Determination of Antioxidant Activity and Nutrient Element Contents of Industrially Produced Boza from Different Varieties of Grain

Yıl 2024, Cilt: 29 Sayı: 1, 200 - 211, 30.04.2024

Songül Atabay Yağmur Erim Köse

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1244695

Öz

In this study, while the total phenolic concentration of eight commercial boza samples produced from different grains and grain mixtures (wheat, maize, millet, wheat+maize, wheat+millet, maize+millet, wheat+maize+millet and germinated grain mixture) was determined according to the Folin-Ciocalteu method, the free radical scavenging activity was determined using DPPH and ABTS•+ methods. In addition, macro and micro element (Na, P, Mg, Ca, K, Fe, Mn, Zn) contents of boza samples were determined by the ICP-OES method. The effects of the difference in raw materials used in the boza samples on the antioxidant activity and nutrient element contents were found to be statistically significant (p<0.05) and it was the boza sample produced especially using the germinated grain mixture that had the highest total phenolic substance (506.25 mg/kg) and DPPH-ABTS•+ values (27.78-2763.83 μmole trolox/g). The samples produced using wheat and millet had the lowest phenolic content (252.25, 270.84 mg/kg). While the major difference between the contents of macro element was not observed in the micro element. The highest ratios were found for Na and P in all boza samples. Fe, Mn and Zn values were determined at much lower rates compared to other nutrients.

Anahtar Kelimeler

Antioxidant activity, Boza, Germinated grain, Macro-micro element

Proje Numarası

FYL-2022-9895

Farklı Tahıl Çeşitlerinden Endüstriyel Olarak Üretilmiş Bozaların Antioksidan Aktivite Değerleri ve Besin Element İçeriklerinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada sekiz farklı tahıl tanesi veya tahıl karışımı kullanılarak (buğday, mısır, darı, buğday+mısır, buğday+darı, msır+darı, buğday+mısır+darı ve çimlendirilmiş tahıl karışımı) endüstriyel olarak üretilmiş ticari boza örneklerinin toplam fenolik madde konsantrasyonu Folin-Ciocalteu yöntemine göre belirlenirken, serbest radikal süpürme etkisi DPPH ve ABTS•+ yöntemleri kullanılarak tespit edilmiştir. Ayrıca boza örneklerinde makro ve mikro element (Na, P, Mg, Ca, K, Fe, Mn, Zn) içerikleri ICP-OES yöntemi ile belirlenmiştir. Örneklerde kullanılan hammadde farklılığının örneklerin antioksidan aktivite ve besin element içeriği üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuş (p<0.05), özellikle çimlendirilmiş tahıl karışımı kullanılarak üretilen boza örneğinin en yüksek toplam fenolik madde (506.25 mg/kg) ve DPPH-ABTS•+ değerlerine (%27.78-2763.83 μmol troloks/g) sahip olduğu saptanmıştır. Buğday ve darı kullanılarak üretilen örnekler ise en düşük fenolik madde değerlerine (252.25, 270.84 mg/kg) sahip olmuştur. Örneklerin makro element içerikleri arasında görülen büyük farklılık, mikro element içeriğinde görülmezken, tüm boza örneklerinde en yüksek oranlar Na ve P’a ait olmuştur. Fe, Mn ve Zn değerleri ise diğer besin elementlerine oranla çok daha düşük oranlarda tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Antioksidan aktivite, Boza, Çimlendirilmiş tahıl, Makro-mikro element

