Susam protein izolatının yapısal ve fonksiyonel özellikleri üzerine yüksek basınçlı homojenizasyon uygulamasının etkisi

Bitkisel proteinlerin hayvansal kaynaklı proteinlere iyi bir alternatif olabilmesi için, besleyici özelliklerine ek olarak gelişmiş fonksiyonel özelliklere sahip olması, gıda ürününün daha iyi yapı ve depo stabilitesi sağlaması açısından iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında, yağ endüstrisinin bir yan ürünü olan susam posasından elde edilen susam protein izolatının (SPİ), yüksek basınçlı homojenizasyon (YBH) teknolojisi ile modifikasyonu sağlanarak yapısal ve fonksiyonel özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ekstrakte edilen susam proteinine 0, 50, 100 ve 150 MPa basıçlarında YBH uygulanmış ve hem işlem görmemiş hem de modifiye proteinlerin bazı fizikokimyasal, fonksiyonel ve reolojik özellikleri incelenmiştir. YBH, proteinlerin sekonder yapıları ve alt fraksiyonlarında genel olarak bir değişikliğe neden olmamıştır. Buna rağmen SPİ'lerin bazı temel fizikokimyasal özelliklerinde önemli farklılıklar belirlenmiştir. Susam proteinleri, 100 MPa basınçta en küçük partikül boyutuna ve en yüksek zeta potansiyeline sahip olup 150 MPa basınç uygulaması proteinin kısmi agregasyonuna neden olduğundan partikül boyutunda hafif bir artış gözlenmiştir. Bu durum mikroyapı görüntüleriyle de desteklenmiştir. Aynı şekilde 100 MPa basınca kadar artan homojenizasyon basıncı ile, SPİ'nin yüzey hidrofobisitesi, serbest/toplam –SH grupları ve suda çözünürlüğü de önemli bir artış sergilemiştir. Fonksiyonel özelliklerdeki değişimler incelendiğinde en gelişmiş su/yağ bağlama kapasitesine, köpürme kapasitesine ve emülsiyon oluşturabilme özelliklerine 100 MPa basınçtaki homojenizasyon ile ulaşılmıştır. İşlenmemiş SPİ'de 32,2 m2/g olan emülsiyon aktivite değeri, 100 MPa YBH ile en yüksek değerini alarak 64,63 m2/g olmuştur. 44,06 dakika olan emülsiyon stabilite değeri de, 100 MPa basınç ile 59,84 dakika olarak maksimum halini almıştır. Benzer şekilde, başlangıçta %78,33 olan köpük kapasitesi 100 MPa basınç uygulamasıyla %191,66 olarak oldukça önemli bir artış göstermiştir. En stabil köpük oluşumu ise 150 MPa basınç ile sağlanmıştır. En yüksek viskozite 0 MPa ile işlenmiş protein süspansiyonuda gözlenirken, en düşük viskozite 50 MPa basınç ile işlenenlerde tespit edilmiştir. SPİ süspansiyonlarının akış özellikleri analiz sonuçları Oswalt-de-Waele modeline tam uyum sağlamıştır (R2=0,997-0,999). 50 MPa basınç ile muamele edilmiş proteinler hariç diğer tüm örneklerde, frekansın artmasıyla viskoelastik karakter baskın hale geçmiştir (Gʹ > Gʺ). YBH ile modifikasyon işlemi SPİ'nin jelleşme sıcaklığında yaklaşık 15 ºC azalma sağlamıştır.