisans Tezi. Ordu Üniversitesi, Fen Dergisi 37(3): 201-115. Bilimleri Enstitüsü, Ordu. [18] Marcucci, M.C., 1995. Propolis: Chemical [2] Yücel, B., 2004. Apiterapi; Arı Ürünlerinin İnsan composition, biological properties and therapeutic Sa ğlı ğı Üzerindeki Önemi. Ege Üniversitesi activity. Apidologie 26: 83–89. Tarımsal Uygulama ve Ara ştırma Merkezi, Çiftçi [19] Dobrowolski, J.W., Vohora, S.B., Sharma, K., Bro şürü: 56, İzmir. Shah, S.A., Naqvi, S.A.H., Dandiya, P.C., 1991. [3] Ulusoy, E., 2012. Bal ve apiterapi. Uluda ğ Arıcılık Antibacterial, antifungal, antiamoebic, Dergisi 12(3): 89-97. antiinflammatory and antipyretic studies on propolis [4] Hamdy, M.H., El-Banby, M.A., Khakifa, K.L., Gad, bee products. Journal of Etnopharmacology 35: E.M., Hassanein, E.M., 1989. The antimicrobial 77–82. effect of honey in the management of septic [20] Mirzoeva, O.K., Grishanin, R.N., Calder, P.C., wounds. Fourth International Conference on 1997. Antimicrobial action of propolis and some of Apiculture in Tropical Climates, Cairo, International its components: the effects on growth, membrane Bee Research Association, London, pp. 61-67. potential and motility of bacteria. Microbiology [5] Bayrak, N., 2000. Arı Ürünlerinin (Bal, Arı Sütü, Research 152: 239–246. Polen ve Propolis) Mikrofloralarının ve [21] Temiz, A., Mumcu, A.Ş., Tüylü, A.Ö., Sorkun, K., Antimikrobiyal Aktivitelerinin İncelenmesi. Yüksek Salih, B., 2013. Antifungal activity of propolis Lisans Tezi. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri samples collected from different geographical Enstitüsü, Elazı ğ. regions of Turkey against two food-related molds, [6] Bankova, V., Marcucci, M., Castro, S., 2000. Aspergillus versicolor and Penicillium Propolis recent advances in chemistry and plant aurantiogriseum . Gıda 38(3): 135-142. origin. Apidologie 31: 3-15. [22] Topal, E., Yücel, B., Köseo ğlu, M., 2013. Propolisin [7] Silici, S., Kutluca, S., 2005. Chemical composition hayvancılık, tarım ve gıda teknolojisinde kullanımı. and antibacterial activity af propolis collected by Hasad Hayvancılık Dergisi 29(341): 58-65. 64 A. Atik, T. Gümü ş Akademik Gıda 15(1) (2017) 60-65 [23] Nagai, T., Inoue, R., Kanamori, N., Suzuki, N., [27] Aly, S.A., Elewa, N.A., 2007. The Effect of Egyptian Nagashima, T., 2006. Characterization of honey honeybee propolis on the growth of Aspergillus from different floral sources. Its functional versicolor and sterigmatocystin biosynthesis in Ras properties and effects of honey species on storage cheese. Journal of Dairy Research 74(1): 74-48. of meat. Food Chemistry 97: 256-262. [28] Koç, A.N., Silici, S., Mutlu, S.F., Sa ğdıç, O., 2007. [24] Han, S.K., Park, H.K., 2002. Accumulation of Antifungal activity of propolis in four different fruit thiobarbituric acid-reactive substances in cured juices. Food Technology and Biotechnology 45(1): pork sausage treated with propolis extracts. 57-61. Journal of the Science of Food and Agriculture [29] Nedji, N., Loucif-Ayad, W., 2014. Antimicrobial 82(13): 1487-1489. activity of Algerian propolis in foodborne pathogens [25] Moghazy, E.A., El-Shaarawy, M.O.A., 2001. and its quantitative chemical composition. Asian Quality attributes of beefburger as affected by Pacific Journal of Tropical Disease 4(6): 433-437. using propolis and frozen storage. Egyptian Journal [30] Tosi, E.A., Re, E., Ortega, M.E., Cazzoli, A.F., of Agricultural Research 79(4): 479-495. 2007. Food preservative based on propolis: [26] Duman, M., Özpolat, E., 2015. Effect of water bacteriostatic activity of propolis polyphenols and extract of propolis of fresh shibuta (Barbus grypus ) flavonoids upon Escherichia coli . Food Chemistry fillets during chilled storage. Food Chemistry 189: 104: 1025-1029. 80-85. 65 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74, DOI: 10.24323/akademik-gida.306069 Derleme Makale / Review Paper Potansiyel Fonksiyonel Bile şen: Kahve Çekirde ği Zarı Gizem Ate ş, Ye şim Elmacı Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Bornova, İzmir Geli ş Tarihi (Received): 01.06.2016, Kabul Tarihi (Accepted): 02.12.2016 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (Y. Elmacı) 0 232 311 13 16 0 232 342 75 92 ÖZ Kahve sudan sonra en çok tüketilen ve petrolden sonra en çok ticareti yapılan ikinci önemli üründür. Tüketicinin kahveye artan talebinden dolayı kahve endüstrisinde çok miktarda atık meydana gelmekte olup, kahve çekirde ği zarı temel atıklardan biridir. Kahve çekirde ği zarı, kahve çekirde ğini saran ve kavrulma i şlemi sırasında olu şan bir yan üründür. Dü şük oranda ya ğ ve indirgen karbonhidrat içeri ğine, yüksek oranda protein, kül ve lif içeri ğine sahip olan kahve çekirde ği zarı, diyet lifince zengin ürünlerin geli ştirilmesinde fonksiyonel bir bile şen olarak de ğerlendirilebilir. Aynı zamanda antioksidanca zengin olan kahve çekirde ği zarının yapılan ön ara ştırmalarda in vitro ortamda bifidobakterilerin geli şimini destekleyici etkisinin görülmesi ile prebiyotik etkiye sahip fonksiyonel bir bile şen oldu ğu belirlenmi ştir. Bu derlemede, kahve çekirde ği zarının kimyasal ve fonksiyonel özellikleri sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Kahve, Kahve çekirde ği zarı, Diyet lifi, Antioksidan madde, Fonksiyonel bile şen Potential Functional Ingredient: Coffee Silverskin ABSTRACT Coffee is the second most consumed beverage after water and the largest traded commodity after petroleum. Due to the great consumer demand of coffee, large amounts of residues are generated in the coffee industry, and coffee silverskin is one of the most important by-products of coffee industry. Coffee silverskin is a tegument of coffee bean, which is a by-product of roasting process. With its low contents of fat and reducing carbohydrates and high contents of soluble dietary fiber, protein and ash, silverskin could be used as a functional ingredient in developing foods enriched with dietary fiber. Additionally, coffee silverskin with high antioxidant capacity supports growth of bifidobacteria in vitro, which might have some beneficial effects, thus coffee silverskin can be proposed as a new potential functional ingredient due to potential prebiotic activity. In this review, chemical and functional properties of coffee silverskin are presented. Key Words: Coffee, Coffee silverskin, Dietary fiber, Antioxidant compound, Functional ingredient GİRİŞ kullanılmaktadır. Bunlar kahve üretiminin %75’ini kar şılayan Coffea arabica (Arabika) ve %25’ini Kahve 1000 yıllık bir geçmi şe sahip olan, dünyada en kar şılayan Coffea canephora (Robusta) olarak çok tüketilen ve petrolden sonra en çok ticareti yapılan bilinmektedir. Arabika kahvesinin sahip oldu ğu duyusal ikinci önemli üründür [1-3]. Kahve bitkisi yakla şık 80 tür özellikler bakımından Robusta’dan daha üstün oldu ğu içermekte [4], yalnızca iki türü ticari olarak ve uluslararası piyasada yüksek fiyatlara sahip oldu ğu belirtilmektedir [1-2]. Dünya çapında birçok ülkede 66 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 kahve üretimi yaygınla şmakta, Brezilya, Vietnam ve Ya ş i şleme yöntemi ise 3 a şamada gerçekle şmektedir Kolombiya dünyadaki kahve üretiminin yarısından (Şekil 1) [11]. Birinci a şamada kahve kabu ğu ve pulp, fazlasını kar şılamaktadır. Uluslararası Kahve 2.a şamada musilaj ve çözünebilir şeker, 3.a şamada ise Organizasyonu (International Coffee Organization) par şömen tabakası uzakla ştırılmaktadır. Bu yöntemde, tarafından kahve tüketimi 2011-2012 yılında 60 kg’lık kahve meyvesinin preslenmesi ile zar ve pulpun büyük 130 milyon torba olarak belirlenmi ş ve dünyada her gün kısmı uzakla şmı ş olmaktadır. Sonraki a şama kalan pulp 2.25 milyar fincandan fazla kahve tüketildi ği belirtilmi ştir kalıntısının ve musilaj tabakasının uzakla ştırılmasıdır. [5]. Bunun için kontrollü fermentasyon i şlemi uygulanmaktadır [7]. Fermentasyon sonrası musilajdan Kahve meyvesi düzgün ve sert bir dı ş kabuk (perikarp) arındırılmı ş par şömenli kahve çekirde ği elde ile kaplıdır. Meyve ham iken genellikle ye şil renklidir, edilmektedir. Kahve çekirde ği zarı kurutma ızgaralarına olgunla ştı ğında ise koyu kırmızı veya kırmızı-mor bir yayılarak %10 nem içeri ğine ula şıncaya kadar renge dönü şmektedir. Perikarp yumu şak, sarımsı, lifli ve kurutulmakta ve par şömen tabakası tatlı bir tadı olan pulpu (mesokarp) sarmakta, bunu uzakla ştırılmaktadır. Böylece ye şil kahve çekirde ği elde yarısaydam, renkli, ince, viskoz ve su ile birle şme edilmektedir. Ye şil kahve çekirdeklerinin kavrulması ile kapasitesi yüksek olan musilaj tabakası izlemektedir [6- de kahve çekirde ği zarı ortaya çıkmakta, kavrulmu ş 7]. Daha sonra, sarımsı ince bir endokarp tabakası kahve çekirdekleri elde edilmektedir [5]. görülmektedir. En içte ise kahve çekirdeklerinin iki yarımküresini de kaplayan çekirdek zarına Kahve meyvesi rastlanılmaktadır [7]. Dı ş kabuk ve Ye şil kahve çekirde ğine sarılı halde bulunan kahve pulp çekirde ği zarı, kavurma i şleminin yan ürünü olarak elde edilmekte [5, 7-9] ve yüksek konsantrasyonda diyet lifi Musilajlı ve antioksidan madde içermektedir [7, 10]. Yüksek par şömenli antioksidan içeri ği, fenolik maddelerin çekirdekler konsantrasyonundan ve kavurma i şlemi boyunca gerçekle şen Maillard reaksiyonu sonucu olu şan Musilaj melanoidinden kaynaklanmaktadır. Lifli dokunun ana bile şenlerini selüloz ve hemiselüloz olu şturmakta, Par şömenli proteinlerin yanı sıra glukoz, ksiloz, galaktoz, mannoz ve çekirdekler arabinoz gibi monosakkaritler içermektedir [7]. Par şömen Kahve endüstrisi yan ürünleri ile ilgili bugüne kadar kabukları yapılan çalı şmaların birço ğu kahve küspesine yöneliktir. Bu çalı şmada kahve çekirde ği zarının kimyasal Ye şil kahve özellikleri ile fonksiyonel özellikleri konusunda yapılan çekirdekleri çalı şmalar incelenmi ş, kahve çekirde ği zarının fonksiyonel bile şen olarak gıdalarda kullanılabilirli ği ile ilgili bilgi verilmesi amaçlanmı ştır. Kahve KAHVE ÇEK İRDE Ğİ NİN İŞ LENMES İ ve OLU ŞAN Kavrulmu ş çekirde ği YAN ÜRÜNLER kahve çekirdekleri Kahvenin uluslararası ticareti, kahveye kuru veya ya ş işleme yöntemi uygulanarak gerçekle ştirilmektedir [7]. Şekil 1. Kahvenin i şlenmesi (ya ş i şleme) ve ortaya çıkan Kuru i şleme yöntemi Robusta tipi kahve üretiminde ve atıklar [11] Brezilya’da üretilen Arabika tipi kahve üretiminin büyük ço ğunlu ğunda uygulanan bir yöntemdir. Yöntemde Kahve i şleme sırasında birtakım yan ürünler meydana do ğal ve yapay kurutma uygulanmakla birlikte en yaygın gelmektedir ( Şekil 2) [5]. Kahve pulpu, kahve i şlemede olarak uygulanan kurutma yöntemi güne şte kurutmadır ilk yan ürün olarak ortaya çıkmakta, bütün meyvenin [7, 11]. Bu yöntemde hasat edilmi ş kahve meyvesi %10- kuru a ğırlıkça %29’unu olu şturmaktadır. Kahve pulpu, 11 rutubete kadar güne şte kurutulup mekanik yolla tek ya ş i şleme yöntemi ile elde edilmekte ve her 2 ton kahve aşamada çekirde ği saran kısımlardan (kabuk, dı ş zar, üretiminde 1 ton kahve pulpu açı ğa çıkmaktadır. Temel pulp, musilaj, par şömen tabakası ve çekirdek zarı) olarak karbonhidrat, protein ve mineral (özellikle uzakla ştırılmaktadır [7]. Kurutmada kiraz kırmızısı renk potasyum) açısından zengin olan kahve pulpu tanen, dikkate alınmakta, açık havada 12-15 gün içinde bu renk polifenol ve kafein içeri ğince de zengindir. Kahve pulpu, elde edilmektedir [5]. Yapay kurutmada statik, döner, kuru a ğırlıkça %1.80-8.56 tanen, %6.5 toplam pektin yatay veya dikey kurutucular kullanılabilmektedir [7, 11]. maddesi, %12.4 indirgen şeker, %2.0 indirgen olmayan Bu yöntemde kahve çekirde ği su ile i şlem görmedi ği için şeker, %1.3 kafein, %2.6 klorojenik asit ve %1.6 kafeik küf olu şumu tehlikesine maruz kalmamaktadır. Kurutma asit içermektedir [5]. Arabika kahve pulplarında flavan-3- işlemi istenilen renk, şekil ve aromatik bile şenleri ol, hidroksisinnamik asit, flavonoidler ve antosiyaninler sa ğlamasından dolayı kahve kalitesine olumlu bir olmak üzere 4 temel polifenol mevcuttur. Yüksek basınç katkıda bulunmaktadır [5]. sıvı kromatografisi (HPLC) ile fenolik madde içeri ğine 67 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 bakıldı ğında klorojenik asit (CGA) (%42.2), epikate şin edilmektedir. %15.0 nem, %7.0 protein, %0.3 lipid ve (%21.6), 3,4-dikaffeoylkuinik asit (%5.7), 3,5- %72.3 karbonhidrat, %24.5 selüloz, %29.7 hemiselüloz, dikaffeoylkuinik asit (%19.3), 4,5-dikaffeoylkuinik asit %23.7 lignin ve %6.2 kül içermektedir [5]. (%4.4), kate şin (%2.2), rutin (%2.1), protokate şik asit (%1.6), ve ferulik asit (%1.0) içeri ğine rastlanılmaktadır. Ye şil kahve hem uçucu olan hem de uçucu olmayan Daha sonra yapılan ara ştırmalarda bunlara ek olarak 5- bile şenler içermektedir. Temel bile şenleri karbonhidrat, ferulokuinik aside ve antosiyanin siyanidin-3-rutinoside’a protein, lipid, mineraller, kül, kafein, klorojenik asit, rastlanıldı ğı görülmektedir [7]. trigonellin, su olu şturmaktadır. Ye şil kahve çekirde ğinin tüketilir formu kavurma i şleminden sonra elde Kahve musilajı, ya ş i şleme yönteminde uygulanan edilmektedir. Ye şil kahvenin kalite de ğerlendirilmesinde enzimatik degradasyon öncesi kahve çekirde ğine koku ve lezzetin yanı sıra boyut, şekil, renk, sertlik ve yapı şık olan kısımdır. %84.2 su, %8.9 protein, %4.1 kusur dikkate alınmaktadır. Kahvenin karakteristik lezzet şeker, %0.91 pektin, %0.7 kül içeri ğine sahiptir [7]. ve aroması kavurma ve kaynatma boyunca gerçekle şen reaksiyonlar sonucu olu şan yüzlerce kimyasal bile şenin Kahve par şömeni, kahve çekirde ğinin her iki kombinasyonundan kaynaklanmaktadır. Bu i şlem yarımküresini birbirinden ayıran, güçlü ve lifli endokarp kurutma, kavurma veya piroliz, so ğutma olmak üzere 3 olarak ifade edilmektedir. Ya ş i şleme ve kuru i şlemede aşamada incelenebilmektedir. İlk a şama suyun ve uçucu farklı olarak ele alınmakta olan kahve par şömeni, ya ş bile şenlerin yava ş bir şekilde kahve çekirde ğinden işleme yönteminde kurutma ve kabuk ayırma sonrası ayrılması ile açıklanmaktadır. Bu a şamada çekirde ğin uzakla şmaktadır. Kahve par şömeni %40-49 α-selüloz, rengi ye şilden sarıya dönmektedir. İkinci a şamada %25-32 hemiselüloz, %33-35 lignin ve %0.5-1 kül piroliz reaksiyonları gerçekle şmektedir. Bu a şamada içeri ğine sahiptir [7]. çekirde ğin hem fiziksel hem de kimyasal özelliklerinde kayda de ğer bir de ğişim gözlenmekte, Maillard Kahve çekirde ğinin kuru yöntem ile i şlem görmesi reaksiyonu sonucu olu şan ürünlerin polifenollere sonucu elde edilen kahve par şömeni ise, kahve dönü ştü ğü görülmektedir. Üçüncü a şama olan kahve meyvesinin dı ş zarını, pulpu ve par şömeni içeren toplam kaynatma i şleminde ise pürüzsüz saf çözeltiden atıktır [7]. Kahve par şömeni, kahve çekirde ğini emülsiyon hale gelmi ş çözelti elde edilmektedir. Bu çevrelemekte ve kahve çekirde ğinin kuru a ğırlı ğının kahvelere Türk kahvesi, espresso, filtre kahve, yakla şık %12’sini olu şturmaktadır. Bir ton kahve cappuccino örnek olarak verilebilmektedir [5]. meyvesinden yakla şık 0.18 ton par şömen elde A: Kahve pulpu B: Kahve par şömeni C: Kahve çekirde ği zarı D: Atık kahve Şekil 2. Kahve çekirde ğinin işlenmesi sırasında meydana gelen yan ürünler [5] Kahve çekirde ği zarı, kavurma i şleminin yan ürünü azalma gözlenmi ştir. Ortam ko şullarında depolama olarak elde edilmektedir [5]. Kavrulmu ş kahve kuru sırasında da kavrulmu ş kahve çekirdeklerinde akrilamid ağırlık olarak %38-42 karbonhidrat, %23 melanoidin, içeri ğinin azaldı ğı görülmü ştür [7]. %11-17 lipid, %10 protein, %4.5-4.7 mineral, %2.7-3.1 CGA, %2.4-2.5 alifatik asit, %1.3-2.4 kafein Kahve küspesi, çözünür kahve elde edilirken ortaya içermektedir. Yakla şık 850 uçucu komponente sahiptir çıkan atık olup, yakla şık bir ton ye şil kahveden 650 kg ancak bunlardan 40 tanesi aromaya katkı kahve küspesi ve yakla şık 2 kg kahve küspesinden 1 kg sa ğlamaktadır. Kahvenin lezzet, aroma gibi karakteristik çözünür kahve elde edilmektedir. Önemli protein özellikleri kahvenin kavrulması a şamasında içeri ğinin yanı sıra mannoz, galaktoz gibi zengin şeker geli şmektedir. Kavurma i şlemi boyunca polisakkaritler içeri ğine sahiptir. Kimyasal kompozisyonları bitkiden dü şük molekül a ğırlıklı karbonhidratlara dönü şmekte, bitkiye hatta aynı bitkinin de ğişik bölümlerinde bile kahve çekirdekleri organik komponentlerin pirolizinden farklılık göstermektedir. Farklı co ğrafik yerlere, bitkinin dolayı açık kahverenginden koyu kahverengine ya şına, iklime ve toprak özelliklerine göre de dönmektedir. Kavurma ile kahve çekirde ği zarı de ğişmektedir [5]. uzakla şmakta, organik bile şenlerin yanması ile karsinojenik bile şenler, polisiklik aromatik hidrokarbonlar KAHVE ÇEK İRDE Ğİ ZARI gibi bile şenler meydana gelmektedir. Kavrulma sırasında özellikle birinci dakikada akrilamid olu şumu Kimyasal Kompozisyonu gözlenmektedir. Arabika kahvelerine kıyasla Robusta kahvelerinde akrilamid olu şumunun daha fazla oldu ğu Kahve çekirde ği zarının ve di ğer kahve yan ürünlerinin görülmü ş, geçen süre ile akrilamid konsantrasyonunda kimyasal kompozisyonu Murphy ve Madhava Naidu [5] 68 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 tarafından gerçekle ştirilen çalı şmada belirlenmi ş olup, ürünlerine kıyasla protein içeri ğinin oldukça yüksek kahve çekirde ği zarının yüksek oranda protein, dü şük oldu ğu görülmektedir. Aynı şekilde kahve çekirde ği oranda ya ğ içermekte oldu ğu, mineral içeri ğinden dolayı zarının di ğer kahve yan ürünlerine kıyasla toplam lif ve yüksek kül oranına sahip oldu ğu saptanmı ştır. Tablo klorojenik asit içeri ğinin de yüksek oldu ğu 1’den kahve çekirde ği zarının di ğer kahve yan gözlenmektedir. Tablo 1. Kahve yan ürünlerinin kimyasal kompozisyonu [5] Parametreler (%) Kahve pulpu Kahve par şömeni Kahve çekirde ği zarı Kahve küspesi Selüloz 63.0 ± 2.5 43.0 ± 8.0 17.8 ± 6.0 8.6 ± 1.8 Hemiselüloz 2.3 ± 1.0 7.0 ± 3.0 13.1 ± 9.0 36.7 ± 5.0 Protein 11.5 ± 2.0 8.0 ± 5.0 18.6 ± 4.0 13.6 ± 3.8 Ya ğ 2.0 ± 2.6 0.5 ± 5.0 2.2 ± 1.9 ND Toplam lif 60.5 ± 2.9 24 ± 5.9 62.4 ± 2.5 ND Toplam polifenol 1.5 ± 1.5 0.8 ± 5.0 1.0 ± 2.0 1.5 ± 1.0 Toplam şeker 14.4 ± 0.9 58.0 ± 20.0 6.65 ± 10 8.5 ± 1.2 Pektin 6.5 ± 1.0 1.6 ± 1.2 0.02 ± 1.0 0.01 ± 0.005 Lignin 17.5 ± 2.2 9.0 ± 1.6 1.0 ± 2.0 0.05 ± 0.05 Tanen 3.0 ± 5.0 5.0 ± 2.0 0.02 ± 0.1 0.02 ± 0.1 Klorojenik asit 2.4 ± 1.0 2.5 ± 0.6 3.0 ± 0.5 2.3 ± 1.0 Kafein 1.5 ± 1.0 1.0 ± 0.5 0.03 ± 0.6 0.02 ± 0.1 ND: Tanımlanmamı ş Kahve çekirde ği zarının mineral madde içeri ğinin edilmektedir [16]. Bu durum kahve zarının yüksek belirlendi ği bir çalı şmada [12], kahve zarının potasyum, oranda diyet lifine sahip ürünler geli ştirmede fonksiyonel kalsiyum, magnezyum, sülfür, fosfor, demir, manganez, bir bile şen olarak de ğerlendirilebilece ğini göstermektedir bor, bakır gibi mineral maddelere sahip oldu ğu ve [1]. Ayrıca fruktooligosakkarit ve fermentasyon boyunca potasyumu en yüksek oranda içerdi ği belirlenmi ştir. üretilen fruktofuranosidaz içeri ğinden dolayı kahve Potasyumu ise kalsiyum ve magnezyum izlemektedir çekirde ği zarının iyi bir besin kayna ğı oldu ğu ifade (Tablo 2). Kahve çekirde ği zarının mineral içeri ğinin edilmektedir [8]. yüksek olması minerallerin hormonal ve enzimatik aktiviteleri, büyümeyi destekleyen ve elektrot dengesini Tablo 2. Kahve çekirde ği zarının mineral madde içeri ği düzenleyici özellikleri nedeniyle insan vücudunun [12] metabolik ve psikolojik fonksiyonlarını düzenlemesi Mineral element Kahve çekirde ği zarı açısından önemli bir rol oynamaktadır. Bu durum (mg/kg kuru a ğırlık) solunum, sindirim ve sirkülasyon gibi hayati i şlemleri de Potasyum 21.100 ±0.00 destekleyen minerallerce zengin olan kahve çekirde ği Kalsiyum 9.400 ±0.01 zarının gıda formülasyonlarında besinsel özellikleri Magnezyum 3.100 ±0.00 arttırmak için kullanılabilirli ğini sa ğlamaktadır [12]. Sülfür 2.800 ±0.00 Kahve çekirde ği zarının çok dü şük indirgen karbonhidrat Fosfor 1.200 ±0.00 içeri ğine sahip oldu ğu, polisakkarit yapısındaki Demir 843.30 ±7.90 arabinogalaktan ve galaktomannanların kahve zarının Alüminyum 470.60 ±13.9 temel bile şenlerini olu şturdu ğu saptanmı ştır [11]. Şekil Stronyum 3'de kahve çekirde ği zarının mikroskobik incelenmesi ile 71.72 ±0.30 elde edilen görüntüde yüzey tabakalarından olu şan Baryum 66.26 ±0.26 fibröz dokuların varlı ğı gözlenmektedir [1]. Bu fibröz Bakır 63.30 ±1.00 dokuların temel bile şenlerinin selüloz ve hemiselüloz Sodyum 57.30 ±1.10 oldu ğu, glikoz, ksiloz, galaktoz, mannoz ve arabinozun Manganez 50.00 ±0.60 da gümü ş zarda bulunan di ğer karbonhidratları Bor 31.90 ±1.40 olu şturdu ğu belirlenmi ştir [1, 8]. Borrelli ve ark. [11] ve Çinko 22.30 ±0.10 Sudha ve ark. [13] tarafından gerçekle ştirilen çalı şmada Kobalt 21.39 ±1.04 kahve zarının bu ğday kepe ği, pirinç kepe ği, yulaf kepe ği İyot 18.30 ±1.64 ve arpa kepe ğine göre; Ajila ve ark. [14] ve Macagnan Nikel 1.64 ±0.34 ve ark. [15] tarafından yapılan bir çalı şmada mango Krom 1.59 ±0.00 kabu ğu tozu, elma posası ve portakal posasına göre Molibden 0.24 ±0.29 daha yüksek toplam diyet lifi içeri ğine sahip oldu ğu Vanadyum 1.01 ±0.05 görülmü ştür (Tablo 3 ve Tablo 4). Yapılan ba şka bir Kur şun ≤1.60 çalı şmada kahve çekirde ği zarının diyet lifi içeri ğinin Selenyum ≤1.60 (%15 çözünür diyet lifi, %85 çözünmeyen diyet lifi olmak Galyum üzere toplam %50-60 toplam diyet lifi) elma (%28.43), ≤1.47 brokoli (%28.94), lahana (%22.41), havuç (%28.4), Kalay ≤1.30 bu ğday kepe ği (%41.97), yulaf kepe ği (%28.60) ve Kadmiyum ≤0.15 patatesten (%2.85) daha yüksek oldu ğu ifade 69 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 Şekil 3. Kahve çekirde ği zarının (A, B) ve kahve küspesinin (C, D) elektron mikroskobunda görüntüsü [1] Tablo 3. Kahve çekirde ği zarının kimyasal kompozisyonunun lifçe zengin di ğer kaynaklarla kıyaslanması [11, 13] Bile şenler (%) Kahve çekirde ği zarı Bu ğday kepe ği Pirinç kepe ği Yulaf kepe ği Arpa kepe ği Nem 7.30±0.4 7.68±0.03 10.56±0.02 6.45±0.04 4.92±0.03 Kül 7±0.2 5.70±0.05 10.00±0.06 4.00±0.04 5.00±0.04 Ya ğ 2.2±0.1 4.00±0.05 8.00±0.08 5.00±0.8 5.00±0.04 Protein 18.6±0.6 13.12±0.10 13.00±0.15 12.0±0.13 14.0±0.18 Toplam diyet lifi 62.4±0.6 47.50±0.36 40.00±0.28 20.4±0.19 45.0±0.21 Çözünmeyen diyet lifi 53.7±0.2 42.49 35.67 11.5 34.2 Çözünür diyet lifi 8.8±0.4 5.01±0.04 4.33±0.05 8.9±0.04 10.8±0.04 Tablo 4. Kahve çekirde ği zarının kimyasal kompozisyonunun lifçe zengin meyvelerle kıyaslanması [11, 14, 15] Bile şenler (%) Kahve çekirde ği zarı Mango kabu ğu tozu Elma posası Portakal posası Nem 7.30±0.4 10.5±0.5 10.80±0.03 8.45±0.83 Kül 7±0.2 3±0.18 0.50±0.05 2.97±0.42 Ya ğ 2.2±0.1 2.2±0.06 2.70±0.10 4.21±0.12 Protein 18.6±0.6 3.6±0.6 2.06±0.005 4.89±0.06 Toplam diyet lifi 62.4±0.6 51.2±1.08 51.10±1.86 54.82±0.23 Çözünmeyen diyet lifi 53.7±0.2 32.1±1.34 36.50±1.14 29.65±1.46 Çözünür diyet lifi 8.8±0.4 19.0±0.26 14.60±0.14 25.17±0.22 Fonksiyonel Özellikleri yapılan bir çalı şmada kahve çekirde ği zarı ≤500 µm boyutuna getirilmi ş ve kahve çekirde ği zarının su ve ya ğ Su ve Ya ğ Tutma Kapasitesi tutma kapasitesi incelenmi ş, kahve çekirde ği zarının su tutma kapasitesi 5.11 (g su/g kuru örnek), ya ğ tutma Su ve ya ğ tutma kapasitesi uygulanan santrifüj kapasitesi 4.72 (g ya ğ/g kuru örnek) olarak kuvvetinden sonra bile şenin su veya ya ğı tutma belirlenmi ştir. Kahve çekirde ği zarının su tutma kapasitesi olarak tanımlanabilmektedir. Su ve ya ğ tutma kapasitesinin lif içerdi ğinden dolayı pirinç kabu ğu, kapasitesi gıdaların üretimi, i şlenmesi ve depolanması bu ğday otu ve okaradan (soya sütü yapımı a şamasında boyunca önemli bir rol oynamaktadır. Aynı zamanda arta kalan soya fasulyesi posası) daha yüksek oldu ğu gıdaların besinsel ve duyusal özelliklerini