Fen Projesi – BİTKİSEL PROTEİN KAYNAĞI SPİRİLUNA DEDİLER, HAZIRLADIK TARİFLER, ÖLÇÜM YAPTIK PROTEİNCE ÇOK ZENGİNLE

PROJE ADI:  BİTKİSEL PROTEİN KAYNAĞI SPİRİLUNA DEDİLER, HAZIRLADIK TARİFLER, ÖLÇÜM YAPTIK PROTEİNCE ÇOK ZENGİNLER

PROJENİN AMACI:  Doğadaki en yüksek protein kaynağı, dengesiz beslenme problemlerinin çözümü olan spirulinayı duyuşsal açıdan (kokusu, tadı ve görünümü ile) tüketilebilir bir besin formuna dönüştürmek, içine katıldıkları gıdaların protein oranını ne ölçüde arttırdığını belirlemek ve içerdiği protein oranının farklı pişirme ve tüketim (sıcak/soğuk) biçimlerinden etkilenip etkilenmediğini araştırmak.

GİRİŞ: Spirulina, mavi-yeşil alglerden mikroskobik bir yosun türüdür. Proteinler, mineraller ve vitaminler açısından zengin; birçok hastalığın tedavisinde destekleyici olarak kullanılabilen doğal bir besindir. Üretimi özel havuzlarda yapılmaktadır. Doğaya son derece saygılı, dünya kaynaklarından minimum ölçüde tüketen ve çevreye zarar vermeyen bir üründür. Olgunlaşan Spirulina sudan süzülerek, kurutulduktan sonra herhangi bir kimyasal işleme tabi tutulmadan doğal haliyle, toz olarak ya da tablet haline getirilerek insanların tüketimine sunulmaktadır. Tarihte Afrika?daki Chad Gölü?nün yakınlarında yaşayan insanlar ve Meksika?daki Texcoco Gölü?nün yakınlarında yaşayan Aztekler, bu göl sularından Spirulina?yı hasat etmişler ve kuruttuktan sonra yiyecek olarak kullanmışlardır. (Singh, 1998; Estrada et al., 2001). Birçok uluslararası sağlık örgütü tarafından ?faydalı bir besin? olarak tanımlanan Spirulina?nın ideal bir ek besin olması nedeniyle gelişen ülkelerde dengesiz beslenme problemlerinin çözümde kullanılabileceği düşünülmüştür. (Vendan and Rajeswahari, 2005).

İçerdiği % 65 protein oranıyla en iyi bitkisel protein kaynağı olarak listelere geçen Spirulina, Dünya?nın en küçük üstün yiyeceğinden birisi olarak kabul edilmektedir. Doğadaki en zengin biyolojik değerde bitkisel proteine sahip besindir. Tablo 1?de de görüleceği üzere, en yakın takipçisi % 35 protein oranıyla soya fasulyesinin yaklaşık 2 katı protein içerir. Spirulina?yı soya fasulyesinden sonra %35 oranıyla süt tozu, % 15-25 oranıyla kırmızı et ya da balık eti, % 12 oranıyla yumurta ve % 3,2 oranıyla da süt takip eder. Ayrıca Spirulina, sindirimi zorlaştırıcı selüloz yapıda hücre duvarının olmaması nedeniyle vücuda alınan protein %95 oranında sindirilebilir özelliktedir (Seshadri, 1993; Anonim, 2008).

Tablo 1. Spirulina ve bazı diger gıda maddelerinin protein miktarları (Richmond, 2004).

Organizma                 % Protein

Spirulina                     60-70

Süt tozu                       35

Soya fasülyesi              35

Yer fıstıgı                     25

Balık eti                       15-20

Doğadaki en zengin B-12 vitaminine sahip besindir. En yakın takipçisi dana ciğerine göre 2-6 kat daha fazladır. Abtioksidan özelliğinin yüksek oluşunun yanı sıra, Spirulinanın E vitamini içeriği kendisine en yakın buğday filizinden 3 kat daha fazladır. Yapılan çalışmalarda sentetik E vitaminine göre, spirulinanın biyolojik aktivitesi %49 daha fazla olarak bulunmuştur. Tablo 2?den anlaşılacağı üzere, mineralce de zengin olduğu belirlenen Spirulina bilinen en zengin organik demir oranına sahiptir. İçeriğindeki demir oranı ıspanaktan 58 kat, dana ciğerinden 28 kat daha fazladır.

