Production of protein concentrates from oilseed and oil fruit meals and their utilization

Abstract

Bu tezde uygun sulu ve organik ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak soğuk pres posalarından protein konsantreleri üretimi gerçekleştirilmiştir. Kullanılan başlıca numuneler arasında çörek otu, kabak çekirdeği, üzüm çekirdeği, nar çekirdeği, posaları olarak sıralanabilir. 3 temel sulu ekstraksiyon yöntemi ile protein üretimi yapılmış ve uygun durumlarda numunelerde kalmış olan yağ molekülleri de hegzan ekstraksiyonu yoluyla uzaklaştırılmıştır. Numunelerdeki protein içeriği geniş bir aralıkta seyretmektedir (yaklaşık %25-90). Üretilen protein konsantrelerinin ve izolatlarının fizikokimyasal özellikleri ve teknik fonksiyonellikleri incelenmiştir. Bu bağlamda, incelenen fonksiyonel özellikler; çözünürlük, emülsiyon ve köpük oluşturma kapasitesi, yağ ve su tutma, şişme kapasitesi ve hava-su ara yüzeylerinde yüzey aktivitesidir. Örneğin; AE-IP yöntemiyle elde edilmiş çörek otu, kabak çekirdeği, nar çekirdeği ve üzüm çekirdeği protein konsantrelerinin %0,1 protein konsatrasyonu ve 10.000 s adsorpsiyondan sonra hava-su yüzey gerilimi sırasıyla, 37.6, 45.5, 47.5 ve 56.1 mN.m?¹ olarak bulunmuştur. Numunelerin fonksiyonelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla Maillard konjugasyonu ve transglutaminaz muamelesi gibi yöntemlerden yararlanılmıştır. Maillard konjugasyonunda glukoz bağlanma derecesi, reaksiyon koşullarına bağlı olarak % 85'e kadar yükselmiştir.Aynı şekilde transglutaminaz enzim muamelesi ile köpük kapasitesinde gelişme gözlenmiştir. Yerel bir firmanın desteği ile firmanın tesislerinde protein konsantreleri normal ve glütensiz ekmek formülasyonlarında kullanılmış ve ekmeklerin özellikleri değerlendirilmiştir. Bu çalışmalar sonunda gerek proteince zenginleştirilmiş, gerekse de teknik özellikleri iyileştirilmiş bazı ekmek ürünleri ortaya çıkarılmıştır. Örneğin, çörek otu, üzüm çekirdeği ve kabak çekirdeği protein konsantresi ile zenginleştirilmiş glütensiz ekmeklerin somun hacmi, su seviyesi % 15 arttığında önemli ölçüde iyileşmiştir. Bundan sonrak çalışmalarda farklı gıda formulasyonlarında ilgili proteinlerin kullanılması söz konusu olabilir.

In this thesis, protein concentrates were produced from cold press meals using appropriate aqueous and organic extraction methods. Among the main samples used in this context were black cumin seeds, pumpkin seeds, grape seeds, and pomegranate seeds. Protein production was carried out using 3 basic aqueous extraction methods. Furthermore oil molecules remaining in the samples were also removed by hexane extraction. The protein contents in the samples demonstrated a wide protein concentration range (about 25-90%). The physicochemical properties and technical functionalities of the protein concentrates produced were evaluated. In this context, evaluated functional properties were solubility, emulsion and foam-forming capacity, oil and water retention, swelling capacity and surface activity at air-water interfaces. For example, surface tension was 37.6, 45.5, 47.5 and 56.1 mN.m-1 for AE-IP treated black cumin, pumpkin, pomegranate and grape seed protein concentrate at a protein concentration of 0.1% after 10,000 s of adsorption. Maillard conjugation and transglutaminase (TGase) treatments have been utilized to improve the functionality of the evaluated samples. The extent of glucose binding was dependent on reaction conditions and increased up to 85% and there was a limited extent of increase in foaming characteristics in foaming capacity. The protein concentrates and their Maillard or TGase treated products were utilized in bread production in addition to the functionality tests. Base on the support of local company, protein concentrates were used in normal and gluten-free bread formulations and the properties of the bread formulations were evaluated. Consequently, bread products that were both protein-enriched and improved in technical properties were generated. For example, in all cases, the loaf volume of gluten-free breads that enriched with black cumin, grape seed and pumpkin seed protein concentrate significantly improved when water level increased by 15%. It was therefore possible to test the byproduct of a national company in formulations of another national company