etkilemektedir belirtilmi ştir. Pourfarzad ve ark. [18] tarafından yapılan [12]. Su ve ya ğ tutma kapasitesi gıdaların pi şirilmesi ba şka bir çalı şmada alkali hidrojen peroksit ile muamele sırasında kaybolan suyun ve ya ğın tutulmasını edilmi ş kahve çekirde ği zarının su tutma kapasitesi 6.74 sa ğlamakta, bu durum gıdadaki lezzetin korunması ve (g su/g kuru örnek), ya ğ tutma kapasitesi 4.76 (g ya ğ/g gıdanın teknolojik özelli ğinin arttırılması için önem kuru örnek) olarak belirlenmi ştir. ta şımaktadır [17]. Yüksek ya ğ tutma kapasitesi, ya ğ ve su emülsiyonlarında stabilitenin sa ğlanması açısından önem ta şımaktadır. Ballesteros ve ark. [12] tarafından 70 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 Antioksidan Madde İçeri ği antioksidanlar içeren klorojenik asit, diyabeti önlemekte ve glikoz seviyesinin normal düzeyde tutulmasını Narita ve Inouye [16] tarafından yapılan bir çalı şmada sa ğlamaktadır. Kafein, trigonellin gibi insan sa ğlı ğı kahve çekirde ği zarının antioksidan madde açısından açısından yararlı olan biyoaktif komponentleri de içeren zengin oldu ğu belirtilmi ş, kahve çekirde ği zarının kahve çekirde ği zarı, potansiyel bir fonksiyonel gıda yabanmersini, erik, ahududu, elma ve portakal gibi ürünü olarak önem kazanmaktadır. Kafeinin, kanser ve meyvelere ve havuç, ye şil biber, ıspanak gibi sebzelere diyabeti, Alzheimer, Parkinson hastalıklarına ve kalp- kıyasla daha fazla antioksidan madde içerdi ği damar hastalıklarına yakalanma riskini azaltırken, saptanmı ştır . Kahve çekirde ği zarının yüksek trigonellinin, hipoglisemik, hipolipidemik, sinir koruyucu, antioksidan içeri ğine lif-antioksidan kompleksi antimigren, yatı ştırıcı, hafızayı güçlendirici, olu şumunun etkili oldu ğu belirtilmektedir. Tahıl antibakteriyal, antiviral, anti-tümor aktiviteye ve ürünlerinde lif-antioksidan kompleksini ferulik asit antidiyabetik fonksiyona sahip oldu ğu ifade edilmektedir esterleri olu şturmaktayken, kahve çekirde ği zarında [19]. Mesias ve ark. [20] tarafından yapılan ba şka bir klorojenik asit olu şturmaktadır. Klorojenik asit ye şil çalı şmada kahve çekirde ği zarının fonksiyonel içeri ği kahve çekirde ğinde yüksek miktarda bulunmakta, belirlenmi ş olup, iyi bir fenolik bile şen kayna ğı oldu ğu polisakkaritlerle kavrulma boyunca tepki göstermekte ve ifade edilmi ştir (Tablo 6). Antioksidan madde tayininde 4 melanoidin olarak adlandırılan kahvenin kavrulması farklı yöntem kullanılmı ş, melanoidin ve CGA içeri ğinin boyunca Maillard reaksiyonu sonucu meydana gelen kahve çekirde ği zarının antioksidan özelliğine katkı yüksek molekül a ğırlı ğına sahip koyu renkli polimerleri sa ğladı ğı belirtilmi ştir. Kahve çekirde ği zarının oluşturmaktadır. Bresciani ve ark. [6] tarafından yapılan antioksidan madde içeri ği domates, şeftali, elma ve bir çalı şmada kahve çekirde ği zarının iyi bir fenolik kahve içece ği ile kıyaslandı ğında kahve içece ğinden madde kayna ğı oldu ğu ve fenolik maddelerin büyük bir yüksek oldu ğu, di ğer gıda maddeleri ile yakın kısmını klorojenik asidin olu şturdu ğu ifade edilmektedir antioksidan madde içeri ğine sahip oldu ğu görülmektedir (Tablo 5). Antihipertansif etkiye sahip do ğal (Tablo 7) [11]. Tablo 5. Kahve çekirde ği zarının fenolik madde içeri ği [6] Bile şenler Ortalama de ğer (mg/100g) Caffeoylquinic asit lakton 4±0.4 3-Coumaroylquinic asit 2.4 ±0.5 5- Coumaroylquinic asit 5.7 ±0.8 3-Caffeoylquinic asit 147.8 ±15.9 5-Caffeoylquinic asit 198.9 ±6.6 4-Caffeoylquinic asit 84.9 ±7.6 Feruloylquinic asit 21.2 ±2.7 5 ve 4-feruloylquinic asit 121.6 ±6.3 Toplam klorojenik asit 588.9 ±75.4 Tablo 6. Kahve çekirde ği zarının fonksiyonel bile şen içeri ği [20] Parametreler Sonuç Melanoidin (mg/g) 172.67±3.54 CGA’s (mg/g) 11.18 Kafein (mg/g) 30.26 Toplam fenolik madde (mg eq GA/g) 31.00±0.24 ABTS ( μmol TEAC/g) 85.20±1.91 ORAC ( μmol TEAC/g) 1194±76.62 FRAP ( μmol TEAC/g) 829.8±38.16 DPPH ( μmol TEAC/g) 219.9±4.34 Tablo 7. Kahve çekirde ği zarının antioksidan madde içeri ğinin bazı gıda maddeleri ile kıyaslanması [11] Örnek ABTS (mmol Troloks/100 g kuru madde) Domates 2.16 Şeftali 2.15 Elma 2.78 Kahve içece ği 1.63 Kahve çekirde ği zarı 1.92 Prebiyotik Etki [11] tarafından yapılan bir çalı şmada fermentasyonda karbon kayna ğı olarak kahve çekirde ği zarı kullanılmı ş, Narita ve Inouye [16] tarafından yapılan bir çalı şmada fermentasyon boyunca (24 saat) mikroorganizma kahve çekirde ği zarının bifidobakterilerin geli şimini sayısının arttı ğı görülmü ştür. Özellikle toplam anaerobik destekleyici etkisi oldu ğu görülmektedir. Borrelli ve ark. ve aerobik bakteri sayısının artması nitrojen ve karbon 71 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 kayna ğı olarak kahve çekirde ği zarının kullanılabilirli ğini yüksek ve daha iyi kalitede bisküvi üretilmi ş, kahve sa ğladı ğı görülmektedir. Ortamda bifidobakterilerin çekirde ği zarının do ğal renklendirici ve diyet lifi kayna ğı baskın oldu ğu koliformların limitli bir büyüme gösterdi ği olarak kullanılabilece ği belirtilmi ştir. ve clostridia geli şiminin inhibe edildi ği gözlenmi ştir. Çalı şmada glukozun ve kahve çekirde ği zarının Martinez-Saez ve ark. [22] tarafından yapılan bir kıyaslaması yapılmı ş, kahve çekirde ği zarının çalı şmada kahve çekirde ği zarı içecek üretiminde bifidobakterilerin geli şimini destekleyici özelli ği ile kullanılmı ş, çalı şmada antioksidanca zengin içecek referans madde olarak kabul edilen glukoz ile benzer üretiminin gerçekle ştirilmesi amaçlanmı ştır. Çalı şma özelliklere sahip oldu ğu ve kahve çekirde ği zarının sonucunda kahve çekirde ği zarının kullanımı ile karbon kayna ğı olarak kullanılabilece ği sonucuna antioksidan içeri ği artan, vücutta ya ğ birikimini önleyen, varılmı ştır. hem duyusal açıdan kabul edilebilir hem de besinsel içeri ği yüksek olan içecek üretiminin UYGULAMA ALANLARI gerçekle ştirilebilece ği sonucuna varılmı ştır. Gıda Formülasyonları Ribeiro ve ark. [19] tarafından yapılan bir çalı şmada altın kahve (ye şil kahvenin minimum i şlem görmü ş hali), Pourfarzad ve ark. [18] tarafından yapılan çalı şmada kahve çekirde ği zarı ve kakao ilave edilmi ş kahve kahve çekirde ği zarı diyet lifi kayna ğı olarak kullanılarak içece ği üretilmi ş ve bu içece ğin antioksidan özellikleri yüksek kalitede, uygun raf ömrüne sahip, tüketici incelenmi ştir. %1 altın kahve, %2 kahve çekirde ği zarı, tarafından tercih edilen duyusal özelliklere ve görünü ş %3 kakao tozu ve %94 kavrulmu ş kahve tozu içeren özelliklerine sahip ekmek üretebilmek için optimum alkali yeni kahve karı şımının klorojenik asit, trigonellin, hidrojen peroksit muamelesi ko şullarının belirlenmesi teobromin ve kafein içeri ği sayesinde biyoaktif amaçlanmı ştır. Bu amaçla optimum i şlem ko şulların komponentlerce zenginle ştirildi ği, önemli miktarda belirlenmesi için yüzey yanıt yöntemi kullanılmı ştır. antioksidan içeri ğe sahip oldu ğu ve duyusal özelliklerinin Alkali hidrojenle muamele edilmi ş kahve çekirde ği zarı geli şti ği belirtilmi ştir. %5 oranında un yerine ikame edilmi ş, ekmeklerin fiziksel özelliklerine bakılmı ş (renk, su aktivitesi, su ve Di ğer Uygulama Alanları ya ğ tutma kapasitesi), ekmeklerde hacim ölçümü, merkezi dilimin a ğırlı ğı ve spesifik hacmi, duyusal Kahve çekirde ği zarının içerdi ği selüloz ve hemiselüloz de ğerlendirme, doku ölçümü, görüntü analizi yapılmı ştır. fraksiyonlarının kullanıldı ğı uygulama alanları Şekil 4’te Elde edilen sonuçlara göre alkali hidrojen peroksit gösterilmektedir [1]. yönteminde optimum ko şullar 1 saat karı ştırma süresi, 1:5 kahve çekirdek zarı / alkali hidrojen peroksit oranı, Şekil 4’ten görüldü ğü gibi kahve çekirde ği zarı selüloz 120 µM partikül boyutu olarak belirlenmi ştir. Kontrol ve hemiselüloz içeri ğinden dolayı çe şitli i şlemlerden örne ğinde çözünür lif, çözünmeyen lif ve toplam lif 0.11; geçirilerek ka ğıt, nitroselüloz, çe şitli oligosakkaritler, 0.36; 0.47 g/100g olarak bulunurken kahve çekirde ği enzimler, HMF, sorbitol, etanol, maya hücreleri, protein, zarıyla zenginle ştirilen ekmekte 0.61; 2.34; 2.95 g/100g laktik asit vs. olarak de ğerlendirilebilmektedir. olarak belirlenmi ştir. SONUÇ Garcia-Serna ve ark. [21] tarafından yapılan çalı şmada daha sa ğlıklı bir ürün elde etmek için bisküvi üretiminde Kahve çekirde ği zarı selüloz, hemiselüloz, protein, ya ğ, şeker ikamesi olarak Stevia kullanılmı ş ve bisküvi polifenoller, mineraller ve melanoidin gibi farklı kimyasal formülasyonuna yüksek diyet lifi içeri ğine sahip kahve kompozisyona sahip kahve yan ürünüdür. İçerdi ği çekirde ği zarı eklenerek (%1.33 ve %3.33) bisküvinin yüksek diyet lifi ve polifenollerin antioksidan reolojik özellikleri, su aktivitesi, viskozitesi, duyusal aktivitesinden kaynaklanan sa ğlı ğa faydalı etkileri kalitesi ve besinsel özellikleri geli ştirilmi ştir. Sakkaroz bulunmaktadır. Ayrıca fruktooligosakkarit ve yerine stevia ve kahve çekirde ği zarının kullanılması ile fermentasyon boyunca üretilen fruktofuranosidaz içeri ği istenilen nem içeri ğine sahip bisküvi üretimi kahve çekirde ği zarını iyi bir besin kayna ğı yapmaktadır. gerçekle ştirilmi ştir. Kontrol ürüne kıyasla (sakkaroz Bunlara ek olarak sahip oldu ğu prebiyotik içeri ğinden içeren bisküvi) stevia ve kahve çekirde ği zarı katkılı dolayı kahve çekirde ği zarının potansiyel fonksiyonel bir bisküvinin kalınlı ğında önemli bir azalma saptanmı ş, bile şen olarak kullanılması önerilmektedir. Bu çalı şma doku incelendi ğinde kontrolle aralarında herhangi bir kahve çekirde ği zarının daha iyi tanınmasını sa ğlayarak fark bulunmamı ştır. Kahve çekirde ği zarının bisküvide bu konuda gelecekte yapılacak olan birçok çalı şma ile istenilen renk olu şumuna katkı sa ğladı ğı görülmü ştür. fonksiyonel gıdaların geli ştirilmesi sa ğlanacaktır. HMF olu şumu büyük oranda azalmı ş, akrilamid olu şumunda de ğişikli ğe neden olmadı ğı ifade edilmi ştir. Çalı şma sonunda, daha sa ğlıklı, besinsel içeri ği daha 72 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 Şekil 4. Kahve çekirde ği zarının di ğer uygulama alanları [1] KAYNAKLAR silverskin. Food Research International 61: 196– 201. [1] Mussatto, S., Machado, E.S., Martins, S., Teixeira, [7] Esquivel, P., Jiménez, V.M., 2012. Functional J., 2011. Production, composition, and application properties of coffee and coffee by-products. Food of coffee and its industrial residues. Food and Research International 46: 488-495. Bioprocess Technology 4: 661-672. [8] Toschi, T.G., Cardenia, V., Bonaga, G., Mandrioli, [2] Zuorro, A., Lavecchia, R., 2012. Spent coffee M., Rodriguez-Estrada, M.T., 2014. Coffee grounds as a valuable source of phenolic silverskin: characterization, possible uses, and compounds and bioenergy. Journal of Cleaner safety aspect. Journal of Agricultural and Food Production 34: 49-56. Chemistry 62: 10836-10844. [3] Machado, E.M.S., Rodriguez-Jasso, R.M., Teixeira, [9] Jiménez-Zamora, A., Pastoriza, S., Rufian- J.A., Mussatto, S.I., 2012. Growth of fungal strains Henares, 2015. Revalorization of coffee by- on coffee industry residues with removal of products. Prebiotic, antimicrobial and antioxidant polyphenolic compounds. Biochemical Engineering properties. Food Science and Technology 61: 12- Journal 60: 87–90. 18. [4] Narita, Y., Inouye, K., 2012. High antioxidant [10] Costa, A.S.G., Alves, R.C., Vinha, A.F., Barreira, activity of coffee silverskin extracts obtained by the S.V.P., Nunes, M.A., Cunha, L.M., Oliveira, treatment of coffee silverskin with subcritical water. M.B.P.P., 2014. Optimization of antioxidants Food Chemistry 135: 943–949. extraction from coffee silverskin, a roasting by- [5] Murthy, P.S, Madhava Naidu, M., 2012. product, having in view a sustainable process. Sustainable management of coffee industry by- Industrial Crops and Products 53: 350-357. products and value addition-A review. Resources, [11] Borrelli, R.C., Esposito, F., Napolitano, A., Ritieni, Conservation and Recycling 66: 45-58. A., Fogliano, V., 2004. Characterization of a new [6] Bresciani, L., Calani, L., Bruni, R., Brighenti, F., Del potential functional ingredient: coffee silverskin. Rio, D., 2014. Phenolic composition, caffeine Journal of Agricultural and Food Chemistry 52(5): content and antioxidant capacity of coffee 1338-1343. 73 G. Ate ş, Y. Elmacı Akademik Gıda 15(1) (2017) 66-74 [12] Ballesteros, L.F., Teixeira, J.A., Mussatto, S.I., 5b2d_ek.pdf?dergi=15 (Eri şim Tarihi: 1 Mayıs 2014. Chemical, functional, and structural 2016). properties of spent coffee grounds and coffee [18] Pourfarzad, A., Mahdavian-Mehr, H., Sedaghat, N., silverskin. Food and Bioprocess Technology 7: 2013. Coffee silverskin as a source of dietary fiber 3493–3503. in bread-making: Optimization of chemical [13] Sudha, M.L., Vetrimani, R., Leelavathi, K., 2007. treatment using response surface methodology. Influence of fibre from different cereals on the Food Science and Technology 50: 599-606. rheological characteristics of wheat flour dough and [19] Ribeiro, V.S., Leitão, A.E., Ramalho, J.C., Lidon, on biscuit quality. Food Chemistry 100: 1365–1370. F.C., 2014. Chemical characterization and [14] Ajila, C. M., Leelavathi, K., Prasada Rao, U. J. S., antioxidant properties of a new coffee blend with 2008. Improvement of dietary fiber content and cocoa, coffee silverskin and green coffee minimally antioxidant properties in soft dough biscuits with processed. Food Research International 61: 9-47. the incorporation of mango peel powder. Journal of [20] Mesías, M., Navarro, M., Martínez-Saez, N., Ullate, Cereal Science 48: 319-326. M., del Castillo, M.D., Morales, F.J., 2014. [15] Macagnan, F.T., dos Santos, L.R., Roberto, B.S., Antiglycative and carbonyl trapping properties of de Moura, F.A., Bizzani, M., da Silva, L.P., 2015. the water soluble fraction of coffee silverskin. Food Biological properties of apple pomace, orange Research International 62: 1120–1126. bagasse and passion fruit peel as alternative [21] Garcia–Serna, E., Martinez–Saez, N., Mesias, M., sources of dietary fibre. Bioactive Carbohydrates Morales, F.J., del Castillo, M.D., 2014. Use of and Dietary Fibre 6:1–6. coffee silverskin and stevia to improve the [16] Narita, Y., Inouye K., 2014. Review on utilization formulation of biscuits. Polish Journal of Food and and composition of coffee silverskin. Food Nutrition Sciences 64: 243–251. Research International 61: 16-22. [22] Martinez-Saez, N., Ullate, M., Martin-Cabrejas, [17] Burdurlu, H.S., Karadeniz, F., 2016. Gıdalarda M.A., Martorell, P., Genovés, S., Ramon, D., del Diyet Lifinin Önemi., Ankara Üniversitesi Ziraat Castillo, M.D., 2014. A novel antioxidant beverage Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Gıda for body weight control based on coffee silverskin. Mühendisli ği Dergisi , Food Chemistry 150: 227–234. http://www.gidamo.org.tr/resimler/ekler/f6ffe13a5d7 74 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83, DOI: 10.24323/akademik-gida.306074 Derleme Makale / Review Paper Bal ve Di ğer Arı Ürünlerinin Bazı Özellikleri ve İnsan Sa ğlı ğı Üzerine Etkileri Ceren Mutlu 1,2 , Mustafa Erba ş1, , Sultan Arslan Tontul 1,3 1Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Antalya 2Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Balıkesir 3Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, Elazı ğ Geli ş Tarihi (Received): 29.08.2015, Kabul Tarihi (Accepted): 19.06.2016 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (M. Erba ş) 0 242 310 65 75 0 242 227 45 64 ÖZ Bal, bitkilerin çiçeklerinden veya di ğer canlı kısımlarından salgılanan nektarın ve bitki üzerinde ya şayan bazı böceklerin, bitkilerin canlı kısımlarından yararlanarak salgıladı ğı maddelerin, bal arıları ( Apis mellifera ) tarafından toplanması, bile şimlerinin de ğiştirilip petek gözlerine depo edilmesi ve olgunla şması sonucunda üretilen do ğal bir fonksiyonel gıdadır. Balın kimyasal bile şimi co ğrafi ve botanik çe şitlili ğine göre de ğişiklik göstermekle birlikte temel olarak yakla şık; %82 karbonhidrat, %17 su, %0.7 mineral madde, %0.3 protein ve vitamin, organik asit, fenolik bile şikler ve serbest aminoasit gibi makro ve mikro bileşenlerden olu şmaktadır. Bu bile şenler sayesinde bal antimikrobiyal ve antioksidan özelliklere sahip olup, hem sindirim sistemine hem de kanser ile tümör hücrelerinin bertaraf edilmesi üzerine olumlu etkileri bulunmaktadır. Bal dı şında arıcılık faaliyetleri ile üretilen; propolis, arı sütü, arı zehri, polen ve balmumu gibi ürünler de bulunmakta olup bu ürünlerin de beslenme ve sa ğlık açısından önemli faydaları bulunmaktadır. Bu derlemede bal ve di ğer arı ürünlerinin bazı özellikleri ve sa ğlık üzerine etkileri, balda yapılan sahtecilik ve tespit yöntemlerine ait bilgilerin derlenmesi amaçlanmı ştır. Anahtar Kelimeler: Bal, Apis mellifera , Arıcılık ürünleri, Ta ğş iş, Deli bal Some Properties of Honey and Other Bee Products and Their Effects on Human Health ABSTRACT Honey is a natural functional food of honey bees ( Apis mellifera ) produced by collecting nectar secreted from flowers and other living parts of plants and from insects living on the plants and these secreted liquids are stored in honeycomb after bees change their compositions. Chemical composition of honey may change depending on their geographical and botanical diversity. It contains macro and micro compounds such as 82% carbohydrate, 17% water, 0.7% mineral, 0.3% protein and vitamin, organic acids, phenolic compounds and free amino acids. With these compounds, honey has antimicrobial and antioxidant properties, and it has beneficial effects on both gastrointestinal system and elimination of carcinogenic and tumor cells. Additionally, propolis, royal jelly, bee venom, beeswax and pollen are produced as a result of beekeeping activities and these products may also have health beneficial effects. In this study, health beneficial effects of honey and some bee products, honey adulteration and methods of its determination are reviewed. Keywords: Honey, Apis mellifera, Beekeeping products, Adulteration, Poisonous honey 75 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tontul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 GİRİŞ Arının nektar topladı ğı kayna ğa göre bal; çiçek balı ve salgı balı olmak üzere ba şlıca 2 ana gruba Bal arılar tarafından üretilen do ğal bir gıda olup, di ğer ayrılmaktadır. Çiçek balının kayna ğı bitki çiçeklerinin arıcılık ürünleri olan propolis, arısütü, arı zehri, nektarı olup ba şlıca çe şitleri; ıhlamur, yonca, turunçgil, balmumu, polen gibi di ğer arı ürünlerine göre temin pamuk, kekik ve akasya ballarıdır. Salgı balının edilebilirli ği ve tüketimi daha yüksektir [1]. kayna ğını ise bitkilerin veya bitki üzerinde ya şayan böceklerin salgısı olu şturmaktadır. Bu grubun tipik Bal, TS 3036 Bal Standardı’na göre; “Bitkilerin örnekleri ise; çam, me şe, köknar ve yaprak ballarıdır [4, çiçeklerinde ya da di ğer canlı kısımlarında bulunan 5]. nektar bezlerinden salgılanan nektarın ve bitki üzerinde ya şayan bazı böceklerin, bitkilerin canlı kısımlarından Bile şiminde sa ğlık açısından faydalı birçok biyoaktif yararlanarak salgıladı ğı tali maddelerin, bal arıları ( Apis madde bulunduran ve do ğal bir gıda olan bala dı şarıdan mellifera ) tarafından toplanması, vücutlarında herhangi bir madde katılması veya balın do ğal bile şimlerinin de ğiştirilip petek gözlerine depo edilmesi yapısında bulunan bir maddenin uzakla ştırılması kanun ve buralarda olgunla şması sonucunda meydana gelen ve yönetmeliklerce yasaklanmı ştır. Bal Tebli ği’ne tatlı bir ürün” olarak tanımlanmaktadır [2]. (2012/58) göre bal; kendine özgü tat ve kokuya sahip, herhangi bir katkı maddesi içermeyen, yapısında Arıların bitkisel kaynaklardan topladıkları nektarları bulunan polen ve bala özgü maddeleri uzakla ştırılmamı ş metabolize ederek bala dönü ştürmeleri biyokimyasal bir ve Clostridium botulinum gibi sa ğlı ğa zararlı patojenleri, proses olup, kovan içerisinde do ğal bir ortamda parazitleri ve onların yumurtalarını içermeyen nitelikte gerçekle ştirilmektedir. Bir kovanda yakla şık olarak 10 ila olmalıdır [1, 6]. Bal Tebli ği’ne göre balın sahip olması 40 bin arı bulunmakta ve her bir arı günde 10-15 kez gereken bazı özellikleri Tablo 1’de verilmi ştir. kovandan dı şarı çıkarak, her çıkı şında 80-100 çiçekten nektar ve polen toplamaktadır [3]. Tablo 1. Bal Tebli ği’ne (2012/58) göre balın sahip olması gereken özellikleri [6] Özellik (100 g balda) Çiçek balı Salgı balı Karı şım Su (en fazla, g) 20 20 20 Sakkaroz (en fazla, g) 5-10 5-10 5-10 Fruktoz + glikoz (en az, g) 60 45 45 Suda çözünmeyen madde (en fazla, g) 0.1 0.1 0.1 Serbest asitlik (en fazla, meq/kg) 50 50 50 Diastaz sayısı (en az) 8 8 8 HMF (en fazla, ppm) 40 40 40 Prolin miktarı (en az, ppm) 300 300 300 Naftalin miktarı (en fazla, ppb) 10 10 10 Belirtilen özelliklerin dı şında bala, içerdi ği do ğal aminoasit gibi makro ve mikro bile şenlerden enzimleri parçalayacak veya önemli düzeyde inaktive olu şmaktadır. Balın içerdi ği temel şekerler fruktoz ve edecek düzeyde ısıl i şlem uygulanması yasaklanmı ştır glikoz olup bu monosakkaritlerin yanı sıra yapısında [6]. Ayrıca uygulanan ısıl i şlem monosakkaritler ile sakkaroz, maltoz, izomaltoz, laktoz, galaktobiyoz gibi azotlu maddeler arasında gerçekle şen Maillard disakkaritleri ve bazı oligosakkaritleri de reaksiyonunu hızlandırmakta ve reaksiyon sonucunda bulundurmaktadır. Bal, bile şiminde bulunan yüksek sa ğlık açısından zararlı etkileri bulunan HMF (5- karbonhidrat içeri ği nedeniyle dü şük su aktivitesi hidroksimetilfurfural) ve akrilamid gibi bile şikler de de ğerine sahip olup bu de ğer yakla şık 0.59-0.63 olu şmaktadır [7]. Isıl i şlem uygulamasının aralı ğında bulunmaktadır [4, 10, 12, 13]. Balın içeri ğini indikatörlerinden biri olan HMF bile şiğinin miktarı, ısıl olu şturan ba şlıca bile şenler Tablo 2’de verilmi ştir [1]. işlemin yanı sıra depolama süresi boyunca da artmaktadır. HMF düzeyinin dü şük olması genellikle Bal, yapısında bulunan hayvansal ve bitkisel kaynaklı balda tazelik ile ili şkilendirilmektedir [8, 9]. glukonik, bütirik, asetik, formik, laktik, süksinik, malik, sitrik ve okzalik asitler gibi organik asitler nedeniyle BAL asidik bir gıda özelli ği ta şımaktadır. Titrasyon asitli ği de ğeri ortalama %0.57 ve pH de ğeri ise ortalama 3.9 Balın yapısında yakla şık olarak 200 çe şit bile şen düzeyindedir [10]. Bal, B grubu vitaminlerini ve C bulunmaktadır. Bal içerdi ği vitaminler, mineraller, vitamini içermekte olup bu vitaminlerin balın antioksidan organik asitler, flavonoidler, fenolik asitler, aminoasitler özellik kazanmasına da katkıda bulundukları ve enzimler nedeniyle sindirimi kolay, besleyici ve pek belirtilmektedir [14]. Bal bile şiminde bulunan potasyum, çok hastalı ğa kar şı koruyucu ve tedavi edici özellik fosfor, demir, magnezyum, sodyum, mangan, klor, gösteren fonksiyonel bir gıdadır [10, 11]. Balın kimyasal kükürt ve iyot gibi insan vücudunun ihtiyaç duydu ğu bile şimi co ğrafi ve botanik kayna ğına göre de ğişiklik mineral maddelerce de zengin bir besin kayna ğıdır. göstermektedir. Ancak temel olarak bal; yakla şık %82 Yapılan bir çalı şmada bal örnekleri içerisinde a ğır karbonhidrat, %17 su, %0.7 mineral ,%0.3 protein, metallere de rastlamı ş olup arı ürünlerinin çevre vitamin, organik asit, fenolik bile şikler ve serbest kirlili ğinin indikatörlerinden biri olabilece ğini ve bu 76 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 yöntemle çevre kirlili ğinin tespitinin ucuz ve etkili bir özellikleri üzerine de etkili olmaktadır. Balın fenolik takip yöntemi oldu ğunu belirtilmi ştir [3]. bile şen miktarı nektar kayna ğına ve co ğrafik