Tablo 2. 100 gr. Spirulina?da bulunan mineraller

MİNERALLER

Calcium                       14 mg

Magnesium                  23 mg

Iron                             3 mg

Phosphorus                  30 mg

Potassium                    56 mg

Sodium                        42 mg

Manganese                  96 mcg

Zinc                             81 mcg

Boron                          90 mcg

Copper                        21 mcg

Molybdenum               12 mcg

Selenium                     1.0 mcg

)

Spirulina düşük kalorili ve kolesterolsüz bir protein kaynağıdır. Yapılan araştırmalarda, şeker hastalığı ve anemi gibi hastalıklarla mücadelede ve hava kirliliğinin bünye üzerinde yarattığı zayıflatıcı etkilerin önüne geçilmesinde önemli katkılar sağladığı belirlenmiştir. Antioksidan unsurlar içerdiği için, yaşlanmanın yansıra, kanser, katarakt gibi sağlık sorunlarının da temel bir faktörü oldukları düşünülen oksijen bazlı radikal hücrelere karşı bağışıklık kazandırıcı etkisi olduğu belirtilmektedir. Tüm bunlara ilave olarak, spirulinanın içerdiği gamma-linolenik asit ile yağ birikintilerinin çözünmesine yardımcı olarak kalp rahatsızlıklarının önlenmesinde yardımcı olduğu ve kötü kolesterolü düşürdüğü ifade edilmektedir. (http://tr.wikipedia.org/wiki/Spirulina).

Günde 3-5 g spirulina tüketiminin bir birey için gerekli beta karoten, vitamin B12, vitamin B kompleks, demir, esansiyel mineraller ve gama-linolenik asit ihtiyacının tamamına yakınını karşıladığı ifade edilmektedir. Gerek protein gerekse mineral açısından zengin oluşu, sindirim ve sağlık açısından sağladığı yararlar nedeniyle spirulinanın sofralarımızda yer alması ve günlük tüketiminin artması önerilmektedir. Ancak Spirulina koyu yeşil renkli görünümü, rahatsız edici kokusu ve tadı ile tüketimi oldukça zor bir gıdadır. Belki de, bu nedenle spirulina piyasada tablet ya da kapsül şeklinde satışa sunulmaktadır.

Okulda ve çevremizdekilerle yaptığımız görüşmelerde spirulinanın fazla tanınmadığını belirledik. Zengin içeriğini tanıtıp, spirulinanın tabletlerini gösterdiğimizde kokusu nedeniyle kullanmak istemediklerini fark ettik. Bu durumu spirulinanın duyuşsal açıdan tüketimi zor bir gıda olması şeklinde yorumladık. Bu kadar önemli bir protein kaynağının sadece kokusu nedeniyle tüketiminin reddedilmesine bir çözüm bulup bulamayacağımız bu projenin başlangıç noktasını oluşturdu. Acaba, spirulinayı kokusundan rahatsız olunmayacak bir besin formuna dönüştürebilir miyiz? Sorusuyla başlayan projemiz spirulina gerçekten proteince zengin mi? Kokusunu gidermeye çalışırken protein oranını düşürüyor muyuz? İçerdiği protein oranı farklı pişirme ve tüketim (sıcak/soğuk) biçimlerinden etkileniyor mu? Soruları ile gelişti ve derinleşti.

Sorulardan da anlaşılacağı üzere, bu projede farklı amaçlara hizmet eden çeşitli araştırmalar gerçekleştirdik. Bunlardan ilki; Spirulina ile hazırlanabilecek ve kokusunun hissedilmeyeceği tarifler geliştirmek oldu. Böylelikle, özellikle büyüme ve gelişme dönemindeki çocuklar, et ve süt ürünleri tüketmeyen vejetaryenler, hamile bayanlar, sporcular, yaşlılar ve hatta tüm yetişkinlerin bu besini tanımaları ve tüketmeleri ve günlük beslenme alışkanlığı kazanmaları sağlanabilirdi. İkinci araştırmanın hedefi hazırlanan tariflerde spirulina katılımı ile protein miktarında artış olup olmadığını belirlemekti. Bunun için süt ile hazırlanan Spirulina karışımının protein analizleri yapıldı. Üçüncü araştırmanın iki temel amacı vardı. Bunlardan ilki, spirulina ile hazırlanan çayın içerdiği protein miktarının siyah ve yeşil çay ile kıyaslanmasıydı. Diğer amaç ise, spirulina çayının demleme sıcaklığının çayın protein miktarı üzerine etkisini belirlemekti.

