Development of high stability antioxidant emulsions based on citrus and fig pectins

Abstract

In this thesis, stability and antioxidant activity of olive oil-in-water emulsions prepared with citrus pectin (CPEC) and pectins extracted from two fig cultivars (Sarılop: FPECn and Siyah Orak: FPECc) were evaluated in the presence of green tea (GTE) and grape seed extracts (GSE), and a basic monomeric flavonoid, (+) catechin (CAT). The emulsion stabilities of FPECn and FPECc between 0.125 and 1% (w/v) were comparable to those of CPEC. Control olive oil-in-water emulsions with 0.5% CPEC, FPECn or FPECc prepared without the addition of polyphenols lost 29 to 36% of their initial emulsion stability only within 1 day. The addition of GSE at 0.25 or 0.5% caused a considerable increase in the stability of emulsions prepared with CPEC at 0.5% (less than 10% loss in emulsion stability within 14 days) while GTE caused only a limited increase in the stability of CPEC emulsions. The CAT is the only polyphenol that caused significant increases in the stability of all pectin emulsions. In contrast, both GTE and GSE showed almost no effect in stability of FPECn and FPECc emulsions. The polyphenol added emulsions were characterized for their droplet size, zeta potential and viscosities. The CAT and GSE added emulsions showed significantly higher total phenolic content and antioxidant activity than GTE added emulsions during 14 days of storage. This thesis clearly showed that GSE and CAT stabilized CPEC emulsions, and CAT stabilized FPECn or FPECc emulsions have a great potential to develop novel antioxidant olive oil based functional foods.

Bu tezde turunçgil pektini (CPEC) ve bizzat iki farklı incir çeşitinden ekstrakte edilmiş pektinler (Sarılop: FPECn ve Siyah Orak: FPECc) yardımıyla oluşturulan su-içinde-zeytinyağı emülsiyonlarının yeşil çay ekstraktı (GTE), üzüm çekirdeği ekstraktı (GSE) ve monomerik yapıda temel bir flavonoid olan (+) kateşin (CAT) varlığındaki stabilitesi ve antioksidant aktivitesi incelenmiştir. FPECn ve FPECc’in %0.125 ve 1 (w/v) arasında oluşturduğu emülsiyonların stabiliteleri CPEC’in oluşturduklarıyla benzer bulunmuştur. CPEC, FPECn veya FPECc’in %0.5 (w/v) konsantrasyonda kullanımıyla elde edilen ancak polifenol içermeyen kontrol emülsiyonlarda başlangıç emülsiyon stabilitesinin %29-36 kadarı yalnızca 1 gün içerisinde kaybolmaktadır. %0.5 CPEC kullanılarak elde edilen emülsiyonlara %0.25 veya 0.5 oranında GSE ilave edilmesiyle oldukça stabil (14 günde %10’dan az stabilite kaybı gösteren) emülsiyonlar elde edilmiştir, ancak GTE ilavesi CPEC emülsiyonlarının stabilitesinde yalnızca sınırlı bir artış sağlamaktadır. Tüm pektinlerce hazırlanmış olan emülsiyonların stabilitesi CAT varlığında önemli düzeyde artmaktadır. Buna karşın, GSE ve GTE ilavesinin FPECn ve FPECc emülsiyon stabilitesine kayda değer bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. Tüm emülsiyonlar damlacık boyutu, zeta potansiyeli ve viskozite yönünden karakterize edilmişlerdir. CAT ve GSE içeren emülsiyonlar 14 günlük depolama sırasında GTE içerenlere göre çok daha yüksek polifenol miktarı ve antioksidant aktivite göstermiştir. Bu tez çalışması GSE ve CAT kullanılarak stabilize edilmiş CPEC emülsiyonları, ve CAT kullanılarak stabilize edilmiş FPECn veya FPECc emülsiyonlarının zeytinyağı temelli fonksiyonel gıda üretiminde kullanılabileceğini göstermiştir.