ve ekolojik şartlara göre de ğişiklik göstermekle birlikte açık renkli Bal, flavonoidler (luteolin, kuersetin, apigenin, galangin bal örneklerinin fenolik bile şen içeri ğinin koyu renkli vd), fenolik asitler (kafeik asit, ferulik asit vd) ve bu ballara göre genellikle daha dü şük oldu ğu maddelerin türevlerini içermekte olup balın yapısında bildirilmektedir [1, 15]. bulunan bu tür polifenoller balın görünü şü ve fonksiyonel Tablo 2. Balın içeri ğini olu şturan ba şlıca bile şenler (%) Çiçek Balı Salgı Balı Ortalama En Küçük-En Büyük Ortalama En Küçük-En Büyük Su 17.2 15-20 16.3 15-20 Monosakkaritler Fruktoz 38.2 30-45 31.8 28-40 Glikoz 31.3 24-40 26.1 19-32 Disakkaritler Sakkaroz 0.7 0.1-4.8 0.5 0.1-4.7 Di ğerleri 5.0 2-8 4.0 1-6 Trisakkaritler Melezitoz <0.1 - 4.0 0.3-22 Erloz 0.8 0.5-6 1.0 0.1-6 Di ğerleri 0.5 0.5-1 3.0 0.1-6 Oligosakkaritler 3.1 - 10.1 - Mineraller 0.2 0.1-0.5 0.9 0.6-2 Aminoasitler 0.3 0.2-0.4 0.6 0.4-0.7 Asitler 0.5 0.2-0.8 1.1 0.8-1.5 pH de ğeri 3.9 3.5-4.5 5.2 4.5-6.5 BALIN K İMYASAL ÖZELL İKLER İ Tebli ği’ne göre balın prolin aminoasidi içeri ği 300 mg/kg’dan daha az olmamalıdır [6, 12]. Su İçeri ği Enzim İçeri ği Balın su içeri ği, temel olarak nektardan kaynaklanmaktadır. Bal hasat zamanı, sırlanmı ş petek Bal do ğal enzimler bakımından oldukça zengin bir gıda yüzdesi, hasat sırasındaki iklim ko şulları ve depolama maddesidir. Balın bile şiminde bulunan ba şlıca enzimler; şartları da balın su içeri ği üzerinde etkili olmaktadır. diastaz, invertaz ve β-glikozidazdır. Nektar ve arı Balda su içeri ği %10-20 arasında bulunmakta olup, bu kaynaklı bir enzim olan diastaz enzimleri ısıl i şlem ve de ğer Bal Tebli ğine göre %20’yi geçmemelidir. Su içeri ği depolama sırasında inaktive oldu ğundan balın balın kalitesi, viskozitesi, kristalle şmesi ve tadı üzerine tazeli ğinin de ğerlendirilmesinde bir kriter olarak etki etmekte ve balın raf ömrü ile olgunluk düzeyinin kullanılmaktadır [18]. Diastaz enzimi, ısıl i şlem sonucu belirlenmesinde bir kriter olarak kabul edilmektedir. inaktive olmakta ve enzim inaktivasyonun takibi diastaz Dü şük su içeri ğinin ballarda ozmotolerant mayalar sayısı analizi ile yapılmaktadır. Diastaz sayısı; 100g tarafından gerçekle ştirilen fermantasyon olu şumunu balda bulunan amilaz enzimlerinin 38-40 °C’de 1 saat engelledi ği bildirilmi ştir. Yapılan bir çalı şmada balda içerisinde parçaladı ğı ni şasta miktarını ifade etmektedir. tespit edilen yüksek su içeri ğinin, balın depolanması Balın içerdi ği diastazın, 90 ile 100 °C sıcaklıkları sırasında meydana gelen fermantasyon nedeniyle arasında geri dönü şümsüz olarak inaktive oldu ğu oldu ğu bildirilmi ştir [4, 6, 12, 16, 17]. bildirilmi ştir. Balın 20 °C’de 540 gün muhafazasında diastaz miktarında önemli bir azalı ş olmadı ğı, 200 gün Protein ve Aminoasit İçeri ği 30 °C’de muhafaza edilen ballardaki diastaz kaybının ise 70 °C’de 5.3 saatlik ısıl i şlem uygulaması ile aynı oldu ğu Balın protein miktarı oldukça dü şük olmakla birlikte bu bildirilmi ştir [1]. de ğer arının nektar kayna ğına göre de ğişmektedir. Yapılan çalı şmalarda albümin ve globulin gibi BALIN F İZİKSEL ÖZELL İKLER İ proteinlerin balın bile şiminde bulundu ğu tespit edilmi ştir. Balın protein miktarının dü şük olmasına kar şın, 11 ila 21 Viskozite farklı aminoasidi bile şiminde bulundurması ile ğ aminoasitler açısından zengin bir gıda oldu u Viskozite sıvı haldeki moleküllerin, sürtünme kuvvetine ş ş bildirilmi tir. Aminoasit bile iminin %80-90 kadarının, ba ğlı olarak akı şa kar şı gösterdikleri direnç olarak ş ğ arının nektarı bala dönü türürken salgıladı ı sıvıda ve tanımlanmaktadır. Bal sahip oldu ğu şeker içeri ği ğ toplanan nektarlarda bulunan prolin aminoasidi oldu u nedeniyle viskozitesi yüksek bir gıdadır. Balda belirtilmi ştir. Bu nedenle prolin içeri ği balın kalitesi ve viskozitenin sıcaklık artı şı ile azaldı ğı, artan kuru madde bala yapılan sahtecilik hakkında de ğerlendirme konsantrasyonu ile arttı ğı belirtilmi ştir [19]. Yapılan bir yapılmasında kullanılan temel kriterlerden birisi olup Bal 77 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 ara ştırmada çam, köknar, pamuk, portakal, ayçiçe ği ve kristalizasyonu uzun süre gerçekle şmezken 1.11’den kekik ballarının viskozitelerinin 2.54-23.4 Pas arasında dü şük oldu ğu durumda ise bal hızla kristalize de ğişti ği bildirilmi ştir [20]. Yapılan ba şka bir çalı şmada olmaktadır. Glikoz/su oranının, 1.7 de ğerinin altında incelenen bal örneklerinin viskozite de ğerlerinin 1.77- olmasının kristalizasyon hızını azalttı ğı ve 2.0’dan 11.38 Pa.s aralı ğında de ğişti ği, yonca balının en dü şük yüksek olması ise kristalizasyon hızını arttırarak balın ve sedir balının ise en yüksek viskoziteye sahip oldu ğu tamamen kristalize olmasına neden oldu ğu belirtilmi ştir bildirilmi ştir [21]. [34]. Kristalizasyon, balda meydana getirdi ği tekstürel de ğişimlere ba ğlı olarak sıvı ve berrak bal arzu eden Elektriksel İletkenlik tüketicilerin tercihini olumsuz yönde etkilemesinin yanı sıra balın dolumu ve ambalajlanması sırasında Balda elektrik iletkenli ği de ğeri, salgı balları ile çiçek problemlere neden oldu ğundan istenmeyen bir ballarını ayırt etmek amacıyla kullanılmakta olup, bu durumdur [36]. Ayrıca kristalizasyonun balların, sulu de ğer balın mineral ve asit miktarına göre fazda çözünmü ş halde bulunan glikoz miktarının de ğişmektedir. Elektriksel iletkenlik de ğeri salgı azalmasına ba ğlı olarak su aktivitesini arttırdı ğı ve artan ballarında çiçek ballarına göre daha yüksektir. Bal su aktivitesi ile birlikte maya hücrelerinin balda geli şerek Tebli ği’ne göre salgı ballarının elektrik iletkenli ği de ğeri fermantasyona neden oldu ğu da belirtilmi ştir [35]. en az 0.8 mS/cm ve çiçek ballarının ise en fazla 0.8 Belirtilen nedenlerle balda kristalizasyonun mS/cm olmalıdır [6, 22, 23]. Yapılan bir çalı şmada balın engellenmesi ile ilgili çalı şmalar gerçekle ştirilmekte olup elektriksel iletkenlik de ğerinin balda bulunan mineraller, yapılan bir ara ştırmada ultrasonikasyon ve ısıl i şlem organik asit ve protein miktarı ile pozitif ve balın su uygulaması ile sıvıla ştırılan kristalize balların, yalnız ısıl içeri ği ile ise negatif bir ili şki içerisinde oldu ğunu işlem etkisi ile sıvıla ştırılanlara göre daha berrak ve belirtilmi ştir [24]. içerdi ği kristal sayısının daha az oldu ğu belirtilmi ştir [36]. Renk BALIN İNSAN SA ĞLI ĞI ÜZER İNE ETK İSİ Bal Tebli ği’ne (2012/58) göre balın rengi su beyazı ile Antimikrobiyal Etki koyu amber renk arasında de ğişiklik göstermekte [6] olup, Pfund adı verilen milimetrik bir renk skalasına göre Balın antimikrobiyal etkisinin, dü şük su aktivitesi ve de ğerlendirilmektedir [25]. USDA’ya (United States yüksek asitlik de ğerlerine sahip olmasının yanı sıra Department of Agriculture) göre bal renginin Pfund hidrojen peroksit, flavonoid ve fenolik asit gibi bile şikleri de ğeri 8 mm’den dü şük ise ‘su beyazı’, 9-17 mm ise de yapısında bulundurmasından kaynaklandı ğı ‘ekstra beyaz’, 18-34 mm ise beyaz, 35-50 mm ise bildirilmektedir. Bu özellikleri sayesinde bal, insanlarda ‘ekstra açık amber’, 51-85 mm ise ‘açık amber’, 86-114 hastalık olu şturan patojen bakterilerin geli şimini inhibe mm ise ‘amber’ ve 114 mm’den büyük bir de ğer ise edici bir ortam olu şturmaktadır. ‘koyu amber’ renk olarak sınıflandırılmaktadır [12]. Balın rengi, temel olarak toplam mineral (kül) içeri ği ile Literatürde balın yalnızca bakterilere kar şı de ğil aynı ili şkilendirilmekte olup genellikle kül içeri ği dü şük olan zamanda virüs, mantar ve parazitlere kar şı da inhibe ballarda açık renk gözlenirken, kül içeri ği yüksek olan edici özelliklerini bildiren çalı şmalar bulunmaktadır. Bu balların daha koyu renge sahip oldu ğu bildirilmektedir [8, amaçla yapılan bir çalı şmada hidatik kiste (ekinokokkoz) 26]. Ayrıca nektardaki renk de ğişimleri, polen rengi, sebep olan Ecinococccus granulosus parazitine enzimatik olmayan esmerle şme reaksiyonları ve bal uygulanan %10’luk bal konsantrasyonun üçüncü çerçevelerinin kullanım süresine ba ğlı olarak da bal dakikadan itibaren öldürücü etki gösterdi ği tespit renginin de ğişti ği belirtilmi ştir [16]. Balın fizikokimyasal edilmi ştir [1]. Bingöl yöresinden toplanan bal özelliklerinin belirlendi ği çe şitli çalı şmalardan elde edilen örneklerinde antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesine bazı veriler Tablo 3’te verilmi ştir. yönelik yapılan bir çalı şmada ise 0.1 mL bal örne ğinin Escherichia coli, Staphylococcus aureus , Klebsiella Kristallenme pneumoniae , Bacillus brevis , Pseudomonas aeroginosa gibi bakteri türleri ile Candida albicans ve Rhodotorula Bal içerdi ği glikoz ve fruktoz monosakkaritleri ve rubra gibi mantar türlerinin geli şimini inhibe etti ği sakkaroz gibi şekerler ve di ğer kompleks yapılar belirtilmi ştir [37]. nedeniyle a şırı doygun bir çözeltidir. Kolza tohumu ve karahindiba bitkilerinin nektarlarından üretilen balların Antioksidan Etki haricinde genellikle ballarda fruktoz, glikoza göre daha fazla miktarlarda bulunmaktadır [34]. Balın kristalize Gıda bile şenleri ile havada bulunan oksijen arasında olmasında viskozitesi, depolanma sıcaklı ğı ve yapısında gerçekle şen etkile şimden kaynaklanan oksidasyon bulunan di ğer maddelerin varlı ğı gibi faktörler etkili reaksiyonu gıdalarda ço ğunlukla besin de ğerinin olmaktadır [35]. Kristalizasyon genellikle glikoz azalması ile birlikte renk, tat ve koku de ğişimi gibi moleküllerinin, monohidrat formundan kurtularak istenmeyen sorunlara da neden olabilmektedir. Gıdada birbirleriyle etkile şimleri sonucu gerçekle şmektedir [36]. do ğal olarak bulunabilen veya dı şarıdan ilave edilen ve Balda kristalizasyonun ba şlamasına kadar geçen süre oksidasyon reaksiyonlarına engelleyen maddeler genel fruktoz/glikoz ve glikoz/su oranlarına ba ğlı olarak olarak antioksidan maddeler olarak tanımlanmaktadır de ğişiklik göstermektedir. Fruktoz/glikoz oranının 1.33 [7]. Bal, do ğal olarak antioksidan özelli ği olan bir gıdadır. de ğerinden yüksek oldu ğu bal örneklerinde 78 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 Balın antioksidan madde içeri ği; üretildi ği nektarın toplandı ğı bitkisel kayna ğa ve mevsimsel ve çevresel faktörlere ba ğlı olarak de ğişmektedir [11]. Balın antioksidan özelli ği yapısında bulunan glikoz oksidaz, katalaz, peroksidaz gibi enzimlerin yanı sıra flavonoidler, fenolik asitler (benzoik, ferulik, kumarik ve kafeik asit) [38] karotenoidler, tokoferoller ve tiamin, riboflavin ve askorbik asit gibi vitaminlerden kaynaklanmaktadır [30]. Balın antioksidan özelli ği ile toplam fenolik madde içeri ğinin ili şkili oldu ğu ve toplam fenolik madde miktarının artı şı ile balın antioksidan özelli ğinin de arttı ğı belirtilmi ştir [31]. Ayrıca koyu renkli balların fenolik madde içeriklerinin genellikle açık renkli ballara göre yüksek oldu ğu ve buna ba ğlı olarak da antioksidan özelliklerinin daha yüksek oldu ğu çe şitli çalı şmalarda belirtilmi ştir [39, 40]. Anadolu’nun çe şitli bölgelerinden 2006-2007 yılları arasında toplanan 16 bal örne ğinin incelendi ği bir ara ştırmada; mavikantaron, sedir, çam ve fi ğ balı gibi koyu renkli balların antioksidan kapasitelerinin açık renkli ballara göre daha yüksek oldu ğu bildirilmi ştir [21]. Banglade ş balları üzerinde yapılan di ğer bir çalı şmada ise; toplanan farklı bal örneklerinin renkleri ve prolin aminoasidi içeri ğinin, antioksidan kapasitesinin göstergesi oldu ğu belirtilmi ştir. Yine aynı çalı şmada multiflora bal örneklerinin antioksidan kapasitesinin içerdi ği fenolik asit ve flavonoid çe şit ve miktarlarına ba ğlı olarak monoflora bal örneklerine göre daha yüksek oldu ğu tespit edilmi ştir [12]. Balın, sahip oldu ğu antioksidan özellikleri ile polifenol oksidaz enzim aktivitesi sonucu meyve ve sebzelerde gerçekle şen enzimatik esmerle şme reaksiyonları ve lipitlerde meydana gelen ve acıla şmaya neden olan oksidasyon reaksiyonlarını engelledi ği bildirilmi ştir [1]. Bunların yanı sıra bal, oksidasyon reaksiyonları sonucu meydana gelen serbest radikal olu şumunu hızlandıran metal iyonlarını tutarak sağlı ğı koruyucu etki de göstermektedir [41]. Sindirim Sistemi Üzerine Etkisi Balın antioksidan ve antimikrobiyal etkilerinin yanında bile şiminde bulunan metabolitlerin sindirim sistemi üzerine olumlu etkileri oldu ğu da yapılan çalı şmalarla ortaya konulmu ştur. Balın, mide ülserinin temel etkeni olan Helicobacter pylori bakterisinin geli şimini inhibe ederek, hastalı ğın etkisini azalttı ğı bildirilmi ştir [39]. Fareler üzerinde yapılan bir ba şka çalı şmada ise günlük diyette bal ile beslenen deneklerin mide lezyonlarının azaldı ğı tespit edilmi ştir [42]. Kanser Üzerine Etkisi Balın, farklı bölgelerden toplanan nektar ve arı salgılarının do ğal metabolitlerini içermesi nedeniyle kanser hücreleri ve tümörlerin geli şimini durdurucu veya yava şlatıcı etkilere sahip do ğal bir gıda oldu ğu yapılan çalı şmalarda belirtilmi ştir [43]. Balın kanser hücrelerini inhibe edici etkisinin yapısında bulundurdu ğu fenolik asit ve flavonoidler gibi biyoaktif bile şenlerden kaynaklandı ğı ve bu bile şiklerin kansere neden olan serbest radikal olu şumunu ve oksidatif stresi engelledi ği bildirilmi ştir [44]. Bu özelliklere ba ğlı olarak da birçok çalı şmada mide, kolon ve karaci ğer kanserinin tedavisinde bal tüketiminin olumlu etkilerinin oldu ğu belirtilmi ştir [45]. 79 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 DEL İBAL (ZEH İRL İ BAL) Ayrıca belirtilen yöntemlerle de ğerlendirme yapılırken, balın sakkaroz içeri ği, asitli ği ve hidroksimetilfurfural Halk arasında delibal, tutar bal veya acı bal olarak da (HMF) miktarı gibi parametreler de kesin sonuçlara adlandırılan bu bal, fundalıklardan özellikle ormangülü ula şılmasına yardımcı olmaktadır [48]. (Rhododendron ponticum ) bitkisinin nektarları ile beslenen arılar tarafından üretilmekte ve Karadeniz Ballarda karbon izotop ( δ13 C) oranının belirlenerek, C4 Bölgesi’nde ve özellikle de Do ğu Karadeniz’de yaygın şeker miktarının hesaplanması yöntemi ile de sahte ve olarak bulunmaktadır [46]. Tüketildi ğinde içerdi ği do ğal bal ayırımı yapılabilmektedir. Fotosentez grayanatoksin nedeniyle zehirlenmelere neden sırasında bu ğday, arpa, yonca ve pamuk gibi bitkilerde olabilmektedir. Yapılan çalı şmalarla 5-30g delibal oldu ğu gibi genellikle ilk meydana gelen bile şik 3 tüketimi ile zehirlenmenin gerçekle şebildi ği ve çocuk, karbonlu olup bu bitkiler C-3 bitkileri olarak yeti şkin ve ya şlılar için öldürücü olabildi ği belirtilmi ştir. adlandırılmaktadır. Mısır, darı, şeker kamı şı ve sorgum Ancak genellikle bu zehirlenmelerde 24 saat içerisinde gibi bitkilerde ise fotosentez esnasında olu şan ilk bile şik iyile şme gözlendi ği ve zehirlenme belirtilerinin bulantı, 4 karbonlu oldu ğundan bun bitkilere de C-4 bitkileri adı kusma, bo ğazda keskin a ğrı, solunum problemleri ve verilmektedir. Ballarda sahtecilikte kullanılan şeker kaslarda zayıflık oldu ğu belirtilmi ştir [47]. şurupları C-4 bitkilerinden üretildi ğinden, C4 miktarının belirlenmesi ile balın do ğal olup olmadı ğı SAHTE BAL anla şılabilmektedir. C4 miktarı balda bulunan 13 C ve 12 C izotoplarının oranlarının belirlenmesi ile Arıların beslendi ği nektar veya salgıları midelerinde bala hesaplanmaktadır. Karbon izotop oranı, bal ve baldan dönü ştürmesi do ğal bal üretim yöntemidir. Sahte bal çöktürülen proteinlerin yakılması sonucu açı ğa çıkan üretimi ise bal arılarının nektar veya salgı yerine şeker CO 2 gazında bulunan karbon atomundaki izotop şurupları ile beslenmesinin sa ğlanarak bu şuruplardan oranlarının ( 13 C/ 12 C) kütle spektroskopisi yöntemi ile bal üretmesi veya do ğrudan şeker şuruplarının bala tespit edilmesiyle belirlenmektedir. Bal ve çöktürülen bal ilave edilmesi gibi çe şitli yollarla yapılmaktadır. Balda proteinlerinden belirlenen izotop oranları kullanılarak yapılan sahtecilik, balın prolin içeri ğinin, potasyum ve aşağıdaki e şitlik yardımıyla balın içerdi ği %C4 miktarı sodyum oranının (K/Na) ve toplam polen spektrumunun tespit edilmektedir [23]. belirlenmesi gibi çe şitli tekniklerle anla şılabilmektedir. 13 13 13 %C4 şeker = ( ( δ Cprotein - δ Cbal )/ ( δ Cprotein - (-9.7) ) x 100 Eşitlik 1 Tük Gıda Kodeksi Bal Tebli ği’ne göre δ13 C de ğerinden Arı sütü; bal arılarının arı sütü bezlerinden salgılanan Eşitlik 1’de belirtilen formül yardımı ile hesaplanan %C4 beyazımsı sarı renkte ve viskoz bir madde olup kraliçe miktarı do ğal ballarda en fazla %7 olmalıdır [6]. ve i şçi arıların beslenmesinde kullanılmaktadır [52,53]. Kraliçe ve i şçi aralar arasındaki morfolojik ve fonksiyonel DİĞ ER ARI ÜRÜNLER İ farklılık arı sütü ile beslenme süresinden kaynaklanmaktadır. İş çi arılar en fazla üç gün arı sütü ile Arıcılık faaliyetleri ile bal dı şında üretilen; propolis, arı beslenirken, kraliçe arı tüm larva ve olgunluk dönemi sütü, arı zehri, polen ve balmumu gibi ürünler de boyunca arı sütü ile beslenmeyi sürdürmektedir [53]. Arı bulunmakta olup, bu ürünlerin sa ğlık açısından önemli sütünün yapısında; proteinler, lipitler, vitaminler, faydaları bulunmaktadır. Bal dı şındaki bu ürünlerden şekerler, serbest aminoasitler ve 10-hidroksi-trans-2- ço ğunlukla çe şitli sa ğlık sorunlarının giderilmesi dekanoikasit (10-HDA) gibi biyoaktif bile şenler (Apiterapi) amacıyla yararlanılmaktadır [49]. bulunmaktadır [52, 53]. Asidik bir yapıda olan arı sütünün pH de ğeri 3.4-4.5 aralı ğında olup, su aktivitesi Baldan sonra insanlar tarafından bilinirli ği en yüksek arı 0.92 ve yo ğunlu ğu 1.1 g/mL’dir. Arı sütü, birçok ülkede ürünü olan propolis; Apis mellifera tarafından çe şitli bitki gıda, sa ğlık ve kozmetik sanayinde farklı amaçlarla kaynaklarından toplanan bir reçine karı şımıdır. kullanılmaktadır. Sa ğlık üzerine etkilerinin incelendi ği Fizikokimyasal özelliklerine ve co ğrafi kaynaklarına göre çalı şmalarda antibakteriyel, antiinflamatuar, antioksidan, 12 de ğişik türü bulunmakta olan propolis [50]; tiamin, tansiyonu dü şürücü, antiseptik ve antitümör gibi olumlu riboflavin, askorbik asit ve α-tokoferol gibi vitaminler ile etkileri bulundu ğu belirtilmi ştir [49, 54]. bakır, kalsiyum, stronsitum gibi elementleri ve kafeik, sinamik ve miristik asit gibi bile şenleri de yapısında Arı zehri; bal arılarının karın bo şlu ğunda bulunan bulundurmaktadır [37]. Arılar tarafından balmumu ile bezlerden, içerisinde melitin (%50-55), apamin (%2-3) karı ştırılan propolis, yabancı organizmaların yuvaya ve adolapin (%1) gibi biyoaktif peptidlerin, histamin giri şlerinin engellenmesi için yuvalarda bulunan (%0.7-1.5), noradrenalin ve dopamin (%0.2-1.5) gibi çatlakların kapatılması ve yuva iç duvarlarının bile şenlerin ve çe şitli enzimlerin bulundu ğu arı pürüzsüzle ştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Arılar tarafından savunma amaçlı üretilen bir salgıdır [52, 55]. tarafından belirtilen amaçlarla kullanılan propolis, insan Arı zehri sırt a ğrıları, deri hastalıkları ve romatizma sa ğlı ğı açısından da antimikrobiyal ve antikanserojen tedavisinde geleneksel olarak kullanılan bir ürün olmakla etkileri nedeniyle kullanılmaktadır. Yapılan çalı şmalarda birlikte yapılan çe şitli çalı şmalarda prostat, karaci ğer ve farklı propolis ekstraksiyonlarının kanserli hücre meme kanserine de kar şı antikanserojenik aktiviteye geli şimlerini engelledi ği, tümör hücrelerinin sahip oldu ğu bildirilmi ştir [56, 57]. farklıla şmasını ve ço ğalmasını azalttı ğı belirtilmi ştir [51]. 80 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 Polen; çiçekli bitkilerin üremek amacı ile olu şturdukları [5] Sunay, A.E., Samancı, T., 2008. Arı ürünleri biyoaktif yapılar olup, arıların beslenmesi, balların üretimi. BAL-DER Arı Ürünleri ile Sa ğlıklı Ya şam sınıflandırılması ve sa ğlık alanında tedavi amacıyla Platformu Derne ği. kullanılmaktadır [58,59]. Polenlerin protein, [6] Anonim, 2012. Türk Gıda Kodeksi Bal Tebli ği karbonhidrat, lipit, enzim, vitamin, aminoasit gibi (2012/58). Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlı ğı, 27 bile şenlerin yanı sıra adrenalin ve noradrenalin gibi Temmuz 2012 Tarih ve 28366 Sayılı Resmi hormon niteli ğindeki biyoaktif bile şenleri de içerdi ği Gazete , Ankara. bildirilmi ştir [60]. Arıların beslenmesi açısından büyük bir [7] Köksel, H., 2007. Karbonhidratlar. Gıda Kimyası, öneme sahip olan polenin yetersiz oldu ğu durumlarda Editör İ. Saldamlı, Hacettepe Üniversitesi Yayınları arı kolonisindeki popülasyonun azaldı ğı ve arıların 3. Baskı , Ankara, 72-77s. patojen ve pestisit gibi olumsuz dı ş etkenlere kar şı [8] Gomes, S., Dias, L.G., Moreira, L.L., Rodrigues, P., dirençlerinin azaldı ğı belirtilmi ştir. Ayrıca polenin elde Estevinho, L., 2010. Physicochemical, edildi ği bitkisel kayna ğa göre polen bile şimi ve kalitesi microbiological and antimicrobial properties of farklılık gösterdi ğinden, bu de ğişimin de do ğrudan arı commercial honeys from Portugal. Food and sa ğlı ğını etkiledi ği bildirilmi ştir [61]. Chemical Toxicology 48(2): 544-548. [9] Kahraman, T., Buyukunal, S.K., Vural, A., Bal mumu; bal arılarının karın bölgesinde bulunan dört Altunatmaz, S.S., 2010. Physico-chemical çift bez tarafından salgılanan kompleks maddelerden properties in honey from different regions of üretilmekte olup, yapısında çe şitli monoesterler (%35), Turkey. Food Chemistr 123(1): 41-44. diesterler (%14) ve triesterler (%3), hidroksi esterler [10] Özmen, N., Alkın, E., 2006. Balın antimikrobiyel (%12) ve uzun zincirli serbest yağ asitleri (%12) özellikleri ve insan sa ğlı ğı üzerine etkileri. Uluda ğ bulunmaktadır. İçerdi ği bu bile şenler nedeniyle su gibi Arıcılık Dergisi 2006(4): 155-160. polar çözücülerde çözünmeyen balmumu, memeliler [11] Spilioti, E., Jaakkola, M., Tolonen, T., Lipponen, tarafından da sindirilememektedir. Balmumu arılar M., Virtanen, V., Chinou, I., Kassi, E., tarafından kovanlarda yavrular için kuluçka yeri olarak, Karabournioti, S., Moutsatsou, P., 2014. Phenolic bal ve polen depolanması gibi çe şitli amaçlar için acid composition, antiatherogenic and anticancer kullanılmaktadır. Balmumu sanayide ise, kozmetik ve potential of honeys derived from various regions in eczacılık alanlarında çe şitli amaçlarla kullanılmaktadır Greece. PloS One 9(4): e94860. [62]. [12] Islam, A., Khalil, I., Islam, N., Moniruzzaman, M., Mottalib, A., Sulaiman, S.A., Gan, S.H., 2012. SONUÇ Physicochemical and antioxidant properties of Bangladeshi honeys stored for more than one year. Bal, do ğal olarak arılar tarafından üretilen ve sa ğlı ğa BMC Complementary and Alternative Medicine yararlı birçok biyoaktif besin bile şenini bir arada 12(1): 177. bulunduran fonksiyonel bir gıdadır. Bal bile şiminde, bitki [13] Moniruzzaman, M., Rodríguez, I., Ramil, M., Cela, nektarı kaynaklı aminoasit, karbonhidrat, vitamin, R., Sulaiman, S., Gan, S., 2014. Assessment of organik asit ve fenolik bile şiklerin yanında; arı kaynaklı gas chromatography time-of-flight accurate mass enzimleri de içermekte olup balın antioksidan, spectrometry for identification of volatile and semi- antimikrobiyal ve antikarsinojen etkileri de çe şitli volatile compounds in honey. Talant, 129: 505-515. çalı şmalarla kanıtlanmı ştır. Tüm bu yararlı özelliklerine [14] Chua, L.S., Rahaman, N.L.A., Adnan, N.A., Tijh, T., ra ğmen bal, yalnızca kahvaltılık gıda olarak ço ğunlukla Tan, E., 2013. Antioxidant activity of three honey yetişkinler tarafından tüketilmektedir. Bu nedenle bal samples in relation with their biochemical kaynaklı yeni ürünlerin geli ştirilmesiyle toplum sa ğlı ğına components. Journal of Analytical Methods in ve özellikle çocukların beslenmesine daha fazla katkıda Chemistry bulunulabilece ği dü şünülmektedir. http://dx.doi.org/10.1155/2013/313798 . [15] Escuredo, O., Silva, L.R., Valentão, P., Seijo, M.C., KAYNAKLAR Andrade, P.B., 2012. Assessing Rubus honey value: Pollen and phenolic compounds content and [1] Karadal, F., Yıldırım, Y., 2012. Balın kalite antibacterial capacity. Food Chemistry 130(3): 671- nitelikleri, beslenme ve sa ğlık açısından önemi. 