Yöntem:

Projemiz birkaç farklı araştırmadan oluştuğundan, yöntem açısından da çeşitlilik göstermektedir. İlk olarak gözlem ve anket araştırması ile başlanılmış, bunu kontrollü deneyler izlemiştir. Bu çerçevede, gözlemler, anket çalışması, verileri yorumlama, değişkenleri kontrol etme, deney planlama ve gerçekleştirme gibi çeşitli bilimsel işlem becerileri kullanılmıştır.

Bu çalışmada Marmara Üniversitesi öğretim üyelerinden Doç. Dr. Filiz Kabapınar?dan destek alınmıştır. Protein analizine ilişkin ölçümler Marmara Üniversitesi Biyokimya laboratuarında gerçekleştirilmiş ve ölçümler sırasında Biyokimya bölümü öğretim üyesi Dr. Özkan Danış?tan destek alınmıştır.

Araştırma 1: Spirulinalı tarifler ve duyuşsal analizleri

Öncelikle Spirulinanın duyuşşal açıdan tadı ve kokusu ile ilgili okulumuzdaki öğrencilerin ve ailelerin görüşlerini aldık. Bu aşamada, çeşitli yaş gruplarına Spirulina besin içeriği ile ilgili bilgilendirme çalışması yaptık. Kurutulup toz haline getirilen saf Spirulina tabletlerinin kokusu ve tadı ile ilgili görüşlerini aldık. Değerlendirmenin sonuncunda çoğunluğun duyuşsal açıdan tercih etmeyeceği bir besin maddesi olduğunu belirledik.

Buradan hareket ile, Spirulina ile çok sayıda tarif denedik. Bu tariflerde temel hedef, araştırmacılar tarafından önerilen günlük dozu gıdaya katarken kokusunun hissedilmeyeceği şekilde duyuşsal özelliklerini iyileştirmekti. Spirulina kullanarak çeşitli dip soslar, küçük çocuklar için meyveli ve spirulinalı sütler, spirilunalı patlamış mısırlar hazırladık. Bunlar arasında tadı ve kokusu rahatsız etmeyen tarifler belirlendi. Hazırladığımız gıdalara ilişkin duyuşsal analizler yaptık. Hazırladığımız spirulinalı yiyecekleri çevremizde bulunanlara tattırdık. Spirulanın kendine has kokusunun hazırlanan yiyeceklerde hissedilmediğini ve tadının hiç rahatsız etmediğini ifade ettiler. Bu anlamda, Spirulina?nın tüketilebilir bir gıda maddesi haline getirebilmiş olduk. Böylesi bir çalışma ile bu bitkisel protein kaynağını severek tüketmeleri için farklı yollar göstermiş olduk. Hazırlanan tarifler aşağıda sunulmuştur.

1. Muzlu Antep Fıstıklı Süt:  1 küçük yerli muz, 2 tatlı kaşığı pekmez, 200 mL süt,1 yemek kaşığı Antep fıstığı, 1 tablet ezilmiş Spirulina(0,46 gr)

2. Cacık: 1 kase yoğurt, 2 küçük salatalık, 1 tutam tuz, 1 çay kaşığı nane, bir miktar su, 1 tablet ezilmiş Spirulina(0,46 gr)

3. Bebek Muhallebisi: Hipp pirinçli sütlaç, 1 tablet ezilmiş Spirulina(0,46gr)

4. Patlamış Mısır: Bir miktar yağlı, tuzlu yeni patlamış ılık patlamış mısır, 1 tablet ezilmiş spirulina (0,46 gr)

5. Salata Sosu: 1 kaşık acı dijan hardalı, 1 tatlı kaşığı şarap sirkesi, 1 tatlı kaşığı mayonez, 4 kaşık zeytinyağı, biraz karabiber, biraz pulbiber, biraz tuz, 1 tablet ezilmiş spirulina (0,46 gr)