Destekleyen Kurum

Van Yüzüncü Yıl Üniersitesi

Proje Numarası

FYL-2022-9895

Teşekkür

Bu çalışmada FYL-2022-9895 Nolu tez projesi kapsamında maddi destek veren Van YYÜ BAP Koordinatörlüğüne teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Açıkgözoğlu, A. B. (2008). Antioksidanca zengin nar ve vişne konsantreleri kullanılarak hazırlanan meyveli yogurtların bazı özelliklerinin belirlenmesi. (Yüksek lisans tezi), Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, Türkiye.
• Aka, S., Konan, G., Fokou, G., Dje, K. M., & Bonfoh, B. (2014). Review on African traditional cereal beverages. American Journal of Research Communication, 2(5), 103-153.
• Akkoç, N., Ghamat, A., & Akçelik, M. (2011). Optimisation of bacteriocin production of Lactococcus lactis subsp. lactis MA23, a strain isolated from Boza. International Journal of Dairy Technology, 64, 425-432. doi:10.1111/j.1471-0307.2011.00671.x
• Akpınar-Bayızıt, A., Ersan-Yılmaz, L., & Özcan, T. (2010). Determination of boza’s organic acid composition as it is affected by raw material and fermentation. International Journal of Food Properties, 3, 648-656. doi:10.1080/10942911003604194
• Altay, F., Karbancıoglu-Güler, F., Daskaya-Dikmen, C., & Heperkan, D. (2013). A review on traditional Turkish fermented non-alcoholic beverages: microbiota, fermentation process and quality characteristics. International Journal of Food Microbiology, 167, 44-56. doi:10.1016/j.ijfoodmicro.2013.06.016
• Anonim. (1995). TS 3606 "Gıdalarda Metal İyonlarının Tayini". Türk Standartları Enstitüsü Bakanlıklar, Ankara.
• Arslan, S. (2011). Probiyotik boza üretimi ve bazı özelliklerinin belirlenmesi. (Yüksek lisans tezi), Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antalya, Türkiye.
• Asghar, F., Ali, S., Goraya, A., Javaid, I., & Hussain, Z. (2017). A review on the role of fermented foods as health promoters. International Journal of Scientific Research in Science and Technology, 3, 141-148.
• Bae, S. H., & Suh, H. J. (2007). Antioxidant activities of five different mulberry cultivars in Korea. LWT-Food Science and Technology, 40, 955-962. doi:10.1016/j.lwt.2006.06.007
• Balkan, D. N. (2011). Keçiboynuzlu bozanın bazı kalitatif özelliklerinin incelenmesi. (Yüksek lisans tezi), Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyonkarahisar, Türkiye.
• Barut, H., Aykanat, S., & Selim, E. (2017). Azot ve kükürt beslenmesinin buğday tanesine çinko ve demir taşınmasındaki rolü. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 4, 96-102. doi:10.19159/tutad.300725
• Berktaş, İ. (2011). Bozanın farklı hammaddeler kullanılarak üretilmesinin fenolik içeriğine ve kalitesine etkisi. (Yüksek lisans tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Borcaklı, M., Öztürk, T., & Yeşilada, E. (2018). Cereal source and microbial consortia of the starter culture influence the chemical composition and physicochemical characteristics of boza. Turkish Journal Of Agriculture and Forestry, 42, 412-422. doi:10.3906/tar-1802-3
• Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., & Berset, C. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food Science and Technology, 28, 25-30. doi:10.1016/S0023-6438(95)80008-5
• Ciesarová, Z., Mikušová, L., Magala, M., Kohajdová, Z., & Karovičová, J. (2017). Nonwheat cereal-fermented-derived products. In Fermented Foods in Health and Disease Prevention, 417-432. doi:10.1016/B978-0-12-802309-9.00017-0
• Çakır, E. (2011). Farklı baharat kullanımının depolama süresince bozanın fizikokimyasal mikrobiyolojik ve duyusal özellikleri Üzerine Etkisi, (Yüksek lisans tezi), Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ, Türkiye.
• Çelik, İ., Isik, F., & Yilmaz, Y. (2016). Effect of roasted yellow chickpea (leblebi) flour addition on chemical, rheological and sensory properties of boza. Journal of Food Processing and Preservation, 40, 1400-1406. doi:10.1111/jfpp.12725
• Da Silva, F. F. P., Biscola, V., LeBlanc, J. G., & de Melo Franco, B. D. G. (2016). Effect of indigenous lactic acid bacteria isolated from goat milk and cheeses on folate and riboflavin content of fermented goat milk. LWT-Food Science and Technology, 71, 155-161. doi:10.1016/j.lwt.2016.03.033
