Karaçam ve kızılçam ağaç kabuğu ekstrelerinin biyoaktif niteliklerinin belirlenmesi ve model gıda uygulamaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KÜBRA FEYZA EROL
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Fatih Törnük
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Karaçam (Pinus nigra Arn.) ve kızılçam (Pinus brutia Ten.) ağaçları, dünyada ve Türkiye'de geniş bir coğrafi dağılıma sahiptir. Atık olarak değerlendirilen ya da düşük katma değerli ürünlere dönüştürülebilen karaçam ve kızılçam ağaçlarının kabukları, sağlık açısından olumlu etkilere sahip bileşenlere sahip olmasına rağmen, bu bileşenlerin gıda teknolojisinde kullanımına dair çok az veri bulunmaktadır. Yapılan çalışmalarda, çam ağaç kabuk ekstrelerinin kandaki şeker seviyesini düzenleyici ve α-amilaz ile α-glukosidaz enzimlerini inhibe edici etkiye sahip olduğu bildirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, Türkiye'de yaygın olarak bulunan iğne yapraklı karaçam kızılçam ağaçlarından odun kısmı ayrıldıktan sonra, atık olarak kalan kabuklardan fenolik bileşenlerin ekstrakte edilmesi ve elde edilen ekstrelerin gıda endüstrisinde kullanım olanaklarının araştırılmasıdır. Bu amaçla ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi kullanılmıştır. Ekstraksiyon koşullarının optimizasyon çalışmasında 3 faktörlü [(ekstraksiyon sıcaklığı (X1, 20-40 °C), ekstraksiyon süresi (X2, 3-9 dk) ve ultrasonik güç (X3, 50-150 W)] ve 3 seviyeli yanıt yüzey metodolojisi (YYM) kullanılmıştır. Yanıt olarak verime bağlı şekilde tespit edilecek olan toplam fenolik madde içeriği (TFM), toplam kondense tanen (TKT) içeriği, ABTS ve FRAP belirlenmiştir. Ekstraksiyon koşulları optimize edilen karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstrelerinin LC/MSMS ile fenolik bileşenleri, mineral içeriği, in vitro andiyabetik (α-glukozidaz ve α-amilaz), antimikrobiyal, antikanser, asetilkolinesteraz (AChE) ve butirilkolinesteraz (BChE) enzim inhibisyon aktiviteleri analiz edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, fitokimyasal ve in vitro biyolojik içerikleri belirlenen ağaç kabuk ekstreleri, beyaz ekmek ve makarna formülasyonuna farklı oranlarda (%0-0,25-0,50-1,00) ilave edilmiş ve ürünlerin antioksidan aktiviteleri, mineral içerikleri ve glisemik indeksi düşürücü etkileri tespit edilmiş, ardından in vitro sindirim modeli ile fenoliklerin biyoerişilebilirlikleri araştırılmıştır. Karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstrelerinin ultrason destekli ekstraksiyonunda maksimum ekstraksiyon verim parametreleri sırasıyla; 7dk, ~34°C, ~100W ultrasonik güç ve 6 dk ~40°C, ~150 W ultrasonik güç olarak belirlenmiştir. Karaçam ağaç kabuk ekstresinin, kızılçam ağaç kabuk ekstresine göre daha yüksek fenolik içeriğe ve antioksidan kapasiteye sahip olduğu tespit edilmiştir. Karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstreleri, Tip II diyabet tedavisinde kullanılan akarboza karşı daha iyi bir antidiyabetik aktivite göstermiştir. Karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstrelerinin MIA PaCa-2 hücrelerine karşı antikanser aktivitesi, Caco-2 hücrelerine göre daha yüksek çıkarken, pozitif kontrol olan sağlıklı insan böbrek epitel HEK293 hücre hattında düşük sitotoksik etki görülmüştür. Fonksiyonel gıda denemelerine bakıldığında, karaçam ağaç kabuk ekstresi ile zenginleştirilmiş ekmek ve kızılçam ağaç kabuk ekstresi ile zenginleştirilmiş makarna numuneleri fenolik madde, antioksidan ve mineral madde açısından zenginleştirilirken, kontrol numunelere göre daha düşük glisemik indeks göstermiştir. Bulgular karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstrelerinin antimikrobiyal, antikanser, alzheimer hastalığı ve diabetes mellitus tedavisinde, gıda takviyelerinin ve fonksiyonel gıdaların geliştirilmesinde kullanılabilecek potansiyel bir kaynak olabileceğini göstermiştir. Bu anlamda; günlük tüketim alışkanlığına sahip olduğumuz gıdaların (ekmek ve makarna) Tip II diyabet riskini azaltma özelliğine sahip fonksiyonel gıda katkı maddeleri (karaçam ve kızılçam ağaç kabuk ekstreleri) ile zenginleştirilmesi; (i) hastalık riskinin azaltılmasında yardımcı olmakla birlikte, mineralce ve fenolikce zenginleştirilmesine, (ii) ülke ekonomisi açısından katma değeri yüksek yeni ürünler elde edilmesine, (iii) T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından organize edilen "Sıfır Atık" yaklaşımının desteklenmesine, (iv) israfın önlenmesi ve kaynakların daha verimli kullanılmasına da imkân sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Karaçam ve kızılçam ağaç kabukları, antidiyabetik, sıfır atık, atık değerlendirme, fonksiyonel gıda katkı