Fesleğen tohumlarından protein izolatı ve biyoaktif peptit üretiminin optimizasyonu, izolat ve biyoaktif peptitlerin karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında, fesleğen tohumundan proteinlerin ekstraksiyonu amacıyla enzimatik ön işlem uygulanarak klasik alkali ekstraksiyon ve ultrasonik destekli ekstraksiyon (UDE) işlemleri kullanılmıştır. Enzimatik ön işlem için pH (3.0-5.0), sıcaklık (35-50°C), enzim miktarı (0.5-5.0 FBGU/g tohum) ve işlem süresi (1-4 saat) bağımsız değişkenler olarak tanımlanmış, Box-Behnken deneme planı kullanılarak optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Enzimatik ön işlem için optimum koşullar, pH 3.01, sıcaklık 52.11°C, enzim miktarı 3.75 FBGU/g tohum ve süre 3.70 saat olarak belirlenmiş, bu koşullarda protein verimi %86.55, indirgen şeker miktarı ise 164.63 mg/g tohum olarak hesaplanmıştır. Çalışmada elde edilen protein izolatlarının koagüle protein yüzdesi, su ve yağ tutma kapasiteleri, köpük özellikleri (kapasite ve stabilite), emülsifikasyon özellikleri (aktivite, stabilite ve kapasite) ve çözünürlük özellikleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca, fesleğen tohumu proteinlerinin yapısal ve termal özellikleri ile amino asit kompozisyonu da belirlenmiştir. En yüksek koagüle protein yüzdesi (%7.0), su tutma kapasitesi (5.2 g/g) ve köpük kapasitesi (%71) enzimatik ön işlem ve UDE işlemi ile elde edilen örneklerde gözlemlenmiştir. Protein çözünürlüğü pH 4.0'da en düşük seviyede (izoelektrik nokta) bulunurken, pH 12.0'da en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Tez çalışmasında elde edilen fesleğen tohumu protein izolatından biyoaktif peptit üretimi gerçekleştirilmiştir. Enzimatik hidroliz işlemi ile biyoaktif peptit üretiminin optimizasyonu sağlanmış ve optimum işlem koşulları enzim:substrat oranı %12.26, alkalaz:flavourzyme oranı 0.63 U/U ve hidroliz süresi 157.33 dakika olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda hidroliz derecesi %73.73, DPPH serbest radikal inhibisyonu %41.23 olarak hesaplanmıştır. Üretilen biyoaktif peptitlerin IC50 değerleri DPPH için 8.0 µg/mL, ABTS için 15.8 µg/mL, hidroksil serbest radikali için 9.15 µg/mL, şelatlama aktivitesi için 4.9 mg/mL olarak belirlenmiştir. Anti-hipertansif aktivite için IC50 değeri 4.3 mg/mL, anti-diyabetik aktivite göstergesi olarak α-amilaz ve α-glukosidaz için inhibe etme IC50 değerleri sırasıyla 3.9 mg/mL ve 4.8 mg/mL olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, biyoaktif peptitlerin antimikrobiyal aktiviteleri belirlenmiş ve Gram-pozitif bakteriler üzerinde etkinlik gösterdiği saptanmıştır. Biyoaktif peptitlerin gastrointestinal sistem (GİS) stabiliteleri değerlendirildiğinde, ağız safhasında antioksidan aktivitenin ~%68 oranında korunduğu, ancak mide safhasında bu oranın ~%34'e, bağırsak safhasında ise ~%15'e düştüğü tespit edilmiştir. Şelatlama aktivitesi, GİS sindirimi sonrası yaklaşık %80 oranında azalma göstermiştir. Anti-hipertansif aktivite ağız safhasında %80 oranında korunurken, bağırsak safhasında bu aktivitenin %86'sının kaybedildiği belirlenmiştir. Benzer şekilde, anti-diyabetik aktivite bağırsak safhasında ~%84 oranında azalmıştır. Sonuç olarak, fesleğen tohumu protein izolatlarının yüksek besin değeri ve fonksiyonel özelliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Enzimatik ön işlem ve ultrasonik destekli ekstraksiyon yöntemlerinin protein verimini ve fonksiyonel özellikleri artırdığı gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, izolatlardan üretilen biyoaktif peptitlerin güçlü antioksidan, antimikrobiyal, anti-hipertansif ve anti-diyabetik aktiviteler sergilediği ve çeşitli sağlık yararları sunma potansiyeline sahip olduğu tespit edilmiştir. Ancak, GİS sırasında bazı biyolojik aktivitelerde kayıplar olduğu görülmüştür. Elde edilen bulgular, fesleğen tohumu protein izolatları ve biyoaktif peptitlerin fonksiyonel gıda formülasyonlarında ve sağlık destekleyici ürünlerde kullanılabileceğini göstermiştir.