6.Cips sosu: 3 tatlı kaşığı yoğurt, 1 tatlı kaşığı mayonez, 1 çay kaşığı nane, 1 tutam zencefil, biraz tuz, biraz pulbiber, 1 tablet ezilmiş spirulina (0,46 gr)

7. Domatesli Cips sosu: 1 tatlı kaşığı domates sosu, 1 tutam muskat, 1 çay kaşığı esmer şeker, 1 tutam toz karanfil, 1 tablet ezilmiş spirulina (0,46 gr)

8. Yoğurtlu Salata Sosu:4  kaşık yoğurt, Biraz yağ (1-2 tatlı kaşığı kadar), 1 çay kaşığı köri, 1 çay kaşığı kekik, 1 diş sarımsak, biraz karabiber, biraz pul biber, biraz tuz, 1 tutam kimyon, 1 tutam zerdeçal, 1 tablet ezilmiş spirulina (0,46 gr)

Araştırma 2: Spirulinalı sütün protein miktarı

Hazırladığımız tarifler arasında spirulinalı sütte bulunmaktaydı. Bu içeceğin protein miktarını belirlemek ve süte katıldığında sütteki protein miktarını ne ölçüde arttırdığını araştırmak üzere, sütün ve spirulinalı sütün protein analizleri yapılmıştır.

a) Spirulinalı sütün hazırlanışı: Deneyde süt ve spirulinalı süt karışımları hazırlandı. Bunun için 1, 6177 gr toz Spirulina 50 mL süte karıştırıldı. Spirulinanın sütte çözünmeden kalan kısımları bir süzgeç kâğıdı yardımıyla süzüldü. Referans olarak aynı sütten 50 mL alındı.

b) Spirulinalı sütün protein tayini: Süt ve spirulinalı sütten 20?şer mL alındı ve 4000g?de 15 dakika santrifüj edilirdi, 5 dakika buzdolabında bekletildikten sonra üstte kalan yağlı kısım uzaklaştırıldı ve bir pastör pipeti yardımıyla alttaki sulu kısmından 1 mL alındı. Alınan 1 ml örneğe 7 mL temizleme çözeltisi ilave edildi (8 M üre, %0.3 DTT / 0.1 M NaOH içinde). Oluşan 8 mL?lik örnek karışımına 32 mL 0,1 M NaOH ilave edildi (Toplam seyreltme 1/35). 0,1 mg/mL Kazein, sığır serum albümin (BSA)  protein stok çözeltileri hazırlandı (0,1M NaOH içinde). Bradford reaktifi buzdolabından alınarak oda sıcaklığına gelmesi beklendi. En az 30 dakika önce spektrofotometre açıldı ve 595 nm?de lambanın ısınması sağlandı.

Araştırma 3: Spirulinalı sıcak ve soğuk çayların protein miktarı

Spirulinalı çay tariflerimiz arasında yer alan diğer bir tüketim biçimiydi. Bu içeceğin protein miktarını belirlemek ve gündelik yaşamda sıkça kullanılan diğer çay formalarının protein miktarıyla karşılaştırmak amacıyla ilgili çaylar hazırlandı ve her birinin protein miktarı ölçüldü. Ayrıca, spirulinalı çay sıcak ve soğuk olmak üzere iki farklı formda hazırlandı. Böylelikle, ısının spirulinalı çayın protein miktarına olan etkisi belirlendi.

a) Spirulinalı sıcak ve soğuk çayın hazırlanışı: Deneyde siyah, yeşil ve spirulinalı çaylar hazırlandı. Bunun için 100 mL sıcak suyun içerisine 1,6730g yeşil çay ve 100 ml sıcak suyun içerisine 1,6730g siyah toz çay ilave edilerek çayların 10 dakika demlenmesi sağlandı. Bnezer şekilde, 100 mL sıcak suyun içerisine 1,6730 g Spirulina eklenerek sıcak çay demlendi. Spirulinadaki protein miktarının ısıdan etkilenip etkilenmediğini belirlemek üzere spirulinalı soğuk çay da hazırlandı. Bunun için, 100 mL soğuk suyun içerisinde 1,6730g Spirulina 10 dakika bekletilerek soğuk çay hazırlandı. Tüm çay örnekleri süzgeç kağıdı yardımıyla süzüldü ve süzüntüdeki protein miktarları spektrofotometre cihazı ile alınan ölçümlerle belirlendi.