678. Erciyes Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Dergisi [16] Nombré, I., Schweitzer, P., Boussim, J.I., 9(3): 197-209. Rasolodimby, J.M., 2010. Impacts of storage [2] Anonim, 2010. TSE 3036 Bal Standardı. 19 Ocak conditions on physicochemical characteristics of 2010 Kabul Tarihli Bal Standardı, Ankara. honey samples from Burkina Faso. African Journal [3] Nisbet, C., Güler, A., Yarım G.F., Cenesiz, S., of Food Science 4(7): 458-463. Ardalı, Y., 2013. Çevre ve flora kaynaklarının arı [17] Stephens, J., Greenwood, D., Fearnley, L., Bong, ürünlerinin mineral madde içerikleri ile ili şkisi. J., Schlothauer, R., Loomes, K., 2015. Honey Turkish Journal of Biochemistry/Türk Biyokimya production and compositional parameters. Dergisi, 38(4): 494-498. Processing and Impact on Active Components in [4] Karabagias, I.K., Badeka, A.V., Kontakos, S., Food 675-680. Karabournioti, S., Kontominas, M.G., 2014. [18] Sak-Bosnar, M., Saka č, N., 2012. Direct Botanical discrimination of Greek unifloral honeys potentiometric determination of diastase activity in with physico-chemical and chemometric analyses. honey. Food Chemistry 135(2): 827-831. Food Chemistry 165: 181-190. 81 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 [19] Oroian, M., 2013. Measurement, prediction and [32] Begum, S.B., Roobia, R.R., Karthikeyan, M., correlation of density, viscosity, surface tension Murugappan, R., 2015. Validation of nutraceutical and ultrasonic velocity of different honey types at properties of honey and probiotic potential of its different temperatures. Journal of Food innate microflora. LWT-Food Science and Engineering 119(1): 167-172. Technology 60(2): 743-750. [20] Yanniotis, S,, Skaltsi, S., Karaburnioti, S., 2006. [33] Linkon, M., Prodhan, U.K., Elahi, T., Talukdar, J., Effect of moisture content on the viscosity of honey Alim, M.A., Hakim, M.A., 2015. Comparative at different temperatures. Journal of Food analysis of the physico-chemical and antioxidant Engineering 72(4): 372-377. properties of honey available in Tangail, [21] Özcan, M.M., Ölmez, Ç., 2014. Some qualitative Bangladesh. Universal Journal of Food and properties of different monofloral honeys. Food Nutrition Science 3(1): 19-22. Chemistry 163: 212-218. [34] Escuredo, O., Dobre, I., Fernández-González, M., [22] Batu, A., Küçük, E., Çimen, M., 2013. Do ğu Seijo, M.C., 2014. Contribution of botanical origin Anadolu ve Do ğu Karadeniz Bölgeleri çiçek and sugar composition of honeys on the ballarının fizikokimyasal ve biyokimyasal crystallization phenomenon. Food Chemistry de ğerlerinin belirlenmesi. Electronic Journal of 149:84-90. Food Technologies 8(1): 52-62. [35] Shafiq, H., Iftikhar, F., Ahmad, A., Kaleem, M., [23] Bilgen-Çınar, S., 2010. Türk çam balının analitik Sair, A.T., 2012. Effect of crystallization on the özellikleri. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri water activity of honey. International Journal Of Enstitüsü Gıda Mühendisli ği Anabilim Dalı Doktora, Food And Nutritional Sciences 3(3): 1-6. Türkiye. 81 ss. [36] Kabbani, D., Sepulcre, F., Wedekind, J., 2011. [24] Chua, L.S., Abdul-Rahaman, N.L., Sarmidi, M.R., Ultrasound-assisted liquefaction of rosemary Aziz, R., 2012. Multi-elemental composition and honey: Influence on rheology and crystal content. physical properties of honey samples from Journal of Food Engineering 107(2): 173-178. Malaysia. Food Chemistry 135(3): 880-887. [37] Aksoy, Z., Dı ğrak, M., 2006. Bingöl yöresinde [25] Belay, A., Solomon, W., Bultossa, G., Adgaba, N., toplanan bal ve propolisin antimikrobiyal etkisi Melaku, S., 2015. Botanical origin, colour, üzerinde in vitro ara ştırmalar. Fırat Üniversitesi Fen granulation and sensory properties of the Harenna ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 18(4): 471-478. forest honey, Bale, Ethiopia. Food Chemistry 167: [38] Isidorov, V., Bagan, R., Bakier, S., Swiecicka, I., 213-219. 2015. Chemical composition and antimicrobial [26] Juan-Borrás, M., Domenech, E., Hellebrandova, activity of Polish herbhoneys. Food Chemistry 171: M., Escriche, I., 2014. Effect of country origin on 84-88. physicochemical, sugar and volatile composition of [39] Ajibola, A., Chamunorwa, J.P., Erlwanger, K.H., acacia, sunflower and tilia honeys. Food Research 2012. Nutraceutical values of natural honey and its International 60: 86-94. contribution to human health and wealth. Nutrition [27] Can, Z., Yildiz, O., Sahin, H., Turumtay, E.A., Silici, and Metabolism 9(61): 1-13. S., Kolayli, S., 2015. An investigation of Turkish [40] Marshall, S., Gu, L., Schneider, K.R., 2015. Health honeys: Their physico-chemical properties, benefits and medicinal value of honey. Ifas antioxidant capacities and phenolic profiles. Food Extension, University of Florida . Chemistry 180:133-141. [41] Manyi-Loh, C.E., Clarke, A.M., Ndip, R.N., 2011. [28] Tornuk, F., Karaman, S., Ozturk, I., Toker, O.S., An overview of honey: therapeutic properties and Tastemur, B., Sagdic, O., Dogan, M., Kayacier, A., contribution in nutrition and human health. African 2013. Quality characterization of artisanal and retail Journal of Microbiology Research 5(8): 844-852. Turkish blossom honeys: Determination of [42] Zanini, S., Marzotto, M., Giovinazzo, F., Bassi, C., physicochemical, microbiological, bioactive Bellavite, P., 2014. Effects of dietary components properties and aroma profile. Industrial Crops and on cancer of the digestive system. Critical Reviews Products 46:124-131. in Food Science and Nutrition 55(13): 1870-1885. [29] Isla, M.I., Craig, A., Ordoñez, R., Zampin, C., [43] Erejuwa, O.O., Sulaiman, S.A., Wahab, M.S.A., Sayago, J., Bedascarrasbure, E., Alvarez, A., 2014. Effects of honey and its mechanisms of Salomón, V., Maldonado, L., 2011. Physico action on the development and progression of chemical and bioactive properties of honeys from cancer. Molecules 19(2): 2497-2522. Northwestern Argentina. LWT-Food Science and [44] Othman, N.H., 2012. Honey and cancer: Technology 44(9): 1922-1930. sustainable inverse relationship particularly for [30] Khalil, M.I., Moniruzzaman, M., Boukraâ, L., developing nations-a review. Evidence-Based Benhanifia, M., Islam, M.A., Islam, M.N,, Sulaiman, Complementary and Alternative Medicine S.A., Gan, S.H., 2012. Physicochemical and http://dx.doi.org/10.1155/2012/410406. antioxidant properties of Algerian honey. Molecules [45] Abdel-Latif, M.M., 2015. Chemoprevention of 17(9): 11199-11215. gastrointestinal cancers by natural honey. World [31] Alzahrani, H.A., Alsabehi, R., Boukraâ, L., Journal Pharmacology 4(1): 160-167. Abdellah, F., Bellik, Y., Bakhotmah, B.A., 2012. [46] Ayda, B., 2003. Deli bal zehirlenmesi. Yo ğun Antibacterial and antioxidant potency of floral Bakım Dergisi, 3(1): 33-36. honeys from different botanical and geographical [47] Kurtoglu, A.B., Yavuz, R., Evrendilek, G.A., 2014. origins. Molecules, 17(9): 10540-10549. Characterisation and fate of grayanatoxins in mad 82 C. Mutlu, M. Erba ş, S. Arslan Tortul Akademik Gıda 15(1) (2017) 75-83 honey produced from Rhododendron ponticum [56] Jo, M., Park, M.H., Kollipara, P.S., An, B.J., Song, nectar. Food Chemistry 161: 47-52. H.S., Han, S.B., Kim, J.H., Song, M.J., Hong, J.T., [48] Ba şoğlu, F.N., Sorkun, K., Löker, M., Do ğan, C., 2012. Anti-cancer effect of bee venom toxin and Wetherilt, H., 1996. Saf ve sahte balların ayırt melittin in ovarian cancer cells through induction of edilmesinde fiziksel, kimyasal ve palinolojik death receptors and inhibition of JAK2/STAT3 kriterlerin saptanması. Gıda Dergisi 21(2): 67-73. pathway. Toxicology and Applied Pharmacology [49] Tunca, R.İ., Ta şkın, A., Karadavut, U., 2015. 258(1): 72-81. Determination of bee products consumption habits [57] Park, M.H., Choi, M.S., Kwak, D.H., Oh, K.W., and awareness level in some provinces in Turkey. Yoon, D.Y., Han, S.B., Song, H.S., Song, M.J., Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Hong, J.T., 2011. Anti ‐cancer effect of bee venom Technology 3(7): 556-561. in prostate cancer cells through activation of [50] Teles, F., da Silva, T.M., da Cruz-Júnior, F.P., caspase pathway via inactivation of NF ‐κB. The Honorato, V.H., de Oliveira-Costa, H., Barbosa, Prostate 71(8): 801-812. A.P.F., de Oliveira, S.G., Porfírio, Z., Libório, A.B., [58] Bako ğlu, A., Kutlu, M.A., Bengü, A.Ş., 2014. Bingöl Borges, R.L., 2015. Brazilian red propolis ilinde arıların yo ğun olarak konakladıkları alanlarda attenuates hypertension and renal damage in 5/6 üretilen ballarda bulunan polenlerin tespiti. Türk renal ablation model. PloS One 10(1), Tarım ve Do ğa Bilmileri Dergisi 1(3): 348-353. 10.1371/journal.pone.0116535. [59] Erdo ğan, Y., Dodolo ğlu, A., 2005. Balarısı ( Apis [51] Choudhari, M.K., Haghniaz, R., Rajwade, J.M., mellifera L.) kolonilerin ya şamında polenin önemi. Paknikar K.M., 2013. Anticancer activity of Indian Uluda ğ Arıcılık Dergisi 2005(2): 79-84. stingless bee propolis: an in vitro study. Evidence- [60] Karata ş, F., Şerbetçi, Z., 2008. Arı polenlerindeki Based Complementary and Alternative Medicine adrenalin ve noradrenalin miktarlarının HPLC ile http://dx.doi.org/10.1155/2012/410406. belirlenmesi. Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik [52] Oršoli ć, N., 2012. Bee venom in cancer therapy. Bilimleri Dergisi 20(3): 419-422. Cancer and Metastasis Reviews 31(1-2): 173-194. [61] Di Pasquale, G., Salignon, M., Le Conte, Y., [53] Zong, Q.S., Wu, J.Y., 2014. A new approach to the Belzunces, L.P., Decourtye, A., Kretzschmar, A., synthesis of royal jelly acid. Chemistry of Natural Suchail, S., Brunet, J-L., Alaux, C., 2013. Influence Compounds 50(3): 399-401. of pollen nutrition on honey bee health: do pollen [54] Ramadan, M.F., Al-Ghamdi, A., 2012. Bioactive quality and diversity matter. PloS One 8(8): compounds and health-promoting properties of e72016. royal jelly: A review. Journal of Functional Foods [62] Schmidt, J.O., 1997. Chemical composition and 4(1): 39-52. application: Bee Products: Properties, Applications, [55] Bogdanov, S., 2012. Bee venom: Composition, and Apitherapy, Edited by Mizrahi, A., Lensky, Y., health, medicine: A review. Peptides 44: 18-22. Springer Science & Business Media 15-27 p. 83 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94, DOI: 10.24323/akademik-gida.306077 Derleme Makale / Review Paper Yenilebilir Film ve Kaplamalar: Üretimleri, Uygulama Yöntemleri, Fonksiyonları ve Kaslı Gıdalarda Kullanımları Serpil Tural, Furkan Türker Sarıcao ğlu, Sadettin Turhan Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, 55139 Samsun Geli ş Tarihi (Received): 10.01.2016, Kabul Tarihi (Accepted): 21.06.2016 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (S. Turhan) 0 362 312 19 19 / 1506 0 362 457 60 35 ÖZ Ambalajlama endüstrisindeki hızlı geli şime paralel olarak, son yıllarda, bariyer özelli ğinden dolayı sınırlı etki gösteren klasik ambalajlama teknikleri yanında, ek avantajlar sa ğlayan yeni ambalaj materyalleri ve teknolojileri de geli ştirilmektedir. Bu teknolojilerden biri olan yenilebilir film ve kaplamalar, raf ömrünü uzatmak amacıyla gıda maddelerinin ambalajlanmasında kullanılan ve gıda ile birlikte tüketilebilen ambalajlardır. Önceleri, genellikle depolama ve ta şıma sırasında nem kaybını önlemek amacıyla kullanılan bu ambalajlar, günümüzde gıdaların kalite özelliklerinin iyile ştirilmesi ve raf ömrünün uzatılması amacıyla kullanılmaktadır. Ayrıca bu ambalajlar, antioksidan ve antimikrobiyal bile şiklerle kombine edilerek gıdalarda istenmeyen renk olu şumunu, lipit oksidasyonunu ve mikrobiyolojik bozulmaları engellerler. Kaslı gıdalar, depolama sırasında meydana gelen mikrobiyal ve biyokimyasal de ğişiklikler nedeniyle çabuk bozulan ve raf ömrü nispeten kısa olan ürünlerdir. Bu yüzden, kaslı gıdaların depolama süresince bozulmalarının geciktirilerek korunmalarında modern ambalajlama teknolojileri önem ta şımaktadır. Bu derlemede, bu teknolojilerden olan yenilebilir film ve kaplamaların özellikleri ve kaslı gıdalarda kullanımları konusunda günümüze kadar yapılan çalı şmalar özetlenmi ştir. Anahtar Kelimeler: Yenilebilir filmler, Yenilebilir kaplamalar, Kaslı gıdalar Edible Films and Coatings: Their Production, Application Methods, Functions and Uses in Muscle Foods ABSTRACT In recent years, novel packaging materials and methods with additional advantages have been developed in parallel with the rapid development in packaging industry besides classical packaging that may show limited barrier effect. Edible film and coating production is one of the technologies where packages are used for extend the shelf life and can be consumed with foods. Typically, food packages have been generally used to prevent moisture loss during storage and transportation of foods, and nowadays they are being used both to improve the quality characteristics and to extent shelf life of foods. In addition, these packages are combined with antioxidant and antimicrobial compounds to inhibit undesirable color formation, lipid oxidation and microbiological spoilage in foods. Muscle foods are perishable and have relatively short shelf life due to microbial and biochemical changes during storage. Therefore, modern packaging technologies are important for delaying the deterioration of muscular foods during storage. In this review, studies on the properties of edible films and coatings and their application in muscle foods are presented. Keywords: Edible films, Edible coatings, Muscle foods 84 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 GİRİŞ aminoasitlerin kaybına, ayrıca renk, lezzet, koku ve tekstürde istenmeyen de ğişikliklere neden olmaktadır. Biyolojik olarak parçalanabilen ambalaj materyalleri Bu da kalitede dü şmeye, ürünün bozulmasına ve içinde, genel olarak oksidatif ve fiziksel strese kar şı iyi ekonomik kayıplara yol açmaktadır [9, 10]. Kaslı bir bariyer olu şturmaları nedeniyle de ğişik gıdalarda en önemli bozulma mikrobiyolojik yolla biyopolimerlerden üretilen yenilebilir film ve kaplamalar olmaktadır. Bu gıdalara bula şan mikroorganizmalar son yıllarda oldukça ilgi görmektedir [1]. Esasen uygun ko şullar bulmaları durumunda geli şip ço ğalarak yenilebilir film ve kaplamaların gıdaların arzu edilmeyen de ğişikliklere neden olmakta, patojen ambalajlanmasında kullanımı çok eskilere mikroorganizmaların bula şmasıyla da ölümlere kadar dayanmaktadır. İlk olarak, 12. Yüzyıl’ın ba şlarında gidebilen gıda zehirlenmeleri görülebilmektedir [9]. Çin’de turunçgillere mumdan yapılan kaplamaların uygulandı ğı bilinmektedir. 15. yüzyılın sonlarında, Yenilebilir film ve kaplamaların kaslı gıdaların raf ömrü Japonya’da kaynatılmı ş soya sütünden elde edilen ve ve kalite özellikleri üzerine etkisi konusunda çok sayıda Yuba adı verilen yenilebilir bir film, gıdaların kalitesinin çalı şma bulunmaktadır. Bu alandaki çalı şmalar yeni korunması ve görünümünün iyile ştirilmesi amacıyla olmamakla birlikte, tüketicilerin yüksek kalitede ürüne kullanılmı ştır [2]. Önceleri, genellikle depolama ve olan taleplerinin artı şı, çevresel nedenler ve yeni pazar ta şıma sırasında nem kaybını önlemek amacıyla olu şumu nedeniyle son zamanlarda artı ş göstermi ştir. kullanılan yenilebilir film ve kaplamalar, günümüzde Bu çalı şmada yenilebilir film ve kaplamaların üretimleri, gıdaların kalite özelliklerinin iyile ştirilmesi ve raf uygulama yöntemleri, fonksiyonları ve kaslı gıdalarda ömrünün uzatılması amacıyla kullanılmaktadır [3]. kullanımları konusunda günümüze kadar yapılan Yenilebilir film ve kaplamalar, suyun yanı sıra aroma çalı şmaların geni ş bir özeti verilmi ştir. bile şikleri, antioksidanlar, antimikrobiyal maddeler, pigmentler, esmerle şme reaksiyonlarını durduran iyonlar YEN İLEB İLİR F İLM VE KAPLAMALARIN ve vitaminler gibi bile şenlerin ambalaj içerisinde ÜRET İMİNDE KULLANILAN MATERYALLER tutulmasını sa ğlarlar. Gıdalarda istenmeyen renk olu şumunu, lipit oksidasyonunu ve aroma kaybını Bitkisel ve hayvansal kaynaklı birçok polisakkarit, lipit ve engellerler. Yenilebilir film ve kaplamaların bu etkileri, protein tek ba şına veya karı şım halinde yenilebilir film ve büyük ölçüde bu materyallerin farklı geçirgenlik kaplama üretiminde kullanılmaktadır (Şekil 1) [6]. Film özelliklerine sahip olmalarından kaynaklanmaktadır [4, hazırlamada kullanılan bu üç temel materyalin kimyasal 5]. yapısı büyük ölçüde farklılık gösterdi ğinden film özellikleri üzerine etkileri de farklıdır [11]. Genel bir kural Raf ömrünü uzatmak amacıyla gıda maddelerinin olarak, lipitler su transferini azaltmak, polisakkaritler ambalajlanmasında kullanılan ve gıda maddesi ile oksijen ve di ğer gazların geçi şini kontrol etmek, birlikte tüketilebilen maddeler, yenilebilir ambalajlar proteinler ise filmlere mekanik dayanıklılık kazandırmak olarak adlandırılmaktadır [2]. Yenilebilir ambalajlar; amacıyla kullanılmaktadır [2, 11]. Yenilebilir film ve yenilebilir filmler, yenilebilir kaplamalar, yenilebilir kaplama üretiminde bu üç ana materyal yanında tabakalar ve yenilebilir torbalardan olu şmaktadır. çözücü, plastikle ştirici, emülsüfiyer, antioksidan ve Kalınlı ğı 254 µm’den büyük olan yenilebilir tabakalar ve antimikrobiyal ajanlardan da yararlanılmaktadır [11]. kalınlı ğı 254 μm’den küçük olan yenilebilir filmler, gıda maddesinden ayrı olarak üretildikten sonra gıda Polisakkaritler maddesi bile şenleri arasına yerle ştirilmekte veya yenilebilir torbalar olarak üretilmektedir. Yenilebilir Polisakkaritler, glikozidik ba ğlarla ba ğlanmı ş kaplamalar ise, gıda maddesinin direkt yüzeyinde monosakkaritlerden olu şan kompleks karbonhidratlardır. olu şturulan ince tabakalar olarak tanımlanmaktadır [6]. Birçok polisakkarit ve türevleri dü şük maliyette olmaları, Yenilebilir film ve kaplamalar arasındaki temel fark, kolay elde edilebilmeleri ve iyi film olu şturma özellikleri yenilebilir kaplamaların genelde daldırma metoduyla nedeniyle yenilebilir film ve kaplama üretiminde veya püskürtme şeklinde gıdaya uygulanması, yenilebilir kullanılmaktadır [6]. Polisakkarit filmlerin en önemli filmlerin ise katı bir tabaka şeklinde hazırlandıktan sonra özelli ği yapısal olarak dayanıklı olmaları ve oksijen gıdanın bu film ile sarılmasıdır [7, 8]. geçi şini yava şlatmalarıdır. Bu filmlerin su geçi şine kar şı dirençleri oldukça dü şüktür [2, 6]. Bu nedenle Hayvansal gıdalar içinde, biyolojik de ğeri yüksek protein depolamada meydana gelen a ğırlık kaybını en aza kayna ğı olarak kaslı gıdalar, lezzet özelliklerinin yanı indirmek için gıda yüzeyine kalın bir film şeklinde sıra, beslenme açısından önemli olan mineral uygulanmaktadırlar [2]. Polisakkarit bazlı yenilebilir film maddeleri, vitaminleri, özellikle elzem aminoasitleri ve ve kaplama üretiminde ni şasta ve türevleri, selüloz ve ya ğ asitlerini yeterli miktarda yapısında bulundurması ile türevleri, aljinat, pektin, kitosan ve gamlar ki şilerin metabolik ihtiyaçlarının kar şılanmasında çok kullanılmaktadır [6]. önemli besin ö ğeleridir. Ancak, sa ğlık açısından bu denli önemli olan bu gıdalar, protein olmayan azot, su Proteinler aktivitesi ve pH de ğerlerinin yüksek olması nedeniyle uygun olmayan depolama ko şullarında bir takım Yenilebilir film ve kaplama üretiminde, bitkisel (mısır de ğişikliklere u ğrayarak bozulabilmektedir [9]. Bu zeini, bu ğday gluteni, soya proteini, bezelye proteini, de ğişikliklerden lipit oksidasyonu kaslı gıdaların raf ayçiçe ği proteini, yer fıstı ğı proteini ve çi ğit proteini) ve ömrünü sınırlandırmada oldukça önemli etkiye sahiptir. hayvansal kökenli proteinler de (keratin, kollajen, jelatin, Lipit oksidasyonu vitaminlerin ve esansiyel balık miyofibriler proteini, yumurta akı proteini, kazein ve 85 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 peyniraltı suyu proteini) kullanılabilmektedir [6, 12]. bazlı filmlerde, protein kompozisyonuna ba ğlı olarak Protein bazlı filmlerin, genel olarak mekanik ve optik geçirgenlik özelli ği de ğişebilmektedir [2]. Ayrıca; protein özellikleri, oksijen, karbondioksit, aroma ve lipit kayna ğı, protein çözeltisinin pH’sı, plastikle ştirici madde, transferine kar şı bariyer özellikleri iyi olup, yüksek su film kalınlı ğı, hazırlama ko şulları ve film çözeltisine dahil buharı geçirgenli ğine sahiptirler [1, 6]. Bu filmlerin olan yapılar gibi faktörler film özelliklerini mekanik ve bariyer özelliklerinin iyi olması proteinlerin etkileyebilmektedir. Protein bazlı filmler kaplandıkları hidrofilik özelliklerinden kaynaklanmaktadır [6]. Protein gıdanın besin de ğerini de artırmaktadır [12]. Şekil 1. Yenilebilir film ve kaplama üretiminde kullanılan materyaller Lipitler sa ğlanabilmektedir [2]. Lipitlerden film üretiminde çözücü ve yüksek sıcaklı ğa gereksinim duyulmakta ve Do ğal ve sentetik mumlar ve gliseritler gibi lipit bile şikler, lipit bazlı filmler zayıf mekanik özellik göstermektedir. dü şük polariteye sahip olduklarından nem kaybına kar şı Sıvı fazdaki lipitler, gaz ve buhar geçi şine kar şı katılara iyi bariyer özellik göstermeleri nedeniyle kaplama göre daha az direnç göstermektedir [12]. maddesi olarak kullanılmaktadırlar. Genel olarak mum kaplamalar nem transferine kar şı, di ğer lipit ve lipit Kompozitler olmayan kaplamalardan daha fazla direnç göstermektedirler. Mum ve ya ğ bazlı film ve kaplamalar; Genellikle tek bir hammaddeden üretilen filmler ya iyi bir kalınlık ve kaygan yüzeyleri, mumsu ve acı tatları bariyer özelli ği veya iyi bir mekanik direnç gösterir, nedeniyle uygulamada problem olu şturabilmektedirler ancak bu iki özelli ği aynı anda bünyesinde [6]. Herhangi bir lipidin hidrofilik veya ıslak bir yüzeye bulunduramazlar. Protein ve polisakkarit bazlı filmler, do ğrudan uygulanması, gıda ile film ara yüzeyi arasında oksijen geçi şine kar şı direnç gösterirken, hidrofilik zayıf bir çekim kuvvetine neden olmaktadır. Bu nedenle, olduklarından su buharı geçi şine kar şı dirençleri çift katlı kaplama yapılarak daha iyi bariyer özellikler sınırlıdır. Lipit bazlı filmler ise iyi bir nem bariyeri 86 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 olu şturur, ancak bu filmlerin yüzeyinde gözenekler ve Di ğer Katkı Maddeleri çatlaklar gibi olumsuzluklar bulunabilir, yüzeye yapı şmaları zayıftır, homojen de ğildirler ve üründe Yenilebilir film ve kaplamalar; antioksidan ve mumsu bir tada neden olurlar. Bu olumsuzlukların antimikrobiyal maddeler, emülsüfiyerler, esmerle şmeyi giderilmesi ve istenen özellikte film olu şturmak için farklı önleyici ajanlar, aroma maddeleri, renklendiriciler ve materyallerin karı şımlarından yararlanılmaktadır [4]. di ğer fonksiyonel maddeler gibi gıda katkıları ile Kompozit filmlerin yapımında iki temel yöntem birle ştirilerek kullanılabilmektedir. Bir gıda maddesinin kullanılmaktadır. Bunlardan biri, yenilebilir film üzerine duyusal özellikleri, gıdanın yenilebilir film ve lipit laminasyonu ile çift tabakalı filmlerin üretimi, di ğeri kaplamasına aroma maddesi ilave edilerek de film çözeltisine lipit ilave edilmesine dayanan iyile ştirilebilmekte ve böylece gıda kalitesi ve kullanımı emülsiyon tekni ğidir [4, 6]. Kompozit film olu şturmak için geli ştirilebilmektedir. Yenilebilir film ve kaplamaların aktif en fazla kullanılan madde selüloz eterdir. Bununla bile şenlerle birle ştirilmesi, bu gıdaların tüketici sa ğlı ğı birlikte aljinat, kitosan, ni şasta, pektin ve