gida i sayfalari 2017-2 -...

i

GIDA (G›da Teknolojisi Derne¤i Yay›n›)THE JOURNAL OF FOOD (Published by the Association of Food Technology; Turkey)

Cilt / Volume: 42 • Say› / Number: 2 • 2017‹ki ayda bir yay›mlan›r / Published bimonthly

E-ISSN 1309-6273, ISSN 1300-3070

Sahibi / OwnerG›da Teknolojisi Derne¤i Ad›na / On behalf of the Association of Food Technology; Turkey

Prof. Dr. A. Kadir HALKMANYönetim Kurulu Baflkan› / President of the Association

Editörler / EditorsHalkman, A. Kadir Ankara University, TurkeyÇak›r, ‹brahim Abant Izzet Baysal University, TurkeyErinç, Hakan Ömer Halisdemir University, TurkeyTaban, Birce Ankara University, TurkeyÖzden, Özkan Istanbul University, Turkey

Yönetim YeriAdres / AddressBüyükelçi Sokak No: 18/1 Kavakl›dere/Ankara Turkey

Tel: (+90) 0534 968 5994 • Faks: (+90) 312 317 8711E-posta / E-mail: [email protected]: http://www.gidadernegi.org

Yayın Türü: Yayg›n süreli ve hakemli

Hazırlayan / PreparedOnay Ofset Matbaac›l›kG.M.K. Bulvar› No: 108/1Maltepe / Ankara TurkeyTel : (+90) 312 230 22 09e-mail: [email protected]

Yayın Tarihi / Publication Date15 04 2017

Bu dergi, TÜB‹TAK ULAKB‹M TR Dizin, CrossRef, DergiPark Akademik, EBSCO Host, DOAJ, CiteFactor, InfobaseIndex, SciLit, Journal Index, BASE (Bielefeld Academic Search Engine), OCLS WorldCat, FAO Agris, CAB Abstracts,DIIF, Journal Factor, COSMOS, Scholarsteer, JIFACTOR, Research Impact Factor, Index Copernicus, ScientificWorld Index (Sciwindex), Scientific Indexing Services (SIS), CABI (CAB Direct), Academic Resource Index, IIJIF,Food Science and Technology Abstracts (FSTA) ve Google Scholar veri tabanlar› kapsam›ndad›r.

This journal is covered by TÜB‹TAK ULAKB‹M TR Dizin, CrossRef, DergiPark Akademik, EBSCO Host, DOAJ,CiteFactor, Infobase Index, SciLit, Journal Index, BASE (Bielefeld Academic Search Engine), OCLS WorldCat, FAOAgris, CAB Abstracts, DIIF, Journal Factor, COSMOS, Scholarsteer, JIFACTOR, Research Impact Factor, IndexCopernicus, Scientific World Index (Sciwindex), Scientific Indexing Services (SIS), CABI (CAB Direct), AcademicResource Index, IIJIF, Food Science and Technology Abstracts (FSTA) and Google Scholar database systems.

Danışma Kurulu / Advisory Board

Alichanidis, Efstathios Aristotle University of Thessaloniki, GreeceArt›k, Nevzat Ankara University, TurkeyBaysal, Taner Ege University, TurkeyBoyac›, ‹smail Hakk› Hacettepe University, TurkeyCertel, Muharrem Akdeniz University, TurkeyDraughon, Ann Tennessee University, USAEkfli, Aziz Ankara University, TurkeyEl Soda, Morsi University of Alexandria, EgyptFogliano,Vincenzo University of Napoli Federico II, ItalyGhosh, Bikash C. National Dairy Research Institute, IndiaGollop, Natan The Volcani Center, ARO, IsraelGökmen, Vural Hacettepe University, TurkeyGriffiths, Mansel University of Guelph, CanadaGö¤üfl, Fahrettin Gaziantep University, TurkeyGümüflkesen, Aytaç Sayg›n Ege University, TurkeyGüven, Mehmet Cukurova University, TurkeyHeperkan, Dilek Istanbul Technical University, TurkeyHo, Chi-Tang The State University of New Jersey, USAKaya, Mükerrem Atatürk University, TurkeyKaymak-Ertekin, Figen Ege University, TurkeyKoçak, Celalettin Ankara University, TurkeyKöksel, Hamit Hacettepe University, TurkeyMorales, Francisco J. CSIC Instituto del Frío, SpainMujtaba, Mustafa G. Florida Gulf Coast University, USAÖzilgen, Mustafa Yeditepe University, TurkeyPaalme, Toomas Tallinn University of Technology, EstoniaParlar, Harun Technical University of Munich, GermanyRaspor, Peter University of Primorska, SloveniaRezessy-Szabo, Judit M. Corvinus Universty of Budapest, Hungaryfiahin, Serpil Middle East Technical University, Turkeyfianl›baba, P›nar Ankara University, TurkeyÜstünol, Zeynep Michigan State University, USAYetiflemiyen, Atila Ankara University, Turkey

ii

Araştırmalar (İngilizce) / Researches (English)

Yüksel, A.K., Yüksel, M., fiat, ‹.G.; Determination of certain physicochemical characteristics and sensoryproperties of green tea powder (matcha) added ice creams and detection of their organic acid and mineralcontents / Yeflil çay tozu (matcha) ilave edilen dondurmalar›n duyusal özellikleri ve fizikokimyasalkarakteristiklerinin belirlenmesi, organik asit ve mineral içeri¤inin tespiti . . . . . . . . . . . . . . . . . .116-126

Batun, P., Bakkalbafl›, E., Kazankaya, A., Cavido¤lu, ‹.; Fatty acid profiles and mineral contents of walnutsfrom different provinces of Van Lake / Van Gölü çevresindeki farkl› bölgelerden elde edilen cevizlerinya¤ asidi bileflimleri ve mineral içerikleri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155-162

Meriç, ‹.; Mineral element and nutrient composition of two newly-introduced fish species (Dentexdentex and Seriola dumerili) in recirculating aquaculture system (RAS) / Kapal› devre su ürünlerisisteminde (RAS) yetifltirilen iki yeni bal›k türüne (Dentex dentex ve Seriola dumerili) ait mineralmadde ve besin kompozisyonu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163-168

Özbey, A., Karagöz, fi., Cingöz, A.; Effect of drying process on pesticide residues in grapes / Kurutmaiflleminin üzümlerde bulunan pestisitler üzerine etkisi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204-209

Araştırmalar (Türkçe) / Researches (Turkish)

Yaflda¤, T., Tekin, A.; Ayçiçek ve pirina ya¤lar›n›n k›zartma stabilitelerinin karfl›laflt›r›lmas› / Comparisonof frying stability of sunflower and olive pomace oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105-115

Acar-Soykut, E.; Streptococcus thermophilus 231-X10 faj›n›n k›smi genomik karakterizasyonu / Partialgenomic characterization of Streptococcus thermophilus phage 231-X10 . . . . . . . . . . . . . . . . .136-144

Yorulmaz A, Koç M, Bircan C; Farkl› ›s›tma tekniklerinin f›nd›k ve kanola ya¤›n›n sterol bileflimine etkisi /Effect of various heating techniques on sterol composition of hazelnut and canola oils . . . . . .145-154

Aky›ld›z, A., Polat, S., A¤çam, E.; Konveksiyonel ve dondurarak kurutma yöntemlerinin karpuzun baz›kalite özelliklerine etkisi / Effect of conventional and freeze drying methods on some quality propertiesof watermelon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169-176

Baflyi¤it, B., Çam, M.; Püskürtmeli kurucutu ile mikroenkapsüle edilmifl nane (Mentha piperita veMentha spicata) esansiyel ya¤›n›n sal›n›m profili / Release profile of mint (Mentha spicata and Menthapiperita) essential oil microencapsulated by spray dryer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186-196

Yorulmaz, A., Erinç, H., Tatl›, A., Tekin, A.; Güneydo¤u Anadolu Bölgesi’nde yetifltirilen Gemlik çeflidizeytinlerde verticillium solgunlu¤unun zeytinya¤› kalite parametreleri ve fenolik bileflenlere etkisi / Effectof verticillium wilt in Gemlik variety olives Cultivated in South East Anatolia on quality parametersand phenolic compounds of virgin olive oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197-203

Derlemeler (Türkçe) / Reviews (Turkish)

K›l›ç, Ö., Dinçer, E.A., Erbafl, M.; G›dalarda polisiklik aromatik hidrokarbon bilefliklerinin bulunuflu vesa¤l›k üzerine etkileri / The presence of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds in food andeffects on health . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127-135

Karademir, E., Yalç›n, E.; Toksik gluten peptitlerin detoksifikasyonunda yeni yöntemler ve glutentoksisitesinin belirlenmesi / New methods for detoxifying of toxic gluten peptides and determination ofgluten toxicity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177-185

İçindekiler / Content

iii

Merhaba,

GIDA Dergisi, 2017 y›l›n›n 42. cilt 2. say›s› ile buradad›r. Böylelikle, bu say›da yay›mlanan makalelerelektronik ortamda okuyucular›m›z›n yararlanmas›na sunulmufltur. Hatta bu tarihte 3. say›m›z dahi haz›rdurumdad›r.

GIDA Dergisi’nin kâ¤›t bask›s›ndan vazgeçti¤imiz konusunda elefltiriler ald›k. Elefltirilere aç›¤›z. Buvazgeçmede dergi bas›m ve postalama giderlerinin reklamlar ve abone ücretleri ile karfl›lan›p karfl›lanmad›¤›en öncelikli tercih de¤ildir. Evet, reklam ve abone gelirleri derginin bas›m ve postalama giderlerinikarfl›lam›yordu ama düzenledi¤imiz kongrelerin gelirlerinden sa¤lanan yeteri kadar param›z vard›. Birdi¤er deyiflle; tek bafl›na kâ¤›t bask›l› dergide zarar ediyorduk. Ancak dergimizin kâ¤›t bask›s›n›,düzenledi¤imiz kongrelerin gelirleri ile çok yaklafl›k 3-4 y›l daha idare ettirebilirdik.

Türkiye 12. Ulusal GIDA Kongresini çok yaklafl›k 3000 TL zarar ile kapatt›k. Bu kongrede TMMOBG›da Mühendisleri Odas› Ö¤renci Üyelerinden kat›l›m ücreti almad›k. 2. Uluslararas› G›da TeknolojisiKongremizde 23 genç araflt›r›c›ya burs verdik ve bu burs kapsam›nda kay›t ücreti almad›k ve konaklamagiderlerini biz üstlendik.

fiimdi 3. Uluslararas› kongremize haz›rlan›yoruz. Co¤rafyam›zdaki siyasi sorunlar/savafllar nedeniile öncekilere k›yasla daha az uluslararas› kat›l›m olaca¤› bellidir. Ama yine de bu kongreyi kârlakapatabilece¤imizi umut ediyoruz.

Devam›nda 2016 y›l›nda GIDA Dergisi kâ¤›t bask›l› versiyonu reklam ve abone gelirinin, matbaa vepostalama giderini karfl›layamad› ve flu kadar zarar›m›z vard›r diye belirtti¤imiz zaman, bu zarar›üstlenecek çok yak›n oldu¤umuz g›da fabrikalar›/iflletmeleri de bulunmaktad›r.

Özetle; maddi sorunlar nedeni ile dergimizin kâ¤›t bask›s›ndan vazgeçmifl de¤iliz. TÜB‹TAK, bilimseldergilerinin kâ¤›t bas›l› versiyonlar›ndan 2005 y›l› sonunda vazgeçmifl idi.

Bizi dergimizin kâ¤›t bask›l› versiyondan vazgeçmeye karar verdiren as›l neden, kâ¤›t bask›l› dergilereilginin ve gereksinimin azalmas› oldu. GIDA Dergisi tümüyle akademik bir dergidir. Dergimizin aç›keriflim politikas›na ba¤l› olarak, meslektafllar›m›z ilgi duyduklar› makalelere elektronik ortamda çokkolay olarak eriflebiliyorlar. Hepsi bu.

GIDA Dergisi'nde yeni bir uygulama bafllad›. Bu tarihten geçerli olarak yaz›m kurallar›m›z de¤iflti veyeni makaleler www.dergipark.gov.tr üzerinden sisteme yükleniyor.

3. Uluslararas› G›da Teknolojisi Kongresi ile ilgili olarak www.gidadernegi.org sayfam›zdan bizi takipedin. Kongre sitesi aç›ld›; https://intfoodtechno2018.org/

Sevgi ve sayg›lar›mla,

Prof. Dr. A. Kadir Halkman

Editörden,

iv

Hello,

Journal of Food is here with the 2nd issue of Volume 42 of the year 2017. By this way, the articlespublished in this issue is made available for reading to our readers in electronic form. Even in this date,the 3rd issue is also ready.

We got many critics about the abandonment of the paper printing version of the Journal of Food. Weare open to criticism. The meeting of the expanses of paper printing and posting with the incomes ofadvertising and subscription fees of the journal is not the top priority reason for this. Yes, the incomesof advertising and subscription fees did not meet the paper printing and posting costs of the journal,but we had enough money from the revenues of Congresses that we organized. In other words, wehad lost money only from the paper printing version of the Journal. However, we could manage theprinting of our Journal with the revenues of the Congresses we organized for another 3-4 years.

We closed the 12th National FOOD Congress with a loss of about 3000 TL. In this Congress, we did notreceive the participation fee from the student members of Chamber of Food Engineers of TMMOB. Wegave scholarships to 23 young researchers at the 2nd International Congress on Food Technology andaccording to this scholarship we received neither registration fee nor the accommodation expenses.

Now we prepare the 3rd International Congress on Food Technology. It is certain that there will be lessinternational participation in this Congress than in the previous ones due to the political problems/wars in our geography. But we still hope that we will close this Congress with profit.

There are also food factories/food industries that we are very close which could pay this lost when wesay that the advertising and subscription fees of the paper printing version of the Journal of FOOD wasunable to meet the expenses of its printing and postage in 2016.

As a summary; we did not abandon paper printing version of our Journal due to the financial problems.TUBITAK abandoned the paper printing version of its scientific journals by the ends of 2005.

The main reason we decided to abandon the paper printing version of our Journal was the lessen interestand need to paper printing versions of many journals. Journal of FOOD is entirely an academic journal.According to our Journal’s open access policy, our colleagues can easily access the articles they areinterested in the electronic media. That's all.

A new application has been started in Journal of Food. As of this date, our "Instructions for Authors"have changed and new articles are submitted to the system via www.dergipark.gov.tr.

Follow us about the 3rd International Congress on Food Technology at www.gidadernegi.org. The website opened; https://intfoodtechno2018.org/

Best Regards,

Prof. A. Kadir Halkman

A Message from the Editor-in-Chief

105

AYÇİÇEK VE PİRİNA YAĞLARININ KIZARTMA STABİLİTELERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI*

Özet

Çal›flman›n amac›, ayçiçek ve pirina ya¤lar›n›n k›zartma stabilitelerinin karfl›laflt›r›lmas›d›r. Materyalolarak rafine ayçiçek ya¤› ile pirina-rafine pirina kar›fl›m› (50:50) kullan›lm›flt›r. Patatesle yap›lan k›zartmaifllemleri 180°C’de 3 dakika olarak gerçeklefltirilmifl ve toplamda 40 k›zartma yap›lm›flt›r. K›zartmaifllemleri boyunca ya¤larda serbest ya¤ asitleri, dumanlanma noktas›, p-anisidin, toplam polar madde,viskozite, polimer trigliserit ve renk analizleri yap›lm›flt›r. Ya¤larda serbest ya¤ asitleri, p-anisidin, toplampolar madde, viskozite, polimer trigliserit ve renk de¤erlerinde art›fl, dumanlanma noktas› de¤erlerindeise azalma gözlenmifltir. Pirina ya¤›n›n dumanlanma noktas› ayçiçek ya¤›na göre daha k›sa sürede170°C’den daha düflük bir de¤ere ulaflt›¤› görülmüfltür. Buna karfl›n oluflan polimer trigliserit ve bunaba¤l› olarak gerçekleflen viskozite de¤erlerindeki art›fllar, pirina ya¤›nda ayçiçe¤i ya¤›na göre oldukçadüflük de¤erlerdedir. Tüm incelenen de¤erler aras›ndaki farkl›l›klar incelendi¤inde, pirina ya¤›nda eldeedilen de¤erlerin, ayçiçe¤i ya¤›na oranla daha düflük kald›¤› belirlenmifltir. Bu sonuçlar, doymam›fll›kderecesi düflük olan pirina ya¤›n›n k›zartma ifllemleri s›ras›nda bozulma reaksiyonlar›na daha düflükdüzeyde maruz kald›¤›n› göstermektedir.

Anahtar kelimeler: K›zartma, ayçiçek ya¤›, pirina ya¤›, kimyasal ve fiziksel özellikler

COMPARISON OF FRYING STABILITY OF SUNFLOWER ANDOLIVE POMACE OIL

Abstract

The purpose of this study is comparison of frying stability of sunflower and olive pomace oil. Refinedsunflower oil and olive pomace oil-refined olive pomace oil blend (50:50) were used as material.Frying was performed 40 times using potatoes at 180°C for 3 min. Along these frying treatments, freefatty acids, smoke point, p-anisidine, polar material, viscosity, polymer triglyceride and color of the oilswere performed. Considerable increases in free fatty acids, p-anisidine, polar material, viscosity, polymertriglyceride and color of the oils were observed in oils while smoke points decreased. Smoke point ofolive pomace oil deceased less than 170°C before sunflower oil. However, compared to sunflower oil,olive pomace oil had less polymer triglyceride and lower viscosity. The differences in the oil propertiesbefore and after frying were also lower in olive pomace oil. These results indicate that oxidation rate inolive pomace oil during frying is lower than that of sunflower oil, which is possibly because of itslower iodine value.

Keywords: Frying, deep fat frying, chemical and physical properties, pomace oil, sunflower oil

Tuğba Yaşdağ, Aziz Tekin**

Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Ankara, Türkiye

Gelifl tarihi / Received: 07.07.2016Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: 11.08.2016

Kabul tarihi / Accepted: 13.08.2016

Araflt›rma/Research

* Bu çalışma birinci yazarın birleştirilmiş bütünleştirilmiş doktora çalışmasının bir bölümüdür / This paper is a part ofintegrated Ph D program of the first author

** Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 312 203 3644, (+90) 312 317 8711

GIDA (2017) 42 (2): 105-115doi: 10.15237/gida.GD16071

106

GİRİŞYa¤lar, proteinler ve karbonhidratlarla birlikte üçtemel g›da s›n›f›ndan birisidir. Ya¤lar deninceakla ilk gelen g›da iflleme yöntemlerinden birisik›zartmad›r. K›zartma en eski ve yayg›n g›dahaz›rlama yöntemlerinden biridir (1). K›zartmatarihi M.Ö.1600’lü y›llara, baz› kaynaklara göreise Çin’de M.Ö 3000’li y›llarda et k›zart›ld›¤›bilinmektedir (2).

K›zartma ifllemi s›¤ k›zartma (Pan Frying), derinya¤da k›zartma (Deep-Fat Frying) ve ön k›zartma(Par-Frying) olmak üzere 3 flekilde uygulanmaktad›r.Bunlardan en yayg›n olan› ise derin ya¤dak›zartmad›r ve bu ifllemde genel olarak, g›dak›zg›n ya¤a k›sa bir süreli¤ine dald›r›l›r. Derinya¤da k›zartma, ürünün su aktivitesi ve ya¤s›cakl›¤› gibi iki temel ifllem parametresini içerenbir piflirme metodudur. Bir g›da k›zg›n ya¤adald›r›ld›¤›nda, yüzey s›cakl›¤› hemen artar veg›da içerisindeki su buharlafl›r (3), kabuk oluflurve gözenekli bir yap› meydana gelir.

G›da ve ya¤daki de¤iflimler, g›dan›n karakteristi¤ine,ya¤ tipine, ya¤›n yüzey/hacim oran›na, ya¤içerisindeki havan›n reaksiyona kat›l›m h›z›na,s›cakl›¤a, ›s›tma ifllemine, dald›rma süresine vek›zartma haznesinin yap›ld›¤› materyalin çeflidineba¤l›d›r. ‹lave olarak, ya¤ ne kadar fazla kullan›l›rsao kadar fazla istenmeyen reaksiyonlar oluflur.Ya¤›n yüksek s›cakl›k ve atmosferik havaya afl›r›maruz kalmas›yla da oldukça oksidize olmuflpotansiyel olarak toksik ürünler oluflabilmektedir(4). K›zartma süresi ve s›cakl›¤›, k›zartma ya¤›,antioksidanlar ve k›zart›c›n›n tipi k›zartma s›ras›ndaya¤›n polimerizasyonuna, oksidasyonuna vehidrolizasyonuna neden olmaktad›r (5). Hidrolizsonucunda ya¤lardaki serbest ya¤ asidi, gliserol,mono- ve digliserit miktar› (6); oksidasyonsonucunda oksitlenmifl monomerik, dimerik veoligomerik trigliseritler, aldehitler, ketonlar gibiuçucu maddelerin miktarlar›; polimerizasyonsonucunda ise halkal› yap›daki dimerik veoligomerik trigliserit miktar› art›fl göstermektedir.K›zartma s›ras›nda meydana gelen oksidasyon,ya¤ asitlerinin termal oksidasyonudur. Ortamdabulunan ›s› bir seri reaksiyonun gerçekleflmesineyol açarak, ya¤da serbest radikal, hidroperoksitve konjuge dienoik asitlerin oluflmas›na nedenolmaktad›r. Polimerizasyon ya¤da yüksek moleküla¤›rl›kl› ve yüksek polaritede bilefliklerin oluflmas›nayol açmaktad›r. Polimerler serbest radikallerde

veya trigliseritlerden Diels-Alder reaksiyonuylaoluflmaktad›r (7). Derin ya¤da k›zartma sonucuoluflan polimerler oksijence zengindir ve oksideolmufl polimer bileflenler de ya¤›n oksidasyonunuteflvik etmektedir (8). Pirina ya¤›, zeytinya¤›üretimi s›ras›nda yan ürün olarak oluflan pirinan›nve kurutulup çözücü ekstraksiyonuna tabitutulmas›yla elde edilen bir ya¤d›r. Pirina ya¤›ndazeytinya¤›nda oldu¤u gibi oleik asit miktar›yüksektir. Oleik asit çoklu doymam›fl ya¤ asitleriylekarfl›laflt›r›ld›¤›nda g›dan›n k›zart›lmas› ve piflirilmesis›ras›nda uygulanan yüksek s›cakl›kta oksidasyonakarfl› daha stabildir. Bu nedenle oleik asidin yüksekmiktarlar›n› içeren ya¤larda, çoklu doymam›fl ya¤asidi içeren ya¤lara k›yasla k›zartma s›ras›ndamaruz kal›nan oksidatif bozulma daha yavaflt›r.Yüksek oleik, düflük linoleik ve linolenik asit içerengenetik modifiye ya¤lar›n da, derin ya¤da k›zartmaifllemleri s›ras›nda bozulmaya karfl› di¤er ya¤lardandaha stabil olduklar› belirlenmifltir (9).

Bu çal›flman›n amac›; pirina ya¤›n›n k›zartmastabilitesini rafine ayçiçe¤i ya¤›yla k›yaslamakt›r.K›zartma s›ras›nda her iki k›zartma ya¤›ndagörülen oksidasyon, hidroliz ve polimerizasyonreaksiyonlar› sonucu oluflan de¤iflimler serbestya¤ asidi, dumanlama noktas›, vizkosite, polimertrigliserit, p-anasidin ve renk analizleri ilebelirlenmeye çal›fl›lm›flt›r.

MATERYAL ve METOT

Materyal

Materyal olarak TS 8642’ye göre üretimi yap›lanve yerel bir süpermarkette sat›fl› bulunan ayn›firmaya ait dondurulmufl parmak patatesler(uzun ve ince) kullan›lm›flt›r. Ya¤ olarak piyasadantemin edilen rafine ayçiçek ya¤› ve pirina ya¤›kullan›lm›flt›r. Pirina ya¤› ve rafine pirina ya¤›%50-50 oran›nda kar›flt›r›larak kullan›lm›flt›r.

Metot

Kızartma İşlemi

K›zartma ifllemleri 1.5 L kapasiteli fritözde 180°Cs›cakl›kta, saatte 3 dakika olmak üzere günde 8defa yap›lm›flt›r. K›zartmada 1 L ya¤ ve herk›zartmada 50 g patates kullan›lm›flt›r (10). Eksilenya¤, patates/ya¤ oran›n›, dolay›s›yla k›zartmadinami¤ini etkileyece¤i için, literatürde genelolarak gün sonunda örnek al›nm›flt›r. Çal›flmamdaise, gerçekleflen bozulmalar› daha detayl›

T. Yaşdağ, A. Tekin

izleyebilmek için, 4. k›zartmadan sonra ve günsonunda 20’fler mL paralelli ya¤ örnekleri al›nm›flt›r.Gün sonunda ya¤lar kaba filtre kâ¤›d›ndansüzülerek +4°C’de depolanm›flt›r. Ertesi gün1L’ye tamamlamak için ya¤ ilavesi yap›lm›flt›r.K›zartma denemeleri haftada 40 k›zartma olacakflekilde iki tekerrürlü yap›lm›flt›r. Her k›zartmasonucunda toplam 10 örnek elde edilmifltir.

Analiz Metotları

Polimer trigliserit analizi: AOCS Official MethodCd 22-91’e göre yap›lm›flt›r. Tetrahidrofurandaçözülen 0.2 g örnek Shimadzu marka HPLCcihaz›na enjekte edilmifltir (11).

HPLC Sistem Özellikleri:

Polimer trigliserit analizi için çal›flma koflullar›:

Dedektör: ELDSDetector (Sedere LT-ELSD)

Kolonlar: - Phenogel (50x7.8 mm, 5 µm partikülbüyüklü¤ü, Phenomenex, Torrance, CA)

Phenogel (300x7.8 mm, 5 µm partikül büyüklü¤ü,100 Å por büyüklü¤ü, Phenomenex, Torrance, CA)

Phenogel (300x7.8 mm, 5 µm partikül büyüklü¤ü,500 Å por büyüklü¤ü, Phenomenex, Torrance, CA)

Ak›fl h›z›: 0.8 ml/dk

Mobil faz: Tetrahidrofuran

Toplam Polar Madde Analizi: AOCS OfficialMethod Cd 20-91’e göre yap›lm›flt›r (12).

p-anasidin Analizi: AOCS Official Method Cd18-90’a göre yap›lm›flt›r (13).

Dumanlanma Noktası Analizi: AOCS OfficialMethod Cc 9a-48’e göre yap›lm›flt›r (14).

Vizkosite Ölçümü: Ya¤lar›n viskoziteleri,Brookfield DV-II viskozimetresi kullan›larakölçülmüfltür ve sonuçlar mPa.s cinsindenverilmifltir (15).

Serbest Yağ Asidi Analizi: AOCS OfficialMethod Ca 5a-40’a göre yap›lm›fl ve sonuçlaroleik asit cinsinden % serbest asitlik olarakverilmifltir (16).

Yağlardaki Renk Analizi: AOCS OfficialMethod Cc 13c-50’e göre yap›lm›flt›r (17).

ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA

Serbest Yağ Asitliği Üzerine Kızartmaİşlemlerinin Etkisi

Ya¤lardaki serbest ya¤ asidi miktar›, bünyesindebulunan trigliseritlerde meydana gelen hidrolizkaynakl› bozulmay› göstermektedir. K›zartmaifllemleri s›ras›nda ya¤lardaki serbest asitlikde¤iflimi k›zartma s›cakl›¤› ve k›zart›lan üründekisu oran› ile iliflkilidir. K›zartma s›ras›nda k›zart›lang›dadan ya¤a su transferi olmakta ve ya¤›nserbest asit içeri¤i artt›¤› bilinmektedir. K›zartmaifllemleri s›ras›nda ayçiçe¤i ve pirina ya¤lar›ndatespit edilen serbest ya¤ asidi de¤iflimleri fiekil2’de verilmifltir. K›zartmalar s›ras›nda ilave edilenya¤ miktar› da Çizelge 1’de görülmektedir. ‹laveedilen ya¤ miktarlar› her iki k›zartma ya¤› için deçok yak›n de¤erlerdedir. fiekil 1’de verilen grafi¤egöre, pirina ya¤›n›n bafllang›ç serbest ya¤ asidiyüzdesi ayçiçe¤i ya¤›ndan daha yüksektir vebafllang›ç de¤eri ile son de¤er aras›ndaki farkayçiçe¤i ve pirina ya¤lar› için s›ras›yla % 0.05 ve0.06 birimdir. Bafllang›çta ayçiçek ya¤›n›n serbestya¤ asidi de¤eri azal›rken daha sonra artmaktad›rPirina ya¤›n›n serbest ya¤ asidi de¤ifliminde debenzer dalgalanma görülmektedir. Gün sonundafiltre edilen ya¤a taze ya¤ ilavesi, ya¤›n serbest ya¤asidi de¤erini bafllang›ç seviyesine yaklaflt›rmaktad›r.Oleik asit içeri¤i yüksek ya¤lar›n ›s›tma s›ras›ndaserbest asit içeri¤i daha çok yükselmektedir (18).

Yağların Dumanlama Noktası ÜzerineKızartma İşlemlerinin Etkisi

Dumanlanma noktas› ya¤lar›n ›s›tma s›ras›ndasürekli duman oluflturdu¤u s›cakl›k olaraktan›mlanmaktad›r. Dumanlama noktas›; yükseks›cakl›¤a ›s›t›ld›klar›nda ya¤larda dekompozisyonreaksiyonu olufltu¤unu göstermektedir. Bureaksiyon sonucu ya¤lar›n gliserol ve serbest ya¤asitlerine parçaland›¤› bir noktaya ulaflt›¤›nda ise

Ayçiçek ve Pirina Yağlarının Kızartma Stabilitelerinin Karşılaştırılması

107

Çizelge 1. ‹lave edilen ya¤ miktarlar›Table 1. Additional oil amounts

K›zartma ‹lave Edilen Ya¤ Miktarlar› (mL)Süresi (saat) Quantities of additional oil (mL)

Frying Time Ayçiçek Ya¤› Pirina Ya¤›(hour) Sunflower Oil Pomace Oil

0 1000 10009 330 370

17 280 30025 300 30033 300 300

108

duman aç›¤a ç›kmaktad›r (19). Literatürde,dumanlanma noktas›n›n ya¤lar›n serbest asitiçerikleri ile ters iliflkili oldu¤u belirtilmektedir.Ya¤da oluflan duman miktar› düflük moleküllüasit ve uçucu bileflikler gibi dekompozisyonürünleriyle do¤ru orant›l›d›r (20). K›zartma ifllemleris›ras›nda, ya¤lar›n dumanlama noktas› de¤erlerinink›zartma süresine göre art›fl› fiekil 2’de verilmifltir.Ayçiçek ya¤› ve pirina ya¤›nda dumanlamanoktas›n›n k›zartma süresine ba¤l› olarak azalmae¤iliminde oldu¤u anlafl›lmaktad›r. Genel olarakbu e¤ilim düz flekildedir. Bafllang›ç ve sondumanlama noktas› de¤eri aras›ndaki farkl›l›kayçiçe¤i ve pirina ya¤lar› için s›ras›yla 66 ve 59birimdir. Ayçiçek ya¤›nda 32. k›zartmadaki

dumanlama noktas› de¤eri baz› ülkelerde uygulananyasal limitin (170 °C) üzerindeyken, bir sonrakik›zartmadan sonra bu limitin alt›na inmifltir. Bunagöre, araflt›rmada belirlenen koflullar geçerlioldu¤unda 32. k›zartmadan sonra ayçiçek ya¤›k›zartma ya¤› olarak kullan›lamaz. Di¤er yönden,oleik asit içeri¤i yüksek ya¤lar›n ›s›tma s›ras›ndaserbest asit içeri¤i daha çok yükselmektedir (18).Buna göre, oleik asitçe zengin olan pirinaya¤›nda k›zartma denemesi sonunda daha düflükdumanlama noktas› seviyesi beklenmifltir. Yap›landeneme sonunda pirina ya¤›n›n dumanlamanoktas› ayçiçek ya¤›n›n aksine daha k›sa sürede(24. k›zartma) yasal limite ulaflm›flt›r.


fiekil 1. Ayçiçek ve pirina ya¤lar›n›n serbest ya¤ asidi içeri¤indeki de¤iflimFigure 1. Changes in the free fatty acids of sunflower and olive pomace oils

fiekil 2. Ayçiçek ve pirina ya¤›n›n dumanlama noktas› de¤erindeki de¤iflimler Figure 2. Changes in smoke point value of sunflower and olive pomace oils

p-anasidin Değeri Üzerine Kızartma İşlemlerininEtkisi

K›zartma ifllemlerinde ya¤lar›n p-anisidinde¤erlerindeki art›fl birincil oksidasyon ürünleriolan hidroperoksitlerin aldehidik bileflikleredönüflümünü göstermektedir. Buna göre p-anisidinde¤eri, ya¤larda bozulmalar sonucu oluflan veuçucu olmayan aldehitlerin (2-alkenal ve2,4-dienal) ölçüsü olarak kabul edilmektedir.p-anasidin de¤eri ya¤ oksidasyon seviyesininölçümünde güvenli bir parametre olarakgörülmektedir (21). Yap›lan çal›flmada, k›zartmaifllemleri s›ras›nda her iki ya¤›n p-anasidinde¤erindeki de¤iflimler fiekil 3’de gösterilmektedir.Toplam polar madde ve polimer trigliseritde¤erlerinde oldu¤u gibi, de¤iflimlerin en fazlaoldu¤u süreler, yani 20. ve 40. k›zartma aras›ndakide¤erler grafi¤e ifllenmifltir. Taze ya¤dakip-anasidin de¤eri 6.0’dan büyük oldu¤unda,ya¤›n h›zl› okside olabilece¤i ifade edilmifltir(22). Çal›flmada kullan›lan ayçiçek ve pirinaya¤›n›n bafllang›ç de¤erleri 6.0’dan büyüktür.fiekil 3’e göre daha doymam›fl yap›da olan ayçiçekya¤›n›n pirina ya¤›na göre daha yüksek p-anisidinde¤erleri verdi¤i görülmektedir. Ayçiçek vepirina ya¤lar› için, bafllang›ç ve son p-anasidinde¤erleri aras›ndaki fark ise s›ras›yla 27.8 ve 4.4birimdir.

Toplam Polar Madde Miktarı Üzerine Kızartmaİşlemlerinin Etkisi

K›zartma ya¤lar›n›n polar içeriklerinin belirlenmesido¤ruluk ve tekrarlanabilirlik aç›s›ndan engüvenilir yöntemlerden biridir. Polar madde içeri¤i,k›zartma s›ras›nda polaritesi trigliseritlerden dahayüksek maddelerin oluflumunu gösteren birde¤erdir. Türkiye’nin yan›nda, ‹spanya, Portekiz,Fransa, Almanya, Belçika, ‹sviçre, ‹talya veHollanda gibi baz› Avrupa ülkelerinde k›zartmaya¤lar›nda toplam polar madde miktar› için limitde¤erler bulunmaktad›r (23). Bu ülkelerin baz›lar›için bu limit %25 olarak belirlemifltir (24). K›zartmasüresince her iki ya¤›n toplam polar maddemiktarlar› karfl›laflt›r›ld›¤›nda, ayçiçek ya¤›n›ntoplam polar madde miktar›n›n pirina ya¤›n›ntoplam polar madde de¤erine göre daha fazlayükseldi¤i görülmektedir. Bu de¤iflimler fiekil 4’everilmifltir. Taze ya¤ ilave edilmesi nedeniyleelde edilen polar madde miktarlar› aras›ndadalgalanmalar görülmektedir. Grafi¤e göre,bafllang›ç ve son de¤erler aras›ndaki farkl›l›kayçiçe¤i ve pirina ya¤lar› için s›ras›yla 4.1 ve 0.7birimdir. Her iki ya¤dan da metot k›sm›ndaverilen koflullar alt›nda yap›lan 40. k›zartma ifllemisonunda elde edilen de¤erlerin yasal limit olan%25’den düflük oldu¤u görülmüfltür.


109

fiekil 3. Ayçiçek ve pirina ya¤›n›n p-anasidin de¤erindeki de¤iflimlerFigure 3. Changes in p-anasidine value of sunflower and olive pomace oils

110


Viskozite Üzerine Kızartma İşlemlerinin Etkisi

Ya¤lar›n viskozite de¤erleri trigliseritlerin kimyasalözellikleri, trigliseritlerde yer alan ya¤ asitlerinindoymam›fll›k dereceleri ve zincir uzunluklar›ylado¤rudan iliflkilidir. K›zartma s›ras›nda viskozitede¤iflimi renk de¤iflikli¤iyle birlikte ya¤dakibozulman›n önemli iflaretlerindendir. K›zartmas›ras›nda ya¤›n viskozitesi yüksek molekül a¤›rl›kl›polimerlerin oluflumuyla birlikte artmaktad›r(25). Yap›lan bir çal›flmada da k›zartma süresi veya¤ s›cakl›¤›n›n ya¤›n viskozitesini önemli orandaetkiledi¤i belirtilmifltir (26).

K›zartma ifllemleri boyunca ayçiçek ve pirinaya¤›nda izlenen viskozite de¤iflimleri fiekil 5'teverilmifltir. fiekil 5 incelendi¤inde, pirina ya¤›n›ntaze halde ayçiçe¤i ya¤›na göre oldukça viskozoldu¤u belirlenmifltir. Sabit k›zartma s›cakl›¤›nda,k›zartma süresi art›kça ya¤lar›n viskozitesinde deart›fllar gözlenmifltir. K›zartma s›ras›nda ayçiçekya¤›n›n viskozite de¤erinin pirina ya¤›n›n viskozitede¤erinden daha fazla artt›¤› görülmektedir. Grafi¤egöre, ayçiçe¤i ve pirina ya¤›n›n bafllang›ç ve sonviskozite de¤eri aras›ndaki farkl›l›k s›ras›yla 13 ve6 birimdir. Serbest asitlik de¤erinde oldu¤u gibi,gün sonunda ilave edilen taze ya¤ ile viskozitede¤eri bafllang›ç de¤erine her iki ya¤da dayaklaflmaktad›r.

Polimer Trigliseriti Üzerine Kızartmaİşlemlerinin Etkisi

K›zartma s›ras›nda ya¤da meydana gelen hidroliz,termal oksidayon ve polimerizasyon gibi kimyasalreaksiyonlar ya¤da farkl› uçucu, monomerik vepolimerik bileflenlerin oluflmas›na neden olmaktad›r(27). Polimerize trigliserit miktar› k›zartmaya¤lar›n›n kullan›m ömrüyle ilgili bilgi verenönemli kriterlerden birisidir. K›zartma ya¤lar›ndakipolimer trigliserit içeri¤inin k›zartma miktar›ylaart›fl› fiekil 6’da verilmifltir. Bozulma ürünlerinin20. ve 40. k›zartma süreleri aras›nda fazla oluflmas›nedeniyle, grafikte sadece bu süre aral›klar›verilmifltir. Her iki ya¤da da baz› dalgalanmalargörülmesine ra¤men, ayçiçe¤i ve pirina ya¤lar›için bafllang›ç ve son polimer trigliserit de¤erleriaras›ndaki fark s›ras›yla 1.9 ve 0.3 birim olaraktespit edilmifltir. Yap›lan bir çal›flmada da 5 gündenfazla sürdürülen k›zartma denemelerinde polimertrigliserit de¤erinin artt›¤› rapor edilmifltir (28).Bir di¤er çal›flmada, 190°C’de 5 gün boyunca 8saat uygulanan k›zartma ifllemi sonunda pamukya¤›n›n en yüksek polimer trigliserit içeri¤ine sahipoldu¤u; 204 °C’de yapt›klar› k›zartma sonucundaise m›s›r ya¤›n›n en fazla polimer trigliseritoluflturdu¤u bildirilmifltir (29). Pirina ve rafinepirina ya¤lar›yla yap›lan bir çal›flmada da, pirinaya¤›n›n rafine pirina ya¤›na k›yasla daha düflüktrigliserit oligopolimer ve okside trigliseritoluflturdu¤u rapor edilmifltir (33).

fiekil 4. Ayçiçek ve pirina ya¤›ndaki toplam polar madde miktar›ndaki de¤iflimlerFigure 4. Changes in total polar material amount of sunflower and olive pomace oils


111

fiekil 5. Ayçiçek ve pirina ya¤›n›n viskozite de¤erindeki de¤iflimlerFigure 5. Changes in viscosity value of sunflower and olive pomace oils

fiekil 6. Ayçiçek ve pirina ya¤›nda polimer trigliserit miktar›n›n de¤iflimiFigure 6. Changes in polymer triglyceride amount of sunflower and olive pomace oils

112


Renk Değerleri Üzerine Kızartma İşlemlerininEtkisi

K›zartma s›ras›nda renk de¤iflimi ya¤dakioksidasyon kaynakl› bozulman›n bir göstergesidir.Ya¤›n renk yo¤unlu¤unun art›fl› okside trigliseritve serbest ya¤ asitleri gibi uçucu olmayan

dekompozisyon ürünlerinin oluflumunun birsonucudur. Yap›lan k›zartma denemelerinde ayçiçekya¤› ve pirina ya¤›na ait L, a ve b de¤erlerindekide¤iflimler fiekil 7, 8 ve 9’da verilmifltir.

fiekil 7. Ayçiçek ve pirina ya¤›nda L de¤erindeki de¤iflimlerFigure 7. Changes in L value of sunflower and olive pomace oils

fiekil 8. Ayçiçek ve pirina ya¤›nda a de¤erindeki de¤iflimler Figure 8. Changes in a value of sunflower and olive pomace oils


113

fiekil 8 incelendi¤inde, her iki ya¤›n L de¤erlerindek›zartma ifllemleri boyunca dalgalanmalar oldu¤utespit edilmifltir. K›zartma boyunca ayçiçe¤i vepirina ya¤lar›nda tespit edilen L de¤erlerininbafllang›ç ve son L de¤eri aras›ndaki fark s›ras›yla 35ve 6 birimdir. Grafik incelendi¤inde, bafllang›çtaayçiçe¤i ya¤›n›n L de¤erinin pirina ya¤›na göreoldukça yüksek oldu¤u ancak k›zartma ifllemlerininilerlemesiyle, her iki ya¤daki L de¤erlerinin birbirineyaklaflt›¤› görülmektedir. Burada, pirina ya¤›ndakiL de¤erinin de¤ifliminin k›zartma boyunca çokdüflük olmas›n›n etkisi bulunmaktad›r. Pirinaya¤›ndaki okside trigliserit de¤ifliminin k›zartmaboyunca düflük olmas› da (fiekil 6) pirina ya¤›ndasöz konusu L de¤eri de¤ifliminin düflük olmas›n›nönemli nedenlerinden birisidir. 40. k›zartmasonunda ayçiçe¤i ya¤›n›n pirina ya¤›na göredaha koyu renkte oldu¤u tespit edilmifltir.

Renk de¤erlerinden a de¤eri dalgalanmaya ba¤l›olarak k›rm›z› ile yeflil renk de¤eri aras›ndade¤iflmektedir. a de¤eri pozitif bir de¤er ald›¤›ndak›rm›z›, negatif bir de¤er ald›¤›nda ise yeflil renkskalas›n› temsil etmektedir. K›zartma süresineba¤l› olarak k›zartma ya¤lar›n›n a de¤erindekide¤iflim fiekil 8’de görülmektedir. a de¤erleriincelendi¤inde, her iki k›zartma ya¤›nda da farkl›seviyelerde art›fllar söz konusudur. Ayçiçek vepirina ya¤lar›n›n bafllang›ç ve son a de¤eri farklar›s›ras›yla 17 ve 3 birimdir. Ayçiçek ya¤› bafllang›çtayeflil renkte iken, k›zartma iflleminin sonuna do¤ru

yeflil olan rengi k›rm›z›ya dönmektedir. Pirinaya¤› ise bafllang›çta k›rm›z› renk skalas›n› k›zartmasonunda da korudu¤u görülmektedir.

Renk de¤erlerinden b de¤eri dalgalanmaya ba¤l›olarak sar› ile mavi renk skalas› aras›ndade¤iflmektedir. b de¤eri pozitif bir de¤er ald›¤›ndasar›, negatif bir de¤er ald›¤›nda ise mavi renkskalas›n› temsil etmektedir. K›zartma süresineba¤l› olarak k›zartma ya¤lar›nda b de¤erindekiart›fl flekil 9’da verilmifltir. Her iki k›zartma ya¤›ndada b de¤erlerinde dalgalanmalar görülmektedir.Grafik incelendi¤inde, ayçiçe¤i ve pirina ya¤lar›n›nbafllang›ç ve son b de¤erleri aras›ndaki farks›ras›yla 15 ve 27 birimdir. Elde edilen de¤erler›fl›¤›nda, kullan›lan iki ya¤›n da sar› renkteoldu¤u anlafl›lmaktad›r.

SONUÇ

Ayçiçek ve pirina ya¤lar›n›n k›zartma stabilitelerininkarfl›laflt›r›lmas› amac›yla rafine ayçiçek ya¤› ilepirina-rafine pirina kar›fl›m› (50:50) 180°C’detoplamda 40 k›zartmada kullan›lm›flt›r. K›zartmaifllemleri boyunca ya¤›n baz› fiziksel ve kimyasalde¤iflimleri izlenmifltir. Her iki ya¤da da serbestya¤ asitleri, p-anisidin, toplam polar madde,viskozite, polimer trigliserit ve renk de¤erlerindeart›fl, dumanlanma noktas› de¤erinde ise azalmagözlenmifltir.

fiekil 9. Ayçiçek ve pirina ya¤›nda b de¤erindeki de¤iflimler Figure 9. Changes in b value of sunflower and olive pomace oils

114


Serbest ya¤ asitleri hidroliz reaksiyonununetkisiyle k›zartma ifllemleri boyunca art›fl göstermifl,buna ba¤l› olarak ya¤lar›n dumanlanma noktalar›düflmüfltür. Pirina ya¤›n›n dumanlanma noktas›ayçiçek ya¤›na göre daha k›sa sürede 170°C’dendaha düflük bir de¤ere ulaflm›flt›r. Ya¤lar içindumanlama noktas› de¤eri ya¤›n rafinasyonunaba¤l› olarak de¤iflmektedir. ‹yi rafine edilmiflya¤lar›n dumanlanma noktalar›n›n yüksekoldu¤u bilinmektedir (19). K›zartma ifllemlerindedumanlama noktas› de¤eri, her iki ya¤da dasürekli bir azalma göstermifltir. Çal›flmada serbestya¤ asidi miktar de¤iflimlerine paralel olarakdumanlama noktas›n›n en düflük seviyesi pirinaya¤›nda görülmüfltür.

Kullan›lan k›zartma ya¤lar›nda oksidatif bozulmaürünlerinin varl›¤›n›n belirlenmesinde bir indükatörolarak kullan›lan toplam polar madde miktar› heriki ya¤da da k›zartma süresi boyunca artm›fl, ancak40. k›zartmadan sonra bile, yasal limit olan %25de¤erine ulaflmam›flt›r. Burada her gününsonunda yap›lan filtrasyon iflleminin etkili oldu¤udüflünülmektedir. Aldehit miktar›n›n ölçülmesineyarayan p-anasidin de¤eri de k›zartma süresincefiltre edilen ya¤a ilave edilen taze ya¤›n etkisiyledalgalanma göstermesine ra¤men, her iki ya¤dada art›fllar göstermifltir. Ancak pirina ya¤›ndakiart›fl ayçiçek ya¤›na göre daha düflüktür. Bunun,pirina ya¤›n›n daha düflük iyot say›s›na sahip olmas›ve oksidasyon reaksiyonlar›na karfl› daha stabilolmas›ndan kaynakland›¤› düflünülmektedir.

Polimer trigliserit ve buna ba¤l› olarak gerçekleflenviskozite de¤erlerindeki art›fllar, k›zartma ya¤lar›için önemli parametrelerdendir. Polimer trigliseritart›fl› ayçiçe¤i ya¤›na k›yasla pirina ya¤›nda dahadüflüktür. Buna ba¤l› olarak, bafllang›ç viskozitede¤eri yüksek olmas›na ra¤men, pirina ya¤›n›nvizkosite de¤erindeki de¤iflim, ayçiçek ya¤›nak›yasla daha düflüktür.

K›zartma s›ras›nda ya¤larda meydana gelenoksidasyon kaynakl› bozulmalar ya¤lar›n renginietkilemektedir. Bu nedenle renk, baz› ülkelerdek›zartma ya¤lar›n›n kullan›m ömürleriyle ilgili birkriter olarak kullan›lmaktad›r. Yap›lan denemelerdek›zartma ifllemleri boyunca özellikle ayçiçe¤iya¤›nda L ve a de¤erlerinde önemli art›fllargözlenmifltir.

Sonuç olarak, k›zartma ifllemleri boyunca, hempirina hem de ayçiçe¤i ya¤›nda incelenen

parametrelerde önemli de¤iflimler gözlenmifltir.Bu de¤iflimlerin ya¤lar›n bafllang›ç kaliteleriyleiliflkili olabildi¤i ve rafinasyon derecesinin sözkonusu de¤iflimleri etkiledi¤i söylenebilir. Ancakbundan daha önemlisi, k›zartma ifllemleri s›ras›ndagerçekleflen oksidasyon reaksiyonlar›n›n ya¤›nbünyesinde meydana getirdi¤i de¤iflimlerdir. Buaç›dan k›zartma ifllemlerinde düflük iyot say›l›ya¤lar›n kullan›m›n›n önemli oldu¤u söylenebilir.

KAYNAKLAR

1. Singh RP. 2005. Food Frying. Food EngineeringVol III. Encyclopedia of Life Support Systems(EOLSS).California, USA. 122 p.

2. Türkay S. 2009. K›zartma ‹fllemi ve Ya¤lar›:Ya¤da Oluflan De¤iflimler, Kullan›lm›fl K›zartmaYa¤lar›n›n Rejenerasyonu ve Türkiye’dekiUygulamalar›. "Evsel At›k Ya¤lar ve GeriDönüflümü" Paneli, ‹stanbul, Türkiye. 2-3 s.

3. Quaglia G, Comendador J, Finotti E. 1998.Optimization of frying process in food safety.Grasas Aceites Vol 49, 275-281.

4. Del Re PV, Jorge N. 2006. Behaviour ofvegetable oils for frying discontinuous frozenpre-fried products. Cienc Technol (26):56-53.

5. Choe E, M›n DB. 2007. Chemistry of Deep-Fatfrying oils. J Food Sci. 77-86.

6. Varela LS, Muniz SFJ, Polonio CG, Arroyo R,Cuesta C. 1995. Relationship between chemicaland physical indexes and column and HPSEchromatography methods for evaluating fryingoil. Z Erniihrungswiss 34(4):308-313.

7. Gupta MK. 2004. Frying Technology andPractices. AOCS Press, Champaign, Illinois.

8. Yoon SH, Jung MY, Min DB. 1998. Effects ofthermally oxidized triglycerides on the oxidativestability of soybean oil. J Am Oil Chem Soc. 65,10, 1652-1657.

9. Abdulkarim SM, Long K, Lai OM, MuhammadSKS, Ghazali HM. 2007. Frying quality and stabilityof high-oleic Moringa oleifera seed oil incomparison with other vegetable oils, FoodChem, 105, 1382-1389.

10. Aladadunye FA, Przybylski Z. 2009. Degredationand nutritional quality changes of oil during frying.J Am Oil Chem Soc. 86, 149-156.


115

11. Anon 2000. Determination of polymerizedtriglycerides by gel-permeation HPLC. AOCSOfficial Method, Cd 22-91.

12. Anon 1997. Determination of polar compoundsin frying fats, AOCS Official Method. Cd 20-91.

13. Anon 1997. p-Anisidine value. AOCS OfficialMethod, Cd 18-90.

14. Anon 1997. Smoke, flash and fire pointsCleveland open cup method. AOCS OfficialMethod, Cc 9a-48.

15. Anon 1997. Brookfield viscosity. AOCS OfficialMethod, Ja 10-87.

16. Anon 1997. Free fatty acids. AOCS OfficialMethod, Ca 5a-40.

17. Anon 1997. Color spectrophotometric method.AOCS Official Method, Cc 13c-50.

18. Warner K, Orr P, Parrott L, Glynn M. 1994.Effects of frying oil composition on potato chipstability. 1327-1331.

19. Mishra S, Manchanda SC. 2012. Cooking oils forheart health. J Preventine Cardiol Vol 1, 123-131.

20. Matthäus B. 2006. Utilization of high-oleicrapeseed oil for deepfat frying of French friescompared to other commonly used edible oils.Eur J Lipid Technol, 108, 200-221.

21. Al-Kahtani HA. 1991. Survey of quality ofused frying oils from restaurants. J Am Oil ChemSoc. 68, 857-862.

22. Gupta MK. 2005.Frying oils. In F. Shahidi(Ed.), Bailey’s industrial oil and fat products (6thed.). New Jersey: John Wiley &Sons. Vol 4, 1-31.

23. Blumenthal MM. 1996. Frying Technology, inEdible Oil and Fat Products: Products andApplication Technology. In: Bailey’s IndustrialOil and Fat Products, Hui Y.H.(5th Ed). JohnWiley and Sons, New York, Vol 3, 429-481.

24. Firestone D, Stier RF, Blumenthal MM. 1991.Regulation of frying fats and oils. Food Technol,(45):90-94.

25. Tyagi VK, Vasishtha AK. 1996. Changes in thecharacteristics and composition of oils duringdeep-fat frying. J Am Oil Chem Soc, Vol 73,499-506.

26. Dutt NVK, Prasad DHL. 1989. Estimation ofinfinite dilution activity coefficients of hydrocarbonsin water from molar refraction. Fluid PhaseEquilibria. Vol 45, 1-5.

27. Miller KS, S›ngh RP, Farkas BE. 1994. Viscosityand Heat Transfer Coefficients for Canola, Corn,Palm, And Soybean Oil. J Food Process Preservation.(18):461-472.

28. Rossi M, Alamprese C, Ratti S. 2007.Tocopherols and tocotrienols as free radical-scavengers in refined vegetable oils and theirstability during deep-fat frying. Food Chem, 102,812-817.

29. Serjouie A, Tan CP, Mirhosseini H, Man YBC.2010. Effect of Vegetable-Based Oil blends onPhysicochemical Properties of Oils During Deep-Fat Frying. Am J Food Technol. 5 (5): 310-323.

DETERMINATION OF CERTAIN PHYSICOCHEMICALCHARACTERISTICS AND SENSORY PROPERTIES OF GREEN TEAPOWDER (MATCHA) ADDED ICE CREAMS AND DETECTION OF

THEIR ORGANIC ACID AND MINERAL CONTENTS

Abstract

This study aimed to evaluate certain physicochemical quality characteristics, organic acid and mineralcompositions of ice creams produced with different green tea powder (GTP) concentrations. Theincrement of GTP caused an increase in the fat, titratable acidity, viscosity, overrun and b* values, whiledecreasing the total solid, protein, pH, first dripping time, complete melting time, L* and a* values.The citric, lactic, acetic and propionic acid amounts of samples showed an increase with the incrementof GTP, while orotic and butyric acids decreased. Conversely, malic acid was not detected in any of thesamples. The Ca, Cu, Mg, K, Zn and Na concentrations of samples increased with the increment ofGTP, while Al and Fe were not found in any of the samples. On the sensory evaluation, the highestoverall acceptability scores were given to control by the panellists and followed by GTP(%1) andGTP(%2), respectively.

Keywords: Ice cream, green tea powder, organic acid, mineral, sensory

YEŞİL ÇAY TOZU (MATCHA) İLAVE EDİLEN DONDURMALARINDUYUSAL ÖZELLİKLERİ VE FİZİKOKİMYASAL

KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ, ORGANİK ASİT VE MİNERAL İÇERİĞİNİN TESPİTİ

Özet

Bu çal›flman›n amac› farkl› konsantrasyonlarla yeflil çay tozu (YÇT) ilavesiyle üretilen dondurmalar›nbelirli fizikokimyasal özelliklerini, organik asit ve mineral içeri¤ini de¤erlendirmektir. YÇT’nin art›fl›,ya¤, titrasyon asitli¤i, vizkozite, overrun ve b* de¤erlerinde art›fla; kuru madde, protein, pH, ilk damlamazaman›, erime süresi, L* ve a* de¤erlerinde ise düflüfle sebep olmufltur. Sitrik, laktik, asetik ve propiyonikasit miktarlar› YÇT konsantrasyonlar›na paralel olarak artm›fl, orotik ve butirik asit miktarlar› azalm›flt›r.Yeflil çay›n ilavesiyle Ca, Cu, Mg, K, Zn ve Na minerallerinin oran› art›fl gösterirken, hiçbir örnekte Al veFe bulunmam›flt›r. Duyusal de¤erlendirmede s›ras›yla en yüksek kabul edilebilirlik skoru kontrolnumunesi, YÇT(%1) ve YÇT(%2) numunelerine verilmifltir.

Anahtar kelimeler: Dondurma, yeflil çay tozu, organik asit, mineral, duyusal

Arzu Kavaz Yüksel1, Mehmet Yüksel2* , İhsan Güngör Şat2

1Atatürk University, Erzurum Vocational Training School, Department of Food Technology, Erzurum, Turkey2Atatürk University, Faculty of Agricultural, Department of Food Engineering, Erzurum, Turkey

Received / Gelifl Tarihi: 14.07.2016Received in revised form / Düzeltilerek Gelifl Tarihi 11.08.2016

Accepted / Kabul Tarihi 13.08.2016

Research / Araflt›rma

* Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 442 231 2494, (+90) 442 236 0958

GIDA (2017) 42 (2): 116-126doi: 10.15237/gida.GD16072

116

INTRODUCTIONIce cream is a popular frozen dairy product andis made using milk, cream, milk powder, fat sugar,emulsifiers, stabilizers, fruits, nuts, candies, jams,plants, colouring, flavouring and sweeteningagents. The quality characteristics and sensoryproperties of ice creams are affected by someparameters, including ingredients, productionpractices, transportation, storage conditions andtemperature fluctuations (1, 2). It is generallyconsumed lovingly by people of all ages (especiallychildren) due to its cooling effect, taste, aromaand nutritional value. Ice cream industry hasmuch improved in recent years due to the consumerpreference (1). Consumers want to get naturalfoods including probiotics, prebiotics, fibres andnatural fruits in their body. These agents can givenutritional value, organoleptic richness andhealth benefits to the product beyond theirnormal functional properties (3, 4). For thatreason, different types of ingredients including;fruits, fruit juice, herbs, probiotics and some otheradditives were used for the production of icecream (3, 5). These ingredients provide importantnutritional and health benefits to the ice creamdue to minerals, vitamins, fibre, antioxidants,natural colorants and flavours are contained bythem (6, 7). Nowadays, different types of icecreams are sold in markets and bakeries. Also,new types and formulations are wanted to befound in the markets by consumers (8, 9).

Fruits, teas and herbs are good sources for theice cream production due to flavour, colour,functional properties and antioxidant activities.Tea (Camellia sinensis) is one of the mostimportant beverages consumed around theworld after water. It can be prepared in differenttypes in different parts of the world includingblack tea, green tea, white tea, yellow tea, darktea, pu’erh tea and oolong tea. Camellia sinensisis mainly cultivated in China and Southeast Asia,although it is grown in approximately 30 countriesof the World (10-12). Black form of it is consumedin Asian and Western countries, while green teais mostly consumed in Japan, China, India andsome countries of the Middle East and NorthAfrica (13).

