Investigatigating The Phenolic Content And In Vitro Bioaccessibility Of Some Vinegars, And Changes In Antioxidant Activity During Grape And Apple Vinegar Processing

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014Tarihi şarap kadar eski olan sirkenin sağlık üzerine pek çok olumlu etkisinin olduğu araştırmacılar tarafından belirtilmektedir. Sirkelerde bulunan antioksidanların da sirkenin sağlık üzerindeki olumlu etkisine katki yaptigi düşünülmektedir. Sirkelerde bulunan antioksidan özelliklerin şaraplarla kıyaslanması hakkında literatürde az da olsa çalışma bulunabiliyorken, endüstriyel ölçekte sirke üretimi sırasında, proses basamaklarının ilk üründen son ürüne kadar fenolik madde ve antioksidan içeriğine ne gibi etkileri olduğu ile alakalı bir çalışma bulunamamıştır. Buna ilaveten sirkenin tüketilmesi durumunda sirkede başlangıçta var olan antioksidan maddelerin ne kadarının sindirilebileceği ile alakalı olarak da literatürde herhangi bir çalışmaya rastlanamamıştır. Bu çalışma ile sirke üretiminde kullanılan hammaddelere, üretim sırasında elde edilen ara ürünlere, piyasaya sürülme aşamasındaki son ürünlere ve seçilen bazı sirke numunelerine in vitro biyoerişebilirlik analizi uygulanarak toplam flavoid, toplam fenolik madde içerikleri ile antioksidan kapasiteleri konusunda bilgi edinilmesi amaçlanmıştır. Tüm bunlara ilaveten piyasadan toplanan 18 farklı sirke numunesi de fenolik madde içerikleri bakımından birbirleri ile kıyaslanmıştır. Proses basamaklarının fenolik madde içeriğine etkisi incelenirken üzüm ve elma sirkesi tercih edilmiş, ara basamak olarak da meyve konsantresi, meyve şarabı, durultulmamış-filtre edilmemiş meyve sirkesi, durultulmuş-filtre edilmemiş meyve sirkesi, filtre edilmiş meyve sirkesi ve tüketime hazır meyve sirkesi kullanılmıştır. Yapılan analizlerde üzüm şarabı ile üzüm sirkesi aşamaları kuru maddde bazında kıyaslandığında toplam fenolik madde içeriğinin %8.3 düştüğü, toplam flavonoid madde içeriğinin ise %5.8 oranında yükseldiği gözlemlenmiştir. Antioksidan kapasite değerleri incelendiğinde ise ABTS değerlerinin 112.11 ± 24.62 mg TEAC/100 mL taze örnek değerinden 43.89 ± 7.06 mg TEAC/100 mL taze örnek değerine, CUPRAC değerlerinin 118.29 ± 13.63 mg TEAC/100 mL taze örnek değerinden 76.11 ± 10.33 mg TEAC/100 mL taze örnek değerine, DPPH değerlerinin 105.72 ± 1.88 mg TEAC/100 mL taze örnek değerinden 60.84 ± 3.88 mg TEAC/100 mL taze örnek değerine ve FRAP değerleinin de 32.45 ± 1.79 mg TEAC/100 mL taze örnek değerinden 21.56 ± 2.41 mg TEAC/100 mL taze örnek değerine düştüğü görülmüştür (p<0.05). Kuru madde içeriği göz önüne alındığında ise bu değerlerde artış değil azalma gözlendiği de belirtilmelidir. Elma sirkesi üretimine proses etkisi incelendiğinde de benzer şekilde basamaklar arası değer kayıpları gözlemlenmiş fakat kuru madde içeriği göz önünde bulundurulduğunda antioksidan kapasitede artış elde edilebilmiştir. In vitro biyoerişebilirlik analizi elma sirkesi, üzüm sirkesi, nar sirkesi ve balsamik sirkeye uygulanmış olup flavonoid fenolik ve antioksidan kapasiterinin geri kazanım oranları incelendiğinde ise elma sirkesinin tüm analizlerde en yüksek orana dahip olduğu ancak üzüm sirkesinin toplam fenolik analizinde %83.6, FRAP analizinde ise %12.5 ile elma sirkesini geçtiği görülmüştür. Buna rağmen miktarlar incelendiğinde ise balsamik sirkenin toplam flavonoid içeriği analizinde 3.05 ± 0.44 mg CA/100 mL taze örnek, toplam fenolik içeriği analizinde 34.12 ± 2.87 mg GAE/100 mL taze örnek, ABTS analizinde 13.07 ± 0.54 mg TEAC/100 mL taze örnek, CUPRAC analizinde 48.19 ± 9.60 mg TEAC/100 mL taze örnek, DPPH analizinde 6.46 ± 2.79 mg TEAC/100 mL taze örnek, FRAP analizinde ise 11.24 ± 1.58 mg TEAC/100 mL taze örnek değerleri ile