Şeker pancarı (beta vulgaris) yaprağı ekstraktının fonksiyonel özelliklerinin incelenmesi

Gıda proteinleri, vücudun ihtiyaç duyduğu amino asitlerin temel kaynağını oluşturmakta ve hem bitkisel hem de hayvansal kaynaklardan elde edilmektedir. Artan dünya nüfusu sürdürülebilir yeni protein kaynaklarına olan gereksinimi artırırken, bitkisel kaynaklar düşük maliyet, erişilebilirlik ve besleyici değerleriyle öne çıkmaktadır. Şeker pancarı (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris), kökü şeker üretiminde değerlendirilen, yaprak kısmı ise çoğunlukla yem veya atık olarak kalan bir ham maddedir. Kuru maddede ikinci büyük fraksiyonu oluşturan protein dikkate alınarak, bu çalışmada şeker pancarı yapraklarından farklı yöntemlerle protein ekstraksiyonu ve biyofonksiyonel özelliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Protein ekstraksiyonu için üç çöktürme yöntemi (ısı, izoelektrik nokta, amonyum sülfat) ile ultrases destekli sekiz enzimatik protokol (Koşul 1–8) uygulanmıştır. Ultrases işlemleri %60 genlikte, 20 dakika kesikli modda yürütülmüş; bazı protokollerde Viscozyme®, pektinaz ve cellulysin enzimleri kullanılmıştır. Elde edilen ekstraktlarda toplam/çözünür protein, toplam fenolik madde, antioksidan kapasiteler (DPPH, ABTS) ve enzim inhibisyon aktiviteleri (ACE, α-amilaz, lipaz) belirlenmiştir. Çöktürme yöntemleri arasında PF2 (izoelektrik çöktürme) en yüksek toplam protein içeriğini verirken, PF1 (ısı çöktürme–süpernatant) en yüksek çözünür protein, fenolik içerik ve antioksidan kapasiteyi göstermiştir; lipaz inhibisyonu da PF1'de en yüksek bulunmuştur. ACE ve α-amilaz inhibisyonu tespit edilememiştir. Ultrases destekli enzimatik protokoller, çöktürmeye kıyasla daha yüksek verimler sağlamıştır. Ultrasesin enzimden önce uygulanması (ön-ultrases) ekstraksiyon verimini anlamlı biçimde artırmıştır (p<0,05). Nitekim Koşul 3'te protein içeriği %16,47 ve verim %67,23 ile en yüksek değerlere ulaşılmış; Koşul 5'te %12,63 ve %51,54; Koşul 7'de ise %15,90 ve %63,71 elde edilmiştir. Ayrıca enzim inaktivasyonunun santrifüjden sonra yapılması (ör. Koşul 5), protein çözünürlüğünü koruyarak toplam verimi yükseltmiştir. Sonuçlar, şeker pancarı yapraklarının fonksiyonel proteinler için uygun bir hammadde olduğunu ve özellikle ultrases–enzim kombinasyonunun endüstriyel ölçekte uygulanabilir, verimli ve sürdürülebilir bir ekstraksiyon yaklaşımı sunduğunu göstermektedir.

Food proteins constitute the main source of amino acids needed by the body and are obtained from both plant and animal sources. While the increasing world population is increasing the need for new sustainable protein sources, plant sources stand out with their low cost, accessibility, and nutritional value. Sugar beet (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris) is a raw material whose root is utilized in sugar production, while the leaves are mostly left as feed or waste. Considering that protein constitutes the second largest fraction in dry matter, this study aimed to investigate protein extraction from sugar beet leaves using different methods and their biofunctional properties. Three precipitation methods (heat, isoelectric point, ammonium sulfate) and eight ultrasound-assisted enzymatic protocols (Conditions 1–8) were applied for protein extraction. Ultrasound treatments were conducted at 60% amplitude in batch mode for 20 min; in some protocols, Viscozyme®, pectinase, and cellulysin enzymes were used. Total/soluble protein, total phenolic substance, antioxidant capacities (DPPH, ABTS) and enzyme inhibition activities (ACE, α-amylase, lipase) were determined in the obtained extracts. Among the precipitation methods, PF2 (isoelectric precipitation) gave the highest total protein content, while PF1 (heat precipitation–supernatant) showed the highest soluble protein, phenolic content and antioxidant capacity; lipase inhibition was also found to be the highest in PF1. ACE and α-amylase inhibition could not be detected. Ultrasound-assisted enzymatic protocols provided higher yields compared to precipitation. Application of ultrasound before the enzyme (pre-ultrasound) significantly increased the extraction yield (p<0.05). Indeed, the highest values were reached with 16.47% protein content and 67.23% yield in Condition 3; 12.63% and 51.54% in Condition 5; In Condition 7, 15.90% and 63.71% were obtained. Furthermore, performing enzyme inactivation after centrifugation (e.g., Condition 5) increased the total yield while preserving protein solubility. The results demonstrate that sugar beet leaves are a suitable raw material for functional proteins, and the ultrasound-enzyme combination, in particular, offers an efficient and sustainable extraction approach applicable on an industrial scale.