Cevizin (juglans Regıa L.)farklı Kısımlarının Ve Ceviz İçeceğinin Sağlıkla İlgili Özellikleri / Health Related Properties Of Different Parts Of Walnut (juglans Regia L.) And Walnut Drink

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014 / Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014 / Ceviz (Juglans regia L.) Juglandaceae ailesine aittir ve ekonomik açıdan önemli bir ağaç türüdür. Dünyanın çoğu bölgesinde özellikle Amerika, Meksika, Asya’da yetiştirilmektedir. Türkiye’de ise çoğunlukla Kuzeydoğu ve Doğu Anadolu’da yetiştirilmektedir. Ceviz, ülkemiz için hem ekonomik hem de kültürel yönden önemli bir üründür. Türkiye, Dünya’da ceviz üretimi sırasında dördüncü ülke olarak yer almaktadır. Türkiye, bir çok ceviz çeşidinin bulunduğu önemli ülkeler arasında yer almasına rağmen günümüzde üretim ve tüketim istitastikleri incelendiğinde ceviz üretiminin istenilen seviyede olmadığını görülmektedir. Bu nedenle ceviz üretimini arttırmak için girişimler başlatılmıştır. Cevizin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirleyebilmek için bir çok araştırma yapılmıştır. Bu analizler sonucunda cevizin besinsel olarak önemli bileşenlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu bileşenler arasında esansiyel yağ asitleri ve proteinler önemli bir yer kaplamaktadır. Palmitik, stearik, oleik, linoleik ve linolenik yağ asitleri cevizdeki başlıca yağa sitlerindendir. Bu yağ asitlerinin insan sağlığa etkisini araştıran bir çok çalışma literatürde mevcuttur. Cevizde bulunan çoklu doymamış yağ asitleri kardiovasküler hastalıklarının önlenmesinde ve damar tıkanıklarının önlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Cevizin çoklu doymamış yağ asitleri yanı sıra antioksidan fenolikleri için iyi önemli bir kaynak olduğu detaylı belgelendirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda cevizin antioksidan içeriğinin oldukça yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ceviz direk tüketiminin yanı sıra kurutulurak, reçel, pestil ve ezme olarak kullanıldığı bilinmektedir. Cevizin yeşil dış kabuğu, geleneksel bir ürün olan ceviz likörünün yapım aşamasında kullanılmaktadır. Böylece antioksidan içeriği ve fenolik bileşen olan ve bir çok hastalığı önlediği belirlenen juglon içeriği yüksek bir içecek elde edilmektedir. Epidemiyolojik çalışmalar sonucunda elde edilen cevizde bulunan bileşenlerin sağlık üzerine etkileri oldukça fazladır. Cevizdeki yüksek orandaki omega-3 yağ asitleri kalp hastalıklarını, diyabeti, yüksek kan basıncını ve klinik depresyonu azaltır. Ceviz tüketimi kandaki kolesterol seviyesini düşürür, kalp atışlarında düzensizliği önler. Cevizdeki fitosteroller, kalın bağırsak, göğüs ve prostat kanseri gibi kanser türlerinden korunma sağlarken bağışıklık sistemini güçlendirir. Ceviz, damarlarda daha az pıhtılaşma özelliği olan kan tipinin üretimine ve iyi kolesterol oranının kötü kolesterol oranına göre artmasına yardım eder, kolesterolün damarları tıkama aşamasında önemli bir adım olan şişme ve kızarıklığı azaltır. Cevizdeki l -arginin kan damarlarının iç tarafının pürüzsüz ve düzgün olmasını sağlayarak kan-damar sisteminin rahatlamasını xxii sağlar. Cevizdeki yağ asitlerinin kalp hastalıklarını önleme etkileri var dır. Cevizdeki yağ profili, fitosteroller ve magnezyum, safra taşı oluşumunun önüne geçer. Cevizdeki melatonin, beyin