en yüksek geri kazanıma sahip olduğu söylenebilmektedir (p<0.05). Farklı sirke örneklerinin kıyaslanmasında ise endüstriyel hızlı tipte üretilen elma sirkesi, üzüm sirkesi, nar sirkesi ve balsamik sirke ile, eski tipte doğal fermantasyon yoluyla fıçılarda üretilen üzüm sirkesi, elma sirkesi, gilaburu sirkesi, nar sirkesi, enginar sirkesi, kuşburnu sirkesi, yaban mersini sirkesi, limon sirkesi, böğürtlen sirkesi, dut sirkesi, pirinç sirkesi, kayısı sirkesi, hurma sirkesi ve alıç sirkesi kullanılmıştır. Yapılan kıyaslama neticesinde balsamik sirkenin 96.13 ± 18.31 mg CA/100 mL taze örnek ile 254.66 ± 24.38 87 mg GAE/100 mL taze örnek değerleri ile sırayla en yüksek flavonoid ve fenolik madde içeriğine sahip olduğu görülmüştür. Antioksidan kapasitelerin kıyaslanmasında kullanılan analizler incelendiğinde ise balsamik sirkenin CUPRAC ve FRAP analizlerinde 708.67±107.83 ve 420.84±28.37 mg TEAC/100 mL değerleriyle sirkeler arasında en yüksek değere sahip olduğu görülürken, ABTS analizinde 373.32 ± 19.01 mg TEAC/100 mL taze örnek değeri ile yaban mersini sirkesinin, DPPH analizinde ise 517.05 ± 43.40 mg TEAC/100 mL taze örnek değeri ile kuşburnu sirkesinin en üst değerlere sahip bulunduğu belirtilmelidir (p<0.05). Tüm bunlara ilaveten sirke üretim prosesinin alt basamakları, in vitrobiyoeişebilirlik analizinin tüm fraksiyonları ile karşılaştırmada kullanılan tüm sirkelere HPLC-PDA analizi uygulanarak tüm numunelerin fenolik profillerinin belirlenmesi de amaçlanmıştır.bu amaçla sirkelerde genelde ortak olarak bulunan fenolikler belirlenmiş ve belirlenen fenoliklerin numunelerde bulunup bulunmadığı araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar ışığında üzüm şarabının gallik asit içeriği çok yüksek bulunmakla beraber, asetik asit fermentasyonunu takiben gallik asit içeriğinin hızla düştüğü gözlemlenmiştir. Elma sirkesi proses basamaklarında ise üzüm sirkesi proses basamaklarından farklı fenoliklere de rastlanmıştır. Elma suyu konsantresinde gallik asit, p-hidroksibenzoik asit, kateşin, siringik asit, kafeik asit, ve p-kumarik aside rastlanmıştır. İn vitro biyoerişebilrlik anazlilerinin fraksiyonların kromotogramları incelendiğinde balsamik sirkede gallik asit, kafeik asit ve p-kumarik aside, nar sirkesinde allik asit, protokateşuik asit, p-hidroksibenzoik asit, kateşin, siringik aside rastlanmıştır. Biyoerişebilirlik analizine alınan tüm sirkelerin HPLC-PDA verileri incelendiğinde ise başlangıç değerlerinin in vitro biyoerişebilirlik analizinden sonra genel olarak kaybolduğu görülmüştür. Analize dahil edilen 18 sirkenin fenolik profillerinin birbiri ile karşılaştırılması sonucunda balsamik sirkenin en yüksek gallik asit seviyesine sahip olduğu buna rağmen protokateşuik asit, p-hidroksibenzoik asit, kateşin konsantrasyonlarına sahip olmadı gözlemlenmiştir. Yabanmersini sirkesinin 60.08±12.93 mg gallik asit/100 mL konsantrasyonu ile balsamik sirkeyi takip ettiği, ayrıca 18.74±0.12 mg/100 mL değeri ile en yüksek protokateşuik asit değerine sahip olduğu görülmüştür. Gilaburu sirkesi ve nar sirkesi I diğer sirkelerden daha fazla p-hidroksibenzoik asit değerine sahipken, nar sirkesi I ve üzüm sirkesi II sahip oldukları kateşin konsantrasyonu ile diğer sirkeleri geride bırakmaktadır.The vinegar as old as wine history, has a lot of positive effect on health is defined by researchers. It is considerable that antioxidants occurred in vinegar have a good effect on health. There is limited information in the literature on comparison of antioxidant propertiesof wine and vinegar. However, information on the influence of processing steps of industrial vinegar production on phenolic compound and antioxidant content is missing.In addition to this there is not any document about