Gıda endüstrisi için alternatif bitkisel protein tozu üretimi

Abstract

Bu tez çalışmasında, şeker pancarı yapraklarından maksimum verimde alternatif bitkisel protein tozu üretimi amaçlanmıştır. Maksimum verimde protein eldesi amacıyla, izoelektrik, amonyum sülfat ve bu iki yöntemin kombinasyonu olan izoelektrik-amonyum sülfat çöktürme yöntemleri uygulanmıştır. Bunun yanı sıra, protein verimini arttırmak amacıyla özütleme işlemindeki etken parametreler optimize edilmiş ve enzimatik ön işlem uygulanmıştır. Bu kapsamda, şeker pancarı yaprağının kuru madde bazında %24,02±0,18 protein içerdiği belirlenmiştir. Protein tozu eldesinde en yüksek verimin izoelektrik-amonyum sülfat çöktürmesi uygulanarak elde edildiği tespit edilmiştir. Ekstraksiyon işleminde etken parametreler olan ekstraksiyon sıcaklığı (25-75 ˚C), ekstraksiyon süresi (40-120 dk.) ve çözelti:katı oranı (15-45 mL/g) yanıt yüzey yöntemi ile optimize edilmiş ve optimizasyon işlemi sonuçlarına göre 54,25 ˚C sıcaklık, 81,35 dakika ekstraksiyon süresi ve 27,65 mL/g çözelti:katı oranı ekstraksiyon koşullarında protein verimi %55,15±2,82 olarak bulunmuştur. Enzim destekli ekstraksiyon ile ise protein verimi %43,27 oranında arttırılarak %79,01±0,27 olarak saptanmıştır.Elde edilen protein tozlarının kuru madde bazında protein içeriği %69,08 (ağ/ağ) olarak saptanmıştır. Protein tozlarının amino asit kompozisyonuna bakıldığında, esansiyel amino asitlerden treonin (%4,20), valin (%3,99) ve fenilalaninin (%3,62) ve esansiyel olmayan amino asitlerden ise serin (%55,22) ve aspartik asidin (%7,41) yüksek oranda bulunduğu belirlenmiştir. Protein tozlarının protein çözünürlüğü pH 7,5 değerinde %98,71 olarak saptanmıştır. Bunun yanı sıra, protein tozlarının kalite özelliklerini belirlemek amacıyla, renk, yığın yoğunluğu, sıkıştırılmış yığın yoğunluğu, Carr endeksi, partikül yoğunluğu, ıslanabilirlik, dağılabilirlik ve su aktivitesi tayinleri yapılmıştır.

In this thesis, it is aimed to produce plant based protein powder in maximum yield from sugar beet leaves. In order to obtain maximum protein yield, isoelectric precipitation, ammonium sulphate precipitation and isoelectric-ammonium sulfate precipitation methods have been applied. In addition, in order to increase protein yield, the effective parameters in the extraction process were optimized and enzymatic pretreatment was applied. In this context, it was determined that sugar beet leaves contained 24,02±0,18% protein on dry matter basis. It was determined that the highest yield of protein powder was obtained by applying isoelectric-ammonium sulfate precipitation. The extraction temperature (25-75 ˚C), the extraction time (40-120 min) and the solvent:solid ratio (15-45 mL/g), which are the effective parameters in the extraction process, were optimized by the response surface methodology and according to the results of the optimization, protein yield was found 55,15±2,82% at the extraction conditions of 54,25 ˚C temperature, 81,35 minutes extraction time and 27,65 mL/g solvent:solid ratio. Alsothe optimization process results were 54,25 ˚C temperature, 81,35 minutes extraction time and 27,65 mL/g solvent:solid ratio. Also, with enzyme-assisted extraction protein yield increased by 43,27% was determined as 79,01±0,27%.The protein content of the protein powders was 69,08±0,59% (w/w) on a dry matter basis. When the amino acid composition of protein powders is examined, it was detected that the essential amino acids of threonine (4,20%), valine (3,99%) and phenylalanine (3,62%) and non-essential amino acids of serine (55,22%) and aspartic acid (7,41%) were found to have a significant amount. The protein solubility of the protein powders was found to be 98.71% at pH 7.5. In addition,color, bulk density, tapped bulk density, Carr Index, particle density, wettability, dispersibility and water activity were determined to determine the quality characteristics of protein powders.