Yumurta sarısı karotenoidleri ve yağ asidi kompozisyonu üzerine ultraviyole ışığın etkisi

Abstract

Gıda endüstrisinde pastörizasyon ve sterilizasyon gibi ısıl işlemler güvenilir gıda üretiminde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak ısıl işlemler gıdalarda bulunan besin ögelerinde arzu edilmeyen kayıplara da neden olabilmektedir. Alternatif olarak geliştirilen ısıl olmayan işlemler gıda endüstrisinde denenmekte ve optimizasyon için bilimsel ve teknolojik çalışmalara devam edilmektedir. Yumurta ve ürünlerinde ısıl olmayan UV-C uygulaması mikrobiyal inaktivasyon amacıyla kullanılmaktadır. Bu uygulamanın yumurta ve ürünlerinde hedeflenen mikroorganizma olan Salmonella sayısını azalttığı literatürde mevcuttur. Ancak UV-C ışık uygulaması yumurta sarılarında özellikle de karotenoid ve yağ asitlerinde degradasyona yol açabilmektedir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, yumurta sarısında bulunan karotenoidler ile yağ asitleri kompozisyonu üzerine UV-C ışığın etkilerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada, beyazlarından ayrılan yumurta sarıları farklı sürelerde (0, 10, 20, 30, 40, 50 ve 60 dakika) statik ortamda UV-C ışığa maruz bırakılmıştır. Muamele edilen yumurta sarıları liyofilize edilmiş ve elde edilen liyofilizatlarda lutein, zeaksantin, kantaksantin, yağ asidi kompozisyonu ve renk analizleri gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta 121,1 µg/g kuru madde olan lutein içeriği 60 dakika UV-C ışık uygulanan yumurta sarılarında 68,63 µg/g'a düşmüştür (p<0,05). Yumurta sarılarının başlangıçtaki zeaksantin içeriği 39,67 µg/g kuru madde iken bu değer 60 dakika UV-C ışık uygulaması sonunda 19,30 µg/g'a düşmüştür (p<0,05). Benzer degradasyon kantaksantin için de bulunmuş, başlangıçtaki 0,29 µg/g değeri 60 dakika UV-C ışık uygulaması sonunda 0,12 µg/g değerine düşmüştür (p<0,05). UV-C ışığın yumurta sarılarının yağ asidi kompozisyonu üzerine etkisinin belirlenmesi yağ asitlerini doymuş, tekli doymamış (MUFA) ve çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA) şeklinde gruplandırılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre PUFA kompozisyonu UV-C ışık uygulanmamış örnekte %16,14 iken 30 ve 60 dakika UV-C ışık uygulanmış örneklerde yaklaşık %15,20'ye düşmüştür (p<0,05). Bu iki örnek dışında, diğer tüm örneklerin PUFA kompozisyonu istatistiksel anlamda benzer bulunmuştur (p>0,05). CIELAB sistemiyle yapılan renk ölçümlerinde; L* renk parametre değerleri 83,55 ve 78,49 aralığında değişmiş ancak farklılıklar istatistiksel anlamda önemli bulunmamıştır (p>0,05). Benzer şekilde kırmızılık a* renk parametre değerleri, 1,35 ve 2,88 arasında değişmiş ancak farklılık istatistiksel anlamda önemli bulunmamıştır (p>0,05). Sarı rengin bir göstergesi olan b* renk değerleri 50,26 ve 52,65 arasında değişmiştir. UV-C ışık uygulama süresinin yumurta sarılarının sarı renk değeri (b*) üzerine etkisi istatistiksel anlamda önemli bulunmamıştır (p>0,05). Sonuç olarak, mikrobiyal inaktivasyon amaçlı kullanımı literatürde yaygın olan UV-C ışık uygulamasının, yumurta sarısı karotenoidlerinden özellikle de lutein, zeaksantin ve kantaksantin üzerine degradasyon etkisi vardır. Bu etki süreye bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. UV-C ışık uygulaması, yumurta sarılarının özellikle de çoklu doymamış yağ asidi kompozisyonunu azaltmıştır. Bu uygulamanın renk üzerine etkisi ise istatistiksel anlamda önemsiz bulunmuştur. Bundan sonra yapılacak çalışmalarda, UV-C ışık uygulaması sırasında mikrobiyal inaktivasyon çalışmaları ve yanında UV-C ışığın gıdanın besin ögeleri (karotenoidler ve yağ asitleri gibi) üzerine etkisinin eş zamanlı araştırılması faydalı olacaktır.

Heat treatments such as pasteurization and sterilization are used extensively in the production of safe foods in food industry. However, thermal processes may cause undesirable losses in food nutrients. Techniques alternative to thermal processes in the food industry and scientific and technological studies for optimization have been developed. UV-C light, one of the non-thermal applications used in food industry, is used for microbial inactivation in eggs and egg products. Studies on the UV-C light treatment of eggs and egg products for targeted microorganisms, especially Salmonella, as an alternate method, are available in the literature. However, UV-C light treatment has been reported to lead to the degradation of carotenoids and fatty acid composition of egg yolks. In this master thesis, the effect of UV-C light on the carotenoid contents (lutein, canthaxanthin and zeaxanthin) and fatty acid composition of egg yolk was determined. Egg yolk samples separated from their whites were exposed to UV-C light in a static environment for 0, 10, 20, 30, 40, 50 or 60 minutes. The treated yolks were freeze-dried and lutein, canthaxanthin, zeaxanthin, color and fatty acid composition analyzes were performed in the lyophilizates. Initial lutein content of 121.1 g/g dry matter in the egg yolks reduced to 68.63 g/g after UV-C light treatment for 60 minutes (p<0.05). Zeaxanthin content of egg yolks was initially 39.67 g/g dm while it reduced to 19.30 g/g at the end of UV-C light treatment for 60 minutes (p<0.05). Similar degradation was also found for canthaxanthin contents of egg yolk and its initial 0.29 g/g content decreased to 0.12 g/g after UV-C light treatment for 60 minutes (p<0.05). To determine the effect of UV-C light on the fatty acid composition of egg yolk, fatty acids were grouped into saturated, monounsaturated (MUFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA). Results indicated that the PUFA composition of untreated egg yolks was 16.14%, and it reduced to about 15.20% in egg yolks treated with the UV-C light for 30 and 60 minutes (p<0.05). With the exception of the samples treated with the UV-C light for 30 and 60 minutes, the differences in the PUFA composition of other samples were found statistically insignificant (p>0.05). In the color measurements determined with the CIELAB system, L* color values changed within the range of 83.55 and 78.49, but differences were found statistically insignificant (p>0.05). Similarly, a* color parameter indicating the redness of egg yolks ranged from 1.35 to 2.88 but differences was statistically insignificant (p>0.05). CIE b* color values, which is a yellow color index of egg yolks, ranged between 50.26 and 52.65. UV-C light treatment time had an insignificant effect on the yellow color values (b*) of egg yolk (p>0.05). Results of this study indicated that the use of UV-C light treatment for microbial inactivation purposes has a significant degradation effect on egg yolk carotenoids especially lutein, zeaxanthin, and canthaxanthin. This effect is a time (and dose)-dependant. UV-C light treatment reduces the PUFA composition of egg yolks. The effect of this treatment on the color of egg yolks is statistically insignificant. In conclusion, results showed that it is highly recommended to determine any negative effect of UV-C light treatment on food constituents such as carotenoids and fatty acids while its microbial inactivation effect is studied.