bezesi tarafından salgılanan melatoninin insan vücudunun kullanıma hazır formunu içerir. Melatonin, gece çalışan ve zaman farkından dolayı uyku düzensizliği çeken kişilerde uyuma rahatsızlıklarını ortadan kaldırır. Ceviz, antioksidan savunmada önemli olan birtakım enzimlerde zorunlu kofaktörler olarak görev yapan manganez ve bakır içerir. Fenolik bileşenlerce zengin olan cevizde gallik asit, elajik asit, kateşin, epikateşin gibi bir çok fenolik bileşen yapılan çalışmalarda tespit edilmiştir. Çoğu epidemiyolojik çalışmalar, cevizin düzenli olarak tüketildiğinde kanseri ve kardivasküler hastalıkları önlemekte önemli rol oynadığını belirtmektedir. Bu çalışmalarda cevize özgü olan juglon bileşeni ayrıca incelenmiş ve bazı kanser çeşitle rini önlediği belirlenmiştir. Cevizin yağ asidi içeriği ve juglon bileşenini bulundurması cevizin besin değerine ayrı bir değer katmaktadır. Cevizin besin değeri, gıda işlemenin antioksidan aktiviteye sahip değerli bileşenlerine etkilerinin araştırılmasını önemli hale getirmiştir. Ceviz ağacının meyvesi başlıca üç kısımdan oluşmaktadır; ceviz yeşil kabuğu, ceviz kabuğu ve ceviz içi. Diğer kısımları ise; erkek ve dişi çiçekler, yapraklardır. Literatürde yapılan araştırmalar; ceviz ağacının yaprağında antioksidan analizlerini kapsamaktadır. Bu çalışmalarda ceviz yaprağının antioksidan kapasitesi olark yüksek bulunduğu tespit edilmiştir. Fakat, ceviz iç zarı ve ceviz çiçekleriyle ilgili literatürde herhangi bir araştırma bulunmamaktadır. Bu çalışmada, ceviz içi, ceviz iç zarı, ceviz erkek çiçeği ve ceviz öz suyunu kapsayan yaygın olarak bulanan cevizin farklı kısımlarının yanı sıra iç zarı, erkek çiçeği ve öz suyundan hazırlanan ceviz içeceği toplam fenolik, toplam flavonoid içerikleri ve beş farklı in vitro analizi (ABTS, DPPH, FRAP, CUPRAC ve ORAC) kullanarak belirlenen toplam antioksidan kapasitesi değerlendirilmiştir. Nem miktarı ve mineral içeriği, yağ asidi kompozisyonu ve fenolik profilleri tüm örneklerde ayrıca belirlenmiştir. Ayrıca, bu örneklerde ceviz antioksidanlarının in vitro biyoyararlılığını araştrmak ve karşılaştırmak amacıyla ceviz içi ve ceviz içeceğine in vitro gastrointestinal sindirim simülasyon modeli uygulanmıştır. Nem içeriği için elde edilen sonuçlar, ceviz içeceği örneğinin en yüksek nem içeriğini (%99.9) takiben sırasıyla ceviz öz suyu (%99.8), ceviz erkek çiçeği (%6.53), ceviz iç zarı (%6.30) ve ceviz içi (%3.53) olduğunu göstermiştir. Ceviz örneklerinde; linoleik, oleik, palmitik ve α-linolenik asitler gibi yaygın olarak bulunan başlıca yağ asitleri gibi toplamda on beş yağ asidi tanımlanmıştır. Bu çalışmada analizlenen ceviz örneklerinin hepside içereğinde daha yüksek oranda bulunan yağ asitleri; linoleik (5.2% in ceviz içeceğinde, %54.2 ceviz içinde), oleik (%5.2 ceviz erkek çiçeğinde, %24.6 ceviz içinde), palmitik (%6.3 ceviz içinde, %3.4 ceviz içeceğinde) ve α-linolenic acids (%3.6 ceviz iç zarı, %22.6 ceviz erkek çeçeğinde) bulunmuştur. xxiii Ceviz içinin toplam fenolik içeriği (44.2 mg GAE/g kuru madde), ceviz iç zarı (23.8 mg GAE/g kuru madde), ceviz erkek çiçeği (2.7 mg GAE/g kuru madde), ceviz öz suyu (3.0 mg GAE/g kuru madde) ve ceviz içeceği (2.9 mg GAE/g dry kuru madde ) ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde yüksek olduğu belirlenmiştir (p<0.05). Farklı ceviz örneklerinin