karagenan gibi üzerine olan etkisini de geli ştirmektedir [11]. hidrokolloitler de kullanılmaktadır. Bu maddeler genellikle stearik veya palmitik asit, balmumu, Kırmızı et, kanatlı etleri ve su ürünlerinde asitlendirilmi ş monogliseritler ve lesitin ile karı ştırılarak mikroorganizma geli şimini önleyerek bu ürünlerin raf kullanılmaktadır [11]. ömrünü uzatmak ve daha güvenli hale getirmek için yenilebilir film ve kaplamaların yapısına antimikrobiyal Çözücüler maddeler ilave edilebilmektedir. Antimikrobiyal film ve kaplamaların temel avantajı, ajanın gıda içerisine difüze Su ve etanol, yenilebilir film ve kaplama üretiminde olarak mikroorganizma geli şimini inhibe etmesidir [11]. kullanılan en yaygın çözücülerdir. Ancak, film veya Kitosan, organik asitler, nisin, laktoperoksidaz sistemler, kaplama maddesi tarımsal bir proteinden üretilecekse, bitkisel ekstraklar ve esansiyel ya ğlar yenilebilir film ve di ğer organik çözücüler de kullanılabilmektedir. Zein kaplamalarda yaygın olarak kullanılan antimikrobiyal proteininden elde edilen filmlerde çözücü olarak etanol maddelerdir [6]. Yenilebilir film ve kaplamaların oksijen ve aseton kullanılmaktadır. Çözücü olarak etanol bariyer özellikleri, antioksidan kullanım miktarını kullanıldı ğında elde edilen filmler, aseton kullanılarak sınırlandırmasına ra ğmen, ya ğ miktarı yüksek olan hazırlanan filmlere göre daha iyi gerilme kuvveti ürünlerde, özellikle kırmızı et, kanatlı etleri ve su göstermektedir. Aynı zamanda etanol kullanılarak ürünlerinde daha fazla koruma sa ğlayabilmek için hazırlanan filmler nemli ve yüksek nemli ortamlarda yapıya ilave edilmektedirler. Bu amaçla çe şitli do ğal ve daha iyi davranı ş göstermektedir [11]. sentetik antioksidan maddeler kullanılmakta ve bu alanda çalı şmalar devam etmektedir [11]. Plastikle ştiriciler Emülsüfiyer maddeler, kompozit emülsiyon filmlerde lipit Film ve kaplamalara mekanik özelliklerini geli ştirmek da ğılımını sa ğlamak ve kaplama maddelerinin etkinli ğini amacıyla katılan dü şük molekül a ğırlıklı bile şiklere arttırmak amacıyla kullanılmaktadırlar. Asetillenmiş plastikle ştirici adı verilmektedir [11]. Plastikle ştiriciler, monogliserit, lesitin, gliserol monopalmitat, polisorbat intermolekuler güçleri azaltmakta, biyopolimer 60, polisorbat 65, polisorbat 80, sodyum lauril sülfat, zincirlerinin hareketlili ğini artırmakta ve böylece filmin sorbitan monooleat ve sorbitan monosterat yaygın mekaniksel özelliklerini geli ştirmektedir. Plastikle ştirici olarak kullanılan emülsüfiyerlerdir. Bu maddelere kullanımı polisakkarit filmlerin parlaklı ğını sa ğlamak için ilaveten amfilik özellikleri nedeniyle birçok protein de de gereklidir [12]. Protein kaynaklı yenilebilir filmlerin emülsüfiyer olarak kullanılmaktadır [6]. ço ğu, plastikle ştirici kullanılmadı ğında kırılgan yapıda iken, kullanıldı ğında yapı sa ğlamla şmaktadır. YEN İLEB İLİR F İLM ve KAPLAMA HAZIRLAMA ve Plastikle ştiriciler, filmlerin hem esneklik ve gerilme GIDALARA UYGULAMA YÖNTEMLER İ dayanımlarını, hem de geçirgenliklerini etkilemektedir [11]. Hazırlama Yöntemleri Yenilebilir film ve kaplama üretiminde filmin esneklik ve Yenilebilir film ve kaplamaların hazırlanmasında çözücü sa ğlamlı ğını geli ştirmek amacıyla glukoz, fruktoz-glukoz uzakla ştırma, ısıtarak jelle ştirme ve eriyi ğin şurupları ve sukroz gibi mono, di veya oligosakkaritler; katıla ştırılması gibi çe şitli yöntemlerden gliserol, sorbitol, gliserol türevleri, polietilen glikolleri gibi yararlanılmaktadır. Polisakkarit bazlı yenilebilir filmlerin polioller; fosfolipitler ve ya ğ asitleri gibi lipit ve türevleri üretiminde çözücü uzakla ştırma tekni ği kullanılmaktadır. plastikle ştirici olarak kullanılmaktadır [6]. Bir Bu yöntemde sürekli bir yapı olu şturulmakta ve bu yapı, plastikle ştiricinin etkinli ği boyut, şekil ve protein yapısıyla polimer molekülleri arasında kimyasal ve fiziksel uyumluluk göstermesi gibi üç faktöre ba ğlıdır. Normal etkile şimler ile stabilize edilmektedir. Bu amaçla film depolama ko şullarında plastikle ştiricinin yapısı, filmin çözeltisindeki makro moleküller önce; su, etanol veya esneklik ve geçirgenli ğini etkileyebilmektedir. Katı asetik asit gibi çözücülerde çözündürülmekte ve bu plastikle ştiriciler, antiplastikle ştirici etki göstermekte, çözeltinin içerisine jelle ştirici ve çapraz ba ğ yapıcı geçirgenli ği iyile ştirmekte ve esnekli ği azaltmaktadırlar maddeler ilave edilmektedir. Daha sonra bu çözelti ince [11]. bir tabaka halinde dökülmekte, kurutulmakta ve yüzeyden soyularak elde edilmektedir. Bazı protein filmlerinin (serum proteini, kazein, soya ve bu ğday gluteni) hazırlanmasında proteinlerin jelle şmesi için 87 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 çözelti önce ısıl i şleme tabi tutulmakta ve hemen gerekmedi ğinden, dökme yöntemine göre endüstriyel sonrasında so ğutularak katıla ştırılmaktadır. uygulamalara daha uygundur [13]. Katıla ştırmayı takip eden eritme i şlemi ise lipit yapısındaki filmlerin olu şturulmasında kullanılmaktadır YEN İLEB İLİR F İLM ve KAPLAMALARIN [11]. FONKS İYONLARI Gıdalara Uygulama Yöntemleri Yenilebilir film ve kaplamalar; nem, gaz ve ya ğ migrasyonuna kar şı bariyer özellik gösterebilmekte, Yenilebilir film ve kaplamaların gıdalara uygulanmasında gıdanın mekaniksel özelliklerini geli ştirebilmekte, uçucu 5 farklı yöntemden yararlanılmaktadır. Bunlar; daldırma, bile şiklerin tutulmasını sa ğlayabilmekte, gıda katkı püskürtme, boyama, dökme ve ekstrüzyon yöntemleridir maddeleri, antioksidanlar ve antimikrobiyal maddelerin [13]. Bunlardan en basit olanı, gıdanın 5-30 saniye ta şınmasına yardımcı olabilmektedir [2, 6]. Ayrıca, süreyle do ğrudan kaplama çözeltisine daldırıldı ğı yenilebilir film ve kaplamalar ile gıdada mikrobiyal uygulamadır [2, 13]. Daldırma yöntemi olarak bilinen bu kontaminasyon ve geli şim önlenebilmekte, kızartma uygulamada, gıda çözeltiyi absorbe etmekte ve yüzeyde işlemi uygulanacak gıdalarda, kızartma i şlemi sırasında istenen kalınlıkta film tabakası olu şmaktadır [2]. Bu hayvansal ve bitkisel ya ğların alımı azaltılabilmektedir yöntem düzgün olmayan yüzeylerin homojen bir şekilde [2]. Gıdaların renk, parlaklık, şeffaflık, sertlik veya kaplanması, kaplama materyalinin fazlasının yapı şkanlık gibi duyusal özellikleri de yenilebilir uzakla ştırılması ve kurutma olana ğı sa ğlaması gibi ambalajlar ile geli ştirilebilmektedir. Fonksiyonel etkinlik avantajlara sahip olmakla birlikte, büyük hacimli filmi olu şturan polimerlerin yapısına ve filmin gıdaların kaplanmasına uygun de ğildir. Et, balık ve kompozisyonuna ba ğlı olarak de ğişmektedir [16]. tavuk gibi kaslı gıdalara asetil gliseritlerin uygulanmasında önerilmektedir [14, 15]. Yenilebilir film ve kaplamalar, genel olarak gıdaların kalite özelliklerini iyile ştirerek ve raf ömürlerini artırarak Püskürtme yöntemi, ince bir tabaka şeklinde kaplama fonksiyon göstermektedirler. Bununla birlikte, kaslı yapılması ve sadece bir yüzeyin kaplanmasının istendi ği gıdalardaki fonksiyonları şu şekilde sıralanabilir [4, 11]: durumlarda kullanılmaktadır. Kalsiyum-aljinat gibi ikili kaplama uygulamalarında çapraz ba ğlanmayı • Taze veya dondurulmu ş etlerin depolama süresince kolayla ştırmak [11] ve kaplanmı ş gıda yüzeyinde ikinci nem kaybetmeleri üründe tekstür, aroma ve renk bir film tabakası olu şturmak amacıyla da bu yöntemden de ğişikliklerine neden olurken, aynı zamanda satı ş yararlanılmaktadır [14]. Fazla miktarda kaplama ağırlı ğının da azalmasına yol açmaktadır. Bu materyali kullanılması, yöntemin en önemli nedenle nem bariyer özelli ği iyi olan yenilebilir dezavantajıdır. Bu nedenle yardımcı süreçler ile gıda ambalajlar et ve ürünlerinde depolama boyunca üzerindeki kaplamanın tekdüze bir şekilde da ğıtılması meydana gelen nem kaybını önlemede kullanılabilir. sa ğlanmaktadır [15]. • Taze et veya kanatlı et parçalarının plastik tabaklarda satı şında, ürünün sahip oldu ğu su, Boyama yöntemi, genellikle homojen ve ince bir tabaka damlama ile taba ğın alt kısmında birikmekte ve elde edilmesi veya gıdanın belli bir bölgesinin tüketiciler açısından istenmeyen bir görüntü ortaya kaplanması durumunda kullanılmaktadır. Bu yöntemde, çıkmaktadır. Yenilebilir ambalajlar bu suyu bünyede sıvı formdaki kaplama çözeltisi fırça yardımıyla boyama tutarak damlamayı önleyebilir, ürünün yapılarak gıdanın kaplanması sa ğlanmaktadır [14, 15]. pazarlanabilme kabiliyetini geli ştirir ve plastik Yenilebilir kaplama uygulamalarından sonra gıda tabakların altına su tutucuların konulmasını yüzeyinin ortam sıcaklı ğında veya ısıtma yardımı ile gerektirmeyebilir. kurutulması gerekmektedir. Kurutma süresinin kısa • Etlerde miyoglobin oksidasyonunun neden oldu ğu olması, ürün yüzeyinde daha homojen bir yapı kahverengile şmenin ve lipit oksidasyonunun neden olu şumunu sa ğlamaktadır [11]. oldu ğu acıla şmanın hızı, dü şük oksijen geçirgenli ğine sahip yenilebilir ambalajlar Dökme yöntemi; düzgün bir yüzey üzerine, film kullanılarak azaltılabilir. olu şturacak çözeltinin istenilen kalınlıkta dökülmesi, • Sıcak olarak uygulanan yenilebilir kaplama yayılması ve kurutulması ile film olu şturma yöntemidir çözeltileri kaslı gıdalarda bozulma etkeni ve patojen [14, 15]. Filmin yapısı; çözelti bile şimi, film döküm mikroorganizma yükünü azaltabilir ve ürün kalınlı ğı ve kurutma ko şullarına ba ğlıdır [13]. Bu yüzeyinde bulunan proteolitik aktiviteye sahip yöntemle elde edilen filmler, gıdanın gaz geçirgenli ğini enzimleri kısmen inaktif hale getirebilir. azalttı ğından direkt uygulamaları sınırlıdır. Bu nedenle, • Yenilebilir film ve kaplamalar ile kaslı gıdalardan ço ğunlukla püskürtme ve daldırma yöntemlerine aroma kaybı ve gıdanın ba şka bir gıdadan koku yardımcı olarak kullanılmaktadır [14, 15]. alması engellenebilir. • Yenilebilir ambalajlar, antioksidan ve antimikrobiyal Ekstrüzyon yöntemi, ni şasta bazlı yenilebilir filmlerin maddeleri ta şıyıcı ajan olarak kullanılarak, et ve yapımında kullanılmaktadır. Yöntemin esası, ürünlerinin hem oksidasyon açısından ve hem de polimerlerin termoplastik özelliklerine dayanmaktadır. Bu mikrobiyal açıdan stabil kalmasını sa ğlayabilir. yöntemde, polimerlere %10-60 oranında polietilen, glikol • Et ve ürünlerine uygulanan kaplamalar, kızartma ve sorbitol gibi plastikle ştiriciler eklenmektedir. Kurutma esnasında ya ğ emilimini azaltaca ğından son ürünün işlemine ihtiyaç duymaması ve çözücü ilavesi besleyici de ğerinde bir iyile şme meydana getirebilir. 88 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 Bu önemli fonksiyonları yerine getiren yenilebilir film ve daha uygun oldu ğu belirlenmi ştir. Polilisin içeren serum kaplamaların toksik, alerjik ve sindirilemeyen bileşen protein izolatlarından elde edilen yenilebilir filmler, taze içermemesi, gıdada meydana gelebilecek mekanik etlerin toplam bakteri sayılarını önemli derecede zararları önlemesi, gıdaya iyi bir şekilde tutunarak azaltmı ş ve laktik asit bakterilerinin geli şimini de yüzeye homojen bir görüntü vermesi, arzu edilmeyen tamamen durdurmu ştur [27]. Taze etin raf ömrünü duyusal özelliklere yol açmaması, kolay üretilebilir ve uzatmada güvey otu esansiyel ya ğları ile uygulanmasının ekonomik olması gerekmektedir [2]. zenginle ştirilmi ş serum protein izolatları bazlı yenilebilir filmlerin oldukça etkili oldu ğu Zinoviadou ve ark. [28] YEN İLEB İLİR F İLM ve KAPLAMALARIN KASLI tarafından rapor edilmi ştir. Lisozim ve Na 2EDTA ile GIDALARDA KULLANIMLARI zenginle ştirilmi ş zein yenilebilir filmler 5 günlük so ğuk depolama süresince sı ğır eti köftelerinde koliform ve Kırmızı Et ve Ürünleri toplam bakteri geli şimini inhibe etmi ş ve oksidatif stabiliteyi önemli derecede artırmı ştır [29]. Yenilebilir film ve kaplamaların oksidatif ve fiziksel strese kar şı bariyer olu şturmaları ve Kate şinlerle zenginle ştirilmi ş deniz yosunu ( Gelidium antimikrobiyal/antioksidan maddeleri ta şıyıcı özellik corneum ) yenilebilir filmlerinin buzdolabında depolanan göstermeleri nedeniyle kırmızı et ve ürünlerinde sosislerde antimikrobiyal aktivitesinin belirlenmesi kullanımları son yıllarda ilgi görmektedir. Yapılan amacıyla yapılan bir çalı şmada, kate şin ilavesinin çalı şmalar, oksijen ve di ğer gazların geçi şini daha iyi filmlerin gerilme kuvveti ve su buharı geçirgenli ğini kontrol ettiklerinden daha çok polisakkarit ve kompozit geli ştirdi ği bildirilmi ştir. E. coli O157:H7 ve L. film ve kaplamalar üzerinde yo ğunla şmı ştır. Ouattara ve monocytogenes türleri ile a şılanan sosis örnekleri daha ark. [17] işlenmi ş et ürünlerinde kitosan bazlı filmlerin sonra yenilebilir filmlerle kaplanarak buzdolabında kullanımının laktik asit bakterilerinin geli şimini çok fazla depolanmı ş ve filmle kaplanan örneklerde bu türler etkilemezken, Enterobacteriaceae üyelerinin geli şimini açısından kontrol örneklerine göre önemli bir azalma geciktirdi ğini tespit etmi şlerdir. Vargas ve ark. [18] tespit edilmi ştir. Ayrıca, kate şinle zenginle ştirilmi ş kitosan filmle kaplanan hamburger köftelerin filmlerle kaplanan sosislerde oksidasyonun daha geç mikroorganizma yükünde depolama süresince azalma meydana geldi ği bildirilmi ştir [30]. Herring ve ark. [31] belirlemi şlerdir. Park ve ark. [19] dü şük yo ğunluklu jelatin bazlı filmlerin so ğuk depolanmı ş etlerin TBA polietilen filmlere kitosan ilavesinin taze etlerde L. sayısı, hem demir, metmiyoglobin ve renk de ğişikli ği gibi monocytogenes, E. coli ve S. enteritidis geli şimini kalite parametrelerini korudu ğunu bildirmi şlerdir. Hong engelledi ğini ve etin kırmızı rengini korudu ğunu ve ark. [32] tarafından yapılan çalı şmada, greyfurt saptamı şlardır. Kitosan bazlı kaplamaların L. tohumu ve ye şil çay ekstraktı ile zenginle ştirilmi ş deniz monocytogenes ’in inhibisyonunda etkili oldu ğu Beverlya yosunu bazlı filmlerin gerilme kuvveti ve su buharı ve ark. [20] tarafından da tespit edilmi ştir. Buna kar şılık, geçirgenli ği kontrol filmlerine oranla daha yüksek Mu ve ark. [21] kitosan filmlerin bifteklerde L. bulunmu ş ve filme katılan antimikrobiyal madde oranı monocytogenes geli şimini önlemede tek ba şına yeterli arttıkça E. coli O157:H7 ve L. monocytogenes geli şimi olmadı ğını bildirmi şlerdir. Son yapılan bir çalı şmada da önemli ölçüde inhibe edilmi ştir. Karvakrol ile kitosan bazlı kaplamaların, et ve ürünlerinin raf ömrünü zenginle ştirilmi ş deniz yosunu bazlı filmler Lim ve ark. artırmak ve mikrobiyal güvenlik parametrelerini [33] tarafından da çalı şılmı ş ve film çözeltisine karvakrol geli ştirmek için kullanılabilir oldu ğu vurgulanmı ştır [22]. ilavesi su buharı geçirgenli ğini azaltmı ş, buna kar şın gerilme kuvveti ve uzama miktarını artırmı ştır. Besiyeri Kırmızı et ve ürünlerinde ara ştırılan bir di ğer yenilebilir ortamında karvakrol miktarının artırılması E. coli film ve kaplama aljinat bazlı olanlardır. Chidanandaiah O157:H7 ve L. monocytogenes geli şimini yava şlatmı ştır. ve ark. [23] aljinat kaplamaların köftelerde lipit Hazırlanan filmlerin sosislere uygulanması ile depolama oksidasyonunu geciktirdi ğini ve mikroorganizma boyunca mikrobiyal geli şim ve lipit oksidasyonu önemli geli şimini inhibe etti ğini belirlemi şlerdir. Wu ve ark. [24] düzeyde geciktirilmi ş ve raf ömrü uzatılmı ştır. ni şasta-alginat-stearik asit bazlı yenilebilir filmlerin sı ğır eti köftelerinde nem kaybının kontrolünde etkili Nguyen ve ark. [34] yüksek miktarda (2500 IU/mL) nisin oldu ğunu, fakat lipit oksidasyonunun kontrolünde etkili içeren filmlerle kaplanan sosislerin L. monocytogenes olmadı ğını rapor etmi şlerdir. Ara ştırıcılar, tokoferol sayısında 14 günlük depolama sonunda yakla şık olarak içeren aljinat filmlerin oksidasyonu önemli derecede 2 log kob/g düzeyinde bir azalma belirlemi şlerdir. Bir geciktirdi ğini, ancak aljinat filmlerle kaplanmı ş köftelerin, ba şka çalı şmada, karvakrol ve sinamaldehit ile polyester torbalarda vakum ambalajlanmı ş örneklerden zenginle ştirilmi ş elma, havuç ve ebegümeci gibi daha yüksek oksidasyon ve nem kaybı gösterdi ğini kaynaklardan elde edilen pektin bazlı yenilebilir filmler belirlemi şlerdir. Yu ve ark. [25] da sodyum aljinat jambon ve Bologna tipi sosislerde çalı şılmı ş ve karvakrol filmlerin domuz etlerinin kalitesinin korunmasında etkili içeren filmlerin sinamaldehit içerenlere ve elmadan elde oldu ğunu bildirmi şlerdir. edilen pektin ile hazırlanan filmlerin, di ğer materyallerden elde edilenlere göre daha iyi Tek ba şına veya antimikrobiyal ve antioksidan antimikrobiyal aktivite gösterdi ği bildirilmi ştir [35]. Soya maddelerle zenginle ştirilmi ş pektin ve farklı protein bazlı protein izolatı (SPI) bazlı yenilebilir filmlerin aerobik yenilebilir film ve kaplamalar da kırmızı et ve ürünlerinde paketlenmi ş ve 4°C’de depolanmı ş sı ğır etlerinde ara ştırılmı ştır. Liu ve ark. [26] tarafından yapılan kullanıldı ğı bir çalı şmada, SPI filmleri ile kaplanmı ş çalı şmada, sosis üretiminde pektin bazlı filmlerin örneklerde TBA sayısı ve peroksit de ğeri artı şı jelatin/sodyum aljinat karma filmlerine göre ticari üretime yava şlamı ş, kontrol örneklerine göre, Hunter L ve a 89 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 de ğerlerinin dü şmesi engellenmi ş, ancak depolama sakacin A bakteriyosininin do ğrudan veya film kaplama boyunca et örneklerindeki toplam mikroorganizma ve ile hindi gö ğüs etlerinde L. monocytogenes ’in geli şimini Listeria monocytogenes sayıları etkilenmemi ştir [36]. inhibe etti ği bildirilmi ştir [49]. Nisinle zenginle ştirilmi ş filmlerin, kanatlı etlerinde L. monocytogenes ’e ilaveten Kanatlı Etleri ve Ürünleri mezofilik aerobik bakteri ve Salmonella geli şimini inhibe etti ği de rapor edilmi ştir [50]. Seol ve ark. [51] tavuk Yenilebilir film ve kaplamaların tek ba şına veya gö ğüs etlerinin muhafazasında ovotransferrin ve EDTA antimikrobiyal ve antioksidan etkili bile şenlerle ile zenginle ştirilmi ş κ-karragenan bazlı yenilebilir zenginle ştirildikten sonra kanatlı eti ve ürünlerinde filmlerin kullanılabilece ğini bildirmi şlerdir. kullanımları üzerine de çok sayıda ara ştırma bulunmaktadır. Pan ve ark. [37] güvey otu ve karanfil Su Ürünleri esansiyel ya ğları ile zenginle ştirilmi ş serum protein izolatı bazlı yenilebilir filmleri tavuk gö ğüs etlerine Balık ve di ğer su ürünleri protein olmayan azot, su uygulamı şlar ve filmlerin antimikrobiyal etkinliklerinin aktivitesi ve pH de ğerlerinin yüksek olması nedeniyle esansiyel ya ğ miktarı, esansiyel ya ğ türü ve analiz mikrobiyolojik bozulmaya kar şı duyarlı olup, ya ğ miktarı edilen mikroorganizma grubuna göre de ğişiklik yüksek olanlarda oksidatif bozulma da görülebilmektedir gösterdi ğini bildirilmi şlerdir. 20 g/kg düzeyinde güvey otu [52]. Su ürünlerinde bozulmayı önleyebilmek veya esansiyel ya ğı içeren filmlerle kaplanan örneklerin raf yava şlatmak amacıyla günümüzde farklı uygulamalara ömrünün kontrol grubuna göre iki kat daha uzun ba şvurulmaktadır. Bu uygulamalar içerisinde yenilebilir oldu ğunu ve ço ğu mikroorganizma grubunun tüketim film ve kaplamalar önemli yer tutmaktadır. Yapılan için kabul edilebilir sınır de ğerlerin altında kaldı ğını rapor birçok ara ştırma protein, polisakkarit ve lipit kaynaklı etmi şlerdir. Higueras ve ark. [38] etil-Na-dodekanoil-L- yenilebilir film ve kaplama uygulamalarının su arjinat ile zenginle ştirilmi ş kitosan bazlı yenilebilir ürünlerinin kalitesini koruyarak raf ömrünü artırdığını filmlerin tavuk etlerinin, Song ve ark. [39] da, greyfurt göstermi ştir. çekirde ği özü ile zenginle ştirilmi ş ayçiçe ği tohum proteini/kırmızı alg kompozit filmlerinin ördek etlerinin Su ürünlerinde en fazla çalı şılan film ve kaplamalardan mikrobiyolojik stabilitesini geli ştirmede kullanılabilece ğini biri kitosan bazlı olanlardır. Jeon ve ark. [53] kitosan bildirmi şlerdir. Kitosan bazlı kaplamaların tavuk köftesi bazlı kaplamaların balıklarda lipit oksidasyonunu ve su ve tavuk kebabı gibi kanatlı eti ürünlerinin raf ömrünü kaybını azalttı ğını ve kitosanın koruyucu etkisinin uzattı ğı Kanatt ve ark. [40] tarafından da bildirilmi ştir. viskozitesiyle ili şkili oldu ğunu bildirmi şlerdir. Sathivel [54] somon balı ğını kitosan bazlı filmlerle kaplamanın Tavuk gö ğüs etlerinin kızartılması sırasında kaplama lipit oksidasyonu ve damlama kaybını minimize etti ğini maddelerinin etkinli ğini belirlemek amacıyla yapılan rapor etmi ştir. Morina balı ğı köftelerinin yenilebilir filmle çalı şmada, tavuk gö ğüs etleri de ğişik kaplanması üzerine çalı şan Lopez-Caballero ve ark. [55] konsantrasyonlardaki (%0, %1 ve %2.5) metil selüloz kitosan içermeyen kontrol grubu, toz kitosan ilave edilen çözeltisine daldırılarak kaplanmı ş ve daha sonra 190 grup ve kitosan-jelatin karı şımı ile kaplanan grup olmak °C’de kızartma i şlemine tabi tutulmu ştur. %1 ve %2.5 üzere 3 farklı örnekle çalı şmı şlar ve köftelere toz kitosan oranında metil selüloz kullanılarak hazırlanan filmlerle ilavesinin bakteriyel geli şimi etkilemedi ğini, kitosan- kaplanan örneklerin filme tutunma de ğerleri kontrol jelatin kaplamaların duyusal özelliklerinin iyi oldu ğunu ve örneklerinden yüksek bulunmu ş ve bunun nedeni metil bu kaplamaların toplam uçucu bazik azotu ve gram selülozun ba ğlanma yetene ği ve viskozitesi ile negatif bakteri sayısında azalmaya neden olarak ili şkilendirilmi ştir. %2.5 oranında metil selüloz ile köftelerde bozulmayı geciktirdi ğini tespit etmi şlerdir. hazırlana çözeltiye daldırılan örneklerin daha az So ğukta muhafaza edilen sazan balı ğının raf ömrü ve kızartma kaybı gösterdi ği tespit edilmi ştir [41]. Kurt ve kalitesi üzerine kitosan kaplama i şleminin etkisinin Kılıncçeker [42] tavuk etlerinin kaplanmasında, minimum ara ştırıldı ğı bir çalı şmada %2’lik kitosan ile kaplanarak - düzeyde kaplama tutma, verim, nem, kızartma kaybı ve 3°C de 30 gün depolanan balıklarda, depolama ya ğ içeri ği yönünden soya protein izolatı bazlı filmlerin süresince kalite özelliklerinin korundu ğu ve raf ömrünün serum proteini bazlı filmlere göre daha iyi bir performans uzadı ğı bildirilmi ştir [56]. Alak ve ark. [57] da, kitosan sergiledi ğini rapor etmi şler ve bunun nedenini yüksek bazlı filmlerin antimikrobiyal etkisinden dolayı su pH de ğeri ile açıklamı şlardır. Buna kar şın, serum protein ürünlerinin raf ömrünün uzatılmasında kullanılabilece ğini bazlı filmlerin tavuk eti ve ürünlerinin ya ğda kızartılması ve bu etkinin kitosanın bakteriler için gerekli besin sırasında ya ğ emilimini azaltmada etkili oldu ğu yönünde maddelerini absorbe etmesi veya negatif yüklü hücre çalı şmalar da mevcuttur [43, 44]. Martelli ve ark. [45] membranı ile etkile şimi sonucu membran geçirgenli ğinin kassava ni şastası ve %25 gliserol kullanarak artmasından kaynaklanabilece ğini belirtmi şlerdir. hazırladıkları kaplamaların, tavuk nagıtlarının ya ğ Kitosan kaplamaların gökku şağı alabalık filetolarının alımını ve son ürün ya ğ miktarını önemli ölçüde muhafaza süresini uzattı ğı Can ve Patır [52] tarafından azalttı ğını belirlemi şlerdir. da belirlenmi ştir. Bir di ğer çalı şmada, balık ya ğı içeren kitosan kaplamaların 2 °C’de 3 hafta ve -20 °C’de 3 ay Yenilebilir filmlerin zenginle ştirilmesinde kullanılan depolanan balık filetolarının TBARS de ğerlerini önemli önemli antimikrobiyal maddelerden biri de nisindir. ölçüde azalttı ğı, toplam bakteri geli şimini inhibe etti ği, Nisinle zenginle ştirilmi ş zein [46] ve soya proteini [47, so ğukta ve dondurarak depolama sırasında toplam lipit 48] bazlı filmlerin kanatlı eti ve ürünlerinde L. ve omega-3 ya ğ asitleri miktarını artırdı ğı ve dondurarak monocytogenes ’in geli şimini inhibe etmede etkili oldu ğu muhafaza edilen örneklerde kaplama yapılmayan belirlenmi ştir. Lactobacillus sakei tarafından üretilen