Green tea (Camellia sinensis) has a long history,but the beneficial medicinal properties of it haverecently begun to be realized by the people (14).

Green tea has beneficial effects on humanhealth, including anti-inflammatory, antiarthritic,antibacterial, antiangiogenic, antioxidative, antiviral,neuroprotective and cholesterol-lowering effects,and prevention of cancer and cardiovasculardiseases. The positive effects of green tea on thehealth are mainly stemmed from its polyphenolcontent especially flavonoids, flavonols, catechins,saponins, alkaloids, amino acids, glucosides,proteins, volatile compounds, minerals and traceelements (15).

Green tea powder is known as matcha. In ancienttimes, matcha was consumed in rituals by ZenBuddhists in China. However, matcha is rarelyconsumed nowadays in China, while it iscommonly consumed in Japan. Recently, it hasalso become a popular component for theproduction of pastries, puddings, chocolates,candies, ice creams and beverages (16).

Organic acids affect the flavour, stability andquality characteristics of dairy products. Theyoccur in dairy products as a result of a series ofreactions including fermentation of carbohydrates,hydrolysis of milk fat and microbial activityduring production or storage period. Generally,organic acids occur as major metabolites ofcarbohydrate catabolism of lactic acid bacteriaand they can give taste and flavour to milk,yoghurt, cheese and other dairy products (17).On the other hand, they are formed at the end ofmetabolic processes of ruminant, bacterialgrowth, hydrolysis of milk fat and addition offruits, acidulants and other additives (18-20).Quantitative determination of organic acids isimportant for the determination of flavour andnutritional quality of dairy products (21). Generally,organic acids generate important effects on foodssuch as acidifying (tartaric, malic, citric andascorbic acids), antioxidant (malic, citric andtartaric acids), preservative (sorbic and benzoicacids) and sensorial (malic, citric, acetic andtartaric acids) properties when added to them(18, 22). Moreover, minerals are important forhuman nutrition. They have important roles forthe protection of human health. Generally,minerals have beneficial effects on health whenthey are found in foods in small quantities, whilethey can show harmful properties if they exceedthe limit values (23, 24).

A. Kavaz Yüksel, M. Yüksel, İ. G. Şat

117

The aim of this research was to produce a functionaland new type of ice cream with different ratios ofgreen tea powder (matcha) and evaluate theirphysical and chemical characteristics, colour values,organic acid contents, mineral compositions andsensory properties.

MATERIAL AND METHOD

Materials

Cows’ milk (50 L) and cream were obtained fromthe dairy farm of Agriculture Faculty of AtatürkUniversity in Erzurum province of Turkey, whilegreen tea powder (GTP) supplied from Çaykur(General Directorate of Tea Business), Rize,Turkey. Skim Milk Powder (SMP) was providedby P›nar Dairy Products Co., ‹zmir, Turkey; whilesugar, emulsifier (mono- and diglycerides) andsahlep were purchased from local markets inErzurum, Turkey.

Ice cream production

Experimental ice creams were manufactured induplicate. For this research, three different icecream mixes were produced in the Pilot DairyFactory of Atatürk University (Erzurum, Turkey).Firstly, the raw cows’ milk was strained using acloth filter. Afterwards, milk was divided intofour equal parts and 3 kg mix was prepared foreach party. Each ice cream mix included 5% fat,4.7% skim milk powder, 18% sugar, 0.6% sahlep(stabilizer) and 0.2% emulsifier (mono- anddiglycerides). The mixes were heated to 85°C for25 s and then rapidly cooled to ±4°C. The cooledice cream mixes were maturated for 24 hours at±4°C. One batch of mix was taken as control,and the remaining batches were prepared with 2different ratios (1% and 2%) of green tea powder(GTP(1%) and GTP(2%)). Finally, the preparedmixes were iced in an ice cream machine (-5 °C;Ugur Cooling Machineries Co., Nazilli, Turkey),hardened at -22 °C for 24 hours and stored at -20°C for analyses. The overall analyses were madeas duplicate for each sample.

Physicochemical analysis

Total solid contents of ice creams were determinedusing the gravimetric method, fat content by theGerber method, and protein by the Kjeldahl method

as described by Demirci and Gündüz (25).Titratable acidity (Lactic acid%) of samples wasdetermined by titration method using 0.1NNaOH and phenolphthalein as an indicator. Forthe measurement of pH, approximately 10 g icecream samples were dissolved in 90 ml distilledwater and pH values of the samples were measuredusing a pH meter (model WTW pH-340-A,Weilheim, Germany) fitted with a combinedglass electrode (25). The viscosity of the ice creammixes was determined at 4°C by a Brookfieldviscometer, Model DV-II (Brookfield EngineeringLaboratories, Stoughton, MA, USA) with an RVspindle set (spindle No. 2) at 50 rpm. The viscosityvalues were measured in duplicate and twentyreadings (cP) were taken for each sample at 30 s(26). The overrun measurements of the mixesand ice creams were determined according tothe equation [(weight of ice cream)-(weight ofmix)/weight of mix x 100] by Jimenez-Florez et al.(27). First dripping and complete melting timesof ice cream samples were measured accordingto the method by Guven and Karaca (28). Forthis analysis, hardened ice cream sample (25 g)was left to melt on the 0.2 cm wire mesh screenabove a beaker at approximately ±20 °C and firstdripping and complete melting times of ice creamswere measured in seconds.

Colour analysis

The colour values of the ice creams weredetermined in triplicates for each sample groupusing a Minolta colorimeter (CR-200; Minolta Co.,Osaka, Japan). L* (lightness; 100=white,0=black), a* (redness; ±, red; -, green), and b*(yellowness; ±, yellow; -, blue) colour after thecalibration of device with black and whitestandards. The colour of ice creams was measuredin port size of 20x15x10 cm with pulsed xenonarc lamp built into measuring head by CIEstandard observer curves at room temperature.

Organic acid analysis

The organic acid profiles of the ice cream sampleswere determined according to the modifiedmethods by Fernandez-Garcia and McGregor(18). For the detection of organic acids, a high-performance liquid chromatography (AgilentHPLC 1100 series G 1322 A, Germany) was used.Firstly, 4g ice cream sample was diluted with

Determination of Certain Physicochemical Characteristics...

118

0.001 N H2SO4 (25 mL) and centrifuged at the5000xg for 10 minutes. The obtained supernatantwas filtered through Whatman No.1 filter paperand through a 0.45 _m membrane filter (PALL,USA), respectively. The 2 mL aliquot was storedfor each sample in HPLC vials at -20 °C for HPLCanalysis and 0.001 N H2SO4 was used as mobilephase at a flow rate of 0.6 mL/minute. Organicacids were separated using a Alltech IOA-1000organic acid column (300mm x 7.8 mm, Alltech,IL, USA). The wavelength of detection was 210nm for the quantification of organic acids. Foreach sample, duplicate injections (approximately10 µL) were made. Finally, the standard solutionsof citric, orotic, malic, lactic, acetic, propionicand butyric acids were prepared using 0.001 NH2SO4 for the detection of elution times and togenerate the calibration curves.

Mineral analysis

Mineral composition of the ice cream sampleswere analysed using an Inductively CoupledPlasma spectrophotometer (Perkin-Elmer, Optima2100 DV, ICP/OES, Shelton, CT, USA), a modifiedmethod taken from Rodriguez Rodriguez et al.(23) and Caggiano et al. (24). At first, ice creamsamples were dried in a microwave oven (Berghofspeed wave, Germany) at 70oC until the dry mattercontents of them reached a stable weighing andnearly 0.5 g samples were weighed to thevessels. Then, 10 mL (9:1 v/v) nitric acid (65%HNO3)/ perchloric acid (70-72 %HClO4) wereadded to each vessel and left overnight in thisway. In the next day, the temperature of thesamples were increased slowly to 160-170°C untilobtaining the white smoke. Finally, the sampleswere filtered through the Whatman no. 42 filterpaper and completed with distilled water inflasks to 50 mL. All samples were analysed usingan Inductively Couple Plasma spectrophotometer(ICP-OES) and the mineral results of the ice creamsamples were calculated as ppm.

Sensory analysis

The sensory analysis of ice cream samples werecarried out at the Sensory Analysis Laboratory ofFood Engineering Department of AtatürkUniversity (Erzurum, Turkey) with standard anduniform floodlight. The sensory characteristics of

the samples were evaluated by randomly selected50 untrained panellists (25 men and 25 women)by grading them on a scale of 1–9 (poor/ excellent)on 2 days of storage. For this purpose, the modifiedversion of hedonic scale suggested by Bodyfelt etal. (29) was used. Ice cream samples were pre-sented to the panellists that located in separatecompartments in a special ice cream cupsapproximately 30 g at a serving temperature of±10°C. Finally, all of the samples were graded bythe panellists in terms of colour and appearance,texture, gumming structure and melting inmouth, flavour, sweetness and overall acceptabilityparameters.

Statistical analysis

The obtained data were analysed using the SPSSstatistical software program version 13 (SPSSInc., Chicago, IL, USA). Analysis of variance(ANOVA) and Duncan’s multiple range tests andwere used to determine the differences betweenthe results.

RESULTS AND DISCUSSION

Physicochemical properties of ice creams

The analytical analysis results for the experimen-tal ice cream samples are presented in Table 1.The addition of GTP to the ice creams causedstatistically significant (P<0.01) change only inthe total solid contents of them. The total solids,fat and protein values of the ice cream samplesranged between 39.30% to 41.23%, 5.30% to5.40%, 4.94% to 5.31%, respectively. The obtainedresults showed that total solids and protein valuesof samples showed a decrease with the addition ofGTP, while fat values of the samples increased.Statistical evaluations showed that only totalsolids values of samples showed differencesfrom each other at the level of P<0.01. Thedetermined differences among the samplesmight be due to the differences of GTP amountadded to each ice cream samples. On the otherhand composition, physical and foamingproperties of GTP might cause differences on thephysicochemical properties of samples. Thefoaming properties of GTP caused an increaseon the volume, while reduced the weight scaleof ice cream and depending on this result the totalsolid and protein values of samples decreased.


119

According to the statistical evaluations, titrationacidity values of the ice creams showed a signifi-cant increase (P<0.01) with the increment of GTPamount, while pH values of them decreased. Ho-wever, this decrease on the pH values was statis-tically insignificant. As seen in Table 1, all icecreams were completely different from each ot-her in terms of titration acidity values at the levelof P<0.01. Obtained results might be attributedto the natural organic acids found in GTP. Also,similar results reported by Murtaza et al. (30) inice creams produced with fig addition at diffe-rent levels.

Viscosity is an important parameter for thedetermination of quality of ice creams. The structuralcharacteristics of ice creams are related to theviscosity values of ice cream mixes (31). As seenin Table 1, the highest mean viscosity value wasdetermined as 9504±445.97 cP in GTP(2%) sampleand the lowest mean value was 2773±133.03 cP inthe control sample (Table 1). From the obtainedresults, it might be said that GTP(%2) sample showeda significant increase with the increment GTPconcentration. According to the statisticalevaluations, control and GTP(1%) samplesshowed similarity in between, while GTP(2%) wascompletely different (P<0.01) from them in termsof viscosity. The increase in the viscosity valuesof samples might be attributed to small aircells occurred in ice creams during production,aggregation of some proteins and agglutinationof fat globules at low temperatures. Moreover,differences among the viscosity values of thesamples might be stemmed from the physicochemicalproperties of GTP and water-binding capacity ofthe fibre and other compounds found in it (31).

Overrun value is an increase in the volume of icecream mix and the presence of air in mix (32). Asseen in Table 1, the highest mean overrun valuewas determined in the GTP(2%) it was followed byGTP(1%) and control samples, respectively. Theresults showed that the increment of GTP amountcaused an increase on the overrun values of icecreams, but the differences among the sampleswere not significant statistically. These obtainedresults showed differences with the first drippingand complete melting time values of the observedexperimental ice creams. From these findings, itmight be said that the addition of GTP causedexcess amount of air incorporation to the icecream mix. The excess air amount caused abundantfoaming occurrence in the mix (33). Similarresults were found by Yuksel Kavaz (34) on astudy about the blackthorn added ice creams.The researcher determined the thermal propertiesof ice creams with the measurements of DifferentialScanning Calorimetry (DSC).

The longest mean first dripping time and completemelting time values were found in the controlsample and it was followed by GTP(1%) andGTP(2%) samples, respectively (Table 1). Accordingto statistical evaluations, the mean first drippingtime values of the control and GTP(1%) samplesshowed similarity with each other, while GTP(2%)

samples were different (P<0.05) from othersamples statistically. However, ice cream samplesdid not show any differences in terms of completemelting time values. From the obtained results, itmight be said that the physical properties of GTPformed a loose texture and due to this situation,water molecules moved freely, thus shortenedthe melting time values of ice cream samples (35).


Table 1. The effect of different GTP concentrations on some physicochemical properties and colour values of ice creams(mean±SD)

Ice cream Total solids (%) Fat (%) Protein (%) Titratable pH Viscosity samples acidity (%) (cP) 50 rpm

Control 41.23±0.12a** 5.30±0.12 5.31±0.21 0.18±0.00c** 6.68±0.01 2773±133.03b**GTP(1%) 39.67±0.25b** 5.30±0.35 5.00±0.20 0.22±0.01b** 6.66±0.02 3062±167.05b**GTP(2%) 39.30±0.13c** 5.40±0.49 4.94±0.46 0.25±0.01a** 6.66±0.02 9504±445.97a**

Ice cream Overrun First dripping Complete melting L* A* b*samples (%) times (s) times (s)

Control 30.74±2.17 545±71.94a* 3039±838.94 87.42±1.39a** -.72±0.18a** 13.21±0.29c**GTP(1%) 31.40±2.85 510±50.23a* 2396±116.51 71.09±1.10b** -.00±0.19a** 21.03±1.17b**GTP(2%) 33.47±1.71 391±59.94b* 2319±27.77 67.35±0.96c** -.36±0.24b** 22.92±1.27a**

Mean values ± standard deviations of ice creams manufacturing with duplicate samples. The letters a, b, c and d indicatesmeans that significantly different at P<0.01 and P<0.05 levels; **: P<0.01, *: P<0.05. GTP: green tea powder

120


Colour values of ice creams

The visual parameters of a food productincluding colour, shape, taste and flavour providethe formation of consumer preference. Observingthe Table 1, L* and a* colour values of ice creamsdecreased depending on the GTP increment,while b* values of the samples showed an increasewith the addition of GTP. The highest meanvalues of L* (87.42) and a* (-3.72) were found incontrol sample, while the lowest mean values ofthem were 67.35 and -4.36, respectively inGTP(2%). However, the highest mean b* colourvalue was in GTP(2%) (22.92), followed by GTP(1%)

(21.03) and control (13.21) samples, respectively.According to the statistical evaluations, all of thesamples showed statistically significant differences(P<0.01) in terms of L* and b* colour values. Asseen in the a* values of the ice creams, controland GTP(1%) showed similarity in between, whileGTP(2%) was found different (P< 0.01) from themstatistically. The determined differences amongthe samples probably due to the changing ofcolour density with the addition GTP.

Organic acid profiles of green tea powderand ice creams

Organic acids are important food componentsfor the formation of taste and flavour, anddetermination of the quality and safety of foodproducts. In this research, seven organic acidswere detected in GTP and ice cream samples.The organic acid compositions of GTP and icecream samples are presented in Table 2 and Table 3.

Citric acid is a weak tricarboxylic acid and isfound naturally in many fruits. In addition, it isan important organic acid in fresh raw milk andapproximately 0.2% of citric acid is found in it(18, 22). As seen in Table 2, GTP contained19.05±2.31 µg/g citric acid. Sample GTP(2%)

ranked first in terms of citric acid value, followedin descending order by GTP(1%) and controlsamples, respectively (Table 3). Citric acidconcentrations of the samples showed an increasecompliance with the citric acid value of GTP.Similar results also reported by Yuksel Kavaz etal. (36) in terebinth added ice creams. Accordingto the statistical evaluations, there were not anydifferences between the samples.

Orotic acid is found in significant amounts inmilk and dairy products. Generally, it is formedas an intermediate compound during thebiosynthesis of nucleic acids (18, 37). Observingthe Table 2, the orotic acid concentration of GTPwas found as 0.02±0.02 µg/g. On the other handorotic acid was determined as 6.96 µg/g in controland GTP(1%), while the level of it was found as 6.95in GTP(2%) sample (Table 3). Also, Fernandez-Garcia and McGregor (18); Tormo and Izco (22);Güzel-Seydim et al. (38) reported that orotic acidconcentrations of milk and milk products reducedto the levels of 45-48% during fermentation andstorage period. Statistical evaluations showedthat there were not any statistical differencesbetween the samples (Table 2).

Lactic acid is an important organic acid in milkand dairy products. It is important in terms offlavour and quality of dairy products (22, 37).

Table 2. Organic acid profiles of GTP (mean±SD)

Citric acid Orotic acid Malic acid Lactic acid Acetic acid Propionic acid Butyric acid(µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g)

Green tea powder 19.05±2.31 0.02±0.02 0.00±0.00 219.33±92.56 4.00±0.01 11.90±1.70 0.00±0.00

Mean values ± standard deviations of ice creams manufacturing with duplicate samples. The letters a, b and c indicatesmeans that significantly different at P<0.01 level; **: P<0.01. GTP: green tea powder

Table 3. The effect of different GTP concentrations on the organic acid profiles of the ice creams (mean±SD)

Ice cream samples Citric acid Orotic acid Malic acid Lactic acid Acetic acid Propionic acid Butyric acid(µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g) (µg/g)

Control 32.92±0.72 6.96±0.23 0.00±0.00 2.49±1.53c** 0.00±0.00b** 0.00±0.00c** 4.68±0.50GTP(1%) 36.16±0.44 6.96±0.22 0.00±0.00 8.78±0.25b** 2.34±1.13a** 3.95±0.15b** 4.11±0.88GTP(2%) 37.13±3.88 6.95±0.24 0.00±0.00 12.59±0.29a** 3.04±0.09a** 4.74±0.09a** 3.78±0.36

Mean values ± standard deviations of ice creams manufacturing with duplicate samples. The letters a, b and c indicatesmeans that significantly different at P<0.01 level; **: P<0.01. GTP: green tea powder

121


Observing the Table 2, the mean lactic acid valueof GTP was determined as 219.33±92.56 µg/g.The highest mean concentration of lactic acidwas in sample GTP(2%), followed in descendingorder by samples GTP(1%) and control, respectively(Table 3). Lactic acid concentration of samplesshowed an increase depending on the lactic acidvalue of GTP. The statistical evaluations showedthat there were significant (P<0.01) differencesamong the ice cream samples in terms of lacticacid concentrations.

Acetic acid is a natural organic acid and occurs atthe end of citrate, lactose and amino acidmetabolism. The highest concentration of aceticacid in product is unwanted due to the pungentand vinegary taste and flavour of it (39). The aceticacid concentration of GTP was determined as4.00±0.01 µg/g. As seen in Table 3, the highestmean acetic acid value (3.04±0.09 µg/g) wasfound in GTP(2%) and followed by GTP(1%)

(2.34±1.13 µg/g) and control (0.00±0.00 µg/g),respectively. The acetic acid concentration ofsamples stemmed from the acetic acid value ofGTP. Similar findings were determined in terebinthadded ice creams by Yuksel Kavaz et al. (36).According to the statistical evaluations, GTP(1%)and GTP(2%) showed a similar trend, but controlsample showed statistically significant differences(P<0.01) from these two samples.

Propionic acid can be found naturally in someplants. It is oily, liquid and colourless and haspungent taste and flavour (40). According toTable 2, propionic acid concentration of GTP was11.90±1.70 µg/g. The highest mean concentrationof propionic acid was found in GTP(2%), butpropionic acid was not determined in the controlsample. The propionic acid values of samplesincreased with the increment of GTP amount. Asseen in Table 3 all of the ice cream samples weredifferent (P<0.01) from each other statistically.

Butyric acid is produced in dairy products as aresult of the raw material, microbial activity andbiochemical reactions (41). As seen in the Table2, butyric acid was not determined in GTP. Thehighest mean concentration of butyric acid wasfound in the control sample, followed indescending order by the samples GTP(1%), andGTP(2%) (Table 3). From these results it mightbe said that butyric acid contents of samplesprogressively decreased with the addition of

GTP. Butyric acid amounts of ice cream sampleswere determined as statistically insignificant.

Obtained results showed that citric, lactic, aceticand propionic acid amounts of ice cream samplesshowed an increase with the increment of GTPconcentration, while orotic and butyric acid con-tents of the samples showed a decrease. However,malic acid was not determined in any of the icecream samples. The organic acid profiles of icecreams showed compliance with the organicacid profiles of GTP.

Mineral compositions of green tea powderand ice creams

The mean concentrations of minerals of GTP andice cream samples are shown in Table 4. As seenin Table 4, Ca, Al, Cu, Mg, Fe, K, Zn, and Navalues of GTP ranged from 3061.60 ppm, 0.00ppm, 6.05 ppm, 1205 ppm, 0.00 ppm, 1148 ppm,37.55 ppm and 160.35 ppm, respectively.

Aluminium (Al) is not an essential componentfor the nutrition of human, although it is the mostcommon element that found in the environment(42). Iron (Fe) and cooper (Cu) are essential forthe human health, but high concentration ofthem can cause toxicity on living cells (43).According to Table 4, Al and Fe were notdetermined in any of the ice cream samples,while Cu was determined in all of the samples.

Calcium (Ca) is an important mineral for humanhealth. It is absorbed in the intestinal system andused for many essential functions in the body(44). The function of magnesium (Mg) inmetabolism is related to the functions of Ca andP (45). Fresh fruits and vegetables are importantsources of potassium (K). They have a keymechanism in nerve transmission of living cells(46). Zinc (Zn) is an essential trace element anddeficiency of it causes many diseases (47).Finally, sodium (Na) is an essential mineral formany functions in the metabolism including wa-ter balance of cells, proper functioning of bothnerve impulses and muscles, and regulates bloodpressure (46). As seen in Table 4, the highestmean Ca, Cu, Mg, K, Zn and Na amounts weredetected in GTP(2%) and it was followed byGTP(1%) and control samples, respectively. Statisticalevaluations showed that, there were no differencesamong the ice cream samples in terms of Cu and

122


Mg concentrations, while Zn amounts of thesamples were different (P<0.01) from each otherstatistically. However, GTP(1%) and GTP(2%) samplesshowed similarity in terms of Ca and K values,while control sample was different (P<0.05) fromthem statistically. Conversely, Na values of thecontrol and GTP(1%) samples showed similarity inbetween, while GTP(2%) was found different fromthem at the level of P<0.05. From these results itcould be said that the differences of mineral (Ca,Cu, Mg, K, Zn and Na) amounts of ice creamsamples might be related to the concentrationand chemical structure of using GTP, raw material(milk), used containers, technological processesand some other factors.

Sensory properties of ice creams

The sensory properties of ice cream samples areshown in Table 5. The addition of GTP to icecream mix significantly affected (P<0.05) thesensory properties of the samples except for textureand, gumming structure and melting in mouthscores. The control sample ranked first in termsof colour and appearance, flavour, sweetness,and overall acceptability scores, followed indescending order by GTP(1%) and GTP(2%) samples

(Table 5). However, the highest values of textureand, gumming structure and melting in mouthwere given to GTP(2%) by the panellists and it wasfollowed by GTP(1%) and control samples,respectively. Statistical evaluations showed thatcolour and appearance, and flavour scores ofsamples were completely different (P<0.05) fromeach other. The sweetness scores of the GTP(1%)

and GTP(2%) were similar, while control sampleshowed differences from them at the level ofP<0.05. Conversely, control and GTP(1%) showedsimilarity with each other with respect to overallacceptability score, while GT(2%) was founddifferent (P<0.01) from them statistically. Thehighest overall acceptability scores were given tocontrol and followed by GTP(%1) and GTP(2%),respectively. This situation might be related toconsumer preferences in terms of the taste andflavour of ice creams besides the normal functionaland structural properties of them. The GTP gaveimportant functional and structural properties toexperimental ice creams, although grass likeflavour of it might not be preferred by someconsumers. However, it is thought that GTP addedice creams will be consumed desirably by theconsumers who want to consume functional foods.

Table 4. Mineral composition of GTP and the effect of different GTP concentrations on the mineral composition of icecreams (mean±SD)

Green tea powder Ca (ppm) Al (ppm) Cu (ppm) Mg (ppm)3061.60±62.51 0.00±0.00 6.05±0.21 1205.15±56.07

Ice Cream SamplesControl 1182.50±54.59b* 0.00±0.00 18.45±1.73 455.40±1.41GTP(1%) 3755.20±19.32a* 0.00±0.00 18.70±3.11 513.10±40.02GTP(2%) 3974.05±14.00a* 0.00±0.00 19.30±1.98 525.95±0.64

Green tea powder Fe (ppm) K (ppm) Zn (ppm) Na (ppm)0.00±0.00 1148.05±17.32 37.55±0.35 160.35±1.48

Ice Cream SamplesControl 0.00±0.00 3156.55±23.41b* 18.45±1.73 17.70±0.00c**GTP(1%) 0.00±0.00 3616.70±67.74a* 20.65±0.07b** 755.75±10.96b*GTP(2%) 0.00±0.00 3766.35±73.74a* 26.05±0.78a** 794.85±7.00a*


Table 5. The effect of different GTP concentration on some sensory properties of ice creams (mean±SD)

Ice cream Colour Texture Gumming structure Flavour Sweetness Overallsamples and appearance and melting in mouth acceptability

Control 7.50±0.00a* 6.41±0.47 6.50±0.58 6.74±0.01a* 7.45±0.06a* 7.17±0.03a**GTP(1%) 6.95±0.38ab* 6.64±0.62 6.51±0.47 5.63±0.95ab* 6.45±0.74b* 6.48±0.61a**GTP(2%) 6.35±0.86b* 7.11±0.33 7.20±0.64 4.40±1.27b* 6.40±0.69b* 5.46±0.53b**


123


CONCLUSIONS

Consequently, obtained results also showed thatthe addition of GTP significantly affected thephysicochemical properties, colour scores, organicacid profiles, mineral composition and sensorycharacteristics of ice cream. The increment ofGTP concentration caused an increase on thephysicochemical characteristics and colour valuesof the ice creams except for total solids, protein,pH, first dripping time, complete melting time, L*and a* values. As seen in the organic acid profilesand mineral compositions of the samples, citric,lactic acetic and propionic acid amounts, and Ca,Cu, Mg, Fe, K, Zn and Na concentrations of theice creams increased with the increment of GTPconcentration, but orotic values decreased.However, malic acid, Al and Fe were notdetermined in any of the samples. Generally,GTP(2%) came to fore with regard to most of theobserved parameters, although control was moreappreciated by the panellists in terms of sensoryproperties except for the scores of resistance totexture, and gumming structure and melting inmouth. Obtained results showed that the additionof GTP to ice creams earned different values tothem. Moreover, GTP can be considered as asuitable natural additive for ice cream productionwith regard to its nutritional value, physicochemicalproperties, organic acid profiles and mineralcompositions.

REFERENCES

1. Koxholt MMR, Eisenmann B, Hinrichst J. 2001.Effect of the fat globule sizes on the meltdown ofice cream. J Dairy Sci, 84, 31-37.

2. Frost MB, Heymann H, Bredie WLP, DijksterhuisGB, Martens M. 2005. Sensory measurement ofdynamic flavour intensity in ice cream withdifferent fat levels and flavourings. Food QualPrefer, 16, 305-314.

3. Diplock AT, Aggett PJ, Ashwell M, Bornet F,Fern EB, Roberfroid MB. 1999. Scientific conceptsof functional foods in Europe: Consensusdocument. Br J Nutr, 81, 1-27.

4. Ferraz JL, Cruz AG, Cadena RS, Freitas MQ,Pinto UM, Carvalho CC, Faria JAF, Bolini HMA.2012. Sensory acceptance and survival of probioticbacteria in ice cream produced with differentoverrun levels. J Food Sci, 71, 24-28.

5. Balthazar CF, Silva HLA, Celeguini RMS, SantosR, Pastore GM, Junior CCA, Freitas MQ,Nogueira LC, Silva MC, Cruz AG. 2015. Effect ofgalactooligosaccharide addition on the physical,optical, and sensory acceptance of vanilla icecream. J Dairy Sci, 98, 4266-4272.

6. Brouillard R. 1983. The in vivo expression ofanthocyanin colour in plants. Phytochem, 22,311-323.

7. Zhao Y. 2007. Berry fruit, value-added productsfor health promotion, CRC Press, USA, 442 p.

8. Dervisoglu M. 2006. Influence of hazelnut flourand skin addition on the physical, chemical andsensory properties of vanilla ice cream. Int J FoodSci Technol, 41, 657-661.

9. Karaman S, Toker ÖS, Yüksel F, Çam M, KayacierA, Dogan M. 2014. Physicochemical, bioactive,and sensory properties of persimmon-based icecream: Technique for order preference bysimilarity to ideal solution to determine optimumconcentration. J Dairy Sci, 97, 97-110.

10. Cooper R, Morre DJ, Morre DM. 2005. Medicinalbenefits of green tea: Part I. Review of noncancerhealth benefits. J Altern Complement Med, 11,521-528.

11. Chacko SM, Thambi PT, Kuttan R, Nishigaki I.2010. Beneficial effects of green tea: A literaturereview. Chin Med, 5, 1-9.

12. Topuz A, Dinçer C, Torun M, Tontul ‹,Naadem Hfi, Haznedar A, Özdemir F. 2014.Physicochemical properties of Turkish green teapowder: effects of shooting period, shading, andclone. Turk J Agric For, 38, 233-241.

13. Chen ZM, Yu YM. 1994. Tea, In: Encyclopediaof Agricultural Science, Charles JA (chief ed),Volume 4, Academic Press, San Diego, USA, pp.281-288.

14. Vinson JA, Zhang J. 2005. Black and greenteas equally inhibit diabetic cataracts in astreptozotocin-induced rat model of diabetes. JAgric Food Chem, 53, 3710-3713.

15. Higdon JV, Frei B. 2003. Tea catechins andpolyphenols: health effects, metabolism, andantioxidant functions. Crit Rev Food Sci, 43, 89-143.

16. Tokunaga M. 2004. New tastes in green tea.Kodansha International, USA, 122 p.

124


17. Buffa M, Guamis B, Saldo J, Trujillo AJ. 2004.Changes in organic acids during ripening of cheesesmade from raw, pasteurized or high-pressure-treated goats’ milk. Lebensm. Wiss Technol, 37,247-253.

18. Fernandez-Garcia E, McGregor JU. 1994.Determination of organic acids during thefermentation and cold storage of yogurt. J DairySci, 11, 2934-2939.

19. Marsili RT, Ostapenko H, Simmons RE, Green DE.1981. High performance liquid chromatographicdetermination of organic acids in dairy products.J Food Sci, 46, 52-57.

20. Adhikari K, Grün IU, Mustapha A, FernandoLN. 2002. Changes in the profile of organic acidsin plain set and stirred yogurts during manufactureand refrigerated storage. J Food Qual, 25, 435-451.

21. Akalin AS, Gonc S, Akbas Y. 2002. Variationin organic acids content during ripening of pickledwhite cheese. J Dairy Sci, 85, 1670-1676.

22. Tormo M, Izco JM. 2004. Alternative reversed-phase high performance liquid chromatographymethod to analyse organic acids in dairyproducts. J Chromatogr A, 1033, 305-310.

23. Rodriguez Rodriguez EM, Sanz Alaejos M,Diaz Romeo C. 2002. Mineral content in goats’milks. J Food Qual, 25, 343-358.

24. Caggiano R, Sabia S, D’Emilio M, MacchiatoM, Anastasio A, Ragosta M, Paino S. 2005. Metallevels in fodder, milk, dairy products, and tissuessampled in ovine farms of Southern Italy. EnvironRes, 99, 48-57.

25. Demirci M, Gündüz HH. 1994. Dairy TechnologyHand Book, Hasad Publ., Istanbul, TR, 66 p.

26. Dervisoglu M. 2006. Influence of hazelnutflour and skin addition on the physical, chemicaland sensory properties of vanilla ice cream. Int JFood Sci Technol, 41, 657-661.

27. Jimenez-Florez R, Klipfel NJ, Tobias J. 1993.Ice cream and frozen desserts, In: Dairy Scienceand Technology Handbook, Hui YH (ed), VCHPublishers, New York, USA, pp. 57-159.

28. Guven M, Karaca OB, 2002. The effects ofvarying sugar content and fruit concentration onthe physical properties of vanilla and fruitice-cream-type frozen yogurts. Int J Dairy Technol,55, 27-31.

29. Bodyfelt FW, Tobias J, Trout GM. 1998. Thesensory evaluation of dairy products, VanNostrand Reinhold, New York, USA, 166 p.

30. Murtaza MA, Huma N, Mueen-Ud-Din G,Shabbir MA, Mahmood S. 2004. Effect of fatreplacement by fig addition on ice cream quality.Int J Agr Biol, 6, 68-70.

31. El–Samahy SK, Youssef KM, Moussa–AyoubTE. 2009. Producing ice cream with concentratedcactus pear pulp: A preliminary study. J ProfAssoc Cactus Develop, 11, 1-12.

32. Sofjan R, Hartel RW. 2004. Effects of overrunon structural and physical characteristics ofice-cream. Int Dairy J, 14, 255-262.

33. Temiz H, Yeflilsu AF. 2010. Effect of pekmezaddition on the physical, chemical,and sensory,properties of ice cream. Czech J Food Sci, 28,538-546.

34. Yuksel Kavaz A. 2015. The effects of blackthorn(Prunus spinosa L.) addition on certain qualitycharacteristics of ice cream. J Food Qual, 38, 413-421.

35. Sakurai K, Kokub S, Hakamata K, Tomita M,Yoshida S.1996. Effect of production conditionson ice cream melting resistance and hardness.Milchwissenschaft, 51, 451-454.

36. Yuksel Kavaz A, fiat IH, Yuksel M. The effectof terebinth (Pistacia terebinthus L.) coffee additionon the chemical and physical characteristics,colour values, organic acid profiles, mineralcompositions and sensory properties of ice creams. JFood Sci Technol, 52, 8023-8031

37. Kavaz A, Bakirci I. 2014. Influence of inulinand demineralised whey powder addition on theorganic acid profiles of probiotic yoghurts. Int JDairy Technol, 67, 577-583.

38. Güzel-Seydim ZB, Seydim AC, Grene AK. 2000.Organic acids and volatile flavour componentsevolved during refrigerated storage of kefir. JDairy Sci, 83, 275-277.

39. Ott A, Hugi A, Baumgartner M, Chaintreau A.2000. Sensory investigation of yogurt flavorperception: Mutual influence of volatiles andacidity. J Agr Food Chem, 48, 441-450.

40. Kosmider A, Drozdzynska A, Blaszka K, LejaK, Czaczyk K. 2010. Propionic acid production byPropionibacterium freudenreichii ssp. shermaniiusing crude glycerol and whey lactose industrialwastes. Pol J Environ Stud, 19, 1249-1253.

125


41. Molkentin J, Precht D. 1998. Comparison ofgas chromatographic methods for analysis ofbutyric acid in milk fat and fats containing milkfat. Eur Food Res Technol, 206, 213-216.

42. Deeb Azza MM, Gomaa GM. 2011. Detectionof aluminium in some dairy products at Kafr-El-Sheikh, Egypt. Global Veterinaria, 6, 1-5.

43. Ayar A, Sert D, Akin N. 2009. The trace metallevels in milk and dairy products consumed inmiddle Anatolia-Turkey. Environ Monit Assess,152, 1-12.

44. Tunick MH. 1987. Calcium in dairy products.J Dairy Sci, 70, 2429-2438.

45. De La Fuente MA, Montes F, Guerrero G,Juarez M. 2003. Total and soluble contents ofcalcium, magnesium, phosphorus and zinc inyoghurts. Food Chem, 80, 573-578.

46. Nabrzyski M. 2007. Functional role of someminerals in foods. Mineral components in foods,Szefer P, Nriagu JO (eds), CRC Press/Taylor FrancisGroup, UK, pp. 363-388.

47. Hambidge KM, Krebs NF. 2007. Zinc deficiency:a special challenge. J Nutr, 137, 1101-1105.

126

127

GIDALARDA POLİSİKLİK AROMATİK HİDROKARBON BİLEŞİKLERİNİN BULUNUŞU VE SAĞLIK ÜZERİNE ETKİLERİ

Özet

Polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) bileflikler; çeflitli fosil yak›tlar›n, karbon içeren maddelerin veg›da gibi di¤er organik bilefliklerin pirolizi veya tam yanmamas› sonucu oluflan kanserojen maddelerolarak tan›mlanmaktad›r. PAH bileflikleri, g›dalara çevre kirlili¤i kaynakl› olarak hava, su ve topraktanbulaflabilmekte ve/veya g›dalar›n yüksek s›cakl›kta ifllenmesi s›ras›nda oluflabilmektedir. G›da yoluylaen önemli PAH bileflikleri al›m kayna¤› et ve et ürünleri olup bu ürünlerin PAH bileflikleri içeri¤i temelolarak ürünün ya¤ içeri¤ine ve uygulanan ›s›l ifllem yöntem ve süresine göre de¤iflmektedir. Yap›lanepidemiyolojik çal›flmalar çeflitli kanser türleri ile PAH bilefliklerini içeren g›dalar›n tüketimi aras›ndabir iliflki oldu¤unu göstermifltir. Bu makalede; PAH bilefliklerinin genel özellikleri, g›dalarda ve özellikleet ürünlerinde bu bilefliklerin oluflumunu etkileyen faktörler ve PAH bilefliklerinin sa¤l›k üzerine etkileriderlenmifltir.

Anahtar kelimeler: Polisiklik aromatik hidrokarbon, PAH, g›da, et, sa¤l›k

THE PRESENCE OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON COMPOUNDS IN FOOD AND EFFECTS ON HEALTH

Abstract

Polycyclic aromatic hydrocarbon compounds which occurs the results of pyrolysis or incompletecombustion of various fossil fuels, carbon-containing materials and other organic compounds such asfood are defined as carcinogenic substances. PAH compounds can be contaminate to foods from theair, water and soil originating environmental pollution and/or occur during processing of foods at hightemperatures. The most important source of PAH compounds through food intake is meat and meatproducts, content of PAH compounds of these products mainly depending on their fat content andapplied heat treatment’s method and time. Epidemiological studies have shown a relation between theconsumption of food containing the PAH compounds with various types of cancer. In this article; thegeneral characteristics of PAH compounds, the factors influencing formation of these compounds infood especially meat products and the effects on health of PAH compounds were reviewed.

Keywords: Polycyclic aromatic hydrocarbon, PAH, food, meat, health

Özlem Kılıç, Elif Aykın Dinçer, Mustafa Erbaş*

Akdeniz Üniversitesi Mühendislik Fakültesi G›da Mühendisli¤i Bölümü, Antalya

Gelifl tarihi / Received: 01.06.2016Kabul tarihi / Accepted: 02.09.2016

Derleme/ Review


GIDA (2017) 42 (2): 127-135doi: 10.15237/gida.GD16060

128

GİRİŞPolisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) bileflikler,kömür gibi fosil yak›tlar›n, karbon içeren maddelerinve g›da gibi di¤er organik bilefliklerin yükseks›cakl›kta oksijensiz ortamda pirolize olmas› veyatam yanmamas› sonucu oluflan çevre kirleticimaddeler olarak tan›mlanmaktad›r (1-7).Günümüzde, PAH bileflikleri; fosil yak›tlar›kullan›m›n›n artmas›, endüstrinin geliflmesi,at›klar›n birikmesi ve tütün içilmesi gibi insankaynakl› faaliyetlerin oluflumlar›n›n yan› s›ravolkanik patlamalar ve orman yang›nlar› gibi do¤alkaynaklarla da oluflmaktad›r (8-11).

Dünya Sa¤l›k Örgütü (WHO) taraf›ndan mutajenve kanserojen olarak tan›mlanan (12, 13) PAHbileflikleri; hava, su, toprak ve g›da maddelerindekompleks kar›fl›mlar halinde bulunmaktad›r (14,15). ‹nsanlar, bu bilefliklere kirli hava solumalar›ve kirli su ve g›da tüketimi gibi çeflitli yollarlamaruz kalmaktad›rlar (1, 9, 13, 16, 17). Bubilefliklere maruziyet sigara kullan›m› ve direkt›s›l ifllem görmüfl g›dalar ile daha çok olmaktad›r (2).

PAH bileflikleri, iki ya da daha çok say›da benzenhalkas› içeren lipofilik organik bilefliklerdir (3, 9,10, 14, 18, 19). Bu bileflikler yap›lar›na ba¤l› olarakmutajenik ve kanserojenik etkiye sahiptirler (3,14, 15). PAH bileflikleri; yap›s›nda dörtten azbenzen halkas› bulunduran hafif PAH bilefliklerive beflten daha fazla benzen halkas› bulundurana¤›r PAH bileflikleri olmak üzere temelde ikigrup olarak s›n›fland›r›lmaktad›r (20-22). PAHbileflikleri sahip oldu¤u benzen halkas›na göreadland›r›lmaktad›rlar. Bu bilefliklerden iki benzenhalkas›na sahip olanlar naftalin, üç benzenhalkas›na sahip olanlar antrasen ve fenantrenolarak adland›r›l›rken, daha fazla benzen halkas›nasahip olanlar ise kendilerine özgü isimlerleadland›r›lmaktad›rlar (fiekil 1) (17). Naftalin,asenaftelen, asenaften, floren, fenantren veantrasen hafif PAH bileflikleri aras›nda yer al›rkenfloranten, piren, krisen, benzo[b]floranten,benzo[k]floranten, benzo[a]piren, dibenzo[a,h]antrasen,indeno[1,2,3-cd]piren ve benzo[g,h,i]perilen isea¤›r PAH bileflikleri aras›nda yer almaktad›r (23).Benzo[a]piren, dibenzo[a,h]antrasen gibi a¤›rPAH bilefliklerin stabilitesi ve dolay›s›yla mutajenikve kanserojenik etkisi hafif PAH bilefliklerinegöre daha fazlad›r (2, 8, 22).

Saf haldeki PAH bileflikleri; kat› halde, renksiz,beyaz, aç›k sar›-yeflil renkli ve güzel kokuyasahiptirler (24). PAH bilefliklerinin fiziksel vekimyasal özellikleri molekül a¤›rl›klar›na görede¤iflmektedir (25). PAH bilefliklerinin moleküla¤›rl›klar› artt›kça sudaki çözünürlükleriazalmaktad›r (10, 14, 18, 19). Yüksek moleküla¤›rl›¤a sahip PAH bileflikleri düflük uçuculukve çözünürlük nedeniyle buharlaflmadankalabilmektedirler. Düflük uçuculu¤a sahip olanPAH bileflikleri, yap›s›ndaki halka say›s›n›nartmas›yla uçuculuklar› daha da azalmaktad›r(18, 20). PAH bilefliklerinin molekül a¤›rl›klar›artt›kça erime noktas› ve kaynama noktas›yükselmekte, buhar bas›nçlar› azalmaktad›r (25).Ço¤u PAH bilefli¤inin erime noktas› 250 °C’ninalt›nda ve kaynama noktas› da 300 °C’ninüzerindedir (24). Baz› PAH bileflikleri ve özellikleriÇizelge 1’de verilmifltir.

GIDA VE PAH BİLEŞİKLERİ

Endüstriyel üretim yap›lan bölgelerde çevrekirlili¤inden (26, 27) dolay› PAH bileflikleri suya,topra¤a ve havaya geçerek meyve, sebze ve tah›lürünleri gibi tar›m ürünlerine kontamine olmaktad›r(19). Bunun yan› s›ra kavrulmufl kahve, bitkiselya¤, süt ürünleri, çay gibi ifllenmifl ve ›s›l ifllemgörmüfl g›dalar ve ambalaj materyalinde de bubilefliklere rastlan›lm›flt›r (1, 5, 22, 28, 29). Kahvedeoluflan PAH bileflikleri, kahve çekirdeklerininkavrulmas› s›ras›nda meydana gelmektedir (6).Ya¤l› tohumlardaki PAH bileflikleri; su, toprak vehava gibi çevresel etmenlerle temas sonucundabu tohumlara bulaflabilmekte ve tohumlar›nifllenmesi sürecindeki kurutma ve çözgenekstraksiyonu gibi aflamalarda ise bitkisel ya¤larageçebilmektedir (15, 21). Avrupa Komisyonudüzenlemeleri (835/2011); propolis gibi ar› ürünlerive yeflil çay gibi çeflitli bitkisel g›dalar›n üretimyöntemlerine ba¤l› olarak PAH bileflikleriniiçerebildiklerini bildirmifltir (9, 30).

Avrupa G›da Güvenli¤i Otoritesi (EFSA); tüketicilerindiyetle günlük PAH bileflikleri al›m›na nedenolan en önemli g›da kaynaklar›ndan birinin de etve et ürünleri oldu¤unu bildirmifltir (2, 31). Etürünlerinde oluflan PAH bilefliklerinin miktar›;etin ya¤ içeri¤ine, oksijen konsantrasyonuna,ifllemede kullan›lan ›s› kayna¤›n›n çeflidine ve

Ö. Kılıç, E. Aykın Dinçer, M. Erbaş

s›cakl›¤›na, g›da ile ›s› kayna¤› aras›ndaki uzakl›¤ave ifllem süresine ba¤l› olarak de¤iflmektedir (2,10, 19, 32-36). Özellikle g›dan›n alevle direkttemas›, ›s›l ifllem süresinin uzamas› ve yüksek ›s›lifllem s›cakl›¤› PAH bilefliklerinin miktar›n›artt›rmaktad›r (11, 34, 36).

Temel olarak PAH bilefliklerinin üç farkl›mekanizma ile g›dalarda olufltu¤u düflünülmektedir.Birinci mekanizma; ya¤, protein ve karbonhidratgibi organik maddelerin yüksek s›cakl›klarda(500-900 °C) pirolize olmas›yla PAH bilefliklerininoluflmas›d›r. ‹kinci mekanizma; kömür atefli üzerindepiflirilen g›dalardan ayr›lan ya¤ damlalar›n›ns›cak kömür üzerine düflmesi ve yo¤un atefllekarfl›laflmas› sonucu uçucu PAH bilefliklerinedönüflmesidir. Bu uçucu PAH bileflikleri

dumanlanma artt›kça g›dan›n yüzeyine daha çokbulaflmaktad›r. Üçüncü mekanizma ise; kömürüntam olarak yanmamas› sonucu PAH bilefliklerininoluflmas› ve bunlar›n g›da yüzeyine kontamineolmas›d›r (37, 38).

Özellikle, mangal ya da a¤aç kömürü üzerindepiflirilen etlerde eriyen ya¤lar, s›cak kömür üzerinedüflerek pirolize olmaktad›r (34). Böylelikleoluflan PAH bileflikleri ç›kan duman ile ete do¤rutafl›nmakta ve yüzeyde birikmektedir (20). Dahasonras›nda ise g›dan›n içerisine do¤ru tafl›naraklipit bileflenlerinde birikmektedir (35, 39). Butafl›nma olay›nda PAH bilefliklerinin lipofiliközelli¤inden (10, 15, 19, 21, 32) dolay› g›dan›nya¤ ve su içeri¤i tafl›nma h›z›nda önemli rolesahip olmaktad›r (2, 38, 39).

Gıdalarda Polisiklik Aromatik Hidrokarbon Bileşiklerinin...

129

fiekil 1. Baz› PAH bilefliklerinin molekül yap›lar›

130

G›da güvenli¤inin sa¤lanmas› ve raf ömrününuzamas› için yap›lan yanl›fl ifllemler de PAHbilefliklerinin oluflumuna neden olabilmektedir(35). Tütsüleme ifllemi et ve et ürünlerine uygulananen eski g›da koruma yöntemlerinden biridir (32).Bu ifllem uygulanan ürünlere güzel tat, koku vearoma verirken; ya¤lar›n pirolizi veya tütsümateryalinin eksik yanmas› sonucu mutajenik vekanserojenik PAH bileflikleri oluflmaktad›r (36,40). Bir k›l›fa doldurulduktan sonra tütsülenenet ürünlerinde, k›l›f bariyer görevi gördü¤ü içintütsüleme iflleminden kaynaklanan PAH bilefliklerining›daya bulaflmas›n› engelleyebilmektedir (39).Bu engellemede sentetik k›l›f›n daha baflar›l›oldu¤u belirlenmifltir (35).

Kurutma, k›zartma, kavurma ve ›zgarada piflirmeifllemleri de et ve et ürünlerinde PAH bilefliklerininoluflumuna neden olmaktad›r (2, 5, 10, 13, 41).Bu ›s›l ifllemlerin uygulanmas› s›ras›nda s›cakl›k400 °C’nin alt›nda ise az miktarda PAH bilefli¤ininolufltu¤u, s›cakl›k 400-1000 °C aras›nda ise PAHbileflikleri miktar›n›n daha yüksek oldu¤ubelirtilmektedir (13, 42). Yap›lan baz› çal›flmalardatespit edilen en yüksek BaP, PAH4 (BaP, BaA,Chr ve BbF) ve toplam PAH bilefliklerinin miktarlar›Çizelge 2’de verilmifltir.

PAH BİLEŞİKLERİ VE SAĞLIK

Do¤ada bulunan yüzden fazla PAH bilefli¤ininmutajenik ve kanserojenik etkisi oldu¤u, G›da veTar›m Örgütü (FAO), Dünya Sa¤l›k Örgütü(WHO), Uluslararas› Kanser Araflt›rma Ajans›(IARC), Avrupa Bilimsel Komitesi (SCF) ve EFSAgibi birçok kurulufl taraf›ndan rapor edilmifltir (9,11, 43). SCF taraf›ndan da 2002 y›l›nda 15 PAHbilefli¤i kanserojen olarak tan›mlanm›fl ve dahasonra G›da Katk› Maddeleri FAO/WHO OrtakUzman Komitesi (JECFA) taraf›ndan benzo[c]florende bu gruba dâhil edilerek 16 PAH bilefli¤i önceliklikirleticiler olarak tan›mlanm›flt›r (31). Bu 16öncelikli kirletici PAH bileflikleri Çizelge 3’teverilmifltir. Ayr›ca Amerika Birleflik DevletleriÇevre Koruma Birimi (US–EPA) taraf›ndanoluflturulan öncelikli kirleticiler listesinde yeralan 8 PAH bilefli¤i (BaA, Chr, BbF, BkF, BaP,IcdP, DahA ve BghiPy) ayn› zamanda AvrupaBirli¤i taraf›ndan oluflturulan öncelikli kirleticilerlistesinde de bulunmaktad›r (1, 5, 7, 16, 22, 44).

PAH bileflikleri mutajenik ve kanserojenik etkisinedeniyle insanlar, hayvanlar ve bitkiler içinönemli bir risk kayna¤›d›r (28). Dolay›s›yla bubilefliklere maruz kalma çeflitli sa¤l›k sorunlar›naneden olmaktad›r (7, 29). Hayvanlar üzerinde


Çizelge 1. Baz› PAH bileflikleri ve özellikleri (23, 49, 50)

‹smi Simge Kimyasal Molekül Erime Kaynama Renk SudaFormülü A¤›rl›¤› Noktas› Noktas› Çözünürlük

(g/mol) (˚C) (˚C) (mg/L)

Naftalin Np C10H8 128 80 218 - 31Asenaftelen Anp C12H8 152 92-93 265-275 - 3.93Asenaften Ane C12H10 154 95 96 Beyaz 1.93Floren Flr C13H10 166 116-117 295 Beyaz 1.98Fenantren Phe C14H10 178 100 340 Renksiz 1.20Floranten Flu C16H10 202 109 375 Mat sar› 2.0-2.6Antrasen An C14H10 178 218 340 Renksiz 0.076Piren Py C16H20 202 156 360 Renksiz 0.077Krisen Chr C18H12 228 254 448 Renksiz 2.8x10-3

Benzo[a]antrasen BaA C18H12 228 158 400 Renksiz 1x10-1

Benzo[b]floranten BbF C20H12 252 168 481 Renksiz 1.2x10-3

Benzo[k]floranten BkF C20H12 252 216 480 Mat Sar› 7.6x10-4

Benzo[j]floranten BjF C20H12 252 166 - Sar› 6.76x10-3

Benzo[a]piren BaP C20H12 252 179 496 Mat Sar› 2.3x10-3

‹ndeno[1,2,3-cd]piren IcdP C22H12 276 164 536 Sar› 0.062Dibenzo[a,h]antrasen DahA C22H14 278 262 524 Renksiz 5x10-4

Benzo[g,h,i]perilen BghiPy C22H12 276 273 545 Mat Sar› 2.6x10-4

yap›lan çal›flmalarda, PAH bilefliklerinin ba¤›fl›kl›k

sistemi rahats›zl›klar›na ve akci¤er, pankreas,

kolon ve deri kanseri gibi kanser çeflitlerine neden

oldu¤u tespit edilmifltir (22, 24). Bunun yan› s›ra,

hayvansal deneylerde baz› PAH bilefliklerinsomatik hücrelerde mutajenik etkisinin de oldu¤uEFSA taraf›ndan bildirilmifltir (14, 19, 31).

Hayvanlar üzerinde görülen kanserojenik etkinin


131

Çizelge 2. Piflirme yöntemine ba¤l› olarak baz› g›dalar›n PAH bileflikleri içeri¤i

Et Örnekleri Piflirme Yöntemleri En Yüksek Toplam En Yüksek BaP En Yüksek PAH4 KaynakPAH Bilefli¤i (µg/kg) Bilefli¤i (µg/kg) Bilefli¤i (µg/kg)

Domuz eti, jambon, Dumanlama - 6.03 (domuz eti) 34.65 (domuz eti) (51)tavuk, sosis

S›¤›r eti ve Barbekü - 2.13 (s›¤›r eti) 10.87 (s›¤›r eti) (34)hamburger köftesi 29.1 (köfte) 95.87 (köfte)

Köfte K›z›lötesi Piflirme 64.06 (370.62 kW/m2 0.21 (567.83 kW/m2 6.35 (370.62 kW/m2 (3)(Farkl› ›s› ak›fl›, ›s› ak›fl›, 10.5 cm ›s› ak›fl›, 10.5 cm ›s› ak›fl›, 10.5 cmuygulama mesafesi piflirme mesafesi ve piflirme mesafesi ve piflirme mesafesi veve süresi) 4 dk piflirme süresi) 4 dk piflirme süresi) 8 dk piflirme süresi)

G›da gruplar› (tah›l, Barbekü - 0.12 (g›da grubu, ya¤) 0.62 (ya¤) (12)süt, ya¤, sebze 0.29 (domuz eti) 1.7 (domuz eti)vb. Ürünler), 0.21 (chorizo sosisi) 1.4 (chorizo sosis)domuz eti, chorizo sosisi

Petrovská klobása Direkt 495 (direkt, - - (52)(geleneksel dumanlama depolama sonras› kurutulmufl do¤al ‹ndirekt do¤al k›l›fl› örnekler)ve sentetik k›l›f dumanlama 220 (direkt, kurutmakullan›lm›fl sosis) sonras› do¤al k›l›fl›

örnekler)

Düflük ve yüksek Direkt 870 (direkt, 0.32 (indirekt, 10.35 (direkt, (2)ya¤l› Portekiz dumanlama yüksek ya¤l›) düflük ya¤l›) yüksek ya¤l›)geleneksel fermente ‹ndirekt sosis dumanlama

S›¤›r, keçi ve S›¤ tavada 17.88 (kömür - - (16)domuz eti k›zartma mangal›, s›¤›r eti)

Kömür mangal› 4.77 (kömürElektrikli f›r›n mangal›, keçi eti)›zgara 3.47 (s›¤ tavada,

domuz eti)

S›¤›r ve domuz eti Kömür mangal› 10.20 (kömür 3.00 (kömür - (1)Kömürlü ›zgara mangal›, domuz eti) mangal›, domuz eti)Gazl› ›zgara 0.78 (kömür 0.15 (kömür

mangal›, s›¤›r eti) mangal›, s›¤›r eti)

Tavuk eti (farkl› Mikrodalga f›r›n 43.56 (mikrodalga, 0.03 (mikrodalga, - (53)flekillerde marine Tava marinesiz) marinesiz)edilmifl) Direkt bütan gazl› 62.41 (tava, 3.84 (tava,

›zgara marinesiz) marinesiz)‹ndirekt bütan gazl› 71.80 (direkt gazl›, 5.30 (direkt gazl›,›zgara marinesiz) marinesiz)

63.94 (indirekt gazl›, 1.01 (indirekt gazl›,marinesiz) marinesiz)

S›¤›r, tavuk ve Kömür mangal› 132 (kömür mangal›, 12.50 (kömür mangal›, - (20)bal›keti Gazl› ›zgara s›¤›r eti) s›¤›r eti)

F›r›nda piflirme

Domuz eti Kömürde 470.91 (alaçam ile 35.07 (titrek kavak - (54)dumanlama dumanlama) a¤ac› ile dumanlama)Farkl› a¤açlar ile dumanlama

132


ayn› zamanda insanlar üzerinde de rol oynad›¤›belirtilmektedir (45). Genel olarak insanlardagörülen kanser türlerinin, PAH bilefliklerininDNA’ya ba¤lanmas›yla oluflan hasar nedeniyleortaya ç›kt›¤› düflünülmektedir (4, 10, 22, 32).Ayr›ca PAH bilefliklerinin insanlar üzerinde tümörbafllat›c› ve gelifltirici özelliklerinin de bulundu¤ubildirilmifltir (24). PAH bilefliklerin kanserojeniketkilerinin yan› s›ra, bu bilefliklere maruz kalanfetüs ve yeni do¤anlar üzerinde de olumsuzetkilere neden oldu¤u belirlenmifltir (4). Do¤umöncesinde yüksek miktarlarda PAH bilefliklerinemaruz kalman›n erken do¤um tehlikesine ve buyeni do¤anlarda da düflük zihinsel kapasite veast›m gibi sorunlara neden oldu¤u bildirilmifltir (19).

IARC, insanlar için BaA ve BaP bilefliklerini kanseryapma ihtimali yüksek olan ve BbF, BjF, BkF veIcdP bilefliklerini ise kanser yapma ihtimali düflükolan PAH bileflikleri olarak s›n›fland›rm›flt›r (24).US-EPA ise BaA, BaP, BbF, BkF, Chr ve DahAbilefliklerini insanlar için muhtemel kanser yapmaihtimali olan bileflikler aras›nda tan›mlam›flt›r(14, 15, 20, 45).

Mutajenik ve kanserojenik etkisi yüksek oldu¤uiçin (23), hayvansal deneylerde üzerine en çokçal›fl›lan PAH bilefli¤i BaP bilefli¤idir. Bu bileflikkanserojenik etkisinden dolay› SCF taraf›ndanindikatör olarak tan›mlanm›flt›r (11, 40, 43, 45-47).Ancak, Eylül 2012’de Avrupa Komisyonu taraf›ndanyap›lan yeni düzenlemeyle PAH4 bilefli¤i olarakgrupland›r›lan BaP, BaA, Chr ve BbF bilefliklerining›dalarda indikatör olarak kullan›lmas›n›n dahauygun olaca¤› belirtilmifltir (22, 32, 39).

