Nar proses atıklarının yeniden değerlendirilmesinde kullanılan farklı solventlerin ekstraksiyon etkinliğine etkisinin belirlenmesi
The effect of different solvents on extraction efficiency in recovery of pomegranate wastes
Yazar: CANSU EROL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAL GÜZEL
Hitit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidan aktivite = Antioxidant activity ; Derin ötektik çözücüler = Deep eutectic solvents ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Nar çekirdeği = Pomegranate seed ; Proses =   ; Ultrases geçiş süresi yöntemi = Ultrasonic pulse transit time

Özet:
Nar meyvesinin  ̴%50'sini oluşturan proses atıkları (kabuk ve çekirdek), hidrolize olabilen tanenler, fenolik asitler, antosiyaninler ve flavanoidler bakımından zengin bir kaynaktır. İçerdiği polifenollerin yüksek antioksidan ve antimikrobiyal potansiyeli nedeniyle nar proses atıklarının yeniden değerlendirilmesi giderek ilgi çeken konular arasında yer almaktadır. Polifenollerin etkin bir şekilde geri kazanımı için ekstraksiyon önemli bir aşama olup, ekstraksiyon yöntemi geri kazanım oranıyla yakından ilişkilidir. Geleneksel ekstraksiyon yönteminde kullanılan organik çözücülerin, düşük ekstraksiyon veriminin yanı sıra insan sağlığı ve çevre üzerinde de olumsuz etkiler gösterdiği bilinmektedir. Bu nedenle geleneksel yöntemler ve solventler günümüzde yerini çevre dostu ve yeşil alternatiflere bırakmaya başlamıştır. Bu çalışmada nar kabuğu ve çekirdeklerinden biyoaktif bileşenlerin geri kazanımı için ultrases destekli derin ötektik solvent ekstraksiyonu kullanılmıştır. Ultrases destekli (UA) ekstraksiyon, HBA (kolin klorür) ve HBD'nin (glikoz, fruktoz, sukroz, laktik asit, oksalik asit, asetik asit ve gliserol) farklı molar konsantrasyonlarındaki karışımlarıyla hazırlanan 9 farklı DÖS ile gerçekleştirilmiştir. Ultrases destekli DÖS ile yapılan ekstraksiyonun etkinliğinin kıyaslanması amacıyla ultrases destekli ekstraksiyon işlemi geleneksel ekstraksiyon solventleri olan etanol (%50), metanol (%50-100) ve su ile de gerçekleştirilmiştir. Ultrases destekli derin ötektik solvent ve geleneksel ekstraksiyon solventleri ile elde edilen örneklerin toplam fenolik bileşen (TPC), toplam monomerik antosiyanin (TA), toplam kondanse tanen (TCT), hidrolize olabilen tanen (THT) ve antioksidan aktivite (DPPH; ABTS) içeriği belirlenmiştir. Ayrıca nar kabuk ve çekirdek ekstraktlarının S. aureus ve E. coli üzerindeki antimikrobiyal aktiviteleri de incelenmiştir. Sonuç olarak nar çekirdeği ekstraktlarının (<6mm) aksine, nar kabuğu ekstraktlarının S. aureus ve E. coli üzerine (sırasıyla 14-18 mm, 11-15 mm) antimikrobiyal etkisi olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda, nar kabuğu ekstraktları (45,3-150,8 mol TEAC/g, ABTS), çekirdek ekstraktları (2,50-6,20 mol TEAC/g, ABTS) ile karşılaştırıldığında nar kabuğunun daha iyi bir antioksidan kaynağı olduğu belirlenmiştir. Yapılan bu çalışmada kullanılan kolin klorür:glikoz (DÖS-1) solventi nar kabuğundan polifenollerin geri kazanımı üzerine önemli derecede etkili bulunmuştur (p<0.05). Kolin klorür:fruktoz (DÖS-9) solventi ise nar çekirdeğinden polifenollerin geri kazanımı için geleneksel ekstraksiyon solventlerine kıyasla önemli bir alternatif olarak değerlendirilmiştir (p<0.05). Sonuç olarak, ultrases destekli derin ötektik solvent ekstraksiyonu geleneksel solventler yerine kullanılabilecek yeşil ve etkin bir alternatif olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Pomegranate marc (peel and seed) constitutes almost  ̴50% of fruit, and is a rich source of hydrolysable tannins, phenolic acids, anthocyanins, and flavonoids. Due to the high antioxidant and antimicrobial potential of these polyphenols, utilization of pomegranate marc has been gaining interest. Extraction is the main processes to effective utilization of these polyphenols and extraction method is closely related to recovery yield. However, organic solvents that are used in conventional extraction method are shown adverse effects on human health and environment in addition to low extraction efficiency. Therefore, the conventional method and solvents have commenced to be replaced by environment friendly and green alternatives. In this study, ultrasound assisted deep eutectic solvent extraction was used for recapturing the bioactive polyphenols from pomegranate peel and seeds. Ultrasound assisted (UA) extraction was carried out with 9 different DES that were prepared at different molar concentration of HBA (choline chloride) and HBD (glucose, fructose, sucrose, lactic acid, oxalic acid, acetic acid, and glycerol). UA extraction was also carried out with ethanol (50%), methanol (50-100%) and water to compare extraction efficiency of conventional extraction (CE) solvents and DES. Total phenolic content (TPC), total monomeric anthocyanin (TA), total condensed tannin (TCT), hydrolysable tannin content (HTC) and antioxidant activity (DPPH; ABTS) were measured in UADES and CE samples. Furthermore, antimicrobial activity on S. aureus and E. coli was evaluated in these peel and seed extract. Results showed that unlike pomegranate seeds (<6 mm), peel extract have antimicrobial effect on S. aureus (14-18 mm) and E. coli (11-15 mm). Pomegranate peel extracts (45,3-150,8 mol TEAC/g, ABTS) are also better source of antioxidant compounds when compared seed extract (2,50-6,20 mol TEAC/g, ABTS). In this study, choline chloride:glucose (DES-1) was found significantly effective on recovery of polyphenols from pomegranate peel (p<0.05). Choline chloride:fructose extract (DES-9) is evaluated as a significant alternative of CE to recovery of polyphenols from pomegranate seed (p<0.05). Consequently, ultrasound assisted deep eutectic solvent extraction has great potential as a green and efficient alternative for conventional solvent.