Kayısı posasından fenolik bileşen ve selüloz nanokristaliekstraksiyon koşullarının optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EKİN DİNÇEL KASAPOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Fatih Törnük
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:"Gıda endüstrisi atıkları/yan ürünleri", hammaddelerin gıdalara işlenmesi sırasında oluşan sıvı veya katı organik maddelerdir. Bu atıklar genellikle içecek endüstrisi, süt endüstrisi, meyve/sebze üretimi ve işlenmesi, tahıl işleme ve imalatı, et ürünleri işleme ve muhafazası, bitkisel ve hayvansal yağ üretimi ve işlenmesinden sonra ortaya çıkmaktadır. Prunus cinsine ait kayısı (Prunus armeniaca L.), Türkiye'de üretimi en yaygın olan meyvelerden biridir. Kayısı nektarı işlemenin en yaygın yan ürünü olan kayısı posası (KP), meyve nektar pres kalıntısıdır. Bu çalışmada; KP'den fenolik maddelerin ve selüloz nanokristallerinin (SNK) eldesinde Yanıt Yüzey Metodu (YYM) ile optimizasyon çalışması yapılmıştır. Bu amaçla ilk olarak hammaddenin fizikokimyasal (kuru madde, kül, protein, diyet lif, indirgen şeker ve ham selüloz) özellikleri belirlenmiştir. KP'nin protein, kuru madde, nem, kül, HCI'de çözünmeyen kül, ham selüloz, toplam diyet lif ve indirgen şeker oranları sırasıyla; %6,54, %94,40, %5,6, %1,27 %0,44 %11,63, %31,22 ve %26,17 olarak tespit edilmiştir. Daha sonra posadan ultrason destekli ekstraksiyonla etanol konsantrasyonu ve katı:sıvı oranı sırasıyla %50 (v/v) ve 1:10 (w/v) olacak şekilde ekstraksiyon yapılmış ve fenolik madde, toplam flavonoid madde içeriği, verim, DPPH antiradikal aktivite değerleri belirlenmiştir. KP örneklerindeki en yüksek fenolik ve flavonoid madde içeriği, antiradikal aktivite ile ekstraksiyon verimi 50 °C ve 90 dakikalık ultrason destekli ekstraksiyon sonunda sırasıyla, 16 1,206 mg GAE/g KM, 1,015 mg KE/g KM, %79,85 ve %7,86 olarak belirlenmiştir. En yüksek ekstraksiyon veriminin elde edildiği proses koşullarında üretilen örneklerde TEAC, CUPRAC ve FRAP analizleri ile HPLC-DAD ile fenolik bileşen kompozisyonu tayini yapılmıştır. Ekstraktta en yüksek oranda bulunan fenolik bileşikler sırasıyla p-kumarik asit (9,72 mg/kg), ferulik asit (8,33 mg/kg) ve rutin (6,45 mg/kg) olarak belirlenmiştir. Ekstraktın CUPRAC, ABTS ve FRAP değerleri ise sırasıyla 30,00, 32,30 ve 18,80 mg TE/100 g KM olarak tespit edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise yine YYM kullanılarak SNK eldesi ve optimizasyonu yapılmıştır. Asit hidroliz basamağında SNK eldesi için optimizasyon çalışması yapılmıştır. Buna göre; maksimum SNK verimi (%34,56) 9,5 M sülfürik asit konsantrasyonunda ve 60 dakikalık bir sürede elde edilmiştir. FTIR analiziyle selüloz dışındaki bileşenlerin kademeli olarak uzaklaştırıldığı gösterilmiştir. Bu nanokristallerin morfolojik analizi yine SEM ve TEM kullanılarak yapılmıştır. TGA, SNK'ların iyi bir termal kararlılığa (yaklaşık 320°C) sahip olduğunu göstermiştir. XRD analizi sonucunda, KP ile elde edilen SNK'nın kristal indeksi (%CI) %67,2 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada, KP'den yüksek verimde ve saflıkta fenolikler ve SNK'nın üretim koşulları başarıyla optimize edilmiş ve elde edilen bileşenlerin karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Saflaştırılan bu bileşenlerin gıda endüstrisi başta olmak üzere ilaç, biyomedikal ve ambalajlama endüstrisi gibi alanlarda yüksek katma değere sahip ürünlerin üretiminde kullanım potansiyeli taşıyabilecek özelliklere sahip oldukları sonucuna varılmıştır.