toplam flavanoid içeriği 6.0-17.1 mg CE/g kuru madde aralığında ölçülmüştür; en yüksek değeri ceviz iç zarı (17.1 mg CE/g kuru madde), ceviz iç zarını takiben ceviz içi (12.9 mg CE/g kuru madde), ceviz erkek çiçeği (6 mg CE/g kuru madde), ceviz öz suyu (6 mg CE/g kuru madde) ve ceviz içeceği (6 mg CE/g dry kuru madde) olarak bulunmuştur. Bu çalışmada uygulanan beş farklı antioksidan kapasitesi belirleme yöntemi (ABTS, DPPH, FRAP, CUPRAC and ORAC) arasında, ORAC analizinde en yüksek değeler sağlanmıştır; sonuçlar, ceviz içi (978 mg TE/g kuru madde), ceviz iç zarı (612 mg TE/g kuru madde), ceviz erkek çiçeği (411 mg TE/g kuru madde), ceviz suyu (195 mg TE/g kuru madde) ve ceviz içeceği (247 mg TE/g kuru madde) için olarak belirlenmiştir. Ceviz içeceğinin toplam antioksidan kapasitesi ceviz içi ve ceviz iç zarınin toplam antioksidan kapasitesine göre önemli ölçüde düşük (p<0.05) bulunurken ceviz erkek çiçeği ve ceviz öz suyunun toplam antioksidan kapasitesinden CUPRAC, FRAP, ORAC metodlarıyla elde edilen sonuçlara göre farklı bulunmamıştır. Ayrıca, CUPRAC metodu toplam fenolik ve toplam flavanoid metodlarıyla yüksek lineer korelasyon vermekle birlikte diğer uygulanan antioksidan metodlarıyla da (DPPH hariç), (CUPRAC ve ABTS için R 2 =0.977, CUPRAC ve FRAP için R 2 =0.961, ve CUPRAC ve ORAC için R 2 =0.955) yüksek korelasyon sağlamıştır. In vitro mide-bağırsak sistemi simülasyonunun ardından, ceviz içi ve ceviz içeceği için toplam fenolik m adde, toplam flavonoid madde ve toplam antioksidan kapasitesi onların PG (mide sindiriminden sonra, post gastrik), IN (bağırsak sindirimden sonra zardan geçebilen fraksiyon, kana geçebilen materiyal) ve OUT ( bağırsak sindirimden sonra zardan geçemeyen fraksiyon, mide-bağırsak kanalında kalan materiyal) fraksiyonlarını değerlendirilmiştir. Ceviz içinin başlangıç değerleri ile IN fraksiyonu karşılaştırıldığında; TPC, TFC ve TAC sonuçları için %4.9, %0.9, and %0.4-6 (DPPH, CUPRAC, FARP ve ABTS analizlerini içeren dört farklı testte aralıklar belrlenmiştir) bulunurken ceviz içeceği ele alındığında %39.9, %2.9, and %6.5-27.1bulunmuştur / Walnut (Juglans regia L.), belongs to the Juglandaceae family, and is mostly cultivated in Northeast and East of Analotia. Walnut has been well-documented to be an important source o f polyunsaturated fatty acids, as well as antioxidant phenolics. Many epidemiological studies suggest that regular consumption of walnut can play an important role in preventing cancer and cardiovascular diseases. These nutritional characteristics of walnut have led to an increasing interest on this nut product, as well as on the effects of processing on its valuable compounds showing antioxidant activity. In this thesis, different parts of the common walnut, including walnut kernel, walnut testa, male walnut flower, and walnut sap, as well as a walnut drink, prepared using testa, male flower, and sap, were evaluated for their contents of total phenolics, total flavonoids, and total antioxidant capacity, determined using five different in vitro assays (ABTS, DPPH, FRAP, CUPRAC, and ORAC) in parallel. The moisture and the mineral contents, the fatty acid compositions, and the phenolic profiles were also determined in all samples. Additionally, the in vitro GI digestion model was applied to the walnut kernel and walnut drink