Avokado yaprağı fenolik bileşiklerinin ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon parametrelerinin optimize edilmesi ve ekstraktların enkapsülasyonu
Optimization of extraction parameters and encapsulation of phenolic compounds extracted from avocado leaf by ohmic heating assisted extraction
Yazar: LALE GÜMÜŞTEPE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EBRU AYDIN ; PROF. DR. GÜLCAN ÖZKAN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Avokado = Avocado ; Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Enkapsülasyon = Encapsulation ; Ohmik ısıtma = Ohmic heating

Özet:
Ticari değeri yüksek egzotik meyvelerden biri olan avokado (Persea americana Mill.), gün geçtikçe popülaritesini artırmaktadır. Son zamanlarda ağaç budama atıklarına olan ilginin artması ile birlikte ticari değeri olmayan, geleneksel olarak bitki çayı olarak tüketilen yapraklar fonksiyonel doğal gıdaların zenginleştirilmesine katkı sağlamış oldu. Avokado ağacının yapraklarının içeriğinde bulunan fenolik bileşiklerden klorojenik asit, kateşin ve rutinin sağlık üzerine birçok olumlu etkileri (antidiyabetik, antioksidan, antiinflamatuar ve antimikrobiyal) bulunmaktadır.
Bu çalışmada, yanıt yüzey metodu (RSM) ve merkezi karma deney tasarımı (CCD) kullanılarak avokado yapraklarından ohmik ısıtma destekli su ekstraksiyon yöntemiyle biyoaktif bileşenlerinden fenolik maddelerin optimize edilmesi amaçlanmıştır. Avokado yapraklarının maksimum ekstraksiyon verimi (%), toplam fenolik madde içeriği (mg GAE/100g kuru madde) ve serbest radikalleri yakalama aktivitesi (mg TE/100g kuru madde) optimize edildiğinde sırasıyla voltaj ve süre için 9.38 V/cm ve 6 dakika olarak bulunmuştur. 
RSM tasarımında belirlenen optimum parametreler kullanılarak ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon işleminden elde edilen ekstraktın polifenol kompozisyonu tespit edilmiştir. Bu çalışma kapsamında elde edilen optimum ekstrakt farklı oranlarda α-siklodekstrin ile inklüzyon kompleksi oluşturularak enkapsüle edilmiştir. Elde edilen toz kapsüllerin nem içeriği ve enkapsülasyon etkinliği sırası ile %10.52 ve %47.13 olarak bulunmuştur. Yapılan fenolik içerik analizi sonucunda hem ekstraktın hem de toz kapsüllerin yüksek miktarda klorojenik asit içerdiği tespit edilmiştir. 
Sonuç olarak avokado yapraklarının sulu ekstaktın gelişmiş ekstraksiyon tekniklerinden biri olan ohmik ısıtma sistemi ile fenoliklerin kısa sürede, düşük enerji ihtiyacı ile elde edilebildiği tespit edilmiştir. Ayrıca ekstrakt ve toz kapsüllerin antioksidan aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Antioksidan özellikleri tespit edilen avokado yapraklarının enkapsüle edilmesiyle elde edilen toz kapsüllerin çevre dostu ve biyolojik değeri yüksek olan yeni fonksiyonel gıda ürünü ya da gıda takviyesi olarak kullanılabilir.

Abstract:
Avocado (Persea americana Mill.) is an exotic fruit with high commercial value and, due to its nutrient composition and bioactive compounds its popularity is increasing worldwide. In addition, with the increase of planted avocado tree, its wastes (leaves, peel, seed) may cause cause air, soil, and water pollution. However, these wastes may be managed as important resources (herbal tea, plant food supplement etc.) due to their rich bioactive compounds. Among avocado tree wastes, leaves have the highest phenolic compounds such as chlorogenic acid, catechin, and rutin that may promote health activities (e.g. antidiabetic, antioxidant, anti-inflammatory and antimicrobial).
In this study, it was aimed to optimize phenolic compounds from bioactive costituents from avocado leaves by ohmic heating assisted water extraction using the response surface method (RSM) and central mixed experiment design (CCD). The maximum extraction yield (%), total phenolic content (mg GAE/100g dry matter), and free radical scavenging activity (mg TE/100g dry matter) of avocado leaves were determined as 9.38 V/cm and 6 min for voltage gradient and time, respectively.
The phenolic rich extract's encapsulated form using an inclusion complex with α-cyclodextrin at different rates was produced. The moisture content and encapsulation efficiency of the powder capsules were found at 10.52 % and 47.13 %, respectively. Results of phenolic content analysis indicated that both extract and powder capsules contained high amounts of chlorogenic acid.
Consequently, it was found that avocado leaves phenolics of avocado leaves could be extracted in short time with low energy requirement using ohmic assisted heating system which is a green technology extraction technique. Additionally, extract and powder capsules exhibited antioxidant activity. These results showed that both extract and powder capsules may be use for the production of new functional food products or plant-based dietary supplements.