Karides işleme artıklarından astaksantin ekstraksiyon koşullarının optimizasyonu: Farklı polaritedeki çözgenlerin astaksantin verim ve kalitesine etkilerinin belirlenmesi
Optimization of astaxanthin extraction conditions from shrimp byproducts: Determination of astaxanthin efficacy and quality of different polarized solvents
Yazar: ADEM KAYA
Danışman: DOÇ. DR. OSMAN KADİR TOPUZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Kırmızı karides (Aristaeomorpha foliacea) işleme artıklarında bulunan doğal renk maddesi ve güçlü bir antioksidan olarak bilinen astaksantinin en uygun şartlarda ekstrakte edilerek karides işleme artıklarının değerlendirilmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Bu amaçla Antalya Balık Halinden temin edilen Aristaeomorpha foliacea soğuk zincirle fakülte laboratuvarına getirilip baş alma ve kabuk çıkarma işlemleri yapılarak karides işleme artığı elde edilmiştir. Karides işleme artıkları dondurarak kurutma yöntemi ile kurutularak ardından öğütücü yardımı ile un haline getirilmiştir. Delik çapı 2 mm olan elek ile elenerek standardize edilen karides işleme artıkları ultrasonik destekli ektraksiyon yöntemine göre ekstrakte edilmiştir. Astaksantin ekstraksiyon koşullarının optimizasyonu Cevap Yüzey Metodu, Box ve Behnken deneme desenine göre yapılmıştır. Optimizasyon en yüksek astaksantin içeriği ve en yüksek antioksidan aktivite hedef alınarak yapılmıştır. 
Çalışmada astaksantin ekstraksiyonuna önemli etkileri olabileceği düşünülen ekstraksiyon sıcaklığı (30-70 C°), ekstraksiyon süresi (30-90 dakika) ve biyokütle (karides artığı): çözgen oranı (1:10-1:30) gibi parametreler test edilerek karides işleme artıklarından astaksantin ekstraksiyon yöntemi optimize edilmeye çalışılmıştır. Çözgen olarak hekzan kullanılarak optimizasyon yapıldıktan sonra optimum koşullar belirlenmiş ve belirlenen optimum koşullar altında hekzan, aseton, kloroform, metanol, etanol ve izopropil alkol gibi farklı polaritedeki 6 çözgenin ekstrakt içeriğindeki astaksantin miktarına ve kalitesine (antioksidan aktivitesi) etkisi test edilmiştir.
Çalışma sonunda kırmızı karides işleme artıklarından astaksantin  ekstraksiyonuna ekstraksiyon sıcaklığı (30-70 C°), biyokütle:çözgen oranı (1:10-1:30, g/ml) ve ekstraksiyon süresi (30-90 dakika) gibi parametrelerden çözgen oranının önemli bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Çalışılan şartlarda en yüksek miktarda ve kalitede astaksantin ekstraksiyonu için optimum değerler: ekstraksiyon sıcaklığı: 41 ºC, ekstraksiyon süresi: 88 dakika ve biyokütle:çözgen oranı: 1:30 g/ml olarak bulunmuştur. Belirlenen optimum koşullar altında astaksantin içeriği ise 336.4±5.1 ppm olarak saptanmıştır. Belirlenen optimum koşullarda farklı polaritedeki çözgenlerle yapılan ekstraksiyonlar sonucu en yüksek astaksantin miktarı ve en yüksek antioksidan aktivite değeri hekzan ile en düşük oranlar ise aseton ile elde edilmiştir.

Abstract:
The aim of this investigate is to evaluate the shrimp processing residues by extracting the natural coloring matter found in the red shrimp (Aristaeomorpha foliacea) processing waste and astaxanthin known as a strong antioxidant under optimal conditions. For this purpose, Aristaeomorpha foliacea shrimp is brought to the faculty laboratory by cold chain firstly by taking the head and crusting process and obtaining shrimp byproduct to be the raw material of study. The shrimp processing byproduct was dried in freeze-dried and then ground with a hand-held blender. Then byproducts were standardized with 2 mm a pore diameter of strainer and ultrasonic asisted extraction method was done. Optimization of astaxanthin extraction conditions was made according to the Box and Behnken trial design of Response Surface Methodology. Optimization was done with the aim of maximal astaxanthin content and maximal antioxidant activity. 
In the study, it was tried to optimize astaxanthin extraction method from shrimp processing residue by testing the parameters such as extraction temperature (30-70 °C), extraction time (30-90 minutes) and biomass (shrimp increase): solvent ratio (1:10-1: 30). It has been determined that the biomass:solvent ratio has a significant effect. After optimizing using hexane as solvent, the effect of astaxanthin content and quality (antioxidative activity) in extracts of 6 solvents of different polarity such as hexane, acetone, chloroform, methanol, ethanol and isopropyl alcohol under optimal conditions determined was tested.
At the end of the study, it was determined that extraction parameters such as extraction temperature, solvent ratio and extraction time for astaxanthin extraction from red shrimp processing residues were not statistically significant. Optimum values for astaxanthin extraction at the highest amount and quality: extraction temperature: 41 ºC, extraction time: 88 minutes and optimum solvent: biomass ratio: 1:30 g/ml. The highest astaxanthin content under the determined optimum conditions was determined as 336.4 ±5.1 ppm
Extracts made with different polarity solvents at the determined optimum conditions resulted in the highest astaxanthin content and the highest antioxidant activity rate was obtained with hexane, the lowest result was obtained by extraction with acetone.