Balkabağı kabuğundan çevre dostu yöntemler kullanılarak β-karoten ekstraksiyonu ve elde edilen ekstraktın enkapsülasyonu
Extraction of β-carotene from pumpkin peel using environmentally methods and encapsulation of the extract obtained
Yazar: KEZİBAN KÜBRA GÜNGÖR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TORUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında balkabağı kabuğundan β-karoten ekstraksiyonunda hekzan gibi petrol bazlı çözgenlere alternatif olarak çevre dostu çözgen ve yöntemlerin kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çözgen olarak ayçiçek yağı kullanılmış, ekstraksiyon işlemi ise geleneksel yöntem ve ultrases kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca yüzey aktif maddelerin ekstraksiyon üzerindeki etkisi de araştırılmış olup tüm yöntemlerin optimum koşulları Cevap Yüzey Metodu ile belirlenmiştir. Elde edilen β-karotence zengin ayçiçek yağının aljinat kürecikleri yöntemiyle enkapsülasyonunun optimizasyonu yapılmış ve β-karotence zengin bu yağın mayonez üretiminde kullanılabilirliği de araştırılmıştır. 
Araştırma sonuçlarına göre balkabağı kabuklarından ayçiçek yağı kullanılarak geleneksel yöntemle β-karoten eldesinde en uygun koşullar 60 °C ve 3 saat, ultrasonik ekstraksiyon şartları ise 44°C, 28 dakika, %42 genlik ve %1 besleme oranı olarak belirlenmiştir. Ayçiçek yağı kullanılarak β-karoten ekstraksiyonunda verimlilik açısından en etkili sonuç çözücü olarak mikroemülsiyon sistemin kullanılması ile elde edilmiş olup, test edilen emülgatörlerden %0.148 lesitin ve %1.852 PGPR kullanılması durumunda en yüksek β-karoten kazanımına ulaşılmıştır. 
Zenginleştirilmiş yağın aljinat kürecikleri yöntemi ile enkapsülasyonunun optimizasyonunda β-karoten verimliliği ile şekil homojenliği açısından en uygun şartlar; %1 aljinat konsantrasyonu, 1:1 (aljinat:zenginleştirilmiş yağ) besleme oranı, 1.5 cm yükseklik ve 74 µL/dk akış hızı olarak belirlenmiştir. Aljinat kürecikleri yöntemiyle β-karotence zengin yağın enkapsülasyonunun depolama süresince β-karoten degradasyonunu engellediği görülmüştür. 55 °C'de, 15 günlük depolama süresi sonrasında aljinat kürecikleri yöntemi ile enkapsüle edilen zenginleştirilmiş yağ ve serbest formdaki β-karotence zengin ayçiçeği yağının depolama başlangıcına göre β-karoten kaybı sırasıyla %14.42 ve 25.81 olarak belirlenmiştir. 
β-karotence zengin ayçiçek yağı kullanılarak üretilen mayonez panelistler tarafından işlem görmemiş yağ ile üretilen mayoneze göre daha çok beğenilmiş olup, panelist yorumlarından ürünün turuncu-sarımsı rengi albenisini ve beğenilirliğini arttırmış olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Mayonezde bulunan β-karotenin depolama stabilitesi açısından da olumlu şekilde etki ettiği, özellikle birincil oksidasyon ürünlerinin oluşumunu azalttığı görülmüştür.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the usability of environmentally solvents and methods as an alternative to petroleum-based solvents such as hexane in the extraction of β-carotene from pumpkin peel. For  this purpose, sunflower oil was used as a solvent, and the extraction process was carried out by using traditional and ultrasound methods. Additionally, the effect of surfactants on extraction was researched and optimum conditions of all methods were determined by the Response Surface Method. Optimization of the encapsulation of the obtained β-carotene-loaded sunflower oil by alginate bead method was made and the usability of this β-carotene-loaded  sunflower oil in mayonnaise production was also investigated.
According to the results of the research, the optimum  conditions for obtaining β-carotene from pumpkin peel using sunflower oil with the traditional method were determined as 60 °C and 3 hours, and optimum ultrasonic extraction conditions were determined as 44 °C, 28 minutes, 42% amplitude and 1% feed rate. The most effective result in terms of efficiency in β-carotene extraction using sunflower oil was obtained by using the microemulsion system as the solvent, and the highest β-carotene gain was achieved when 0.148% lecithin and 1.852% PGPR were used among the emulsifiers tested.
Optimum conditions in terms of β-carotene efficiency and shape homogeneity in the optimization of the encapsulation of the loaded oil with the alginate beads method determined as a 1% alginate concentration, 1:1 (alginate:loaded oil) feed ratio, 1.5 cm height and 74 µL/min flow rate. It was observed that encapsulation of β-carotene-loaded oil by the alginate beads method prevented the degradation of β-carotene during storage process. At 55 °C, the loss of β-carotene was determined as 14.42% and 25.81%, respectively after a 15-day storage period, compared to the start of storage of loaded oil and free-form β-carotene-loaded sunflower oil encapsulated by alginate beads. 
The mayonnaise produced using β-carotene-loaded sunflower oil was liked more by the panelists than the mayonnaise produced with untreated oil, and it was concluded from the panelist comments that the orange-yellowish color of the product increased its appeal and likability. It has been observed that β-carotene in mayonnaise has a positive effect on storage stability, especially reducing the creation of primary oxidation products.