EFSA, diyetle günlük PAH bilefli¤i al›m›n›nönemli bir kayna¤› olarak et ve et ürünlerinigöstermifltir. Yap›lan epidemiyolojik çal›flmalarla,mangalda piflirilmifl etlerin çok fazla tüketilmesininba¤›rsak, gö¤üs, prostat ve pankreas kanser riskiniorta derecede artt›rd›¤› belirlenmifltir (31). Bunedenle, g›da piflirmede yüksek s›cakl›¤›nuyguland›¤› k›zartma, kavurma, ›zgara ve mangalgibi direkt ›s›l yöntemler yerine hafllama vebu¤ulama gibi indirekt yöntemlerin tercihedilmesinin kanser oluflma riskini azaltaca¤›kabul edilmektedir. Avrupa Komisyonu yönetmelikdüzenlemelerine göre; tütsülenmifl et ve etürünlerindeki toplam PAH4 bilefliklerinin ve BaPbilefli¤inin maksimum kabul edilebilir yasal limitleriönceden s›ras›yla 30 µg/kg ve 5 µg/kg olarakbelirlenmifl olmakla birlikte (2, 34, 35, 47), bubilefliklere dair sa¤l›k risklerinin daha iyi anlafl›lmas›nedeniyle bu yasal limitler 1 Eylül 2014’te yap›lanbir düzenleme ile s›ras›yla 12 µg/kg ve 2 µg/kgolarak yeniden belirlenmifltir (11, 13, 30, 36, 40).Bu yeni limitler ülkemiz taraf›ndan da Türk G›daKodeksi Bulaflanlar Yönetmeli¤i’ne dâhil edilmifltir(48).

SONUÇ

G›dalardaki PAH bileflikleri içeri¤i; genellikleg›dalar›n direkt ›s›l iflleme tabi tutulmas› ve çevrekirlili¤i kontaminasyonundan kaynaklanmaktad›r.Üretimde kullan›lan g›dan›n çeflidi, ya¤ miktar›ve piflirme yöntemine ba¤l› olarak mutajenik vekanserojenik PAH bileflikleri özellikle et, tavukve bal›k ve bunlar›n ürünlerinde oluflmaktad›r.Ayr›ca, g›dan›n direkt alevle temas›, yükseks›cakl›k ve kömürün g›daya yak›n olmas› gibifaktörler de g›dada oluflan PAH bilefliklerininmiktar›n› art›rmaktad›r. Yap›lan baz› epidemiyolojikçal›flmalarda mangalda piflirilmifl ve dumanlanm›fl/tütsülenmifl g›da ürünlerinin fazlaca tüketimi ilekanser geliflimi aras›nda bir iliflki oldu¤ubelirtilmifltir. Bu nedenle, g›dan›n mangaldapiflirme yerine hafllama ve buharda piflirme gibiindirekt yöntemlerle piflirilmesi ve üretimdedirekt dumanlama yerine indirekt dumanlamayöntemlerinin kullan›lmas› önerilmektedir.Ayr›ca g›da üretim alanlar›n›n da çevresel olarakkirlenmemesine özen gösterilmesi gerekmektedir.

Çizelge 3. Öncelikli kirletici olarak tan›mlanan 16 PAH bilefli¤i (31)

1. Benzo[a]piren2. Benzo[a]antrasen3. Benzo[b]floranten4. Benzo[j]floranten5. Benzo[k]floranten6. Siklopenta [cd] piren7. Dibenzo[a,e]piren8. Dibenzo[a,h]piren9. Dibenzo[a,i]piren

10. Dibenzo[a,l]piren11. Krisen12. Dibenzo[a,h]antrasen13. Benzo[g,h,i]perilen14. ‹ndeno [1,2,3,-cd] piren15. 5-metilkrisen16. Benzo[c]floren


133

KAYNAKLAR

1. Chung SY, Yettella RR, Kim JS, Kwon K, KimMC, Min DB. 2011. Effects of grilling androasting on the levels of polycyclic aromatichydrocarbons in beef and pork. Food Chem, 129,1420-1426.

2. Gomes A, Santos C, Almeida J, Elias M, RoseiroLC. 2013. Effect of fat content, casing typeand smoking procedures on PAHs contents ofPortuguese traditional dry fermented sausages.Food Chem Toxicol, 58, 369-374.

3. Kendirci P, Icier F, Kor G, Onogur TA. 2014.Influence of infrared final cooking on polycyclicaromatic hydrocarbon formation in ohmicallypre-cooked beef meatballs. Meat Sci, 97, 123-129.

4. Genkinger JM, Stigter L, Jedrychowski W,Huang TJ, Wang S, Roen EL, Majewska R, KieltykaA, Mroz E, Perera FP. 2015. Prenatal polycyclicaromatic hydrocarbon (PAH) exposure, antioxidantlevels and behavioral development of childrenages 6-9. Environ Res, 140, 136-144.

5. Thea AE, Ferreira D, Brumovsky LA, SchmalkoM. 2016. Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) in yerba matè (Ilex paraguariensis St. Hil)traditional infusions (mate and tererè). FoodControl, 60, 215-220.

6. Guatemala-Morales GM, Beltrán-Medina EA,Murillo-Tovar MA, Ruiz-Palomino P, Corona-González RI, Arriola-Guevara E. 2016. Validationof analytical conditions for determination ofpolycyclic aromatic hydrocarbons in roasted coffeeby gas chromatography–mass spectrometry. FoodChem, 197, 747-753.

7. Cacho JI, Campillo N, Viñas P, Hernández-CórdobaM. 2016. Evaluation of the contamination of spiritsby polycyclic aromatic hydrocarbons usingultrasound-assisted emulsification microextractioncoupled to gas chromatography–mass spectrometry.Food Chem, 190, 324-330.

8. Baflak S, Çokgör E, Orhon D. 2011.Benzo[a]anthracene’nin aktif çamur üzerine kroniketkisinin respirometrik incelenmesi ‹TÜ Dergisi/E21 (2):69-77.

9. Zelinkova Z, Wenzl T. 2015. EU markerpolycyclic aromatic hydrocarbons in foodsupplements: analytical approach and occurrence.Food Addit Contam: Part A, 32(11), 1914-1926.

10. Iwegbue CMA, Agadaga H, Bassey FI, OverahLC, Tesi GO, Nwajei EG. 2015. Concentrations andProfiles of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons inSome Commercial Brands of Tea-, Coffee-, andCocoa-Based Food Drinks in Nigeria. Int J FoodProp, 18, 2124-2133.11. Ledesma E, Rendueles M, Díaz M. 2016.Contamination of meat products during smokingby polycyclic aromatic hydrocarbons: Processesand prevention. Food Control, 60, 64-87.12. Abramsson-Zetterberg L, Darnerud PO,Wretling S. 2014. Low intake of polycyclicaromatic hydrocarbons in Sweden: Results basedon market basket data and a barbecue study.Food Chem Toxicol, 74, 107-111.13. Ledesma E. Rendueles M, Díaz M. 2015.Spanish smoked meat products: Benzo(a)pyrene(BaP) contamination and moisture. J FoodCompos Anal, 37, 87-94.14. Domingo JL, Nadal M. 2015. Human dietaryexposure to polycyclic aromatic hydrocarbons: Areview of the scientific literature. Food ChemToxicol, 86, 144-153.15. Jiang D, Xin C, Li W, Chen J, Li F, Chu Z, XiaoP, Shao L. 2015. Quantitative analysis and healthrisk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbonsin edible vegetable oils marketed in Shandong ofChina. Food Chem Toxicol, 83, 61-67.16. Anyango-Onyango A, Lalah J, Wandiga SO.2012. The effect of local cooking methods onpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contentsin beef, goat meat, and pork as potential sourcesof human exposure in Kinsumi City, Kenya.Polycyclic Aromat Compd, 32 (5), 656-668.17. Palamuto¤lu R, Sar›çoban C, Kasnak C. 2014.Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar (PAH) ve EtÜrünlerinde Oluflumu GTED 3 (9):47-57.18. Keskin ‹, Kaya S. 1999. Et ve Et ÜrünlerininPiflirilmesi S›ras›nda Oluflan Zararl› Maddeler:Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar. Etlik MerkezVeteriner Kontrol ve Araflt›rma Enstitüsü TürkVeteriner Hekimleri Birli¤i Dergisi 8 (3-4): 74-82. 19. Fernandes A. Holland J, Petch R, Miller M,Carlisle S, Stewart J, Rose M. 2011. Survey forpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) incereals, cereal products, vegetables, vegetableproducts and traditionally-smoked foods. Foodand Environment Research Agency (FERA), FD10/04, March 2011.

134


20. Farhadian A, Jinap S, Abas F, Sakar ZI. 2010.Determination of polycyclic aromatic hydrocarbonsin grilled meat. Food Control, 21, 606-610.

21. Shi LK, Zhang DD, Liu YL. 2016. Incidenceand survey of polycyclic aromatic hydrocarbonsin edible vegetable oils in China. Food Control,62, 165-170.

22. Li G, Wu S, Wang L, Akoh CC. 2016. Concentration,dietary exposure and health risk estimation ofpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) inyoutiao, a Chinese traditional fried food. FoodControl, 59, 328-336.

23. fiekero¤lu G, Fad›lo¤lu S, Gö¤üfl F. 2006.Bitkisel Ya¤larda Benzo(a)piren Miktar›n›n YüksekBas›nçl› S›v› Kromatografisi ile Belirlenmesi.Türkiye 9. G›da Kongresi, 24-26 May›s, Bolu,Türkiye, 855-858.

24. Alver E, Demirci A, Özcimder M. 2012.Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar ve Sa¤l›¤aEtkileri MAKÜ FEBED 3 (1):45-52.

25. Eisler R. 1987. Polycyclic Aromatic HydrocarbonHazards to Fish, Wildlife, and Invertebrates: ASynoptic Review. Biol Rep, 85, (1.11).

26. Janoszka B. 2011. HPLC-fluorescence analysisof polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) inpork meat and its gravy fried without additivesand in the presence of onion and garlic. FoodChem, 126, 1344-1353.

27. Szterk A. 2015. Acridine derivatives (PANHs,azaarenes) in raw, fried or grilled pork fromdifferent origins, and PANH formation duringpork thermal processing. J Food Compos Anal,43, 18-24.

28. Londoño VAG, Reynoso CM, Resnik SL. 2015.Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) surveyon tea (Camellia sinensis) commercialized inArgentina. Food Control, 50, 31-37.

29. Gorgi ME, Ahmadkhaniha R, Moazzen M,Yunesian M, Azari A, Rastkari N. 2016. Polycyclicaromatic hydrocarbons in Iranian Kebabs. FoodControl, 60, 57-63.

30. European Commission (EC). 2011. CommissionRegulation (EC) No 835/2011, of 19 August 2011,amending regulation (EC) No 1881/2006 asregards maximum levels for polycyclic aromatichydrocarbons in foodstuffs. Official Journal ofthe European Union, L215, 4-8.

31. EFSA. 2008. Polycyclic aromatic hydrocarbonsin food, scientific opinion of the panel oncontaminants in the food chain. EFSA J. 724, 1-114.

32. Esposito M, Citro A, Marigliano L, Urbani V,Seccia G, Maotta MP, De Nicola C. 2015. Influenceof different smoking techniques on contaminationby polycyclic aromatic hydrocarbons in traditionalsmoked Mozzarella di Bufala Campana. Int JDairy Technol, 68(2).

33. Ünal P, Bayhan A. 1993. G›dalarda BulunanPolisiklik Aromatik Hidrokarbonlar GIDA 18 (4):273-277.

34. Rose M, Holland J, Dowding A, Petch SGR,White S, Fernandes A, Mortimer D. 2015. Investigationinto the formation of PAHs in foods prepared inthe home to determine the effects of frying,grilling, barbecuing, toasting and roasting. FoodChem Toxicol, 78, 1-9.

35. Ledesma E, Laca A, Rendueles M, Díaz M.2016. Texture, colour and optical characteristicsof a meat product depending on smoking timeand casing type. Food Sci Technol, 65, 164-172.

36. Semanová J, Sklársová B, Simon P, Simko P.2016. Elimination of polycyclic aromatichydrocarbons from smoked sausages by migrationinto polyethylene packaging. Food Chem, 201, 1-6.

37. Alomirah H, Al-Zenki S, Al-Hooti S, ZaghloulS, Sawaya W, Ahmed N, Kannan K. 2011.Concentrations and dietary exposure to polycyclicaromatic hydrocarbons (PAHs) from grilled andsmoked foods. Food Control, 22, 2028-2035.

38. Santos C, Gomes A, Roseiro LC. 2011.Polycyclic aromatic hydrocarbons incidence inPortuguese traditional smoked meat products.Food Chem Toxicol, 49, 2343-2347.

39. Fasano E, Yebra-Pimentel I, Martínez-CarballoE, Simal-Gándara J. 2016. Profiling, distributionand levels of carcinogenic polycyclic aromatichydrocarbons in traditional smoked plant andanimal foods. Food Control, 59, 581-590.

40. Suranová M, Semanová J, Sklársová B, SimkoP. 2015. Application of Accelerated SolventExtraction for Simultaneous Isolation andPre-cleaning Up Procedure During Determinationof Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in SmokedMeat Products. Food Anal Methods, 8, 1014-1020.


135

41. Ceylan Z, Ünal fiengör GF. 2015. Dumanlanm›flSu Ürünleri Ve Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar(PAH's) G›da ve Yem Bilimi Dergisi 15: 27-33.

42. Ekici L, Sa¤d›ç O, Yetim H. 2012. Et tüketimive kanser ERÜ FBE 28(2):136-145.

43. European Commission (EC). 2006. CommissionRegulation (EU) No 1881/2006/EC of 19December 2006 setting maximum levels for certaincontaminants in foodstuffs. Official Journal of theEuropean Union, L364, 5-24.

44. Chatterjee NS, Utture S, Banerjee K, ShabeerTPA, Kamble N, Mathew S, Kumar KA. 2016.Multiresidue analysis of multiclass pesticides andpolyaromatic hydrocarbons in fatty fish by gaschromatography tandem mass spectrometry andevaluation of matrix effect. Food Chem, 196, 1-8.

45. Jahurul MHA, Jinapa S, Zaidul ISM, SahenaF, Farhadian A, Hajeb P. 2013. Determination offluoranthene, benzo[b]fluoranthene andbenzo[a]pyrene in meat and fish products andtheir in take by Malaysian. Food Biosci, 1, 73-80.

46. López-Jiménez FJ, Ballesteros-Gómez A, RubioS. 2014. Determination of polycyclic aromatichydrocarbons (PAH4) in food by vesicularsupramolecular solvent-based microextractionand LC–fluorescence detection. Food Chem, 143,341-347.

47. Duedahl-Olesen L, Aaslyng M, Meinert L,Christensen T, Jensen AH, Binderup ML. 2015.Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in Danishbarbecued meat. Food Control, 57, 169-176.

48. Anon 2011. Türk G›da Kodeksi. BulaflanlarYönetmeli¤i. G›da Tar›m ve Hayvanc›l›k Bakanl›¤›.29 Aral›k 2011 tarih ve 28157 say›l› Resmi Gazete,Ankara.

49. Skupinska K, Misiewicz I, Kasprzycka-Guttman,T. 2004. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons:Physicochemical Properties, EnvironmentalAppearance and Impact On Living Organisms.Drug Res, 61(3), 233-240.

50. Villanyi V (ed), Lee BK, Vu VT. 2010. Sources,Distribution and Toxicity of Polycyclic AromaticHydrocarbons (PAHs) in Particulate Matter. ISBN978-953-307-143-5.

51. Rozentale I, Stumpe-Viksna I, Zacs D, SiksnaI, Melngaile A, Bartkevics V. 2015. Assessmentof dietary exposure to polycyclic aromatichydrocarbons from smoked meat productsproduced in Latvia. Food Control, 54, 16-22.

52. Skaljac S, Petrovic L, Tasic T, Ikonic P,Jokanovic M, Tomovic V, Dzinic N, Sojic B,Tjapkin A, Skrbic B. 2014 Influence of smokingin traditional and industrial conditions onpolycyclic aromatic hydrocarbons content in dryfermented sausages (Petrovská klobása) fromSerbia. Food Control, 40, 12-18.

53. El Badry N. 2010. Effect of householdcooking methods and some food additives onpolycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) formationin chicken meat. World Appl Sci J, 9(9), 963-974.

54. Stumpe-Viksna I, Bartkevics V, Kukare A,Morozovs A. 2008. Polycyclic aromatic hydrocarbonsin meat smoked with different types of wood.Food Chem, 110, 794-797.

STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS 231-X10 FAJININ KISMİ GENOMİK KARAKTERİZASYONU

Özet

Bu çal›flmada, daha önce yap›lm›fl çal›flmalarla morfolojik olarak tan›mlanm›fl, konakç› spektrumu veyap›sal proteinleri belirlenmifl, restriksiyon fragment analizleri yap›lm›fl 231-X10 faj›n›n belirli birgenom bölgesinin dizi analizi yap›lm›flt›r. Dizi analizi yap›lm›fl olan bu bölgede 13 adet aç›k okumaçerçevesinin yani 13 farkl› fonksiyonu kodlayan gen bölgesinin olabilece¤i ortaya ç›kar›lm›flt›r. Bu genbölgelerinin faj DNA’s›n›n replikasyonu, DNA’n›n paketlenmesi, kapsid ve kuyruk yap›s›n›n oluflumundansorumlu proteinleri kodlad›¤› belirlenmifltir. 231-X10 faj›na ait bu genom bölgesi taraf›ndan kodlananproteinlerin aminoasit baz›nda cos-tipi DNA paketleme mekanizmas›na sahip fajlarla yüksek benzerlikgösterdi¤i tespit edilmifl ve dolay›s›yla bu faj›n da cos-tipi olabilece¤i sonucuna var›lm›flt›r. Yap›lan buincelemeler sonucunda S. thermophilus fajlar›n›n ortak bir atadan geldi¤i, nokta mutasyonlar, küçükeklemeler ve kay›plar ile evrimlefltikleri düflüncesi desteklenmifltir.

Anahtar kelimeler: S. thermophilus faj›, dizi analizi, genomik organizasyon

PARTIAL GENOMIC CHARACTERIZATION OF STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS PHAGE 231-X10

Abstract

In this study, the partial genomic sequencing of S. thermophilus 231-X10 phage was carried out. 231-X10was identified morphologically, and its host spectrum, structural proteins and restriction analysis havealso been completed in previous studies. Thirteen different open reading frames that was coded bythirteen genes were detected in that partial genome. These genes are responsible for DNA replication,DNA packaging and the formation of capsid and tail structure. The proteins that are encoded by thegenomic region of 231-X10 phage have been found to show high similarities between the phageswhich have cos-type DNA packaging mechanism on the basis of amino acids. Thus, it is concluded thatthe 231-X10 phage might also be cos-type. As a result of these investigations, it is supported the ideathat S. thermophilus phages come from a common ancestor and evolved with point mutations, smalladditions and deletions.

Key words: S. thermophilus phage, sequence analysis, genomic organisation

Esra Acar-Soykut*

Hacettepe Üniversitesi, G›da Gelifltirme Uygulama ve Araflt›rma Merkezi, Beytepe, Ankara




* Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 312 297 71 10, (+90) 312 299 21 23

GIDA (2017) 42 (2): 136-144doi: 10.15237/gida.GD16080

136

GİRİŞGünümüzde fajlar, daha çok antibiyotik tedavisinealternatif olan faj terapi konusu ile an›lsa da halafermente ürün elde etmek için kullan›lan starterkültürler için büyük tehlike oluflturmaktad›r.Fermentasyon denildi¤inde ilk olarak laktik asitbakterileri ve onlara etkili olan fajlar aklagelmektedir. Ortamda bulunan faj›n, kültürlerdenbirine bile etkili olmas› durumunda, starter kültürüngeliflmesi ya yavafllamakta ya da tamamendurmaktad›r. Dolay›s›yla üretim durmakta veürün kayb› ile birlikte ekonomik zarar ortayaç›kmaktad›r (1). Laktik asit bakterilerinden yo¤urtüretiminde kullan›lan Streptococcus thermophilussufllar› da s›kl›kla faj enfeksiyonlar›na maruzkalmaktad›r. Bu nedenle fajlar›n izole edilmesi,baz› parametreler (konakç› spektrumlar›, yap›salproteinleri, restriksiyon enzimleri ile kesimflablonlar› gibi) kullan›larak s›n›fland›r›lmas› vekarakterize edilmesi gerekmektedir. Ancak buflekilde etkili ve bilinçli bir kültür rotasyon program›uygulanabilmesi ile faj probleminin önüne geçmekmümkün olabilmektedir. Ayr›ca faja dirençlistarter kültürlerin üretimi, bakterilerin ve fajlar›nevrimsel geliflimlerinin takibi için de faj s›n›flamas›ve karakterizasyonuna ihtiyaç duyulmaktad›r (2).Faj ile bakteri aras›ndaki etkileflim, her ikisi içinde evrimsel de¤iflim demektir ki bu da do¤adakide¤iflimi beraberinde getirmektedir (3). Fajlardaözellikle nokta mutasyonlar görülmekte ve buyüzden de hibrid denilebilecek genetik materyalleresahip olduklar› görülmektedir (4, 5). Mutasyonlar,konakç› spektrumlar›n› belirleyen genden, di¤ergenlere kadar her yerde görülebilmektedir (6).

S. thermophilus fajlar›n›n morfolojik olarak tektip (Bradley s›n›flamas› B grubu) oldu¤u veAckermann s›n›flamas›na göre Siphoviridaefamilyas›nda yer ald›klar› bilinmektedir (7-9).Farkl› çal›flma gruplar› (7-14) taraf›ndan incelenençok say›da S. thermophilus faj› olmas›na ra¤menbunlardan sadece 17 adedinin tüm genom dizianalizi yap›lm›fl ve Amerika Ulusal Biyoteknoloji BilgiMerkezi (USA, National Centre for BiotechnologyInformation, NCBI) bünyesindeki gen bankas›nagiriflleri yap›larak bilim dünyas›n›n hizmetinesunulmufltur. Bu fajlar, çal›flan gruplar taraf›ndan7201 (11), O1205 (15), Sfi19, Sfi11 (16), Sfi21(17), DT1 (12), 2972 (18), 858 (19), ALQ13.2,Abc2 (20), 5093 (21), TP-J34, TP-778L (22) ve9871, 9872, 9873, 9874 (9) olarak kodlanm›flt›r.

Ayr›ca bu fajlardan baz›lar›, DNA paketlememekanizmalar›na göre cos-tipi ve pac-tipi olarakikiye ayr›lm›flt›r. Fajlardan O1205, Sfi11, 2972,858, ALQ13.2’n›n –pac tipi; DT1, 7201, Sfi19,Sfi21, Abc2’nin ise –cos tipi DNA paketlememekanizmas›na sahip oldu¤u tespit edilmifltir(20, 23). S. thermophilus 5093 (21) ve 987 grubufajlar (9) ise, DNA paketleme mekanizmalar›nagöre ay›rt edilemedikleri için s›ras›yla 3. ve 4.gruplar› oluflturmufllard›r.

Bu çal›flmada daha önce morfolojik olaraktan›mlanm›fl (24), geliflme parametreleri, konakç›dizgeleri, yap›sal proteinleri ve restriksiyonenzimleri ile kesim flablonlar› (RFLP) ç›kar›lm›flfajlar›n (25) içinden seçilmifl 231-X10 faj genomununbir bölümünün dizi analizi yap›lm›fl, muhtemelaç›k okuma çerçeveleri (open reading frame,ORF) belirlenip (26), gen bankas›nda (27) bulunandi¤er S. thermophilus fajlar›na ait genlerin kodlad›¤›proteinler ile karfl›laflt›r›larak karakterize edilmifltir(28).

MATERYAL-METOT

Kimyasallar ve besiyerleri

Faj saflaflt›r›lma aflamalar›nda ve DNA’n›n izolasyonus›ras›nda kullan›lan DNaz, RNaz ve proteinaz-Kenzimleri Fermentas (Thermo-Fischer Scientific,ABD); PEG 8000, MgSO4.7H2O, Trizma, SDS,agaroz, Sigma-Aldrich (Almanya); NaCl, HCl,izopropanol, etanol, kloroform ve jelatin, agarise MERCK (Almanya) firmalar›ndan teminedilmifltir. Konakç› bakteri ve faj çal›flmalar›ndada MERCK (Almanya) firmas› taraf›ndan üretilenM17 besiyeri kullan›lm›flt›r.

Mikroorganizma ve gelişme ortamları

Bu çal›flma kapsam›nda 231 kodlu S. thermophilusticari kültürü ile ona etkili 231-X10 faj›kullan›lm›flt›r.231-X10 faj›, TÜB‹TAK/TARP 2106 nolu ‘Yo¤urtFabrikalar›nda Faj Probleminin ÇözümüneYönelik Araflt›rmalar’ adl› proje (1) kapsam›nda231 kodlu S. thermophilus suflu ile ayrandanizole edilmifltir. S. thermophilus kültürü ilefaj stoklar›n›n haz›rlanmas›nda, faj titresininbelirlenmesi ve yükseltilmesinde modifiye M17Broth, modifiye M17 Yumuflak Agar (% 0.45) vemodifiye M17 Agar (% 1.5) besiyerleri kullan›lm›flt›r(29).

E. Acar-Soykut

137

Zenginleştirme ve titre belirleme

Yüksek miktarda DNA izolasyonu için, 231-X10faj› 108-109 pfu/ml titreye ulaflana kadarzenginlefltirilmifltir. Faj titresinin yükseltilmesiiçin, faj ile logaritmik fazdaki konakç› bakteri, s›v›ortamda istenilen titreye ulafl›ncaya kadar pasajlaryap›larak karfl›laflt›r›lm›flt›r. Son karfl›laflt›rmayaait faj süspansiyonunun dilüsyonlar› haz›rlanm›flve çift tabaka agar yöntemi ile titre belirlenmifltir.Bu amaçla, logaritmik fazdaki konakç› kültüründen0.1 ml al›narak 3 ml yumuflak agar ile kar›flt›r›lm›flve önceden haz›rlanm›fl agarl› besiyeri üzerineyay›lm›flt›r. Agar›n kat›laflmas›ndan sonra fajdilüsyonlar›ndan, petri kutusunda belirlenmiflolan bölgelere 10’ar µl damlat›lm›flt›r. 43°C’de 18saat inkübasyon sonunda oluflan faj plaklar›say›larak faj titresi hesaplanm›flt›r (1).

Fajın Saflaştırılması ve konsantre edilmesi

Fajlar›n saflaflt›r›lmas› ve konsantre edilmesi içinSambrook vd. taraf›ndan önerilen yöntemkullan›lm›flt›r (30). Titresi 108-109 pfu/ml olan fajörne¤ine, bakteriye ait DNA ve RNA uzaklaflt›rmakiçin son konsantrasyonlar› 1 µg/ml olacak flekildeDNaz ve RNaz eklenmifl ve 37°C ’de 1-2 saatbekletilmifltir. ‹nkübasyon sonras› ortama sonkonsantrasyonu 1 M olacak flekilde NaCl kat›lm›fl,1 saat buzlu su içerisinde bekletildikten sonra,15000-18000 g’de ve 4°C’de 15 dakika santrifüjlenerek(Sigma 3K-30) hücre art›klar› ortamdanuzaklaflt›r›lm›flt›r. Hücre art›klar›ndan ar›nm›fl fajsüspansiyonuna, son konsantrasyonu % 10 (w/v)olacak flekilde kat› PEG 8000 eklenmifl,çözündükten sonra bir gece buzlu su içindebekletilmifltir. 4°C’de 15 dakika süresince 15000-18000 g’lik santrifüj ifllemi uygulanarak PEG 8000ile faj partikülleri çöktürülmüfl ve pelet, 700 µl fajtamponu (SM tamponu: 100 mM NaCl, 10 mMMgSO4.7H2O, 50 mM Tris-Cl pH 7.5), % 0.01jelatin (w/v) içerisinde çözülmüfltür. Üzerine eflithacimde kloroform eklenerek, 4°C’de 9000 g h›zla15 dakika santrifüj edilmifl, böylece kalan hücreart›klar› ve PEG 8000 faj süspansiyonundanuzaklaflt›r›lm›flt›r. Faj partiküllerini yo¤unlaflt›rmakiçin, süspansiyon 4°C’de 33000 g h›zla 2 saatsantrifüjlenmifltir.

Faj DNA izolasyonu

Faj DNA izolasyonunda, Lambda DNA IsolationKiti (Qiagen) kullan›lm›flt›r. Öncelikle titresi 1010-1011

pfu/ml olacak flekilde konsantre edilmifl olan fajsüspansiyonuna, SDS ve/veya proteinaz-Keklenerek, faj proteinlerinin parçalanmas› veDNA’lar›n serbest hale geçmesi sa¤lanm›flt›r.Parçalanan faj proteinleri, potasyum asetat (2.5M, pH 5) ile ortamdan uzaklaflt›r›lm›flt›r. DNAizolasyon kitine ait resin kolona tutturulmufl olanDNA, kolondan geri al›nm›fl üzerine eflit miktardaizopropanol eklenerek kar›flt›r›lm›flt›r. Son olarakDNA, % 70’lik etanol ile y›kanm›flt›r. Elde edilenDNA peleti, steril deiyonize suda çözülereksaklanm›flt›r. ‹zolasyonlar› gerçeklefltirilen DNA’lar,% 0.8-1’lik agaroz jelde 60 V’da yürütülmüfl,GELLOGIC 100 IMAGING SYSTEM (A.U.Veterinerlik Fakültesi Viroloji Bölümü) yard›m›ylagörüntülenmifltir. ‹zole edilen DNA’n›n safl›¤›nave miktar›na, UV spektrofotometresinde (Agilent8453 UV Spektrofotometre, Agilent Technologies,Santa Clara) 260 nm ve 280 nm dalga boyundayap›lan ölçümler sonucunda afla¤›da verilenformüller kullan›larak karar verilmifltir.

DNA Safl›¤›= A260/A280

DNA Konsantrasyonu (µg/ml)=A260 x SeyreltmeFaktörü x 50 µg/ml

DNA dizi analizi

Faj DNA’s›n›n dizi analizleri, Roche GenomeSequencer 454 FLX System (Microsynth, ‹sviçre)ile gerçeklefltirilmifltir. Bu sistem, ilk olarak dizianalizi yap›lmak istenen DNA örne¤inin tek zincirve fragmentler halinde eldesini istemektedir.Yaklafl›k 300-800 baz uzunlu¤una sahip fragmentler,sisteme dahil olan PCR ile ço¤alt›l›p, dizilimlerokunmaktad›r. Elde edilen bu parça dizilimler,sistem taraf›ndan 4 farkl› biyoinformatik sistemile birlefltirilmektedir (31).

DNA diziliminin veri tabanları ile karşılaştırılması

Elde edilen DNA dizisi, Basic Local AlignmentSearch Tool (BLAST, 32) program› kullan›larak,Amerika Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi(National Center for Biotechnology Information,NCBI, 27) taraf›ndan oluflturulmufl gen bankas›nda

Stroptococcus Thermophilus 231-X10 Fajının Kısmi Genomik...

138

bulunan diziler ile karfl›laflt›r›lm›fl ve nükleik asitdüzeyindeki benzerlikler ve ayr›l›klar ortayaç›kar›lm›flt›r. Aç›k okuma çerçevelerinin (ORF)belirlenmesi için ise yine NCBI taraf›ndan kullan›masunulan ORF finder (26) program› kullan›lm›flt›r.Bu program ile faj DNA’s›nda bulunmas› olas›ORF’ler bulunmufltur. Bu ORF’ler içinde yer alanaminoasit sekanslar›, yine BLAST programlar›ndanbiri olan "blastp" arac›l›¤›yla, var olan protein veritaban› ile karfl›laflt›r›lm›fl ve böylece faj DNA’s›ndakodlu olan genin hangi proteinden ve fonksiyondansorumlu olabilece¤i tespit edilmifltir.

SONUÇ ve TARTIŞMA

Bu çal›flmada, daha önce morfolojik olaraktan›mlanm›fl (24) ve RFLP çal›flmalar› (25) ilekoleksiyondaki di¤er fajlardan ayr›lm›fl 231-X10faj› kullan›lm›flt›r. Bu faj, kas›lmayan uzun kuyru¤uve ikosahedral kapsid yap›s› nedeniyle Bradleys›n›flamas› B grubuna dahil edilmifltir (24). EcoRI,EcoRV, PvuII ve HindIII gibi restriksiyon enzimleriile kesim flablonlar› ç›kar›lan 231-X10 faj›n›n DNAbüyüklü¤ünün yaklafl›k 40000-45000 baz aras›ndaolabilece¤i tespit edilmifltir (25). Bu faja ait yaklafl›k20135 bazl›k bölge, 454 FLX sekans belirlemesistemi taraf›ndan okunmufl ve birlefltirilmifltir(28). NCBI (27) taraf›ndan hizmete sunulan ORFfinder program› (26) kullan›larak, dizi analiziyap›lm›fl ve bu parçada yer alan muhtemel ORF’lerbulunmufltur. Bu program›n kullan›m›ndabafllang›ç kodonu olarak ATG ve di¤er alternatiflerile tarama yap›lm›fl, yine NCBI taraf›ndan kullan›masunulmufl Blastp (32) program› ile en yüksekbenzerlik gösteren faj ve/veya bakteri aminoasitdizilimleri karfl›laflt›r›lm›fl ve Çizelge 1’de verilmifltir.Bu çal›flmalar sonucunda faj genomunun bubölümünde, anlaml› olabilecek 13 adet ORFolabilece¤i tespit edilmifltir. ORF’ler genomüzerinde tespit edildikleri s›rayla 1’den 13’ekadar kodlanm›flt›r. Aç›k okuma çerçevelerine aitdetayl› bilgiler Çizelge 1’de verilmifltir. Bu Çizelge,231-X10 faj proteinlerinin en yüksek benzerlikgösterdi¤i proteinlerin gen bankas› (27, 28) kay›tnumaralar›n› da içermektedir.

Dizilimin bafl›nda yer alan ilk okuma çerçevesinin(ORF1), 235 aminoasit uzunlu¤unda oldu¤u vebu proteinin di¤er S. thermophilus fajlar›nda dabulunan varsay›msal faj proteinlerinin yer ald›¤›"fonksiyonu bilinmeyen alanlar" (Domains ofunknown function, DUF) 1340 içinde oldu¤u

tespit edilmifltir. Bu gen taraf›ndan ifade edilenproteini oluflturan aminoasit say›s› ayn› olsa da baz›aminoasitlerinde de¤iflimler oldu¤u görülmüfltür.Bu proteinin en yüksek benzerlik (% 97) gösterdi¤iproteinin S. thermophilus 7201 faj›nda ORF18olarak kodlanan protein oldu¤u tespit edilmifltir(15, 28, Çizelge 1). Ayr›ca bu bölge, pek çok DNApolimeraz›n yer ald›¤›, Polymerase and HistidinolPhosphatase bölgesi ile de örtüflmektedir. Bubölge taraf›ndan kodlanan polimerazlar›n, genindo¤ru okunup okunmad›¤›n› kontrol etme ve DNAtamir aktiviteleri gösterdi¤i tespit edilmifltir (33).

ORF2 olarak adland›r›lan di¤er aç›k okumaçerçevesi, 132 aminoasit uzunlu¤unda olupStreptococcus Sfi19 faj›ndaki Apaf-1 related killerDARK ile % 89 benzerlik göstermektedir (34,Çizelge 1). Bu yap›da bulunan ilk 15 aminoasidinbu iki fajda birbirinden farkl›laflt›¤› görülmüfltür.Daha sonraki aminoasitlerin ise birebir ayn›oldu¤u ve korunmufl DUF 1492 bölgesi ile ayn›oldu¤u tespit edilmifltir. DUF 1492 bölgesinin,pek çok Streptococcus faj›nda korunarak kald›¤›görülmüfltür (27, 28).

Streptococcus 7201 faj›nda ORF20 olarak kodlanm›flbölge (15, Çizelge 1) ile aminoasit baz›nda % 98benzerlik gösteren muhtemel aç›k okuma çerçe-vesi, 231-X10 faj›nda ORF3 olmufltur. Abc2 faj› ilede ayn› aminoasit say›s›na sahip bu protein, % 91benzerlik göstermektedir. Ayr›ca bu proteinin birk›sm› da korunmufl bir gen bölgesi olarakviruslerde, prokaryotik ve ökaryotik hücrelerdebulunmaktad›r. Endonükleazlar›n (HNH, homingendonuclease) ifade edildi¤i bu bölge sayesinde,DNA replikasyonu, kesimi, onar›m› ve kromozomparçalama gibi ifllevler yerine getirebilmektedir(33, 35). Sentezlenen faj DNA’s›n›n lokasyonu vekapsid içinde paketlenmesi aflamas›nda çal›flanterminaz enziminin ifade edildi¤i bölge ORF4olarak adland›r›lm›flt›r. 231-X10 faj›nda kodlananbu bölgenin di¤er bir S. thermophilus faj› olanAbc2 ile aminoasit baz›nda % 93 benzer oldu¤ugörülmüfltür (20, Çizelge 1). Ayn› zamanda bubölgenin S. thermophilus Sfi19, Sfi21 ve 7201 aitterminaz bölgesi ile s›ras›yla % 92, % 91, % 68benzerlik gösterdi¤i tespit edilmifltir. 626 aminoasituzunlu¤unda olan bu proteinin yukar›da verilmiflolan di¤er fajlarda 623 aminoasit oldu¤u görülmüfltür.Ayr›ca bu bölge Streptococcus, Lactobacillus,Lactococcus farkl› sufllar› taraf›ndan sentezlenenterminaz enzimleri ile de benzerlik göstermektedir.

E. Acar-Soykut

139

Bunun sebebi bakterilerin de fajlarda bulunanterminaz enzimine benzer enzime sahip olmalar›ndankaynaklanmaktad›r. Korunmufl olan bu bölgeYmfN olarak adland›r›lm›flt›r (33). Taraf›m›zcaORF5 olarak adland›r›lan ve 386 adet aminoasittenolufltu¤u düflünülen aç›k okuma çerçevesinin, yine386 aminoasitten oluflan S. thermophilus Abc2 fajportal proteinine % 95 oran›nda benzer oldu¤usaptanm›flt›r (20, 28, Çizelge 1). Ayr›ca bu protein,S. thermophilus DT1 (386 aminoasit), 7201 (382aminoasit), Sfi19 (386 aminoasit) ve Sfi 21 (384aminoasit) faj portal proteinleri ile de yüksekbenzerlik göstermektedir. Bunun as›l nedenin yineyüksek oranda korunmufl olmas› nedeniyle fajportal ailesine ait proteinler ile örtüflmesindenkaynaklanmaktad›r. Bu ailede yer alan proteinler,faj DNA’s›n›n kapsid içinde paketlenmesi veDNA’n›n bakteriye enjekte edilmesi s›ras›nda bir

kanal oluflturularak kapsid ile kuyruk proteinleriaras›nda ba¤lant› kurulmas›n› sa¤lamaktad›r (36).Ayr›ca farkl› Streptococcus ve Lactococcus türlerineait proteinler ile de farkl› oranlarda benzerliklertespit edilmifltir (27, 28).

Ortamda ATP olmas› durumunda çal›flan, pekçok bakteri ve ökaryotik hücrede bulunan çokyüksek seviyede korunmufl serin proteazenzimininin kodland›¤› bölüm ile örtüflen aç›kokuma çerçevesi ise ORF6 olarak adland›r›lm›flt›r.221 aminoasitlik bu protein, yine 221 aminoasituzunlu¤undaki S. thermophilus 7201 faj› proteaz›(ORF25) ile en yüksek (% 99) benzerli¤i göstermifltir.Bu bölge çok yüksek oranda korunmufl olmas›nara¤men, varl›¤› tespit edilen aminoasitlerin, di¤erS. thermophilus fajlar›ndan (Abc2, DT1, Sfi21)önce Streptococcus salivarius suflunda kodlanan


Çizelge 1. 231-X10 faj DNA’s›na ait olas› aç›k okuma çerçeveleri ve fonksiyonlar›Table 1. ORFs of phage 231-X10 and putative functions of proteins

ORF Bafllang›ç Bitifl Büyüklük Tahmini fonksiyon En iyi eflleflme E- de¤eri Benzerlik Kaynak/ProteinStart Stop Size Predicted function Best match E-value Match identity Numaras› (aa) (%) Reference/

Accession no

1 26021 25314 235 Fonksiyonu S.thermophilus 1e-166 97 15/bilinmeyen protein 7201 faj› NP_038319.1

2 24934 24536 132 Apaf-1 related S.thermophilus 3e-80 89 32/killer DARK Sfi19 faj› NP_049923.1

3 24424 23906 172 Endonükleaz ailesi S.thermophilus 1e-120 98 15/ 7201 faj› NP_038321.1

4 23245 21365 626 Terminaz S.thermophilus 0 93 20/Abc2 faj› YP_003347411.1

5 19996 18836 386 portal protein S.thermophilus 0 95 20/ Abc2 faj› YP_003347413.1

6 18858 18184 221 Proteaz S.thermophilus 4e-160 99 15/7201 faj› NP_038326.1

7 18168 16975 397 Majör kapsid S.thermophilus 0 97 32/proteini Sfi19 faj› NP_049929.1

8 16677 16300 125 Kapsid-kuyruk S.salivarius 6e-75 91 27/adaptör proteini WP_014634375.1

9 16293 15874 139 Kuyruk bileflen S.thermophilus 1e-91 94 4/proteini DT1 faj› NP_049399.1

10 15481 14864 203 Major kuyruk S.thermophilus 7e-138 94 20/proteini Abc2 faj› YP_003347420.1

11 14831 14436 117 Kuyruk bileflen S.thermophilus 4e-75 96 4/proteini DT1 faj› NP_049402

12 14217 9436 1593 Kuyruk uzunlu¤unu S.thermophilus 0 85 38, 39/belirleyen protein MD2 faj› AAX45244.1

13 9439 7874 520 Kuyruk proteini S.thermophilus 0 81 27/YMC-2011 faj› WP_045002252

140

E. Acar-Soykut

enzimdeki aminoasitler ile de uyum (% 91)gösterdi¤i tespit edilmifltir (27, 28).

397 aminoasit say›s›na sahip olas› proteinin(ORF7), temel kapsid proteinini oluflturdu¤udüflünülmüfltür. Bunun nedeni çal›fl›lan 231-X10faj›n›n bu bölgeye ait hem aminoasit say›s› hemde dizilimi özellikle Sfi19 faj› ile yüksek orandabenzerlik göstermesidir (28, 34, Çizelge 1). Yap›lanaraflt›rmalar sonucunda asl›nda bu benzerli¤intemel sebebinin çift zincir DNA’ya sahip kuyruklufajlarda görülen kapsid protein ailesinin üyesiolmas›ndan kaynakland›¤› anlafl›lm›flt›r (37). Ayr›cahemen bu proteini kodlayan genin ard›ndan,kapsidin kuyru¤a ba¤lanmas›n› sa¤layan di¤erbir proteinin geldi¤i görülmüfltür (ORF8, Çizelge 1).

ORF 9-10-11, olarak adland›r›lan proteinlerinfajlar›n kuyruk yap›lar› ile ilgili oldu¤u tespitedilmifl, bu proteinlerden ilkinin (ORF 9) kuyrukbileflen proteini oldu¤u görülmüfltür. Bu proteininen çok S. thermophilus DT1 ve 7201 fajlar›ndakiprotein ile benzer oldu¤u (4), HK97 faj› gp10ailesine dâhil oldu¤u saptanm›flt›r (27, 28). Dahaönce yap›lan çal›flmalara göre majör kuyrukproteini oldu¤u belirlenen di¤er bir protein, buçal›flmada ORF10 olarak adland›r›lm›flt›r. Buprotein aminoasit say›s› ve yüzde olarak en çokS. thermophilus Abc2, DT1, 7201 ve Sfi19 fajlar›ile benzerlik göstermifltir. 231-X10 faj›ndaoldu¤u saptanan di¤er bir proteinin (ORF11) de,Siphoviridae familyas›nda yer alan baz› virüslerdekorunmufl bir bölge olarak kalan "faj kuyrukmontaj flaperon proteinlerinden" oldu¤u tespitedilmifltir (38). Bu proteinin DT1 ve 7201 fajlar›n›nsahip oldu¤u proteinler ile ayn› aminoasit say›s›nasahip oldu¤u ve s›ras›yla onlara % 96 ve % 94oran›nda benzerlik gösterdi¤i saptanm›flt›r. Fajkuyru¤u ile ilgili bir di¤er protein de "putative tapemeasure protein" olarak adland›r›lm›flt›r. Buflekilde adland›r›lmas›n›n sebebi çok uzunaminoasit dizisine sahip olmas›, birbirini tekrareden diziler içermesi ve kuyruk uzunlu¤undansorumlu oldu¤unun düflünülmesidir (39). 231-X10faj›ndaki bu proteinin (ORF12) 1593 aminoasittenolufltu¤u tahmin edilmektedir. En yüksek benzerlikgösterdi¤i S. mutans MD2 (27, Çizelge 1) veS. thermophilus DT1 faj›nda bu proteinin uzunlu¤u1656 aminoasittir (27, 28). Arada yaklafl›k 100aminoasitlik fark olmas›na ra¤men bahsedilen buiki faj proteinine % 85 (MD2 suflu) ve % 84 (DT1faj›) oran›nda benzerlik göstermifltir (27, Çizelge

1). Sfi21 faj›nda bu protein 1560 aminoasit iken7201 faj›nda 1554 aminoasit oldu¤u tespitedilmifltir (27, 28). Yap›lan baz› çal›flmalarda buproteinin kuyruk uzunlu¤undan sorumlu oldu¤unuortaya koymufltur (40, 41). Dizi analizi yap›lm›flgen bölgelerinin sonunda ORF13 olarakadland›rd›¤›m›z bir protein bulunmaktad›r. Sahipoldu¤u fonksiyon henüz bilinmeyen ama kuyrukproteini olarak tan›mlanm›fl olan bu protein,Siphoviridae familyas›nda yer alan fajlar›n sahipoldu¤u proteinlerden biri olarak karfl›m›zaç›km›flt›r (27, 28).

Yukar›da bahsedilen karfl›laflt›rmalar dikkateal›nd›¤›nda, k›smi dizi analizi yap›lm›fl 231-X10faj proteinlerinin ço¤unlukla korunmufl bölgeleresahip oldu¤u, aminoasit baz›nda en yüksekbenzerli¤i DNA paketleme mekanizmas›na görecos-tipi olarak s›n›fland›r›lan S. thermophilusDT1, Sfi19, Sfi21, 7201, Abc2 (20, 42) benzerlikgösterdi¤i tespit edilmifltir. 231-X10 faj›na ait olas›aç›k okuma çerçeveleri ile benzerlik gösterdi¤idi¤er ORF’ler incelendi¤inde, her iki faja aitproteinin aminoasit say›lar› ayn› olsa da buaminoasitlerin farkl› oldu¤u görülmüfltür. Dolay›s›ylabu fajlar›n daha önceki çal›flmalarda da belirtildi¤igibi ortak bir atadan geldi¤i (42), gen bölgelerindekiküçük kopmalar ve eklemelerle mutasyongeçirdikleri anlafl›lm›flt›r. BLAST program›kullan›larak yap›lan bu karfl›laflt›rmalar sonucunda231-X10 faj›n›n, gen bankas›nda yer alan S.thermophilus Sfi11, O1205, 2972, 858, ALQ13.2,TPJ-34, TP-778L, 5093, 9871, 9872, 9873, 9874fajlar› ile ya çok düflük düzeylerde benzeroldu¤u ya da hiçbir ortak bölgelerinin olmad›¤›görülmüfltür. Buna ek olarak bu faj›n baz› bölgerininkendi konakç›s› d›fl›ndaki Streptococcus veLactobacillus, Lactococcus türleri ile daha fazlabenzerlik gösterdi¤i saptanm›flt›r (28, 31). Dolay›s›ylabenzerlik gösterdi¤i saptanan mikroorganizmalar›ndi¤er laktik asit bakterilerinin olmas›, hem fajlar›nkolay mutasyona u¤rad›klar›n› hem de bakterilerinevrimsel geliflimlerine büyük katk›lar› oldu¤ugerçe¤ini bir kez daha ortaya koymufltur (5).

Bu çal›flma ile 454 genome sequnce sistemikullan›larak k›smi DNA analizi yap›lm›fl olan231-X10 faj›n›n, ORFfinder ve BLAST programlar›kullan›larak yap›lan analizleri sonucunda bubölgede muhtemel 13 adet ORF oldu¤u ve bunlar›nda replikasyon, DNA paketleme, kapsid ve kuyrukyap›s›n›n oluflumundan sorunlu genler ve

141


proteinler oldu¤u ortaya konmufltur. Ancak bufajda muhtemel proteinlerin kodland›¤›n› vefonksiyonlar›n› tam anlam›yla ortaya koymakiçin detayl› bir protein analizinin yap›lmas›gerekmektedir. Bunun için faj›n eksik kalangenom diziliminin belirlenmesi ve detayl› birtranskripsiyon haritas›n›n ç›kart›lmas› çal›flmalar›nabafllanm›flt›r.

TEŞEKKÜR

Bu çal›flma, maddi olarak Türkiye Bilimsel veTeknolojik Araflt›rma Kurumu (TÜB‹TAK)taraf›ndan desteklenmifl 110O035 numaral› projekapsam›nda gerçeklefltirilmifltir. Bilimseldesteklerinden ve anlay›fllar›ndan dolay› Prof.Dr. Nezihe Tunail, Prof. Dr. ‹smail Hakk› Boyac›,Prof. Dr. Aykut Özkul ve Prof. Dr. K. SerdarDiker’e teflekkür ederim.

KAYNAKLAR

1. Tunail N, Ayhan K, Akçelik M, Durlu-ÖzkayaF, Do¤an HB, Kaleli D, Tükel Ç, Acar E. 2002.Yo¤urt fabrikalar›nda faj probleminin çözümüneyönelik araflt›rmalar. TÜB‹TAK/TARP-2106 NoluProje Raporu.

2. Ackermann HW. 2006. Classification ofbacteriophage. In: The Bacteriophage 2nd.Calendar R. (Ed), Oxford University Press, USA,pp. 8-16.

3. Paez-Espino D, Sharon I, Morovic W, Stahl B,Thomas BC, Barrangou R, Banfield JF. 2015.CRISPR immunity drives rapid phage genomeevolution in Streptococcus thermophilus. mBio,mbio.asm.org, 6 (2), e00262-15.

4. Lamothe G, Levesque C, Bissonnette F, CochuA, Vadeboncoeur C, Frenette M, Duplessis M,Tremblay D, Moineau S. 2005. Characterizationof the cro-ori region of the Streptococcusthermophilus virulent bacteriophage DT1. ApplEnviron Microbiol, 71 (3), 1237-1246.

5. Brüssow H, Desiere F. 2006. Evolution ofTailed Phages: Insights from Comparative PhageGenomics. In: The Bacteriophage 2nd. CalendarR. (Ed), Oxford University Press, USA, pp. 26-36.

6. Brüssow H, Suarez JE. 2006. Lactobacillusphages. In: The Bacteriophage 2nd. Calendar R.(Ed), Oxford University Press, USA, pp. 653-657.

7. Quiberoni A, Moineau S, Rousseau GM,Reinheimer J, Ackermann HW. 2010. Streptococcusthermophilus bacteriophages. Int Dairy J, 20,657-664.

8. Ali YHM, Yousef NMH. 2014. Detection andcharacterization bacteriophages attacking dairyStreptococcus thermophilus starter cultures.African J Microbiol Res, 8 (27), 2598-2603.

9. McDonnell B, Mahonya J, Neve H, Hanemaai-jer L, Nobend J-P, Kouwen T, van Sinderen D.2016. Identification and analysis of a novel groupof bacteriophages infecting the lactic acid bacteriumStreptococcus thermophilus. Appl EnvironMicrobiol, 82 (17), 5153-5165.

10. Prevots F, Relano P, Mata M, Ritzenthaler P.1989. Close relationship of virulent bacteriophagesof Streptococcus salivarius subsp. thermophilusat both the protein and the DNA level, J GenMicrobiol, 135, 3337-3344.

11. Le Marrec C, Sinderen D, Walsh L, Stanley E,Vlegels E, Moineau S, Heinze P, Fitzgerald G,Fayard B. 1997. Two groups of bacteriophagesStreptococcus thermophilus can be distinguishedon the basis of mode of packaging and geneticdeterminants for major structural proteins. ApplEnviron Microbiol, 63, 3246-3253.

12. Tremblay DM, Moineau S. 1999. Completegenomic sequence of the lytic bacteriophageDT1 of Streptococcus thermophilus. Virology,255, 63-76.

13. Suárez VB, Quiberoni A, Binetti AG, ReinheimerJA. 2002. Thermophilic lactic acid bacteriaphages isolated from Argentinian dairy industries.J Food Prot, 65 (10), 1597-1604.

14. Quiberoni A, Auad L, Binetti AG, Suarez VB,Reinheimer JA, Raya RR. 2003. Comparative analysisof Streptococcus thermophilus bacteriophagesisolated from a yoghurt industrial plant. FoodMicrobiol, 20, 461-469.

15. Stanley E, Fitzgerald GF, Le Marrec C, FayardB, van Sinderen D. 1997. Sequence analysis andcharacterization of phiO1205, a temperatebacteriophage infecting Streptococcus thermophilusCNRZ1205. Microbiology, 143, 3417–3429.

16. Lucchini S, Desiere F, Brüssow H. 1998.The structural gene module in Streptococcusthermophilus bacteriophage phiSfi11 shows ahierarchy of relatedness to Siphoviridae from awide range of bacterial hosts. Virology, 246, 63-73.

142

E. Acar-Soykut

17. Desiere F, Lucchini S, Brussow H. 1999.Comparative sequence analysis of the DNApackaging, head, and tail morphogenesismodules in the temperate cos-site Streptococcusthermophilus bacteriophage Sfi21. Virology, 260,244-253.

18. Levesque C, Duplessis M, Labonte J, LabrieS, Fremaux C, Tremblay D. 2005. Genomicorganization and molecular analysis of virulentbacteriophage 2972 infecting an exopolysaccharide-producing Streptococcus thermophilus strain.Appl Environ Microbiol, 71, 4057-4068.

19. Deveau, H, Barrangou R, Garneau JE., LabonteJ, Fremaux C, Boyaval P, Romero DA, Horvath P.and Moineau S. 2008. Phage response toCRISPR-encoded resistance in Streptococcus ther-mophilus. J Bacteriol, 190, 1390-1400.

20. Guglielmotti DM, Deveau H, Binetti AG,Reinheimer JA, Moineau S, Quiberoni A. 2009.Genome analysis of two virulent Streptococcusthermophilus phages isolated in Argentina. Int JFood Microbiol, 136, 101-109.

21. Milles S, Griffin C, O’Sullivan O, Coffey A,Mcauliffe OE, Meijer WC, Serrano LM, Ross RP.2011. A new phage on the "Mozzarella" block:Bacteriophage 5093 shares a low level of homologywith other Streptococcus thermophilus phages.Int Dairy J, 21, 963-969.

22. Ali Y, Koberg S, Heßner S, Sun X, Rabe B,Back A, Neve H, Heller KJ. 2014. TemperateStreptococcus thermophilus phages expressingsuperinfection exclusion proteins of the Ltp type.Front Microbiol, 5: 98.

23. Brüssow H. 2001. Phages of dairy bacteria.Annu Rev Microbiol, 55, 283-303.

24. Acar Soykut E, Tunail N. 2010. MorphologicalCharacterization of Streptococcus salivariussubp. thermophilus and Lactobacillus delbrueckiisubsp. bulgaricus virulent phages, GIDA (FOOD),35 (5), 317-323.

25. Acar-Soykut E, Tunail N. 2016. Classificationof Streptococcus thermophilus phages originatingfrom Turkey, J Food Saf, 36, 186-194.

26. ORFfinder, Open Reading Frame finder, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/ (Accessed 01August 2016).

27. NCBI, National Centre for BiotechnologyInformation, www.ncbi.nlm.nih.gov (Accessed01 August 2016).

28. Acar-Soykut E, Diker S. K. 2011. Süt EndüstrisindeSorun Yaratan Termofilik Fajlar›n GenomikKarakterizasyonlar› TÜB‹TAK 110O035 nolu proje.

29. Krusch U, Neve H, Luschei B, Teuber M.1987. Characterization of virulent bacteriophagesof Streptococcus salivarius subsp. thermophilusby host specifity and electron microscopy. KielerMilchwirtschaftliche Forschungsberichte, 39 (3),155-167.

30. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. 1989.Molecular Cloning, A Laboratory Manual, ColdSpring Harbor Laboratory Press, Cold SpringHarbor, NY, 1626 p.

31. 454 De Novo Genome Sequence, http://454.com/downloads/454SystemsBrochureSpread_Fin Final.pdf (Accessed 30 August 2016).

32. BLAST, Basic Local Alignment Search Tool,http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi (Accessed01 August 2016).

33. Marchler-Bauer A, Derbyshire MK, Gonzales NR,Lu S, Chitsaz F, Geer LY, Geer RC, He J, GwadzM, Hurwitz DI, Lanczycki CJ, Lu F, Marchler GH,Song JS, Thanki N, Wang Z, Yamashita RA,Zhang D, Zheng C, Bryant SH 2015. CDD: NCBI’sconserved domain database. Nucleic Acids Res,43 (Database issue), D222–D226.

34. Desiere F, Lucchini S, Brussow H. 1998.Evolution of Streptococcus thermophilusbacteriophage genomes by modular exchangesfollowed by point mutations and small deletionsand insertions. J Virol, 241 (2), 345-356.

35. Hsia K-C, Chak K-F, Liang P-H, Cheng Y-C,Ku W-Y, Yuan H-S. 2004. DNA binding anddegradation by the HNH Protein ColE7. Struct,12 (2), 205-214.

36. Williams LS, Levdikov VM, Minakhin L,Severinov K, Antson, AA. 2013. 12-fold symmetryof the putative portal protein from the Thermusthermophilus bacteriophage G20C determinedby X-ray analysis. Acta Crystallogr F, 69 (11),1239-1241.

37. Gan L, Speir JA, Conway JF, Lander G, ChengN, Firek BA, Hendrix RW, Duda RL, Liljas L,Johnson JE. 2006. Capsid conformationalsampling in HK97 maturation visualized byX-Ray crystallography and cryo-EM. Struct, 14,1655-1665.

143


38. Pell LG, Cumby N, Clark TE, Tuite A, BattaileKP, Edwards AM, Chirgadze NY, Davidson AR,Maxwell KLA. 2013. Conserved spiral structurefor highly diverged phage tail assembly chaperones.J Mol Biol, 425 (14), 2436–2449.

39. Belcaid M, Bergeron A, Poisson G. 2011. Theevolution of the tape measure protein: units,duplications and losses. BMC Bioinformatics, 12(Suppl 9): S10.

40. Katsura I, Hendrix RW. 1984. Lengthdetermination in bacteriophage lambda tails.Cell, 39, 691-698.

41. Abuladze NK, Gingery M, Tsai J, Eiserling FA.1994. Tail Length Determination in BacteriophageT4, Virology, 199 (2), 301-310.

42. Brüssow H, Desiere F. 2001. Comparativephage genomics and the evolution of Siphoviridae:insights from dairy phages. Mol Microbiol, 39 (2),213-222.

