Üzüm suyu ve/veya şarap endüstrisi atıklarından fenolik bileşiklerin moleküler baskılı polimerlerle derişiklendirilmesi
Concentration of phenolic compounds with molecularly imprinted polymers from waste of grape juice and/or wine industry
Yazar: SEDA ÖZEN
Danışman: PROF. DR. ESMA TÜTEM
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kimya teknikleri-analitik = Chemistry techniques-analytical ; Yüksek basınç sıvı kromatografisi =

Özet:
Moleküler baskılı polimerler (MIPs), kalıp moleküle özgü yüksek seçimlilik kabiliyetine sahip sentetik materyallerdir. Hedef moleküle yüksek ilgi ve seçicilikleri, tanıma kabiliyetlerini uzun süre saklayabilmeleri, yüksek fiziksel ve kimyasal kararlılıkları ve kolay hazırlanabilme gibi üstünlükleri nedeniyle pek çok araştırmaya konu olmaktadırlar.
Kateşinler, meyve, sebze ve içeceklerde bulunan fenolik bileşiklerdir. Üzüm, elma, kiraz, yeşil çay ve şarap önemli kateşin kaynaklarıdır. Kateşinlerin dejeneratif hastalıklara karşı koruma sağladıkları, kanser tedavinde tümör önleyici ve bağışıklık güçlendirici olarak hareket ettikleri, diyette kateşin ve epikateşin alımının kalp hastalıklarına bağlı ölümleri azalttığı hakkında çok sayıda çalışma literatürde yer almaktadır.
Bu çalışmada, kateşin baskılı polimer (KAT-MIP) sentezlenmiştir. Hedef molekül  olarak kateşin, gözenek oluşturucu çözücüler olarak aseton, tetra hidrofuran (THF) ve asetonitril (ACN)-dimetil sülfoksit (DMSO) (98:2, h/h) çözücü karışımı, fonksiyonel monomerler olarak 4-vinil piridin (4-VP), metakrilik asit (MAA), çapraz bağlayıcı olarak etilen glikol dimetakrilat (EDMA) ve başlatıcı olarak 2,2'-azobisizobutironitril (AIBN) kullanılmasıyla farklı (kalıp:monomer:çapraz bağlayıcı) mol oranlarında (1:4:20 ve 1:5:25) sentez gerçekleştirilmiştir. Bu polimerlerin tanıma ve seçimlilik özellikleri, asetonitril ve farklı oranlardaki ACN-DMSO çözücü karışımlarında hazırlanan kateşin çözeltileri kullanılarak denge bağla(n)ma denemeleriyle 280 nm'deki absorbanslarından yararlanılarak belirlendi. 1:4:20 (kateşin:4-VP:EDMA) mol oranına sahip ACN-DMSO (%2, h/h) çözücü karışımında hazırlanan baskılı polimerin en yüksek adsorpsiyon kapasitesine ve baskılama faktörüne sahip olduğu saptandı.  
Hazırlanan KAT-MIP'ın moleküler baskılı katı faz ekstraksiyonu (MISPE) adsorbanı olarak kullanılmasıyla şarap endüstrisi atıklarından (kırmızı ve beyaz üzüm çekirdeklerinden) kateşinin ve epikateşinin sırasıyla % 69 ve % 52 verimle geri kazanımı gerçekleştirildi. Böylece bir sanayi atığının değerli ürünlere yüksek bir verimle dönüştürülmesi başarılmış oldu.

Abstract:
Molecularly imprinted polymers (MIPs) are synthetic materials with high selectivity specific for template molecules. MIPs are subject to many researches because of advantages such as their high affinity and selectivity to target molecules, ability to store their recognition capability for a long time, high physical and chemical stability and easy preparation.
Catechins are phenolic compounds found in fruits, vegetables and beverages. Grape, apple, cherry, green tea and wine are important catechin sources. Numerous studies have been published in the literature on catechins' protection against degenerative diseases, acting as a tumor preventive and immune enhancer in cancer treatment, and catechin and epicatechin intake on diet reducing heart disease-related deaths.
In this work, catechin-imprinted polymer (KAT-MIP) was synthesized. Synthesis was carried out using catechin as template molecule; acetone, tetra hydrofuran (THF) and acetonitrile (ACN)-dimethyl sulfoxide (DMSO) (98:2, h/h) solvent mixture as porojen solvents; 4-vinyl pyridine (4-VP), metacrylic acid (MAA) as functional monomers; ethylene glycol dimethacrylate  (EDMA)  as cross-linker and 2,2'-azobisizobutironitril (AIBN) as initiator at different template:monomer:cross-linker molar ratios (1:4:20 and 1:5:25). The recognition and selectivity properties of these polymers were determined from the absorbance values at 280 nm obtained with equilibrium assays using catechin solutions prepared in ACN and ACN-DMSO solvent mixtures at different ratios. It was established that the imprinted polymer prepared in ACN-DMSO (%2, h/h) solvent mixture with a molar ratio of 1:4:20 (catechin:4-VP:EDMA) had the highest adsorption capacity and imprinting factor.
Catechin and epicatechin were obtained from wine industry wastes (red and white grape seeds) with recovery values of 69 % and 52 %, respectively using the prepared KAT-MIP as a molecularly printed solid-phase extraction (MISPE) adsorbent. Thus, it was achieved that an industrial waste was converted into valuable products with high efficiency.