• Debebe, A., Chandravanshi, B. S., & Abshiro, M. R. (2016). Total contents of phenolics, flavonoids, tannins and antioxidant capacity of selected traditional Ethiopian alcoholic beverages. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia, 30, 27-37. doi:10.4314/bcse.v30i1.3
• Dimidi, E., Cox, S. R., Rossi, M., & Whelan, K. (2019). Fermented foods: definitions and characteristics, impact on the gut microbiota and effects on gastrointestinal health and disease. Nutrients, 11, 1806. doi:10.3390/nu11081806
• Doğan, M., & Tekiner, G. H. (2020). Extracellular phytase activities of lactic acid bacteria in sourdough mix prepared from traditionally produced boza as starter culture. Food and Health, 6, 117-127. doi:10.3153/FH20013
• Domínguez-Arispuro, D. M., Cuevas-Rodríguez, E. O., Milán-Carrillo, J., León-López, L., Gutiérrez-Dorado, R., & Reyes-Moreno, C. (2017). Optimal germination condition impacts on the antioxidant activity and phenolic acids profile in pigmented desi chickpea (Cicer arietinum L.) seeds. Journal of Food Science and Technology, 2, 638-647. doi:10.1007/s13197-017-2973-1
• Dudonné, S., Vitrac, X., Coutiere, P., Woillez, M., & Mérillon, J. M. (2009). Comparative study of antioxidant properties and total phenolic content of 30 plant extracts of industrial interest using DPPH, ABTS, FRAP, SOD, and ORAC assays. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 1768-1774. doi:10.1021/jf803011r
• Düler, H. B. (2002). Kış gecelerinin hatırlı dostu boza. Sky life Aylık THY Dergisi. Şubat: 62-66.
• Gelinas, P., & McKinnon, C. M. (2006). Effects of wheat variety, farming site, and bread-baking on total phenolics. International Journal of Food Science and Technology, 41, 329-332. doi:10.1111/j.1365-2621.2005.01057.x
• Gotcheva, V., Pandiella, S. S., Angelov, A., Roshkova, Z. G., & Webb, C. (2000). Microflora identification of the Bulgarian cereal-based fermented beverage boza. Process Biochemistry, 36(1-2), 127-130. doi:10.1016/S0032-9592(00)00192-8
• Handique, P., Deka, A. K., & Deka, D. C. (2020). Antioxidant properties and phenolic contents of traditional rice-based alcoholic beverages of Assam, India. National Academy Science Letters, 43, 501-503. doi:10.1007/s40009-020-00903-5
• İgüs, E. (2016). Balkanlar'dan Anadolu'ya boza ve türleri ile Türkiye’deki Balkan kökenli bozacılar. Karabük Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6, 101-111.
• Kabak, B., & Dobson, A. D. W. (2011). An introduction to the traditional fermented foods and beverages of Turkey. Critical Review of Food Science Nutrition, 51, 248-260. doi:10.1080/10408390903569640
• Karademir, E., Yalçın, S. K., & Yalçın, E. (2018). Effect of fermentation process on nutritional properties and bioactive compounds of cereal and legume-based foods. Journal of Food, 43, 63-173. doi:10.15237/gida.335154
• Kılınçer, F. N., & Demir, M. K. (2019). Çimlendirilmiş bazı tahıl ve baklagillerin fiziksel ve kimyasal özellikleri. Gıda, 44, 419-429. doi:10.15237/gida.GD19019
• Kırca, A., & Özkan, M. (2007). Değişik Amaçlı Bazı Test ve Analiz Yöntemleri. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları, 34.
• Kim, M. J., Kwak, H. S., & Kim, S. S. (2018). Effects of germination on protein, γ-aminobutyric acid, phenolic acids, and antioxidant capacity in wheat. Molecules, 9, 2244-2257. doi:10.3390/molecules23092244
• Karovičová, Z. K. J., & Kohajdova, J. (2007). Fermentation of cereals for specific purpose. Journal of Food and Nutrition Research, 46(2), 51-57.
• Kumari, A., Pandey, A., Raj, A., Gupta, A., Roy, A., Attri, B., ..., & Joshı, V. (2016). Cereal Based Indegenous Non-alcoholic Beverages. In V.K. Joshi (Ed.), Indigenous Fermented Foods of South Asia (pp. 353-429). CRC Press.
• Li, W., Wei, C., White, P. J., & Beta, T. (2007). High-Amylose corn exhibits better antioxidant activity than typical and waxy genotypes. Journal of Agriculture of Food Chemistry, 55, 291–298. doi:10.1021/jf0622432
• Marshall, E., & Mejia, D. (2011). Traditional Fermented food and Beverages for Improved Livelihoods. FAO Diversification Booklet, (21).
• Marjanović, A., Đeđibegović, J., Brčaninović, M., Omeragić, E., Čaklovica, F., Dobrača, A., & Šober, M. (2015). Antioxidant potential of selected traditional plant-based beverages in Bosnia and Herzegovina. Bulletin of the Chemists and Technologists of Bosnia and Herzegovina, 45, 2013-2016.