144

145

FARKLI ISITMA TEKNİKLERİNİN FINDIK VE KANOLA YAĞININ STEROL BİLEŞİMİNE ETKİSİ

Özet

Çal›flman›n amac› farkl› ›s›tma tekniklerinin f›nd›k ve kanola ya¤lar›n›n sterol bileflimine etkisinibelirlemektir. Bu amaçla, 50 ml rafine f›nd›k ve rafine kanola ya¤› mikrodalga f›r›nda 650 W güçte 1, 3,5 ve 10 dk bekletilmifl; ›s›tma sonunda ya¤ örneklerinin s›cakl›klar› ölçülerek konveksiyonel ve hibridf›r›nda da ayn› s›cakl›¤a (69.5, 129.4, 173.5 ve 238.0 °C) ulaflmay› sa¤layan ›s›tma ifllemlerigerçeklefltirilmifltir. Elde edilen ya¤ örnekleri sterol miktar ve kompozisyonu aç›s›ndan de¤erlendirilmifltir.Bulgular hibrit f›r›n›n ›s›tma h›z›n›n yüksek s›cakl›klarda di¤er f›r›nlara k›yasla daha düflük oldu¤unugöstermektedir. F›nd›k ya¤›n›n temel sterolleri β-sitosterol, kampesterol ve sitostanol olup ve toplamsterol içeri¤i 683.69-1544.09 mg/kg aras›nda de¤iflmifltir. Tüm ›s›tma yöntemlerinde s›cakl›k art›fl› ilef›nd›k ya¤›n›n sterol içeri¤inde genel olarak bir azalma meydana gelmifltir. Kanola ya¤›, β-sitosterol vekampesterol yan›nda ya¤a özgü olarak yüksek oranlarda brassikasterol içermektedir. Kanola ya¤›örneklerinin toplam sterol içeri¤i 6088.28-9532.72 mg/kg aras›nda de¤iflmifl ve ›s›tma ifllemleri ya¤dasterol kayb›na yol açmam›flt›r.

Anahtar kelimeler: F›nd›k ya¤›, konveksiyon, mikrodalga, kanola ya¤›, sterol

EFFECT OF VARIOUS HEATING TECHNIQUES ON STEROL COMPOSITION OF HAZELNUT AND CANOLA OILS

Abstract

The aim of the work was to determine effect of various heating techniques on sterol composition ofhazelnut and canola oil. For this purpose; 50 ml of refined hazelnut and canola oil samples were keptin microwave oven at 650 W power for 1, 3, 5 and 10 minutes; the temperature of the oil samples werecalculated at the end of heating; and the heating process were performed at convectional and hybridovens until the attained temperatures (69.5, 129.4, 173.5 ve 238.0 °C) were reached. The obtained oilsamples were evaluated for their sterol content and composition. Findings revealed that the heatingspeed of hybrid oven was lower at higher temperatures when compared to other ovens. The mainsterols of hazelnut oil were β-sitosterol, campesterol and sitostanol and the total sterol content variedbetween 683.69-1544.09 mg/kg. The sterol content of hazelnut oil generally decreased by the increasein temperature for all types of heating methods. Canola oil, contains brassicasterol in high ratios uniqueto the oil, besides, β-sitosterol and campesterol. Total sterol content of canola oil varied between6088.28-9532.72 mg/kg and heating procedure didn’t cause a sterol loss in the oil.

Key words: Hazelnut oil, convection, microwave, canola oil, sterol

Aslı Yorulmaz*, Mehmet Koç, Cavit Bircan

Adnan Menderes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Ayd›n





GIDA (2017) 42 (2): 145-154doi: 10.15237/gida.GD16086

146

GİRİŞMikrodalga f›r›nlar›n kullan›m› son y›llarda hemendüstriyel mutfaklarda, hem g›da sektörününfarkl› kollar›nda hem de evlerde rahatl›¤› veh›zl› sonuç al›nabilmesi sebepleriyle oldukçayayg›nlaflm›flt›r. G›da endüstrisinde mikrodalgateknolojisi piflirme, buz çözme, temperleme,kurutma, dondurarak kurutma, pastörizasyon,sterilizasyon, f›r›nda piflirme ve ›s›tma ifllemlerindekullan›lmaktad›r (1). G›da sektöründe mikrodalgakullan›m›n›n g›da bileflenlerine etkisini inceleyençok say›da araflt›rma yap›lm›flt›r. Bitkisel vehayvansal ya¤lar› oluflturan bileflenlere mikrodalgakullan›m›n›n etkisi pek çok çal›flmaya konuolmufltur (2-4). Farkl› sürelerde farkl› dalgaboylar›ndaki mikrodalga ›s›tma ifllemine tabitutulmufl ya¤larda serbest radikal oluflumugözlenmifl ve bu serbest radikallerin atmosferikoksijenle reaksiyona girerek hidroperoksitleri veikincil oksidasyon ürünlerini oluflturdu¤u ortayakonmufltur (5-8). Ayr›ca mikrodalgayla ›s›t›lm›flya¤larda hidroliz reaksiyonunun bir sonucuolarak serbest ya¤ asitli¤i artm›fl (5-7), tokoferoliçeri¤i düflmüfl (2, 5, 7), yo¤unluk ve vizkoziteartm›flt›r (9). Mikrodalga f›r›nlar g›da sektöründe,endüstriyel mutfaklarda ve ev mutfaklar›ndageleneksel f›r›nlara (do¤al ve zorlamal›konveksiyonlu f›r›n) alternatif olarak ortayaç›km›flt›r. Albi ve ark.(9) yapt›klar› çal›flmada s›zmazeytinya¤›, riviera zeytinya¤›, ayçiçek ya¤›, yüksekoleik asit içerikli ayçiçe¤i ya¤› ve domuz ya¤›n›hem mikrodalga hem de geleneksel konveksiyonelf›r›nda ›s›tm›fllard›r. Elde ettikleri sonuçlarmikrodalgada ›s›t›lm›fl ya¤lar›n K232, K270, yo¤unluk,vizkozite, skualen, trans izomer içeriklerinin vede¤erlerinin konvensiyonel f›r›nla ›s›t›lm›flolanlara k›yasla daha kötü oldu¤unu göstermifltir.Ancak sterol kompozisyonunun ve içeri¤inin heriki ›s›tma fleklinde de istatistiki olarak de¤iflmedi¤iniortaya koymufllard›r. Caponio ve ark. (10)yapt›klar› çal›flmada riviera zeytinya¤›n› hemmikrodalga hem de konveksiyonel f›r›nda›s›tm›fllar ve mikrodalga uygulamas›n›n dahayüksek polar madde, trigliserit oligopolimer veokside trigliserit oluflumuna yol açt›¤›n› tespitetmifllerdir. Uquiche ve ark. (11) yapt›klar›çal›flmada 400 ve 600 W gücündeki mikrodalgaf›r›nda f›nd›k örneklerini 120, 180 ve 240 saniyebekletmifller, ve elde ettikleri f›nd›k örneklerindenya¤ ekstrakte etmifllerdir. Sonuçlar, mikrodalga

uygulaman›n ekstraksiyon verimini art›rd›¤›n›,ya¤ oksidatif stabilite ve kalitesine olumluetkilerde bulundu¤unu ortaya koymufltur.Azadmard-Damirchi ve ark (12), kolza tohumlar›ylagerçeklefltirdikleri çal›flmalar›nda, tohumlar› 2 ve4 dakika boyunca mikrodalga f›r›nda bekletmifllerve elde ettikleri tohumlardan presleme yoluylaya¤ ekstrakte etmifllerdir. Sonuçlar, mikrodalgauygulaman›n ya¤ ekstraksiyon verimini % 10,fitosterol içeri¤ini % 15 ve tokoferol içeri¤ini %55 oran›nda art›rd›¤›n› ortaya koymufltur. Benzerflekilde mikrodalga uygulama ya¤ oksidatifstabilitesini de oldukça yüksek oranda art›rm›flt›r.Tan ve ark. (13) m›s›r ve soya ya¤› kullanarakyapt›klar› çal›flmalar›nda, mikrodalga ›s›tman›nya¤lar›n termal ve kimyasal özelliklerine etkisiniincelemifllerdir. Kalorimetre kurvesinden eldeedilen veriler ile kimyasal parametreler (Peroksitve anisidin de¤erleri, serbest ya¤ asitli¤i, iyotsay›s›, C18:2/C16:0) aras›nda yüksek korelasyontespit edilmifltir. Hassanein ve ark. (14) ayçiçe¤i,soya, yerf›st›¤›, soya:yerf›st›¤› (1:1) ya¤lar›n›mikrodalgada 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 ve 18 dkbekletmifller; elde ettikleri ya¤larda peroksitde¤eri ile serbest asit içeri¤inin artt›¤›n›; toplamtokoferol ve çoklu doymam›fl ya¤ asidi içeri¤inindüfltü¤ünü bildirmifllerdir. Vieira ve Regitano-D’arce(15) mikrodalga uygulaman›n kanola, m›s›r vesoya ya¤lar›n›n oksidatif stabilitesine etkileriniincelemifller; K232 ve K270 de¤erlerinin ve asitde¤erinin ›s›tma süresi (0-36 dk) uzad›kça artt›¤›n›,peroksit de¤erinin ise azald›¤›n› bildirmifllerdir.Dostálová ve ark (16) domuz ya¤›, ayçiçek,kanola, yer f›st›¤›, yüksek oleik içerikli yer f›st›¤›ya¤lar›n› mikrodalgada 3, 6, 9, 12, 15, 20, 25 ve40 dk bekletmifller, ve elde ettikleri ›s›t›lm›fl ya¤lar›oksidatif stabiliteleri aç›s›ndan incelemifllerdir.Bulgular, ayçiçek ya¤›n›n yüksek çoklu doymam›flasit ve düflük γ-tokoferol içeri¤i sebebiyle en azdayan›kl› ya¤ oldu¤unu; kanola ya¤›n›n da yüksekγ-tokoferol ve düflük çoklu doymam›fl ya¤ asidiiçeri¤i sebebiyle daha dayan›kl› oldu¤unu ortayakoymaktad›r.

Günümüzde mikrodalga f›r›nlara ve konveksiyonelf›r›nlara ek olarak g›dalar›n besin de¤eriniartt›rmak, f›r›nda piflirme s›ras›nda oluflankanserojen maddelerin (heterosiklik aminler,akrilamid vb.) oluflumunu azaltmak amac›ylaalternatif piflime tekniklerine (radyo dalgalar›yla,ohmik, mikrodalga, infrared yay›n›m, halojen

A. Yorulmaz, M. Koç, C. Bircan

lamba, buharl›) sahip f›r›nlar gelifltirilmektedir.Tek ›s› iletim mekanizmas›na sahip f›r›nlardapiflirilen ürünlerde baz› kalite problemlerininoluflmas›ndan kaynakl› olarak birkaç farkl› ›s› iletimmekanizmas›n› bir arada bar›nd›ran f›r›nlar yeni"hibrid" (kombi) f›r›nlar gelifltirilmifltir. Hibridf›r›nlar mikrodalga-infrared, konveksiyon-mikrodalga, mikrodalga-halojen lamba gibi farkl››s› transfer mekanizmalar›n›n ikili ya da çoklukombinasyonunu içerebilmektedir. Hibrid f›r›nlar›nson 25 y›lda kullan›m›ndaki art›fla paralel olarak,bu f›r›nlar›n g›da bileflenlerine etkisini inceleyenaraflt›rma say›s› da art›fl göstermifltir (17).

Bitkisel steroller (fitosteroller), yap›sal olarakkolesterole benzeyen bileflikler olup,desmetilsteroller steroid alkoller grubuna girmekteve bakteriler d›fl›nda tüm canl› organizmalardabulunmaktad›r (18, 19). 4-desmetil sterolleryayg›n olarak bulunmakta, 4-metil steroller ve4,4-dimetil steroller ise birçok bitkisel kaynaktagenellikle minör bileflikler olarak yer almaktad›r.Yap›lan bilimsel çal›flmalar, fitosterollerinkolesterol düzeyini düflürücü etkiye sahipolduklar›n›; β-sitosterolün ya¤lar›n sindirimis›ras›nda kar›fl›mdaki kolesterolün ba¤›rsaklardakiemilimini önledi¤ini ortaya koymufltur (20).Fitosterollerin ayr›ca antiinflamatuar, antibakteriyel,antifungal, antiülseratif ve antitümör aktivitelerinesahip oldu¤u da bilinmektedir (21-24). Steroller ayn›zamanda bitkisel s›v› ya¤larda safl›k kontrolündekullan›lan bilefliklerdir. Sterol miktar ve bileflenanalizi ekonomik de¤eri yüksek ya¤lara dahaucuz ya¤larla yap›lan ta¤flifllerin belirlenmesindekullan›lan önemli bir analizdir.

Çal›flman›n amac› farkl› ›s›tma tekniklerinin(mikrodalga, zorlamal› ve do¤al konveksiyon,hibrit) f›nd›k ve kanola ya¤lar›n›n sterol bileflimineetkisini incelemektir. Çal›flma, hibrit f›r›nlardagerçeklefltirilen ›s›tma iflleminin ya¤ minörbileflenlerinden sterollere etkisinin incelenmesiaç›s›ndan ilk olma niteli¤i tafl›maktad›r.

MATERYAL VE YÖNTEM

Çal›flmada farkl› sterol içerik ve bileflimine sahipf›nd›k ve kanola ya¤lar› kullan›lm›flt›r. Ya¤örnekleri mikrodalga, konveksiyonel ve hibritf›r›nlarda ›s›tma ifllemine tabi tutulmufltur.Konveksiyonel f›r›nda hem zorlamal› hem de

do¤al konveksiyon uygulanm›fl ve toplamda 4farkl› flekilde ya¤ örnekleri ›s›t›lm›flt›r. Her mikro-dalga ›s›tma iflleminde kahverengi fliflelerde 50ml ya¤ , mikrodalga f›r›nda (Whirlpool, AT 325,22 L hacim, 650 W, 2450 Hz) 1, 3, 5 ve 10 dkbekletilmifl, ›s›tma sonunda ulafl›lan s›cakl›klars›cakl›k veri kay›t cihaz› (Testo 176 T4) vas›tas›ylatespit edilmifltir. Örnek bafllang›ç s›cakl›¤› 25°C’dir. Mikrodalga f›r›nda 1, 3, 5 ve 10 dakikal›k›s›tma ifllemleri sonunda ulafl›lan s›cakl›klars›ras›yla 69.5, 129.4, 173.5 ve 238.0 °C’dir. Ya¤örnekleri konveksiyonel (Arçelik MF44-EI, 44 Lhacim, 1200 W, 50 Hz) ve hibrit f›r›nlarda (AcuraAC1888, 11 L hacim, 1300 W, 50 Hz) da 25 °C’denbafllayarak 69.5, 129.4, 173.5 ve 238.0 °C’lerekadar ayr› ifllemlerle ›s›t›lm›flt›r. Konveksiyonel vehibrit f›r›nlarda istenen s›cakl›klara ulaflmay› sa¤layan›s›tma süreleri belirlenmifltir. Konvensiyonel vehibrit f›r›nlar›n çal›flma s›cakl›¤› 200 °C’dir. Hibrit f›r›n,konveksiyonel ›s›tma ve halojen ›s›tmay› eflzamanl›sa¤layarak çift ›s›tma etkisi göstermektedir. 2farkl› ya¤, 4 farkl› flekilde, 4 farkl› sürede ›s›t›lm›flve toplamda 34 farkl› örnek elde edilmifltir.

Ya¤ örneklerinin sterol bileflimi AOCS OfficialMethod Ch 6-91’e (25) göre belirlenmifltir. Ya¤örneklerine önce sabunlaflt›rma ifllemi uygulanm›fl,sabunlaflmayan madde faz› dietil eter ile ekstrakteedilmifltir. Sterol fraksiyonu ince tabakakromatografi kullan›larak sabunlaflmayan maddedenayr›lm›fl ve BSTFA (Bis(trimetilsilil)triflorasetamid)kullan›larak türevlendirilmifltir. Trimetilsilillenenörnekler Agilent 7820 gaz kromatografi cihaz›ndaalev iyonlaflt›rmal› dedektör kullan›larak HP-5kapiler kolon (30 m, 0.32-mm iç çap, 0.25 µmfilm kal›nl›¤›) ile analiz edilmifltir. Kolon, dedektörve enjeksiyon blo¤u s›cakl›klar› s›ras›yla 260, 290ve 280 °C’dir. Tafl›y›c› gaz azot olup, ak›fl h›z› 0.8mL/dk’d›r. Split oran› 50:1 ve enjeksiyon miktar›2 µL’dir. Analizde internal standart olarak5α-cholestan-3β-ol kullan›lm›flt›r.

İstatistiki Değerlendirme

Elde edilen veriler, SPSS 15.0 paket program›kullan›larak istatistiki de¤erlendirmeye tabiitutulmufltur. Varyans analizi tekni¤i ile (ANOVA)grup ortalamalar› aras›ndaki fark belirlenmifl, bufarkl›l›¤›n önem derecesi ise Duncan çoklukarfl›laflt›rma testi yap›larak incelenmifltir.

Farklı Isıtma Tekniklerinin Fındık ve Kanola Yağnın...

147

148

BULGULAR ve TARTIŞMA

Farkl› ya¤lara uygulanan ›s›tma ifllemleri sonucuya¤›n ulaflt›¤› s›cakl›k ve bu s›cakl›¤a ulaflmakiçin gerekli süreler Çizelge 1’de verildi¤i gibidir.F›nd›k ve kanola ya¤lar›n›n, farkl› tekniklerle›s›t›lmas› s›ras›ndaki s›cakl›k-süre iliflkileri isefiekil 1-2’de verildi¤i gibidir. Çizelge ve flekillerincelendi¤inde en yüksek s›cakl›¤a en k›sa süredemikrodalga ›s›tma ile ulafl›ld›¤› görülmektedir.Zorlamal› konveksiyon mikrodalgadan sonra enh›zl› ›s›tmay› sa¤lam›flt›r. Ancak do¤al konveksiyonlaelde edilen s›cakl›k-süre verileri zorlamal›konveksiyona oldukça yak›nd›r. Hibrit f›r›nlagerçeklefltirilen ›s›tma ifllemlerinde kanola ya¤›nda129.4 °C’ye kadar; f›nd›k ya¤›nda ise 173.5°C’yekadar h›zl› ›s›tma sa¤lan›rken, daha yükseks›cakl›klarda f›r›n›n istenen s›cakl›¤a ulaflma süresiuzam›flt›r. Hibrit f›r›n, zorlamal› konveksiyonel›s›tma ve halojen ›s›tmay› bir arada sa¤layarak

çift ›s›tma etkisi göstermektedir. Çift ›s›tmaiflleminin ya¤larda ›s›nma süresini konveksiyonelf›r›na k›yasla k›saltaca¤› öngörülmüfltür ancak173.5°C’nin üzerindeki s›cakl›klarda bu etkigözlenmemifltir.

Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda›s›t›lan f›nd›k ya¤›n›n sterol bileflimi Çizelge 2’deverildi¤i gibidir. F›nd›k ya¤›n›n temel sterolleriβ-sitosterol, kampesterol, sitostanol ve ∆-7-stigmastenoldür. Bunlar›n yan›nda düflük miktarlardabrassikasterol, 24-metilen-kolesterol, kampestanol,stigmasterol, ∆-7-kampesterol, klerosterol,∆-5-avenasterol, ∆-5-24-stigmastadienol ve∆-7-avenasterol yer almaktad›r. Is›t›lmam›fl rafinef›nd›k ya¤›n›n toplam sterol içeri¤i 1544.09mg/kg düzeyindedir. Yorulmaz ve ark. (26) farkl›f›nd›k çeflitlerinden elde ettikleri ham f›nd›kya¤lar›n›n toplam sterol içeri¤inin 1581-2239mg/kg düzeyinde oldu¤unu bildirmifllerdir.


M: Mikrodalga Is›tma (Microwave heating), DK: Do¤al Kon-veksiyon (Natural convection), ZK: Zorlamal› Konveksiyon(Forced convection), H: Hibrit Is›tma (Hybrid heating)

fiekil 1. F›nd›k ya¤›n›n farkl› tekniklerle ›s›t›lmas›ndas›cakl›k-süre iliflkisiFigure 1. The relationship between the time and tempera-ture during heating hazelnut oil


fiekil 2. Kanola ya¤›n›n farkl› tekniklerle ›s›t›lmas›ndas›cakl›k-süre iliflkisiFigure 2. The relationship between the time and tempera-ture during heating canola oil

Çizelge 1. Farkl› ›s›tma teknikleriyle elde edilen s›cakl›k ve süre de¤erleriTable 1. Temperature and time values obtained by various heating techniques

Is›tma Teknikleri Heating Techniques

S›cakl›k (°C) Mikrodalga Is›tma Do¤al Konveksiyon Zorlamal› Konveksiyon Hibrit Is›tmaTemperature (°C) Microwave Heating Natural Convection Forced Convection Hybrid Heating

F›nd›k ya¤› Hazelnut oil

69.5±1.3 1 dk 8 dk 30 sn 7 dk 30 sn 4 dk129.4±4.7 3 dk 12 dk 20 sn 11 dk 30 sn 8 dk 30 sn173.5±3.7 5 dk 15 dk 15 sn 14 dk 30 sn 14 dk 10 sn238.0±4.5 10 dk 26 dk 30 sn 24 dk 55 dk

Kanola ya¤› Canola oil

69.5±1.3 1 dk 8 dk 49 sn 7 dk 30 sn 4 dk 36 sn129.4±4.7 3 dk 13 dk 12 dk 20 sn 11 dk 18 sn173.5±3.7 5 dk 15 dk 10 sn 14 dk 15 sn 17 dk238.0±4.5 10 dk 25 dk 08 sn 22 dk 10 sn 50 dk

Karabulut ve ark. (27) rafine edilmifl f›nd›kya¤›n›n 1410.48 mg/kg düzeyinde sterol içerdi¤inibildirmifllerdir. Farkl› ›s›tma ifllemlerine tabitutulmufl f›nd›k ya¤lar›n›n toplam sterol içeri¤inins›cakl›¤a karfl› de¤iflimi fiekil 3’te verildi¤i gibidir.Tüm f›r›n çeflitlerinde s›cakl›k ve sürenin art›fl› ilef›nd›k ya¤›n›n sterol içeri¤inde azalma meydanagelmifltir. Ancak 173.5 °C’nin üzerindeki ›s›tmaifllemlerinde meydana gelen sterol kayb› 173.5°C’nin alt›nda meydana gelen sterol kay›plar›ndandaha azd›r. Sterol kayb›n›n en fazla tespit edildi¤i›s›tma zorlamal› konveksiyon iken (%23.00); enaz sterol kayb›n›n tespit edildi¤i ›s›tma tipimikrodalga ›s›tmad›r (%16.46). Do¤al konveksiyonve hibrit ›s›tmadaki ortalama sterol kay›plar› ises›ras›yla % 21.37 ve % 19.45’tir. Farkl› ›s›tmateknikleri, ayn› s›cakl›¤a kadar gerçeklefltirilenifllemlerde toplam sterol içeri¤inde istatistiki farklaroluflturmufltur. Berasategi ve ark. (28) zeytinya¤›ve avokado ya¤lar›n› ›s›tarak gerçeklefltirdikleriçal›flmalar›nda toplam sterol içeri¤inde her ikiya¤ için de düflüfl tespit etmifllerdir. Bitkisel s›v›

ya¤lar›n temel sterolü olan β-sitosterol f›nd›körneklerinde 541.93-1303.71 mg/kg aras›ndade¤iflen de¤erler alm›fl ve toplam sterollerin %73.64-85.47’ini oluflturmufltur. F›nd›k ya¤›n›nikinci önemli sterolü olan kampesterol örneklerde43.98-108.50 mg/kg aras›nda de¤iflen de¤erler alm›flve toplam sterollerin % 4.57-8.72’ini oluflturmufltur.Amaral ve ark. (29) farkl› Portekiz f›nd›kçeflitlerinden elde ettikleri ya¤larda 7.2-16.4mg/100 g düzeyinde, Matthäus ve Özcan (30)farkl› Türk f›nd›k çeflitlerinden elde edilmifl ya¤örneklerinde 81.1-445.9 mg/kg düzeyindekampesterol tan›mlam›fllard›r. F›nd›k örneklerininsitostanol içerikleri ise 22.24-59.07 mg/kg aras›ndade¤iflim göstermifl olup, sonuçlar Yorulmaz veark (26) taraf›ndan rapor edilen sonuçlarla uyumgöstermektedir. Is›tma süre ve s›cakl›¤›ndaki art›flf›nd›k ya¤›n›n brassikasterol, 24-metilen-kolesterol,∆-5,24-stigmastadienol ve ∆-7-avenasterol içeri¤indeistatistiki önemli farklar oluflturmazken; di¤ersterollerde ise istatistiki aç›dan anlaml› farklargözlenmifltir.


149

Çizelge 2. Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lan f›nd›k ya¤lar›n›n sterol içeri¤i (mg/kg)Table 2. The sterol content of hazelnut oils heated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)

Sterol Miktar› (mg/kg) Sterol Content (mg/kg)

S›cakl›k (°C) Brassika 24-metilen- Kampe Kampe Stigma ∆-7-kampe KleroTemperature (°C) sterol kolesterol Sterol Stanol Sterol sterol Sterol

Brassica 24-methylene- Campe Campe Stigma ∆-7-campe Clerosterol cholesterol sterol stanol sterol sterol sterol

Mikrodalga Is›tma Microwave Heating

25 1.17a 3.52a 70.56c 12.41a 16.36b 19.05d 21.64a

69.5 0.87a 1.74a 90.26e,∆ 5.80b,†* 14.56ab,* 1.64a 7.82a,†*

129.4 0.91a 1.28a 63.28a,†* 6.33b,† 10.61a 5.12b,† 12.97a,*

173.5 0.55a 1.15a 68.10b,∆ 3.65b 10.00a 7.93c,* 8.52a

238.0 0.17a 2.31a 78.76d,* 5.84b,† 13.03ab 2.57a,† 27.86a

Do¤al Konveksiyon Natural Convection

25 1.17A 3.52A 70.56C 12.41C 16.36B 19.05B 21.64C

69.5 1.07A 4.12A 74.03C,* 6.95AB,* 12.50AB,†* 6.23A 30.81D,*

129.4 0.96A 1.32A 60.77A,† 7.23AB,† 9.99A 4.08A,† 9.22AB,*

173.5 0.30A 1.57A 62.55A,* 6.16A 11.05AB 7.10A,* 7.87A

238.0 4.02A 2.30A 73.81C,† 8.78B,* 15.65AB 17.18B,* 12.02B

Zorlamal› Konveksiyon Forced Convection

25 1.17p 3.52p 70.56rs 12.41s 16.36r 19.05q 21.64p

69.5 1.08p 2.08p 55.79q,† 2.78p,† 11.37q,† 14.41pq 12.04p,†*

129.4 - 1.32p 66.10p,* 9.32r,* 11.24q 4.88p,† 4.26p,†

173.5 0.97p 3.56p 43.98p,† 8.06qr 6.65p 3.20p,† 8.68p

238.0 0.55p 0.74p 76.82s,* 5.73q,† 12.60q 1.56p,† 7.87p

Hibrit Is›tma Hybrid Heating

25 1.17P 3.52P 70.56P 12.41Q 16.36Q 19.05R 21.64Q

69.5 0.88P 1.58P 74.36P,* 6.29P,* 12.47P,†* 4.85P 5.16P,†

129.4 0.60P 0.84P 69.74P,∆ 7.04P,† 11.60P 7.15PQ,* 4.16P,†

238.0 5.57P 1.46P 108.50Q,∆ 6.75P,†* 11.26P 9.19Q,† 5.56P

150


Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda›s›t›lan kanola ya¤›n›n sterol içeri¤i Çizelge 3’deverildi¤i gibidir. Kanola ya¤›n›n temel sterolleriβ-sitosterol, kampesterol ve brassikasteroldür.Is›t›lmam›fl rafine kanola ya¤›n›n toplam steroliçeri¤i 7317.38 mg/kg düzeyindedir. Verleyen ve ark.(31) farkl› bitkisel s›v› ya¤lar›n sterol içerikleriniinceledikleri çal›flmalar›nda rafine kanola ya¤›n›nortalama 8000 mg/kg düzeyinde sterol ihtivaetti¤ini rapor etmifllerdir. Farkl› ›s›tma ifllemlerinetabi tutulmufl kanola ya¤lar›n›n toplam steroliçeri¤inin s›cakl›¤a karfl› de¤iflimi fiekil 4’te verildi¤igibidir. Is›tma ifllemleri süresince kanola ya¤›n›ntoplam sterol içeri¤i dalgalanma göstermifl, 238°C’ye ulaflan ›s›tma sonunda ise baz› örneklerdedaha yüksek düzeyde sterol tespit edilmifltir.Temel sterol olan β-sitosterol kanola örneklerinde

Çizelge 2 (devam›). Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lan f›nd›k ya¤lar›n›n sterol içeri¤i (mg/kg)Table 2 (continued). The sterol content of hazelnut oils heated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)

Sterol Miktar› (mg/kg) Sterol content (mg/kg)

S›cakl›k (°C) β-sito Sito ∆-5-avena ∆-5-24-stigma ∆-7-stigma ∆-7-avena ToplamTemperature (°C) sterol stanol sterol stadienol stenol sterol Sterol

β-sito Sito ∆-5-avena ∆-5-24-stigma ∆-7-stigma ∆-7-avena Totalsterol stanol sterol stadienol stenol sterol Sterols


25 1204.03d 59.07c 7.87a 51.22a 58.39a 18.78a 1544.09d

69.5 1303.71e,∆ 52.93bc,* 24.65b,∆ 4.88a 9.76a 6.74a 1525.38d,∆

129.4 831.92a,∆ 38.95a 6.57a 8.59a 26.55a 3.17a 1016.27a,*

173.5 894.90b,∆ 42.75a 10.86a 6.53a 21.42a 14.59a 1090.98b

238.0 1068.43c 45.63ab,† 21.21b,∆ 8.46a 11.04a,† 4.65a 1289.99c


25 1204.03D 59.07C 7.87A 51.22A 58.39AB 18.78A 1544.09C

69.5 945.66C,* 47.45B,†* 15.56B,* 8.60A 25.15AB 14.51A 1192.67B,*

129.4 775.72A,† 39.63A 6.19A 8.79A 17.31A 10.20A 951.45A,†

173.5 808.95A,* 44.76AB 8.04A 5.31A 16.07A 15.09A 994.86A,∆

238.0 894.17B 51.87B,* 7.62A,* 7.45A 103.24B,∆ 16.05A 1214.17B


25 1204.03s 59.07q 7.87p 51.22p 58.39p 18.78q 1544.09s

69.5 743.97q,† 22.24p,† 8.07p,† 8.51p 19.97p 2.69p 905.04q,†

129.4 791.10q,* 38.51pq 6.59p 12.31p 16.36p 4.05p 966.06q,†*

173.5 541.93p,† 33.84pq 3.25p 6.41p 14.28p 8.86p 683.69p,*

238.0 997.66r 42.17pq,† 21.51q,∆ 8.33p 9.21p,† 4.12p 1188.89r


25 1204.03Q 59.07Q 7.87P 51.22P 58.39P 18.78P 1544.09Q

69.5 966.14P,* 42.74P,†* 15.61Q,* 8.26P 10.01P 4.15P 1152.51P,*

129.4 910.93P,∆ 45.65P 12.79PQ 7.87P 24.38P 17.86P 1122.68P,∆

238.0 957.64P 58.29Q,∆ 14.97PQ,* 12.19P 52.34P,* 1.99P 1243.69P,†

Farkl› simgeler mikrodalga ›s›tma (a-e), do¤al konveksiyon (A-D), zorlamal› konveksiyon (p-s), hibrit ›s›tma (P-Q) s›ras›ndauygulanan s›cakl›klar aras›ndaki farklar ile farkl› ›s›tma tekniklerinin ayn› s›cakl›kta ›s›t›lan ya¤ örneklerinde ortaya koydu¤ufarklar› (†,*, ∆,°) simgelemektedir.Different symbols indicate the differences between temperatures applied during microwave heating (a-e), natural convection(A-D), forced convection (p-s), hybrid heating (P-Q) and the differences among oil samples displayed by various heatingtechniques (†,*, ∆,°) heated at the same temperature.

M: Mikrodalga Is›tma (Microwave heating), DK: Do¤alKonveksiyon (Natural convection), ZK: Zorlamal› Konveksiyon(Forced convection), H: Hibrit Is›tma (Hybrid heating)

fiekil 3. Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lanf›nd›k ya¤lar›n›n toplam sterol içeri¤indeki de¤iflim (mg/kg)Figure 3. The change in total sterol content of hazelnut oilsheated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)


151

2865.04-4546.36 mg/kg aras›nda de¤iflen de¤erleralm›fl ve toplam sterollerin %43.74-52.23’ünüoluflturmufltur. Kanola ya¤›n›n ikinci önemli sterolüolan kampesterol örneklerde 2045.38-2953.31mg/kg aras›nda de¤iflen de¤erler alm›fl ve toplamsterollerin %30.11-33.91’ini oluflturmufltur. Vlahakisve Hazebroek (32), yapt›klar› çal›flmada kanolaörneklerinde 2310-3920 µg/g düzeyinde β-sitosterol,1500-3080 µg/g düzeyinde kampesterol raporetmifllerdir. Brassikasterol kanola ve kolzaya¤lar›na özgü bir sterol olup di¤er bitkisel s›v›ya¤larda s›n›rl› düzeyde yer almaktad›r. Busebeple bitkisel s›v› ya¤lara kanola ve kolzaya¤›yla yap›lan ta¤flifller brassikasterol miktar›n›nbelirlenmesi ile tespit edilebilmektedir. Kanolaörneklerinde brassikasterol, 654.68-938.55 mg/kgaras›nda de¤iflen de¤erler alm›fl ve toplam sterollerin%9.69-10.93’u oran›nda yer alm›flt›r. Is›tma süreve s›cakl›¤› kanola ya¤› örneklerindeki sterollerintamam›nda istatistiki olarak önemli farklara sebep

Çizelge 3. Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lan kanola ya¤›n›n sterol içeri¤i (mg/kg)Table 3. The sterol content of canola oils heated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)


S›cakl›k (°C) Brassika 24-metilen- Kampe Kampe Stigma ∆-7-kampe KleroTemperature (°C) sterol kolesterol Sterol Stanol Sterol sterol Sterol

Brassica 24-methylene- Campe Campe Stigma ∆-7-campe Clerosterol cholesterol sterol stanol sterol sterol sterol


25 729.52a 26.12a 2290.04a 46.20b 70.53a 29.15d 106.97a

69.5 802.82b,∆ 27.55a,† 2525.58b,∆ 49.00c,* 88.92d,∆ 20.35c,* 111.94a

129.4 838.27c,∆ 53.18b,∆ 2905.04e,∆ 45.48b,* 83.70c,* 7.70a,† 121.04a

173.5 902.81d,∆ 59.26b,* 2814.77d,∆ 65.64d,* 92.67e,∆ 42.85e,∆ 143.68a

238.0 925.92d,† 87.85c,* 2616.79c,† 34.81a,† 78.86b,† 10.94b,* 131.77a,†


25 729.52A 26.12A 2290.04A 46.20B 70.53A 29.15D 106.97A

69.5 863.69C,∆ 90.23D,∆ 2651.14C,∆ 42.23B,† 82.19B,∆ 17.96C,* 130.50A

129.4 758.77B,* 39.23B,* 2355.84B,* 34.44A,† 71.66A,† 6.24A,† 155.98A

173.5 753.69B,† 56.16C,* 2351.45B,† 42.59B,† 65.77A,† 14.40B,† 94.81A

238.0 938.55D,* 380.65E,∆ 2870.41D,* 46.37B,∆ 89.76C,* 20.48C,∆ 660.03B,*


25 729.52p 26.12p 2290.04p 46.20pq 70.53q 29.15r 106.97p

69.5 654.68p,† 36.77pq,* 2076.81p,† 52.78q,* 63.37p,† 42.99s,∆ 76.30p

129.4 937.19r,∆ 40.40q,∆ 2953.31r,∆ 51.87pq,∆ 86.54s,* 21.65q,∆ 102.63p

173.5 832.91q,* 39.52pq,† 2598.55q,* 50.38pq,†* 78.94r,* 29.23r,* 84.54p

238.0 838.93q,† 37.44pq,† 2639.39r,† 36.20p,†* 79.13r,† 11.51p,* 60.96p,†


25 729.52Q 26.12Q 2290.04P 46.20P 70.53PQ 29.15T 106.97PQ

69.5 758.59R,* 35.20R,* 2342.56R,* 42.30P,† 75.27QR,* 23.93S,* 212.05Q

129.4 665.25P,† 18.52P,† 2045.38P,† 39.42P,† 69.95P,† 11.26R,* 102.25PQ

173.5 829.22S,* 47.00S,†* 2582.62S,* 41.15P,† 80.86S,∆ 9.59Q,† 72.86P

238.0 836.53S,† 33.97R,† 2611.53T,† 43.22P,*∆ 78.71RS,† 5.28P,† 82.57P,†


fiekil 4. Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lankanola ya¤lar›n›n toplam sterol içeri¤indeki de¤iflim (mg/kg)Figure 4. The change in total sterol content of canola oilsheated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)

152


olmufltur. Benzer flekilde ayr› ›s›tma teknikleri,ayn› s›cakl›¤a kadar gerçeklefltirilen ifllemlerdetoplam sterol içeri¤inde istatistiki farklaroluflturmufltur.

F›nd›k ve konola ya¤›n›n farkl› ›s›tma teknikleriile ›s›t›lmas› sonucunda sterol kompozisyonu veiçeri¤i ›s›tma tekni¤ine ve uygulanan s›cakl›¤aba¤l› olarak de¤iflim göstermifltir. Bu de¤iflim,düzenli art›fl/azal›fl deseni sergilemekten ziyadeher iki ya¤ için de genellikle dalgalanma fleklindegerçekleflmifltir. Elde edilen bulgular hibrit f›r›nlar›nyüksek s›cakl›klarda ›s›tma performanslar›n›n

düfltü¤ünü ve ›s›tma süresinin di¤er f›r›nlarak›yasla oldukça uzad›¤›n› ortaya koymaktad›r.Mevcut ›s›tma sistemlerinin sterol oksidasyonuüzerine etkilerinin incelenmesi ve oluflanoksidasyon ürünleri ile fitosterollerin birliktede¤erlendirilmesi yeni çal›flmalara ›fl›k tutacakt›r.

TEŞEKKÜR

Bu makale Adnan Menderes Üniversitesi BilimselAraflt›rma Projeleri Koordinasyon Birimincedesteklenen ZRF 12001 nolu projenin sonuçlar›ndanyararlan›larak haz›rlanm›flt›r.

Çizelge 3 (devam›). Mikrodalga, konveksiyonel ve hibrit f›r›nlarda ›s›t›lan kanola ya¤lar›n›n sterol içeri¤i (mg/kg)Table 3 (continued). The sterol content of canola oils heated in microwave, conventional and hybrid ovens (mg/kg)


S›cakl›k (°C) β-sito Sito ∆-5-avena ∆-5-24-stigma ∆-7-stigma ∆-7-avena ToplamTemperature (°C) sterol stanol sterol stadienol stenol sterol Sterol

β-sito Sito ∆-5-avena ∆-5-24-stigma ∆-7-stigma ∆-7-avena Totalsterol stanol sterol stadienol stenol sterol Sterols


25 3683.78a 98.31a 116.04ab 50.87a 51.70b 18.15a 7317.38a

69.5 4113.22a,∆ 108.49ab,* 103.17a,† 71.70a,* 47.44ab 6.58a 8076.77b,∆

129.4 4174.47ab,∆ 99.39a,* 139.79c,∆ 70.18a 6.97a,† 15.11a,†* 8647.98cd,∆

173.5 4284.51b,∆ 125.42b,∆ 122.64b,* 54.88a, 139.85c,* 13.63a 8862.64d,∆

238.0 4204.02ab,† 93.02a 137.13c,* 27.85a 15.38ab,† 28.15a 8304.59bc,†


25 3683.78C 98.31D 116.04B 50.87A 51.70B 18.15B 7317.38C

69.5 4005.22D,∆ 92.09B,† 125.91C,* 25.00A,† 22.94A 13.57A 8162.69D,∆

129.4 3439.52B,* 88.83A,† 104.94A,* 52.18A 39.23AB,* 18.80B,†* 7165.66B,*

173.5 3264.42A,† 91.40B,† 109.77A,† 29.43A 39.93AB,† 21.13BC 6934.99A,†

238.0 4169.28E,*∆ 95.73C 137.41D,* 36.56A 63.44B,* 24.04C 9532.72E,*


25 3683.78pq 98.31q 116.04q 50.87p 51.70p 18.15p 7317.38q

69.5 3419.89p,† 93.54pq,† 105.98p,† 36.79p,† 33.08p 26.32p 6719.36p,†

129.4 4546.36r,∆ 118.72r,∆ 157.91t,∆ 28.34p 36.69p,* 27.93p,* 9109.58s,∆

173.5 4405.16r,∆ 100.65q,* 145.29s,∆ 26.79p 18.42p,† 24.07p 8434.48r,†*

238.0 3999.04q,* 85.96p 134.92r,* 36.02p 25.21p,† 16.92p 8001.66r,†


25 3683.78Q 98.31QR 116.04RS 50.87P 51.70P 18.15P 7317.38Q

69.5 3815.36R,* 107.00S,* 102.69Q,* 39.93P,† 53.43P 3.48P 7611.79R,*129.4 2865.04P,† 90.10PQ,† 79.14P,† 69.36P 24.01P,† 8.60P,† 6088.28P,†

173.5 4007.33T,* 88.63P,† 117.58S,†* 34.13P 33.09P,† 11.02P 7955.11S,*

238.0 3800.72R,† 100.22RS 107.48QR,† 41.03P 16.18P,† 36.11P 7793.56RS,†

Farkl› simgeler mikrodalga ›s›tma (a-e), do¤al konveksiyon (A-D), zorlamal› konveksiyon (p-s), hibrit ›s›tma (P-Q) s›ras›ndauygulanan s›cakl›klar aras›ndaki farklar ile farkl› ›s›tma tekniklerinin ayn› s›cakl›kta ›s›t›lan ya¤ örneklerinde ortaya koydu¤ufarklar› (†,*,∆,°) simgelemektedir.Different symbols indicate the differences between temperatures applied during microwave heating (a-e), natural convection(A-D), forced convection (p-s), hybrid heating (P-Q) and the differences among oil samples displayed by various heatingtechniques (†,*, ∆,°) heated at the same temperature.


153

KAYNAKLAR

1. Oliveira MEC, Franca AS. 2002. Microwaveheating of foodstuffs. J Food Eng, 53, 347-359.

2. Yoshida H, Hirooka BN, Kajimoto G. 1990.Microwave energy effects on quality of someseed oils. J Food Sci, 55, 1416-1421.

3. Yoshida H, Kondo I, Kajimoto G. 1992. Effectsof microwave energy on the relative stability ofVitamin E in animal fats. J Sci Food Agric, 58,531-534.

4. Farag RS. 1994. Influence of microwave andconventional heating on the quality of lipids inmodel and food systems. Fett Wiss Technol, 96,215-222.

5. Albi T, Lanzon A, Guinda A, Leon M, Pérez-Camino MC. 1997a. Microwave and conventionalheating effects on thermooxidative degradationof edible fats. J Agric Food Chem, 45, 3795-3798.

6. Farag RS, Hewedi FM, Abu-Raiia SH, El-BarotyGS. 1992. Comparative study on the deteriorationof oils by microwave and conventional heating. JFood Prot, 55, 722-727.

7. Hassanein MM, Safinaz MS, Hassan M. 2003.Changes occurring in vegetable oils composition dueto microwave heating. Grasas Aceites, 54, 343-349.

8. Lie Ken Jie MSF, Yan-kit C. 1988. The use ofmicrowave oven in the chemical transformationof long chain fatty acid esters. Lipids, 23, 367-369.

9. Albi T, Lanzon A, Guinda A, Pérez-Camino MC,Leon M. 1997b. Microwave and conventionalheating effects on some physical and chemicalparameters of edible fats. J Agric Food Chem, 45,3000-3003.

10. Caponio F, Pasqualone A, Gomes T. 2002.Effects of conventional and microwave heatingon the degradation of olive oil. Eur Food ResTechnol, 215, 114-117.

11. Uquichea E, Jeréza M, Ortízc J. 2008. Effect ofpretreatment with microwaves on mechanicalextraction yield and quality of vegetable oil fromChilean hazelnuts (Gevuina avellana Mol). InnovFood Sci Emerg, 9, 495-500.

12. Azadmard-Damirchi S, Habibi-Nodeh F,Hesari J, Nemati M, Achachlouei BF. 2010. Effectof pretreatment with microwaves on oxidativestability and nutraceuticals content of oil fromrapeseed. Food Chem, 121, 1211-1215.

13. Tan CP, Che Man YB, Jinap S, Yusoff MSA.2001. Effects of microwave heating on changesin chemical and thermal properties of vegetableoils. J Am Oil Chem Soc, 78, 1227-1232.

14. Hassanein MM, El-Shami SM, El-Mallah MH.2003. Changes occurring in vegetable oilscomposition due to microwave heating. GrasasAceites, 54, 343-349.

15. Vieira MFS, Regitano-D’arce MAB. 1998. Stabilityof oils heated by microwave: UV spectrophotometricevaluation. Ciência e ecnologia de Alimentos, 18,433-437.

16. Dostálová J, Hanzlík P, Réblová Z, Pokorny J.2005. Oxidative changes of vegetable oils duringmicrowave heating. Czech J. Food Sci. 23, 230-239.

17. Demirekler P, Sumnu G, Sahin S. 2004.Optimization of bread baking in a halogenlamp–microwave combination oven by responsesurface methodology. Eur Food Res Technol,219, 341-347.

18. Casas JS, Bueno EO, Garcia AMM, Cano MM.2004. Sterol and erythrodiol+uvaol content ofvirgin olive oils from cultivars of Extremadura(Spain). Food Chem, 87, 225-230.

19. Wester I. 2000. Cholestrol-lowering effect ofplant sterols. Eur J Lipid Sci Technol, 102, 37-44.

20. Kayahan M, Tekin A. 2006. Sa¤l›kl› BeslenmeAç›s›ndan Zeytinya¤›n›n Önemi. Zeytinya¤› ÜretimTeknolojisi, Ankara, s 131-166.

21. Ling WH, Jones PJH. 1995. Dietary phytosterols:Review of metabolism, benefits and side effect.Life Sci, 57, 195-206.

22. Akihisa T, Yasukawa K, Yamaura M, UkiyaM, Kimura Y, Shimuzu N, Arai K. 2000. Triterpenealcohol and sterol ferrulates from rice bran andtheir anti-inflammatory effect. J Agric FoodChem, 48, 2313-2319.

23. Rao AV, Janesic SA. 1992. The role of dietaryphytosterols in colon carcinogenesis. Nutr Cancer,18, 43-52.

24. Gould AL, Rossow JE, Santanello NC, HeyseJF, Furberg CD. 1995. Cholesterol reductionyields clinical benefit. A new look to old data.Circulation, 91, 2274-2282.

25. AOCS. 2003. Official Methods and RecommendedPractices of the American Oil Chemists’ SocietyAOCS Press, Champaign.

154


26. Yorulmaz A, Velioglu YS, Tekin A, Simsek A,Drover JCG, Ates J. 2009. Phytosterols in 17Turkish hazelnut (Corylus avellana L.) cultivars.Eur J Lipid Sci Technol, 111, 402-408.

27. Karabulut ‹, Topçu A, Yorulmaz A, Tekin A,Ozay DS. 2005. Effects of the industrial refiningprocess on some properties of hazelnut oil. Eur JLipid Sci Technol, 107, 476-480.

28. Berasategi I, Barriuso B, Ansorena D, AstiasaránI. 2012. Stability of avocado oil during heating:Comparative study to olive oil. Food Chem, 132,439-446.

29. Amaral S, Casal S, Citova´ I, Santos A, SeabraRM, Oliveira BPP. 2006. Characterization of severalhazelnut (Corylus aVellana L.) cultivars based inchemical, fatty acid, and sterol composition. EurFood Res Technol, 222, 274-280.

30. Matthäus B, Özcan MM. 2012. The comparisonof properties of the oil and kernels of varioushazelnuts from Germany and Turkey. Eur J LipidSci Technol, 114, 801-806.

31. Verleyen T, Forcades M, Verhe R, DewettinckK, Huyghebaert A, Greyt WD. 2002. Analysis ofFree and Esterified Sterols in Vegetable Oils. JAm Oil Chem Soc, 79, 117-122.

32. Vlahakis C, Hazebroek J. 2000. Phytosterolaccumulation in canola, sunflower, and soybeanoils: Effects of genetics, planting location, andtemperature. J Am Oil Chem Soc, 77, 49-53.

155

FATTY ACID PROFILES AND MINERAL CONTENTS OF WALNUTS FROM DIFFERENT PROVINCES OF VAN LAKE

Abstract

In this study some physical and chemical properties of walnut genotypes grown in 5 different regionsaround Van Lake (Eastern Anatolia) harvested during ripening period have been determined. Theaverage kernel ratios of ripe fruits from Adilcevaz, Ahlat, Edremit, Çatak and Hakkari found to be45.7, 45.0, 42.2, 43.1 and 38.4%, respectively. The oil contents of fruits considerably increased duringripening and ranged between 65.7 and 70.7% in ripe walnuts. Linoleic acid was the most abundant fattyacid in walnut followed by oleic acid. The unsaturated fatty acids contents of samples remarkablyincreased during ripening. The tocopherol contents of walnuts considerably increased during ripening.The initial and final total tocopherol contents of samples varied between 8.3-18.5 and 121.9-135.4mg/100 g oil, respectively. Potassium was the most abundant mineral in ripe walnuts followed by Mgand Ca. The results showed that these genotypes were promising walnut types and selection researchesshould be carrying out to produce standard walnut types from this genotypes.

Keywords: Walnut, fatty acid composition, tocopherol, minerals.

VAN GÖLÜ ÇEVRESİNDEKİ FARKLI BÖLGELERDEN ELDE EDİLEN CEVİZLERİN YAĞ ASİDİ BİLEŞİMLERİ VE

MİNERAL İÇERİKLERİ

Özet

Bu çal›flmada olgunlaflma süresince Van Gölü çevresinde yer alan 5 farkl› bölgeden temin edilen cevizgenotiplerinin baz› fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmifltir. Adilcevaz, Ahlat, Edremit, Çatak veHakkari'den temin edilen olgun cevizlerin ortalama iç oranlar› s›ras›yla, %45.7, 45.0, 42.2, 43.1 ve 38.4olarak bulunmufltur. Olgunlaflma süresince cevizlerin ya¤ içerikleri önemli oranda artm›fl ve olguncevizlerde ya¤ içeri¤i %65.7 ile %70.7 aras›nda de¤iflmifltir. Cevizlerde bask›n ya¤ asidi linoleik asitolurken, onu oleik asit takip etmifltir. Örneklerin doymam›fl ya¤ asidi içeri¤i olgunlaflma süresince belirgindüzeyde artm›flt›r. Cevizlerin tokoferol içerikleri de olgunlaflma süresince önemli ölçüde artm›flt›r.Örneklerin bafllang›ç ve son toplam tokoferol içerikleri s›ras›yla, 8.3-18.5 ve 121.9-135.4 mg/100g ya¤aras›nda de¤iflmifltir. Olgun cevizlerde bask›n mineral potasyum olurken onu s›ras›yla, Mg ve Caizlemifltir. Elde edilen sonuçlar, 5 farkl› bölgeden elde edilen genotiplerin ümitvar ceviz tipleri oldu¤unuve bu genotiplerden standart ceviz çeflitlerinin oluflturulmas› için seleksiyon çal›flmalar› yap›lmas›gerekti¤ini göstermifltir.

Anahtar kelimeler: Ceviz, ya¤ asidi bileflimi, tokoferol, mineral.

Perihan Batun1, Emre Bakkalbaşı1, Ahmet Kazankaya2, İsa Cavidoğlu1*

1Yüzüncü Y›l University, Faculty of Engineering, Department of Food Engineering, Van2Yüzüncü Y›l University, Faculty of Agriculture, Department of Horticulture, Van

Received / Gelifl Tarihi: 09.06.2016Received in revised form / Düzeltilerek Gelifl Tarihi 02.09.2016




GIDA (2017) 42 (2): 155-162doi: 10.15237/gida.GD16062

156

INTRODUCTIONTurkey is one of the leading countries in walnutproduction. The agricultural statistics data showsthat Turkey is in the forth rank in walnut productionafter China, Iran and United States (1). Walnut isnaturally spread in many regions in Turkey,especially in East Anatolia (Bitlis, Van and Hakkari)(2). Walnut fruit is generally used as a dried nut,and also added to several food formulations forits nutty flavour. Walnut is a rich source of oil,minerals and tocopherols. It has a high oilcontent which can vary from 59 to 72% dependingon the cultivar, location and irrigation rate (3, 4).Walnut is well known because of its highpolyunsaturated fatty acids (PUFA) content.Major fatty acid of walnut is linoleic acid(52.2-60.2%), followed by oleic (16.3-29.7%),linolenic (8.8-15.2%), palmitic (5.3-7.2%) andstearic acid (1.8-2.7%). PUFA (C18:2 and C18:3)is the main group of fatty acids in walnut oil,ranging from %61.8 to 75.3% (4). It is known thathigher intake of PUFA decrease the risk ofcoronary heart disease by reducing blood pressure,total and LDL cholesterol (5). However, highPUFA content limits the shelf life of walnuts dueto susceptibility of PUFA to oxidation. Oxidationresults an undesirable rancid taste, and is themost important quality parameter decreasingeconomic value of walnut (6). On the otherhand, walnut has rich antioxidant content.Walnut has the highest tocopherol contentamong popular seeds and fruits. High tocopherolcontent protects walnut oil against oxidation andalso has some positive health effects (7, 8).Tocopherol contents of five different walnutvarieties grown in Turkey were analyzed byBakkalbafl› et al. (9). The amount of α-, γ-, δ- andtotal tocopherol ranged from 9.7 to 14.1, 298.8 to470.0, 10.1 to 26.0 and 321.3 to 505.3 mg/kgwalnut, respectively. Vaidya and Eun (10) reportedthat α-, γ-, δ- and total tocopherol content ofwalnut oil was 15.3, 258.1, 41.5 and 314.9 µg/goil, respectively. γ-Tocopherol was the majortocopherol isomer in walnut. Recently, severalstudies showed that γ-tocopherol detoxifieslipophilic electrophiles such as reactive nitrogenoxide species, possess anti-cancer and anti-inflammatory activity, and protects againstcardiovascular disease (11, 12).

Walnut is also considered as a good source ofmineral compounds. Walnut contains highamount of potassium, phosphorus and magnesium.Cosmulescu et al. (13) declared that K, Mg, Ca,Mn, Fe, Zn and Cu contents of different walnutcultivars grown in Romania ranged from 387.3 to444.4, 264.7 to 272.3, 62.8 to 72.9, 10.5 to 18.1,5.4 to 5.9, 3.2 to 4.1 and 2.9 to 3.5 mg/100 g,respectively. Mineral compositions of 20 promisingwalnut types selected from Bahçesaray (Van,Turkey) were also found to be 296-632 mg/100gfor K, 64-118 mg/100g for Ca, 102-168 mg/100gfor Mg, 266-539 mg/100g for P, 1.0-2.7 mg/100gfor Cu, 1.9-5.1 mg/100g for Mn, 2.8-14.0 mg/100gfor Fe and 2.0-4.4 mg/100g for Zn (14).

Walnut contains several important chemicalcompounds such as fatty acids, tocopherols andminerals that may affect nutritional and economicvalue of walnut. Fatty acid, tocopherol andmineral contents of walnut are influenced byseveral factors such as cultivar, origin, climate,applied cultural practice and harvesting time. Inthis study, some physical and chemical propertiesof walnut genotypes grown in some regionsaround Van Lake during ripening period havebeen investigated.

MATERIALS AND METHODS

Materials

In this study, for pomologic properties 5 promisingwalnut selections were collected from 5 differentregions of Van Lake (Adicevaz, Ahlat, Edremit,Hakkari and Çatak). The oil contents, fatty acidcompositions, total tocopherol and mineralcontents of genotypes with the highest yield havebeen studied during ripening period (1st July, 15th

July, 3rd August, 17th August and 25th September).

Fruit Characteristics

Pomological properties such as nut weight,kernel weight, kernel ratio, nut length, suture,diameter, shell thickness, shell roughness (easy,medium, hard), kernel colour (light, tawny, dark) andshell colour (light, tawny, dark) were determinedin five matured walnut genotypes from eachregion (15).

P. Batun, E. Bakkalbaşı, A. Kazankaya, İ. Cavidoğlu

Chemical Analysis

The oil, fatty acids and mineral contents of walnutsamples were determined according to AOAC(16). For gas-chromatographic (GC) analysis, fattyacids methyl esters (FAME) were prepared bydissolving 0.4 g oil in 4 ml of isooctane andmethylated in 0.2 ml 2 M methanolic KOH. FAMEswere analyzed in a Hewlett Packard 6890 seriesGC with split injection of 1:20, donatedwith Hewlett Packard 7673 auto-injector, FlameIonization Detector (FID) and Chrompack CP-Sil88 column (50 m x 0.25 mm ID, 0.2 µm filmthickness) (Chrompack, Middelburg, TheNetherlands). The column was operatedisothermally at 177 °C. The injector and detectortemperatures were 250 and 250 °C, respectively.He was used as carrier gas. FAMEs were identifiedby using Standard FAMEs (47885-U, Supleco,Bellafonte, PA) and were quantified according totheir percentage area.

Minerals were determined directly in the ashsolution (dry ashing at 550°C) by atomic absorptionspectrometry (ATI Unicam-929). All reagents andsamples were prepared in double distilled water.Standard mineral solutions were freshly preparedfrom 1000 ppm stock solutions and a linearcalibration curve was used.

Chromatographic analyses for tocopherols werecarried out using an Thermofinnigan HPLCsystem that consisted of an P4000 quaternarypump, AS3000 autosampler, SCM1000 degasserand UV6000 photodiode array detector. The methoddescribed by AOCS (Official Method No: Ce 8-89)was used for HPLC, with slight modifications(17). The extracted walnut oil (1 g) was dilutedwith HPLC grade n-hexane. Diluted oilwas filtered through a syringe filter (0.45 µmpolytetrafluoroethylene) and analyzed by HPLC.Separation of tocopherols was carried out usinga Phenomenex normal-phase silica column (250mm x 4.6 mm ID, particle size of 5 mm). The mo-bile phase was a mixture of n-hexane and isop-ropanol (99:1, v/v). Elution was performed at asolvent flow rate of 1 mL/min with an isocraticprogram. Detection was made at 295 nm andcolumn oven temperature was 30 °C. Thecompounds appearing in chromatograms wereidentified on retention times and spectral data bycomparison with standards (α-, β-, γ- andδ-tocopherol, Sigma-Aldrich Co.). Total tocopherol

content was calculated in walnuts as sum of thetocopherol isomers. All the chemical analyseswere performed in duplicate.

Statistical Analysis

Data from 5 replications for pomologic parametersand data from 2 replications for chemical analysiswere analyzed by two-way analysis of varianceusing SPSS 20.0 for Windows program. Significancelevel was established at P<0.05.


