Characterization and modification of antioxidant proteins from plant materials

Abstract

Adı-Soyadı: skender ARCANOkul: zmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: Biyoteknoloji ve BiyomühendislikProgramı: Biyoteknoloji (Yüksek Lisans)Tez Ba lı ı: Bitkisel Materyallerde Bulunan Antioksidant ProteinlerinKarakterizasyonu ve Modifiye EdilmeleriÖZETBu çalı mada ısı uygulaması (90 oC'de 20 dak) veya ısıl i lem (121 oC'de 20dak) uygulanmı nohut ve kuru fasulye proteinlerinin serbest radikalleri inhibe etmeve demir ba lama kapasitleri kıyaslanmı tır. Elde edilmi sonuçlar, liyofilize edilmiham fasulye protein ekstraktlarına kıyasla, liyofilize edilmi ham nohut proteinekstraktlarının protein içeri inin 1.5-3 kat, antioksidant aktivitesinin 2.3 kat ve demirba lama kapasitesinin 3 kat kadar daha yüksek olabilece ini göstermi tir. Isıl i lemuygulanması liyofilize ham nohut proteinlerinin serbest radikaller üzerindekiaktivitesini etkilememekte, ancak demir ba alma kapasitelerini yakla ık % 80artırmaktadır. Ancak, ısıl i lem uygulaması fasulyelerden elde edilen liyofilize hamprotein ekstraktlarının serbest radikalleri inhibe etme ve demir ba lama kapasitesinisırasıyla % 20-40 ve % 60 oranında azaltmaktadır. Isıl i lem görmü nohut hamprotein ekstraktlarının amonyum sülfat veya DEAE-selüloz kolon kromatografisi ilekısmi olarak safla tırılması onların serbest radikalleri inhibisyon kapasitesinde artı aneden olmu tur. DEAE-selüloz kromatografisi ayrıca, ısı uygulamı nohut proteinekstraktlarında 5, ısıl i lem uygulanmı nohut protein ekstraktlarında ise 3antioksidant protein fraksiyonu bulundu unu göstermektedir. Proteinekstraktlarının spesifik antioksidant aktivitesi 85 oC'de 30 dak 1.5 M HCl ile asidikhidrolizle artırılabilmekte, ancak bu i lem arzulanmayan Maillard reaksiyon ürünleriolu turmaktadır. Di er yandan pH 2.5 ve 85 oC'de 30 dak yürütülen ekstraksiyonselektif olarak antioksidant proteinlerin, pH 9.5 ve 85 oC'de 30 dak yürütülenekstraksiyon ise antioksidant ve di er proteinlerin ekstraksiyonu amacıylakullanılabilmektedir.

Name: skender ARCANSchool: zmir Institute of TechnologyDepartment: Biotechnology and BioengineeringMajor: BiotechnologyTitle of Thesis: Characterization and Modification of Antioxidant Proteinsfrom Plant MaterialsABSTRACTIn this study, the radical scavenging and iron chelating capacity of proteinsfrom heat treated (20 min at 90 oC) or thermally processed (20 min at 121 oC) chick-peas and kidney-beans were compared. Lyophilized crude protein extracts fromchick-peas contained more protein (1.5-3 fold) and showed higher free radicalscavenging (up to 2.3 fold) and iron binding capacity (up to 3 fold) than lyophilizedcrude protein extracts form kidney-beans. The thermal processing of chick-peas didnot cause a significant change in the radical scavenging capacity of their lyophilizedcrude protein extracts, but improved the iron chelating capacity of these proteinsalmost 80 %. However, the thermal processing reduced both the radical scavengingand iron binding capacity of crude lyophilized proteins form kidney beans by 20-40% and 60 %, respectively. Partial purification by ammonium sulfate precipitation orDEAE-cellulose chromatography increased the antioxidant capacity of thermallyprocessed chick-pea proteins. The DEAE cellulose chromatography also showed thepresence of 5 and 3 antioxidant protein fractions in heat treated and thermallyprocessed chick-peas, respectively. Hot acidic hydrolysis at 80 oC for 30 min inpresence of 1.5 M HCl increases the specific antioxidant activity of protein extracts,but causes the formation of undesired Maillard reaction products. Hot extraction at85 oC for 30 min at pH 2.5 extracts the antioxidant proteins selectively, whereas 85 oCfor 30 min at pH 9.5 extracts both antioxidant proteins and other proteins.