• Masuda, M., Ide, M., Utsumi, H., Niiro, T., Shimamura, Y., & Murata, M. (2012). Production potency of folate, vitamin b12, and thiamine by lactic acid bacteria isolated from Japanese pickles. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry, 76, 2061-2067. doi:10.1271/bbb.120414
• Meral, R. (2016). Isıl işlemin fenolik bileşenler üzerine etkisi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21, 55-67.
• Meriç, A. (2010). Trakya bölgesinde üretilen bozaların bazı fizikokimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri üzerine çalışma. (Yüksek lisans tezi), Namık Kemal Üniverstesi, Tekirdağ, Türkiye.
• Mukhametzyanova, A. D., Akhmetova, A. I., & Sharipova, M. R. (2012). Microorganisms as phytase producers. Microbiology, 81, 267-275. doi:10.1134/S0026261712030095
• Önçel, S. (2015). Türk Mutfağı ve geleceğine ilişkin değerlendirmeler. Journal of Tourism and Gastronomy Studies, 3, 33-44.
• Özpınar, A. (2012). Kefir ve bozanın in vitro antioksidan aktivitelerinin araştırılması. (Yüksek lisans tezi), Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Pala, A. (2012). Farklı yöntemlerle kurutularak elde edilen boza tozunun hamur reolojik ve ekmek kalitesi üzerine etkisi. (Yüksek lisans tezi), Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli, Türkiye.
• Pallin, A., Agback, P., Jonsson, H., & Roos, S. (2016). Evaluation of growth, metabolism and production of potentially bioactive components during fermentation of barley with Lactobacillus reuteri. Food Microbiology, 57, 159-171. doi:10.1016/j.fm.2016.02.011
• Randhir, R., Kwon, Y., & Shetty, K. (2008). Effect of thermal processing on phenolics, antioxidant activity and health-relevant functionality of select grain sprouts and seedlings. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 9, 355-364. doi:10.1016/j.ifset.2007.10.004
• Rico, D., Peñas, E., García, M. D. C., Martínez-Villaluenga, C., Rai, D. K., Birsan, R. I., Frias, J., & Martín-Diana, A. B. (2020). Sprouted barley flour as a nutritious and functional ingredient. Foods, 9, 296. doi:10.3390/foods9030296
• Salovaara, H. (2004). Lactic acid bacteria in cereal-based products. Lactic Acid Bacteria: Microbiology And Functional Aspects, 3, 431-452.
• Saulnier, D. M., Kolida, S., & Gibson, G. R. (2009). Microbiology of the human intestinal tract and approaches for its dietary modulation. Current Pharmaceutical Design, 15, 1403-1414. doi:10.2174/138161209788168128
• Sosulski, F., Krzysztof, K., & Lawrence, H. (1982). Free, esterified, and insoluble-bound phenolic acids. 3. Composition of phenolic acids in cereal and potato flour. Journal Agriculture of Food Chemistry, 30, 337-340. doi:10.1021/jf00110a030
• SPSS. (2013). IBM SPSS Statistics 20.0 for Windows. Armonk, NY.
• Tamer, C. E. (2004). Meyveli ve meyve aromalı boza üretiminin araştırılması. (Doktora tezi), Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, Türkiye.
• Todorov, S. D., & Dicks, L. M. T. (2006). Screening for bacteriocin-producing lactic acid bacteria from boza, a traditional cereal beverage from Bulgaria comparison of the bacteriocins. Process Biochemistry, 41, 11-19. doi:10.1016/j.procbio.2005.01.026
• TSE (2002). Boza Standardı. T.S. 9778. Türk Standartları Enstitüsü, Necatibey Cad.112, Ankara. 6 s.
• Ullah, I., Ali, M., & Farooqi, A. (2010). Chemical and nutritional properties of some maize (Zea mays L.) varieties grown in NWFP, Pakistan. Pakistan Journal of Nutrition, 9, 1113-1117.
• Weidner, S., Paprocka, J., & Łukaszewicz, D. (1996). Changes in free, esterified and glycosidic phenolic acids in cereal grains during the after-ripening. Seed Science and Technology, 24,107-114.
• Yücel, U., & Köse, E. (2002). İzmir'de üretilen bozaların kimyasal bileşimi üzerine bir araştırma. Gıda, 27, 395-398.
• Zhou, Z., Robards, K., Helliwell, S., & Blanchard, C. (2004). The distribution of phenolic acids in rice, Food Chemistry, 87, 401-406. doi:10.1016/j.foodchem.2003.12.015
• Zielinski, H., Kozlowska, H., & Lewczuk, B. (2001). Bioactive compounds in the cereal grains before and after hydrothermal processing. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2, 159-169. doi:10.1016/S1466-8564(01)00040-6
• Zorba, M., Hancioglu, Ö., Genc, M., Karapinar, M., & Ova, G. (2003). The use of starter cultures in the fermentation of boza, a traditional Turkish beverage. Process Biochemistry, 38, 1405-1411. doi:10.1016/S0032-9592(03)00033-5