Çemen otu tohumundan klasik ve ultrasonik yöntemlerle proteinlerin ekstraksiyonu, elde edilen protein izolatlarının karakterizasyonu ve kap kek üretiminde kullanılması

Bu tez çalışmasında, çemen otu tohumunda bulunan proteinler klasik ekstraksiyon ve ultrasonik destekli ekstraksiyon (UDE) işlemleri ile farklı işlem koşullarında ekstrakte edilmiş ve en yüksek ekstraksiyon verimini sağlayan optimum koşullar belirlenmiştir. Klasik ekstraksiyon ve UDE işleminde tüm ekstraksiyon koşullarında elde edilen protein izolatlarının koagüle protein yüzdesi, su tutma kapasitesi, yağ tutma kapasitesi, köpük özellikleri (köpük kapasitesi ve köpük stabilitesi), emülsifikasyon özellikleri (emülsiyon aktivitesi, emülsiyon stabilitesi ve emülsiyon kapasitesi) ve çözünürlük özellikleri tespit edilmiştir. Optimum ekstraksiyon koşullarında elde edilen protein izolatlarının moleküler ağırlıkları, amino asit kompozisyonu, yapısal ve termal özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca, karakterizasyonları sağlanan çemen otu tohumu protein izolatları kullanılarak kap kek üretimi gerçekleştirilmiştir. Klasik ekstraksiyon işleminde pH ve katı-çözgen oranı, UDE işleminde sonikasyon genliği (%) ve katı-çözgen oranı bağımsız işlem değişkenleri olarak seçilmiştir. Klasik ekstraksiyon işleminde en yüksek verim (%94.3±0.3) pH'nın 11.47 ve katı-çözgen oranının 34.50 g/L olduğu, UDE işleminde ise en yüksek verim (%98.8±0.5) sonikasyon genliğinin %67.51 ve katı-çözgen oranının 43.83 g/L olduğu koşullarda elde edilmiştir. UDE işleminde elde edilen verimin klasik ekstraksiyona göre daha yüksek olduğu görülmüş, daha yüksek ekstraksiyon verimine 8 kat daha kısa işlem süresinde ulaşıldığı belirlenmiştir. Karakterizasyon sonuçlarına göre, UDE işlemi ile elde edilen protein izolatlarının emülsiyon aktivitesi haricindeki tüm özelliklerinin klasik ekstraksiyon işlemi ile elde edilen protein izolatlarına göre daha yüksek olduğu bulgulanmıştır. UDE ve klasik ekstraksiyon işlemleri ile elde edilen protein izolatlarının moleküler ağırlıkları ve yapısal özelliklerinin birbirine oldukça benzer olduğu görülmüştür. Her iki protein izolatı için 22-175 kDa aralığında üç belirgin bant (46, 59 ve 80 kDa) elde edilmiştir. Protein ikincil yapıları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FT-IR) spektrumları kullanılarak belirlenmiş ve çemen otu tohumu protein izolatlarında β-tabaka yapılarının yüksek oranda mevcut olduğu belirlenmiştir. Protein izolatlarının termal özellikleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ile ortaya konmuştur. Klasik ekstraksiyon ve UDE işlemleri ile elde edilen çemen otu tohumu protein izolatları için denatürasyon sıcaklıkları sırası ile ~119°C ve 135°C, denatürasyon entalpileri ise 28 mJ/g ve 53 mJ/g olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, çemen otu tohumu protein izolatının amino asit kompozisyonu belirlenmiş ve esansiyel amino asitlerce (317.97 g amino asit/kg protein izolatı) zengin olduğu bulgulanmıştır. Klasik ekstraksiyon ve UDE işlemleri ile elde edilen protein izolatları kullanılarak kap kek üretimi gerçekleştirilmiş ve keklerin renk özellikleri, nem, su aktivitesi, pişme verimi, yığın yoğunluk, sertlik, hacim, simetri ve üniformite indeksleri ile hamurların kıvam ve yoğunluk değerleri tespit edilmiştir. Genel olarak çemen otu tohumu protein izolatı katkısının hamur ve kap keklerin özelliklerini olumsuz etkilemediği belirlenmiştir. Duyusal analiz sonuçlarına göre, %10 protein izolatı katkılı kap kek görünüş, kabuk rengi, tekstür, tat, aroma ve genel beğeni açısından diğer örneklere üstünlük sağlamıştır.