b) Çayların protein tayini: Elde edilen numunelerle sütteki yağı ayırma ve temizleme basamakları dışındaki basamaklar aynı şekilde uygulanmıştır.

Bulgular

Standart çözeltiler aşağıdaki tabloda görüldüğü biçimde hazırlandı. Çözeltiler karıştırıldı ve 10 dakika inkübe edildi.

Tüp No         Protein Stok Çöz. (µL)          0,1M NaOH(µL)       Bradford reaktifi(µL)

1                             0                                      800                      200

2                             20                                    780                      200

3                             40                                    760                      200

4                             60                                    740                      200

5                             80                                    720                      200

6                             Örnek(2)                          798                      200

 

Standartların absorbanslarından yararlanılarak bir kalibrasyon grafiği çizildi ve örneklerin konsantrasyonları grafikten hesaplandı.

                     Kons ?g/mL             Absorbans 1         Absorbans 2    Ort. Absorbans

BSA 1                  2                        0,061                   0,068                          0,065

BSA 2                 4                        0,137                   0,130                          0,134

BSA 3                 6                        0,185                   0,186                          0,186

BSA 4                 8                        0,193                   0,205                          0,199

 

Sütlerin protein analiz sonuçları

Sütlerden alınan 2 ?L lik örneklerin absorbansıları ölçüldü ve 1 mL deki protein miktarı mg olarak hesaplandı.

Örnekler                 Alınan örnek miktarı(?L)            Absorbans            Protein Konsantrasyonu(mg/mL)

Süt                                        2                       0,176                           12,658

Spirulinalı Süt                         2                        0,200                          14,763

 

Yukarıdaki tablodan da görüleceği üzere, spirulina eklendiğinde sütün protein konsantrasyonu 12,658 mg dan 14,763 mg?a yükselmektedir. Bu bulgu spirulinanın sütün protein miktarında yaklaşık 2 mg artışa neden olduğunu göstermektedir.

Çayların protein analiz sonuçları

Çaylardan alınan 2 ?L lik örneklerin absorbansları ölçüldü ve 1 mL deki protein miktarı mg olarak hesaplandı.

Örnekler                          Alınan örnek miktarı(?L)                   Absorbans            Protein Konsantrasyonu(mg/mL)

Siyah Çay                                2                                  0,067                          0,387

Yeşil Çay                                2                                 0,058                          0,288

Spirulinalı Sıcak çay                 2                                 0,119                          0,957

Spirulinalı Soğuk çay                2                                 0,106                          0,815

 

Bulgulardan anlaşılacağı üzere, spirulinalı çayların protein konsantrasyonları siyah ve yeşil çaya oranla neredeyse 3 kat daha yüksektir. Nitekim 1 mL lik siyah çayda 0,387 mg protein bulunurken, spirulinalı sıcak çayda 0,957 mg protein bulunmaktadır. Demleme sırasındaki suyun sıcaklığı spirulinadan suya geçen protein miktarını etkilemiş görünmektedir. Sıcak su ile demlenen spirulinalı çaydaki protein oranı soğuk suyla demlenen çaydan yüksektir. Bu bulgu, ısı ile spirulinadaki proteinin suya geçişini arttırdığını desteklemektedir.