in order to investigate and compare the in vitro bioavailability of walnut antioxidants in these samples. The results obtained for moisture content analysis showed that walnut drink sample had the highest moisture content value (99.9%), which was followed by walnut sap (99.8%) walnut male flower (6.53%), walnut testa (6.30%), and walnut kernel (3.53%), respectively. Fifteen fatty acid components were identified in different walnut samples in total, having the linoleic, oleic, palmitic, and α-Linolenic acids as the major ones in common. The walnut samples, analyzed in the present work, were all found to be higher in contents of linoleic (5.2% in walnut drink to 54.2% in walnut kernel), oleic (5.2% in walnut male flower to 24.6% in walnut kernel), palmitic (6.3% in walnut kernel to 23.4% in walnut drink), and α-Linolenic acids (3.6% in walnut testa to 22.6% in walnut male flower). Total phenolic content values indicated that walnut kernel sample was significantly higher (44.2 mg GAE/g dry weight) compared to walnut testa (23.8 mg GAE/g dry weight), walnut male flower (2.7 mg GAE/g dry weight), walnut sap (3.0 mg GAE/g dry weight) and WD (2.9 mg GAE/g dry weight) (p<0.05). Total flavonoid contents of different walnut samples were measured to range between 6.0-17.1 mg CE/g dry weight; giving the highest value in walnut testa (17.1 mg CE/g dry weight), followed by walnut kernel (12.9 mg CE/g dry weight), walnut male flower (6 mg CE/g dry weight), walnut sap (6 mg CE/g dry weight) and walnut drink (6 mg CE/g dry weight), respectively. xx Among all five different antioxidant capacity methods performed in this study (ABTS, DPPH, FRAP, CUPRAC and ORAC), ORAC assay provided the highest values for all walnut samples; with the results determined for walnut kernel as 978 mg TE/g dry weight, for walnut testa as 612 mg TE/g dry weight, for walnut male flower as 411 mg TE/g dry weight, for walnut sap as 195 mg TE/g dry weight, and for walnut drink as 247 mg TE/g dry weight. The TAC of walnut drink sample was found to be significantly lower (p<0.05) than the TACs determined for walnut kernel and walnut testa samples, whereas walnut male flower and walnut sap did not much differ from walnut drink according to the results obtained with CUPRAC, FRAP, ORAC methods. In addition, CUPRAC method gave the highest linear correlations with TPC (R 2 =0.976) and TFC (R 2 =0.705) methods, as well as with the other TAC methods applied (except for DPPH) (R 2 =0.977 for CUPRAC and ABTS, R 2 =0.961 for CUPRAC and FRAP, and R 2 =0.955 for CUPRAC and ORAC). After the simulation of in vitro gastrointestinal digestion model, TPC, TFC and TAC of walnut kernel and walnut drink samples were evaluated for their PG (after gastric digestion, post gastric), IN (dialyzable fraction after intestinal digestion, the material that entered the serum), and OUT (the undialyzable fraction after intestinal digestion, the material that remained in the gastroinestinal tract) fractions. Results showed that 4.9%, 0.9%, and 0.4-6% (the range observed for four different tests, included DPPH, CUPRAC, FRAP, and ABTS) of TPC, TFC, and TAC were retained in the dialyzed fraction (IN) of walnut kernel compared to the initial values; whereas these values were 39.9%, 2.9%, and 6.5-27.1% for walnut drink sample / Yüksek Lisans / M.Sc.