Fruit Characteristics

Nut weight, kernel weight, kernel ratio, nutlength, suture, nut diameter, shell thickness, shellroughness, kernel colour and shell colour of 5walnut genotypes from 5 region of Van Lake aregiven in Table 1. Different genotypes from eachregion showed different fruit characteristics. Theaverage nut weight and kernel ratios of 5 walnutgenotypes from Adilcevaz, Ahlat, Edremit, Çatakand Hakkari were 10.2, 9.8, 10.0, 8.8, 9.6 g and45.7, 45.0, 42.2, 43.1 and 38.4%, respectively.Shell roughness, kernel colour and shell colourof walnut genotypes from Ahlat and Çatak wereeasy, light and light-tawny. The pomologicalparameters of ripe fruits from different regions ofVan Lake did not show significant (P>0.05) difference(except nut length). Pomologic properties ofsamples tested in this study showed goodcorrelation with data previously reported for thewalnut genotypes grown in Turkey (15, 18).

Chemical Properties

Oil Content

The changes in oil contents and fatty acidcompositions of walnuts harvested from 5 differentregions in Van Lake during maturation are given inTable 2. The oil contents of samples considerablyincreased during maturation. The oil contents ofwalnuts harvested from Adilcevaz, Ahlat, Edremit,Çatak and Hakkari regions significantly increasedfrom 8.2 to 69.6, 3.2 to 69.6, 8.9 to 65.7, 6.1 to70.7 and 6.2 to 70.1%, respectively during 1st(initial) and 5th (final) sampling intervals(P<0.05). However, the difference among oilcontents of samples from different regions foundto be insignificant (P>0.05). Walnuts from Edremit

Fatty Acid Profiles and Mineral Contents of Walnuts...

157

158

(65.7%) showed the lowest and those from Çatakhad the highest (70.7%) oil contents. Koyuncu etal. (19) reported that the oil contents of Yalova-1and Yalova 2 genotypes regularly increasedduring ripening and reached to 65.9 and 65.5%,respectively. The oil contents of samples harvestedfrom Ahlat, Hakkari and Çatak were higher thanthose of Yalova-1 and Yalova-2. The oil contents

of different walnut varieties (Yalova-1, Yalova-3,

fiebin, Bilecik and Kaman-5) grown in Turkey,

harvested in 2004 and 2005 ranged from 61.2 to

72.6 % (4). The oil contents of Combe Persian

and Lake Persian walnuts reported by Li et al.

(20) were 59 and 61%, respectively.


Table 1. Pomologic properties of walnut genotypes harvested from the Van Lake province (n=5)

Regions of Van Lake

Pomologic Properties Adilcevaz Ahlat Edremit Çatak Hakkari

Nut Weight (g) 10.2±2.1 9.8±1.2 10.0±1.2 8.8±1.1 9.6±2.4Kernel Weight (g) 4.7±1.3 4.4±0.5 4.2±0.7 3.8±0.5 3.7±1.3Kernel Ratio (%) 45.7±8.6 45.0±4.6 42.2±9.4 43.1±2.5 38.4±6.3Nut Length (mm) 35.0±2.2 38.0±4.2 35.9±2.2 31.2±2.7 32.6±3.6Suture (mm) 29.5±4.4 29.8±0.7 29.9±2.2 28.1±1.5 30.4±2.3Diameter (mm) 31.5±2.1 29.5±1.0 30.7±2.8 29.7±1.6 30.5±1.8Shell Thickness (mm) 1.4±0.4 1.5±0.1 1.9±0.5 1.4±0.2 1.8±0.4Shell Roughness E-M E H E M-HKernel Colour T L T-D L L-TShell Colour T L-T L L-T L-D

Means± Standard DeviationD: Dark, E: Easy, H: Hard, L: Light, M: Medium, T: Tawny.

Table 2. Fatty acid composition and total tocopherol contents of walnut samples collected from Van Lake province (n=2)

Fatty acid methyl esters (%)

Oil (%) C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 SFA/UFA

July 1st 14.2±0.2 8.2±0.1 9.6±0.1 3.6±0.1 14.1±0.1 63.3±0.1 9.2±0.1 0.15±0.0July 15th 19.2±0.2 14.5±0.4 8.1±0.1 2.2±0.0 15.2±0.1 64.2±0.3 9.7±0.2 0.12±0.0

August 3rd 49.7±0.6 42.2±0.3 6.9±0.1 1.9±0.1 25.0±0.1 60.1±0.1 7.2±0.1 0.10±0.0August 17th 102.7±3.1 53.0±1.1 5.2±0.1 1.1±0.1 28.7±0.2 55.8±0.2 9.8±0.1 0.07±0.0Sep. 25th 129.5±4.0 69.6±2.0 4.3±0.1 1.0±0.0 29.2±0.2 55.8±0.1 9.9±0.1 0.06±0.0

July 1st 8.3±0.1 3.2±0.0 9.8±0.1 3.8±0.1 16.8±0.1 56.8±0.2 12.3±0.1 0.16±0.0July 15th 14.2±0.3 12.4±0.2 7.5±0.1 2.6±0.1 18.3±0.1 60.0±0.2 12.4±0.1 0.11±0.0


July 1st 18.5±0.8 8.9±0.3 8.1±0.1 3.9±0.1 18.5±0.0 60.1±0.2 9.1±0.1 0.14±0.0July 15th 28.4±0.4 15.2±0.5 8.0±0.1 2.8±0.1 20.1±0.1 58.7±0.2 9.8±0.1 0.12±0.0


July 1st 12.2±0.3 6.1±0.1 8.7±0.1 3.9±0.1 11.8±0.1 60.0±0.7 8.7±0.1 0.16±0.0July 15th 18.6±0.5 12.9±0.4 7.5±0.1 2.9±0.1 14.1±0.0 63.0±0.2 12.5±0.1 0.12±0.0


July 1st 12.5±0.4 6.2±0.1 8.2±0.1 4.0±0.0 12.08±0.1 64.2±0.3 11.6±0.1 0.14±0.0July 15th 18.7±0.3 11.1±0.1 7.5±0.1 2.0±0.0 14.89±0.1 63.7±0.2 11.8±0.1 0.11±0.0


Means± Standard Deviation1 mg/100g oil.

Adi

lcev

azA

hlat

Edr

emit

Çat

akH

akka

ri

RegionHarvesting

dateTotal

Tocopherol1

FAME

The FAME profiles of walnut samples duringmaturation are presented in Table 2. Linoleicacid was the most abundant fatty acid found inwalnut oil followed by oleic, linolenic, palmiticand stearic acids. While palmitic, stearicand linoleic acids showed decreasing trend duringmaturation, oleic acid increased throughout theripening period. The linolenic acid contents ofsamples showed irregular change in a narrowrange. Samples from Adilcevaz, Hakkari andÇatak showed higher linoleic acid contents thansamples from Ahlat and Edremit. Walnuts fromÇatak had higher linolenic acid contents (13.1%)followed by those from Ahlat and Hakkari (12.7and 11.1%, respectively). The linoleic and linolenicacids contents of Yalova-1 and Yalova-4 genotypeswere 58.2, 10.8% and 59.0, 10.8%, respectively(15). Do¤an et al. (21) noted that the walnutgenotypes contained 65.6% oil, 5.8% palmiticacid, 0.2% palmitoleic acid, 2.7% stearic acid,18.7% oleic acid, 59.9% linoleic acid, 14.2%linolenic acid, 0.3% arachidic acid and 0.2%gadoleic acid. Among fatty acids only linolenicacid showed significant difference in samplesobtained from different regions (P<0.05). The fattyacid compositions of samples significantlychanged during ripening period (P<0.05).

The SFA/UFA which represents the total fattyacid composition of each sample as a single datashowed decreasing trend throughout the maturationperiod (Table 2). The SFA/UFA ratios of walnutsamples from Adilcevaz, Ahlat, Edremit, Çatakand Hakkari regions during ripening reducedfrom 0.15 to 0.06, 0.16 to 0.07, 0.14 to 0.09, 0.16to 0.08 and 0.14 to 0.07, respectively. This showsthat the unsaturated fatty acid contents ofwalnuts increased during ripening. LowerSFA/UFA may be evaluated as higher nutritionalcontent regarding to fatty acid composition of food(22). The linoleic, oleic and linolenic acidscontents and SFA/UFA ratios of walnuts fromErzincan (Eastern Turkey) reported by Özrenk etal. (23) varied between 43.2-53.2%, 26.2-38.6%,8.9-15.1% and 0.08-0.10, respectively. Linoleicacid ranging from 43.2% to 53.2% was the mostabundant fatty acid in 15 pomologically selectedwalnut genotypes grown in Erzincan (EasternTurkey), followed by oleic and linolenic acids(31.9% and 11.5%, respectively) (23).

Total Tocopherol

Walnut has the highest tocopherol contentsamong popular seeds and fruits (24). Tocopherolsand tocotrienols are fat-soluble antioxidants withvitamin E activity. Vitamin E is mainly consists offour tocopherols (α-, β-, γ- and δ-) and fourtocotrienols (α-, β-, γ- and δ-). Vitamin E acts asan important antioxidant against oxidativemodification of LDL, which is accepted as an initialevent in pathogenesis of atherosclerosis (25).The total tocopherol contents of walnut samplesare given in Table 2. The tocopherol contents ofwalnuts significantly increased during ripening(P<0.05). The initial and final tocopherol contentsof samples varied between 8.3-18.5 and121.9-135.4 mg/100 g oil, respectively. Samplesfrom Çatak showed the highest tocopherolcontent followed by those from Hakkari. Therewere no significant differences (P>0.05) intocopherol contents of ripe walnut samplesharvested from different regions. The total tocopherolcontents (α-, γ- and δ-) of walnut reported byGunstone et al. (24) was 160.8 mg/100 g oil. Therange of α-, γ- and δ-tocopherol for 15 promisingwalnuts noted by Özrenk et al. (23) variedbetween 1.8-6.8, 32.8-146.4 and 2.3-12.4 mg/kgoil, respectively.

Mineral Contents

The mineral contents of walnut samples showedirregular changes during ripening (Table 3.). Themineral contents of samples varied dependingon their genotype, region and harvesting time. Kwas the most abundant mineral in ripe walnutsfollowed by Mg, Ca and Na. Minerals showeddifferent trends during ripening. Some mineralsincreased, some reduced and others varied in anarrow range. In ripe fruits, those from Ahlat hadthe highest K and Zn contents (319 and 7.9mg/100 g, respectively) and samples fromAdilcevaz showed the highest Mg, Ca and Nacontents (173, 143 and 16.9 mg/100 g, respectively).Samples from Adilcevaz showed the highest andthose from Edremit had the lowest final Nacontents. The Ca contents of walnuts reported byLavedrine et al. (26) and Ça¤lar›rmak (27) variedbetween 58-91 and 67-105.5 mg/100 g, respectively.

The Cu contents of ripe samples from Adilcevaz,Ahlat, Edremit, Çatak and Hakkari were 2.3, 2.4,1.3, 2.1 and 3.2 mg/100 g, respectively. The Cu


159

160


contents for walnut reported by Lavedrine et al.(26) and Ça¤lar›rmak (27) ranged between 1.1-1.5and 0.5-1.3 mg/100 g, respectively. The Fecontents of ripe fruits varied between 2.6 and 8.4mg/100 g. Walnuts from Ahlat showed highestand those from Adilcevaz had the lowest Fecontents. The Fe contents of walnuts fromAdilcevaz, Edremit, Hakkari and Çatak agreedwith the results reported by Lavedrine et al. (26)and Ça¤lar›rmak (27). The Mn contents of ripewalnuts ranged between 3.3 and 6.0 mg/100 g.Co and Ni were the least abundant minerals inripe walnuts varied between 0.1-0.6 and 0.2-0.6mg/100 g, respectively. Except Cu, Fe and Mg, theother minerals contents of walnut samples from5 regions of Van Lake were found significantlydifferent (P<0.05). The mineral contents of walnutsamples showed significant variation (P<0.05)during ripening period (except the Na content ofsamples from Çatak). Factors such as climate

variations, soil type, agricultural practice orothers may lead to seasonal variations in walnutcomposition.

CONCLUSIONS

Turkey is one of the leading countries in walnutproduction in the world. Walnut is a rich sourceof essential fatty acids and tocopherols. The dataobtained in this study showed that the testedwalnut genotypes have comparable properties tonationally and internationally selected kinds.Walnut genotypes with superior pomologicproperties and compositions may be valuable forfuture nutritional breeding efforts.

Acknowledgment

The authors wish to thank The Yüzüncü Y›lUniversity Research Fund (Project No: 2003-ZF-YL013)for the financial supports.

Table 3. Mineral compositions of walnut samples collected from Van Lake province (n=2)

Minerals (mg/100g)

Ca Co Cu Fe K

July 1st 144.6±2.0 0.7±0.0 3.0±0.1 10.1±0.2 238.3±10.3July 15th 136.3±1.4 0.7±0.1 3.6±0.0 11.7±0.4 283.8±16.0Aug. 3rd 149.8±6.1 0.6±0.0 4.4±0.1 6.8±0.2 179.4±8.8Aug. 17th 130.4±5.5 0.3±0.0 3.0±0.0 7.5±0.5 204.3±6.4Sep. 25th 142.9±6.2 0.2±0.0 2.3±0.0 2.6±0.1 288.8±4.8

July 1st 91.2±2.7 Tr 4.9±0.1 7.8±0.1 255.9±8.1July 15th 93.3±4.8 Tr 5.7±0.0 11.9±0.2 242.8±1.0Aug. 3rd 115.8±3.4 0.2±0.0 4.0±0.1 9.1±0.4 202.4±5.9Aug. 17th 118.6±2.3 0.2±0.0 3.4±0.0 24.5±1.3 240.5±6.5Sep. 25th 134.4±5.4 0.6±0.1 2.4±0.1 8.4±0.9 319.4±5.1




Means± Standard DeviationTr: Trace.

Adi

lcev

azA

hlat

Edr

emit

Çat

akH

akka

ri

RegionsHarvesting

date


161

REFERENCES

1. FAOSTAT. 2016. Food and Agriculture Organization.http://faostat3. fao.org/ (Accessed 30 May 2016).

2. Davis PH. 1982. Flora of Turkey and the EastAegean Islands. Vol. 7. University of Edinburg,England.

3. Beyhan OE, Kaya I, fien SM, Do¤an M. 1995.Fatty acid composition of walnut (Juglans regiaL.) types selected in Darende. Tur J Agri Forestry,19, 299-302.

4. Bakkalbasi E, Y›lmaz ÖM, Javidipour I, ArtikN. 2012. Effects of packaging materials, storageconditions and variety on oxidative stability ofshelled walnuts. LWT-Food Sci Technol, 46, 203-209.

5. Iso H, Sato S, Umemura U, Kudo M, Koike K,Kitamura A, Imano H, Okamura T, Naito Y, Shi-mamoto T. 2002. Linoleic acid, other fatty acids,and the risk of stroke. Stroke, 33, 2086-2093.

6. Jensen PN, Sorensen G, Brockhoff P, BertelsenG. 2003. Investigation of packaging systems forshelled walnuts based on oxygen absobers. J AgriFood Chem 51, 4941-4947.

7. Kornsteiner M, Wagner KH, Elmadfa I. 2006.Tocopherols and total phenolics in 10 differentnut types. Food Chem, 98, 381-387.

8. Savage GP, Dutta PC, McNeil DL. 1999. Fattyacid and tocopherol contents and oxidativestability of walnut oils. J Am Oil Chem Soc, 76(9),1059-1063.

9. Bakkalbafl› E, Y›lmaz ÖM, Poyrazo¤lu ES, Art›kN. 2014. Tocopherol contents of walnut varietiesgrown in Turkey and the effect of storage ontocopherol content. J Food Proc Pres, 38(1),518-526.

10. Vaidya B, Eun JB. 2013. Effect of roasting onoxidative and tocopherol stability of walnut oilduring storage in the dark. Eur J Lipid SciTechnol, 115, 348-355.

11. Li D, Saldeen T, Mehta JL. 1999. γ-Tocopheroldecreases Ox-LDL-mediated activation of nuclearfactor-KB and apoptosis in human coronaryartery endothelial cells. Biochem Biophys ResComm, 259, 157-161.

Table 3 Continued

Minerals (mg/100g)

Mg Mn Na Ni Zn





July 1st 134.5±9.5 4.3±0.3 20.0±1.4 0.2±0.0 2.3±0.1July 15tth 135.5±5.7 4.6±0.2 17.7±0.6 0.6±0.1 3.0±0.1Aug. 3rd 190.2±8.9 5.3±0.3 18.2±0.3 0.5±0.0 3.2±0.1Aug. 17th 179.4±11.2 7.0±0.3 11.5±0.1 0.8±0.1 2.8±0.1Sep. 25th 115.3±5.1 4.2±0.2 14.2±0.1 0.6±0.0 5.2±0.2

Means± Standard DeviationTr: Trace.

Adi

lcev

azA

hlat

Edr

emit

Çat

akH

akka

ri

RegionsHarvesting

date

162


12. Jiang Q, Christen S, Shigenaga MK, Ames BN.2001. γ-Tocopherol, the major form of vitamin Ein the US diet, deserves more attention. Am JClin Nutr, 74, 714-722.

13. Cosmulescu S, Botu M, Trandafir I. 2010.Mineral composition and physical characteristicsof walnut (Juglans regia L.) cultivars originating inRomania. Selçuk Tar G›da Bil Der, 24(4), 33-37.

14. Koyuncu F, Koyuncu MA, Erdal ‹, Yaviç A.2002. Chemical composition of fruits of somewalnut (Juglans regia L.) selections. GIDA, 27(4),247-251.

15. Kazankaya A, Koyuncu MA. 2001. Some nutproperties of walnut (Juglan regia L.) of Edremitcountry. ISHS Acta Horticult, 544, 97-100.

16. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis.15th Edition, Washington DC, USA.

17. AOCS. 1993. Determination of tocopherolsand tocotrienols in vegetable oils and fats byHPLC (Method No: Ce 8-89). In: Official Methodsand Recommended Practices of the AmericanOil Chemists’ Society, Firestone D (chief ed),American Oil Chemists’ Society, Champaign, IL,pp. 1-5.

18. fien SM, Tekintas FE. 1992. A study on theselection of Adilcevaz walnuts. Acta Horticult,317, 171-174.

19. Koyuncu MA, Yarilgac T, Kazankaya A. 2001.Compositional changes of fatty acids during thedevelopement of kernel of Yalova-1 and Yalova-4walnut cultivars. ISHS Acta Horticult, 544, 585-589.

20. Li L, Tsao R, Yang R, Kramer JKG, HernandezM. 2007. Fatty acid profiles, tocopherol contents,and antioxidant activities of heartnut (Julgansailanthifolia Var. cordiformis) and Persian walnut(Juglans regia L.). J Agri Food Chem, 55(4), 1164-1169.

21. Dogan A, Çelik F, Balta F, Javidipour I, YavicA. 2010. Analysis of fatty acid profiles of pistachios(Pistacia vera L.) and native walnuts (Juglansregia L.) from Turkey, Asian J Chem, 22(1),517-521.

22. Javidipour I, Tunçtürk Y. 2007. Effect of usingInteresterified and non-interesterified corn andpalm oil blends on quality and fatty acid compositionof Turkish White cheese. Int J Food Sci Technol,42, 1465-1474.

23. Ozrenk K, Javidipour I, Yarilgac T, Balta F,Gündogdu M. 2012. Fatty acids, tocopherols,selenium and total carotene of pistachios (P. veraL.) from Diyarbakir (Southeastern Turkey) andwalnuts (J. regia L.) from Erzincan (Eastern Turkey).Food Sci Technol Int, 18(1), 55-62.

24. Gunstone FD, Harwood JL, Padley FB. 1995.Occurrence and characteristics of oils and fats.In: Lipid Handbook, Gunstone FD, Harwood JL,Padley FB (eds), Chapmann & Hall, London,England, pp. 47-223.

25. Noguchi N, Niki E. 1998. Dynamics of vitaminE action against LDL oxidation. Free Radical Res,28(6), 561-572.

26. Lavedrine F, Ravel A, Villet A, Ducros V,Alary J. 2000. Mineral composition of two walnutcultivars originating in France and California. FoodChem, 68, 347-351.

27. Ça¤lar›rmak N. 2003. Biochemical and physi-cal properties of some walnut genotypes (Juglanregia L.) of the East Black Sea region of Turkey.Nahrung/Food, 41(1), 28-32.

163

MINERAL ELEMENT and NUTRIENT COMPOSITION of TWO NEWLY-INTRODUCED FISH SPECIES

(Dentex dentex and Seriola dumerili) in RECIRCULATING AQUACULTURE SYSTEM (RAS)

Abstract

As the world’s fastest ongrowing sector in food production, aquaculture has remarkable priority andneeds technological improvements and new candidate fish species to overcome some limitationfactors. Considering these issues, this study based on determining the flesh quality in terms of nutrientand mineral element composition of two potential fish species, common dentex (Dentex dentex) andgreater amberjack (Seriola dumerili), in recirculation aquaculture system (RAS). On the nutrient basis,the dry matter content of 28.82% and fillet yield with a value of 53.28% of Dentex dentex were foundsignificantly higher than (P<0.05) Seriola dumerili. Crude protein and lipid values demonstrated slightbut insignificant differences between the species. Among the macro elements of K and Mg and microelements of Cr, Mn and Ni were noticeably higher in common dentex than greater amberjack, but Znlevel was present almost double amount in amberjack (P<0.05).

Keywords: Dentex dentex, Seriola dumerili, minerals, Recirculating aquaculture systems (RAS), ICP-AES

KAPALI DEVRE SU ÜRÜNLERİ SİSTEMİNDE (RAS) YETİŞTİRİLEN İKİ YENİ BALIK TÜRÜNE (Dentex dentex ve Seriola dumerili)

AİT MİNERAL MADDE ve BESİN KOMPOZİSYONU

Özet

Dünya g›da üretimi içinde en h›zl› büyüyen sektör olan su ürünleri yetifltiricili¤i, dikkate de¤er birönceli¤e sahiptir. Yetifltiricili¤i etkileyen baz› k›s›tlay›c› faktörlerin afl›labilmesi için sektörün teknolojikgeliflmelere ve yeni aday türlere ihtiyac› vard›r. Bunlar gözönünde bulunduruldu¤unda, bu çal›flman›ntemelini kapal› devre su ürünleri sisteminde (RAS) yetifltirilen ve iki potansiyel tür olan sinagrit (Dentexdentex) ve sar›kuyruk (Seriola dumerili) bal›¤›na ait et kalitesinin, besin ve mineral madde kompozisyonuyönünden incelenmesi oluflturmaktad›r. Besin kompozisyonuna göre, Dentex dentex türüne ait kurumadde içeri¤i %28.82, fileto verimi ise %53.28’dir, Seriola dumerili ile karfl›laflt›r›ld›¤›nda bu de¤erlerönemli ölçüde yüksek (P<0.05) bulunmufltur. Ham protein ve lipit de¤erleri, türler aras›nda önemsizküçük de¤iflimler göstermifltir. Macro elementlerden K ve Mg, mikro elementlerden ise Cr, Mn ve Ni,sinagrit bal›¤›nda yüksek iken, sar›kuyruk bal›¤›nda iz elementlerden Zn seviyesinin yüksek oldu¤u(P<0.05) görülmüfltür.

Anahtar kelimeler: Dentex dentex, Seriola dumerili, mineraller, kapal› devre yetifltiricilik sistemleri(RAS), ICP-AES

İlknur Meriç*

Ankara University Faculty of Agriculture Department of Fisheries and Aquaculture Engineering, Diskapi, Ankara

Received / Gelifl Tarihi: 11.09.2016Received in revised form / Düzeltilerek Gelifl Tarihi 10 .10.2016




GIDA (2017) 42 (2): 163-168doi: 10.15237/gida.GD16089

164

INTRODUCTIONDue to the rapid expansion of the aquacultureindustry in an effort to meet seafood consumption,the use of more improved aquaculture systems isa dictate of environmental sustainability, whenwe consider the declining water resources in eastMediterranean region. In this frame, recirculatingaquaculture systems (RASs), is a land basedsystems having biological and mechanicaltreatments (1, 2), tenders the advantages of reducedwater demands (3), improved oppurtunities forwaste management and nutrient recycling byreconditioning of water (4), better food conversions(5), disease management (6, 7) and biologicalpollution control (8).

In view of depleting wild stocks and for thediversification of aquaculture as alternatives to seabream, Sparus aurata and sea bass, Dicentrarchuslabrax, which are the dominant farmed fishspecies, common dentex (Dentex dentex) andgreater amberjack (Seriola dumerili) could be asuitable candidate species for RASs. The newlyintroduced fish species as common sea bream(Pagrus pagrus), shi drum (Umbrina cirrosa),sharpsnout sea bream (Puntazzo puntazzo) andblue spatled bream (Dentex gibbosus) with totalproduction of 228 tons have been gained in placeof annual aquaculture production of Turkeywhich was about 235.133 tons in 2014 reportedby TUIK (9) and as well 113 tons of this productionwere obtained from common dentex. This specieshas been cultured in Greece, Italy, Spain andTurkey and has the same market price with seabass and sea bream (10).

Notwithstanding, through these potential species,the adaption to culture environment of greateramberjack has not been actualised yet in acommercial scale, it is based on capture of wildjuveniles that are fattened to marketable size(11). A few attempts were carried out in privatehatcheries and some institutes as stated in Öksüz(12), however, Greece, Malta and Japan rearedlarvae since 1987 (13). The culture of new finfishspecies like Seriola lalandi, a Carangid likeamberjack, in RASs has been investigated andsatisfactory growth performance and acceptablefeed conversion were procured (14). Researchsasserted that this species has excellent potentialfor RASs even in fluctuating water temperature(15).

In this sense, the aim of this research was,considering the limited researches which comprisednotably one fish species, to reveal the flesh qualityin terms of nutrient and mineral composition oftwo candidate fish species focusing on RAS.

MATERIALS AND METHODS

Fish material and sampling procedure

As a fish material, the common dentex andgreater amberjack were obtained from acommercial aquaculture firm, ‹zmir, Turkey. Fishsamples were transferred to the laboratory inpolystyrene boxes filled with crushed ice and icebatteries, immediately. Fish samples were gutted,washed under running tap water, filleted manuallywith skin-on and homogenized. The total numberof 20 fish (10 for each species) were used in theresearch and the whole body weights of dentexand amberjack were 148.10±5.55 g, 231.90±5.88g and the total lengths were 19.24±1.73 cm and29.01±2.25 cm, respectively.

Rercirculating aquaculture system (RAS)

Fish were held in RAS for a period of one yearand RAS comprised 13 tanks with a volume of130 tons for each tank, a drum filter of 100 µ andequipped with ozone sterilization and a proteinskimmer system. The mean values of water tem-perature, pH and dissolved oxygen in the RASwere 26°C, 7 and 11.5 mg/kg, respectively. Fishwere fed with commercial diet (AquaK) to adlibitium twice a day. The nutrient composition ofthe commercial diet was as follows; 46% protein,18% lipid, 10% moisture, 9.3% ash and 2.5%fiber, and data were obtained from the R&Ddepartment of the feed producer company.

Fillet yield

Ten biological replicates representing of eachfish species were filleted with skin-on and filletyield was computed as a percentage of the edibleflesh weight to the whole body weight (16).

Nutrient composition analysis

The pooled triplicate samples of dentex andamberjack fillets were analysed for dry matter,crude ash, crude protein and crude lipid accordingto the standard procedures following AOAC (17).

İ. Meriç

Briefly, dry matter was computed after drying thesamples at 105°C for 24 h, crude ash aftercombustion at 550°C for 4 h in a muffle furnace(Nüve MF110, Turkey), crude protein (N x 6.25)by Kjeldahl distillation (Kjeltec System, Tecator,Hoganas, Sweden) and crude lipid after extractionwith petroleum ether by Bligh and Dyer method (18).

Determination of macro and micro elements

The mineral element composition of edible tissuesin dentex and amberjack were analysed by themethod of Skujins (19) from ten biologicalreplicates for each species. Approximately 1 g ofsample was subjected to wet mineralisationusing HCl, H2SO4, HNO3 and the macro and microelement contents were determined by inductivelycoupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES; Varian-Vista). The working conditionsof ICP-AES were as follows: RF power, 0.7-1.5kW (1.2-1.3 kW for axial); plasma gas flow rate(argon), 10.5-15 l/min (radial) and 15 l/min (axial);auxiliary gas flow rate (argon), 1.5 l/min; viewingheight, 5-12 mm; copy and reading time, 1-5 s(Max. 60 s); and copy time, 3 s (max. 100 s).

Statistics

Data presented here are means±standard deviation(SD) of three pooled replicates for nutrientanalysis and ten biological replicates for filletyield and mineral element analysis. Independentsamples T-Test, a confidence level of 95%, wasapplied using statistical software SPSS 11.5 (20)to verify the presence of significant differencesamong the groups.


The nutrient composition was not significantlydiffered (P>0.05) between the species (Table 1),except dentex had higher dry matter content

with a value of 28.82%, whereas amberjack had21.60% (P<0.05), meanwhile crude protein andcrude lipid contents tended to be high in dentexcompared with amberjack, however thesedifferences were found insignificant (P>0.05).Taking into account the previous studies thatcompared the wild and cultured dentex andamberjack (11, 12, 21, 22), it is possible to remarkthat cultured fish always have more lipid and lessmoisture content than the wild ones and thevariations in the nutrient composition can beinterpreted with the influencing factors; dietaryregime, age, size or even sex also stated byFagbenro et al. (23)

On the basis of these nutrient data, we canconclude that dentex can exploit the feed moreefficiently compare to amberjack in a RAS. Thisview was also confirmed by Perez-Jimenez et al(24) in a feeding trial of dentex with differentmacronutrient combinations.

The fillet yield values of dentex and amberjackwere 53.28% and 48.56%, respectively. Theresults regarding to fillet yield were presented inTable 1. The remarkable difference regarding tofillet yield between two species was foundstatistically significant (P<0.05). According to Öksüz(12), due to the over feeding or feeding the fishwith lipid-rich diets lead to fat deposit in peritonealcavity, meanwhile they have reduced locomotoractivity in a culture condition comparison to wild(25), probably, the low fillet yield values of twospecies can be clarified as these opinions.

The role of minerals in human metabolismnotably, essential ones have a indispensable rolein human body. The main functions of mineralsare being part of skeletal structure, maintenanceof colloidal system and regulation of acid-baseequilibrium (21). In the case of deficiency inclinedto improper enzyme-mediated metabolic functionsand results in organ malfunctions; as it reduces

Mineral Element and Nutrient Composition of...

165

Table 1. The nutrient composition and fillet yield of common dentex (Dentex dentex) and greater amberjack (Seriola dumerili)(Mean ± SD) (n=3)*

Species

Dentex dentex Seriola dumerili

Dry matter 28.82±0.69a 21.60±0.92b

Crude ash 2.07±0.70 2.13±0.16Crude protein 13.88±2.74 10.85±1.80Crude lipid 5.78±3.85 3.84±0.37Fillet yield 53.28±6.79a 48.56±9.40b

*Means in the same row with different bold superscripts significantly differ (P≤0.05)

Nutrient composition (%)

166

productivity and causes chronic diseases, such asinability of blood to clot, osteoporosis, anemiaand ultimately to death (26, 27).

The macro and micro element contents werepresented in Table 2 for dentex and amberjack.The lowest and the highest range of RecommendedDietary Allowances (RDAs) or Adequate Intakes(AIs) of these elements in human nutrition (28)were also given in the same table in terms ofboth males and females. As macro elements, Ca,K, Mg and P levels were noticed to be higher fordentex following the same trend in nutrientlevels and fillet yield. Nevertheless, the differencesfound in terms of Ca and P levels were notsignificant (P>0.05), while K and Mg levels werediffered significantly (P<0.05) between the species.Öksüz (12) reported that macro element valuesof amberjack were much greater in capturedwild fish compare to those that cultured and as amacro element, Ca was the most ample one forthis study in both species and followed byphosphorous. According to the literature, therecommended daily intake of Ca is about 1000-1300 mg per day (Table 2). Our findingsdemonstrated that like P and K, which presentremarkable amounts in seafood, Ca, those foundin fish can be underscored as essential for humannutrition after dairy products. Depending on theseasonal and biological differences as sex, ageand species and other environmental conditions,

some variations could be reveal in the mineralcontents even in the same species of fish (10) ascorroborating this research findings.

Likewise in macro elements, the micro elementssuch as Cu, Mn, Zn and Se are involved inseveral metabolic or immunological processes inorganisms by activating or inhibiting enzymaticreactions, by competing for binding sites withother elements and metalloproteins, by affectingthe permeability of cell membranes or by severalother mechanisms (29, 30) in order to maintainthe homeostasis (31, 32). So, they have to betaken from several resources as fish in daily diet.Nevertheless, they incline to become detrimentalif their concentrations are above the metabolicdemand in the tissue (27).

Here, in this study, the levels of micro elements,Cr, Mn, Ni and Zn demonstrated significantdifferences (P<0.05) between dentex andamberjack. Dentex had much more higher valuesthan amberjack. On the other hand, no significantdifferences were observed for Cd, Cu, Fe and Pblevels. Amberjack had the highest Cu andPb contents, though those levels were foundinsignificant (P>0.05). Zn is an important tracemineral and this element is second only to ironin its concentration in the body. It is found incells throughout the body and needed for thebody’s defensive (immune) system to properlywork. It plays a role in cell division, growth, wound

İlknur Meriç

Table 2. The mineral (macro and micro) composition of common dentex (Dentex dentex) and greater amberjack (Serioladumerili) (mg/kg wet weight basis) (Mean ± SD) (n=10)* and RDA or AIs levels in nutrition

Species

Dentex dentex Seriola dumerili

Ca 3915.96±282.14 2464.95±104.36 1000-1300 (mg/day)***K 3289.56±679.68a 2464.93±733.90b 4.5-4.7 (g/day)***Mg 317.38±74.93a 233.25±40.50b 240-420 (mg/day)**Na 1158.28±367.31 1235.98±278.71 1.2-1.5 (g/day)***P 3548.19±592.54 2481.45±521.83 700-1250 (mg/day)**

Micro elements

Cd 0.04±0.02 0.03±0.02 0.07 (mg/day)****Cu 0.57±0.47 1.43±2.78 700-900 (µg/day)**Cr 0.30±0.17a 0.14±0.12b 20-35 (µg/day)***Fe 12.14±5.40 10.35±3.53 8-18 (mg/day)**Mn 1.52±0.58a 0.93±0.13b 1.6-2.3 (mg/day)***Ni 0.74±0.47a 0.39±0.17b -Pb 0.55±0.19 0.72±0.37 0.24 (mg/day)****Zn 3.84±1.23b 7.69±3.65a 8-11 (mg/day)**

*Means in the same row with different bold superscripts significantly differ (P≤0.05)**RDAs: Recommended Dietary Allowances (28)***AIs: Adequate Intakes (28)****Daily intake levels (12)

Macro elementsRDAs or AIs

(Male and female)

healing and the breakdown of carbohydrates(33). The Zn levels of 3.84 and 7.69 mg/kg weremuch more higher comparison to other traceelements in dentex and amberjack respectively,but still in the acceptable limits of 8-11 mg perday (28). However, the Pb contents were over thelegislative limits for both dentex and amberjack.

CONCLUSION

As a consequence, comparison of two fish speciesthat have commercial importance for sustainableaquaculture, in terms of nutrients, macro andmicro element compositions, dentex has muchmore higher flesh quality. On the other hand,considering the limited researchs concerningamberjack, it can be needed more comprehensivefurther works to reach certain decisions.

Acknowledgements

The author is grateful to Assoc. Prof. Dr.Cemalettin SARIÇOBAN and Serkan ILGAZ fortheir precious assistance.

REFERENCES

1. Martins CIM, Eding EH, Verdegem MCJ,Heinsbroek LTN, Schneider O, Blancheton JP,Roque d’Orbcastel E, Verreth JAJ. 2010. NewDevelopments in Recirculating AquacultureSystems in Europe: A Perspective on EnvironmentalSustainability. Aquacult Engin. 43: 83-93.

2. Zhang SY, Li G, Wu HB, Liu XG, Yao YH, TaoL, Liu H. 2011. An Integrated Recirculating System(RAS) for Land-Based Fish Farming: The Effectson Water Quality and Fish Production. AquacultEngin. 45: 93-102.

3. Verdegem MCJ, Bosma RH, Verreth JAJ. 2006.Reducing Water Use For Animal ProductionThrough Aquaculture. Int J Water Resour Dev.22: 101-113.

4. Piedrahita RH. 2003. Reducing the PotentialEnvironmental Impact of Tank AquacultureEffluents Through Intensification and Recirculation.Aquacult. 226: 35-44.

5. Gutierrez-Wing MT, Malone RF. 2006. Biologi-cal Filters in Aquaculture: Trends and ResearchDirections for Freshwater and Marine Applications.Aquacult Engin. 34: 163-171.

6. Summerfelt ST, Sharrer MJ, Tsukuda SM,Gearheart M. 2009. Process Requirements ForAchieving Full-Flow Disinfection of RecirculatingWater Using Ozonation and UV Irradiation.Aquacult Engin. 40: 17-27.

7. Tal Y, Schreier HJ, Sowers KR, Stubblefield JD,Place AR, Zohar Y. 2009. EnvironmentallySustainable Land-Based Marine Aquaculture.Aquacult. 286: 28-35.

8. Zohar Y, Tal Y, Schreier HJ, Steven C, StubblefieldJ, Place A. 2005. Commercially Feasible UrbanRecirculated Aquaculture: Addressing the MarineSector. In: Urban Aquaculture, Costa-Pierce B(chief ed), CABI Publishing, Cambridge, UK, pp.159-171.

9. TU‹K. 2016. Su Ürünleri ‹statistikleri Veri Taban›.www.tuik.gov.tr (Eriflim Tarihi: 14.06.2016).

10. Özden Ö, Erkan N. 2008. Comparison ofBiochemical Composition of Three AquaculturedFishes (Dicentrarchus labrax, Sparus aurata,Dentex dentex). Int J Food Sci Nutr. 59 (7-8):545-557.

11. Y›lmaz E, fierefliflan H. 2011. Offshore Farmingof the Mediterranean Amberjack (Seriola dumerili)in the Northeastern Mediterranean. Isr J Aquacult-Bamid. 63: 1-7.

12. Öksüz A. 2012. Comparison of Meat Yield,Flesh Colour, Fatty Acid, and Mineral Compositionof Wild and Cultured Mediterranean Amberjack(Seriola dumerili, Risso 1810). J Fish Sci. 6 (2): 164-175.

13. Tachihara K, Ebisu R, Tukashima Y. 1993.Spawning, Eggs, Larvae and Juveniles of thePurplish Amberjack (Seriola dumerili). NipponSuisan Gakk. 59 (9): 1479-1788.

14. Orellano J, Waller U, Wecker B. 2014. Cultureof Yellowtail Kingfish (Seriola lalandi) in a MarineRecirculating Aquaculture System (RAS) withArtificial Seawater. Aquacult Engin. 58: 20-28.

15. Abbink W, Garcia AB, Roques JAC, PartridegeGJ, Kloet K, Schneider O. 2011. The Effect ofTemperature and pH on the Growth andPhysiological Response of Juvenile YellowtailKingfish Seriola lalandi in RecirculatingAquaculture Systems. Aquacult. 330-333: 130-135.

16. Gülyavuz H, Ünlüsay›n M. 1999. Su Ürünleri‹flleme Teknolojisi. Süleyman Demirel ÜniversitesiE¤irdir Su Ürünleri Fakültesi, Isparta, Türkiye,366 p.

Mineral Element and Nutrient Composition of...

167

168

İlknur Meriç

17. AOAC. 1995. Official Methods of Analysis.16th Edition, Virginia, USA.

18. Bligh EG, Dyer WJ. 1959. A Rapid Method forTotal Lipid Extraction and Purification. Can JBiochem Physiol. 37: 911-917.

19. Skujins S. 1998. Handbook for ICP-AES(Varian-Vista). A Short Guide to Vista SeriesICP-AES Operation. Varian Int. AG., Zug, version1.0, Switzerland.

20. SPSS Inc. 2003. Statistic Software Package,Chicago, IL, USA.

21. Alasalvar C, Taylor KDA, Zubcov E, ShahidiF, Alexis M. 2002. Differentation of Cultured andWild Sea Bass (Dicentrarchus labrax): TotalLipid Content, Fatty Acid and Trace MineralComposition. Food Chem. 79: 145-150.

22. Cakl› S, Dincer T, Cadun A, F›rat K, Saka S.2005. Quality Characteristics of Wild and CulturedCommon Dentex (Dentex dentex, Linnaeus,1758). Arch Lebensmittelhyg. 56: 97-120.

23. Fagbenro OA, Akinbulumo MO, AdeparusiOE, Raji AA. 2005. Flesh Yield, Waste Yield,Proximate and Mineral Composition of FourCommercial West African Freshwater Food Fishes.J Anim Vet Advan. 4(10): 848-851.

24. Pérez-Jiménez A, Hidalgo MC, Morales AE,Arizcun M, AbelláN e, Cardenete G. 2009.Growth Performance, Feed Utilization and BodyComposition of Dentex dentex fed on differentMacronutrient Combinations. Aquacult Res. 41:111-119.

25. Rodríguez-Barreto D, Jerez S, Cejas JR, MartinMV, Acosta NG, Bolanos A, Lorenzo A. 2012.Comparative Study of Lipid and Fatty AcidComposition in Different Tissues of Wild andCultured Female Broodstock of Greater Amberjack(Seriola dumerili). Aquacult. 360: 1-9.

26. Özden Ö, Erkan N, Ulusoy fi. 2010. Determinationof Mineral Composition in Three CommercialFish Species (Solea solea, Mullus surmuletus, andMerlangius merlangus). Environ Monit Assess.170: 353-363.

27. Fawole OO, Ogundiran MA, Ayandiran TA,Olagunju OF. 2007. Proximate and MineralComposition in Some Selected Fresh Water Fishesin Nigeria. Int J Fod Safety. 9: 52-55.

28. Anon 2004. Dietary Reference Intakes (DRIs):Recommended Intakes for Individuals, Elements.Food and Nutrition Board, Institute of Medicine,National Academics (http://www.nap.edu.)

29. Watanabe T, Kiron V, Satoh S. 1997. TraceMinerals in Fish Nutrition. Aquacult. 151: 185-207.

30. Meriç ‹. 2013. Evaluation of Sunflower SeedMeal in Feeds for Carp: Antinutritional Effects onAntioxidant Defense System. J Food AgricEnviron 11(2): 1128-1132.

31. Lopes PA, Pinheiro T, Santos MC, MathiasML, Collares-Pereira MJ, Viegas-Crespo AM. 2001.Response of Antioxidant Enzymes in FreshwaterFish Poulations (Leuciscus alburnoides complex)to Inorganic Pollutants Exposure. Sci TotalEnviron. 280: 153-163.

32. Versieck J, Cornelis R. 1989. Trace Elementsin Plasma or Serum. CRC Press, Boca Raton,Florida, 224 p.

33. U.S. National Library of Medicine 2016. Zincin diet https://medlineplus.gov/ency/article/002416.htm (Accessed 08 October 2016).

169

KONVEKSİYONEL VE DONDURARAK KURUTMAYÖNTEMLERİNİN KARPUZUN BAZI

KALİTE ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Özet

Bu araflt›rmada iki farkl› kurutma yöntemi (konveksiyonel (70 °C) ve dondurarak kurutma (-66 °C’de 5mtorr bas›nçta) ile kurutulan karpuzlar›n fiziksel, kimyasal ve duyusal özellikleri karfl›laflt›r›lm›flt›r. Üretimyöntemlerinin kurutulmufl karpuz üzerindeki etkisini belirlemek amac›yla pH, titrasyon asitli¤i, renk,toplam kurumadde, su aktivitesi, toplam karotenoid miktar›, likopen, β-karoten, hidroksimetilfurfural(HMF), askorbik asit içeri¤i ve duyusal de¤erlendirilmesi yap›lm›flt›r. Konveksiyonel kurutulmuflkarpuzlarda daha fazla HMF oluflurken dondurularak kurutulanlarda ise likopen içeri¤inde daha fazlaazalmalar tespit edilmifltir. Dondurularak kurutulan örneklerin ölçülen renk de¤erlerinden L* ve Hue*de¤erleri artm›fl, a* de¤eri azalm›fl ve tazelerine göre en çok renk de¤iflimi (∆E*) dondurularak kurutulmuflörneklerde görülmüfltür. Konveksiyonel kurutulmufl örneklerin toplam karotenoid içerikleri tazeyegöre daha yüksek (284.43 mg/kg-5.30 kat fazla), askorbik asit içerikleri ise tazelerine göre daha az(9.63 mg/kg-3.38 kat› azalma) tespit edilmifltir. Dondurularak kurutulmufl örneklerde ise, askorbik asitde¤eri tazeye göre daha yüksek (245.13 mg/kg-7.51 kat› art›fl) belirlenmifltir. Kurutulmufl karpuzlar›nduyusal de¤erlendirmesinde renk bak›m›ndan konveksiyonel kurutulmufl örnekler yüksek puan al›rken,tat bak›m›ndan en yüksek be¤eniyi dondurularak kurutulan örnekler alm›flt›r.

Anahtar kelimeler: Kurutulmufl karpuz, konveksiyonel ve dondurarak kurutma, likopen ve β-karoten,toplam karotenoid, HMF, askorbik asit

EFFECT OF CONVENTIONAL AND FREEZE DRYING METHODSON SOME QUALITY PROPERTIES OF WATERMELON

Abstract

In this study, water melons dried with two different methods (conventional (70 °C) and freeze-drying(66 °C-5 mtorr)) were compared by physical, chemical and sensorial properties of them. To determinethe effect of drying methods on pH, titration acidity, color, total dry matter, water activity, total carote-noid contents, lycopene, β-carotene, hydroxymethylfurfural (HMF), ascorbic acid and sensorial evolutionof dried watermelon samples were carried out. While HMF formation in conventional-dried sampleswere higher than freeze drying samples, lycopene degradation of freeze-dried samples were higherthan conventional dried samples. The color values of L* and Hue* of the freeze-dried samples increased,but a* value decreased. In addition, according to the color values of fresh watermelon sample, thehighest color changing (∆E*) was determined for freeze-dried samples. The total carotenoid contents ofconventional-dried samples were determined higher (284.33 mg/kg-higher 5.30 times) than freeze-driedsamples. While ascorbic acid contents of the conventional-dried samples were decreasing (9.63 mg/kg-lower3.38 times), the freeze-dried samples were increasing (245.13 mg/kg- higher 7.51 times) according tothe fresh watermelon samples. According to sensorial evaluation of dried watermelon samples, the hig-hest color score obtained for conventional-dried, while the highest taste score obtained for freeze-dried.

Keywords: Dried watermelon, conventional and freeze drying, lycopene and β-carotene, total carotenoid,HMF, ascorbic acid

Asiye Akyıldız*, Süleyman Polat, Erdal Ağçam

Çukurova Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Balcal›-Adana





GIDA (2017) 42 (2): 169-176doi: 10.15237/gida.GD16070

170

GİRİŞKarpuz kabakgiller (Cucurbitaceae) familyas›namensup (Citrullus vulgaris) Schrader türünegiren kültür bitkilerinin meyvesidir (1). Karpuzunçekirdekli ve çekirdeksiz çeflitleri vard›r. Karpuzlar,çok uzun süreli muhafaza için uygun de¤ildir.‹deal muhafaza koflullar› yaklafl›k % 90 ba¤›lnemde 10-15 °C aral›¤›ndad›r. Meyvenin hasad› takipeden 2-3 hafta içerisinde tüketilmesi gerekir (2).

Karpuz, dünyada 2011 y›l›nda en fazla üretilenürünler aras›nda 16. s›rada, 2012 ve 2013 y›llar›ndaise 14. s›rada yer alm›flt›r. FAO verilerine göre,2013 y›l›nda karpuz üretiminde Çin'in yaklafl›k 73milyon ton ile tek bafl›na di¤er ülkelerintoplam›ndan daha fazla üretim yapt›¤›, Türkiye'ninise karpuz üretiminde yaklafl›k 3.9 milyon ton ile3. s›rada yer ald›¤› bildirilmifltir (3). Karpuzülkemizde, domatesten sonra en çok üretilenikinci sebzedir. Karpuz 2012 y›l›nda 4.02 milyonton ile sebze üretim miktarlar› içinde % 14.5' likpaya sahipken, 2015 y›l›nda 3.9 milyon ton ilesebze üretim miktarlar› içinde % 13.3'lik paya sahipolmufltur (4). Ülkemiz, dünya karpuz üretimindeönemli bir paya sahip olmakla beraber karpuzung›da sanayinde hammadde olarak kullan›m›s›n›rl› kalm›flt›r. Üretilen karpuzun büyük birço¤unlu¤u iç piyasaya sürülmekte ve ihracat› iseçok düflük oldu¤undan, ihraç edilen ilk 20 ürüniçerisine girememifltir. Bu durum karpuz fiyatlar›n›nüretim maliyetlerinin çok alt›nda sat›lmas›na veço¤u zaman çiftçilerin üretti¤i ürünü tarladab›rakmas›na sebep olmaktad›r. Bu yüzdenkarpuz üretimi önceki y›llara göre k›yasland›¤›ndaüretimin azal›fl gösterdi¤i görülmektedir.

Karpuz, antioksidanlar gibi karotenoidler (likopenve beta-karoten), fenolik bileflenler, vitaminler(A, B, C ve E) ve belirli aminoasitler (sitrullin)bulunmaktad›r (5). Bu maddelerin baz› kansertürleri riski, kalp-damar hastal›klar› ve yafla ba¤l›dejeneratif patolojilerin azalt›lmas›nda koruyucubir rol oynad›¤› düflünülmektedir (6-8). Karpuzunlikopen içeri¤i di¤er birçok meyve ve sebzedenyüksek bulundu¤u ve likopen içeri¤inin 23.0-72.0µg/g (taze a¤›rl›k) oldu¤u belirtilmifltir. Likopening›da renklendiricisi olarak kullan›lmas›n›n yan› s›ra,sa¤l›k üzerine birçok olumlu etkisinin bilinmesinedeniyle son y›llarda araflt›rmalar likopen içeri¤iyüksek olan meyve ve sebzelere yönelmifltir.

Bununla birlikte çal›flmalar, likopen kayb›n› enaza indirmek için optimum iflleme koflullar›n›nbelirlenmesi üzerine yo¤unlaflm›flt›r (9).

Literatürde karpuzun ozmotik dehidrasyon ve(10) ve karpuz suyunun sprey kurutucu ilekurutulmas›yla (11) ilgili çal›flmalar mevcuttur.Kurutma yöntemi ve koflullar› ürünün kaliteözelliklerini etkiledi¤inden, seçilecek olankurutma yöntemi ve koflullar›n›n iyi belirlenmesigerekmektedir. Karpuz ve ürünlerinin kurutulmas›s›ras›nda dikkate al›nmas› gereken en önemlikalite kriterlerinden bir tanesi likopen olup, bumadde ›s›, ›fl›k ve oksijen varl›¤›nda kolaycaokside olmaktad›r (12, 13).

Dondurularak kurutulmufl ürünlerin tazesine enyak›n özelliklere sahip oldu¤u kabul edilmektedir.Taze örneklerin flekil, görünüm, tat, besin,gözeneklilik, renk, lezzet, doku ve biyolojikaktivitesinin korunmas› bu tekni¤i g›da malzemelerikurutmak için en etkileyici ve uygulanabilirsürecin bir parças› yapmaktad›r. Bununla birlikte,geleneksel kurutma yöntemleri ile karfl›laflt›r›ld›¤›ndadondurarak kurutmada düflük buhar bas›nc›gerekli oldu¤undan daha uzun kurutma süresigerektirir. Ayr›ca, dondurarak kurutma ifllemis›ras›nda, baz› bilefliklerin parçalanmas›na ba¤l›olarak antioksidan içeri¤inde azalma ihtimali sözkonusu olabilir. Ayr›ca, dondurarak kurutmaiflletim maliyeti de yüksektir (14, 15).

Karpuzun raf ömrünü uzatmak için hasat sonras›uygulamalara önem verilmesinin yan› s›ra g›dasanayisinde ifllenerek de¤erinin art›r›lmas›gerekmektedir. Bu nedenle karpuzun art› de¤eriyüksek ürünlere ifllenmesi için araflt›rma ve ürüngelifltirme çal›flmalar›na ihtiyaç duyulmaktad›r.Bu çal›flma ile birlikte Çukurova Bölgesininde¤erli bir sebzesi olan karpuzdan, farkl› kurutmayöntemleri ile katma de¤eri yüksek bir ürün eldeedilmesi amaçlanm›flt›r. Karpuzun kurutmasanayinde kullan›labilirli¤i sorgulanarak üreticiyepratik ve yeni bilgiler kazand›r›laca¤› ve bu bilgilerinsanayiyi teflvik edece¤i düflünülmektedir. Karpuzunkatma de¤eri yüksek bir ürüne dönüflmesi ileekonomiye katk› sunulmas›n›n yan› s›ra sa¤l›kaç›s›ndan de¤erli bu ürünün bol tüketiminin yoluda aç›lm›fl olacakt›r. Bu amaçla konveksiyonel vedondurularak kurutma yöntemleri ile kurutulmuflkarpuzlar›n baz› fiziksel, kimyasal ve duyusalözellikleri belirlenmifltir.

A. Akyıldız, S. Polat, E. Ağçam

MATERYAL VE YÖNTEM

Çal›flmada materyal olarak Ekim 2014 y›l›ndaÇukurova Bölgesinde yetifltirilmifl karpuzlar,piyasadan sat›n al›narak çal›flmada kullan›lm›flt›r.Karpuzlar y›kama iflleminden sonra kabuklar›soyularak dilimlenmifltir. Üçgen fleklinde 1.5 cmkal›nl›kta dilimlenen karpuzlar›n çekirdekleriç›kar›ld›ktan sonra kurutma ifllemi uygulanm›flt›r.Analizler s›ras›nda kullan›lan standart maddelerDPPH (1898-66-4), likopen (502-65-8), β-karoten(7235-40-7), askorbik asit (50-81-7), HMF (67-47-0)ve furfural (98-01-1) Sigma-Alderich firmas›ndantemin edilmifltir.

Konveksiyonel kurutma, s›cakl›k hassasiyeti ±1 °Colan 700 L hacimli zorlamal› hava ak›ml› kurutmakabininde (KD 200-Nüve, Türkiye) 70 °C'deyaklafl›k 11 saatte gerçeklefltirilmifltir. Dondurarakkurutma ifllemine geçilmeden önce karpuzörnekleri tepsiler üzerinde -30 °C de 24 saatboyunca dondurulmufltur. Dondurulan karpuzörnekleri, ilShin marka (ilShin Lab Co Ltd, SouthKorea) FD8512 model dondurarak kurutucuiçerisinde -66 °C de 5 mtorr bas›nç alt›nda yaklafl›k62 saat sürede kurutulmufltur. Bu sürenin sonundakurutulan karpuz örnekleri, nem kapmalar›n›önlemek için hiç bekletilmeden vakum pofletlereaktar›lm›fl otomatik vakum kapama makinas›(DZ-300/2SA, Çin) yard›m›yla vakum paketlemeyap›lm›flt›r.

Taze ve kurutulmufl karpuzlarda uygulanananalizler toplam kurumadde tayini (g/100g)Anon. (1990)’a göre (16), su aktivitesi (aw) Novasinamarka LabMASTER (standart) model su aktivitesiölçüm cihaz› kullan›larak belirlenmifltir. pH ölçümü,WTW pH metre kullan›larak yap›lm›flt›r. Tazeörneklerin meyve içi ve kurutulmufl örneklerinrengi Minolta renk ölçüm cihaz› (Minolta CR 400)ile belirlenmifltir. L*, a*, b* de¤erleri ölçülmüfl vebu de¤erler arac›l›¤›yla C* (Kroma, renk yo¤unlu¤u,√(a*2+ b*2)), Hue* (renk tonu, arctan (b*/a*)) ve ∆E*(√(∆L*2+∆a*2+ ∆b*2) de¤erleri hesaplanm›flt›r (17).

Askorbik Asit Tayini

Karpuz örneklerinden 5 g al›n›p test tüpüneaktar›larak üzerine 5 mL %2.5'lik meta-fosforik asitçözeltisi eklenmifltir. Kar›fl›m 4°C'de 6000 d/dakh›zda 10 dakika santrifüjlendikten sonra santrifüjtüpündeki berrak k›s›mdan 0.5 mL al›narak%2.5'lik meta-fosforik asit çözeltisi ile 10 mL'ye

tamamlanm›flt›r. Bu kar›fl›m 0.45 µm'lik t eflonfiltreden filtre edilerek HPLC cihaz›na (Shimadzu20 AT, Kyoto, Japonya, 2006) enjekte edilmifltir (18).

HPLC Koflullar›: Kolon: C 18 kolon (5 µM4.6X250), Kolon s›cakl›¤›: 25°C, Hareketli faz: %2KH2PO4 (pH 2.4), izokratik ak›fl, Hareketli fazak›fl›: 0.5 mL/dak, Enjeksiyon hacmi: 10 mL,Elüsyon Süresi: 15 dakika, Dalga Boyu: 254 nm,Ç›k›fl Zaman›: 11 dak.

Hidroksi Metil Furfural (HMF) ve Furfural(F) Tayini

Taze karpuz, dondurularak ve konveksiyonelkurutulmufl karpuz örneklerinde HMF ve F tayiniyüksek bas›nç s›v› kromotografi (HPLC) (Shimadzu,LC20AT, Kyoto, Japonya, 2006) kullan›larak,örneklerin ekstraksiyonu ise Gökmen ve Acar(19) taraf›ndan verilen yönteme göre yap›lm›flt›r.Analizin prensibi karpuz örneklerinin etil asetatile ekstraksiyonu ve sonra sulu sodyum karbonatçözeltisi ile ekstrakt›n›n muamele edilmesi esas›nadayanmaktad›r. HPLC'de uygulanan ak›fl iseZappala ve ark. (20)'n›n yöntemine göre yap›lm›flt›r.

HMF ve F için HPLC koflullar›: mobil faz: metanol/su/asetik asit (20/79/1) izokratik ak›fl, enjeksiyonhacmi: 20 µl, ak›fl h›z›: 0.5 ml/dak, elüsyon süresi:15 dak, dalga boyu: 285nm, kolon: ace 5 c18250*4.6 mm, kolon s›cakl›¤›: 30°C, dedektör: fotodiyod dedektör (PDA).

Toplam Karotenoid Madde Tayini

Karpuzlar›n toplam karotenoid miktarlar› için Leeve ark. (17)'n›n daha önce belirtmifl olduklar›yöntem laboratuar›m›z koflullar›na uygun halegetirilerek kullan›lm›flt›r. Bunun için 5 gr karpuzpüresi teflon bir tüpe aktar›larak üzerine 10 mLekstraksiyon çözeltisi (hekzan:aseton:metanol /50:25:25, %0.1 BHT içerikli) ilave edilmifltir. Buifllemi takiben bir kar›flt›rma ifllemi uyguland›ktanhemen sonra santrifüjleme ifllemine (4000 rpm,10 dk, 4°C) geçilmifltir. Santrifüjleme sonras› vakitkaybetmeden 450 nm'de absorbans ölçülmüfltür.Toplam karotenoid β-karoten cinsinden ifadeedilmekte olup hesaplamada ekstinksiyon katsay›s›(E1/2) 2505 olarak al›nm›flt›r. (SF: Seyreltme faktörü)

Toplam karotenoid = x1000

Konveksiyonel ve Dondurularak Kurutma Yöntemlerinin...