Proje Bütçesi

Spirulina tablet 40 TL

Spirulalı tariflerde kullanılan malzemeler toplamı yaklaşık 30 TL

 

Proje Çalışmasının Takvimi

1 Ekim – 19 Ekim: Proje konusunun belirlenmesi ve Literatür taraması

22 Ekim ? 7 Kasım: Spirulina ile farklı duyuşsal karışımların hazırlanması, çeşitli öğrenci ve öğretmenlerin görüşlerinin değerlendirilmesi

10 Aralık – 28 Aralık: Protein analizlerinin yapılması, verilerin elde edilmesi

7 Ocak -22 Ocak: Bulguların değerlendirilmesi ve rapor yazımı

Ulaşılan Sonuçlar

Bulgular süte ilave edilen spirulinanın sütteki protein miktarını belirgin biçimde arttırdığını göstermiştir. Benzer sonuçlar siyah ve yeşil çay ile kıyaslanan spirulinalı çaylar için de geçerlidir. Nitekim, spirulina ile hazırlanan sıcak çay yeşil ve siyah çaydan daha fazla miktarda protein içermektedir. Bulgular ayrıca, spirulinanın soğuk su ile hazırlanan çayın da siyah ve yeşil çaya kıyasla daha yüksek oranlarda protein içerdiğini göstermiştir. Öte yandan, spirulina ile hazırlanan sıcak çayın protein miktarı spirulinalı soğuk çaya göre daha yüksek bulunmuştur.

Sonuçların Değerlendirilmesi

Spirulina besin değeri çok yüksek, özellikle protein bakımından çok zengin bir besin maddesidir. Ancak bunun yanında bu besin maddesinin koku, tat ve görünümünün insanları rahatsız ettiği, bu sebeple tüketiminin tercih edilmediği belirlemiştir. Bu araştırmada spirulina ile çok sayıda tarif hazırlanmış ve duyuşsal analizler yapılmıştır. Bu analizler hazırlanan tariflerde koku ve tat sorununun çözüldüğünü, spirulinanın tüketilebilir bir besin maddesine dönüştürülebileceğini göstermiştir. Araştırmamızda spirulina ile hazırlanan süt ve çay örneklerinde protein oranının yükseldiği sonucuna da ulaşıldı. Spirulinayı sıcak su ile hazırladığımızda protein oranının daha yüksek çıktığı gözlemlendi. İlgili literatürün aksine ısı ile spirulinadaki protein bozulmamakta, aksine besine geçişi artmaktadır. Bu sonuçlar ışığında, spirulina ile ısıl yolla pişirme tekniklerinin kullanıldığı ürünler de yapmak olanaklı olabilecektir. Bu çerçevede, tariflere spirulinalı ekmek, kek, kurabiye, börek eklenebilir.

Kaynaklar

http://tr.wikipedia.org/wiki/Spirulina

Endüstriyel ölçekli Spirulina üretimi, Yüksek lisans tezi, Su Ürünleri Yetiştiricilik Ana Bilim Dalı, 2006, Güner Levent KASAL

Değişik toprak kökenli doğal besin ortamlarının Spirulina üretimine etkilerinin kesikli reaktörler kullanılarak incelenmesi, Yüksek lisans tezi, Hacettepe Üniversitesi 2006 Gözde Yılmaz

Spirulina kültürlerinde besin elementlerinin farklı oranlarda kullanımının kuru madde, protein ve klorofil-a düzeyine etkisi, Yüksek lisans tezi, Çukurova Üniversitesi, 2010 Kübra Kendirli

Determination of total proteins in cow milk powder samples: a comparative study  between the Kjeldahl method and spectrophotometric methods, 2002,  Neide K.K. Kamizakea,

Spirulina platensis (Cyanophyceae) Mikroalg?inin Büyümesine ve Bazı Biyokimyasal Özelliklerine Sıcaklığın Etkisi, 2003, E.Ü. Su ürünleri Dergisi, Edis Koru, Semra Cirik

 

ÖZEL MEF ORTAOKULU

ORTAKÖY MAH. DEREBOYU CAD. DEREİÇİ SOK. BEŞİKTAŞ/İSTANBUL

BİYOLOJİ – BİTKİSEL PROTEİN KAYNAĞI SPİRİLUNA DEDİLER, HAZIRLADIK TARİFLER, ÖLÇÜM YAPTIK PROTEİNCE ÇOK ZENGİNLE

ÖZGE ÖZAYDIN

ÇAĞLA PARMAKSIZOĞLU

Fen Projesi
Bu Benim Eserim Fen Bilimleri ve Matematik Projeleri Yarışması
Bilim Şenliği Projeleri