Meyan kökünde bulunan bazı biyoaktif bileşenlerin ekstraksiyonu üzerine farklı yöntemlerin etkisinin araştırılması
Investigation of different methods on extraction of bioactive components of licorice
Yazar: MELİS ÖZGÜNER KABAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TORUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında meyan kökü biyoaktif bileşenlerinin (glisirizik asit, liquiritin ve formononetin) geleneksel ve ultrasonik yöntemlerle ekstraksiyon şartları (metanol:su oranı, ekstraksiyon sıcaklığı, ekstraksiyon süresi, ulrases gücü) cevap-yüzey metoduna göre optimize edilmiş, geleneksel yöntemle su kullanılarak yapılan ekstraksiyonun süreye bağlı kinetik parametreleri belirlenmiş, geleneksel yöntemle optimum şartlarda elde edilen ekstraktların biyoaktif bileşenleri ultrafiltrasyon tekniğiyle zenginleştirilerek, elde edilen zenginleştirilmiş ekstraktlar püskürterek kurutma yöntemiyle toz forma dönüştürülmüştür. Esktraksiyon şartlarının optimizasyonu ekstrakta geçen biyoaktif bileşenlerin miktarına göre gerçekleştirilmiş, elde edilen toz ürünlerde ise biyoaktif bileşen analizleri ile kurutma verimi,su aktivitesi, nem miktarı, kitle yoğunluğu, çözünürlük ve renk analizleri yapılmıştır. 
Araştıma sonuçları meyan kökü ekstraksiyonunda çözgende metanol oranın artmasıyla ekstrakttaki biyoaktif bileşenlerin miktarının azaldığını, en uygun çözücünün su olduğunu göstermiştir. Ultrases destekli su ile yapılan ekstraksiyon sonucunda ise ekstrakttaki glisirizik asit miktarı 0.522-1.046 g/100 g KM arasında, liquiritin miktarı 0.901-2.310 g/100 g KM arasında, formononetin miktarı ise 0.106-0.173 g/100 g KM arasında belirlenmiş olup, ekstraksiyonun optimum şartları program tarafından 90 ˚C, 77 dakika ve 653 Watt olarak verilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre, ultrases destekli ekstraksiyon ile sürenin yaklaşık % 40 oranında azaltılabileceğini göstermiştir. 
Geleneksel yöntemle su kullanılarak yapılan ekstraksiyon kinetiği çalışması sınucunda meyan kökü bileşenlerinin ekstraksiyonunu en iyi ifade eden Two-site kinetik modelin olduğu; modelde geçen hızlı (K1) ve yavaş (K2) ekstraksiyon katsayıları liquiritin için sırasıyla 0.0270 dk-1 ve 4.5064 dk-1, formononetin için 0.0531 dk-1 ve 2.0335 dk-1, glisirizik asit için ise 0.0530 dk-1 ve 2.0490 dk-1 olarak belirlenmiştir.
Ultrafiltrasyon yöntemiyle 10, 30, 50 ve 100 kDa ayırma sınırlarına sahip membranlardan geçirilen ekstraktların retentant kısımlarında oransal olarak biyoaktif bileşenlerinin miktarının arttırıldığı, bu artışın en fazla 10 kDa ayırma sınırına sahip membranlarda elde edildiği sonucuna ulaşılmıştır. 
Püskürterek kurutma yöntemiyle elde edilen meyan kökü tozlarının kurutma verimliliklerinin % 50.77-71.52 arasında olduğu, en yüksek verimin % 100 MD (Maltodekstrin) kullanılarak 140 ˚C'de yapılan kurutma sonucuna elde edildiği sonucuna ulaşılmıştır.  Elde edilen toz ürünlerin su aktivitesi değerlerinin 0.23-0.28 arasında, çözünürlük değerlerinin % 93 üzerinde, kitle yoğunluğu değerlerinin ise 385.46-435.86 kg/m3 arasında olduğu görülmüştür. 140 ˚C'de, 1:1 oranında MD:Peyniraltı suyu proteini (PSP) kullanılarak yapılan püskürterek kurutma sonucunda meyan kökünün biyoaktif bileşenlerinin en yüksek oranda kazanıldığı sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this M.Sc. thesis, the extraction conditions of licorice bioactive components (glycyrrhizic acid, liquiritin and formononetin) by conventional and ultrasonic methods (methanol:water ratio, extraction temperature, extraction time, ultrasound power) were optimized according to the response-surface method. Also, time-dependent kinetic parameters of extracts which obtained conventional extraction method in water were determined. Bioactive components of extracts obtained by conventional method were enriched by ultrafiltration technique and enriched extracts were powdered by spray drying technology. The optimization of the extraction conditions was carried out according to the amount of bioactive components in the extract. 
The results of the research showed that the amount of bioactive components in the extract decreased with increasing methanol content in extract and water was the most suitable solvent. As a result of extraction with ultrasound assisted performed using water, the amount of glycyrrhizic acid in the extract was determined between 0.522-1.046 g/100 g DM, the amount of liquiritin was between 0.901-2.310 g/100 g DM and the amount of formononetin was determined between 0.106-0.173 g/100 g DM and the optimum conditions of extraction were given as 90 ˚C, 77 minutes and 653 Watts. According to the results of the research, the duration of ultrasound assisted extraction can be reduced by approximately 40%.
As a result of the extraction kinetics study using water by the traditional method, the Two-site kinetic model is the best expression of the extraction of licorice components; The fast (K1) and slow (K2) extraction coefficients in the model were 0.0270 min-1 and 4.5064 min-1 for liquiritin, 0.0531 min-1 and 2.0335 min-1 for formononetin, 0.0530 min-1 and 2.0490 min-1  for glycyrrhizic acid, respectively.
It was concluded that the amount of bioactive components in the retentant parts of the extracts passed through membranes having separation limits of 10, 30, 50 and 100 kDa was increased by ultrafiltration method and this increase was obtained in membranes having maximum separation limit of 10 kDa.
The drying efficiency of licorice powder obtained by spray drying was between 50.77-71.52% and the highest yield was obtained by drying at 140 ° C using 100% (Maltodextrin) MD. The water activity values of powder products obtained were between 0.23-0.28, 93% above solubility values, and mass density values were between 385.46-435.86 kg / m3. At 140 ˚C, 1: 1 ratio of MD: Whey protein (PSP) as a result of spray drying using the highest percentage of bioactive components of the licorice was obtained.