171

mg * *Absorbans SF 10kg

E12

(

(

172

Likopen ve β-karoten Bileşenlerin Belirlenmesi

Karotenoid bileflen analizi için Meléndez-Martínezve ark. (21) taraf›ndan gelifltirilen ekstraksiyonyöntemi temel al›nm›flt›r. Bu yönteme göre eldeedilen ekstrakt ve bileflenlerin HPLC ile analizis›ras›nda ön denemelerle en uygun sonuç verenak›fl profili afla¤›da verilmifltir (22).

HPLC Koflullar›: Kolon: ProntoSIL C30, Kolons›cakl›¤›: 20 C, Hareketli faz: MeOH (A), MTBE(B), Su (C), Gradient ak›fl (MTBE ve MeOH %0.1 BHT içerikli ve % 0.02 amonyum asetatiçerikli), Hareketli faz ak›fl›: 1 mL/dak, Enjeksiyonhacmi: 50 µL, Elüsyon Süresi: 65 dak, DalgaBoyu: 450 nm

Karotenoid bileflikleri analizi için mobil faz gradientprogram› : 0.01. dak için (A) %90- (B) %5-(C) %5, 5. dak için (A)% 95-(B)%5-(C)%0, 40.dak için(A)%75-(B)%25-(C)%0, 55. dak için (A)%55-(B)%45-(C)%0, 60. dak için (A)%90-(B)%5-(C)%5,65. dak için (A)%90-(B)%5-(C)%5.

Duyusal Değerlendirme

Örneklerin duyusal olarak de¤erlendirilmesi grafikskalas› yöntemi kullan›larak 13 kiflilik panelistgrubu taraf›ndan renk, koku, tat, özellikleri dikkateal›narak yap›lm›flt›r (23).

İstatistiksel Değerlendirme

Analiz sonuçlar›, SPSS 20.0 paket program›kullan›larak varyans analizine tabi tutulmuflve önemli bulunan farkl›l›klar Duncan çoklukarfl›laflt›rma testine göre belirlenmifltir.

SONUÇ VE TARTIŞMA

Taze ve kurutulmufl karpuzun baz› fizikselözellikleri (toplam kurumadde, su aktivitesi verenk de¤erleri) Çizelge 1'de verilmifltir. Toplamkurumadde içeri¤i %7.06 ±1.39 olan taze karpuzun,konveksiyonel olarak kurutuldu¤unda ortalama%93.77±1.43'ye, dondurularak kurutuldu¤undaortalama %96.08±0.69'a yükseldi¤i görülmektedir.Karpuzun kurumadde içeri¤i meyvede bulunanflekerlerin konsantrasyonu ile son derece ilgilidirve bu ise çeflidi ve olgunluk aflamas›na ba¤l›d›r(24). Saini ve Bains (25) taze karpuz suyununBriksini ortalama 8.4 olarak rapor ederken, Quekve ark., (11) 12.1 Briks olarak bildirmifllerdir. Tazekarpuz pulpunun nem içerikleri %91.5 (26) ve%91.2 (27) oldu¤u bildirilmifltir. Çal›flmam›zdakulland›¤›m›z karpuzun toplam kurumadde içeri¤iyaklafl›k % 7.06 olarak belirlenmifltir.

Su aktivitesi de¤erleri taze karpuzda 0.957±0.00iken, konveksiyonel kurutulanlarda 0.255±0.01,dondurularak kurutulanlarda 0.120±0.01 olarakbelirlenmifltir. Kurutulan karpuzlar›n toplamkurumadde içeriklerindeki farkl›l›k istatistikselaç›dan önemsiz bulunurken, su aktivitesi de¤erleriaç›s›ndan kullan›lan yöntemler aras›ndaki farkl›l›könemli bulunmufltur (P<0.05). Genel olarakmikrobiyel geliflme, 0.65 su aktivitesindedurmaktad›r. Ço¤u oksidatif ve enzimatik reaksiyonsu aktivitesinin düflmesiyle durmakta, fakat suaktivitesi 0.2 ile 0.4 aras›nda enzimatik olmayanaktivite yavafl h›zda da olsa devam etmektedir.Bu nedenle 0.2-0.4 aras›ndaki su aktivitesi kurutmaiçin önemlidir (28). Arocho ve ark., (29) karpuz


Çizelge 1. Taze ve Kurutulmufl Karpuzun Baz› Fiziksel Özellikleri Table 1. Some Physical Properties of Fresh and Dried Watermelon

Taze Karpuz Konveksiyonel Kurutulmufl Dondurularak KurutulmuflFresh Watermelon Karpuz Karpuz

Conventional Dried Watermelon Freeze Dried Watermelon

Toplam Kurumadde (%) 7.06±1.39b 93.77±1.43a 96.08±0.69a

Total Dry Matter (%)

Su Aktivitesi Water Activity 0.957±0.00a 0.255±0.01b 0.120±0.01c

Renk De¤erleri Color ValuesL* 51.79±2.25b 50.47±3.08b 72.50±3.92a

a* 18.38±0.71b 26.27±2.55a 11.62±1.03c

b* 19.61±0.62b 28.26±1.19a 20.10±0.62b

C* 26.88±0.91b 38.62±2.11a 23.22±1.00c

Hue * 46.86±0.55b 47.15±2.73b 59.99±1.64a

∆E* 12.03±1.92 21.80±3.25

‹statistiksel de¤erlendirmelerdeki farklar ayn› sat›rdaki farkl› harfler ile gösterilmifltir (P<0.05).Differences in the statistical evaluation were shown with different letters in the same row (P< 0.05)

posas› örneklerinde ortalama 0.236±0.041 (n=27)su aktivite de¤erinin ürünün güvenilir ve stabilolmas› aç›s›ndan uygun oldu¤unu bildirmifllerdir.

Taze karpuz örneklerinde ortalama 51.79±2.25olan L* de¤eri, konveksiyonel olarak kurutulanlardahafif azalarak 50.47±3.08 olarak, dondurularakkurutulanlarda ise yükselerek 72.50±3.92 de¤erineç›km›flt›r. Kurutulmufl karpuz örneklerinde enyüksek L* de¤erleri (P<0.05) dondurularakkurutulmufl örneklerde belirlenmifl olup k›rm›z›rengin aç›lmas›yla (k›rm›z›dan, pembe beyaztonlar›na do¤ru) rengin solmas›yla L* de¤eri dahada artm›flt›r. Kurutulmufl karpuz örneklerinde enyüksek a* de¤erleri (26.27±2.55) konveksiyonelkurutulmufl örneklerde belirlenmifl olup, en düflüka* de¤erleri (11.62±1.03) dondurularak kurutulanörnekte olmufltur (P<0.05). a* de¤erindeki bude¤iflmeler dondurularak kurutulan örneklerink›rm›z› renginin aç›ld›¤›n› göstermektedir.Kurutulmufl karpuz örneklerinde en yüksek b*de¤erleri konveksiyonel kurutulmufl örneklerde(28.26±1.19), tazeye en yak›n renk (b* de¤erleriaç›s›ndan) dondurularak kurutulan örnekte(20.10±0.62) belirlenmifltir (P<0.05). Kurutulmuflkarpuz örneklerde en yüksek C* de¤erlerikonveksiyonel kurutulmufl örneklerde (38.62±2.11)belirlenmifltir. Kurutulmufl karpuz örneklerdenen yüksek hue* de¤erleri dondurularak kurutulanörneklerde (59.99±1.64) belirlenmifltir. Tazeye enyak›n hue* de¤eri konveksiyonel kurutulmuflörneklerde (47.15±2.73) belirlenmifltir. En çokrenk de¤iflimi tazelerine göre dondurularakkurutulufl örneklerde görülürken (∆E*:21.80±3.25), konveksiyonel kurutulan örneklerdeise renk de¤iflimi dondurularak kurutulmufllar›nyaklafl›k 1.81 kat› kadar olmufltur. G›dalarda

renk, özellikle de g›dan›n kabul edilebilirli¤iüzerinde önemli bir kalite karakteristi¤idir. Renk,genel olarak kurutma prosesi ile birlikte enzimatikve enzimatik olmayan esmerleflme, karemalizasyon,ve askorbik asit parçalanmas› gibi farkl› kimyasalve biyokimyasal reaksiyonlar›n etkisineu¤ramaktad›r (29). Aracho ve ark., (29) karpuzposas›n›n, valsli ve kabin tipli kurutucudakurutulmas›nda, valsli kurutucuda kurutulankarpuzun taze karpuz posas›na ve kabindekurutulana göre daha soluk ve daha donuk rengesahip oldu¤unu bildirmifllerdir. Ayr›ca kurutulanörneklerin renginin daha fazla sar› ve daha azk›rm›z› renge dönüfltü¤ünü ifade etmifllerdir.Yapt›¤›m›z çal›flmada da konveksiyonelkurutulanlarda k›rm›z›l›k ve sar›l›k de¤erleriartarken, dondurularak kurutulanlarda k›rm›z›l›kde¤erleri önemli derecede azalm›fl sar›l›kde¤erlerinde önemli de¤iflim olmam›flt›r. Renkde¤iflimi ve k›rm›z›l›¤›n kayb› likopen kayb›ve/veya izomerizasyonla ilgili olabilir. Kurutmas›ras›nda, likopenin all-trans izomerleri cis-transizomerlerine izomerize olur ki bu da k›rm›z›l›kkayb› olup rengin aç›lmas› anlam›na gelir (30, 31).

Taze ve kurutulmufl karpuz örneklerinin önemlikimyasal özellikleri Çizelge 2' de verilmifltir. Tazeörneklerde pH 5.61±0.16 iken, kurutulmuflörneklerde de¤erler 5.47±0.23 ile 5.55±0.08olarak tespit edilmifltir (p>0.05). pH de¤eri,önceki çal›flmalarda taze karpuzun pulpunda5.0 (26), taze karpuz sular›nda 5.3 ve 5.8 oldu¤ubildirilmifltir. (25, 11).

Çal›flmada kullan›lan taze karpuz örneklerindetitrasyon asitli¤i 0.014 g/100g, konveksiyonel vedondurularak kurutulmufl örneklerde s›ras›yla


173

Çizelge 2. Taze ve Kurutulmufl Karpuzun Baz› Kimyasal Özellikleri Table 2. Some Chemical Properties of Fresh and Dried Watermelon

Taze Karpuz Konveksiyonel DondurularakFresh Watermelon Kurutulmufl Karpuz Kurutulmufl Karpuz

Conventional Dried Freeze DriedWatermelon Watermelon

pH De¤erleri pH Values 5.61±0.16a 5.55±0.08a 5.47±0.23a

Titrasyon Asitli¤i (g/100 g) Titration Acidity (g/100 g) 0.014±0.00b 0.118±0.01a 0.097±0.03a

HMF (mg/kg) HMF (mg/kg) 0.145±0.05b 2.796±0.46a 0.565±0.07b

Furfural (mg/kg) Furfural (mg/kg) 0.112±0.11a 0.397±0.10a 0.289±0.22a

Toplam Karotenoid (mg/kg) Total Carotenoid (mg/kg) 75.22±5.05b 284.43±28.20a 241.71±49.23a

Likopen(mg/kg) Lycopen (mg/kg) 26.34±3.17b 139.73±37.220a 99.17±7.24a

β–Karoten (mg/kg) β–Caroten (mg/kg) 10.75±3.22b 26.54±1.94a 30.43±9.91a

Askorbik Asit (mg/kg) Ascorbic acid (mg/kg) 32.60±0.60b 9.63±1.17c 245.13±16.99a

‹statistiksel de¤erlendirmelerdeki farklar ayn› sat›rdaki farkl› harfler ile gösterilmifltir (P<0.05).Differences in the statistical evaluation were shown with different letters in the same row (P< 0.05)

174


0.118±0.01 ve 0.097±0.03 g/100g oldu¤u tespitedilmifltir. Art›fl›n sebebi, karpuzdaki suyunuzaklaflt›r›lmas›yla kuru maddenin artmas›nave do¤al olarak asitlerin oransal art›fl›ndankaynakland›¤› düflünülmektedir.

Konveksiyonel kurutulmufl karpuz örneklerininHMF içeri¤i 2.796±0.46 mg/kg aras›nda ikendondurularak kurutulmufl örneklerde bu de¤er0.565±0.07 mg/kg olarak belirlenmifltir.Konveksiyonel kurutulmufl örneklerde dahayüksek HMF de¤erleri belirlenmifltir. Tazeg›dalarda HMF düzeyi s›f›ra yak›nd›r, ancakkurutma gibi ›s›l uygulamalar s›ras›nda flekeriçeren ürünlerde HMF oluflumu söz konusudur.Kurutma ifllemi s›ras›nda, karbonhidratlar›ndehidrasyonu, özellikle de heksoz, HMF oluflmas›naneden olmaktad›r. Ayr›ca, HMF, Maillardreaksiyonu s›ras›nda meydana gelir. Bu nedenle,HMF g›daya uygulanan ›s›l ifllemin bir göstergesiolarak kullan›labilmektedir. HMF, toksikolojikdurumu nedeniyle de, fleker bazl› g›dalar için ›s›stresinin bir göstergesi olarak kullan›l›r (32). Is›lfliddetin daha yüksek olmas› nedeni ile konveksiyonelolanlarda HMF'nin yüksek olmas› da beklenenbir sonuçtur. Konveksiyonel kurutulmufl karpuzörneklerinin furfural içerikleri 0.397±0.10 mg/kgiken dondurularak kurutulmufl örneklerde yaklafl›kortalama 0.289±0.22 mg/kg olarak belirlenmifltir.Konveksiyonel kurutulan örneklerde daha yüksekoldu¤u belirlenmifltir. HMF gibi furfural oluflumuda ›s›l ifllem fliddetinin etkisini göstermektedir.

Taze karpuzlar›n toplam karotenoid içeri¤i75.22±5.05 mg/kg iken konveksiyonel kurutulmuflkarpuz örneklerinin toplam karotenoid içeri¤i284.43±28.20 mg/kg, dondurularak kurutulmuflörnekte ise 241.71±49.23 mg/kg olarak belirlenmifltir.

Taze karpuz örneklerinin 26.34±3.17 mg/kg olanlikopen içeri¤i konveksiyonel olarak kurutulmas›yla139.73±37.22 mg/kg'a yükselmifltir. Dondurularakkurutulmufl örnekte ise 99.17±7.24 mg/kg olarakbelirlenmifltir. Kurutma ile art›fllar olmufltur ancakdondurularak kurutulan örneklerdeki art›fl (3.76kat) konveksiyonel olarak kurutulanlara (5.30kat) göre daha az olmufltur (P<0.05). Dondurarakkurutmada, taze karpuzun gözenekli yap›s›korunarak tekstürü de¤iflmeden kalabilmifltir.Dondurularak kurutulan örneklerde gözeneklilikkorunurken doku içerisinde bulunan karotenoidleroksijen molekülünün kolay difüzyonu neticesindekarotenoidleri h›zla okside etmifl olabilece¤i

düflünülmektedir. Bunun temel nedeni, moleküllerisaran monomoleküler su tabakas›n›n kurutmadauzaklaflmas›yla biyoaktif maddelerin oksidasyonaaç›k hale gelmesindendir. Bilindi¤i üzerekarotenoidler özellikle oksijen ve ›fl›k etkisiyleh›zla parçalanabilen pigmentlerdir. Likopenizomerizasyon ve oksidasyon yoluyla ›s›dan,›fl›ktan ve oksijenden parçalanabilen karars›z birpigmenttir (12, 13). Shi ve ark., (31) domates delikopen içeri¤inin, konveksiyonel ve vakumlukurutma s›ras›nda azald›¤›n› ancak vakumalt›nda kayb›n daha az oldu¤unu aç›klam›fllard›r.Geleneksel kurutma yöntemlerinde ›s› ve oksijeninetkisi ile daha fazla kay›plar›n yafland›¤›n›, ›s›n›netkisi ile domateslerin dokusunu parçalad›¤›n› veoksijen ve ›fl›¤a maruz kalan domateslerdelikopenin parçaland›¤›n› bildirmifllerdir. Bir baflkaçal›flmada, Sharma ve Maguer (33) dondurarakkurutulan ve kabin kurutucuda (25, 50, 75 °C)kurutulan domates pulplar›n›n likopen içeri¤ibak›m›ndan aralar›nda önemli bir farkl›l›kolmad›¤›n› belirtmifllerdir. Zanoni ve ark., (34)ikiye bölünmüfl domateslerin bir pilot tesiste kabinhava kurutucuda 80 ve 110 °C kurutmufllard›r.Kurutma süresi boyunca 80 °C'de önemli birlikopen kayb› yaflanmad›¤›n›, 110 ºC de az daolsa (maksimum % 12) bir de¤iflim oldu¤unubildirmifllerdir.

Karpuzun β-karoten içerikleri taze olanlarda10.75±3.22 mg/kg, konveksiyonel kurutulmuflörneklerde 26.54±1.94 mg/kg (2.46 kat art›fl),dondurularak kurutulmufl örneklerde ise 30.43±9.91mg/kg (2.83 kat art›fl) aras›nda bulunmufltur(P<0.05).

Askorbik asit içerikleri taze olanlarda 32.60±0.60mg/kg iken konveksiyonel kurutulanlarda önemliölçüde azalm›fl (3.38 kat› azalma, 9.63±1.17mg/kg), dondurularak kurutulmufl ürünlerde,ürün içerisindeki suyun uzaklaflt›r›lmas›n›n da etkisiile önemli ölçüde art›fl (7.51 kat› art›fl- 245.13±16.99mg/kg) tespit edilmifltir. Dondurarak kurutma,suda çözünür vitamin olan askorbik asidinbozulmas› üzerinde minimal bir etki gösteren düflüks›cakl›k ifllem olarak bildirilmektedir. Papayan›ndondurarak kurutulmas›yla askorbik asidinmaksimum derecede korundu¤unu bildirmifllerdir(35). Bununla birlikte vitaminlerin korunmas› g›dan›nyap›s›na göre de¤iflti¤i de bildirilmifltir (36).

Kurutulmufl karpuzlar›n baz› duyusal özellikleriÇizelge 3'de verilmifltir. Renk bak›m›ndan tercih


175

edilen örnek konveksiyonel kurutulmufl örnekolup 5.06±2.23 puan alm›flt›r. Dondurularakkurutulan örneklerin renginin aç›k olmas›panelistleri olumsuz yönde etkilemifltir. Tatbak›m›ndan en fazla be¤enilen örnek dondurularakkurutulmufl örnekler olup 6.28±2.45 puan alm›flt›r.Konveksiyonel kurutmada örneklerin HMFiçeri¤inin artm›fl olmas› örneklerin tad›na etkietmifl olabilir. Koku bak›m›ndan benzer puanlaralm›fllard›r. Genel izlenimde de yine benzerpuanlar alm›fllard›r.

SONUÇ

Kurutulmufl karpuzun su aktivitesi de¤erlerikonveksiyonel ve dondurularak kurutulanlardas›ras›yla 0.255 ve 0.120 olarak belirlenmifltir.Konveksiyon ile kurutulanlarda enzimatik olmayande¤iflimler devam etti¤inden daha fazla HMFoluflmufltur. Ancak dondurularak kurutulanörneklerde ise su aktivitesi 0.120 civar›ndaoldu¤undan oksidatif de¤iflimlere maruz kalaraklikopen içeri¤inde daha fazla azalmalar tespitedilmifltir. Dondurularak kurutulanlarda örneklerinölçülen renk de¤erlerinden L* ve hue* de¤erleriartm›fl, a* de¤eri azalm›fl ve tazelerine göre ençok renk de¤iflimi dondurularak kurutuluflörneklerde görülmüfltür. Konveksiyonel kurutulmuflörneklerin toplam karotenoid ve HMF içerikleriyüksek bulunmufltur. Askorbik asit içeriklerindekonveksiyonel kurutulanlarda azalma olurkendondurularak kurutulmufl ürünlerde art›fl tespitedilmifltir. Kurutulmufl karpuzlar›n duyusalde¤erlendirmesinde renk bak›m›ndan konveksiyonelkurutulufl örnek olurken tat bak›m›ndan en fazlabe¤enilen dondurularak kurutulmufl örneklerolmufltur.

Kurutulmufl karpuzlar›n rengi daha aç›lsa dalikopen aç›s›ndan daha da yo¤unlaflm›flt›r.Dondurularak kurutulan örneklerin rengi tazesinegöre çok farkl›laflm›flt›r. Rengin ve likopeniçeri¤inin korunmas›nda konveksiyonel kurutmadaha etkili olmufltur. Ancak dondurularakkurutulan karpuzlar ise fleklini daha iyi korumufltur.

Teşekkür

Bu çal›flman›n gerçeklefltirilmesinde katk› sunanZ. Gözde Çitil, Buket Can ve Z. Abidin Öztürk'eteflekkür ederiz.

KAYNAKLAR

1. Anon 2007. Karpuz, Türk Standartlar› Enstitüsü,TS 1132 Ankara

2. Hardenburg RE, Watada AE, Wang CY. 1986.The commercial storage of fruits, vegetables, andflorist and nursery stocks, USDA AgriculturalHandbook 66, 130pp, Department of Agriculture,Washington, DC. pp. 12-62.

3. FAO 2013. Food and Agriculture Organizationof the United Nations. (http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/E ). (Accessed 08 September2016)

4. TÜ‹K, 2015. Türkiye ‹statistikler Kurumu/Bitki-sel üretim istatistikleri (http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1001, Accessed 08 Eylül2015)

5. Perkins-Veazie P, Collins JK, Clevidence B.2007. Watermelons and health. Acta Hortic731:121-128.

6. Rice-Evans CA, Miller NJ, Paganga G.1996.Structure antioxidant activity relationships offlavonoids and phenolic acids. Free Radic BiolMed 20(7):933-956.

7. Giovannucci E. 1999. Tomatoes, tomato-basedproducts, lycopene, and cancer: Review of theepidemiologic literature. J Natl Cancer I 91: 317-331.

8. Rao AV. 2006. Tomatoes, Lycopene and HumanHealth. Preventing Chronic Diseases, CaledonianScience Press Ltd, Badalona, Spain, pp 39-64.

9. Bramley PM. 2000. Is lycopene beneficial tohuman health? Phytochemistry. 54(3):233-236.

10. Falade K, Igbeka J, Ayanwuy› F. 2007. Kineticsof mass transfer and color changes during osmoticdehydration of watermelon. J Food Eng 80:979-985.

Çizelge 3. Kurutulmufl Karpuzlar›n Baz› Duyusal Özellikleri Table 3.Some Sensory Properties of Dried Watermelon

Konveksiyonel Kurutulmufl Karpuz Dondurularak Kurutulmufl KarpuzConventional Dried Watermelon Freeze Dried Watermelon

Renk Color 5.06±2.23 3.70±2.43Tat Taste 4.62±2.42 6.28±2.45Koku Smell 4.45±2.40 4.70±3.10Genel ‹zlenim Overall Impression 5.12±1.54 5.87±2.50

176


11. Quek S, Chok N, Swedlund P. 2007. Thephysicochemical properties of spray-driedwatermelon powders. Chem Eng Process 46:386-392.

12. Nguyen M, Schwartz S. 1998. Lycopene stabilityduring food processing. Exp Biol Med 218:101-5.

13. Shi J, Maguer ML. 2000. Lycopene in tomatoes:Chemical and physical properties affected by foodprocessing. Crit Rev Food Sci 40(1):1-42.

14. Marques LG, Silveira AM, Freire JT. 2006.Freeze-drying characteristics of tropical fruits.Drying Tec 24, 457-463.

15. Shofian NM, Hamid AA, Osman A, Saari N,Anwar F, Pak Dek MS, Hairuddin MR. 2011.Effect of freeze-drying on the antioxidantcompounds and antioxidant activity of selectedtropical fruits. Int J Mol Sci 12: 4678-4692.

16. AOAC. 1990. Official Method of Analysis, 15th.Edition, Washington DC, USA.

17. Lee HS, Castle WS, Coates GA. 2001.High-performance liquid chromatography for thecharacterization of carotenoids in the new sweetorange (Earlygold) grown in Florida, USA. JChromatog A 913:371-377.

18. Lee HS, Coates G A. 1999. Thermal pasteurizationeffects on color of red grapefruit juices. J Food Sci64(4):663-666.

19. Gökmen V, Acar J. 1998. An investigation onthe relationship between patulin and fumaricacid in apple juice concentrates. Lebensm-WissTechnol 31:480-483.

20. Zappala M, Fallico B, Arena E, Verzera A.2005. Methods for the determination of HMF inhoney: A comparison. Food Control 16:273-277.

21. Meléndez-Martínez AJ, Vicario IM, HerediaFJ. 2007. Carotenoids, color and ascorbic acidcontent of a novel frozen-marketed orange juice.J Agric Food Chem 55:1347-1355.

22. Rodriguez-Amaya DB (ed). 2001. A guide toCarotenoid Analysis in Foods. In: General Procedureand Sources of Errors in Carotenoid Analysis. ILSIPress, pp.23-31.

23. Altu¤ T. 1993. Duyusal Test Teknikleri. EgeÜniversitesi Mühendislik Fakültesi. Ders Kitaplar›Yay›n No: 28, ‹zmir, Türkiye, 55s.

24. Maynard DN. (ed) 2001. An introduction to thewatermelon. In: Watermelons: characteristics,production, and marketing. Alexandria: ASHSPress. pp. 9-20.

25. Saini S, Bains G. 1994. A new method formechanized production of watermelon seedsand juice. Indian Food Packer 2: 55-57.

26. Uddin MB, Nanjundaswamy AM. 1982.Studies on processing of watermelons for juice.Bangladesh J Sci Ind Res 17(1/2):80-86.

27. Taper LJ, Mcneil DA, Ritchey SJ. 1985. Yieldsand nutrient content of selected fresh fruits. J AmDiet Assoc 85(6):718-720.

28. Perera CO. 2005. Selected quality attributes ofdried foods. Dry Tec, 23:717-30.

29. Arocho YD, Bellmer D, Maness N, McGlynnW, Rayas–Duarte P. 2012. Watermelon pomacecomposition and the effect of drying and storageon lycopene content and color. J Food Quality35(5):331-340.

30. Miers J,Wong F, Harris J, Dietrich W. 1958.Factors affecting storage stability of spray-driedtomato powder. Food Tec 10:542-548.

31. Shi J, Maguer ML, Kakuda Y, Liptay A,Niekamp F. 1999. Lycopene degradation andisomerization in tomato dehydration. Food ResInt 32:15-21.

32. Kus S, Gogus F, Eren S. 2005.Hydroxymethylfurfural content of concentratedfood products. Int J Food Prop 8:367-375.

33. Sharma S K, Lemaguer M. 1996. Kinetics oflycopene degradation in tomato pulp solidsunder different processing and storage conditions.Food Res Int 29(3-4):309-315.

34. Zanoni B, Peri C, Nani R, Lavelli V. 1999.Oxidative heat damage of tomato halves asaffected by drying. Food Res Int 31: 395-401.

35. Hawlader MNA, Perera CO, Tian M, Yeo KL.2006. Drying of guava and papaya: Impact ofdifferent drying methods. Drying Tec 24, 77-87.

36. Jayaraman KS, Ramanaja MN, Dhakne YS,Vijayaraghavan PK. 1982. Enzymatic browning insome varieties as related to PPO activity and otherendogenous factors. J Food Sci Tec 19:181-185.

177

TOKSİK GLUTEN PEPTİTLERİN DETOKSİFİKASYONUNDA YENİYÖNTEMLER VE GLUTEN TOKSİSİTESİNİN BELİRLENMESİ

Özet

Bu¤day, arpa ve çavdarda ve yulaf›n baz› çeflitlerinde bulunan s›ras›yla gliadin, hordein, sekalin veavenin prolamin proteinlerine karfl› oto-immün sistemin intolerans göstermesinden kaynaklanan sindirimsistemi rahats›zl›¤›na çölyak hastal›¤› denmektedir. Çölyak hastalar› için toksik olan bu¤day, arpa veçavdar prolaminleri, terminolojide genellikle "gluten" olarak adland›r›l›r. Prolamin proteinlerinin inceba¤›rsakta k›smen hidrolizi sonucu oluflan toksik gluten peptitler ince ba¤›rsaklarda villilerin körelmesive iltihaplanma gibi karakteristik belirtilere sebep olurlar. Glutensiz diyet, çölyak hastalar› için güvenlitek uygulamad›r. Codex Alimentarius Commission (CAC), glutensiz g›dalar›n gluten içeri¤i eflik de¤erini<20 mg/kg, düflük gluten içerikli g›dalar›n ise <100 mg/kg olarak belirlemifltir. Glutensiz g›da üretimiiçin son y›llarda yeni gluten detoksifikasyon yöntemleri araflt›r›lmaktad›r. Bunlar, bakteri veya küfkaynakl› gluten-spesifik peptidazlar›n kullan›ld›¤› enzimatik yöntemler, ekfli hamur uygulamas›,tah›llar›n çimlendirilmesiyle aktifleflen gluten-spesifik peptidazlar ile glutenin oto-sindirimi, mikrobiyeltransglutaminaz›n transamidasyonu yoluyla detoksifikasyon gibi baz› alternatif yöntemlerdir. Glutenintespitinde immünolojik teknikler önemli rol oynamaktad›r. CAC taraf›ndan belirlenen resmi standartmetot, R5 antikorunu kullanan kompetetiv ELISA yöntemidir.

Anahtar kelimeler: Çölyak hastal›¤›, gluten toksisitesi, detoksifikasyon yöntemleri, gluten analizi

NEW METHODS FOR DETOXIFYING OF TOXIC GLUTEN PEPTIDES AND DETERMINATION OF GLUTEN TOXICITY

Abstract

Celiac disease (CD), which is a gastrointestinal disorder, is an auto-immune intolerance against prolamineproteins, like gliadin, hordein, secalin and avenin, of wheat, barley, rye and in some varieties ofoats, respectively. Prolamins of wheat, barley and rye, which are toxic to celiac patients, are generallyrecognised as ‘gluten’ terminologically. Toxic gluten peptides, which are formed through partialhydrolysis of prolamin proteins, cause characteristic inflammation and villous atrophy in upper smallintestine of celiac patients. Gluten-free diet is the only safety treatment for celiac patients. CodexAlimentarius Commission (CAC) determined that the threshold values of gluten content in gluten-freefoods and foods containing low levels of gluten are <20 mg/kg and <100 mg/kg, respectively. For theproduction of gluten-free products, the novel gluten detoxifying methods have recently been investigated.These are alternative methods, such as enzymatic approaches like using gluten-specific peptidasesobtained from fungi or bacteria, sourdough practices, autolysis of gluten with activated gluten-spesificpeptidases during germination of cereals, using microbial transglutaminase fulfilling transamidationreactions. Immunologic technics play an important role in the quantification of gluten. The officialstandart method issued by CAC is the competitive ELISA method using R5 antibody.

Keywords: Celiac disease, gluten toxicity, detoxifying methods, gluten quantification

Ezgi Karademir, Erkan Yalçın*

Abant ‹zzet Baysal Üniversitesi, Mühendislik Mimarl›k Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Gölköy Kampüsü, Bolu



Derleme/Review

* Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; [email protected], ✆ (+90) 374 254 1000 / 4832, (+90) 374 253 4558

GIDA (2017) 42 (2): 177-185doi: 10.15237/gida.GD16078

178

ÇÖLYAK HASTALIĞI VE PROLAMİN PROTEİNLERİ

Çölyak hastal›¤› için kullan›lan ‘gluten’ terimigenel olarak bu¤day, arpa, çavdar ve yulafta veyabunlar›n melezlerinde bulunan, baz› insanlar›nintolerans gösterdi¤i, suda ve 0.5 mol/L NaCl’deçözünemeyen proteinler olarak tan›mlanm›flt›r.Prolamin proteinleri olarak adland›r›lan buproteinler, ayn› tah›llar›n depo proteinlerindenolup, %40-70’lik etil alkol ile ekstrakte edilebilenve bu¤day gluteninin %50’sini (gliadinler) oluflturanproteinlerdir (1). Çölyak hastal›¤›, beslenmeyleal›nan gluten proteinlerinin prolin ve glutaminaminoasitleri ile zengin olmas› sebebiyle inceba¤›rsakta sindirime direnç göstermesi ile bafllayanve oto-immün sistemde meydana gelen ba¤›rsakrahats›zl›¤›d›r. Dünyadaki nüfusun %1’inietkilemektedir ve tek çaresi glutensiz beslenmedir(1). Bu sebeple, glutensiz g›da üretimive ürünlerdeki gluteni do¤ru ve kesin olarakbelirleyecek yöntemin seçimi en önemli hedeflerolmufltur.

TOKSİK GLUTEN PEPTİTLERİ

Çölyak hastalar› için toksik olan bu¤day, arpa veçavdar prolaminleri, terminolojide genellikle"gluten" terimi alt›nda toplanm›flt›r. Son çal›flmalardayulaf›n sadece baz› çeflitlerinin toksik oldu¤u veyulaf prolaminlerini birçok çölyak hastas›n›ntolere edebildi¤i bildirilmifltir. Bu¤day, çavdar,yulaf ve arpada bulunan s›ras›yla gliadinler,sekalinler, aveninler ve hordeinler ‘prolamin tipproteinler’ olarak tan›mlanm›flt›r (2-7). Çizelge

1’de bu¤day, çavdar ve arpan›n çölyak hastal›¤›nasebep olan prolamin proteinleri ile bu¤day›nglutenin proteinleri ayr›nt›l› olarak gösterilmifltir(2, 8, 9).

Gliadin ve di¤er prolaminlerde bulunan prolin(~%15) ve glutamin (~%35) aminoasitlerincezengin peptit dizilerinin, çölyak hastal›¤›nasebep olan epitoplar oldu¤u bilinmektedir (10).Farkl› uzunluklardaki bu peptitlerin N- ya daC- terminallerindeki peptit ba¤lar›, gastrik-pankreatikve ince ba¤›rsak membran›ndaki proteolitiksindirim enzimlerine karfl› dirençlidirler (11).Bu¤day›n, immün epitop veri taban›nda (ImmuneEpitope Database- IEDB), çölyak hastal›¤›yla iliflkili190 adet T-hücresi uyarabilen epitopu belirlenmifl,bunun 94 tanesi α-gliadin geninde, 74 tanesiγ-gliadin geninde, 12 tanesi ω-gliadin geninde, 8tanesi düflük moleküler a¤›rl›kl› (LMW) gluteningeninde ve 2 adet epitopu ise yüksek molekülera¤›rl›kl› (HMW) glutenin genlerinde toplanm›flt›r(12). Çölyak hastal›¤› bir dizi reaksiyon sonucundameydana gelir. ‹lk olarak, do¤al veya dokutransglutaminaz›n›n deamidasyonu ile oluflan venegatif yüklü aminoasitleri (Glu, Asp) içeren glutenpeptitleri, lökosit antijenleri olan HLA-DQ2 veHLA-DQ8’e (HLA class II geni taraf›ndansentezlenen ve olgun a¤açs› hücrelerin yüzeyindebulunan antijen moleküller) ba¤lan›rlar. Buantijenik reaksiyon, T-hücrelerinin ve bununsonucunda, inflamatör sitokinlerin (interferon-γveya interleukin-4) ve matriks metaloproteinazlar›naktivasyonuna yol açar. Bu durum ise mukozaly›k›m ve epitel hücrelerinin körelmesine sebepolur ve en sonunda ince ba¤›rsakta yang› ve

E. Karademir, E. Yalçın

Çizelge 1. Triticeae alt s›n›f›ndan bu¤day, çavdar ve arpan›n çölyak hastal›¤›na sebep olan prolamin proteinleri ile bu¤day›n gluteninproteinleri (2, 8, 9).

Bu¤day Çavdar Arpa(Triticum aestivum) (Secale cereale) (Hordeum vulgare)

HMWa polimerik grup HMW-gluteninlerb HMW-sekalinler D-hordeinler(67 000-88 000 MWc) (>75 000 MW) (105 000 MW)

Kükürt-fakir MMWa ω-gliadinler (ω1-, ω2- ω5-) ω-sekalinler C-hordeinlermonomerik prolaminler (46 000-74 000 MW) (48 000-53 000 MW) (55 000-75 000 MW)

Kükürt-zengin LMWa LMW-gluteninlerd γ-75k-sekalinler B-hordeinlerpolimerik (agregat) grup (30 000-45 000 MW) (40 000-75 000 MW) (32 000-46 000 MW)

Kükürt-zengin LMW α-, β- ve γ-gliadinler γ-40k-sekalinler γ-hordeinlermonomerik prolaminler (30 000-45 000 MW) (40 000-75 000 MW) (32 000-46 000 MW)a HMW: Yüksek Molekül A¤›rl›kl›; MMW: Orta Molekül A¤›rl›kl›; LMW: Düflük Molekül A¤›rl›kl›b ‹ndirgeyici ajan içeren çözeltilerde çözünen, %60’l›k 1-propanolde çözünemeyen indirgenmifl (reduced) alt-birimlerc MW: Moleküler A¤›rl›kd ‹ndirgeyici ajan içeren çözeltilerde ve %60’l›k 1-propanolde çözünebilen indirgenmifl (reduced) alt-birimler

iltihaplanma meydana gelir. Uyar›lan T-hücreleriise, B-hücrelerinin aktivasyonuna yol açar,bunlar ise gluten peptitleri (antijen) veya dokutransglutaminaz›na (oto-antijen) karfl› serum IgA veIgG antikorlar›n›n gelifltirilmesini sa¤lar (2, 3, 13, 14).

GLUTEN DETOKSİFİKASYON YÖNTEMLERİ

Son y›llarda, tüm dünyada gluten kaynakl›hastal›klar›n art›fl göstermesi, bu hastal›klara karfl›fark›ndal›¤›n artmas›na ve gluten tespiti için hassasmetotlar›n gelifltirilmesine sebep olmufltur (1).Codex Alimentarius Commission (CAC) standartlar›nauygun glutensiz (<20 mg/kg) g›dalar›n üretimiiçin çeflitli gluten detoksifikasyon yöntemleriliteratürde belirtilmifltir.

Mikrobiyel, fungal ve bitki-böcek zararlılarıkaynaklı peptidazların kullanımı

Farkl› kaynaklardan elde edilen, prolince zengingluten peptitlerine spesifik proteaz uygulamas›,gluten peptitlerinin lenf dokusuna ulaflmadan Thücreleri taraf›ndan tan›nmayacak flekilde en fazla9 aminoasit içeren k›sa fragmentlere parçalanmas›n›amaçlar (15, 16). "Proteaz" veya "peptidaz" terimi,oligopeptitlerin ya da daha büyük proteinlerin,terminal uçlar›ndaki veya iç k›s›mlar›ndaki peptitba¤lar›n› k›ran enzimleri ifade eder (17).

Oral yoldan enzim takviyesiyle prolin spesifik veglutamin spesifik proteazlar›n birlikte kullan›larak,gastrointestinal sistemde gluten degradasyonununteflvik edilmesi (18, 19), uygulama kolayl›¤› vedüflük riskli yan etkileri bak›m›ndan önemkazanm›flt›r (20). Uygulamadaki iki önemli nokta;proteazlar›n immünolojik gluten epitoplar›ndakiprolin ve glutamince zengin dizileri parçalayabilmeyetene¤ine sahip olmas› ve ayr›ca mide ve/veyaince ba¤›rsak sisteminde etkin ve kararl› yap›daolmalar› gerekti¤idir (21). Prolil-endopeptidazlar(PEPs), karboksil ucunda bulunan prolin kal›nt›lar›aras›ndaki peptit ba¤lar›n› hidroliz edebilen enzimgrubudur. In-vitro ve in-vivo yap›lan çal›flmalardaAspergillus niger, Flavobacterium meningosepticum,Myxococcus xanthus ve Sphingomonas capsulatagibi birçok bakteri ve küf kaynakl› PEP’in (22)gastrointestinal sistemin pH aral›¤›nda, yap›s›n›ve fonksiyonunu muhafaza ederek, prolincezengin immunojenik gliadin peptitlerini kolayl›klahidrolize etti¤i kan›tlanm›flt›r (23, 24).

Son y›llarda bitki zararl›lar›ndan elde edilenenzimlerin, g›da proteinlerinin hidrolizindebiyokatalizör olarak rol almas›n›n kan›tlanmas›yla,gluten-spesifik peptidazlar›n tah›l zararl›lar›ndanelde edilmesi üzerine yap›lan çal›flmalarayo¤unlafl›lm›flt›r. Süne olarak bilinen Eurygasterspp. gibi çeflitli tah›l zararl›lar›ndan elde edilen‘serin endopeptidaz’ ve ‘sistein endopeptidaz’grubu enzimlerin (25), gluten proteinlerini etkinbir flekilde hidroliz etti¤i belirlenmifltir (10). Belliret al. (2014), çörek otu olarak bilinen Nigella sativatürü bitkiden elde ettikleri enzim ile gluteningliadin fraksiyonunun tümünün y›k›m›n› 24 saatlikinkübasyon sonucunda gerçeklefltirmifllerdir (26).

Ekşi hamur uygulaması ile detoksifikasyon

Glutensiz g›dalar›n üretimi için glutendetoksifikasyonunda kullan›lan, proteolitikaktiviteye sahip laktik asit bakterileri ve küfproteazlar›n›n kombinasyonuyla yap›lan ekflihamur fermantasyonu, prolin içeren baz› potansiyeltoksik peptitlerin hidrolize edildi¤i kompleks biryöntemdir (15, 27). Ekfli hamur ile proteolizyöntemiyle bakteriyal peptidazlar›n yan› s›ra,aspartikpeptidazlar ve karboksipeptidazlar gibi(28, 29) bu¤day ve çavdar unlar›nda bulunanasidik enzimlerin fermantasyon koflullar›ndaaktivasyonuyla, prolaminlerin çözünürlü¤üartt›¤›ndan, proteolik parçalanmaya uygun birortam oluflur (30) ve tah›l prolaminlerinindegradasyonu gerçeklefltirilir (13). Di Cagno etal. (2010), Lb. alimentarius 15M, Lb. brevis 14G,Lb. sanfranciscensis 7A ve Lb. hilgardii 51Bbakterilerini kullanarak in-vitro koflullarda yapt›klar›çal›flmada (10, 28) ekfli hamur fermantasyonu ileα-gliadindeki 31-43 aminoasitler aras› fragmentlerinve ayr›ca albumin ve globulin fraksiyonlar›n›nönemli oranda hidroliz edildi¤ini göstermifllerdir (10).

Rizzello et al. (2014), ekfli hamurdan izole edilenlaktobasiller ile küf proteazlar›n›n kombinasyonunuuygulayarak, gluten konsantrasyonunu 10 mg/kg’›nalt›na düflürmüfllerdir. Bu çal›flmada ekfli hamur;her sufl miktar› 109 kob/ml hamur olacak flekildeçeflitli Lactobacillus sufllar› ve Aspergillus niger veAspergillus oryzae kaynakl› proteazlar kullan›larak,48 saat 37°C s›cakl›kta fermantasyon uygulamas›ylaelde edilmifltir. Ekfli hamurdan ekstrakte edilenprotein fraksiyonlar› alt› hastadan al›nan inceba¤›rsak mukozas›nda (in-vitro organ kültürü)

Toksik Gluten Peptitlerin Detoksifikasyonunda Yeni Yöntemler...

179

180

inkübe edildi¤inde, herhangi bir intestinal T hücresiaktivitesine rastlanmam›flt›r (30). Angelis et al.(2010)’nun yapm›fl olduklar› benzer bir çal›flmadada glutenin 72 saat 37°C s›cakl›kta mikrobiyelproteazlar ile hidrolizasyonu sonucunda glutenmiktar› 20 mg/kg’›n alt›na düflürülebilmifltir (31).

Glutensiz ekmek üretiminde ekfli hamuruygulamas›yla yap›lan mikrobiyel fermantasyonun,ürün tekstürünü (32, 34) ve hacmini gelifltirdi¤i(4, 32), laktik asit ve alkol fermantasyonuylagerçekleflen biyotransformasyon reaksiyonlar› ilebaz› biyoaktif bileflenleri (esansiyel aminoasitler,esansiyel ya¤ asitleri) ortaya ç›kararak g›dan›ntad›n› ve besinsel de¤erini iyilefltirdi¤i, bayatlamay›geciktirdi¤i (32, 34), protein sindirilebilirli¤iniart›rd›¤›, normal koflullarda lisin ve sülfür içerenaminoasitler bak›m›ndan fakir olan bu¤dayunlar›n›n, lisin içeri¤ini ve sülfür içeren aminoasitmiktar›n› art›rd›¤› (30), antifungal aktivite gösterenlaktik asit bakterilerinin g›dalarda do¤al koruyucuolarak rol alabilece¤i belirlenmifltir (32, 34).Dolay›s›yla bu yaklafl›m›n, maliyet, fonksiyonellik,katk›s›z ürün içeri¤i (clean label), uzun raf ömrüve iyilefltirilmifl besin içeri¤i bak›m›ndan avantajl›bir yöntem oldu¤u ifade edilmifltir (34).

Tahılların çimlendirilmesiyle aktifleşenenzimler ile detoksifikasyon (oto-sindirim)

Bakteri ve küf proteazlar›n›n, prolince zengin toksikgluten peptitlerinin birço¤unun degradasyonunusa¤larken yavafl reaksiyon göstermeleri, baflkaenzimlerle birlikte yüksek konsantrasyondakullan›m ihtiyac›, maliyetlerinin fazla olmas› gibisebeplerden (16), tah›l enzimlerinin çimlendirmeifllemi ile aktiflefltirilmesiyle depo proteinlerininhidrolizinin sa¤lanmas›, gluten detoksifikasyonundafarkl› bir bak›fl aç›s› sa¤lam›flt›r.

Prolin ve glutamince zengin depo proteinleri,çimlenmenin ilk geliflim evresinde embriyoyaazot ve aminoasit kayna¤› sa¤lar (12, 16). Bununiçin çimlenme s›ras›nda sentezlenen endojen tah›lproteazlar›, proteinleri etkin bir flekilde hidrolizeederler (33). Bu uygulama, bira üretimindekimalta ifllemede oldu¤u gibi baz› üretim proseslerininbir parças›d›r (12, 16), çimlendirme süresincemineral, vitamin ve besinsel lif içeri¤inizenginlefltiren hemiselülaz, lipaz gibi di¤erenzimler de aktif hale geçer (35) ve uygulamaoldukça düflük maliyetlidir (7).

Glutensiz bira üretimi için yap›lan bir çal›flmada,çimlenme aflamas›nda ortaya ç›kan do¤rudangluten epitoplar›na spesifik endoproteinazlar›n(sistein proteinaz, serin proteinaz, metaloproteinazgibi) (36, 37) ve tanede bulunan aspartik proteinazve serin karboksipeptidazlar›n (13), gastrointestinalpeptidazlara karfl› dirençli P-Q, Q-P, P–F, L–P, veP–Y gibi aminoasitler aras›ndaki ba¤lar›, etkinolarak hidrolize etti¤i gösterilmifltir (7).

Hartmann et al. (2006), bu¤day, çavdar ve arpatanelerini 7 gün boyunca iki farkl› s›cakl›kta (15ve 30°C) çimlendirdiklerinde, glutelinlerindegradasyonunun 30°C’de, prolaminlerin ise15°C’de daha h›zl› oldu¤unu belirlemifllerdir.Proteolitik aktivitenin, tah›l kepeklerinde,unlar›ndan önemli derecede yüksek; bu¤day veçavdar kepe¤i ekstraktlar›n›n ise arpa ekstrakt›ndandaha aktif oldu¤unu saptam›fllard›r. ‹nkübasyonkoflullar›n›n çimlendirilmifl tah›l proteazlar›n›naktivitesi üzerine etkisini incelediklerinde, pH4.5 ve 50°C’de ve pH 6.5 ve 50-60°C’de proteolitikaktivitenin maksimum oldu¤unu ve tüm peptitlerinaminoasit say›s›n›n 9’dan düflük oldu¤unubildirmifllerdir (16). Tah›llar›n vejetasyon süresive nem içeri¤indeki art›fla ba¤l› olarak, son üründekigluten içeri¤inin do¤rusal olarak azald›¤›n›belirleyen Kerpes et al. (2016), en iyi sonucun(9300 mg gluten/ kg), %48 nem içerikli arpan›n 8gün, 18°C’de çimlendirilmesi ile sa¤land›¤›n›rapor etmifllerdir (36).

Mikrobiyel Transglutaminaz ile GlutenDetoksifikasyonu

Transglutaminaz (TG), peptit veya proteininyap›s›ndaki glutaminin, γ-karboksiamid grubu(-açil donörü) ile yine protein veya peptitlerin lisinaminoasidinin ε-amino grubu (-açil grubu al›c›s›)aras›nda açil-transfer reaksiyonunu katalizleyen,proteinler aras›nda inter- veya intramolekülerε-(γ-glutamil)-lisin izopeptit ba¤lar›n›n oluflumunusa¤layan bir polimerazd›r (4, 12, 25, 38). Dolay›s›ylaTG, deamidasyon ve transamidasyon/çaprazba¤lama reaksiyonlar›n› kataliz etmektedir.Doku-TG 2 (tTG) enzimi deamidasyon reaksiyonusonucunda, gluten peptitlerinin çölyak hastal›¤›n›ortaya ç›kar›fl›n› h›zland›rmaktad›r (12). Busebeple TG’nin transamidasyon reaksiyonu ilegluten detoksifikasyonu üzerinde daha çokdurulacakt›r.


Gliadinler, sekalinler ve hordeinlerde, prolin veglutamince zengin, tekrar eden birçok PQPQLPYpeptit dizilimi bulunur (39). Bu dizilim, tTG enzimiile deamidasyon reaksiyonunun meydana gelmesiiçin iyi bir substratt›r (25, 40). tTG enzimi, budizilimde ikinci defa tekrar eden glutamin (Q)aminoasidini deamidasyona u¤ratarak, peptitdizilimini PQPELPY olarak de¤ifltirir (39).Glutaminin amid gruplar›n›n ayr›larak, glutamikaside (E) deamidasyonu sonucu yeni epitoplar›noluflmas›yla, peptitlerin antijenlere (HLA-DQ2)ba¤lanma e¤ilimleri artarken, lisin aminoasidininmetil esteriyle transamidasyonu sonucu toksikpeptitlerin maskelenmesiyle ba¤lanma e¤ilimleriazalmaktad›r (25, 40). Asidik koflullarda tTG enzimi,glutaminin glutamik aside deamidasyonunu katalizeederken (41), alkali ortamda transamidasyonreaksiyonlar›n›n gerçekleflti¤i ve polipeptitzincirleri aras›nda çapraz ba¤ oluflumunungörüldü¤ü ifade edilmifltir (41, 42). Brzozowski(2015)’nin farkl› ortam koflullar›nda yapt›¤›çal›flmada, TG ile asidik koflullarda yap›lan proteinmodifikasyonunun immuno-reaktiviteyi art›rd›¤›,alkali koflullarda ise gluten içeri¤inin 61400mg/kg’dan 7200 mg/kg’a düfltü¤ü belirtilmifltir (41).

Heredia et al. (2014) lisin aminoasidininmikrobiyel-TG (mTG) etkisiyle glutaminaminoasidine ba¤lanma derecesini belirlemekamac›yla oluflturduklar› model sistemde, pH 8 ve %2L-lisin bulunan ortam koflullar›ndaki örneklerde,L-lisin ba¤lanmas›n›n daha yüksek oldu¤unuve bunun sonucunda gluten proteinlerininreaktivitesinin %42 oran›nda azalarak, glutenmiktar›n›n 1102 mg/kg’a düfltü¤ünügözlemlemifllerdir (43). TG uygulamas›ndainkübasyon süresinin etkisinin araflt›r›ld›¤› birbaflka çal›flmada (44), 8 U/g mTG ve 20 mM lisinetil ester (Lys-C2H5) ile bu¤day unu veya durumsemolina süspansiyonu haz›rlanarak, iki aflamal›inkübasyon yap›lm›flt›r. ‹lk aflamada, 30°C’de 2saat, ikinci aflamada tekrar taze enzim ve Lys-C2H5

ile 30°C’de 3 saat inkübasyondan sonra santrifüjyap›lm›flt›r. ‹ki aflamal› transamidasyon ifllemisonucunda, R5 ELISA analizi sonuçlar›na göre,ekmekteki son gluten miktar› 5.8 mg/kg, makarnadaise 13.7 mg/kg olarak tespit edilmifltir (44).

Sonuç olarak mTG’nin, tTG enzimine göre dahaspesifik olarak çal›flmas› sebebiyle (37);de/trans-amidasyon, substrat dizilimi, pH (25,

38), enzim konsantrasyonu ve primer aminlerinmiktar› gibi reaksiyon koflullar›na ba¤l› olarakaktivitesi de¤iflmektedir (38). Öte yandan buuygulamayla, glutamin ve lisin kal›nt›lar› aras›ndaçapraz kovalent ba¤ oluflumu ile hamurdakiprotein a¤›n›n kuvvetlendi¤i (4), g›dalarda su tutmakapasitesi, renk, aroma, tekstür ve viskoziteningeliflti¤i çeflitli çal›flmalarda ifade edilmifltir (38).

Basınç-Ezme-Kesme Etkisi ile Glutenin AntijenikÖzelliğinin Değiştirilmesi

Farkl› g›da iflleme teknolojileri ile g›da proteinlerindeyap›sal de¤ifliklikler meydana getirilerek antijeniközellikleri de¤iflikli¤e u¤rat›labilir. Örne¤inekstrüzyon teknolojisi ile bu¤day unu nemli ortamdayüksek bas›nç ve s›cakl›¤a tabi tutuldu¤undabu¤day depo proteinlerinin sindirilebilirli¤i veoluflan hidrolizatlar›n immünolojik özelliklerininde¤iflti¤i saptanm›flt›r. Ekstrüzyon ifllemindes›cakl›k, bas›nç, kesme kuvveti ve oksijen etkisiyleprotein yap›s›nda ve çözünürlü¤ünde de¤iflimlermeydana getirildikten sonra proteazlar ile hidrolizözellikleri de¤ifltirilebilir; hammaddedekipatojenler ve bozulma yapan mikroorganizmalaryok edilebilir veya azalt›labilir; hammaddedekibesleyici de¤eri azaltan bilefliklerin inaktivasyonuve niflasta jelatinizasyonu sa¤lanabilir (45).

Farkl› pH (3, 5, 7), s›cakl›k (80, 90, 100°C) vekesme kuvveti (shear stress, 500, 1000, 1500 1/s)kombinasyonlar› ile glutenin antijenitesi tamolarak yok edilememifltir. Rahaman et al. (2016) farkl›kombinasyonlar uygulad›klar› bu çal›flmalar›nda,pH 3’te ve 90°C’ye kadar uygulanan s›cakl›klarda,kontrol grubuna göre antijenitenin %30 azald›¤›n›tespit etmifllerdir. 100°C’den yüksek s›cakl›klardaise muhtemelen yeni epitoplar›n ortaya ç›kmas›sebebiyle antijenitenin artt›¤› belirtilmifltir. FakatpH 5 ve pH 7’de ve 100°C’de -tiol gruplar›n›nmodifikasyonuna ve baz› epitoplar›n parçalanmas›naveya maskelenmesine sebep olan yap›salde¤ifliklikler sonucunda antijen özelliklerinazald›¤› rapor edilmifltir (46).

GLUTENSİZ GIDA GÜVENLİĞİ İÇİN GLUTENANALİZİ

Glutensiz g›dalar, tarladan bafllayarak, hasat,tafl›ma, depolama ve üretim aflamalar› s›ras›ndagluten bulafl›s› tehdidi ile karfl› karfl›yad›r. CAC,


181

182


glutensiz g›da olarak etiketlenmifl g›dalar›n gluteniçeri¤i bak›m›ndan eflik de¤erini <20 mg/kg,düflük gluten içerikli g›dalar›n ise <100 mg/kgolarak belirtmifllerdir (47). Gliadin proteinlerininkarmafl›k ve polimorfizm göstermesi sebebiyle,toksik özellikteki alt birimlerinin tespitini ve bualt birimlerin modifikasyonlar› için yap›lançal›flmalar› zorlaflt›rmaktad›r. Glutensiz g›dalar›ngüvenli¤i ancak güvenilir bir flekilde gluten tespitiyapan ve miktar›n› belirleyen metotlar›n gelifltirilmesiile sa¤lanabilir (1). Günümüze kadar çölyak hastalar›için toksik prolamin tip proteinlerin tespitindeELISA, Western Blot gibi immunolojik teknikler;izoelektrik odaklama (IEF-isoelectric focusing),A-PAGE, SDS-PAGE gibi elektroforetik teknikler;RP-HPLC, yüksek performansl› kapiler elektroforez(HPCE-high performance capillary electrophoresis)gibi kromatografik teknikler; PCR (polymerasechain reaction) gibi genomik teknikler;MALDI-TOF/MS gibi proteomik tekniklergelifltirilmifltir (1, 39).

Glutenin tespitinde, prolamin proteini veantikorlar› aras›ndaki spesifik etkileflimlere dayananimmünolojik teknikler önemli rol oynamaktad›r.Codex Alimentarius Commission taraf›ndanbelirlenen resmi standart metot, R5 antikorunukullanan kompetetiv ELISA yöntemidir. R5 antikoru,bu¤day gliadininde, arpa hordeininde ve çavdarsekalininde bulunan ve çölyak hastal›¤›na sebepolan k›sa zincirli peptitlerin tekrar eden epitoplar›n›nbirço¤unu (QQPFP, LQPFP, QLPYP, QLPTP,QQSFP, QQTFP, PQPFP, QQPYP ve PQPFP)tan›ma kabiliyetine sahiptir (47). G12 ve A1 gibimonoklonal antikorlar›n da kullan›ld›¤› ELISAstandart metodu ile di¤er bir immün dominantpeptit olan ‘proteaz dirençli 33-mer α-gliadin’ detespit edilebilmifltir (48). Bu antikorlar›n g›dalardakitoksik peptitlerin ve gluten detoksifikasyonununbelirlenmesinde oldukça yararl› olduklar›kan›tlanm›flt›r (1, 49).

Antikorlara dayal› immüno-kimyasal ELISAyöntemi orijinal hedeflere oldukça spesifiktir veyüksek affinite gösterirler, fakat maliyetli biruygulamad›r. Antikorlar çeflitli manipülasyonlarakarfl› hassast›r, ayr›ca protein ekstraksiyonundakullan›lan indirgeyici kimyasallardan etkilenirler.ELISA yöntemine göre daha hassas sonuç verenPCR yöntemi, DNA biyo-iflaretleyici miktar›n›n

belirlenmesine dayanan di¤er bir alternatifyöntemdir. Yüksek spesifiklik ve duyarl›l›kgösteren PCR yöntemi ile glutence zengin bitkihücrelerindeki DNA biyo-iflaretleyici tespit edilir.PCR yönteminin, bitki hücresinin tan›mlanmas›ve miktar›n›n belirlenmesine odaklan›rken, toplamgluten içeri¤ini tespit etmede baflar›s›z oldu¤ubildirilmifltir (50).