örneklere göre damlama kayıplarını azalttı ğı tespit 90 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 edilmi ştir [58]. Bu çalı şmalara ilave olarak, kitosan bazlı SONUÇ kaplamaların tek ba şına veya farklı uygulamalarla birlikte su ürünlerinin kalite ve raf ömrünü artırdı ğı Yenilebilir film ve kaplamaların kaslı gıdalarda kullanımı de ğişik ara ştırıcılar tarafından da belirlenmi ştir [59-61]. uzun yıllardan beri ara ştırılmakta ve birçok sistem kırmızı et, kanatlı eti ve su ürünlerinde kullanılmaktadır. Aljinat kaplamalar, yaygın olarak kullanılan bir diğer Bununla birlikte bu sistemlerin hemen hepsi günümüzde yenebilir kaplamalardandır. Dumanlanmı ş somon bazı eksiklikler sergilemekte ve ticari olarak balıklarında, L. monocytogenes ve Salmonella uygulanabilir ve kabul edilebilir olarak anatum ’un kontrolü amacıyla nisin, istiridye lizozimi ve de ğerlendirilmemektedir. Bu tür ambalaj materyallerinin tavuk yumurta beyazı lizozimi içeren kalsiyum aljinat ticari olarak kullanılabilirli ğini geli ştirmek ve sa ğlamak kaplamaların kullanımı üzerine yapılan çalı şmada, 4 °C için uygun film ve kaplama materyalinin seçimi, prosesin de 35 gün depolanan balıklarda, lizozim içeren kalsiyum optimizasyonu ve sanayiye uygunlu ğunun sa ğlanması aljinat kaplamaların L. monocytogenes ve Salmonella ve maliyeti dü şük uygulamaların geli ştirilmesi anatum geli şimini inhibe etti ği, nisinin, istiridye lizozimi konularında daha fazla çalı şma yapılması veya tavuk yumurtası beyazı lizozimi içeren kaplamalara gerekmektedir. ilave edilmesinin antimikrobiyal aktiviteyi artırdığı ve istiridye lizozimi ve tavuk yumurtası beyazı lizoziminin L. KAYNAKLAR monocytogenes ve Salmonella anatum’ a kar şı benzer etki gösterdi ği bildirilmi ştir [62]. Song ve ark. [63] [1] Cutter, C.N., 2006. Opportunities for bio-based polifenol ve C vitamini içeren aljinat bazlı yenebilir packaging technologies to improve the quality and kaplamaların so ğukta depolanan çipura balıklarının raf safety of fresh and further processed muscle foods. ömrü ve kalitesi üzerine etkisini incelemi şler ve inceleme Meat Science 74(1): 131-142. sonunda C vitamini ilavesinin, toplam bakteri geli şimini [2] Pavlath, A.E., Orts, W., 2009. Edible Films and inhibe etme yönünden di ğer uygulamalardan daha etkili Coatings: Why, What, and How? In Edible Films oldu ğunu, kaplama i şlemi uygulanmı ş örneklerde and Coatings for Food Applications, Edited by kimyasal bozulmaların azaldı ğını, su kaybının Milda E. Embuscado, Kerry C. Huber, Springer yava şladı ğını ve duyusal kalitenin arttı ğını tespit Dordrecht Heidelberg London New York, 403p. etmi şlerdir. [3] Çağrı Mehmeto ğlu, A., 2010. Yenilebilir filmlerin ve kaplamaların özelliklerini etkileyen faktörler. Su ürünlerinin depolama kalitesinin artırılmasında Akademik Gıda 8(5): 37-43. kitosan ve aljinat kaplamalar dı şında de ğişik [4] Gennadios, A., Milford, A.H., Lyndon, B.K., 1997. kaynaklardan elde edilen protein ve polisakkarit bazlı Application of edible coatings on meats, poultry film ve kaplamalar da tek ba şına veya de ğişik and seafoods: a review. LWT - Food Science and uygulamalarla birlikte çalı şılmı ştır. Ouattara ve ark. [64] Technology 30(4): 337-350. kekik ya ğı ve sinamaldehit içeren protein bazlı yenilebilir [5] Weller, C.L., Gennaidos, A., Saraiva, R.A., 1998. kaplamaların, karideslerde bakteriyel geli şimi Edible bilayer films from zein and grain sorghum yava şlattı ğını ve radyasyon ile birlikte uygulanması wax or carnauba wax. LWT – Food Science and durumunda raf ömrünü 11 gün kadar uzattı ğını rapor Technology 31(3): 279-285. etmi şlerdir. Motalebi ve ark. [65] peyniraltı suyu [6] Robertson, G.L., 2013. Food Packaging: Principle proteinlerinden üretilen filmlerin balıklarda su ve oksijen and Practice. Third Edition, CRC Press, Boca bariyeri olarak iyi özellik göstermelerine ra ğmen, Raton, 703p. mikrobiyal geli şimin azaltılması için antimikrobiyal [7] McHugh, T.H., 2000. Protein lipid interactions in ajanlarla birlikte kullanılmalarının gerekti ğini edible films and coatings. Nanrung 44(3): 148-151. bildirilmi şlerdir. Tammineni ve ark. [66] patates kabu ğu [8] Falgueraa, V., Quinterob, J.P., Jimenezc, A., atı ğı ile hazırladıkları filmleri kekik ya ğı ile Munozb, J.A., Ibarza, A., 2011. Edible films and zenginle ştirdikten sonra, so ğuk dumanlanmı ş somon coatings: structures, active functions and trends in balı ğında kullanmı şlar ve ya ğ konsantrasyonunun artı şı their use. Trends in Food Science and Technology ile film kalınlı ğının ve su buharı geçirgenli ğinin azaldı ğını 22(6): 292-303. ve L. monocytogenes geli şiminin inhibe edildi ğini [9] Sallam, K.I., Ishioroshi, M., Samejima, K., 2004. belirlemi şlerdir. %1 karanfil, %1 sarımsak ve %1 kekik Antioxidant and antimicrobial effects of garlic in ya ğı ile hazırlanmı ş gluten kaplamaları so ğukta chicken sausages. Lebensmittel-Wissenschaft und- depolanan sıcak dumanlanmı ş alabalık filetolarında Technologie 37(8): 849-855. deneyen Akçay [67] gluten ve antimikrobiyal katkılı [10] Turhan, S., Üstün, N. Ş., 2001. Et ve su ürünlerinde gluten kaplamaların duyusal ve mikrobiyal bozulmayı lipid oksidasyonu. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi geciktirdi ğini ve katkılı gluten kaplamalar arasında, kekik 16(1): 89-95. ya ğı içerenlerin lipit oksidasyonunda etkili sonuçlar [11] Üstünol, Z., 2009. Edible Films and Coatings for verdi ğini bildirmi ştir. Can ve Çoban [68] alabalık Meat and Poultry. In Edible Films and Coatings for filetolarının so ğukta depolanmasında zein bazlı Food Applications, Edited by Milda E. Embuscado, kaplamaların vakum ambalajlamaya alternatif Kerry C. Huber, Springer Dordrecht Heidelberg olabilece ğini bildirmi şlerdir. Dursun O ğur [15] kollojen London New York, 403p. bazlı yenilebilir filmlerin üstün özelliklere sahip oldu ğunu [12] Dursun, S., Erkan, N., 2009. Yenilebilir protein ve sıcak dumanlanmı ş alabalık filetolarının kalite ve raf filmler ve su ürünlerinde kullanımı. Journal of ömürlerinin uzatılmasında kullanılabilece ğini rapor Fisheries Science 3(4): 352-373. etmi şlerdir. 91 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 [13] Dhanapal, A., Sasikala, P., Rajamani, L., Kavitha [26] Lim, G.O., Hong, Y.H., Song, K.B., 2010. V., Yazhini. G., Banu, M.S., 2012. Edible films from Application of Gelidium corneum edible films polysaccharides. Food Science and Quality containing carvacrol for ham packages. Journal of Management 3: 1-10. Food Science 75(1): 90-93. [14] Polat, H., 2007. İş lenmi ş Et Ürünlerinde Yenilebilir [27] Zinoviadou, K.G., Koutsoumanis, K.P., Biliaderis, Filmlerin ve Kaplamaların Uygulamaları. Yüksek C.G., 2010. Physical and thermo-mechanical Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen properties of whey protein isolate films containing Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisli ği Anabilim antimicrobials, and their effect against spoilage Dalı, Afyon. flora of fresh beef. Food Hydrocolloids 24(1): 49- [15] Dursun O ğur, S., 2012. Dumanlanmı ş Balıkların 59. Kalite ve Raf Ömrü Üzerine Yenilebilir Protein Film [28] Zinoviadou, K.G., Koutsoumanis, K.P., Biliaderis, Kaplamanın Etkisi. Doktora Tezi, İstanbul C.G., 2009. Physico-chemical properties of whey Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Su Ürünleri protein isolate films containing oregano oil and their Avlama ve İş leme Teknolojisi Anabilim Dalı, antimicrobial action against spoilage flora of fresh İstanbul. beef. Meat Science 82(3): 338-345. [16] Debeaufort, F., Gallo, J.A.Q., Voilley, A., 1998. [29] Ünalan, I.U., Korel, F., Yemenicioglu, A., 2011. Edible films and coatings: tomorrow’s packagings: Active packaging of ground beef patties by edible a review. Critical Reviewers in Food Science 38(4): zein films incorporated with partially purified 299-313. lysozyme and Na(2)EDTA. International Journal of [17] Ouattara, B., Simard, R.E., Piette, G., Begin, A., Food Science and Technology 46(6): 1289-1295. Holley, R.A., 2000. Inhibition of surface spoilage [30] Ku, K.J., Hong, Y.H., Song, K.B., 2008. Mechanical bacteria in processed meats by application of properties of a Gelidium corneum edible film antimicrobial films prepared with chitosan. containing catechin and its application in sausages. International Journal of Food Microbiology 62 (1–2): Journal of Food Science 73(3): 217-221. 139-148. [31] Herring, J.L., Jonnalongadda, S.C., Narayanan, [18] Vargas, M., Albors, A.., Chiralt, A., 2011. V.C., Coleman, S.M., 2010. Oxidative stability of Application of chitosan-sunflower oil edible films to gelatin coated pork at refrigerated storage. Meat pork meat hamburgers. Procedia Food Science Science 85(4): 651-656. 1(1): 39-43. [32] Hong, Y.H., Lim, G.O., Song, K.B., 2009. Physical [19] Park, S.I., Marsh, K.S., Dawson, P., 2010. properties of Gelidium corneum -gelatin blend films Application of chitosan-incorporated LDPE film to containing grapefruit seed extract or green tea sliced fresh red meats for shelf life extension. Meat extract and its application in the packaging of pork Science 85(3): 493-499. loins. Journal of Food Science 74(1): 6-10. [20] Beverlya, R.L., Janes, M.E., Prinyawiwatkula, W., [33] Lim, G.O., Hong, Y.H., Song, K.B., 2010. No, H.K., 2008. Edible chitosan films on ready-to- Application of Gelidium corneum edible films eat roast beef for the control of Listeria containing carvacrol for ham packages. Journal of monocytogenes . Food Microbiology 25(3): 534- Food Science 75(1): 90-93. 537. [34] Nguyen, V.T., Gidley, M.J., Dykes, G.A., 2008. [21] Mu, Y., Hudaa, N., Haiqiang, C., 2008. Control of Potential of a nisin-containing bacterial cellulose Listeria monocytogenes on ham steaks by film to inhibit Listeria monocytogenes on processed antimicrobials incorporated into chitosan-coated meats. Food Microbiology 25(3): 471-478. plastic films. Food Microbiology 25(2): 260-268. [35] Ravishankar, S., Jaroni, D., Zhu, L., Olsen, C., [22] Baranenko, D.A., Kolodyaznaya, V.S., Zabelina, McHugh, T., Friedman, M., 2012. Inactivation of N.A., 2013. Effect of composition and properties of Listeria monocytogenes on ham and bologna using chitosan-based edible coatings on microflora of pectin-based apple, carrot, and hibiscus edible meat and meat products. Acta Scientiarum films containing carvacrol and cinnamaldehyde. Polonorum Technologia Alimentaria 12(2): 149- Journal of Food Science 77(7): 377-382. 157. [36] Shon, J., Eo, J.H., Eun, J.B., 2010. Effect of soy [23] Chidanandaiah, Keshri, R.C., Sanyal, M.K., 2009. protein isolate coating on quality attributes of cut Effect of sodium alginate coating with preservatives raw han-woo (Korean cow) beef, aerobically on the quality of meat patties during refrigerated (4 packaged and held refrigerated. Journal of Food ±1 °C) storage. Journal of Muscle Foods 20(3): Quality 33(Supp. s1): 42-60. 275-292. [37] Pan, I.F., Granda, X.C., Mate, J.I., 2014. [24] Wu, Y., Rhim, J.W., Weller, C.L., Hamouz, F., Antimicrobial efficiency of edible coatings on the Cuppett, S., Schnepf, M., 2001. Moisture loss and preservation of chicken breast fillets. Food Control lipid oxidation for precooked ground-beef patties 36(1): 69-75. packaged in edible starch-alginate-based [38] Higueras, L., Lopez-Carballo, G., Hernandez- composite films. Sensory and Nutritive Qualities of Munoz, P., Gavara, R., Rollini, M., 2013. Foods 66(3): 486-493. Development of a novel antimicrobial film based on [25] Yu, X.L., Li, X.B., Xu, X.L., Zhou, G.H., 2008. chitosan with LAE (ethyl-N( α)-dodecanoyl-l- Coating with sodium alginate and its effects on the arginate) and its application to fresh chicken. functional properties and structure of frozen pork. International Journal of Food Microbiology 165(3): Journal of Muscle Foods 19(4): 333-351. 339-345. 92 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 [39] Song, N.B., Song, H.Y., Jo, W.S., Song, K.B., gökkus aģ ı̆ alabalıg ı̆ ( Oncorhynchus mykiss, W. 2013. Physical properties of a composite film 1792) filetolarının raf ömrü üzerine etkisi. Tu ̈rk containing sunflower seed meal protein and its Mikrobiyoloji Cemiyeti Dergisi 42(4):148-154. application in packaging smoked duck meat. [53] Jeon, Y.J., Kamil, J.Y.V.A., Shahidi, F., 2002. Journal of Food Engineering 116(4): 789-795. Chitosan as an edible invisible film for quality [40] Kanatt, S.R., Rao, M.S., Chawla, S.P., Arun, S., preservation of herring and atlantic cod. Journal of 2013. Effects of chitosan coating on shelf-life of Agricultural and Food Chemistry 50(18): ready-to-cook meat products during chilled storage. 5167 −5178. LWT - Food Science and Technology 53(1): 321- [54] Sathivel, S., 2005. Chitosan and protein coatings 326. affect yield, moisture loss, and lipid oxidation of [41] Maskat, M.Y., Yip, H.H., Mahali, H.M., 2005. The pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha ) fillets performance of a methyl cellulose-treated coating during frozen storage. Journal of Food Science during the frying of a poultry product. International 70(8): 455-459. Journal of Food Science ve Technology 40(8): 811- [55] Lopez-Caballero, M.E., Gomez-Guille, N.M.C., 816. Perez-Mateos, M., Montero, P., 2005. A chitosan– [42] Kurt, S., Kilincceker, O., 2011. Performance gelatin blend as a coating for fish patties. Food optimization of soy and whey protein isolates as Hydrocolloids 19(2): 303–311. coating materials on chicken meat. Poultry Science [56] Fan, W., Sun, J., Chen, Y., Qiu, J., Zhang, Y., Chi, 90(1): 195-200. Y., 2009. Effects of chitosan coating on quality and [43] Dragich, A.M., Krochta, J.M., 2010. Whey protein shelf life of silver carp during frozen storage. Food solution coating for fat-uptake reduction in deep- Chemistry 115(1): 66 – 70. fried chicken breast strips. Journal of Food Science [57] Alak, G., Aras Hisar, S., Hisar, O., Kaban, G., 75(1): 43-47. Kaya, M., 2010. Microbiological and chemical [44] Al-Abdullah, B.M., Angor, M.M., Al-Ismail, K.M., properties of bonito fish ( Sarda sarda ) fillets Ajo, R.Y., 2011. Reducing fat uptake during deep- packaged with chitosan film, modified atmosphere frying of minced chicken meat-balls by coating and vacuum. Kafkas Üniversitesi Veteriner them with different materials, either alone or in Fakültesi Dergis i 16(Suppl-A): 73-80. combination. Italian Journal of Food Science 23(3): [58] Duan, J., Cherian, G., Zhao, Y., 2010. Quality 331-337. enhancement in fresh and frozen lingcod [45] Martelli, M.R., Carvalho, R.A., Sobral, P.J.A.., (Ophiodon elongates ) fillets by employment of fish Santos, J.S., 2008. Reduction of oil uptake in deep oil incorporated chitosan coatings. Food Chemistry fat fried chicken nuggests using edible coatings 119(2): 524–532. based on cassava starch and methylcellulose. [59] Chamanara, V., Shabanpour, B., Khomeiri M., Italian Journal of Food Science 20(1): 111-118. Gorgin, S., 2013. Shelf-life extension of fish [46] Janes, M.E., Kooshesh, S., Johnson, M.G., 2002. samples by using enriched chitosan coating with Control of Listeria monocytogenes on the surface thyme essential oil. Journal of Aquatic Food of refrigerated, ready-to-eat chicken coated with Product Technology 22(1): 3–10. edible zein film coatings containing nisin. Food [60] Günlü, A., Koyun, E., 2013. Effects of vacuum Microbiology and Safety 67(2): 2754-2757. packaging and wrapping with chitosan-based [47] Dawson, P.L., Carl, G.D., Acton, J.C., Han, I.Y., edible film on the extension of the shelf life of sea 2002. Effect of lauric acid and nisin-impregnated bass ( Dicentrarchus labrax ) fillets in cold storage soy-based films on the growth of Listeria (4°C). Food and Bioprocess Technology 6(7): monocytogenes on turkey bologna. Poultry Science 1713–1719. 81(5): 721-726. [61] Sipahio ğlu, S., 2013. Kitosan Esaslı Yenilebilir [48] Theivendran, S., Hettiarachchy, N.S., Johnson, Filmle Kaplanmı ş Gökku şağı Alabalı ğı M.G., 2006. Inhibition of Listeria monocytogenes by (Oncorhynchus mykiss Walbaum ) Filetolarının Raf nisin combined with grape seed extract or green Ömrü ve Kalitesi Üzerine Yüksek Hidrostatik tea extract in soy protein film coated on turkey Basınç İşleminin Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, frankfurters. Journal of Food Science 71(2): 39-44. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri [49] Trinetta, V., Floros, J.D., Cutter, C.N., 2010. Enstitüsü, Su Ürünleri Avlama ve İş leme Sakacin A-containing pullulan film: an active Teknolojisi Anabilim Dalı, Isparta. packaging system to control epidemic clones of [62] Datta, S., Janes, M.E., Xue, Q.G., La Peyre, J.F., Listeria monocytogenes in ready-to-eat foods. 2008. Control of Listeria monocytogenes and Journal of Food Safety 30(2): 366-381. Salmonella annatum on the surface of smoked [50] Göğüş, U., Bozo ğlu, F., Yurdugul, S., 2004. The salmon coated with calcium alginate coating effects of nisin, oil-wax coating and yogurt on the containing oyster lysozyme and nisin. Journal of quality of refrigerated chicken meat. Food Control Food Science 73(2): 67-71. 15(7): 537-542. [63] Song, Y., Liu, L., Shen, H., You, J., Luo, Y., 2011. [51] Seol, K.H., Lim, D.G., Jang, A., Jo, C., Lee, M., Effect of sodium alginate-based edible coating 2009. Antimicrobial effect of κ-carrageenan-based containing different anti-oxidants on quality and edible film containing ovotransferrin in fresh shelf life of refrigerated bream ( Megalobrama chicken breast stored at 5 °C. Meat Science 83(3): amblycephala ). Food Control 22(3-4): 608-615. 479-483. [52] Can, Ö.P., Patır, B., 2012. Kitosan kaplamanın 93 S. Tural, F.T. Saricao ğlu, S. Turhan Akademik Gıda 15(1) (2017) 84-94 [64] Ouattara, B., Sabato, S.F., Lacroix, M., 2001, salmon. International Journal of Food Science and Combined effect of antimicrobial coating and Technology 48(1): 211-214. gamma ırradiation on shelf life extension of pre- [67] Akçay, S., 2012. Antimikrobiyal Madde İçeren cooked shrimp ( Penaeus spp .). International Yenilebilir Filmlerin Dumanlanmı ş Balı ğın Journal of Food Microbiology 68(1-2): 1-9. Kalitesine Etkisi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul [65] Motalebi A.A., Hasanzati Rostami A., Khanipour Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Su Ürünleri A.A., Soltani, M., 2010. Impacts of whey protein Avlama ve İş leme Teknolojisi Anabilim Dalı, edible coating on chemical and microbial factors of Ankara. gutted kilka during frozen storage. Iranian Journal [68] Can, Ö.P., Çoban, Ö.E., 2012. Vakum of Fisheries Sciences 9(2): 255-264. paketlemenin ve zein ile kaplamanın balık [66] Tammineni, N., Ünlü, G., Min S.C., 2013. filetolarının kalite kriterleri üzerine etkilerinin Development of antimicrobial potato peel waste- kar şıla ştırılması. Biyoloji Bilimleri Ara ştırma Dergisi based edible films with oregano essential oil to 5(1): 87-91. inhibit Listeria monocytogenes on cold-smoked 94 Akademik Gıda ® ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102, DOI: 10.24323/akademik-gida.306079 Derleme Makale / Review Paper Et Ürünleri Formülasyonlarında Emülsifiye Edilmi ş Ya ğların Kullanımı Merve Karabıyıko ğlu, Meltem Serdaro ğlu Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisli ği Bölümü, 35100 Bornova, İzmir Geli ş Tarihi (Received): 18.01.2017, Kabul Tarihi (Accepted): 31.03.2017 Yazı şmalardan Sorumlu Yazar (Corresponding author): [email protected] (M. Serdaro ğlu) 0 232 311 13 14 0 232 342 75 92 ÖZ Daha sa ğlıklı et ürünleri formülasyonları geli ştirilmesi son yıllarda tüketici talepleri do ğrultusunda ilgi görmektedir. Az ya ğlı, ya ğ asidi profili de ğiştirilmi ş fonksiyonel katkılar içeren et ürünlerinin geli ştirilmesinde reformülasyon stratejileri en önemli uygulamalardandır. Ya ğın emülsiye edilerek kullanılmasıyla uygulanan reformülasyon stratetejileri, ya ğ ve kolesterol miktarının azaltılması, ya ğ asidi profilininin geli ştirmesi gibi üç temel hedefe yöneliktir. Basit emülsiyonlar et ürünlerinde yaygın olarak kullanılmasına ra ğmen yenilikçi yakla şımlar olarak jel ve çok katlı emülsiyonlar birçok avantaj sa ğlamaktadır. Jel emülsiyonlarda emülsiyonun hidrojel yapı içerisinde tutulması ile teknolojik kalite açısından da daha stabil ürün eldesi mümkün olabilmektedir. Çoklu emülsiyonlar karma şık yapıları sebebiyle jel emülsiyonlara oranla daha dü şük stabilite göstermesine ra ğmen, ya ğın azaltılmasına daha fazla olanak sa ğlaması ve biyoaktif katkıların enkapsülayonu, formülasyona eklenebilecek antioksidanın et matriksinde daha iyi tutulması gibi çe şitli avantajlara sahiptir. Jel ve çok katlı emülsiyonlar gıda endüstrisi açısından yenilikçi yakla şımlar olmakla birlikte, et ürünlerinde kullanımı konusunda kısıtlı çalı şma bulunmaktadır. Bu derlemede et ürünlerinde kullanılan emülsiyon türleri ve et endüstrisinde uygulanabilirli ği hakkında bilgiler sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Emülsiyon, Jel emülsiyon, Çoklu emülsiyon, Et ürünleri Uses of Emulsified Lipid Phases in Meat Product Formulations ABSTRACT In recent years there has been growing consumer interest towards healthier meat products. Reformulation is one of the most important approaches for the development of meat products containing functional and low-fat additives with modified fatty acid profile. Three main goals related to the improvement of fat content using meat reformulation strategies by structured emulsions (simple, gelled and double emulsions) are reduction of total fat, cholesterol and modification of fatty acid profiles. Gel emulsions, a recent technique in formulation of healthier meat products, are systems created through stabilizing of an emulsion in a hydrogel structure. Multiple emulsions present novel approaches in carrying of bioactive compounds and/or reduction of fat in food industry. O/W gel and W 1/O/W 2 multiple emulsions are brand new delivery systems for food industry and so, except a very few research, their utilization in industrial meat products has not been studied extensively. This review provides information on the types of lipid emulsions used in meat products and their applicability in meat industry. Keywords: Emulsion, Gelled emulsion, Double emulsion, Meat products GİRİŞ alarak de ğerlendirmeleri gıda endüstrisinde alternatif fonksiyonel gıda formülasyonları geli ştirme konusundaki Son yıllarda tüketicilerin gıdaları besleyici özelliklerinin çalı şmaların hız kazanmasına yol açmaktadır. Et yanı sıra sa ğlık üzerine olan etkilerini de göz önüne endüstrisinde daha sa ğlıklı formülasyonların 95 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 geli ştirilmesi konusundaki çalı şmalar; ya ğ, kolesterol ve Emülsiyonlara antioksidan katkıların eklenmesi ile tuz miktarının azaltılması, ya ğ asidi profilinin doymamı şlık oranı yüksek olan bitkisel ya ğlar de ğiştirilmesi, biyoyararlılı ğın arttırılması, prebiyotik ve kullanıldı ğında lipid oksidasyonu da probiyotikler, vitaminler, mineraller ve do ğal yava şlatılabilmektedir. Et ürünlerinde emülsifiye edilmiş antioksidanlar gibi katkıların kullanılması konularında ya ğların kullanımıyla az ya ğlı, ya ğ asidi kompozisyonu yo ğunla şmı ştır [1]. Toplam ya ğ miktarının azaltılması, de ğiştirilmi ş, daha sa ğlıklı et ürünlerinin üretimi doymu ş ya ğ asitleri ve kolesterol miktarının azaltılması gerçekle ştirilebilmektedir [2]. Yapılan çe şitli çalı şmalarda ya ğ modifikasyon teknikleri ile mümkün olabilmektedir emülsifiye et ürünleri formülasyonlarında ya ğ miktarının [2-4]. azaltılması amacıyla hayvansal ya da bitkisel ya ğlarla (fındık, mısır, ayçiçek, soya ve zeytinya ğı vb.) Ya ğ et ürünlerinde görünüm, lezzet, tekstür, a ğız