Anti-Microbial Properties and Biochemical Characterization of Maillard Reaction Products From Legume Protein Hydrolysates and D-Glucose

Abstract

Bu tez, çeşitli termal koşullarda (175°C ila 275°C) D-glukoz ile reaksiyona sokulan nohut, bakla, adi fasulye ve soya fasulyesi protein hidrolizatlarından elde edilen Maillard Reaksiyon Ürünlerinin (MRP'ler) antimikrobiyal özelliklerini ve biyokimyasal karakterizasyonunu araştırmaktadır. Çalışmada bu MRP'lerin Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactococcus lactis, Candida albicans, Saccharomyces var. boulardii ve Saccharomyces cerevisiae'ye karşı antimikrobiyal aktivitesi değerlendirilmiştir. Sonuçlar nohut MRP'lerinin en yüksek antimikrobiyal aktiviteyi sergilediğini, bunu bakla MRP'lerinin izlediğini, bakteri ve maya sayılarında önemli azalmalar olduğunu göstermiştir; antimikrobiyal etkinlik işleme sıcaklığına göre değişiklik göstermiş ve belirli koşullarda optimum aktiviteye işaret etmiştir. UV-Vis spektroskopisi, FTIR, HPLC ve NMR analizleri kullanılarak yapılan biyokimyasal karakterizasyon, melanoidin içeriğinde ve yapısal özelliklerinde baklagil kaynağına ve ısıl işleme bağlı olarak farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur. Kolorimetrik analiz ve esmerleşme indeksi tayini, daha yüksek sıcaklıkların daha koyu MRP'lere yol açtığını ve esmerleşme indekslerinin arttığını göstermiştir. Bu bulgular, baklagil bazlı MRP'lerin gıda muhafazasında doğal antimikrobiyal ajanlar olarak potansiyele sahip olduğunu ve gelişmiş sağlık yararları ve güvenliği ile yeni gıda ürünlerinin geliştirilmesine katkıda bulunduğunu göstermektedir.

This thesis investigates the antimicrobial properties and biochemical characterization of Maillard Reaction Products (MRPs) derived from chickpea, faba bean, common bean, and soybean protein hydrolysates reacted with D-glucose at various thermal conditions (175°C to 275°C). The study assessed the antimicrobial activity of these MRPs against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactococcus lactis, Candida albicans, Saccharomyces var. boulardii, and Saccharomyces cerevisiae. Results demonstrated that chickpea MRPs exhibited the highest antimicrobial activity, followed by faba bean MRPs, with significant reductions in bacterial and yeast counts—the antimicrobial efficacy varied with the processing temperature, indicating optimal activity at specific conditions. Biochemical characterization using UV-Vis spectroscopy, FTIR, HPLC, and NMR analyses revealed differences in melanoidin content and structural properties based on the legume source and thermal treatment. Colorimetric analysis and browning index determination showed that higher temperatures led to darker MRPs with increased browning indices. These findings suggest that legume-based MRPs have potential as natural antimicrobial agents in food preservation, contributing to developing novel food products with enhanced health benefits and safety.