Kütle spektrometresi (MS-mass spectrometry),unlardaki ve di¤er g›dalardaki prolaminleribelirlemede kullan›lan en önemli fiziksel metottur(1, 51). Protein ve peptitleri yüksek hassasiyetlebelirler, tan›mlar ve miktar›n› tespit eder. Bu metot,moleküllerin iyonizasyonuna dayan›r, iyonlarkütle/yük oran›na göre ayr›l›r ve ayr›lm›fl iyonlartespit edilir. MALDI-TOF/ MS, çölyak hastal›¤›nasebep olan toksik prolaminlerin tespitindekullan›lan ilk kütle spektrometrik yöntemdir. Fakatyöntemin, parçalanmam›fl gluten proteinlerininveya gluten hidrolizatlar›n›n analizinde, dizilimlerinbenzerli¤i sebebiyle yeterli olmad›¤› bildirilmifltir(1). MALDI-TOF/MS, 20-25 mg/kg’›n alt›ndakiprolaminleri tespit edemedi¤i için düflük prolaminiçeren g›dalarda yap›lan ELISA analiz sonuçlar›n›do¤rulayamamaktad›r (51).

SONUÇ

Çölyak hastal›¤›, genetik olarak yatk›n bireylerin,bu¤day gliadini veya di¤er prolaminlerinsindiriminden sonra, oto-immün sistemleriningösterdi¤i tepki reaksiyonlar› sonucu meydanagelen rahats›zl›kt›r ve dünyadaki toplam nüfusun%1’inde görülmektedir. Bu durum son on y›lda,glutensiz g›da üretimi için yap›lan çal›flmalar›nartmas›na sebep olmufltur. Bu çal›flmada, CAC veAvrupa Birli¤i mevzuat›nda belirtilen s›n›rlarçerçevesinde glutensiz g›da üretimi içinuygulanabilecek detoksifikasyon yöntemlerine vegluten tespitinde kullan›lan metotlara de¤inilmifltir.Bu potansiyel gluten detoksifikasyon faaliyetleri,g›da güvenli¤i, maliyet, verimlilik gibi faktörleraç›s›ndan teoride pozitif sonuçlar vermifltir, ancakdaha detayl› in-vivo çal›flmalar›n da yap›lmas›gerekti¤i göz önünde bulundurulmal›d›r.


183

KAYNAKLAR

1. Rosell CM, Barro F, Sousa C, Mena MC. 2014.Cereals for Developing Gluten-Free Products andAnalytical Tools for Gluten Detection, J Cereal Sci,59(2014): 354-364.

2. Wieser H, Koehler P. 2008. The BiochemicalBasis of Celiac Disease, Cereal Chem, 85(1): 1-13.

3. Camarca A, Del Mastro A, Gianfrani C. 2012.Repertoire of Gluten Peptides Active in CeliacDisease Patients: Perspectives for TranslationalTherapeutic Applications, Endocr Metab ImmuneDisord Drug Targets, 12(2): 207-219.

4. Gallagher E. (Ed.), 2009. Gluten-Free FoodScience and Technology, Wiley-Blackwell,Dublin, Ireland, 30, 85, 122 p.

5. Diaz-Amigo C, Popping B. 2012. Gluten andGluten-Free: Issues and Considerations of LabelingRegulations, Detection Methods and AssayValidation. J AOAC Int, 95 (2): 337-348.

6. Michalcová E, Potockál E, Chmelová D,Ondrejovic M. 2012. Study of Wheat ProteinDegradation During Germination, J MicrobiolBiotech Food Sci, 1(6): 1439-1447.

7. Knorr V, Kerpes R, Wieser H, Zarnkow M,Becker T, Koehler P. 2016. Production andApplication of Barley Malt Extract with HighPeptidase Activity for the Degradation of Glutenin Wort, Eur Food Res Technol, 242: 585-597.

8. Johansson E, Malik AH, Hussain A, Rasheed F,Newson WR, Plivelic T, Hedenqvist MS, GällstedtM, Kuktaite R. 2013. Wheat Gluten PolymerStructures: The Impact of Genotype, Environmentand Processing on Their Functionality in VariousApplications, Cereal Chem, 90(4): 367-376.

9. Shewry P R, Miles M J, Tatham A S. 1994. TheProlamin Storage Proteins of Wheat and RelatedCereals. Prog Biophys Mol Biol, 61: 37-59.

10. Mika N, Gorshkov V, Spengler B, Zorn H,Rühl M. 2015. Characterization of Novel InsectAssociated Peptidases for Hydrolysis of FoodProteins, Eur Food Res Technol, 240: 431-439.

11. Cavaletti L, Abbondi M, Brunati M, TaravellaA. December 2014. New Proteases Able toHydrolyze Gluten Peptides and Proteins at AcidicpH, from the Actinomycete Actinoallomurus, USPatent 0356345.

12. Comino I, de Lourdes Moreno M, Real A,Rodríguez-Herrera A, Barro F, Sousa C. 2013.The Gluten-Free Diet: Testing Alternative CerealsTolerated by Celiac Patients, Nutrients, 5: 4250-4268.

13. Loponen J. 2006. Prolamin Degradation inSourdoughs, Doctoral Thesis, University ofHelsinki, Helsinki, Finland.

14. Caputo I, Lepretti M, Martusciello S, EspositoC. 2010. Enzymatic Strategies to Detoxify Gluten:Implications for Celiac Disease, Enzyme Res,2010(5): 1-9.

15. Koehler P, Wieser H. 2011. Peptidases fordegradation of gluten and possible use in dietarytherapy, Proceedings of the 24th Meeting ofWorking Group on Prolamin Analysis and Toxicity,30 September-2 October, Ancona, Italy, 95-98 p.

16. Hartmann G, Koehler P, Wieser H. 2006.Rapid Degradation of Gliadin Peptides Toxic forCoeliac Disease Patients by Proteases fromGerminating Cereals, J Cereal Sci, 44(2006): 368-371.

17. Gass JD, Khosla C, Bethune M, Siegel MJ. July2014. Combination Enzyme Therapy for Digestionof Dietary Gluten, US Patent 8, 778, 338.

18. Siegel MJ, Park M. July 2014. Proteases forDegrading Gluten, US Patent 0205587.

19. Fernandez-Feo M, Wei G, Blumenkranz G,Dewhirst FE, Schuppan D, Oppenheim FG,Helmerhorst EJ. 2013. The Cultivable Human OralGluten-degrading Microbiome and Its PotentialImplications in Coeliac Disease and GlutenSensitivity, Eur J Clin Microbiol Infect Dis, 19:386-394.

20. Montserrat V, Bruins MJ, Edens L, Koning F.2015. Influence of Dietary Components onAspergillus niger Prolyl Endoprotease MediatedGluten Degradation, Food Chem, 174(2015):440-445.

21. Bethune MT, Khosla C. 2012. Oral EnzymeTherapy for Celiac Sprue, Methods Enzymol, 502:241-271.

22. Gass J, Ehren J, Strohmeier G, Isaacs I, KhoslaC. 2005. Fermentation, Purification, Formulationand Pharmacological Evaluation of a ProlylEndopeptidase From Myxococcus xanthus:Implications for Celiac Sprue Therapy, BiotechnolBioeng, 92(6): 674-684.

184


23. Plugis NM, Khosla C. 2015. TherapeuticApproaches for Celiac Disease, Best Pract Res ClGa, 29(2015): 503-521.

24. Kanerva P. 2011. Immunochemical Analysisof Prolamins in Gluten-free Foods, AcademicDissertation, University of Helsinki, Helsinki,Finland, 24 p.

25. Wieser H, Koehler P. 2012. Detoxification ofGluten by Means of Enzymatic Treatment, J AOACInt, 95(2): 356-363.

26. Bellir N, Bellir MN, Rouabah L. 2014. EnzymaticDegradation of Gliadin by Nigella sativa SeedsProtease: Implications for New Treatment of CeliacDisease, World J Pharm Sci, 3(12): 1555-1571.

27. Stoven S, Murray JA, Marietta E. 2012. CeliacDisease: Advances in Treatment via GlutenModification, Clin Gastroenterol H, 10(8): 859-862.

28. Cabrera-Chavez F, Calderon de la Barca AM.2010. Trends in wheat technology and modificationof gluten proteins for dietary treatment of coeliacdisease patients, J Cereal Sci, 52(2010): 337-341.

29. Loponen J, Mikola M, Katina K, Sontag-Strohm T, Salovaara H. 2004. Degradation ofHMW Glutenins During Wheat SourdoughFermentations, Cereal Chem, 81(1): 87-93.

30. Rizzello CG, Curiel JA, Nionelli L, VincentiniO, Di Cagno R, Silano M, Gobbetti M, Coda R.2014. Use of Fungal Proteases and Selected Sour-dough Lactic Acid Bacteria for MakingWheat Bread with an Intermediate Content ofGluten, Food Microbiol, 37: 59-68.

31. Angelis MD, Cassone A, Rizzello CG, GagliardiF, Minervini F, Calasso M, Di Cagno R, FrancavillaR, Gobbetti M. 2010. Mechanism of Degradationof Immunogenic Gluten Epitopes from Triticumturgidum L. var. durum by Sourdough Lactobacilliand Fungal Proteases, Appl Environ Microbiol,76(2): 508-518.

32. Deora, N. S., Deswal, A., Mishra, H. N., 2014.Alternative Approaches Towards Gluten-FreeDough Development: Recent Trends, Food EngRev, 6: 89-104.

33. M’hir S, Ziadi M, Chammem N, Hamdi M.2012. Gluten Proteolysis as Alternative Therapyfor Celiac Patients : A mini review. Afr J Biotechnol,11(29): 7323-7330.

34. Zannini E, Pontonio E, Waters DM, ArendtEK. 2012. Applications of microbial fermentationsfor production of gluten-free products andperspectives. Appl Microbiol Biotechnol, 93: 473-485.

35. Luoto S, Jiang Z, Brinck O, Sontag-Strohma T,Kanerva P, Bruins M, Edens L, Salovaara H,Loponen J. 2012. Malt hydrolysates for gluten-freeapplications: Autolytic and proline endopeptidaseassisted removal of prolamins from wheat, barleyand rye. J Cereal Sci, 56(2012): 504-509.

36. Kerpes R, Knorr V, Procopio S Koehler P,Becker T. 2016. Gluten-specific peptidase activityof barley as affected by germination and its impacton gluten degradation, J Cereal Sci, 68(2016): 93-99.

37. Stenman S. 2011. Coeliac Disease-inducingGluten In vitro harmfulness and detoxification bygerminating cereal enzymes, Academic Dissertation,University of Tampere, Tampere, Finland.

38. Lerner, A., Matthias, T., 2015. Food IndustrialMicrobial Transglutaminase in Celiac Disease:Treat or Trick, Intern J Celiac Disease, 3(1): 1-6.

39. Haraszi R, Chassaigne H, Maquet A, UlberthF. 2011. Analytical Methods for Detection of Glutenin Food-Method Developments in Support ofFood Labeling Legislation, J AOAC Int, 94(4):1006-1025.

40. Cabrera-Chavez F, Rouzaud-Sandez O,Sotelo- Cruz N, Calderon De La Barca AM. 2008.Transglutaminase Treatment of Wheat and MaizeProlamins of Bread Increases the Serum IgAReactivity of Celiac Disease Patients, J Agric FoodChem, 56: 1387-1391.

41. Brzozowski B. 2016. Immunoreactivity ofwheat proteins modified by hydrolysis andpolymerisation, Eur Food Res Technol, 242:1025-1040.

42. Gianfrani, C, Siciliano RA, Facchiano AM,Camarca A, Mazzeo MF, Constantini S, SalvatiVM, Maurano F, Mazzarella G, Iaquinto G, BergamoP, Rossi M, 2007. Transamidation of Wheat FlourInhibits the Response to Gliadin of Intestinal TCells in Celiac Disease, Gastroenterology, 133(3):780-789.

43. Heredia, N., Chavez, F. C., Islas-Rubio, A.,Calderon, A. M., 2014. Transamidation of GlutenProteins During the Bread-Making Process ofWheat Flour to Produce Breads with LessImmunoreactive Gluten, Food Funct, 5: 1813-1818.


185

44. Bergamo P, Gianfrani C, Capobianco F,Moscaritolo S, Rossi M. 2011. Transamidation ofWheat: An enzyme strategy to detoxify gluten,Proceedings of the 24th Meeting of WorkingGroup on Prolamin Analysis and Toxicity, 30Sep-2 Oct, Ancona, Italy, 91-94 p.

45. Cui C, Zhao H, Zhao M, Chai H. 2011. Effectsof Extrusion Treatment on Enzymatic HydrolysisProperties of Wheat Gluten, J Food Process Eng,34(2011): 187-203.

46. Rahaman T, Vasiljevic T, Ramchandran L.2016. Shear, heat and pH induced conformationalchanges of wheat gluten – Impact on antigenicity,Food Chem, 196 (2016): 180-188.

47. Colgravea ML, Goswamia H, Blundellb M,Howittb CA, Tannerb GJ. 2014. Using massspectrometry to detect hydrolysed gluten in beerthat is responsible for false negatives by ELISA, JChromatogr A, 1370 (2014): 105-114.

48. Hager AS, Taylor JP, Waters DM, Arendt EK.2014. Gluten free beer-A review, Trends Food SciTech, 36 (2014): 44-54.

49. Comino I, Real A, Moreno ML, Montes R,Cebolla A, Sousa C. 2013. Immunologicaldetermination of gliadin 33-mer equivalentpeptides in beers as a specific and practicalanalytical method to assess safety for celiacpatients. J Sci Food Agric, 93, 933-943.

50. Pinto A, Nadal P, Henry O, Svobodova M.2013. Label-Free Detection of Gliadin Food AllergenMediated by Real-Time Apta-PCR, Anal BioanalChem, 406:515-524.

51. Mujico JR, Lombardía M, Mena MC, MéndezE, Albar JP. 2011. A highly sensitive real-time PCRsystem for quantification of wheat contaminationin gluten-free food for celiac patients, FoodChem, 128(2011): 795-801.

PÜSKÜRTMELİ KURUCUTU İLE MİKROENKAPSÜLE EDİLMİŞ NANE (MENTHA PIPERITA VE MENTHA SPICATA)

ESANSİYEL YAĞININ SALINIM PROFİLİ

Özet

Bu çal›flmada gam arabik-maltodekstrin (%38-62) kombinasyonu ve %100 gam arabik nane (Menthapiperita ve Mentha spicata) esansiyel ya¤›n›n mikroenkapsülasyonu için kaplama materyali olarakkullan›lm›flt›r. 4 farkl› nane (Mentha piperita ve Mentha spicata) esansiyel ya¤› püskürtmeli kurutucuile toz haline getirilmifltir. Mikroenkapsüle haldeki örnekler fanl› etüvlerde 160, 180 ve 200 °C’de belirliaral›klarla örnekleme yap›larak h›zland›r›lm›fl depolamaya al›nm›flt›r. Mikroenkapsüle örneklerde kalanya¤ miktar› Gaz kromotografisi-Alev iyonizasyon dedektörü (GC-FID) ile belirlenerek örneklerinreaksiyon kinetikleri incelenmifltir. Nane (Mentha piperita ve Mentha spicata) esansiyel ya¤ sal›n›m›n›n0. derece reaksiyon kineti¤ine uygun oldu¤u belirlenmifltir. Ayr›ca mikroenkapsüle edilmifl örneklerinaktivasyon enerjileri, z ve Q10 de¤erleri birbirinden farkl› bulunmufl ve s›cakl›k artt›kça örneklerinyar›lanma süresi ve desimal azalma süresinin (D) azald›¤› görülmüfltür.

Anahtar kelimeler: Mentha spicata, Mentha piperita, esansiyel ya¤, mikroenkapsülasyon, kinetik

RELEASE PROFILE OF MINT (MENTHA SPICATA AND MENTHA PIPERITA) ESSENTIAL OIL MICROENCAPSULATED

BY SPRAY DRYER

Abstract

Gam arabic-maltodextrin-gam arabic (38-62%) combination and 100% gam arabic as wall materialswere used for microencapsulation of mint (Mentha spicata and Mentha piperita) essantial oil. Mint(Mentha spicata and Mentha piperita) essential oil was microencapsulated by spray dryer. Reactionkinetics of these microcapsules were evaluated with accelerated storage. For this purpose, microcapsuleswere put in oven at 160, 180 and 200 °C and they were taken out at specific times to determine amountsof essential oils by Gas Chromatography- Flame Ionization Dedector (GC-FID). It was determined thatrelease profile of mint (Mentha spicata and Mentha piperita) essential oil was appropriate to zero-orderreaction. The activation energy, z and Q10 values of microcapsules were evaluted different each other.Additionally, it was observed that half-life and decimal reduction time (D) decreased when temperatureincreased.

Keywords: Mentha spicata, Mentha piperita, essential oils, microencapsulation, kinetic

Bülent Başyiğit1*,Mustafa Çam2

1Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi G›da Mühendisli¤i Bölümü, fianl›urfa2Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi G›da Mühendisli¤i Bölümü, Kayseri





GIDA (2017) 42 (2): 186-196doi: 10.15237/gida.GD16090

186

GİRİŞEsansiyel ya¤lar›n aroma terapisinde kullan›m›son y›llarda art›fl göstermektedir. Nane uçucuya¤› yat›flt›r›c›, uyar›c›, antiviral ve antibakteriyeletkiler sergilemektedir (1, 2). Nanenin de en çoküzerine çal›fl›lan ve kullan›m aç›s›ndan da enyayg›n k›sm› esansiyel ya¤ fraksiyonudur (3).

Mentha türü Lamiaceae ailesine ait olup 18türden oluflmaktad›r. G›da sanayinde yiyecekve içecek sektöründe tatland›r›c› olarak veayr›ca antioksidan, antimikrobiyal ve duyusalözelliklerinden dolay› kullan›lmaktad›r (4-6).

Tüm bunlara ilaveten literatürde Mentha türlerininanti-inflamatuar, antiemetik, spazm giderici, a¤r›kesici ve uyar›c› etkilerinden dolay› modern t›ptabulant›, bronflit, gaz, anoreksi, ülserli kolit vekaraci¤er sorunlar›n› tedavi etmede yararlan›ld›¤›ndanbahsedilmifltir (7-9).

Mentha spicata çok güçlü bir aromaya sahip, çoky›ll›k sürünen rhizomatous bir bitki oluptüysüzdür (10). Mentha spicata esansiyel ya¤›n›nkompozisyonunun %80’inden fazlas›n› büyükoksijenli monoterpen bilefliklerden olan carvone(fiekil 1), cis carveol ve limonen oluflturmaktad›r(11-14). Bu bilefliklerden carvacrol ve carvone S.aureus, L. Monocytogenes ve E. coli O157:H7

karfl› antibaktariyel aktiviteye sahip oldu¤ubilinmektedir (15). Ayr›ca Mentha spicataensansiyel ya¤›n›n büyük bir k›sm›n› oluflturancarvone bilefli¤i (16,17) antimikrobiyal etkiyesahiptir ve bu bileflikten tatland›r›c›, koku vericive inhibitör olarak da yararlan›lmaktad›r (18).

Fonksiyonel özellikleri üzerinde araflt›rmalaryap›lan Lamicaceae familyas› üyelerinden biriMentha piperitad›r (19). Mentha piperita L.Mentha aquatica ve Mentha spicata bitkilerininrastlant›sal hibritleflmesi ile ortaya ç›km›flt›r (20).Farkl› yükseklik ve iklim koflullar›na adaptasyonuyüksektir (20, 21). Avrupa, Kuzey Amerika veKuzey Afrika baflta olmak üzere tüm bölgelerdeekimine rastlanmaktad›r (21). Ancak, ‹ran’da buoran fazlad›r (22). Mentha piperita’n›n antiviral,antimikrobiyel, antioksidan (23, 24), anti-ülser,fungusit, antikanserojenik etkiye (25, 26) veantispazmodik aktiviteye (27) sahip oldu¤ubilinmektedir. Yap›lan bir çal›flmada naneninesansiyel ya¤ fraksiyonu %0.1-1 aras›nda oldu¤ubelirtilmifltir (28). Uçucu ya¤›n %79.5 oksijenlimonoterpenler, %16.23 monoterpen hidrokarbonlarve %2.44 siskiterpen hidrokarbonlar olmak üzere%98.71’ini 26 bileflik temsil etmektedir. Bunlararas›nda mentol (%33.59) (fiekil 2) ve izo-menton(%33.0) esansiyel ya¤›n büyük bir k›sm› olufltururkendaha az miktarda limonen (%8.0), piperiton(%3.2), 1,8-sineol (%2.8), linalol (%2.64), izopulegol(%2.4), kariyofilen (%1.95) ve pulegon (%1.6)içermektedir. Ayr›ca Mentha piperita esansiyelya¤›n›n gram pozitif (S. aureus, E. faecalis ve L.monocytogenes) ve gram negatif (S. enterica, E.coli ve P. aeruginosa) bakterilere karfl› antibakteriyeletkiye sahip oldu¤u bilinmektedir (29).

B. Başyiğit, M. Çam

fiekil 1. Carvone bilefli¤i yap›s› Figure 1. Structure of carvone compound

fiekil 2. Menthone (a) ve Mentol’ün (b) kimyasal yap›lar› Figure 2. Structure of Menthon (a) and Menthol (b)compound

187

Mentha spicata ve Mentha spicata esansiyel ya¤›g›da, kozmetik, flekerleme, sak›z, difl macunu veilaç endüstrisinde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r(30).

Mikroenkapsülasyon ifllemi kat›, s›v› ya da gazhalinde enkapsüle edilmifl biyoaktif maddelerinkombinasyonlar›n›n birleflme, emilim veyadispersiyonunu içerir. As›l amaç d›fl çevrenin sebepoldu¤u bozulmalara karfl› enkapsüle edilecekmateryali korumak ve kompozisyonundaki belirlimaddelerin kontrollü sal›n›m›n› yapmakt›r (31).Mikroenkapsülasyon materyalin stabilizasyonundan,koku maskelemeyi kadar g›dan›n birçok alan›ndakullan›lmaktad›r (32). Bu tür koku verici uçucubileflenler ile esansiyel ya¤lar›n stabilitesimikroenkapsülasyon tekni¤i ile istenilen seviyeyegetirilebilmekte, yeni ifllenmifl g›dalar›n üretilmesineolanak sa¤lamaktad›r. Elde edilen suda çözünebilirformdaki (instant) tozlar kat› g›dalara kolayl›klauygulanabilmekte, arzu edilen aromaya ve uzunraf ömrüne sahip olmaktad›r (33).

Mikroenkapsülasyon ifllemi için püskürtmelikurutma, sprey so¤utma, haval› süspansiyonkaplama, ekstrüzyon, santrifüj ekstrüzyon,dondurarak kurutma, koaservasyon, rotasyonlusüspansiyon ayr›lmas›, ko-kristalizasyon, lipozoms›k›flmas›, ara yüzey polimerizasyonu, molekülerinklüzyon vb. gibi bir çok teknik mevcut olmas›nara¤men (34-38) püskürtmeli kurutma yöntemimikroenkapsülasyon için yayg›n olarak tercihedilmektedir (39, 40). Ayr›ca bu teknik ekonomikolup (41) dondurarak kurutma ile karfl›laflt›r›ld›¤›ndakurutma masraflar› 30-50 kat daha düflüktür (42).Mikroenkapsülasyonda yüksek bir etkinlik vestabilite için duvar materyali seçimi önemlidir(43). Genifl pH aral›¤›nda ço¤u ya¤ ile stabil biremülsiyon ve ayn› zamanda ya¤ ara yüzündegörünür bir film oluflturma özelli¤ine sahip gamarabikin (44) duvar materyali olarak bu alandakullan›m› yayg›nd›r (45). Maltodekstrin ise nispetendüflük maliyetli, nötr aroma ve tat, yüksek kat›konsantrasyonda düflük viskozite ve oksidasyonakarfl› iyi bir koruma özelli¤ine sahip oldu¤u içinikincil duvar materyali olarak yayg›n bir flekildeyararlan›lmaktad›r (46).

Bu çal›flmada gam arabik-maltodekstrin (%38-62)kombinasyonu ve %100 gam arabik kullan›laraknane (Mentha spicata ve Mentha piperita)esansiyel ya¤lar› mikroenkapsül hale getirilmifltir.Mikroenkapsül haldeki örnekler belirli s›cakl›klarda

h›zland›r›lm›fl depolamaya al›narak reaksiyonkinetikleri incelenmifltir. Bu kapsamda örneklerinaktivasyon enerjileri, z (Örneklerdeki uçucubirlefliklerin sabit bir s›cakl›kta desimal parçalanmasüresinin 10 misli k›salmas› için bu sabit s›cakl›¤›nne kadar artt›r›lmas› gerekmektedir), Q10 (Her10 °C s›cakl›k art›fl›n›n reaksiyonda meydanagetirdi¤i art›fl), D (desimal azalma süreleri)de¤erleri ve yar›lanma süreleri saptanm›flt›r.

MATERYAL VE METOT

Materyal

Mentha piperita esansiyel ya¤› piyasadan(Arifo¤lu Baharat) 100 ml’lik ambalajlarda; Menthaspicata ise sertifikal› ürünlerden yafl olarak teminedilmifltir. Reaktifler ve solventler analitik safl›ktaolup Merck ve Sigma firmalar›ndan teminedilmifltir.

Esansiyel yağ ekstraksiyonu

Mentha spicata ve Mentha piperita esansiyelya¤lar›n› elde etmek için clevenger distilasyoncihaz› kullan›lm›flt›r. Bu amaçla Mentha spicataesansiyel ya¤› eldesinde örnekler güneflten izoleama hava sirkülasyonlu ortamda kurutulduktansonra 100 gram örnek tart›l›p 250 ml saf su eklenerek2 saat boyunca distilasyona tabi tutulmufltur.Distile edilen örnekten al›nan esansiyel ya¤ Na2SO4

ile kurutulmufltur. Mentha piperita esansiyel ya¤›eldesinde ise piyasadan (Arifo¤lu Baharat) al›nanesansiyel ya¤lar herhangi bir safs›zl›k içermesiihtimaline karfl› Mentha spicata örneklerindeyap›ld›¤› gibi 2 saat distile edilmifltir. Distile edilenesansiyel ya¤ Na2SO4 ile kurutulmufltur. Analizlerve mikroenkapsülasyon için esansiyel ya¤lar +4°C’de saklanm›flt›r.

Püskürtmeli Kurutucu İle Mikroenkapsüle Edilmiş Nane...

fiekil 3. Çal›flmada kullan›lan nane türleriFigure 3. Mint species used in the study

Mentha spicata Mentha piperita

188

Esansiyel yağ mikroenkapsülasyonu

Ön denemeler kapsam›nda bir optimizasyonçal›flmas› yap›larak ifllem parametreleri belirlenmiflve sonuç olarak gam arabik-maltodekstrinkombinasyonunun (%38-62) ve %100 gam arabikkullan›m›n›n nane (Mentha piperita ve Menthaspicata) esansiyel ya¤lar›n› mikroenkapsüleetmek için optimum noktalar oldu¤u saptanm›flt›r.Bu amaçla 24 gram kaplama materyali 100 ml suiçerisinde Ultraturrax’da 20000 devirde 5 dakikaboyunca kar›flt›r›larak çözündürülmüfl ve hidrateolmas› için 8 saat süreyle bekletilmifltir. Süresonunda solüsyona nane esansiyel ya¤› kaplamamateryali oran› 1:6 olacak flekilde 4 gram naneesansiyel ya¤› ilave edilmifl ve tekrar Ultraturrax’dahomojenize/emülsiye edilmifltir. Elde edilen busolüsyon püskürtmeli kurutucu ile kurutulmufl vemikroenkapsüle nane esansiyel ya¤lar› eldeedilmifltir. Elde edilen mikrokapsüller analizleriyap›lana kadar +4 °C’de kapal› flifleler içerisindesaklanm›flt›r. Üretim s›ras›nda püskürtmeli kurutucuçözelti besleme h›z› 8 mL/dakika, aspiratör çal›flmah›z› %100, kuru hava besleme h›z› ise 600 L/saatolarak ayarlan›p önce saf su beslemeye bafllanm›flve sistem s›cakl›k aç›s›ndan dengeye geldiktensonra haz›rlanan çözelti beslenmifltir. Püskürtmelikurutucu girifl s›cakl›¤› 140 °C olarak sabittutulmufltur. Gam arabik-maltodekstrinkombinasyonunun (%38-62) ve %100 gam arabikkullan›larak haz›rlananan Mentha spicata esansiyelya¤› için püskürtmeli kurutucu ç›k›fl s›cakl›klar›s›ras›yla 89 ve 92 °C iken Mentha piperita esansiyelya¤› için ise 85 ve 94 °C oldu¤u gözlemlenmifltir.

Depolama süresi

Mikroenkapsüle edilmifl örneklerin depolama süresiliteratüre not edilmifl bir metodun modifikasyonuile belirlenmifltir (47). Bu amaçla fanl› etüvlerde

160 °C’de 6’flar saat aral›klarla 24 saat; 180 °C’de2’fler saat aral›klarla 12 saat; 200 °C’de 1’er saataral›klarla 8 saat boyunca örnekleme yap›lm›flt›r. ‹lgibirleflikler için örnekler kat› faz mikroekstraksiyonyöntemi (SPME) ile ekstrakte edilmifltir. 0,05gram mikroenkapsül haldeki örnek 2 mL sudaçözündükten sonra DVB/CAR/PDMS fibere 40°C’de 30 dakika ekstrakte edilmifltir (48). Fibereekstrakte edilen uçucu maddeleri GC-FID’yeenjekte edilmifltir. Fiberden uçucu maddelerinindesorpsiyonu için 260 °C’de 5 dakika ifllemuygulanm›fl ve ilgili uçucu (Mentha spicata içinsadece carvone; Mentha piperita için ise mentol,menthyl acetate ve menthone bilefliklerinintoplam alan› kullan›lm›flt›r) bilefli¤in/bilefliklerinalan› tespit edilmifltir. Örneklerin içerisinde kalanya¤ miktarlar› (%) formül 1’e göre hesaplanm›flt›r.Uçucu bilefliklerin belirlenmesinde ise standartenjeksiyon metodu uygulanm›flt›r. Analiz içinTR5-MS kolon (60 m x 0.25 mm, 0.25 µm)kullan›lm›flt›r. Çal›flma koflullar›: dedektör veenjeksion s›cakl›klar› s›ras›yla 280 ve 260 °C, ak›flh›z› 1 ml/dak olup s›cakl›k program› çizelge 1’deverilmifltir.

Aktivasyon enerjisi ve diğer parametrelerinhesaplanması

Arrhenius grafiklerinin e¤imlerinden yararlan›larakher bir örne¤in aktivasyon enerjileri formül 2’yegöre hesaplanm›flt›r. Aktivasyon enerjileri ves›cakl›k de¤erlerinden yararlan›larak Q10 de¤erleriformül 3’e; aktivasyon enerjileri, s›cakl›k ve gazsabiti de¤erlerinden yararlan›larak z de¤erleriformül 4’e görehesaplanm›flt›r. Ayr›ca yar›lanmasüresi formül 5’e ve desimal azalma süreleri formül6’ya göre Çizelge 2’de verilen k de¤erlerindenyararlan›larak her bir s›cakl›k derecesi içinhesaplanm›flt›r.


Çizelge 1. GC-FID s›cakl›k program›Table 1. GC-FID temperature program

S›cakl›k/dak S›cakl›k (°C) Bekletme Süresi (dak)Temperature/min Temperature (°C) Retention Time (min)

- 40 225 100 07 280 5

Kalan esansiyel ya¤ (%)= x 100 (1)‹lgili s›cakl›k ve sürede al›nan mikroenkapsül esansiyel ya¤da bulunan aroma maddesinin alan›

Herhangi bir s›cakl›k uygulanmam›fl mikroenkapsül esansiyel ya¤da bulunan aromaa maddesinin alan›

189

Modelleme ve istatistiksel analiz

‹statistiksel analizleri SPSS 10.0.1 (SPSS Inc.,Chicago, USA) paket program› ile belirlenmifltir.Mikrokapsüller içerisinde kalan esansiyel ya¤miktar›n›n zamana karfl› grafi¤i Excel program›kullan›larak çizilmifltir. Aktivasyon enerjisi ve z,Q10, D de¤erlerini hesaplamak için Arrheniusgrafi¤i oluflturulmufltur.

BULGULAR VE TARTIŞMA

Mikroenkapsüle esansiyel yağlar için reaksiyonkinetiği denemeleri

Mentha spicata ve Mentha piperita için üretilen4 farkl› mikroenkapsüle esansiyel ya¤ 160, 180ve 200 °C’de h›zland›r›lm›fl raf ömrü testine tabitutulmufltur. Mikrokapsüller içerisinde kalan ya¤miktar› ve zamana karfl› oluflturulan sal›n›mprofilleri fiekil 4 ve 5’te verilmifltir.

Mikroenkapsül hale getirilen nane esansiyelya¤lar›n›n çeflitli s›cakl›k derecelerinde sal›n›mkinetikleri incelenmifltir. Buna göre 160, 180 ve200 °C’de bekletilen mikroenkapsüle esansiyelya¤lar belirli aral›klarla al›narak mikrokapsüllerdekalan esansiyel ya¤ miktar› tayin edilmifltir.Esansiyel ya¤lar›n kalan miktarlar› örne¤in türüne,kullan›lan kaplama materyallinin çeflidine vesolüsyondaki konsantrasyonlar›na göre de¤iflimgösterse de en önemli parametrenin s›cakl›koldu¤u belirlenmifltir (fiekil 4 ve 5). S›cakl›kartt›kça ayn› süre içerisinde kalan nane esansiyelya¤ miktarlar›n›n azald›¤› görülmüfltür. Benzersonuçlara nane esansiyel ya¤›n› komplekskoaservasyon yöntemi kullanarak mikroenkapsüleedildi¤i çal›flmada da rastlanm›flt›r (49).


E¤im = -Ea

(2)R

logQ 10 = x 2,185Ea

(3) T2 x T1

z =2,303 R (T2 T1)

(4)Ea

t =12

Co(5)

2k

D =

12

t

(6)0,30

Çizelge 2. Çeflitli s›cakl›k derecelerinde mikroenkapsüle nane ya¤lar› için k de¤erleriTable 2. k values for mint oil microencapsulated in various temperatures

Esansiyel ya¤ kayna¤› Kaplama maddesi oran› S›cakl›k (°C) Do¤rusal denklem ve R2 de¤eri k (saat-1) Supply of essential oil (GA-MD%) Temperature (°C) Linear equations and R2 value k (h-1)

Coating agent ratio(GA-MD%)

M. spicata 100-0 160 y = -1.517x + 96.96 1.517 R2= 0.968

M. spicata 38-62 160 y = -1.583 + 96.61 1.583R2= 0.961

M. piperita 100-0 160 y = -1.459 + 95.82 1.459R2= 0.910

M. piperita 38-62 160 y = -1.870 + 100.8 1.870R2= 0.977

M. spicata 100-0 180 y = -3.471 + 92.79 3.471R2= 0.924

M. spicata 38-62 180 y = -3.716x + 91.50 3.716R2= 0.904

M. piperita 100-0 180 y = -3.328x + 93.38 3.328R2= 0.936

M. piperita 38-62 180 y = -4.959x + 98.6 4.959 R2= 0.936

M. spicata 100-0 200 y = -8.053x + 94.30 8.053R2= 0.973

M. spicata 38-62 200 y = -6.094x + 90.17 6.094R2= 0.926

M. piperita 100-0 200 y = -7.085x + 94.662 7.085R2= 0.957

M. piperita 38-62 200 y = -9.665x + 100.4 9.665R2= 0.964

190


Her bir grafi¤in lineer denklemi ve regresyonkatsay› verilmifltir. Buna göre esansiyel ya¤sal›n›m›n›n 0. derece reaksiyon kineti¤ine uydu¤ubelirlenmifltir.

Bu grafiklerin üzerinde y=ax+b fleklinde belirtilendenklemlerin e¤imleri (a de¤eri) reaksiyon h›z

sabiti olan k (saat-1) de¤erlerini vermektedir. Herbir mikroenkapsüle ürün ve bu ürüne uygulanans›cakl›k için denklem, bu denkleme ait R2 ve kde¤erleri çizelge 2’de verilmifl olup s›cakl›kartt›kça h›z sabitinin (k) artt›¤› görülmüfltür.

Bu aflamay› takiben M. spicata ve M. piperita

fiekil 4. Farkl› s›cakl›klarda Mentha spicata esansiyel ya¤› sal›n›m profiliA: 100% gam arabik B: Gam arabik-maltodekstrin (38-62%)Figure 4. Release profile of Mentha spicata essential oil at different temperaturesA: 100% gam arabic B: Gam arabic-maltodextrin (38-62%)

fiekil 5. Farkl› s›cakl›klarda Mentha piperita esansiyel ya¤› sal›n›m profiliA: 100% gam arabik B: Gam arabik-maltodekstrin (38-62%)Figure 5. Release profile of Mentha piperita essential oil at different temperaturesA: 100% gam arabic B: Gam arabic-maltodextrin (38-62%)

191


esansiyel ya¤lar›n›n maltodekstrin ve gam arabikile kaplanm›fl mikroenkapsülleri için ilgilis›cakl›klarda Arrhenius grafikleri çizilmifltir.(fiekil 6). Bu grafiklerden yararlan›larak örneklerinaktivasyon enerjileri, z ve Q10 de¤erleri saptanm›flt›r(Çizelge 3). Örneklerin aktivasyon enerjileri, z veQ10 de¤erleri kullan›lan kaplama materyali veörne¤e göre de¤iflti¤i görülmüfltür. Gam arabik-maltodekstrin (GA-MD) (%38-62) kombinasyonuile kaplanm›fl Mentha spicata örne¤inde aktivasyonenerjisi en yüksek bulunmufltur. Uçucu birlefliklerindesimal parçalanma süresini k›saltmak içingerekli olan s›cakl›k art›fl› en fazla %100 gam arabikile kaplanm›fl Mentha spicata örne¤inde saptanm›flt›r.Benzer flekilde nane esansiyel ya¤›n› komplekskoaservasyon yöntemi kullanarak mikroenkapsüleedildi¤i çal›flmada örne¤in aktivasyon enerjisini32.6 kJ mol-1 oldu¤u saptanm›flt›r (49).

Sal›n›m oran› örne¤in kimyasal yap›s› ve içerdi¤iaroma bilefliklerinin özellikleri, mikroenkapsülhaldeki boyutu, kullan›lan duvar materyali vedepolama koflullar› gibi çeflitli parametrelere

ba¤l› oldu¤u literatürde yer almaktad›r (50).S›cakl›k artt›kça yar›lanma süresi ve dolay›s›yladesimal azalma süresinin de azald›¤› görülmüfltür.Ayr›ca, ayn› s›cakl›k içerisinde sadece gam arabikkullan›larak haz›rlanm›fl mikroenkapsül haldekinane esansiyel ya¤› örneklerinin daha yüksekyar›lanma ve desimal azalma süresine sahipoldu¤u belirlenmifltir (Çizelge 4). Bunun sebebiise daha önceki çal›flmalarda da belirtilmifl oldu¤ugibi gam arabik do¤al bir polimer olman›n yan›s›ra iyi bir film oluflturma özelli¤ine sahipoldu¤undand›r (51). Benzer flekilde siyah naneoleoresini enkapsülasyonunda birinci derecedenreaksiyon kineti¤i kullanarak yap›lm›fl olançal›flmada gam arabikin daha iyi enkapsülasyonyetisine sahip oldu¤u belirlenmifltir (52). FakatM. spicata 200 °C’deki örneklerinde gam arabik-maltodekstrin kombinasyonunda aksi bir durumgözlenmifltir. Çal›fl›lan materyallerin sentetikolmas› ayr›ca ortam koflullar›ndaki stabiliteninde¤iflmesi böyle bir durumu ortaya ç›kard›¤›düflünülmektedir.

fiekil 6. Mikroenkapsüle esansiyel ya¤lar›n Arrhenius grafi¤iFigure 6. Arrhenius plot of microencapsulated essential oils

%100 GA ile kaplanan M. piperita esansiyel ya¤›M. piperita essential oil microencapsulated by GA (100%)

GA-MD (%38-%62) kapl› M. piperita esansiyel ya¤›M. piperita essential oil microencapsulated by GA-MD (38-62%)

%100 GA ile kaplanan M. spicata esansiyel ya¤›M. spicata essential oil microencapsulated by GA (100%)

GA-MD (%38-%62) kapl› M. spicata esansiyel ya¤›M. spicata essential oil microencapsulated by GA-MD (38-62%)

192


Mentha spicata ve Mentha piperita örneklerindeyar›lanma ömürlerini ve desimal azalma sürelerinintespitinde içermifl olduklar› aroma birlefliklerininkonsantrasyonlar›na göre elde edilen sonuçlarçizelge 4’te verilmifltir. Yap›lan di¤er bir çal›flmadanane esansiyel ya¤› enkapsülasyonunda farkl›duvar materyaller kullan›larak mikroenkapsülhale getirilmifl örnekler 27 °C’ de 8 hafta depolayamaal›nm›fl ve yar›lanma süreleri izlenmifltir. Herhangibir ifllem görmemifl nane esansiyel ya¤›n›nyar›lanma süresi en düflük bulunmufltur.Mikroenkapsül haldeki toz örneklerin yar›lanmasüresi ise herhangi bir ifllem görmemifl naneesansiyel ya¤›n›n yar›lanma süresinin 2 kat dahafazla oldu¤unu saptanm›flt›r (47). Bu çal›flmadan daraf ömrü k›sa olan, s›cakl›k, ›fl›k vb. parametrelereçok hassas davran›fl sergileyen nane esansiyelya¤›n›n mikroenkapsülasyon ifllemi ile stabilitesininartt›¤› anlafl›lm›flt›r.

SONUÇ ve ÖNERİLER

Mentha spicata ve Mentha piperita esansiyelya¤lar›n›n mikroenkapsüle edilmesinde gamarabikin yar›lanma süresi ve desimal azalmasüresi üzerine daha etkin bir kaplama materyalioldu¤u belirlenmifltir. Fakat gam arabik kadar iyibir koruma sergilemese de benzer sonuçlar gamarabik-maltodekstrin kombinasyonunda dagörülmüfltür. Bu sonuçlara göre gam arabik-maltodekstrin kombinasyonun sadece gam arabikkullan›m›na alternatif olarak de¤erlendirilebilece¤isaptanm›flt›r. Çünkü k›s›tl› ve pahal› bir kaplamamateryali olan gam arabikin kullan›m›, yaklafl›k gamarabikle ayn› koruma gösteren bu kombinasyonu(MD-GA) kullanarak azaltmak mümkün olacakt›r.

Mikroenkapsül örneklerin sal›n›m kineti¤i üzerinenane esansiyel ya¤lar›n›n türü, kullan›lan kaplamamateryalinin çeflidi ve konsantrasyonu etkili oldu¤usaptanm›flt›r. Ancak s›cakl›¤›n mikroenkapsülhaldeki nane esansiyel ya¤lar›n›n sal›n›m profiliüzerine en önemli parametre oldu¤u belirlenmifltir.S›cakl›k artt›kça yar›lanma ve desimal azalmasüresinin azald›¤› görülmüfltür.

Çizelge 3. Mikroenkapsüle esansiyel ya¤lar için Ea, z ve Q10 de¤erleriTable 3. EA, z and Q10 values for microencapsulated essential oils

Örnekler* Aktivasyon enerjisi (kal/mol) Z de¤eri (°C) Q10 de¤eriSamples* Activation energy (cal/mol) Z value (°C) Q10 value

1 16968 55.23 1.512 13757 68.12 1.403 16076 58.29 1.484 16746 55.96 1.52

*1 ve 2 kodlu örnekler M. spicata; 3 ve 4 kodlu örnekler M. piperita mikroenkapsüle esansiyel ya¤lar›n› göstermektedir. 1 ve3 kodlu örnekler Gam arabik-Maltodekstrin (38-62%) kombinasyonu ile 2 ve 4 nolu örnekler 100% gam arabik ile üretilmifltir.*1, 2 and 3,4 represent M. spicata and M. piperita respectively. 1 and 3 were microencapsulated by gam arabic-maltodextrin(38-62%) of combination. 2 and 4 were microencapsulated only by gam arabic (100%)

Çizelge 4. Mikroenkapsüle esansiyel ya¤lar için yar›lanma ve desimal azalma süreleriTable 4. Half-life and Decimal reduction time for microencapsulated essential oils

Esansiyel ya¤ kayna¤› Kaplama maddesi oran› S›cakl›k (°C) Yar›lanma süresi (saat) Desimal azalma süresi Supply of essential oil (GA-MD %) Temperature (°C) Half-life (hour) (saat)

Coating agent ratio Decimal reduction time(GA-MD%) (hour)

M. spicata 100-0 160 32.96 109.87M. spicata 38-62 160 31.58 105.27M. piperita 100-0 160 34.27 114.23M. piperita 38-62 160 26.73 89.10M. spicata 100-0 180 14.41 48.03M. spicata 38-62 180 13.45 44.83M. piperita 100-0 180 15.02 50.07M. piperita 38-62 180 10.08 33.60M. spicata 100-0 200 6.21 20.70M. spicata 38-62 200 8.20 27.33M. piperita 100-0 200 7.06 23.53M. piperita 38-62 200 5.17 17.23

193


Mikroenkapsüle nane ya¤lar›n›n sal›n›mkinetiklerinin incelenmesi neticesinde ürünlerinnormal depolama koflullar›nda içerdikleri esansiyelya¤ miktar›n› uzun süreler boyu koruyaca¤›sonucuna var›lm›flt›r.

Burada al›nan veriler sadece nane esansiyel ya¤›için de¤il ›fl›¤a, s›cakl›¤a ve birçok parametreyegöre raf ömrü de¤iflen di¤er esansiyel ya¤lar içinde benzer araflt›rmalar yap›lmal›d›r.

TEŞEKKÜR

Bu çal›flman›n tamam› Türkiye Bilimsel veTeknolojik Araflt›rma Kurumu taraf›ndandesteklenmifltir (TUBITAK, Proje No: 113O471).

KAYNAKLAR

1. Lv J, Huang H, Yu L, Whent M, Niu Y, Sh, H.2012. Phenolic composition and nutraceuticalproperties of organic and conventional cinnamonand peppermint. Food Chem, 132(3), 1442-1450.

2. Wang CX, Chen SH L. 2005. Aromachologyand its application in the textile field. Fibres TextEast Eur, 13(6), 41-44.

3. Ciobanu A, Mallard I, Landy D, Brabie G, NistorD, Fourmentin S. 2013. Retention of aromacompounds from Mentha piperita essential oilby cyclodextrins and crosslinked cyclodextrinpolymers. Food Chem, 138(1), 291-297.

4. Espina L, García-Gonzalo D, Pagán, R. 2014a.Impact of essential oils on the taste acceptanceof tomato juice, vegetable soup, or poultry burger.J. Food Sci, 79, 1575-1583.

5. Nguyen P, Mittal GS. 2007. Inactivation ofnaturally occurring microorganisms in tomato juiceusing pulsed electric field (PEF) with and withoutantimicrobials. Chem. Eng. Process, 46, 360-365.

6. Singh R, Shushni MAM, Belkheir A. 2011.Antibacterial and antioxidant activity of Menthapiperita L. Arab. J. Chem, 4, 1-20.

7. Cowan MM. 1999. Plant products as antimicrobialagents. Clin. Microbiol. Rev, 12, 564-582.

8. Iscan G, Kirimer N, Kurkcuoglu M, Baser KHC,Demirci F. 2002. Antimicrobial screening ofMentha piperita essential oils. J. Agric. FoodChem, 50 (14), 3943-3946.

9. Moreno L, Bello R, Primo-Yufera E, EspluguesJ. 2002. Pharmacological properties of the methanolextract from Mentha suaveolens Ehrh. Phytother.Res, 16, 10-13.

10. Jirovetz L, Buchbauer G, Shabi M, NgassoumMB. 2002. Comparative investigation of essentialoil and volatiles of spearmint. Perfum. Flav, 27,16-22.

11. Aggarwal K, Khanuja S, Ahmad A, SanthaKumar T, Gupta VK, Kumar S. 2002. Antimicrobialactivity profiles of the two enantiomers oflimonene and carvone isolated from the oils ofMentha spicata and Anethum sowa. FlavourFragr J, 17, 59-63.

12. Younis YM, Beshir SM. 2009. Carvone-richessential oils from Mentha longifolia (L.) Huds.ssp. schimperi Briq. and Mentha spicata L.grown in Sudan. J Essent Oil Res, 16, 539-541.

13. Hussain Al, Anwar F, Shahid M, Ashraf M,Przybylski R. 2010. Chemical composition andantioxidant and antimicrobial activities of essentialoil of spearmint (Mentha spicata L.) from Pakistan.J Essent Oil Res, 22, 78-84.

14. fiarer E, Toprak SY, Otlu B, Durmaz R. 2011.Composition and antimicrobial activity of theessential oil from Mentha spicata L. subsp.Spicata. J Essent Oil Res, 23, 105-108.

15. Shahbazi Y. 2015a. Chemical compositionand in vitro antibacterial activity of Menthaspicata essential oil against common food-bornepathogenic bacteria. J Pathog, 1-5.

16. Lucchesi ME, Chemat F, Smadja J. 2004.2004.Solvent-free microwave extraction of essential oilfrom aromatic herbs: comparison with conventionalhydro-distillation. J Chromatogr A, 1043, 323-327.

17. Oliveira ARMF, Jezler CN, Oliveira RA, MielkeMS, Costa LCB. 2012. Determination of hydro-distillation time and harvest time on essential oilof mint. Hortic. Bras, 30, 155-159.

18. Decarvalho CCR, Dafonseca MMR. 2006.Carvone: why and how should one bother toproduce this terpene. Food Chem, 95, 413-422.

19. Kwon YI, Vattem DA, Shetty, K. 2006.Evaluation of clonal herbs of Lamiaceae speciesfor management of diabetes and hypertension.Asia Pac J Clin Nutr, 15(1), 107-118.

194


20. Vitek S, Nisha S, V›jaylata P, Reyaz MA,B›kram S, Raghb›r GC. 2010. GC-MS analysis andanti-microbial activity of essential oil of Menthapiperita L. from Kullu-a North Indian region ofhigher altitude Himalayas. Int J Drug Dev & Res,2(4), 40-46.

21. R. Rajinder Singh, M.A.M. Shushni, A. 2015.Belkheir, Antibacterial and antioxidant activities ofMentha piperita L. Arab. J. Chem, 8 (3), 322-328.

22. Eteghad S, Mirzaei H, Pour SF and KahnamuiS. 2009. Inhibitory Effects of Endemic Thymusvulgaris and Mentha piperita essential oils onEscherichia coli O157: H7. Res. J.Biol. Sci, 4(3),340-344.

23. Schuhmacher A, Reichling J, Schnitzler P.2003. Virucidal effect of peppermint oil on theenveloped viruses herpes simplex virus type 1and type 2 in vitro. Phytomedicine, 10, 504-510.

24. Cosentino M, Bombelli R, Conti A, Colombo ML,Azzetti A, Bergamaschi A, et al. 2009. Antioxidantproperties and in vitro immunomodulatoryeffects of peppermint (Mentha piperita L.) essentialoils in human leukocytes. J. Pharm. Sci. Res, 3,33-43.

25. Kamel MA, Hamza RZ, Abdel-Hamid NE,Mahmoud FA. 2014. Anti-ulcer and gastro protec-tive effects of fenugreek, ginger and peppermintoils in experimentally induced gastric ulcer inrats. J. Chem. Pharm. Res, 6, 451-468.

26. Samarth RM, Panwar M, Kumar M, Kumar A.2006. Protective effects of Mentha piperita Linnon benzo[a]pyrene-induced lung carcinogenicityand mutagenicity in Swiss albino mice. Mutagen,21, 61-66.

27. Sydney de Sousaa AA, Soaresa PMG, Saldanhade Almeidaa AN, Maiaa AR, Prata de Souzac E,Sampaio Assreuya AM. 2010. Antispasmodiceffect of Mentha piperita essential oil on trachealsmooth muscle of rats. J. Ethnopharm, 30, 433-436.

28. Leung AN. 1980. Encyclopedia of CommonNatural Ingredients Used in Food, Drugs, andCosmetics. Wiley Interscience, New York.

29. Smaoui S, Ben Hsouna A, Lahmar A, EnnouriK, Mtibaa-Chakchouk A, Sellem I, X Najah S,Bouaziz M, Mellouli L. 2016. Bio-preservativeeffect of the essential oil of the endemic Menthapiperita used alone and in combination withBacTN635 in stored minced beef meat. Meat Sci.,117, 196-204

30. Lawrence BM. 2006. Mint: The Genus Mentha.CRC Press, Boca Raton, FL.

31. Greay SJ, Hammer KA. 2011. Recentdevelopments in the bioactivity of mono andditerpenes: anticancer and antimicrobial activity.Phytochem. Rev, 14(1), 1-6.

32. Anal AK, Singh H. 2007. Recent advances inmicroencapsulation of probiotics for industrialapplications and targeted delivery. Trends FoodSci. Technol, 18 (5), 240-251.

33. Wojtowicz E, Zawirska-Wojtasiak R, AdamiecJ, Wasowicz E, Przygonski K, Remiszewski M.2010. Odor active compounds content in spicesand their microencapsulated powders measuredby SPME. J Food Sci, 75(8), 441-445.

34. Desai KGH, Park HJ. 2005. Recentdevelopments in microencapsulation of foodingredients. Drying Technol, 23, 1361-1394.

35. Gibbs BF, Kermasha S, Alli I, Mulligan C N.1999. Encapsulation in the food industry: A review.Int J Food Sci Nutr, 50, 213-224.

36. Gouin S. 2004. Micro-encapsulation: Industrialappraisal of existing technologies and trends.Trends Food Sci. Technol, 15, 330-347.

37. King AH. 1995. Encapsulation of foodingredients: A review of available technology,focusing on hydrocolloids. In S. J. Risch, G. A.Reineccius (Eds.), Encapsulation and controlledrelease of food ingredients. ACS symposium series,590, pp. 26–39). Washington, DC: AmericanChemical Society.

38. Shahidi F, Han XQ. 1993. Encapsulation offood ingredients. Crit. Rev. Food Sci. Nutr, 33,501-547.

39. Carneiro H, Tonon R, Grosso C, Hubinger M.2013. Encapsulation efficiency and oxidativestability of flaxseed oil microencapsulated byspray drying using different combinations of wallmaterials. J. Food Eng, 115, 443-451.

40. Fernandes R, Borges S, Botrel D, Oliveira C.2014. Physical and chemical properties ofencapsulated rosemary essential oil by spray dryingusing whey protein-inulin blends as carriers. Int.J. Food Sci. Technol, 49, 1522-1529.

41. Carneiro H, Tonon R, Grosso C, Hubinger M.2013. Encapsulation efficiency and oxidativestability of flaxseed oil microencapsulated byspray drying using different combinations of wallmaterials. J. Food Eng, 115, 443-451.

195


42. Moreau DL, Rosenberg M. 1996. OxidativeStability of Anhydrous Microencapsulated WheyProteins. J. Food Sci, 61,39-43.

43. Bakry AM, Abbas S, Ali B, Majeed H, AbouelwafaMY, Mousa A, Liang L. 2016. Microencapsulationof oils: a comprehensive review of benefits,techniques, and applications. Compr. Rev. FoodSci. Food Saf, 15, 143-182.

44. Kenyon MM. (1995). Modified starch,maltodextrin, and corn syrup solids as wall materialsfor food encapsulation. In S. J. Risch, G. A.Reineccius (Eds.), Encapsulation and controlledrelease of food ingredients. ACS symposium series(Vol. 590, pp. 42-50). Washington, DC: AmericanChemical Society.

45. Niu F, Niu D, Zhang H, Chang C, Gu L, Su Y,Yang Y. 2016. Ovalbumin/gum arabic-stabilizedemulsion rheology, emulsion characteristics, andRaman spectroscopic study. Food Hydrocolloid,52, 607-614.

46. Otálora MC, Carriazo JG, Iturriaga L, NazarenoMA, Osorio C. 2015. Microencapsulation ofbetalains obtained from cactus fruit (Opuntiaficus-indica) by spray drying using cactus cladodemucilage and maltodextrin as encapsulatingagents. Food Chem, 187, 174-181.

47. Sarkar S, Gupta S, Variyar PS, Sharma A, SinghalRS. 2013. Hydrophobic derivatives of guar gumhydrolyzate and gum arabic as matrices formicroencapsulation of mint oil. Carbohydr. Polym,95(1), 177-182.

48. Y›lmaztekin M. 2014. Characterization ofpotent aroma compounds of cape gooseberry(Physalis Peruviana L.) fruits grown in Antalyathrough the determination of odor activity values.Int. J. Food Prop, 17(3), 469-480.

49. Dong Z, Ma Y, Hayat K, Jia C, Xia S, ZhangX. 2011. Morphology and release profile ofmicrocapsules encapsulating peppermint oil bycomplex coacervation. J. Food Eng, 104, 455-460.

50. Baranauskiene R, Bylaite E, Zukausaite J,Venskutonis RP. 2007. Flavor retention ofpeppermint (Mentha piperita L.) essential oilspray-dried in modified starches duringencapsulation and storage. J. Agric. Food. Chem,pp. 3027-3036.

51. Bertolini AC, Grosso CRF. 2001. Stability ofmonoterpenes encapsulated in gum arabic byspray drying. J. Agric. Food. Chem, 49, 780-785.

52. Shaikh J, Bhosale R, Singhal R. 2006.Microencapsulation of black pepper oleoresin.Food Chem, 94, 105-110.

196

GÜNEYDOĞU ANADOLU BÖLGESİ’NDE YETİŞTİRİLENGEMLİK ÇEŞİDİ ZEYTİNLERDE VERTİCİLLİUM

SOLGUNLUĞUNUN ZEYTİNYAĞI KALİTE PARAMETRELERİVE FENOLİK BİLEŞENLERE ETKİSİ

Özet

Çal›flman›n amac› Verticillium solgunlu¤unun zeytinya¤› kalite parametreleri ve fenolik bileflenlerineetkisini incelemektir. Bu amaçla, Güneydo¤u Anadolu Bölgesi’nde yetifltirilen Gemlik çeflidine ait 16farkl› örnek de¤iflik yetiflme alanlar›ndaki enfekte a¤açlardan hasat edilmifltir. Zeytinler, hastal›k fliddetinegöre s›n›flanm›fl ve su, ya¤ ve fenolik içeriklerine göre de¤erlendirilmifltir. Zeytin örnekleri laboratuvarölçekli bir sistemle ya¤a ifllenmifl ve örnekler serbest ya¤ asitleri; peroksit de¤eri; K232, konjuge dien ve∆E de¤erleri ile toplam fenol ve fenolik bileflen da¤›l›m› aç›s›ndan analiz edilmifllerdir. Sonuçlar,hastal›k fliddetiyle zeytinlerin su içeri¤inin düfltü¤ünü fakat ya¤ içeri¤inin de¤iflmedi¤ini göstermifltir.Peroksit, K232, konjuge dien, ∆E de¤erleri ve toplam fenol miktar› hastal›k fliddetiyle genellikle pozitifkorele iken, serbest ya¤ asitleri de¤iflmemifltir. Zeytinya¤› örneklerinin hakim fenoli¤i luteolin olup,trans sinnamik asit ve luteolin-7-glikozit izleyen fenolikler olarak tespit edilmifltir.

