Chlorella vulgaris based functional food design

Abstract

Yetersiz beslenme ekonomik durum ve coğrafi konum fark etmeksizin dünyanın her yerinde insanları etkilemektedir. Bu problem hem gıda yetersizliği hem de kötü beslenme alışkanlıklarından kaynaklanmaktadır. Günümüzde, yaygın beslenme şekli yoğun miktarda basit karbonhidratlar içermekte, mikro besinler açısından zayıf kalmakta ve çoğunlukla hayvansal proteine dayanmaktır. Hayvansal protein üretimi tarım arazilerinin çoğunluğunu işgal etmekte ve aşırı su tüketimine sebep olmaktadır. Chlorella vulgaris hayvansal kaynaklarla yarışacak kadar protein ve sebzeler kadar vitamin ve mineral içeren, istisnai bir vegan-vejeteryan gıda alternatifidir. Çevre açısından bakıldığında Chlorella vulgaris yetiştirilmesi atmosferdeki karbondioksitin özümsenmesinin yanı sıra, verimli arazilere ihtiyaç duymamaktadır ve et üretimine göre %500 daha az su tüketmektedir. Bu çalışmada Chlorella vulgaris biyokütlesinin fonksiyonel gıda malzemesi olarak kullanılabilmesi için gereken besin değeri ön analizleri yapılmıştır. Deneysel süreçte, Chlorella vulgaris iki litrelik fotobiyoreaktörler içerisinde fotoototrofik ve steril koşullarla 6 paralel grup olarak yetiştirilmiştir. Hasatlanan biyokütlenin üç grubu 125°C'da ayrı miktarlarda 15 ve 35 dakika fırınlanmıştır. Ham ve fırınlanmış biyokütlelerin besin değerleri analiz edilmiştir. Makrobesin değerleri kolorimetrik metotlarla ve ağırlık dengesiyle belirlenip, vitamin değerleri LC-MS/MS ile analiz edilmiştir. Elde edilen veriler, Chlorella vulgaris biyokütlesinin 125°C'de 15 ve 35 dakika fırınlanmasının vitamin değerleri üzerinde istatistiksel olarak kayda değer bir etki yaratmadığını göstermiştir. Sonuç olarak, üretilen Chlorella vulgaris biyokütlesinin dikkate değer bir vegan-vejeteryan protein ve B12 vitamini kaynağı olduğu tespit edilmiştir.

Malnutrition affects people all around the world regardless of their economic income or geographic location. This problem is mainly caused by inadequate food intake and/or unhealthy eating habits. Today, the common diet of most people is high in simple carbohydrates, deficient in micronutrients and mostly depends on an animal protein which is responsible for occupying the majority of agricultural lands and usage of excess amounts of water. Chlorella vulgaris is an exceptional vegan-vegetarian food alternative by providing enough protein to compete with animal sources in addition to containing a broad range of vitamins and minerals like vegetables. From the environmental aspect, cultivation of Chlorella vulgaris aids by sequestering carbon dioxide without the need for fertile lands and uses 500% less water than meat production. In this study, preliminary nutritional analysis was done to assess the utilization of Chlorella vulgaris CCAP 211/11b as a functional food ingredient. For the experimental process, Chlorella vulgaris was grown under photoautotrophic and sterile conditions in two liter photobioreactors in sextuplicate batches. Harvested biomass of three batches were baked at 125°C for 15 and 35 min, separately. Nutritional profiles of both raw and baked biomasses were analyzed. Macronutrient compositions were determined by colorimetric methods and mass balance whereas vitamin contents were quantified by LC-MS/MS analysis. The results showed that baking at 125°C for 15 and 35 min had no statistically significant effect on the vitamin content of Chlorella vulgaris and the produced biomass has potential as a significant source of vegan-vegetarian protein and vitamin B12.