how much of antioxidant material could be digested in the case of consumption of vinegar. The aim of this study is to provide data on total flavonoid and total phenolic content and also antioxidant capacity of raw materials used for vinegar production, ready to consume last products of vinegars, and to practice in vitro bioaccessibility analyses to some selected vinegars. Additionally, phenolic material content of 18 different vinegar samples collected from different companies were compared with each other. While invastigating the process effect on phenolic material content, grape and apple vinegars were preffered. Fruit concentrate, fruit wine, not decanted-not filtered fruit vinegar, dacanted-not filtered fruit vinegar, filtered fruit vinegar and ready to consume fruit vinegar were used as intermediate product steps of consecutive products. In the case of comparasion of grape wine and grape vinegar on dry weight basis, it was observed that there is a decrease of 8.3% for phenolic content and increase of 5.8% for flavonoid content. Results of the study indicated there is an exact decline of ABTS values from 112.11 ± 24.62 mg TEAC/100 mL fresh sample to 43.89 ± 7.06 mg TEAC/100 mL fresh sample, CUPRAC values from 118.29 ± 13.63 mg TEAC/100 mL fresh sample to 76.11 ± 10.33 mg TEAC/100 mL fresh sample, DPPH values from 105.72 ± 1.88 mg TEAC/100 mL fresh sample to 60.84 ± 3.88 mg TEAC/100 mL fresh sample and FRAP values from 32.45 ± 1.79 mg TEAC/100 mL fresh sample to 21.56 ± 2.41 mg TEAC/100 mL fresh sample (p<0.05). Taking into consideration of dry content based results, these values have decreased. Similar losses were observed in apple vinegar processing steps; however there was some increase in antioxidant capacity on dry weight basis. In vitro bioaccessibility assay was performed on apple vinegar, grape vinegar, pomegranate vinegar and balsamic vinegar. It was observed that, in the event of investigation of flavonoid and phenolic content, and antioxidant capacity recovery rate, apple vinegar generally has highest values among all analysis. However, total phenolic content and FRAP assay results of the grape vinegar were higher than those of apple vinegar (83.6% and 12.5%, respectively. On the other hand, balsamic vinegar had the maximum recovery rate with values of 3.05±0.44 mg CA/100 mL fresh sample for flavonoid test, 34.12 ± 2.87 mg GAE/100 mL fresh sample for phenolic test, 13.07 ± 0.54 mg TEAC/100 mL fresh sample for ABTS test, 48.19 ± 9.60 mg TEAC/100 mL fresh sample for CUPRAC test, 6.46 ± 2.79 mg TEAC/100 mL fresh sample for DPPH test, and 11.24 ± 1.58 mg TEAC/100 mL fresh sample for FRAP test (p<0.05). Apple vinegar, grape vinegar, pomegranate vinegar, balsamic vinegar produced with industrial fast manufacturing type and grape vinegar, apple vinegar, gilaburu vinegar, pomegranate vinegar, artichoke vinegar, rosehip vinegar, blueberry vinegar, lemon vinegar, blackberry vinegar, mulberry vinegar, rice vinegar, apricot vinegar, date vinegar and howthorn vinegar produced with old fashion fermentation in woods were utilized for comparasion of different vinegar samples. In conclusion, balsamic vinegar had the highest flavonoid and phenolic contents, sequetially 96.13 ± 18.31 mg CA/100 fresh sample and 254.66 ± 24.38 87 mg GAE/100 mL fresh sample. In the case of crosscheck of antioxidant capacity, balsamic vinegar had the highest values in CUPRAC and FRAP assays, 708.67±107.83 and 420.84±28.37 mg TEAC/100 mL , respectively, on the other hand blueberry vinegar had the highest value with 373.32 ± 19.01 mg TEAC/100 mL fresh sample for ABTS analysis and finally rosehip vinegar had the highest value with 517.05 ± 43.40 mg TEAC/100 mL fresh sample for DPPH analysis (p