hissi, hazırlanan emülsiyonların kullanılabilece ği sululuk ve ısı transferi gibi birçok parametre üzerinde öngörülmü ştür [9-11]. Et ürünlerinde hayvansal ya ğın etkili olmaktadır [2, 4, 5]. Ya ğın miktarının azaltılması, emülsifiye ya ğlar ile ikamesinde basit (O/W) ürünün kabul edilebilirli ğini yüksek oranda etkilemektedir emülsiyonlar [10, 12, 13], jel emülsiyonlar [11, 14] ve [6, 7]. Et ürünlerinde toplam kaliteyi etkilemeksizin ya ğ çok katlı (W 1/O/W 2) emülsiyonlar [9, 15, 16] konusunda miktarını azaltmak amacıyla çe şitli yakla şımlar ortaya yapılan çe şitli çalı şmalar bulunmaktadır. konulmaktadır. Bunlar içerisinde nispeten ya ğsız hammadde kullanılması, eklenen su miktarının Et Ürünlerinde Basit Emülsiyonların Kullanılması arttırılması, ya ğ ikamesi olarak ve formülasyondaki fazla suyu absorbe edebilmek amacıyla bitkisel ve hayvansal Yapılan çe şitli çalı şmalarda emülsifiye et ürünleri kaynaklı çe şitli protein ve polisakkaritlerin kullanılması, formülasyonlarında ya ğ miktarı ve doymu ş ya ğ asitleri ya ğın emülsifiye edilerek kullanılmasıyla formülasyonda oranının azaltılması amacıyla bitkisel ya ğlar (fındık, ya ğ miktarının seyreltilerek azaltılmasıdır örnek olarak mısır, ayçiçek, soya ve zeytinya ğı vb.) ile hazırlanan verilebilir [4]. Et ürünlerinde ya ğ kayna ğı olarak, bitkisel emülsiyonların kullanılabilece ği, bu sayede ya ğ ve/veya hayvansal ya ğlar ile hazırlanan emülsiyonların miktarının azaltılmasıyla ortaya çıkan kalite kullanılması ya ğ miktarının azaltılması ve ya ğ asitleri problemlerinin önlenerek duyusal kalitenin modifikasyonuna olanak sa ğlamaktadır [4]. geli ştirilmesinin mümkün olabilece ği çe şitli çalı şmalarla ortaya konmu ştur [17-21]. Genel anlamda “emülsiyon”, birbiriyle karı şmayan iki sıvıdan (genellikle ya ğ ve su) birinin di ğeri içerisinde Basit emülsiyonların kullanımıyla et ürünlerinde küçük damlacıklar halinde da ğılmasıyla olu şan yapı doymamı ş ya ğ asitleri oranının artırılması sa ğlanırken, olarak tanımlanmaktadır. Gıda emülsiyonlarının ço ğu beslenme otoritelerince önerilen n-6/n-3 oranının emülsiyon içerisinde damlacık olu şturan faz (kesikli faz), azaltılması mümkün olabilmektedir. Kuru fermente damlacıkları çevreleyen faz (sürekli faz) ve ara yüzey sosislerde keten tohumu ya ğı ve soya protein izolatı ile olmak üzere farklı fizikokimyasal özelliklere sahip üç hazırlanan O/W emülsiyonu kullanılarak üründeki bölgeden olu şmaktadır [8]. Emülsiyonlar sürekli ve doymamı ş ya ğ asitleri miktarı arttırılırken; soya proteini kesikli fazlarına göre ya ğ içinde-su emülsiyonları (W/O) ve balık ya ğı ile hazırlanan O/W emülsiyonların ve su içinde-ya ğ emülsiyonları (O/W) olmak üzere basit kullanımıyla n-6/n-3 oranının 2.97’ye dü şürülmesi emülsiyonlar ve su içinde-ya ğ içinde-su (W1/O/W2) ve sa ğlanmı ştır [22, 23]. Fermente sosislerde keten ya ğ içinde-su içinde -ya ğ (O 1/W/O2) çoklu emülsiyonları tohumu/kanola ya ğı ve sodyum kazeinat içeren O/W olmak üzere iki ana grupta toplanmaktadır [8]. Bu emülsiyonu kullanılarak n-6/n-3 oranında azalma derlemede et ürünlerinde kullanılan emülsiyon türleri ve sa ğlanırken, keten tohumu ya ğı içeren örneklerde 45 et endüstrisinde uygulanabilirli ği hakkında genel bir günlük depolama sonrasında TBA de ğerinde belirgin bakı ş açısı sunulmaktadır. artı ş gözlenmi ştir [24]. Kuru fermente sosislerde keten tohumu ve alg ya ğının soya protein izolatı ile hazırlanan ET ÜRÜNLER İNDE EMÜLS İFİYE YA ĞLARIN emülsiyonun domuz ya ğı ile %25 oranında ikamesinin n- KULLANILMASI 6/n-3 oranının 15.7’den 1.96’ya dü şürdü ğü, yapılan çalı şmada emülsiyon formülasyonuna antioksidan Daha sa ğlıklı et ürünleri üretiminde ya ğ ve kolesterol eklenmesinin lipid oksidasyonunun yava şlatılmasında miktarının azaltılması ile ya ğ asidi profilinin de ğiştirilmesi etkili oldu ğu bulgulanmı ştır [25]. temel stratejilerdendir. Ya ğın ürün formülasyonundaki oranının azaltılması ve ya ğ asidi profilinin de ğiştirilmesi Et ürünlerinde ya ğın do ğrudan azaltılması ve bitkisel doymamı ş ya ğ asitlerince zengin bitkisel ya ğların kaynaklı ya ğ kullanımı sonucu olu şabilecek teknolojik ve emülsifiye edilerek kullanımıyla mümkün olabilmektedir duyusal kalite problemleri önceden emülsifiye edilmi ş [3]. Emülsifiye edilmi ş ya ğ kaynaklarının kullanımıyla O/W emülsiyonların kullanımıyla kısmen önlenebilmekte bitkisel ya ğların do ğrudan formülasyona eklenmesiyle olup; yapılan bir çalı şmada frankfurter tipi sosislerde üretim sırasında olu şabilecek teknolojik kalite zeytinya ğı, sodyum kazeinat, soya proteini izolatı ve problemlerinin önlenebilmesinin yanı sıra et ürünlerinin mikrobiyal transglutaminaz ile hazırlanan O/W oksidatif kararlılı ğının da arttırılabilmesi emülsiyonların hayvansal ya ğ ile ikame edilmesi sonucu sa ğlanabilmektedir. Hayvansal ya da bitkisel ya ğların duyusal parametreler etkilenmeden ya ğ ve su ba ğlama protein ve/veya karbonhidrat bazlı emülgatörler kapasitesi daha yüksek olan ürünler geli ştirilmi ştir [26]. varlı ğında emülsifiye edilerek kullanılması ile et Model sistem et emülsiyonlarına üzüm çekirde ği ve soya matriksinin su ve ya ğ ba ğlama kapasitesi arttırılarak su ya ğı ile hazırlanan O/W emülsiyonun hayvansal ya ğ ile ve ya ğın sistemde tutulması sa ğlanabilmekte, %30 oranında ikame edilmesiyle pi şme kaybı artarken, 96 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 emülsiyon stabilitesinin azaltıldı ğı bildirilmi ştir [27]. yumu şama saptanmı ştır [13]. Tavuk ci ğer ezmesinde Yapılan bir çalı şmada üzüm çekirde ği/ayçiçe ği ya ğı ile ayçiçek/kanola ya ğı ve sodyum kazeinat ile hazırlanan hazırlanan O/W emülsiyonların %20’ye kadar hayvansal O/W emülsiyonların kullanımıyla mikroyapının ya ğ ile ikame edildi ğinde duyusal parametrelerde iyile ştirilerek sürülebilirli ğin arttırıldı ğı ve pi şirme olumsuz etki görülmedi ği vurgulanmı ştır [28]. Dana kayıplarının azaltılabilece ği bildirilmi ştir [10]. Et sosislerinde hayvansal ya ğ yerine fındık ya ğı ve ürünlerinde O/W emülsiyonların kullanıldı ğı çalı şmalar kazeinat içeren O/W emülsiyonların kullanımıyla dokuda Tablo.1’de özetlenmi ştir. Tablo 1. Et ürünlerinde O/W emülsiyonların kullanıldı ğı çalı şmalar Ürün Uygulama Bulgular Kaynak • Yağ asidi profilinde de ğişim sa ğlamı ştır. Kuru fermente Keten tohumu ya ğı + • Emülsiyon kullanılan örneklerde depolama periyodu [22] sosis (chorizo) soya protein izolatı boyunca ya ğ oksidasyonu kontrol örneklerine yakın bulunmu ştur. • Emülsiyon kullanılan örneklerde n-6/n-3 oranı Kuru fermente Balık ya ğı + soya azaltılmı ştır. [23] sosis (chorizo) proteini • Emülsiyon kullanılan örneklerde BHA ve BHT kullanımıyla oksidasyon yava şlatılmı ştır. • Keten tohumu ya ğı kullanılan örneklerde n-6/n-3 Keten tohumu oranında azalma gözlenmi ştir. Fermente ya ğı/kanola ya ğı + • ğ [24] sosis 45. günden itibaren keten tohumu ya ı ön emülsiyonu sodyum kazeinat kullanılan gruplarda TBARS, peroksit ve n-hegzanal de ğerlerinde belirgin artı ş saptanmı ştır. • Emülsiyon kullanılan gruplarda n-6/n-3 oranı Keten tohumu veya Kuru fermente azaltılmı ştır. alg ya ğı + soya [25] sosis (Chorizo) • ğ protein izolatı Emülsiyonlarda do al antioksidan kullanımı lipid oksidasyonunun engellenmesinde etkili olmu ştur. • Emülsiyon kullanımı örneklerde nem, pH ve protein Üzüm çekirde ği ya ğı çözünürlü ğünü arttırmı ştır. Et emülsiyonu [27] + soya protein izolatı Artan emülsiyon miktarı, pi şirme verimi ve emülsiyon stabilitesini dü şürmü ştür. • Emülsiyon kullanımı ile doymamı ş ya ğ asidi oranı arttırılmı ştır. Fındık ya ğı + • Sosislerde emülsiyon stabilitesi ve su tutma kapasitesi Dana sosis [13] kazeinat yükselmi ştir. • Emülsiyon kullanımının dokuda yumu şamaya neden oldu ğu belirlenmi ştir. Tavuk ci ğeri • Emülsiyon kullanımı ile MUFA ve PUFA miktarı [10] ezmesi Ayçiçek ve kanola arttırılmı ştır. ya ğı +sodyum • Mikro-yapının iyile şmesini sa ğlayarak sürülebilir özelli ği kazeinat arttırmı ş, pi şirme kayıplarını azaltmı ştır. Et Ürünlerinde Jel Emülsiyonların Kullanılması yöntemlerle sa ğlanabilmektedir. Sıcak jelle şme için bazı polisakkaritler ve proteinler, so ğuk jelle şme için ise Jel emülsiyon sistemleri et ürünlerini de kapsayan polisakkaritler, proteinler ve enzimler kullanılabilir [30]. sa ğlıklı gıda formülasyonlarının olu şturulmasında Jel emülsiyonlar; ısıtma, enzim aktivasyonu ve yenilikçi bir yakla şımdır [29]. Jel emülsiyonlar; emülsiyon asidifikasyon gibi prosesler ile yumu şak-katı bir ve jel yapılarını bir arada bulunduran kolloidal özellikte materyale dönü şebilen protein bazlı O/W veya W/O olmaları nedeniyle karma şık bir yapıya sahip, a ğ yapısı emülsiyonlar olup; emülsiyonların fonksiyonel ile jel, mekanik özellikleri ile katı davranı ş gösteren performansı O/W veya W/O emülsiyonlarının sürekli sistemlerdir. Emülsiyon jel üretimi proteinlerle stabilize hidrojel faz içine yerle ştirilmesiyle kontrol edilebilmekte edilen emülsiyon olu şumu esasına dayanır. Sıvı halde ve bu yapı hidrojel emülsiyon matriksinin olu şumu ile bulunan emülsiyonun jel hale gelebilmesi emülsiyon sonlanmaktadır [31]. Isıl i şlem, enzim uygulaması ve damlacıklarının kümelenmesi ya da sürekli fazının asitlendirme gibi yöntemlerle proteinler ile stabilize jelle ştirilmesi ile mümkün olmaktadır [30]. Jel edilen jel emülsiyonların hazırlanmasında süt, soya ve emülsiyonlar iki basamaklı üretim prosesiyle elde yumurta kaynaklı proteinler kullanılabilirken; edilirler. Jel emülsiyon üretiminde ba şlangıç a şaması polisakkaritlerle stabilize edilen jel emülsiyonların tipik olarak iç fazda proteinle stabilize edilen likit hazırlanmasında, aljinat (kalsiyum iyonları ilavesiyle), emülsiyon üretimini içerir. İkinci a şamada karragenan ve inülin gibi katkılar kullanılabilmektedir gerçekle ştirilen jelle şme i şlemi ise enzim uygulaması [30, 32]. Et ürünlerinde O/W jel emülsiyonların (transglutaminaz), asidifikasyon (so ğuk jelle şme) ve kullanıldı ğı çalı şmalar Tablo 2’de özetlenmi ştir. sıcaklık uygulaması (sıcak jelle şme) gibi farklı 97 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 Tablo 2. Et ürünlerinde O/W jel emülsiyonların kullanıldı ğı çalı şmalar Ürün Uygulama Bulgular Kaynak Zeytinya ğı, keten tohumu ya ğı ve • Farklı oranlarda bitkisel ve hayvansal ya ğlar balık ya ğı; soya protein izolatı, kullanılarak hazırlanan O/W jel sodyum kazeinat ve mikrobiyal ğ Frankfurter emülsiyonlarının hayvansal ya ile ikame transglutaminaz (MTG) kullanılarak edilmesinin raf ömrünü ve kaliteyi olumsuz [33] sosis farklı formülasyonlardan olu şan etkilemedi ği tespit edilmi ştir. O/W jel emülsiyonların domuz ya ğı yerine kullanılması • Domuz ya ğının O/W jel emülsiyonla yer Keten tohumu ya ğının karragenan Bologna de ğiştirilmesi ile duyusal özellikleri kontrol kullanılarak O/W jel emülsiyon [34] salam örnekleriyle e şde ğer, doymamı ş ya ğ halinde kullanılması asitlerince zengin ürün elde edilmi ştir. • Jel emülsiyon kullanılan örneklerde toplam ya ğ miktarı, kolesterol ve doymu ş ya ğ asitleri Ayçiçek ya ğı ve karragenan miktarı azaltılmı ştır. kullanılarak hazırlanan jel • Jel emülsiyon içeren örneklerde, kontrol Köfte emülsiyonların %25, 50, 75 ve 100 [35] grubuna kıyasla lipid ve kolesterol oranında domuz ya ğı ikamesi oksidasyon ürünleri daha dü şük bulunmu ştur. olarak kullanımı • Duyusal özelliklerin kontrol örnekleri aynı oldu ğu tespit edilmi ştir. • Örneklerde ya ğ miktarının azaltıldı ğı Balık ya ğının, MTG, sodyum saptanmı ştır. kazeinat ve pektin kullanılarak O/W Sosis • Jel emülsiyon içeren örneklerde TBA [11] jel emülsiyon halinde domuz ya ğı de ğerleri, O/W emülsiyon içeren örneklere ikamesi olarak kullanımı. kıyasla daha dü şük bulunmu ştur. • O/W jel emülsiyonlar kullanılarak ürünün ya ğ miktarı %40 oranında azaltılmı ş, ya ğ asitleri Domuz ya ğı yerine, zeytinya ğı; kompozisyonu modifikasyonu Frankfurter chia tohum/unu, MTG, aljinat veya gerçekle şmi ştir. [36] sosis jelatin ile hazırlanan O/W jel • Jelatin içeren jel emülsiyon gruplarında emülsiyonların kullanımı. örneklerin TBA de ğeri daha dü şük bulunmu ştur. Domuz ya ğı yerine, zeytinya ğı; • O/W jel emülsiyonlarla hazırlanan ürünlerin Frankfurter chia tohum/unu, MTG, aljinat veya oksidatif stabiliteleri yüksek bulunmu ştur. [37] sosis jelatin ile hazırlanan O/W jel • Daha sa ğlıklı ve duyusal özellikleri emülsiyonların kullanımı geli ştirilmi ş ürünler elde edilmi ştir. • %39.5 O/W jel ikamesi ile α-linolenik asit Keten tohumu ya ğı, karrageenan Kuru miktarı arttırılmı ştır. ile hazırlanan O/W jel emülsiyonun Fermente • O/W jel emülsiyon içeren örnekler oksidatif [38] domuz ya ğı ikamesi olarak Sosis kullanımı stabilite ve duyusal özellikler bakımından kontrol örnekleri ile benzer bulunmu ştur. • O/W jel emülsiyonun %50 oranına kadar sı ğır Model Zeytinya ğı, inülin ve jelatin ile ya ğı ikamesi olarak kullanımıyla pi şme Sistem et hazırlanan O/W jel emülsiyonun veriminde artı ş gözlenirken, su tutma [39] emülsiyonu sı ğır ya ğı ikamesi olarak kullanımı kapasitesi ve emülsiyon stabilitesi de ğerleri kontrol örneklerinden farklılık göstermemi ştir. • Jel emülsiyon içeren örneklerde, O/W jel Zeytinya ğı, inülin ve jelatin ile emülsiyonun %50 oranında sı ğır ya ğı ikamesi Tavuk köfte hazırlanan O/W jel emülsiyonun [40] olarak kullanımıyla pi şme verimi, su tutma sı ğır ya ğı ikamesi olarak kullanımı kapasitesinde artı ş gözlenmi ştir. Tabloda özetlendi ği gibi jel emülsiyonların et ürünlerinde olarak O/W emülsiyonlara ve kontrole kıyasla TBA kullanımıyla ilgili az sayıda çalı şma bulunmakla birlikte, de ğeri daha dü şük [11, 34], %50 oranında ikamesiyle bu çalı şmalarda jelle ştirici ajan olarak karragenan, teknolojik kalite açısından kontrole e şde ğer ürün jelatin, soya proteini izolatı ve sodyum kazeinat eldesinin [34, 37] mümkün oldu ğu bulunmu ştur. kullanımı konusunda yo ğunla şılmı ştır. Ya ğ kayna ğı olarak jel emülsiyon kullanılarak ya ğ miktarının Et Ürünlerinde Çok Katlı Emülsiyonların Kullanımı azaltılması ve çoklu doymamı ş ya ğ asitlerince zengin ya ğların kullanımıyla ya ğ asidi profilinin geliştirilmesinin Çoklu emülsiyonlar dü şük termodinamik stabilite ile yanı sıra [11, 36], oksidatif stabilite açısından ya ğ karakterize edilen, karma şık da ğılım gösteren miktarının azaltılması ve jel emülsiyon kullanımıyla ili şkili sistemlerdir. Genel anlamda çoklu emülsiyon, 98 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 ‘’emülsiyonun emülsiyonu’’ olarak tanımlanmakta olup; çevrelemektedir [8]. Çoklu emülsiyonlarda iki çe şit ara ya ğ içinde su (W/O) ve su içinde ya ğ (O/W) yüzey bulundu ğu için, formülasyonda tipik olarak iki ayrı morfolojilerinin bir arada bulundu ğu emülsiyonlardır. İki emülgatör kullanılması gerekmektedir. Bunlardan bir ana tipi bulunmakta olup; W1/O/W2 (su içinde- ya ğ tanesi iç damlacıkları (birincil emülsiyon), di ğeri dı ş içinde- su) ya da O1/W/O2 (ya ğ içinde-su içinde- ya ğ ) damlacıkları (ikincil emülsiyon) stabilize etmek için olarak ayrılabilir [41-43]. Tek katlı bir emülsiyonda kullanılmaktadır [43, 44]. İçteki su damlacıklarını yalnızca iki adet kütle fazı ve tek bir ya ğ-su ara yüzeyi stabilize etmek için ya ğda çözünür özellikte bir vardır. Çoklu bir emülsiyonda ise üç ayrı kütle fazı ve iki emülgatör, ya ğ damlacıklarını stabilize etmek için ise adet ya ğ-su ara yüzeyi bulunmaktadır. W 1/O/W2 tipi bir suda çözünür özellikte bir emülgatöre ihtiyaç emülsiyonda W 1 iç su fazı ve W 2 dı ş su fazını duyulmaktadır [8]. Çok katlı emülsiyonların iki basamaklı olu şturmaktadır. W 1-O tabakası iç su damlacıklarını emülsifikasyon yöntemi ile olu şturulması Şekil 1‘de çevrelemekte, O-W2 tabakası ise ya ğ damlacıklarını gösterilmektedir [9]. Şekil 1. Çok katlı emülsiyonların iki basamaklı emülsifikasyon yöntemiyle hazırlanması [8] Emülgatörler kullanılarak hazırlanan çok katlı kullanımının ise et matriksindeki proteinleriyle etkile şimi emülsiyonlarda görülen asıl problem uzun süreli stabilite sonucunda iç su yerine dı ş su fazında daha etkin oldu ğu ve su salınımıdır. Çoklu emülsiyonların davranı şları [45- belirtilmi ştir. Et ürünlerinde çoklu emülsiyonların 47] ve gıdalarda kullanımı üzerine ara ştırmalar kullanımı yakla şımı sonucunda %60’a kadar ya ğ bulunmakta olup [48, 49]; W1/O/W 2 emülsiyonların azaltımının ve ya ğ asidi profilinin geli ştirilmesi gıdalarda kullanımı; çe şitli aromaları, biyoaktif bile şikleri sa ğlanabilmektedir [9, 15]. Oksidatif kararlılık veya hassas gıda bile şenlerini enkapsüle etmek ve daha gözlendi ğinde [9] çoklu emülsiyon kullanımıyla sa ğlıklı, ya ğı azaltılmı ş ürünlerin üretimine olanak emülsiyon stabilitesi ve oksidatif kararlılı ğın yüksek daha sa ğlanması olmak üzere iki temel stratejiye sa ğlıklı, ya ğ asidi profili geli ştirilmi ş ürün eldesinin dayanmaktadır [43, 44].Ya ğı azaltılmı ş ürünlerde ya ğ mümkün oldu ğunu bildirmi ştir. yerine W 1/O/W 2 çoklu emülsiyonları kullanılarak, standart yöntemlerle üretilmi ş emülsifiye gıda ürünlerine SONUÇ eşde ğer duyusal kalitede ürünlerin elde edilebilece ği öngörülmektedir [43]. W1/O/W 2 emülsiyonlarının aynı Son yıllarda tüketicilerin bilinç düzeyi ve zamanda, dı ş fazda (sürekli faz) su içermesi nedeniyle beklentilerindeki de ğişimlerle birlikte, gıda endüstrisinde ürünlerde lezzet hissini geli ştirmesi [44] ve ya ğ ya ğı azaltılmı ş ve fonksiyonel bile şenlerce oksidasyonunu önlemesi [50-52] gibi etkileri de zenginle ştirilmi ş, daha sa ğlıklı et ürünlerinin formüle belirtilmi ştir. Et ürünlerinde çoklu emülsiyonların edilmesi konusundaki Ar-Ge çalı şmaları hız kazanmı ştır. kullanımı sınırlı sayıda olup tablo 3’de özetlenmi ştir. Et ürünlerinde ya ğ; görünüm, sululuk, lezzet ve tekstür gibi kalite kriterlerini önemli derecede etkileyen bir Çoklu emülsiyonların et ürünlerinde kullanımıyla ilgili bile şen olup, formülasyonda ya ğ oranının azaltılması yapılan kapsamlı literatür taraması sonucunda kısıtlı ve/veya ya ğ asitleri kompozisyonunun modifikasyonunu sayıda çalı şma oldu ğu görülmekte olup bu çalı şmaların sa ğlayan bitkisel ya ğların do ğrudan kullanımı, belirtilen model sistem üzerine yo ğunla ştı ğı, fermente et bu kriterlerde olumsuz de ğişikliklere neden olmaktadır. ürünlerinde çoklu emülsiyon kullanılan çalı şma Bu nedenle yenilikçi ya ğ azaltma ve ya ğ asitleri profilinin bulunmadı ğı gözlenmi ştir. Bu çalı şmalarda çoklu modifikasyonu ile ilgili stratejiler konusunda kapsamlı emülsiyon olu şturulma a şamasında emülsifiye edici ajan ara ştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Çe şitli teknikler ile olarak sodyum kazeinat ve peynir altı suyu proteini hazırlanan ya ğ emülsiyonlarının farklı karakteristiklere üzerine yo ğunla şıldı ğı, antioksidan olarak HXT sahip olması, ürün içindeki davranı şlarını da 99 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 etkilemektedir. Hayvansal ya ğın bitkisel ya ğlarla ürünleri geli ştirilmesi amacı do ğrultusunda çözümsel bir hazırlanan basit emülsiyonlara kıyasla daha kompleks yakla şım sunabilece ği gözlemlenmi ştir. yapıdaki farklı türde emülsiyonlar (jel ve çoklu emülsiyonlar) ile ikame edilmesinin, daha sa ğlıklı et Tablo 3. Et ürünlerinde W/O/W çoklu emülsiyonların kullanıldı ğı çalı şmalar Ürün Uygulama Bulgular Kaynak Domuz ya ğı ikamesi olarak zeytinya ğı, • W1/O/W 2 çoklu emülsiyonlarının kullanıldı ğı örneklerin sodyum kazeinat veya yüksek oranda termal ve kremle şme stabilitesine sahip Jel/emülsiyon peynir suyu proteini ile oldu ğu saptanmı ştır. [53] et sistemi hazırlanan W 1/O/W 2 • W1/O/W 2 çoklu emülsiyonlarının et sistemlerine ilavesiyle çoklu emülsiyonların su ve ba ğlama özellikleri geli ştirilmi ştir. kullanımı Chia ya ğı, sodyum • Chia ya ğı ile hazırlanan W 1/O/W 2 çoklu emülsiyonlar kazeinat ve yüksek stabilite göstermi ştir. hidroksitirosol (HXT) • Chia ya ğı kullanılan örneklerde oksidatif de ğişiklikleri daha Model sistem ile hazırlanan yüksek oranda bulunmu ştur. et W1/O/W 2 çoklu • HXT’in çoklu emülsiyonun iç su fazı yerine, eklenen su [16] emülsiyonu emülsiyonların domuz fazında kullanımı ile et proteinleriyle etkile şimine ba ğlı et ya ğı yerine olarak antioksidatif etki daha yüksek bulunmu ştur. kullanımı • Chia ya ğı ilavesiyle doymamı şlık oranının artmasına ba ğlı olarak oksidasyonunun ilerledi ği saptanmı ştır. Perilla ya ğı veya • W /O/W çoklu emülsiyonların ilavesiyle yağ asitleri domuz sırt ya ğının 1 2 kompozisyonu geli ştirilirken, %60 oranında ya ğın sodyum kazeinat ile Sosis azaltılması sa ğlanmı ştır. [15] W /O/W emülsiyon 1 2 • Bitkisel ya ğın do ğrudan kullanıldı ğı örneklerde TBA de ğeri hazırlanarak daha yüksek bulunmu ştur. uygulanması Zeytinya ğının sodyum • Çoklu emülsiyonlar, ya ğ miktarının azaltılması ve ya ğ asidi Model sistem kazeinat ile kompozisyonunu modifikasyonunu sa ğlamı ştır. et [9] W1/O/W 2hazırlanarak • Emülsiyon stabilitesi ve oksidatif kararlılık çoklu emülsiyon emülsiyonu uygulanması kullanımı ile yükseltilmi ştir. KAYNAKLAR [6] Huffman, D.L., Egbert, W. R., 1990. Chemical analysis and sensory evaluation of the developed [1] Jiménez Colmenero, F., Herrero, A., Cofrades, S., lean ground beef products. In Advances in Lean Ruiz-Capillas, C., 2012. Meat and functional foods. Ground Beef Production. Alabama Agric. Ex. Sta. In Y. H. Hui (Ed.), Handbook of meat and meat Bull. No 606. Auburn University, Alabama, USA. processing (2nd Edition). Boca Raton: CRC Press. [7] Giese, J., 1996. Fats, oils and fat replacers. Food Taylor & Francis Group, pp. 225–248. Technology 50(4): 78-83. [2] Jiménez-Colmenero, F., 2007. Healthier lipid [8] Mcclements, D.J., Decker, E.A., Weiss, J., 2007. formulation approaches in meat-based functional Emulsion-Based Delivery Systems for Lipophilic foods. Technological options for replacement of Bioactive Components. Journal of Food Science meat fats by non-meat fats. Trends in Food 72: 109-124. Science & Technology 18: 567-578. [9] Serdaro ğlu, M., Öztürk, B., Urgu, M., 2016. [3] Olmedilla-Alonso, B., Jiménez-Colmenero, F., Emulsion characteristics, chemical and textural Sánchez-Muniz, F.J., 2013. Development and properties of meat systems produced with double assessment of healthy properties of meat and meat emulsions as beef fat replacers. Meat Science 117: products designed as functional foods. Meat 187-195. Science 95: 919-930. [10] Xiong, G., Wang, P., Zheng, H., Xu, X., Zhu, Y., [4] Jiménez-Colmenero, F., Salcedo-Sandoval, L., Zhou, G., 2016. Effects of plant oil combinations Bou, R., Cofrades, S., Herrero, A. M., Ruiz- substituting pork back-fat combined with pre- Capillas, C., 2015. Novel applications of oil- emulsification on physicochemical, textural, structuring methods as a strategy to improve the fat microstructural and sensory properties of content of meat products. Trends in Food Science spreadable chicken liver pate . Journal of Food & Technology 44: 177-188. Quality 39(4):331-341. [5] Keenan, D.F., Resconi, V.C., Kerry, J.P., Hamill, [11] Salcedo-Sandoval, L., Cofrades, S., Ruiz-Capillas, R.M., 2014. Modelling the influence of inulin as a C., Matalanis, A., McClements, J., Decker, E. A., fat substitute in comminuted meat products on their 2015.Oxidative stability of n-3 fatty acids physico-chemical characteristics and eating quality encapsulated in filled hydrogel particles and of pork using a mixture design approach. Meat Science 96: meat systems containing them. Food Chemistry 1384-1394. 184: 207-213. 100 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 [12] Serdaro ğlu, M., Öztürk, B., Kara, A. 2015. An linseed oil-in-water emulsion to be used as a overview of food emulsions: description, functional ingredient in meat products. Meat classification and recent potential applications. Science 85: 373–377. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and [26] Jiménez-Colmenero, F., Herrero, A., Pintado, T., Technology 3(6):430-438. Solas, M.T., Ruiz-Capillas, C., 2010. Influence of [13] Urgu, M., 2013. Ya ğı Azaltılmı ş Sosislerde Su emulsified olive oil stabilizing system used for pork Içinde Fındık Ya ğı Emülsiyonu Ve Fındık Tozu backfat replacement in frankfurters. Food Research Kullanımının Ara ştırılması Tasarımı. Yüksek Lisans International 43: 2068-2076. Tezi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda [27] Choi, Y.S., Choi, J.H., Han, D.J., Kim, H.Y., Lee, Mühendisli ği Anabilim Dalı, Bornova, İzmir. M.A., Kim, H.W., Lee, J.W., Chung, H.J., Kim, C.J., [14] Pintado, T., Herrero, A.M., Ruiz-Capillas, C., Triki, 2010. Optimization of replacing pork back fat with M., Carmona, P., Jimenez-Colmenero, F., grape seed oil and rice bran fiber for reduced-fat 2016a.Effects of emulsion gels containing bioactive meat emulsion systems. Meat Science 84: 212- compounds on sensorial, technological and 218. structural properties of frankfurters. Food Science [28] Asuming-Bediako, N., Jaspal, M.H., Hallett, K., and Technology International 22: 132-145. Bayntun, J., Baker, A., Sheard, P.R., 2014. Effects [15] Freire, M., Bou, R., Cofrades, S., Solas, M. T., of replacing pork backfat with emulsified vegetable Jimenez-Colmenero, F., 2016. Double emulsions to oil on fatty acid composition and quality of UK-style improve frankfurter lipid content: impact of perilla sausages. Meat Science 96: 187-194. oil and pork backfat. Journal of Science of Food [29] Lam, R.S.H., Nickerson, M.T., 2013. Food proteins: and Agriculture DOI:10.1002/jsfa.7163. A review on their emulsifying properties using a [16] Cofrades, S., Santos-Lopez, J.A., Freire, M., structure–function approach. Food Chemistry 141: Benedi, J., Sanchez-Muniz, Jimenez-Colmenero, 975–984. F., 2014. Oxidative stability of meat systems made [30] Dickinson, E., 2012. Emulsion gels: the structuring with W1/O/W2 emulsions prepared with of soft solids with protein-stabilized oil droplets. hydroxytyrosol and chia oil as lipid phase. LWT - Food Hydrocolloids 28: 224-241. Food Science and Technology 59: 941-947. [31] Sato, A.C.K., Moraes, K.E.F.P., Cunha, R.L., 2014. [17] Erta ş, A.H., Karaba ş, G., 1998. Ayçiçek yagı ile Development of gelled emulsions with improved frankfurter tipi sosis üretimi üzerinde ara ştırma. oxidative and pH stability. Food Hydrocolloids 34: Turkish Journal of Agriculture and Forestry 22: 184-192. 235-240. [32] Paradiso, V. M., Giarnetti, M., Summo, C., [18] Pappa, I.C., Bloukas, J.G., Arvanitoyannis, I.S., Pasqualone, A., Minervini, F., Caponio, F., 2015. 2000. Optimization of salt, olive oil and pectin level Production and characterization of emulsion filled for low-fat frankfurters produced by replacing pork gels based on inulin and extra virgin olive oil. Food backfat with olive oil. Meat Science 56: 81-88. Hydrocolloids 45: 30-40. [19] Vural, H., Javidipour, I., Ozbas, O.O., 2004. Effects [33] Delgado- Pando, G., Cofrades, S., Ruiz –Capillaz, of interesterified vegetable oils and sugar beet fiber C., Solas, M. T., Triki, M., Jimenez- Colmenero, F., on the quality of frankfurters. Meat Science 67: 65- 2011. Low-fat frankfurters formulated with a 72. healthier lipid combination as functional ingredient: [20] Özvural, E.B., Vural, H., 2008. Utilization of Microstructure, lipid oxidation, nitrite content, interesterified oil blends in the production of microbiological changes and biogenic amine frankfurters. Meat Science 78: 211-216. formation. Meat Science 89: 65- 71. [21] Zorba, Ö., Kurt, Ş., Gençcelep, H., 2005. The [34] Poyato, C., Ansorena, D., Berasategi, I., Navarro- effects of different levels of skim milk powder and Blascol, Astiasaran, I., 2014. Optimization of a whey powder on apparent yield stress and density gelled emulsion intended to supply u-3 fatty acids of different meat emulsions. Food Hydrocolloids 19: into meat products by means of response surface 149–155. methodology. Meat Science 98: 615-621. [22] Valencia, I., Ansorena, D., Astiasaran, I., 2006a. [35] Poyato, C., Astiasaran, I., Barriuso, B., Ansorena, Stability of linseed oil and antioxidants containing D., 2015. A new polyunsaturated gelled emulsion dry fermented sausages: A study of the lipid as replacer of pork back-fat in burger patties: Effect fraction during different storage conditions. Meat on lipid composition, oxidative stability and sensory Science 73: 269-277. acceptability. LWT - Food Science and Technology [23] Valencia, I., Ansorena, D., Astiasaran, I., 2006b. 62: 1069-1075. Nutritional and sensory properties of dry fermented [36] Pintado, T., Herrero, A.M., Ruiz-Capillas, C., Triki, sausages enriched with n − 3 PUFAs. Meat Science M., Carmona, P., Jimenez-Colmenero, F., 2016a. 72: 727-733. Effects of emulsion gels containing bioactive [24] Pelser, M.W., Linssen, C.P.H., Legger, A., Houben, compounds on sensorial, technological and J.H., 2007. Lipid oxidation in n−3 fatty acid structural properties of frankfurters. Food Science enriched Dutch style fermented sausages. Meat and Technology International 22: 132-145. Science 75: 1–11. [37] Pintado, T., Ruiz-Capillas, C., Jimenez-Colmenero, [25] de Ciriano, G.I.M., Rehecho, S., Calvo, M.I., F., Carmona, P., Herrero, A.M., 2016b. Oil-in-water Cavero, R.Y., Navarro, I., Astiasaran, I., Ansorena, emulsion gels stabilized with chia ( Salvia hispanica D., 2010. Effect of lyophilized water extracts of L) and cold gelling agents: technological and Melissa officinalis on the stability of algae and 101 M. Karabıyıko ğlu, M. Serdaro ğlu Akademik Gıda 15(1) (2017) 95-102 infrared spectroscopic characterization. Food [45] Florence, A.T, Whitehill D., 1982. The formulation Chemistry 185: 470-478. and stability of multiple emulsions. Int J Pharm [38] [38] Alejandre, M., Poyato, C., Ansorena, D., 1982(11): 277-308. Astiasaran, I., 2016. Linseed oil gelled emulsion: A [46] Garti, N, Bisperink, C., 1998. Double emulsions: successful fat replacer in dry fermented sausages. progress and applications. Current Opinion in Meat Science 121:107-113. Colloid and Interface Science (3): 657–67. [39] Serdaro ğlu, M., Nacak, B., Karabıyıko ğlu, M., [47] Dickinson E., McClements D.J., 1996. Water–in-oil- Keser, G., 2016. Effects of partial beef fat in-water multiple emulsions. Advances in food replacement with gelled emulsion on functional and colloids. London: Blackie Academic and quality properties of model system meat emulsions. Professional; 280–300p. Korean Journal for Food Science of Animal [48] Garti, N., Benichou, A., 2004. Recent Resource 36(6): 744-751. developments in double emulsions for food [40] Karabıyıko ğlu, M., Keser, G., Nacak, B., applications. In: Friberg E, Larsson K, Sjöblom J, Serdaro ğlu, M., 2016. Effects of partial beef fat editors. Food emulsions. New York: Marcel Decker; replacement with gelled emulsion on functional and 353–412p. quality properties of chicken patties, 2nd Food [49] Muschiolik, G., 2007. Multiple emulsions for food Structure Design Congress (FSD), 26-28 October, use. Current Opinion in Colloid & Interface Science Antalya, Turkey. 12: 213–220. [41] Benichou, A., Aserin, A., Garti, N., 2004. Double [50] Choi, S.J., Decker, E.A., McClements D.J., 2009. emulsions stabilized with hybrids of natural Impact of iron encapsulation within the interior polymers for entrapment and slow release of active aqueous phase of water-in-oil-in-water emulsions matters. Advances in Colloid and Interface Science on lipid oxidation. Food Chemistry 116: 271–276. 20 : 108-109: 29-41. [51] O’regan, J., Mulvihill, D.M., 2010. Sodium [42] Benichou, A., Aserin, A., Garti, N., 2007. O/W/O caseinate-maltodextrin conjugate stabilized double double emulsions stabilized with wpi– emulsions: encapsulation and stability. Food polysaccharide conjugates. Colloids and Surfaces Research International 43: 224-231. A: Physicochemical and Engineering Aspects [52] Flaiz, L., Freire, M., Cofrades, S., Mateos, R., 297(1-3): 211–220. Weiss, J., Jiménez-Colmenero, F., Bou, R., 2016. [43] Dickinson, E., 2011. Double Emulsions Stabilized Comparison of simple, double and gelled double By Food Biopolymers. Food Biophysics 6(1): 1-11. emulsions as hydroxytyrosol and n-3 fatty acid [44] De Cindio, B., Grasso, G., Cacace, D., 1991. delivery systems . Food Chemistry 213: 49–57. Water-in-oil-in-water double emulsions for food [53] Cofrades, S., Antoniou, I., Solas, M.T., Herrero, applications: yield analysis and rheological A.M., Jimenez- Colmenero. F., 2013. Preparation properties. Food Hydrocolloids 4(5): 339–353. and impact of multiple (water-in-oil-in-water) emulsions in meat systems. Food Chemistry 141: 338–346. 102 Akademik Gıda ® / Academic Food Journal ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Akademik Gıda Dergisi Yazım Kuralları Akademik Gıda dergisi gıda bilimi ve teknolojisi Editörler (i) dergi kapsamı dı şında olan, (ii) teknik alanında hazırlanmı ş özgün ara ştırma ve derleme açıdan yetersiz, (iii) kendi içerisinde bütünlük ve makalelerin yayınlandı ğı hakemli bir dergidir. tutarlılık arz etmeyen sonuçlar içeren veya (iv) kötü Ara ştırma notu, mini derleme, görü ş ve editöre mektup yazılmı ş çalı şmaları do ğrudan reddetme hakkına gibi yazılar da yayın için de ğerlendirilir. Dergi 3 ayda bir sahiptir. basılmakta olup 4 sayıda bir cilt tamamlanır. Dergide Türkçe ve İngilizce makaleler yayınlanır. Hızlandırılmı ş Makale Basımı Akademik Gıda dergisinde yayınlanması istenen Dergide “yayımlanmak üzere kabul edilen makalelerin”, çalı şmalar derginin www.academicfoodjournal.com derginin takip eden ilk sayısında yayımlanmasını talep web sayfasında bulunan elektronik makale gönderim eden yazar(lar)ın yayıncı kurulu şa makale ba şına sistemi üzerinden gönderilmelidir. E-posta ile 750 TL ücret ödemesi gerekmektedir. Bu durum gönderilen makaleler de ğerlendirilmeyecektir. hızlandırılmı ş basım talebi olmayan makaleler için Elektronik makale gönderim sistemi ile ilgili sorularınız geçerli olmayıp, Akademik Gıda dergisinde makale için [email protected] e-posta adresinden editörle basımı için yazar(lar)dan herhangi bir ücret talep irtibata geçebilirsiniz. edilmemektedir. • Gönderilecek çalı şmanın dergide hangi tür makale Çalı şmaların Hazırlanması olarak (Ara ştırma Makalesi, Derleme Makale, Ara ştırma Notu, Mini Derleme, Görü ş ve Editöre 1. Çalı şmalar A4 boyutunda hazırlanmalı, üstten 2.45 Mektup) yayınlanması istendi ği yazar(lar) tarafından cm, alttan 2.45 cm, sa ğ ve soldan 1.75 cm bo şluk mutlaka belirtilmelidir. bırakılmalı ve tek kolon olarak hazırlanmalıdır. Metin • Yazar(lar) tarafından çalı şmayı de ğerlendirilebilece ği çift satır aralıklı yazılmalı, paragraflar arasında tek satır dü şünülen ve yazar(lar)la çıkar çatı şması/çakı şması bo şluk bırakılmalıdır. Metinde bütün satırlar (sürekli) olmayan en az 3 potansiyel hakem ileti şim bilgileri de numaralandırılmalıdır. (yazı şma adresi, e-posta ve telefon numarası) verilerek önerilmelidir. Önerilecek hakemler yazarın 2. Çalı şma ba şlı ğı 14 punto Arial, koyu, küçük harflerle kendi kurumu dı şından olmalıdır. ve ortalanmı ş olarak yazılmalıdır. Ba şlıktan sonra bir • Gönderilecek çalı şmalar yazım ve imla hataları satır bo şluk bırakılmalı (11 punto); yazar isimleri içermemelidir. İngilizceden Türkçeye tercüme edilen (yalnızca ilk harfler büyük) 10 punto Arial ve ortalanmı ş teknik terimler “Gıda Mühendisli ği Teknik Terimler olarak verilmelidir. Yazarların adresleri, telefon ve faks Rehberi”nde [Gıda Mühendisleri Odası, Kitaplar bilgileri ile yazı şmalardan sorumlu yazarın e-posta Serisi No: 17, Filiz Matbaacılık, Ankara, 232s, ISBN: adresi hemen alt satırda 9 punto Arial, ilk harfler büyük 978-9944-89-407-4] tavsiye edilen şekliyle olacak şekilde ve ortalanmı ş olarak yazılmalıdır. kullanılmalıdır. Yazarların çalı ştıkları kurulu şlar (ve/veya adresler) • Gönderilen çalı şmaların daha önce hiç bir yerde farklı ise her bir yazar isminin sonuna rakamlarla üst yayınlanmadı ğı yazar(lar) tarafından garanti indis konulmalıdır. edilmelidir. • Çalı şmanın özgünlü ğü ve çalı şma ile igili her türlü 3. Metin içindeki kısımların ba şlıkları (ÖZ, ABSTRACT, etik hususdan yazar(lar) sorumludur. GİRİŞ vb.) 10 punto Arial ve koyu olarak büyük • Yayın Kurulu yayına kabul edilmi ş çalı şmalarda harflerle yazılmalı, ba şlıktan sonra bir satır bo şluk gerekli de ğişiklikleri yapmaya yetkilidir. bırakılarak metine geçilmelidir. Alt ba şlıklarda ilk harfler büyük, 10 punto Arial ve koyu yazı karakteri Makalelerin De ğerlendirilmesi kullanılmalıdır. ÖZ’ün altına bir satır bo şluk bırakıldıktan sonra en fazla 5 adet Anahtar Kelime Yayımlanmak üzere Akademik Gıda dergisine konmalıdır. Anahtar Kelimelerden sonra bir satır boşluk gönderilen çalı şmalar öncelikle Editörlerin ön bırakılarak İngilizce ba şlık ve altına ABSTRACT ve incelemesinden geçmektedir. İlk incelemeyi geçen Keywords yazılmalıdır. Bir satır boşluk bırakılarak ana çalı şmalar, de ğerlendirilmek üzere en az iki ba ğımsız metine geçilmelidir. hakeme gönderilmektedir. Çalı şmaların de ğerlendirilmesinde hakemlerin makale yazar(lar)ını, 4. Ana metin 9.5 punto Arial olarak hazırlanmalıdır. makale yazar(lar)ının hakemleri görmedi ği çift-kör (double-blind) de ğerlendirme sistemi kullanılmaktadır. 5. Çalı şma ba şlıca şu kısımlardan olu şmalıdır: Ba şlık, Makale Yazar İsimleri, Adresleri, İleti şim Bilgileri, Yazı şmalardan Sorumlu Yazarın E-posta adresi, Öz, [1] Bozkurt, H., İçier, F., 2009. İnegöl köfte üretiminde Abstract, Ana Metin (Giri ş, Materyal ve Metot, Bulgular ohmik pi şirmenin uygulanabilirli ğinin incelenmesi. ve Tartı şma, Sonuç), Te şekkür (gerekiyorsa), Akademik Gıda 9(1): 6-12. Kısaltmalar (gerekiyorsa), Kaynaklar. Kitap 6. Öz ve Abstract 250 kelimeyi geçmemeli, çalı şmanın [2] Kılıç, S., 2001. Süt Endüstrisinde Laktik Asit amacını, metodunu ve önemli sonuçlarını içermelidir. Bakterileri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Öz tek paragraf olarak yazılmalı ve öz içinde Yayınları, Ege Üniversitesi Matbaası, Bornova, kaynaklara atıf yapılmamalıdır. İzmir. 7. Çalı şma içerisinde geçen mikroorganizma isimleri ile Kitap Bölümü Latince ifade ve isimler italik olarak yazılmalı ve kısaltmalarda uluslararası yazım kuralları göz önünde [3] Gibson, G.R., Saavedra, J.M., MacFarlane, S., bulundurulmalıdır. MacFarlane, G.T., 1997. Probiotics and Intestinal Infections. In Probiotics 2: Applications and 8. Tablo ba şlıkları tablonun üstüne, şekil ba şlıkları ise Practical Aspects, Edited by R. Fuller, Chapman & şeklin altına yazılmalı ve numaralandırılmalıdır. Hall, 2-6 Boundary Row, London SE1 8HN, Kullanılan tablo ve şekillere metin içinde mutlaka atıf England, 212p. yapılmalıdır. Metin içinde geçen veriler tablo ve şekillerin tekrarı olmamalıdır. Tablo ve şekillerin Kongre-Sempozyum Bildirisi ba şlıkları içerikleriyle uyumlu ve anla şılabilir olmalıdır. Şekiller ve resimlerin siyah-beyaz ve yüksek [4] Gürsoy, O., Akdemir, O., Hepba şlı, A., Kınık, Ö., çözünürlükte olmasına dikkat edilmelidir. Resimler (ve 2004. Recent situation of energy consumption in gerekiyorsa Şekiller) *.jpg formatında metin içerisinde Turkey dairy industry. International Dairy yer almalıdır. Symposium: Recent Developments in Dairy Science and Technology , May 24-28, 2004, 9. Metin içerisinde atıflar kö şeli parantez içerisinde Isparta, Turkey, Book of Proceedings, 10-16p. rakamlarla yapılmalı [1] ve Kaynaklar bölümünde bu numara sırasıyla detayları yazılmalıdır. Kaynakların 12. Hakem görü şleri do ğrultusunda düzeltilmek üzere numaralandırılması MS Word Numaralandırma Kitaplı ğı yazar(lar)a gönderilen çalı şmaların gerekli düzeltmeleri kullanılarak yapılmalıdır. yapılarak en geç bir ay içerisinde yayın ofisine ula ştırılması gereklidir. Bu süre zarfında gönderilmeyen 10. Kullanılan matematiksel denklemler çalı şmalar “ilk defa gönderilmi ş çalı şma” olarak numaralandırılmalı ve metin içerisinde bu denklemlere de ğerlendirilecektir. atıf yapılmalıdır. 13. Yukarıdaki kurallara uygun olarak hazırlanmamı ş 11. Kaynakların yazımında a şağıdaki örnek yazım çalı şmalar de ğerlendirmeye alınmaz. biçimleri kullanılmalı ve makalelerin yayınlandı ğı dergi isimleri italik olarak yazılmalıdır. Web adreslerine atıf yapılaca ğında (mümkün oldu ğunca Resmi web sayfalarına atıf yapılmalıdır) mutlaka ilgili web adresine eri şim tarihi verilmelidir. Akademik Gıda ® / Academic Food Journal ISSN Online: 2148-015X http://www.academicfoodjournal.com Guidelines to Authors Akademik Gıda ® (Academic Food Journal) is a peer Publication fee reviewed journal where original research and review articles are published in the field of food science and Akademik Gıda ® (Academic Food Journal) welcomes technology. Research notes, mini-reviews, opinions and article submissions and does not charge a publication letters to the editor are also considered for publication. fee. The journal is published trimonthly and each volume is composed of 4 issues per year. Journal articles are Accelerated publication of an article published either in Turkish or English. Manuscripts in either good American or British English usage are Articles accepted for publication can be published in the accepted, but not a mixture of these. first coming issue of the journal at the charge of €200 per manuscript if the authors request accelerated Manuscripts for the Akademik Gıda ® (Academic Food publication. Journal) must be sent via the electronic article submission system, which can be located in the official Preparation of a manuscript website of the journal, www.academicfoodjournal.com. Manuscripts sent by e-mail are not considered for 1. Manuscripts should be prepared in A4 size, and the evaluation. For questions related to the electronic article text must be prepared in a single column format. The submission system, contact the editor via e-mail at text must be double-spaced, and a single space should [email protected]. be left between paragraphs. All lines and pages must be continuously numbered. • Authors must specify the type of the manuscript (research articles, review articles, research briefs, 2. The title must be 14pt Arial, bold, small letters and mini-review articles, comments and letters to the centered. A blank line should be left after the title, and editor). the names of authors should be given in 10pt Arial and • Authors should provide at least 3 potential referees centered. In addition to each author’s contact address, and their contact information (mailing address, e-mail the phone and fax numbers and e-mail address of the address and phone number). corresponding author should be provided. If the • Manuscripts to be submitted should be free from any institutions of the authors are different, superscript spelling or grammatical error. numbers should be used to indicate their addresses. • Authors must guarantee that the submitted manuscript is not published anywhere previously and will not be 3. The headings (e.g. Abstract, Introduction, Materials submitted to anywhere before the editorial board and Methods etc.) must be 10pt Arial, and should be makes a final decision on the manuscript. typed in bold capital letters. Each heading should • Authors are responsible from the originality of the appear on its own separate line. A blank line should be study and all kinds of ethical issues related to their left after each heading. A list of keywords, a maximum study. of 5, should be provided below the abstract section of • The editorial board is authorized to make necessary the manuscript. changes in manuscripts accepted for publication. 4. The main text should be prepared in 9.5pt Arial. Peer review policy 5. Typical articles mainly consist of the following Manuscripts pass through initial screening in the divisions: Title, Author Names, Addresses, Contact editorial office followed by internal review by Editors. Information, Corresponding author’s e-mail address, After the first evaluation, manuscripts are double-blind- Abstract, Main text (Introduction, Materials and reviewed by a peer review system involving at least two Methods, Results and Discussion, Conclusions), independent reviewers to ensure high quality of Acknowledgements (if necessary), Abbreviations (if manuscripts accepted for publication. The Editors have necessary) and References. the right to decline formal review of a manuscript if it is (i) on a topic outside the scope of the Journal, (ii) lacking 6. The abstract should not exceed 250 words, and the technical merit, (iii) fragmentary and providing main purpose and method and the most significant marginally incremental results or (iv) poorly written. result and conclusion should be presented in the abstract. The abstract should be prepared as a single paragraph, and should not include any citation. 7. Latin names in the text should be in italics, and Article names and abbreviations should follow international rules. If abbreviations that are not standard are [1] Güzeler, N., Kaçar, A., Say, D., 2011. Effect of milk unavoidable, they must be defined at their first mention powder, maltodextrin and polydextrose use on in the text. Consistency of abbreviations throughout the physical and sensory properties of low calorie ice article must be ensured. Internationally accepted rules cream during storage. Akademik Gida 9(2): 6-12. and conventions must be followed, and the international system of units (SI) must be used. If other units are Book mentioned, their equivalents in SI must be provided. [2] Kilic, S., 2001. Lactic Acid Bacteria in Dairy 8. Table headings should be on the top of each table Industry. Ege University Faculty of Agriculture and figure captions below each figure. Each table or Publications, Ege University Press, Bornova, Izmir, figure must be numbered consecutively in accordance Turkey. with their appearance in the text. All figures and tables should be cited in the text. The data presented in the Book Chapter tables and figures should not be repeated in the text. Table headings and figure captions should be self- [3] Gibson, GR, Saavedra, JM, MacFarlane, S., explanatory. Figures and pictures must be provided in MacFarlane, GT, 1997. Probiotics and Intestinal high resolution (black and white), and pictures (and, if Infections. In Probiotics 2: Applications and necessary figures) should be included in the text as Practical Aspects, Edited by R. Fuller, Chapman & *. jpg format. Hall, 2-6 Boundary Row, London, England, 212p. 9. References in the text should be cited in numbers in Proceedings of the Congress-Symposium square brackets [1] and details of the citations must be provided in the Literature or References section with [4] Gursoy, O., Akdemir, O., Hepbasli, A., Kinik, O., their respective numbers. 2004. Recent situation of energy consumption in dairy industry in Turkey. International Dairy 10. Mathematical equations should be numbered and Symposium: Recent Developments in Dairy Science cited in the text. and Technology , May 24-28, 2004, Isparta, Turkey, Book of Proceedings, 10-16p. 11. The following formats should be used for the details of cited references, and the journal names must be 12. A list of the corrections requested by the referees typed in italics. References to the Web addresses (if must be provided by the authors, and it must be sent to necessary, the official web pages should be preferred) the editorial office via e-mail within a month. must include full web address and the date of access. 13. Studies that are not prepared in accordance with the rules above will not be considered for evaluation.