Protein primer yapısının fenolik bileşiklerle modifikasyonu aracılığıyla protein bazlı fonksiyonel ingrediyen eldesi

Proteinler, beslenme değeri ve sahip oldukları işlevsel özelliklerinden dolayı çok önemli gıda bileşenleridir. Modifikasyonlar ile protein yapısını değiştirmek, elde edilen yeni hammadde ile gıda güvenliğinin sağlanması, beslenme taleplerinin karşılanması ve lezzetlilik açısından önemlidir. Serbest radikalleri ve reaktif oksijen türlerini yakalamanın yanı sıra anti kanserojen ve anti mutajen etkileri olduğu bilinen fenolik bileşiklerin, proteinlerle bağ yapmada yüksek afiniteye sahip oldukları iyi bilinmektedir. Birçok gıdanın yapısında bulunan fenolik bileşikler, kimyasal yapılarına bakıldığında hayli reaktiftirler ve kolaylıkla enzimatik ya da enzimatik olmayan yollarla okside olurlar. Bu tarz reaksiyonların başlangıcında kinonlar oluşur ve oluşan kinonlar sayesinde fenolik bileşik molekülü elektrofilik hale gelmektedir. Dolayısıyla, okside olan fenolik bileşiklerle protein yapısındaki yan zincirlerin nükleofilik eklenmesi protein yapısında modifikasyona sebebiyet vermektedir. Fenollerin oksidasyonu pH, sıcaklık ya da etkileşim süresi gibi faktörlere bağlı olarak değişiklik gösterebilir ve bu koşulların belirlenmesi protein modifikasyonu açısından önem arz eden bir konudur. Bugüne kadar, proteinlerle fenolik bileşiklerin bazik koşullarda kovalent bağlanarak kompleks oluşturduğu bilinmektedir. Bu çalışma ile yeşil çay fenolik bileşikleri ile protein modifikasyonunun sonucunda hem antioksidan potansiyeli arttırılmış hem de amino grupların reaktivitesi sınırlandırılarak glikasyon potansiyeli azaltılmış protein ya da protein bazlı gıda elde etmek amaçlanmıştır. Bu amaçla modifiye protein elde etmek için, kazein (KN), ovalbumin (OVA) ve gluten (GLU) proteinleri ilk önce yeşil çay ekstraktı (YÇE) ile alkali (pH 8, 10, 12) koşullar altında altında muamele edilmiştir. Reaksiyon 25 ve 50 ºC'de 30, 60 ve 120 dakika boyunca gerçekleştirilmiştir. Bu yolla fenolik bileşiklerin okside olmaları ve kinonları oluşturmaları, dolayısıyla reaktif hale gelmeleri hedeflenmiştir. Kinon oluşumunun ve oluşan kinonların proteinlerin amin kalıntılarına kovalent bağlanmasının doğrulanması için, hem kontrol hem de modifiye edilmiş protein örneklerinin toplam antioksidan kapasitesi (TAK) ve amino asit miktarları ölçülmüştür. Modifiye olmuş proteinlerin modifikasyonunun doğrulanması için kontrol ve modifiye proteinlerde amino asit analizi yapılmış ve sonrasında lizin içerikleri belirlenmiştir. KN, OVA ve GLU ile yeşil çay ekstrakt çözeltisinin pH 10'da gerçekleştirilen reaksiyonu sonucunda modifiye kazein ve ovalbumin için lizin miktarlarının kontrol örneklerine göre % 94, modifiye gluten için lizin miktarının kontrol örneğine göre %71 oranında modifiye edilebildiği gösterilmiştir. Antioksidan kapasite sonuçlarına göre muamele edilmiş protein örneklerinin toplam antioksidan kapasitesi kontrol örneklerine göre anlamlı derecede yüksektir (p<0,05). TAK'da en yüksek artış pH 10'da muamele edilen örneklerde gözlenmiştir. Muamele sıcaklığı ve süresinin bağlanma açısından alkali koşullar kadar etkili olmadığı görülmüştür. Bunu takiben, modifiye edilmiş proteinlerin glikasyon potansiyeli üzerindeki etkisini araştırmak için en yüksek TAK değerine sahip modifiye edilmiş proteinlerden model reaksiyonlar hazırlanmıştır. Kontrol veya modifiye protein ile farklı konsatrasyonlarda (1-5-10-20-100 µmol) glukoz çözeltisi ile hazırlanan model sistemler 100ºC'de 15 dakika boyunca yağ banyosunda ısıtılmıştır. Ardından erken ve ileri glikasyon belirteçleri olarak furozin ve karboksimetillizin (CML) gibi glikasyon ürünleri analiz edilmiştir. Modifiye protein komplekslerinin kuru sistemde ısıtılması sonucu oluşan furozin miktarları, kontrol model sisteme göre önemli ölçüde azalmıştır (p<0,05). Fakat CML miktarlarında anlamlı bir fark görülmemiştir (p>0,05). Bazı protein bazlı gıda örneklerinde; (yağsız süt, şekersiz soya sütü, yumurta, buğday unu, çavdar unu ve yulaf unu) belirlenen optimum koşullarda YÇE ile reaksiyon gerçekleştirilerek antioksidan kapasitelerinde değişim izlenmiştir. Modifiye edilmiş protein bazlı gıda örnekleriyle elde edilen sonuçlar kontrol örneklerine göre anlamlı derecede yüksektir (p<0,05). Bu sonuçlar modifiye edilmiş protein bazlı gıdaların antioksidan özellikleri arttırılmış fonksiyonel özellikli gıda katkı maddesi olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında KN, OVA ve GLU proteinlerinin yeşil çay fenolikleri ile muamele edilmesinin, antioksidan potansiyeli arttırılmış ve glikasyon potansiyeli sınırlandırılmış fonksiyonel protein elde etmek için büyük bir potansiyele sahip olduğu önerilmektedir.