Effects of ozone on functional properties of proteins

Abstract

Ozon, su arıtımında etkili bir dezenfektan olarak uzun yıllardır kullanıldığı halde, gıda endüstrisinde son zamanlarda önem kazanmaya başlamıştır. Yumurta akı proteinleri ve peyniraltı suyu proteinleri gıdalarda yaygın olarak kullanılan proteinlerdir. Proteinler bir çok gıda ürününde hem temel amino asitleri sağladığı hem de çeşitli fonksiyonel özelliklere sahip oldukları için önemlidirler. Proteinlerin gıda sistemlerinde çözünürlük, viskozite, emülsiyon ve köpük oluşturma ile ilgili fonksiyonel özellikleri etkilediği bilinmektedir. Ozon gazı ve/veya ozonlu su ile muamele edilen gıda bileşenlerinin bu muameleden nasıl etkilendiğine dair sınırlı sayıda araştırma mevcuttur. Bu projede peyniraltı suyu protein izolatı ve yumurta akı proteinlerinin ozonla muamele sonucunda fonksiyonel özelliklerinin değişimi incelenmiştir. Projede, toz halindeki protein örnekleri ozonlu su ile ve doğrudan ozon gazı teması ile olacak şekilde iki yolla ozonlanmıştır. Ozon muamelesinin köpük oluşumu ve köpük stabilitesi üzerinde büyük etkisi olduğu görülmektedir. Ozonla muamele emülsiyon aktivitesini olumsuz yönde etkilemiştir ve emülsiyon stabilitesini düşürmüştür.Ozonlanmış örneklerin denatürasyon özellikleri Diferansiyel Sıcaklık Taramalı Kalorimetre (DSTK) ile ölçülmüştür ve peyniraltı suyu protein izolatının denatürasyon sıcaklığının yükseldiği, denatürasyon entalpisinin düştüğü görülmüştür. Aynı etki yumurta akı proteinlerinde daha azdır. Ozonlu solüsyon ile muamele edilen proteinlerin çözünürlüğünde azalma görülürken, bu oran ozon gazı ile muamele edilen proteinlerde daha düşüktür. Proteinlerin optik çevirme gücü sağa doğru artmıştır. Yüksek basınçlı sıvı kromatografisi sonuçlarında proteinlerin denatüre olmaları nedeniyle peyniraltı protein izolatı ve yumurta proteinlerinin piklerinin alanlarında azalma (%42 ve 45) olduğu görülmüştür. Ozon ile muamele sonucunda, seyreltik emülsiyonlar derişik emülsiyonlara göre düşük frekanslarda daha çok sıvıya benzer davranış sergilemiştir.Anahtar Kelimeler: Ozon, protein, fonksiyonellik, köpük, emülsiyon, optik aktivite.

Ozone has recently gained the attention of food industries, although it has been used effectively as a primary disinfectant for treatment of water for many years. Egg white, whey proteins have been extensively used in food products to improve textural, functional and sensory attributes. Proteins influence the functional properties in foods such as solubility, emulsion and foam formation and rheological properties. However, there is limited knowledge about the effects of ozone on the food components. In this project, the effects of ozone treatment on the functional properties of whey protein isolate and egg white proteins were investigated. Ozone treatment of proteins was performed either in aqueous solutions or as gas ozonation of pure protein powders. Ozonation influenced foam formation and stability extensively. Ozone treatment affected emulsion activity negatively and reduced the emulsion stability. Thermal denaturation properties of ozonated protein samples were investigated by Differential Scanning Calorimeter (DSC). For whey protein isolate, denaturation temperature increased while denaturation enthalpy decreased. However, denaturation temperature of egg white proteins were influenced less. The effects of gas ozonation on solubility were observed to be more extensive than the effect of ozone treatment in aqueous solutions. The leavorotation of the ozonated protein solutions increased. HPLC chromatograms of ozonated protein samples showed a reduction (42 and 45 %) in the peak areas of whey proteins and egg white proteins, respectively. As a result of ozone treatment, dilute emulsions exhibited more liquid like behavior at low frequencies than concentrated emulsions.Key Words: Ozone, protein, functionality, emulsion, foam, solubility,optical activity