Anahtar kelimeler: Fenolik, kalite, Verticillium dahliae Kleb., zeytinya¤›

EFFECT OF VERTICILLIUM WILT IN GEMLIK VARIETY OLIVESCULTIVATED IN SOUTH EAST ANATOLIA ON QUALITY PARAMETERS

AND PHENOLIC COMPOUNDS OF VIRGIN OLIVE OILS

Abstract

The aim of the work was to investigate the influence of Verticillium wilt on quality parameters andphenolic compounds of olive oil. For this purpose, 16 different olive samples of Gemlik variety cultivatedin South East Anatolia were collected from infected trees from different growing regions. Olives wereclassified according to the incidence of the disease and evaluated for their water, oil and phenolic contents.Olive samples were processed to olive oil by a laboratory scale mill and analyzed for their free fattyacids; peroxide value; K232, conjugated dien and ∆E values; total phenol content and phenolic compounddistribution. Results have shown that the water content of olives decreased but oil content didn’tchange with disease incidence. Peroxide, K232, conjugated dien, ∆E values and total phenols were generallypositively correlated with disease incidence, whereas free fatty acids were found to remain unchanged.Luteolin was the predominant phenolic of olive oil samples, followed by trans cinnamic acid andluteolin-7-glycoside.

Keywords: Olive oil, phenolics, quality, Verticillium dahliae Kleb.

Aslı Yorulmaz1,*, Hakan Erinç2, Abidin Tatlı3, Aziz Tekin4

1 Adnan Menderes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Ayd›n 2 Ömer Halisdemir Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Ni¤de

3 Zer Grup, Manisa4 Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, G›da Mühendisli¤i Bölümü, Ankara





GIDA (2017) 42 (2): 197-203doi: 10.15237/gida.GD16084

197

GİRİŞZeytin ve zeytinya¤› yüzy›llar boyunca insanbeslenmesinde ve kültüründe önemli yer tutmuflolan g›da ürünleridir. Zeytin a¤ac›n›n (Oleaeuropaea L.) anavatan› Yukar› Mezopotamyaolup, a¤›rl›kl› olarak kuzey ve güney yar›mkürenin30-45 enlem dereceleri aras›nda yetiflebilmektedir.Dünyadaki zeytin a¤açlar›n›n % 97’si Akdenizhavzas›nda yer almaktad›r. Ülkemiz dünyan›nönemli zeytin üreticisi ülkelerinden biridir vezeytin bafll›ca Marmara, Ege, Akdeniz, Güneydo¤uAnadolu ve Ege bölgelerinde yetifltirilmektedir.

Ülkemizde son y›llarda a¤aç say›s›n›n art›fl› ilebirlikte zeytin yetifltiricili¤ine olan ilgi ve ayn›zamanda zeytin hastal›k ve zararl›lar›na olanduyarl›l›k da artm›flt›r. Zeytin a¤ac›nda görülenönemli hastal›klardan biri de Verticilliumsolgunlu¤udur. Hastal›k, k›smi veya tam dalkurumalar› ile solgunlu¤a neden olmakta; a¤açtaverim düflüklü¤ü ve ölüme de yol açabilmektedir(1). Hastal›k ilk olarak 1946 y›l›nda ‹talya’da,sonras›nda Kaliforniya, Avrupa ve Asya ülkeleriile Avustralya’da görülmüfltür (2).

Hastal›k etmeni, Verticillium dahliae Kleb.Hphomycetes s›n›f›na ait olan toprak kökenli birfungusdur ve morfolojik özellikleri sebebiyletan›mlanmas› kolayd›r. Toprakta 10 y›ldan dahauzun bir süre bulafl›k olarak kalabilmektedir (3),bu sebeple de hastal›k ile mücadele zorlaflmaktad›r.Hastal›k, önceki y›llarda pamuk ve sebze gibifungusun konukçusu bitkilerin yetifltiricili¤ininyap›ld›¤› yerlerde kurulan zeytin plantasyonlar›ndadaha yo¤un görülür. Yap›lan çal›flmalar zeytinbahçelerinde sulaman›n yayg›nlaflmas›yla hastal›¤›ngörülme s›kl›¤›n›n da artt›¤›n› ortaya koymufltur(4). Patojen populasyonunun sulama için kullan›lankanallara yak›n alandaki nemli toprakta kurutopra¤a k›yasla daha fazla oldu¤u belirlenmifltir(5). Fungus, zeytin a¤ac› yapraklar›n›n yeredökülmesiyle, toprakta inokulum yo¤unlu¤unuartt›r›r. Hastal›k fliddeti zeytin çeflidine, a¤ac›nyafl›na, çevresel etmenlere, patojenin hastal›koluflturma yetene¤ine ba¤l›d›r (6). Hastal›k,önemli düzeyde ekonomik kayba yol açmaktad›rve kontrolü için herhangi bir kimyasal yöntemkullan›lmamaktad›r. Bu sebeple mücadeleyöntemleri daha çok önleyici teknikler üzerineyo¤unlaflm›flt›r (7).

Zeytinya¤›, zeytin a¤ac› meyvelerinden sadecemekanik yollarla elde edilen ve do¤al haliyletüketilen tek bitkisel s›v› ya¤d›r. Yap›s›ndatrigliseritler, serbest ya¤ asitleri, k›smi gliseritler,fosfatitler, renk maddeleri, steroller, aromamaddeleri, fenolik bileflikler ile minör bileflenleriiçermektedir. Fenolik bileflikler, bir veya dahafazla hidroksil (-OH) grubunun ba¤land›¤› benzenhalkas›na sahip maddelerdir (8). Zeytinya¤›n›ntemel antioksidanlar› karotenler ile hidrofilik velipofilik fenoliklerdir. Tokoferolleri de içine alanlipofilik fenoller di¤er bitkisel ya¤larda dabulunabilirken; hidrofilik fenolik maddelerzeytinya¤›na özgüdür (9). Zeytin meyvesi meyveetinin %1-3’ünü oluflturacak düzeyde fenolikmadde içermektedir. Zeytinya¤› fenoliklerifiziksel ya¤ ekstraksiyonu s›ras›nda zeytin meyvefenoliklerinin ya¤a geçmesi fleklinde ortayaç›kmaktad›r.

Zeytinya¤›n›n kalitesi, çeflit, co¤rafi üretim alan›,iklim, zirai uygulamalar, hasat yöntemleri, üretimteknolojisi gibi pek çok faktöre ba¤l› olarakde¤iflmektedir. Zeytin a¤ac›nda görülen hastal›kve zararl›lar da ya¤ kalitesine olumsuz yönde etkietmektedir. Verticillium solgunlu¤unun farkl›zeytin çeflitlerinden elde edilen ya¤ kalitesi vekompozisyonuna etkisini inceleyen herhangi birçal›flma tespit edilememifltir. Yap›lan bu çal›flmaVerticillium hastal›¤› tafl›d›¤› bilinen a¤açlardanhasat edilen zeytin meyve özelliklerini ve eldeedilen ya¤ kalite parametreleri ile fenolik maddeiçerik ve bileflenleri inceleyen ilk çal›flmaniteli¤indedir.

MATERYAL VE METOT

Zeytin Örneklerinin Temini

Çal›flmada Adana (Merkez, Yumurtal›k, Karaisal›,Ceyhan, Tuzla), Osmaniye (Kadirli, Sumbas),Kahramanmarafl (And›r›n), Ad›yaman (Besni),Mersin (Tarsus, Mut), Hatay (Alt›nözü), Gaziantep(Nizip) illerinden hasat edilen 16 farkl› Gemlikçeflidi zeytin örne¤i kullan›lm›flt›r. Zeytinler, arazidehastal›k tespit edilen a¤açlardan hasat edilmifltir.Hasat edilen meyveler hastal›k fliddetine göres›n›fland›r›lm›fl olup hastal›k fliddeti Sezgin veark. (10) taraf›ndan gelifltirilen yöntem, zeytinmeyvelerine uyarlanarak afla¤›da verilen 0-4skalas›na göre Tawsend-Heuberger formülüyard›m›yla hesaplanm›flt›r.

A. Yorulmaz, H. Erinç, A. Tatlı, A. Tekin

198

Skala Değeri Hastalık Tarifi

0 Meyve sa¤lam, lezyon ve çürüme yok %0

1 Meyve 1/4’ünde lezyon ve çürüme varsa %25




Zeytinyağı Eldesi

Hasat edilen ve hastal›k fliddetine göre s›n›fland›r›lanörnekler Ankara Üniversitesi Mühendislik FakültesiG›da Mühendisli¤i Bölümü Ya¤ Teknolojisilaboratuvar›na getirilmifltir. Zeytin meyvelerigeleneksel zeytinya¤› üretimine uygun olacakflekilde önce laboratuvar ölçekli diskli k›r›c›dak›r›lm›fl, sonra oda s›cakl›¤›nda 25 dk boyuncamalakse edilmifltir. Malaksiyon ifllemi içinlabortauvar tipi dikey kar›flt›r›c› kullan›lm›fl vekar›flt›rma etkinli¤ini art›rmak üzere paletlermonte edilmifltir. Malaksiyon s›ras›nda ezmeyesu ilavesi yap›lmam›flt›r. Elde edilen zeytin ezmesibas›nç alt›nda preslenerek kat› ve s›v› (ya¤ ve su)faz ayr›lm›flt›r. S›v› faz 6000 rpm’de 10 dk boyuncasantrifüj edilerek zeytinya¤› ve su birbirindenayr›ld›ktan sonra elde edilen zeytinya¤› örneklerianalizler süresince +4°C’de azot atmosferi alt›ndamuhafaza edilmifltir.

Fiziksel ve Kimyasal Analizler

Zeytin meyvelerinin nem ve yağ içeriği

Zeytinlerin nem içeri¤inin belirlenmesi için 10 gzeytin parçalanm›fl, 105°C’deki etüvde 24 ssüresince kurutulmufl, bir desikatörde so¤utularaktekrar tart›lm›flt›r. Ya¤ miktar› ise AOCS Am 2-93(11) sokselet yöntemine göre n-hekzan kullan›larakbelirlenmifltir.

Ham zeytin meyvelerinde ve zeytinyağıörneklerinde fenolik ekstraktların hazırlanmasıve fenolik madde bileşimi ile toplam fenolikmadde miktarlarının belirlenmesi

Zeytin meyvesinden fenolik maddelerinekstraksiyonunda çekirde¤i uzaklaflt›r›lan vekahve de¤irmeninde ezilen zeytinden 1.5 g tart›lm›fl,üzerine 20 mL metanol/su (80:20, v/v) kar›fl›m›eklenmifltir. Homojenizatörde 3 dk homojenizeedildikten sonra, azot alt›nda manyetik kar›flt›r›c›da3 dakika tutulmufltur. Ard›ndan ekstrakt Whatman40 filtre kâ¤›d›ndan süzülmüfl ve süzüntüye 20mL hekzan eklenmifltir. Azot alt›nda manyetikkar›flt›r›c›da 3 dk bekletilen kar›fl›mdan ay›rmahunisi kullan›larak metanol:su faz› ayr›lm›flt›r (12).

Zeytinya¤› örneklerinin fenolik maddelerinekstraksiyonunda ise deney tüpüne 2.5 g ya¤tart›lm›fl üzerine 2.5 mL metanol eklenmifltir. Kapa¤›kapat›ld›ktan sonra 1 dk vorteksde kar›flt›r›lm›flt›r.Ard›ndan 5000 rpm’de 2 dk santrifüj yap›lm›fl veüst faz fenolik madde miktar› ve bileflimi içinkullan›lm›flt›r (13).

Toplam fenolik madde miktar›n›n belirlenmesiiçin Folin Ciocaulteu yöntemi (14) kullan›lm›flt›r.0.2 mL fenolik ekstrakt üzerine 4.8 mL sueklenmifltir. Daha sonra 0.5 mL Folin çözeltisindeneklenip 3 dakika karanl›kta bekletilmifl, süresonunda 1 mL %35’lik (w/v) doymufl sodyumkarbonat ilave edilmifltir. 10 ml’ye su iletamamland›ktan sonra 2 saat karanl›kta bekletilmiflve 725 nm’de Hitachi U-2800 spektrofotometrede(Tokyo, Japonya) flahide karfl›l›k absorbansölçülmüfltür. Sonuç kafeik asit eflde¤eri olarak(mg kafeik asit/g ekstrakt) verilmifltir. Zeytinya¤›örneklerinin fenolik bileflenleri yüksek performanss›v› kromatografi cihaz› ile Inertsil (250x4.6 mm2,ODS-3, 5 mm, Tokyo, Japonya) kolon kullan›larakbelirlenmifltir. Mobil faz %90 su (%0.2’lik (v/v)asetik asit çözeltisiyle pH 3.1’e ayarlanm›fl) ve%10 metanol (v/v) kar›fl›m›d›r. F›r›n s›cakl›¤›35°C olup, deteksiyon için fotodiyot detektör ile280 ve 320 nm dalga boylar› kullan›lm›flt›r.

Natürel zeytinyağlarının bazı kalite analizleri[Serbest yağ asidi, peroksit değeri, ultraviyoleözgül soğurma değerleri (K232, konjugedien, ∆K)]

Serbest ya¤ asitli¤i, peroksit de¤eri, konjugedien, K232 ve ∆K de¤erleri s›ras›yla AOCS Ca 5a-40,Cd 8-53, Ti 1a-64, Ch 5-91 (11) yöntemlerinegöre belirlenmifltir. Serbest ya¤ asitli¤i (oleik asitcinsinden), etanol:dietil eter (1:1) kar›fl›m›ndaçözünen ya¤ örne¤inin sodyum hidroksit çözeltisiile titre edilmesiyle belirlenmifltir. Peroksit de¤eri(meq O2/kg ya¤) ya¤ örne¤inin kloroform:asetikasit (3:2) kar›fl›m›nda çözündükten sonra potasyumiyodür ile reaksiyonu sokulmas›; serbest halegelen iyodun sodyum tiyosülfat ile titre edilerekmiktar›n›n bulunmas› yöntemiyle belirlenmifltir.K232 de¤eri, ya¤ örne¤inin 232 nm’deki özgülabsorpsiyon de¤erinin spektrofotometrik yöntemlebelirlenmesi ve 1 nolu eflitli¤in kullan›lmas›ylaelde edilmifltir. Konjuge dien de¤eri afla¤›da verilen2 nolu eflitlik ile hesaplanm›fl olup ∆K de¤eri ise3 nolu eflitlik yard›m›yla hesaplanm›flt›r.

Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde Yetiştirilen Gemlik Çeşidi Zeytinlerde...

199

(1 nolu eşitlik)

K = (E/ c x l)

Kλ = λ dalga boyundaki özgül so¤urma;

Eλ = λ dalga boyunda ölçülen so¤urma;

c = örnek konsantrasyonu (g/100 mL)

l = kuvartz küvetin uzunlu¤u (cm)

(2 nolu eşitlik)

Konjuge dien (%) = 0.84 x [(As / bc) - Ko]

Ko: asit ve ester gruplar›n›n absorptivitesi (asitleriçin 0.03, esterler için 0.07)

As: 232 nm’deki özgül absorbans de¤eri

b: ölçümde kullan›lan spektrofotometrik küvetuzunlu¤u

c: örnek konsantrasyonu (g/L)

(3 nolu eşitlik)

∆K = Km – [(Km-4 + Km+4 )/2]

Km: m dalga boyunda özgül so¤urma

İstatistik Analiz

Elde edilen veriler, SPSS 15.0 paket program›kullan›larak istatistiki de¤erlendirmeye tabitutulmufltur. Varyans analizi tekni¤i ile (ANOVA)grup ortalamalar› aras›ndaki fark belirlenerek, bufarkl›l›¤›n önem derecesi ise Duncan çoklukarfl›laflt›rma testi yap›larak incelenmifltir.

BULGULAR VE TARTIŞMA

Zeytin Meyve Özellikleri

Hastal›k fliddetinin meyvelerin nem, ya¤ vetoplam fenolik madde içeri¤ine etkisi Çizelge1’de verildi¤i gibidir. Meyvelerin nem içeri¤i%45.13-49.04 aras›nda, ya¤ içeri¤i ise %23.44-24.66

aras›nda de¤iflen de¤erler alm›flt›r. Hastal›kfliddeti artt›kça meyvelerin nem içeri¤inin genelolarak düfltü¤ü, ya¤ içeri¤inin ise de¤iflmedi¤igözlenmektedir. Zeytinlerin toplam fenolik maddeiçeri¤i ise 3388.38-7728.77 mg/kg aras›nda de¤iflende¤erler alm›flt›r. Yorulmaz ve ark. (15) farkl›zeytin çeflitlerinde fenolik madde içeri¤iniinceledikleri çal›flmalar›nda Gemlik zeytin çeflidiiçin ortalama 6610.88 mg/kg düzeyinde toplamfenolik madde tan›mlam›fllard›r. Vinha ve ark.(12) Portekiz’de yetifltirilen zeytin çeflitlerininfenolik madde miktarlar›n›n 4364 ile 75215mg/kg aras›nda de¤iflim gösterdi¤ini bildirmifltir.Boskou ve ark. (16) farkl› çeflit kahvalt›l›kzeytinlerden elde edilen çekirdeklerde kafeik asitcinsinden 510 ile 2560 mg/kg aras›nda de¤iflenoranlarda fenolik madde bulundu¤unubildirmifllerdir. Çizelge 1 incelendi¤inde,zeytinlerdeki toplam fenolik madde içeri¤ininhastal›k fliddeti artt›kça düfltü¤ü, ancak hastal›¤›nen fliddetli oldu¤u örneklerde maksimum de¤ereulaflt›¤› gözlemlenmektedir.

Zeytinyağı Özellikleri

Hastal›k fliddetinin zeytinya¤lar›n›n kaliteparametreleri ve toplam fenolik madde içeri¤ineetkisi Çizelge 2’de verildi¤i gibidir. Zeytinya¤›örneklerinin serbest ya¤ asidi içerikleri %0.91-1.57aras›nda de¤iflmifl ve Türk G›da Kodeksi Zeytinya¤›Tebli¤i’nde natürel birinci s›n›f zeytinya¤lar› içinbelirlenen limitler içinde yer alm›flt›r. Ya¤örneklerinin serbest asit içerikleri Vertisilyumsolgunlu¤u hastal›k fliddeti ile do¤rusal bir iliflkigöstermemifltir. Bitkisel ya¤larda birincil oksidasyonürünleri ile ilgili bilgi veren peroksit de¤erihastal›kl› a¤açlardan elde edilen ya¤ örneklerinde8.07-14.20 meq O2/kg ya¤ aras›nda de¤iflende¤erleri alm›fl ve Türk G›da Kodeksi Zeytinya¤›Tebli¤i’nde natürel zeytinya¤lar› için belirlenen


200

Çizelge 1. Verticillium solgunlu¤u hastal›k fliddetinin meyve nem (%), ya¤ (%) ve toplam fenolik madde (mg/kg) içeri¤ine etkisiTable 1. Effect of Verticillium wilt disease incidence on fruit water (%), oil (%) and total phenol (mg/kg) content

Hastal›k fliddeti Nem (%) Ya¤ (%) Toplam fenolik madde (mg/kg)Disease incidence Water (%) Oil (%) Total phenolic compounds (mg/kg)

0 49.04c±0.99 24.33a±1.20 5596.26ab±2624.501 47.50bc±2.34 23.97a±0.97 4642.95a±701.452 45.68a±1.09 24.14a±1.21 3836.59a±1524.913 46.66ab±0.48 24.66a±1.72 3388.38a±1155.444 45.13a±0.69 23.44a±2.14 7728.77b±1225.58a Ayn› sütunda istatistiki olarak farkl› örnekler farkl› simgeler ile belirtilmifltir (P< 0.05).a Different superscript letters in the same row indicate significant difference (P< 0.05).

20 meq O2/kg’l›k limiti aflmam›flt›r. Peroksitde¤erleri hastal›k fliddeti ile do¤ru orant›l› iliflkigöstermifltir. K232 de¤eri ya¤larda çoklu doymam›flya¤ asitlerinin konjugasyonunu ifade etmektedirve genel olarak hastal›k fliddetiyle art›fl e¤ilimigöstermifltir. Konjuge dien de¤erlerinin 3. hastal›kfliddetinde di¤erlerinden farkl› olarak düflük birde¤er gösterse de, hastal›k fliddetinin artmas›ylaart›fl gösterdi¤i çizelgeden gözlemlenmektedir.Zeytinya¤› örneklerine ait ∆E de¤erleri Türk G›dakodeksinin belirledi¤i 0.01 de¤erinin alt›ndaolup, hastal›k fliddetiyle art›fl göstermifl ve hastal›¤›nen fazla oldu¤u 4 skala de¤erindeki örneklerdeen yüksek seviyeye ulaflm›flt›r. Ya¤ örneklerininspektrofotometrik olarak belirlenen toplam fenolikmadde içeri¤i 126.26-270.55 mg/kg aras›nda de¤iflende¤erler alm›flt›r. Garcia ve ark. (13) ‹spanyolnatürel zeytinya¤lar›n›n toplam fenolik maddemiktarlar›n›n 330-500 mg/kg aras›nda de¤iflti¤inirapor etmifltir. Gómez-Alonso ve ark. (14) yapt›klar›çal›flmada, Cornicabra zeytin çeflidinden eldeedilen ya¤lar›n ortalama 308 mg/kg (siringik asitcinsinden) düzeyinde fenolik madde içerdi¤inisaptam›fllard›r. Aparicio ve Luna (19) 10 ayr› zeytinçeflidinden elde ettikleri ya¤lar› incelemifller ve200 ile 1000 mg/kg aras›nda de¤iflen de¤erlertespit etmifllerdir. Ya¤ örneklerinin toplam fenolikmadde içeri¤i zeytin meyve fenoliklerine uyumluolarak hastal›k fliddeti artt›kça artm›fl ve en yüksekde¤ere hastal›k skalas›n›n en yüksek oldu¤ude¤erde ulaflm›flt›r.

Vertisilyum hastal›k fliddetinin elde edilenzeytinya¤lar›n›n fenolik madde da¤›l›m›na etkisi

Çizelge 3’te verildi¤i gibidir. Ya¤ örneklerindetemel olarak 2,4-hidroksifeniletanol (tirozol),siringik asit, p-kumarik asit, luteolin-7-glukozit,trans sinnamik asit, luteolin ve apigenin varl›¤›tespit edilmifltir. Ocako¤lu ve ark. (20) yapt›klar›çal›flmada Türk zeytinya¤lar›nda hidroksitirozol,4-hidroksibenzoik asit, tirozol, 2,3-dihidroksibenzoikasit, 4-hidroksifenilasetik asit, kafeik asit, vanilikasit, vanilin, siringik asit, p-kumarik asit, ferulikasit, sinnamik asit, luteolin ve apigenin varl›¤›tespit etmifllerdir. Garcia ve ark. (21) iki farkl›zeytin çeflidinden üretilen zeytinya¤lar›n›n fenolikmadde miktarlar›n› belirlemifller ve natürelzeytinya¤›n›n hidroksitirozol, tirozol, vanilik asit,vanilin, 4-(asetoksietil)-1,2-dihidroksibenzen,p-kumarik asit, hidroksitirozol ve tirozolaba¤l› elenolik asitin dialdehidik formu,1-asetoksipinoresinol, pinoresinol, oleuropeinaglukon, luteolin, ligstrosit aglikon ve apigeninesahip oldu¤u bildirmifllerdir. Brenes (22) yapt›¤›çal›flmada, farkl› zeytin çeflitlerinden elde etti¤izeytinya¤lar›nda 3,4-DHPEA-AC (4-(asetoksietil)-1,2-dihidroksibenzen), 3,4-DHPEA-EDA (elenolikasidin hidroksitirozole ba¤l› dialdehidik formu),p-HPEA-EDA (elenolik asidin tirozole ba¤l›dialdehidik formu), 3,4-DHPEA-EA (oleuropeinaglikonu), p-HPEA-EA (ligstrosit aglikonu) varl›¤›n›tespit etmifllerdir. Çizelge incelendi¤inde temelfenoli¤in luteolin oldu¤u ve 228.99-414.24 mg/kgaras›nda de¤iflen de¤erler ald›¤› görülmektedir.Murkovic ve ark. (13) yapt›klar› çal›flmada beflfarkl› zeytinya¤› örne¤ini analiz etmifller ve buya¤larda 1.9-7.0 mg/kg aras›nda de¤iflen düzeylerdeluteolin tespit etmifllerdir. Romani ve ark. (23) ise


201

Çizelge 2. Verticillium solgunlu¤u hastal›k fliddetinin zeytinya¤›n›n kalite parametreleri ile toplam fenol içeri¤ine etkisiTable 2. Effect of Verticillium wilt disease incidence on quality parameters and total phenol content of virgin olive oil

Hastal›k fliddeti Disease incidence

0 1 2 3 4

Serbest ya¤ asitli¤i (%)Free fatty acidity (%)

Peroksit de¤eri (meq O2/kg ya¤)Peroxide value (meq O2/kg oil)

K232 1.87a±0.08 1.99b±0.05 2.03b±0.06 1.94ab±0.07 2.14c±0.10

Konjuge dienConjugated dien

∆E 0.0019ab±0.0004 0.0018a±0.0003 0.0024c±0.0004 0.0022bc±0.0001 0.0032c±0.0002

Toplam fenolik madde (mg/kg) Total phenolic compound (mg/kg)a Ayn› sat›rda istatistiki olarak farkl› örnekler farkl› simgeler ile belirtilmifltir (P< 0.05).a Different superscript letters in the same row indicate significant difference (P< 0.05).

0.95a±0.12 1.06ab±0.09 1.29b±0.35 0.91a±0.08 1.57c±0.07

9.60ab±1.52 8.07a±0.98 12.28bc±4.54 12.59bc±1.20 14.20c±1.67

1.51a±0.07 1.61b±0.04 1.65b±0.05 1.57ab±0.06 1.74c±0.09

103.30a±18.9 126.26a±47.82 130.60a±68.12 188.95a±24.26 270.55b±145.03


analiz ettikleri zeytinya¤lar›nda 1.08-8.58 mg/Lya¤ düzeyinde luteolin varl›¤› belirlemifllerdir.Yorulmaz ve ark. (15) Türk zeytinya¤lar›n›n fenolikmadde bileflenlerini inceledikleri çal›flmalar›ndaGemlik çeflidi zeytinya¤› için ortalama 71.81mg/kg düzeyinde luteolin tan›mlam›fllard›r.Çal›flmada bu de¤erlerin çok üzerinde luteolinmiktar› tan›mlanm›flt›r. Hastal›k fliddeti ile luteolinaras›nda bir korelasyon tespit edilmemifltir.Trans sinnamik asit ve luteolin-7-glikozitluteolinden sonra ya¤ örneklerinde en fazlabulunan bilefliklerdir. Ancak miktarlar› oldukçadüflüktür. Trans sinnamik asit 2.78-4.61 mg/kg,luteolin-7-glikozit ise 1.77-5.14 mg/kg aras›ndade¤iflen de¤erler alm›flt›r. Gómez-Alonso ve ark.(18) yapt›klar› çal›flmada trans sinnamik asit ve1-asetoksipinoresinol toplam›n›n Cornicabrazeytin çeflidinden elde edilen ya¤larda ortalama1.57 mg/kg düzeyinde yer ald›¤›n› bildirmifllerdir.Apigenin ya¤ örneklerinde 0.75-2.39 mg/kgaras›nda de¤iflen de¤erler alm›flt›r. Murkovic ve ark.(13) yapt›klar› çal›flmada zeytinya¤› örneklerinde0.68-1.6 mg/kg düzeyinde apigenin tespitetmifllerdir. Ocako¤lu ve ark. (20) ise farkl›çeflitlerden elde ettikleri ya¤larda 1.66-24.04mg/kg düzeyinde apigenin belirlemifllerdir. Tirozol,p-kumarik asit, luteolin-7-glikozit, trans sinnamikasit hastal›k fliddetinden etkilenmezken, di¤erfenoliklerin hastal›k fliddetinden etkilendi¤igözlemlenmektedir. Ancak ya¤ örneklerinin fenolik

da¤›l›m› ile hastal›k fliddeti aras›nda do¤rusal birkorelasyon tespit edilmemifltir.

Mevcut çal›flma Vertisilyum solgunlu¤unun ya¤kalite parametreleri ve fenolik bileflenlere etkisiniinceleyen ilk çal›flma niteli¤indedir. Elde edilensonuçlar, hastal›k fliddetinin ya¤ kalite parametreleriniolumsuz, ancak toplam fenolik madde içeri¤iniolumlu yönde etkiledi¤ini ortaya koymufltur.Bulgular, hastal›¤›n bitkide yol açt›¤› fenolikoluflum mekanizmas›n› aç›klamaya yönelikgerçeklefltirilecek olan araflt›rmalar için kaynakniteli¤indedir. Hastal›¤›n, bitkiden elde edilecekya¤›n trigliserit, ya¤ asidi, tokoferol ve sterolkompozisyonu gibi di¤er bileflenler üzerineetkisi de henüz çal›fl›lmam›fl konulard›r. Benzerçal›flmalar›n ülkemizde yetifltirilen di¤er zeytinçeflitleri için de gerçeklefltirilmesi hastal›¤›n kalitekayb› sebebiyle yol açt›¤› ekonomik zarara dadikkat çekmek aç›s›ndan önem arz etmektedir.

KAYNAKLAR

1. Yolageldi L. 2002. Zeytinde Verticilliumsolgunlu¤u. J. of AARI, 12(1), 156-173.

2. Ladux JL, Jotayan L, Otero ML, González Vera C,Ortiz J. 2014. Incidence of Verticillium dahliaein traditional orchards of the olive 'Arauco' innorthwest Argentina (La Rioja). Acta Hort, 1057,127-132.

202

Çizelge 3. Verticillium solgunlu¤u hastal›k fliddetinin zeytinya¤›n›n fenolik madde da¤›l›m›na etkisi (mg/kg)Table 3. Effect of Verticillium wilt disease incidence on phenolic compound distribution of virgin olive oil (mg/kg)

Hastal›k fliddeti Disease incidence

0 1 2 3 4

TirozolTyrosol

Siringik asitSyringic acid

p-kumarik asitp-coumaric acid

Luteolin-7-glikozitLuteolin-7-glycoside

Trans sinnamik asitTrans cinnamic acid

LuteolinLuteolin

ApigeninApigenina Ayn› sat›rda istatistiki olarak farkl› örnekler farkl› simgeler ile belirtilmifltir (P< 0.05).a Different superscript letters in the same row indicate significant difference (P< 0.05).

0.65a±0.42 0.89a±0.49 0.43a±0.20 0.57a±0.21 0.66a±0.57

0.34b±0.11 0.23ab±0.13 0.36b±0.10 0.22ab±0.05 0.14a±0.10

0.12a±0.08 0.08a±0.08 0.28a±0.25 0.12a±0.12 0.26a±0.10

4.23a±3.63 5.14a±5.90 2.40a±1.86 1.77a±0.34 2.05a±1.43

4.61a±2.20 4.40a±2.36 2.78a±1.27 3.13a±0.98 3.50a±1.49

379.11bc±57.36 414.24c±156.79 228.99a±47.87 329.86abc±55.72 286.14ab±56.24

1.03a±0.72 1.28a±0.51 0.75a±0.50 1.13a±0.28 2.39b±1.44


3. Green RJ. 1980. Soil factors affecting survivalof microselerotia of Verticillium dahliae.Phytopathology, 58, 567-570.

4. Pérez-Rodríguez M, Alcántara E, Amaro M.2014. The influence of irrigation frequency onthe onset and development of Verticillium wilt ofolive. Plant Dis. 99, 488-495.

5. Pérez-Rodríguez M, Orgaz F, Lorite IJ, López-Escudero FJ. 2015. Effect of the irrigation dose onVerticillium wilt of olive. Sci Hort, 197, 564-567.

6. Tatl› A. 2013. Zeytin a¤açlar›nda vertisilyumsolgunlu¤u (Verticillium dahliae Kleb.). Zeytinve Zeytinya¤›, 27, 56-59.

7. Arriagada C, García-Sanchez M, Sampedro I,Aranda E, García-Romera I, Ocampo JA. 2012.Suppressive effect of olive residue and saprophyticfungi on the growth of Verticillium dahliae andits effect on the dry weight of tomato (Solanumlycopersicum L.). J Soil Sci and Plant Nutr, 12,303-313.

8. Harborne JB, Dey PM. 1989. Methods in PlantBiochemistry. Academic Press, London, 414 p.

9. Boskou D. 1996. Olive Oil Chemistry andTechnology, AOCS Press, Champaign, IL, 161 p.

10. Sezgin E, Karc›o¤lu A, Esentepe M, Onan E.1984. Ege Bölgesinde Ticari Amaçla YetifltirilenSüs Bitkilerinde Görülen Hastal›k Olanaklar›n›nSaptanmas› Üzerinde Araflt›rmalar. Bornova BölgeZirai Mücadele Arfl. Enst., A- 1051023/1 no’luproje.

11. AOCS. 1989. Official methods andrecommended practices of the American OilChemists’ Society. AOCS Press, Champaign.

12. Vinha AF, Ferreres F, Silva BM, Valentão P,Gonçalves A, Pereira JA, Oliveira, B, Seabra RM,Andrade PB. 2005. Phenolic profiles of Portugueseolive fruits (Olea europaea L.): Influences ofcultivar and geographical origin. Food Chem.,89, 561-568.

13. Murkovic M, Lechner S, Pietzka A, BratacosM, Katzogiannos E. 2004. Analysis of minorcomponents in olive oil. J. Biochem. Biophys.Methods, 61, 155-160.

14. Gutfinger T. 1981. Polyphenols in olive oils.J. Am. Oil. Chem. Soc., 58, 966-968.

15. Yorulmaz A, Poyrazoglu ES, Ozcan MM, TekinA. 2012. Phenolic profiles of Turkish olives andolive oils. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 114, 1083-1093.

16. Boskou D. 2006. Olive Oil Chemistry andTechnology. AOCS Press, Champaign, IL, 268 p.

17. Garcia A, Brenes M, Romero C. 2002. Studyof phenolic compounds in virgin olive oils of thePicual variety. Eur. Food Res. Technol., 215, 407-412.

18. Gómez-Alonso S, Salvador MD, Fregapane G.2002. Phenolic compounds profile of cornicabravirgin olive oil. J. Agric. Food Chem., 50 (23),6812-6817.

19. Aparicio R, Luna G. 2002. Characterization ofmonovarietal virgin olive oils. Eur. J. Lipid Sci.Technol., 104, 614-627.

20. Ocako¤lu D, Tokatl› F, Ozen B, Korel F.2009. Distribution of simple phenols, phenolicacids anf flavonoids in Turkish monovarietal extravirgin olive oils for two harvest years. FoodChem., 113, 401-410.

21. Garcia A, Brenes M, Martinez F, Alba J, GarciaP, Garrido A. 2001. High performance liquidchromatography evaluation of phenols in virginolive oil during extraction at laboratory andindustrial scale. J. Am. Oil. Chem. Soc., 78, 625-629.

22. Brenes M, Hidalgo FJ, Garcia A, Rios JJ, GarciaP, Zamora R, Garrido A. 2000. Pinoresinol and1-acetoxypinoresinol, two new phenoliccompounds identified in olive oil. J. Am. Oil.Chem. Soc., 77, 715-720.

23. Romani A, Pine P, Mulinacci N, Galardi C,Vincieri FF, Liberatore L, Cichejli A. 2001. HPLC andHRGC analyses of polyphenols and secoiridoidin olive oil. Chromatographia, 53, 279-284.

203

EFFECT OF DRYING PROCESS ONPESTICIDE RESIDUES IN GRAPES

Abstract

In this study, drying kinetics of chlorpyrifos, diazinon, dimethoate and methidathion pesticides ongrape samples were determined. Grapes were dried under two conditions: by sunlight (for 21 days)and in a ventilated oven at different temperatures (at 50 °C for 72 hrs, at 60 °C for 60 hrs, at 70 °C for 48hrs, at 80°C for 36 hrs). During sun drying, half-lives of chlorpyrifos, diazinon and methidathion were5.64, 6.42 and 5.25 days, respectively. The data for dimethoate did not fit 0th,, 1st and 2nd order kinetics.During oven-drying, the pesticides followed the first order kinetic model. When the temperatureincreased, degradation of pesticides raised. The activation energies of dimethoate, diazinon, chlorpyrifosand methidathion were calculated as 42.02, 42.18, 42.01 and 41.08 J/mol, respectively.

Keywords: Grape, oven-drying, pesticides, sun-drying

KURUTMA İŞLEMİNİN ÜZÜMLERDE BULUNANPESTİSİTLER ÜZERİNE ETKİSİ

Öz

Bu çal›flmada üzümlerde bulunan chlorpyrifos, diazinon, dimethoate ve methidathion pestisitlerininkurutma kinetikleri belirlenmifltir. Güneflte ve farkl› s›cakl›larda (50°C’de 72 saat, 60°C’de 60 saat,70°C’de 48 saat, 80°C’de 36 saat süre ile) hava ak›ml› etüvde kurutma ifllemi olmak üzere iki farkl› kurutmaifllemi uygulanm›flt›r. Güneflte kurutma iflleminde chlorpyrifos, diazinon ve methidathion pestisitlerininyar›lanma ömürleri s›ras›yla 5.64, 6.42 ve 5.25 gün olarak bulunmufltur. Dimethoate verileri 0., 1. ve 2.derece kinetik uyumu göstermemifltir. S›cakl›k yükseldikçe pestisitlerin parçalanmas› artm›flt›r. Dimethoate,diazinon, chlorpyrifos ve methidathionun aktivasyon enerjileri s›ras›yla 42.02, 42.18, 42.01 ve 41.08J/mol olarak hesaplanm›flt›r.

Anahtar kelimeler: Üzüm, f›r›nda kurutma, pestisit, güneflte kurutma

Ayşe Özbey1*, Şeyda Karagöz2, Ali Cingöz3

1Department of Food Engineering, Faculty of Engineering, Ömer Halisdemir University, Ni¤de, Turkey2Department of Food Tecnology Zile Vocational High School, Food Technology,

Gaziosmanpafla University, Zile, Tokat, Turkey3Department of Food Engineering, Faculty of Engineering and Natural Sciences,

Gaziosmanpafla University, Tokat, Turkey

Received / Gelifl tarihi: 03.11.2016Received in revised form / Düzeltilerek Gelifl tarihi: 28.11.2016

Accepted / Kabul tarihi: 01.12.2016

Research/ Araflt›rma


GIDA (2017) 42 (2): 204-209doi: 10.15237/gida.GD16098

204

INTRODUCTION Grapes are one of the most popular and thewidespread cultural fruit in the world. World'sfresh grape production is about the 65 milliontons per year and the 7.5 million hectares of theworld are dedicated to grapes (1, 2). Grapes arenutritionally important fruit crops of internationaltrade significance and consumed both as freshand processed products. The use of pesticidescan be beneficial in protecting crops, therebyincreasing agriculture production. Howevermultiple applications of a variety of pesticidescan lead to residues within the food product (3,4). Since there is need for pesticide treatments ongrapes as near as possible to harvest, highresidues could be present on grapes at harvest time(5). Raisins are dehydrated grapes manufacturedby exposure to sunlight or oven-drying. It is oneof the most important and popular dried fruits inthe world because of their high nutrition value(6). The different drying processes have differenteffects on pesticide residues on raw commoditysince sun light may additionally photodegradepesticide residues (7).

Food processing usually causes a decrease inpesticide levels. However, in some cases, residuelevels may increase in the final product due toconcentration factors of raw commodities in theprocess of the final product. This concentrationeffect can be related with water removal forexample in the production of dry fruit such asraisins and prunes. Processing factors assist inthe dietary-intake assessment of processedcommodities (8). They are also used inrecommending MRLs for processed productswith an existing Codex commodity code, butonly if the processing leads to an increase of theresidue level (7, 9, 10).

The objectives of this work were to determinethe effects of sun-drying and oven-drying onchlorpyrifos, diazinon, dimethoate and methidathionresidues on grapes.

MATERIAL AND METHODSMaterials

The Sultana grape samples were supplied fromManisa (Turkey) in September 2012. Chlorpyrifos(98.5%), diazinon (99.0%), dimethoate (98.5%)and methidathion (98.5%) standarts were

purchased from the Dr. Ehrenstorfer GmbH(Augsburg, Germany).

Apparatus and Chromatography

Analysis of pesticides was performed using aPerkin Elmer Clarus 500 GC-MS. The separationwas conducted on a CP-Sil 8-ms capillary column(30 m, 0.25 mm id, 0.25 µm film thickness). Heliumwas used as the carrier gas at the flow rate of 1.3mL min-1, and the injection volume was 5.0 µL.The injection port temperature was held at 250 °Cat the split mode with the split ratio of 1:5. Theoven temperature was programmed as follows:75 °C held for 3.0 min, and then the temperaturewas increased to 180 °C at a rate of 25 °C min-1

and then the temperature was raised to 300 °C ata rate of 5 °C min-1 and maintained for 3 min.Dedector was operated on the EI (70 eV) ionizationmode. Scan mode was fullscan (40 m/z–360 m/z),interface temperature and ion source temperaturewere 250°C. Processing data was performed usingNIST 2008 and Wiley 2002 libraries.

Drying Processes

To evaluate the effect of drying process on pesticideresidues, Sultana grape treated with pesticides(chlorpyrifos 45µL/kg, diazinon 50µL/kg, dimethoate50µL/kg, methidathion 45µL/ kg) through sprayingonto surface. To maintain the penetration ofpesticides, the grapes were kept in a closedcontainer for 12 hours at room temperature.Then grapes were separated from stems and dried.Grapes were dried under two conditions: bysunlight (for 21 days) and in a ventilated oven atdifferent temperatures (at 50 °C for 72 hrs, at 60°C for 60 hrs, at 70 °C for 48 hrs, at 80°C for 36hrs). Moisture content and pesticide analyses wereconducted at equal time intervals. Moisturecontent was determined according to AOAC (11).

Pesticide Analysis

QuECHERS method (12) was used to extractpesticides residues from grapes. Grape sampleswere homogenized and 15 g of each homogenatewas weighed into a 50 mL centrifuge tube. Then15 mL MeCN was added into tube. Tubes werecapped well and shaken vigorously by hand for45 s. 6 g anhydrous MgSO4 and 1.5 g NaCl were

A. Özbey, Ş. Karagöz, A.i Cingöz

205

added and shaken. Tubes were centrifuged at3000 rpm for 1 min. Extracts were decanted intothe dispersive-SPE tubes containing 0.3 g PSA + 1.8 ganhydrous MgSO4. Tubes were capped well, shakenby hand for 20 s and centrifuged for 1 min at3000 rpm. Supernatant were then analysed byGC/MS.

The recoveries were ranged from 88 to 98%.Detection limit was 0.02 mg/kg for all pesticides.

Drying Kinetics

Food processing studies often results in transferfactors or food processing factors (PF) of thepesticide residue in the transition from rawagriculture commodity to the processed product.Processing factors are calculated and consideredby JMPR (13) as follows:

In order to determine degradation kinetics, theobtained data were evaluated with zero-order,first–order and second–order kinetic models. Allpesticides obey first order kinetic model duringdrying. The experimental data were fitted accordingto simple first–order rate:

In this equation, C0 is the initial concentration ofthe pesticides, k is the rate constant. Half-lives(t1/2) were calculated from the equation:

t1/2 = ln(2) / k

The temperature dependence of rate constantswas described by the Arrhenius equation. Activa-tion energy of pesticides during oven drying wascalculated according to Arrhenius equation:

k=Ae-Ea/RT

Ea: Activation energy

R: Gas constant (8.3145 J mol-1 K-1)

T: Absolute temperature

A: Frequency factor

Since rate constants were determined at twotemperatures, the following formula derivedfrom the Arrhenius equation was used to calculateactivation energy.

ln (k1 / k2) = –Ea/R (1/T1 -1/T2)

RESULTS AND DISCUSSIONSun Drying

The moisture content of the fruits reduced to~10-12%. Chlorpyrifos, diazinon, methidathionand dimethoate disappeared 73, 92, 82 and 39%,respectively. Processing factors of pesticides aregiven in Table 1. All pesticides decreased duringall drying processes. These results supported byprevious work (14).

Figure 1 shows the first order kinetic behavioursof chlorpyrifos, diazinon and methidathionduring sun-drying. Half-lives of chlorpyrifos,diazinon and methidathion were 5.64, 6.42 and5.25 days, respectively. The data for dimethoatedid not fit zero, first and second order kinetics.

During sun-drying dimethoate decreased by 39%probably due to not having chromophores in themolecules (15). Chlorpyrifos, diazinon andmethidathion reduced considerably because oftheir chromophores. Table 2 shows the physical-chemical characteristics of pesticides. As seenfrom the Table 2, hydrolysis and photolysis arethe main mechanisms for the decrease duringsun drying. We found that diazinon levelmostly decreased because it was very sensitive tophotodegradation. Chlorpyrifos level was higherthan methidation level after drying althoughchlorpyrifos more sensitive to photodegradation.However chlorpyrifos was least water solublepesticide and hydrolysis rate was slower thanmethidation.

Effect of Drying Process on Pesticide Residues in Grapes

206

Processing factors = (1)residue level in processed commodity

residue level in raw commodity

e-ktC

C0

Table 1. Processing factors of pesticides

Process Dimethoate Diazinon Chlorpyriphos Methidathion

80 °C 0 0 0.09 0.0270 °C 0.01 0 0.04 0.0660 °C 0.03 0.01 0.12 0.1350 °C 0.64 0.02 0.22 0.35Sun-drying 0.60 0.08 0.26 0.18


207

Figure 1. The first order kinetic behaviours of methidathion, chlorpyrifos and diazinon during sun-drying

Oven Drying

When the temperature increased, degradation ofpesticides raised (Table 1). Drying in the oven at70 °C and 80 °C cause drastic reduction (above90%) in short time. Therefore those data werenot convenient for kinetic evaluation.

During oven-drying, the pesticides followed thefirst order kinetic model. Table 3 summarizes thepesticide degradation rate constants and regressioncoefficients obtained. Half-lives of chlorpyrifos,diazinon, methidathion and dimethoate wererespectively 15.75, 8.89, 19.8, 10.35 hours at 50°Cand 9.63, 4.53, 10.83, 6.3 hours at 60 °C.

The activation energies of dimethoate, diazinon,chlorpyrifos and methidathion were calculated as42.02, 42.18, 42.01 and 41.08 J/mol, respectively.There was no information related to activationenergies of pesticides for grapes in the literature.

CONCLUSIONAs a result, this study showed that the higher thetemperature, the fastest the degradation ofpesticides in drying processes of grapes. Physical-chemical characteristics of pesticides were noteffective on pesticide residues during ovendrying. Thermal degradation was the determinativemechanism for oven drying.

ACKNOWLEDGEMENT

This research was supported by the ScientificResearch Projects Unit of Gaziosmanpasa University.

REFERENCES

1. Göktürk Baydar N, Akkurt M. 2001. OilContent and Oil Quality Properties of SomeGrape Seeds. Turk J Agric For, 25, 163-168.

2. Özden Ç. 2005. Kuru Üzüm (Raisins). T.C.Baflbakanl›k D›fl Ticaret Müsteflarl›¤› ‹hracat›Gelifltirme Etüd Merkezi. 1-5.

3. Savant RH, Banerjee K, Utture SC, Patil SH,Dasgupta S, Ghaste MS, Adsule PG. 2010.Multiresidue Analysis of 50 Pesticides in Grape,Pomegranate, and Mango by Gas Chromatography-Ion Trap Mass Spectrometry. J Agric Food Chem,58, 1447–1454.

4. Turgut C, Örnek H, Cutright TJ. 2010. Pesticideresidues in dried table grapes from the Aegeanregion of Turkey. Environ Monit Assess, 67, 143-149.

5. Cabras P, Garau VL, Pirisi FM, Cubeddu M, CabitzaF, Spanedda L. 1995. Fate of Some Insecticidesfrom Vine to Wine. J Agric Food Chem, 43,2613-2615.

6. Fang Y, Zhang A, Wang H, Li H, Zhang Z,Chen S, Luan L. 2010. Health risk assessment oftrace elements in Chinese raisins produced inXinjiang province. Food Control, 21, 732-739.

Effect of Drying Process on Pesticide Residues in Grapes

208

Table 2. Physico-chemical properties of pesticides

Parameter aDimethoate bDiazinon cChlorpyriphos dMethidathion

Solubility in water 39.8 g/L 40 mg/L 0.39 mg/L 221 mg/LOctanol/water partition coefficient 0.704 3.30 5.0 2.22Photolysis characteristics t1/2 (summer) - 4 days 4.2 days 8.2 daysHydrolysis characteristics t1/2 at pH5 72 days 156 days 38 days 37 days

(a18, b16, c17, d19)

Table 3. Kinetic models of pesticides at 50 °C and 60 °C

Pesticides 50 °C 60 °C

y = 16.635e-0.067x y = 1.4105e-0.11x

R2 = 0.975 R2 = 0.949y = 1.763e-0.078x y = 0.8564e-0.153x

R2 = 0.9506 R2 = 0.9689y = 1.2039e-0.044x y = 0.8424e-0.072x

R2 = 0.9395 R2 = 0.9607y = 1.1394e-0.035x y = 0.9539e-0.064x

R2 = 0.9344 R2 = 0.9736

Dimethoate

Diazinon

Chlorpyriphos

Methidathion


7. Amvrazi E, Albanis T. 2008. Multiclass pesticidedetermination in olives and their processingfactors in olive oil: Comparison of different oliveoil extraction systems. J Agric Food Chem, 56,5700-5709.

8. Amvrazi EG. 2010. Report "Fate of PesticideResidues on Raw Agricultural Crops after Postharvest Storage and Food Processing to EdiblePortions". Pesticides - Formulations, Effects, Fate.28, 576-594.

9. González-Rodríguez RM, Rial-Otero R, Cancho-Grande B, Gonzalez-Barreiro C, Simal Gándara J.2011. A Review on the Fate of Pesticides duringthe Processes within the Food Production Chain.Crit Rev Food Sci Nutr, 51, 99-114.

10. Ke Keikotlhaile, BM, Spanoghe P. 2011.Pesticide Residues in Fruits and Vegetables. In:Stoytcheva M (ed) Pesticides - Formulations,Effects, Fate. Pesticides - Formulations, Effects,Fate Available via InTech. http://www.intechopen.com/books/pesticides- formulations-effects-fate/pesticide-residues-in-fruits-andvegetables.

11. AOAC 1997. Official Methods of Analysis ofAOAC International (16th. Pub), (930.15). Arlington,VA, USA.

12. Lehotay SJ, De-Kok A, Hiemstra M, BodegravenP. 2005. Validation of a fast and easy method forthe determination of residues from 229 pesticidesin fruits and vegetables using gas and liquidchromatography and mass spectrometric detection.J AOAC Int, 88, 595-612.

13. JMPR 2009. JMPR Practices in Evaluation ofPesticide Residue Data. In: Submission andEvaluation of Pesticide Residue Data for theEstimation of Maximum Residue Levels in Foodand Feed. FAO Plant Production and ProtectionPaper 197. FAO, Rome, p 68.

14. Cabras P, Angioni A. 2000. Pesticide Residuesin Grapes, Wine, and Their Processing Products.J Agric Food Chem, 48, 967-973.

15. Katagi T. 2004. Photodegradation of pesticideson plant and soil surfaces. Rev Environ ContamToxicol, 182, 181-189.

16. FAO 1988. Diazinon. FAO Specifications ForPlant Protection Products

17. FAO 2004. Chlorpyrifos. FAO SpecificationsFor Plant Protection Products

18. FAO 2012. Dimethoate. FAO SpecificationsFor Plant Protection Products

19. Washburn AD. 2003. The Environmental Fateof Methidathion. http://www.cdpr.ca.gov/docs/emon/pubs/fatememo/methidathion.pdf

209

Araþtýrmalar (Ýngilizce) / Researches (English)

Yüksel, A.K., Yüksel, M., Þat, Ý.G.; Determination of certain physicochemical characteristics and sensory properties of green tea powder (matcha) added ice creams and detection of their organic acid and mineral contents / Yeþil çay tozu (matcha) ilave edilen dondurmalarýn duyusal özellikleri ve fizikokimyasal karakteristiklerinin belirlenmesi, organik asit ve mineral içeriðinin tespiti ......… 116-126

Batun, P., Bakkalbaþý, E., Kazankaya, A., Cavidoðlu, Ý.; Fatty acid profiles and mineral contents of walnuts from different provinces of Van Lake / Van Gölü çevresindeki farklý bölgelerden elde edilen cevizlerin yað asidi bileþimleri ve mineral içerikleri..155-162

Meriç, Ý.; Mineral element and nutrient composition of two newly-introduced fish species (Dentex dentex and Seriola dumerili) in recirculating aquaculture system (RAS) / Kapalý devre su ürünleri sisteminde (RAS) yetiþtirilen iki yeni balýk türüne (Dentex dentex ve Seriola dumerili) ait mineral madde ve besin kompozisyonu ............................................................................................................ 163-168

Özbey, A.,Karagöz, Þ., Cingöz, A.; Effect of drying process on pesticide residues in grapes / Kurutma iþleminin üzümlerde bulunan pestisitler üzerine etkisi ........................................................................................................................................................... 204-209

Araþtýrmalar (Türkçe) / Researches (Turkish)

Yaþdað, T., Tekin, A.; Ayçiçek ve pirina yaðlarýnýn kýzartma stabilitelerinin karþýlaþtýrýlmasý / Comparison of frying stability of sunflower and olive pomace oil ........................................................................................................................................................ 105-115

Acar-Soykut, E.; Streptococcus thermophilus 231-X10 fajýnýn kýsmi genomik karakterizasyonu / Partial genomic characterization of Streptococcus thermophilus phage 231-X10 ................................................................................................................................... 136-144

Yorulmaz A, Koç M, Bircan C; Farklý ýsýtma tekniklerinin fýndýk ve kanola yaðýnýn sterol bileþimine etkisi / Effect of various heating techniques on sterol composition of hazelnut and canola oils .................................................................................................. 145-154

Akyýldýz, A., Polat, S., Aðçam, E.; Konveksiyonel ve dondurarak kurutma yöntemlerinin karpuzun bazý kalite özelliklerine etkisi / Effect of conventional and freeze drying methods on some quality properties of watermelon ....................................................169-176

Baþyiðit, B., Çam, M.; Püskürtmeli kurucutu ile mikroenkapsüle edilmiþ nane (Mentha piperita ve Mentha spicata) esansiyel yaðýnýn salýným profili / Release profile of mint (Mentha spicata and Mentha piperita) essential oil microencapsulated by spray dryer.............................................................................................................................................................................................186-196

Yorulmaz, A., Erinç, H., Tatlý, A., Tekin, A.; Güneydoðu Anadolu Bölgesi'nde yetiþtirilen Gemlik çeþidi zeytinlerde verticillium solgunluðunun zeytinyaðý kalite parametreleri ve fenolik bileþenlere etkisi / Effect of verticillium wilt in Gemlik variety olives Cultivated in South East Anatolia on quality parameters and phenolic compounds of virgin olive oils ............................. 197-203


Kýlýç, Ö., Dinçer, E.A., Erbaþ, M.; Gýdalarda polisiklik aromatik hidrokarbon bileþiklerinin bulunuþu ve saðlýk üzerine etkileri / The presence of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds in food and effects on health ..................................................... 127-135

Karademir, E., Yalçýn, E.; Toksik gluten peptitlerin detoksifikasyonunda yeni yöntemler ve gluten toksisitesinin belirlenmesi / New methods for detoxifying of toxic gluten peptides and determination of gluten toxicity .......................................... 177-185

Araþtýrmalar (Ýngilizce) / Researches (English)

Yüksel, A.K., Yüksel, M., Þat, Ý.G.; Determination of certain physicochemical characteristics and sensory properties of green tea powder (matcha) added ice creams and detection of their organic acid and mineral contents / Yeþil çay tozu (matcha) ilave edilen dondurmalarýn duyusal özellikleri ve fizikokimyasal karakteristiklerinin belirlenmesi, organik asit ve mineral içeriðinin tespiti ......… 116-126

Batun, P., Bakkalbaþý, E., Kazankaya, A., Cavidoðlu, Ý.; Fatty acid profiles and mineral contents of walnuts from different provinces of Van Lake / Van Gölü çevresindeki farklý bölgelerden elde edilen cevizlerin yað asidi bileþimleri ve mineral içerikleri..155-162

Meriç, Ý.; Mineral element and nutrient composition of two newly-introduced fish species (Dentex dentex and Seriola dumerili) in recirculating aquaculture system (RAS) / Kapalý devre su ürünleri sisteminde (RAS) yetiþtirilen iki yeni balýk türüne (Dentex dentex ve Seriola dumerili) ait mineral madde ve besin kompozisyonu ............................................................................................................ 163-168

Özbey, A.,Karagöz, Þ., Cingöz, A.; Effect of drying process on pesticide residues in grapes / Kurutma iþleminin üzümlerde bulunan pestisitler üzerine etkisi ........................................................................................................................................................... 204-209

Araþtýrmalar (Türkçe) / Researches (Turkish)

Yaþdað, T., Tekin, A.; Ayçiçek ve pirina yaðlarýnýn kýzartma stabilitelerinin karþýlaþtýrýlmasý / Comparison of frying stability of sunflower and olive pomace oil ........................................................................................................................................................ 105-115

Acar-Soykut, E.; Streptococcus thermophilus 231-X10 fajýnýn kýsmi genomik karakterizasyonu / Partial genomic characterization of Streptococcus thermophilus phage 231-X10 ................................................................................................................................... 136-144

Yorulmaz A, Koç M, Bircan C; Farklý ýsýtma tekniklerinin fýndýk ve kanola yaðýnýn sterol bileþimine etkisi / Effect of various heating techniques on sterol composition of hazelnut and canola oils .................................................................................................. 145-154

Akyýldýz, A., Polat, S., Aðçam, E.; Konveksiyonel ve dondurarak kurutma yöntemlerinin karpuzun bazý kalite özelliklerine etkisi / Effect of conventional and freeze drying methods on some quality properties of watermelon ....................................................169-176

Baþyiðit, B., Çam, M.; Püskürtmeli kurucutu ile mikroenkapsüle edilmiþ nane (Mentha piperita ve Mentha spicata) esansiyel yaðýnýn salýným profili / Release profile of mint (Mentha spicata and Mentha piperita) essential oil microencapsulated by spray dryer.............................................................................................................................................................................................186-196

Yorulmaz, A., Erinç, H., Tatlý, A., Tekin, A.; Güneydoðu Anadolu Bölgesi'nde yetiþtirilen Gemlik çeþidi zeytinlerde verticillium solgunluðunun zeytinyaðý kalite parametreleri ve fenolik bileþenlere etkisi / Effect of verticillium wilt in Gemlik variety olives Cultivated in South East Anatolia on quality parameters and phenolic compounds of virgin olive oils ............................. 197-203


Kýlýç, Ö., Dinçer, E.A., Erbaþ, M.; Gýdalarda polisiklik aromatik hidrokarbon bileþiklerinin bulunuþu ve saðlýk üzerine etkileri / The presence of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds in food and effects on health ..................................................... 127-135

Karademir, E., Yalçýn, E.; Toksik gluten peptitlerin detoksifikasyonunda yeni yöntemler ve gluten toksisitesinin belirlenmesi / New methods for detoxifying of toxic gluten peptides and determination of gluten toxicity .......................................... 177-185

gida i sayfalari 2017-2 -...

Documents