Bira mayşe atıklarından protein konsantresi üretimi ve süreç optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Trakya Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EZGİ PAJO
Danışman: ESRA TUNÇER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bira mayşe atıkları (BMA), bira üretimi sırasında yüksek miktarda açığa çıkan ve çoğunlukla hayvan yemi olarak değerlendirilen, protein bakımından zengin bir yan üründür. Literatürde BMA'dan protein geri kazanımına yönelik farklı yöntemler araştırılmış olmakla birlikte, bu çalışmalarda ekstraksiyon ortamı olarak çoğunlukla alkali çözeltiler kullanılmıştır. Ancak BMA'nın başlıca protein fraksiyonlarından biri olan hordeinler alkol çözeltilerinde çözünmekte ve alkali ekstraksiyonda yeterli düzeyde geri kazanılamamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, BMA'dan protein konsantresi üretimindeki verimi artırmak amacıyla etanol çözeltisiyle ekstraksiyon basamağının sürece bir ön işlem olarak entegre edilmesi ve ardışık ekstraksiyon sürecinin optimize edilmesi amaçlanmıştır. Protein geri kazanımını desteklemek amacıyla her iki ekstraksiyon basamağı ultrason uygulaması ile birlikte yürütülmüştür. Ayrıca elde edilen protein konsantresinin farklı gıda sistemlerinde kullanım potansiyelini değerlendirmek üzere tekno-fonksiyonel özellikleri ve in vitro protein sindirilebilirliği belirlenmiştir. Ekstraksiyon sürecinin optimizasyonunda Yanıt Yüzey Yöntemi kapsamında Merkezi Kompozit Tasarım kullanılmıştır. Optimizasyon, etanol çözeltisiyle gerçekleştirilen ekstraksiyon basamağındaki protein verimi ile bu basamağı izleyen alkali ekstraksiyondaki protein verimi için ayrı ayrı yürütülmüştür. Alkol çözeltisi ile ekstraksiyon basamağında maksimum protein verimini sağlayan koşullar %64,46 etanol derişimi, 36,92 dk sonikasyon süresi ve 428 W ultrason gücü olarak belirlenmiştir. Alkali ekstraksiyon basamağındaki protein verimini için ise %64,46 alkol derişimi, 31,760 dk sonikasyon süresi ve 424 W ultrason gücü olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda maksimum verim alkol çözeltisi ile ekstraksiyon basamağı için 3,656 ± 0,700 mg/g; alkali çözeltisi ile ekstraksiyon basamağı için ise 59,354 ± 1,760 mg/g olarak bulunmuştur. Alkol çözeltisi ile ekstraksiyon basamağının sürece eklenmesiyle toplam protein geri kazanımında %20,5 oranında artış sağlanmıştır. Bu artışın hem etanolde çözünebilen protein fraksiyonlarının doğrudan geri kazanılmasından hem de etanollü ön işlem sırasında meydana gelen polarite değişimi ve ultrason etkisinin izleyen alkali ekstraksiyonda proteinlerin geri kazanımını kolaylaştırmasından kaynaklandığı değerlendirilmiştir. Optimum koşullarda elde edilen protein konsantresinin protein oranı %34,7 olarak belirlenmiştir. Protein konsantresinin tekno-fonksiyonel özellikleri incelendiğinde orta düzeyde çözünürlüğe, sınırlı köpük oluşturma kapasitesine ve yüksek su tutma kapasitesine sahip olduğu belirlenmiş; incelenen koşullarda jel oluşumu gözlenmemiştir. Bununla birlikte konsantrenin emülsiyon oluşturma yeteneğinin yüksek olduğu saptanmıştır. Köpük ve emülsiyon özellikleri pH artışıyla iyileşmiş, en yüksek performans alkali koşullarda (pH 10) elde edilmiştir. Ayrıca protein konsantresi %81,38 ± 1,59 oranında yüksek in vitro sindirilebilirlik göstermiştir. Genel olarak, etanollü ön ekstraksiyon basamağı kullanılarak üretilen protein konsantresinin fonksiyonel özelliklerinin klasik alkali ekstraksiyonla elde edilen ürünlere benzerlik gösterdiği; ancak literatürde ultrason destekli alkali ekstraksiyonla üretilen bazı protein fraksiyonlarına kıyasla kısmen daha sınırlı olduğu değerlendirilmiştir. Bu tez çalışmasıyla, BMA'dan protein geri kazanımında alkol çözeltisiyle ekstraksiyon basamağının bir ön işlem olarak sürece eklenmesinin toplam protein verimini artıran etkili bir yaklaşım olduğu ortaya konmuştur. Elde edilen protein konsantresi, farklı gıda sistemlerinde değerlendirilmesini destekleyen tekno-fonksiyonel özelliklere ve yüksek in vitro sindirilebilirliğe sahiptir. Geliştirilen ardışık ekstraksiyon yaklaşımı, BMA'nın katma değerli bir protein kaynağı olarak değerlendirilmesinin yanı sıra diğer tahıl kökenli yan ürünlerden protein geri kazanımı için de umut verici bir yöntem sunmaktadır.