Antosiyaninlerin saflaştırılması için sulu ikili-faz ekstraksiyon sistemlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development of aqueous two-phase extraction systems for purification of anthocyanins and their characterisation
Yazar: ADAM ABDOULAYE
Danışman: PROF. DR. SEÇİL ÖNAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Antosiyaninler bitkilerde bulunan kırmızı, mor ve mavi renkli bileşenler olup düşük toksisiteye sahip olmaları bakımından gıda, ilaç ve kozmetik endüstrisinde sıklıkla kullanılan renklendirici maddelerdir. Bu tez projesinde, gıda endüstrisinde kullanılabilecek nitelikteki antosiyaninlerin çeşitli bitkisel kaynaklardan ekstraksiyonu, saflaştırılması, karakterizasyonu ve potansiyel olarak kullanılabilirliğinin gösterilmesi amaçlandı. Antosiyanin kaynağı olarak; kırmızı lahana, üzüm, çilek, böğürtlen ve vişne kullanıldı. Bu kaynaklar arasında, kırmızı lahana'nın en yüksek antosiyanin içeriğine sahip olduğu belirlendi. Kırmızı lahana antosiyaninlerinin verimli bir şekilde ekstrakte edilebilmesi için ekstraksiyon koşulları optimize edildi. Çözücü olarak 1: 2 (w: v) oaranında su ile hazırlanan homojenatın, 65℃'de 15 dakika ısıtılması ve ardından oda sıcaklığında 1 saat boyunca 200 rpm'de karıştırılması ile hazırlanan kırmızı lahana ekstraktının en yüksek antosiyanin içeriğe sahip olduğu belirlendi (97,9 mg / 100 g).
Kırmızı lahana antosiyaninlerinin konsantre edilmesi ve saflaştırması için ekonomik ve oldukça etkin bir sulu ikili-faz ekstraksiyon (Aqueous two-phase extraction; ATPE) sistemi geliştirildi. Ekstraksiyona amonyum sülfat ve etanol konsantrasyonu, ham ekstrakt miktarı ve pH gibi proses parametrelerinin etkisi araştırıldı. % 22 (w/v) Amonyum sülfat, % 27 (v/v) etanol, % 2.5 (v/v) kırmızı lahana ekstraktı ve pH 3'de antosiyaninler % 83,8 verim ile ekstrakte edildi. ATPE ile hazırlanan alt ve üst fazlarda toplam flavonoid, polifenol ve şeker miktarı tayinleri yapıldı. ATPE sisteminin üst fazında flavonoidlerin % 78,1 ve polifenolik bileşiklerin % 82,53 verimle, alt fazda ise şekerlerin % 79,5 verimle konsantre edildiği belirlendi. Optimize edilmiş koşullarda ATPE sistemi ile ayrılarak konsantre edilen antosiyaninlerin kararlılık testleri gerçekleştirildi. Zamana bağlı termal kararlılık ve pH kararlılığı çalışmaları yapıldı. Kırmızı lahana antosiyaninlerinin geniş bir sıcaklık (40-80°C) ve pH (1-6) aralığında oldukça kararlı oldukları belirlendi.

Abstract:
Anthocyanins are red, purple and blue colored components found in plants and are often used as coloring agents in the food, pharmaceutical and cosmetic industries in terms of their low toxicity. In this thesis project, it was aimed to show the extraction, purification, characterization and potential use of anthocyanins which can be used in food industry from various plant sources. As a source of anthocyanin; red cabbage, grape, strawberry, blackberry and cherry were used. Among these sources, red cabbage was found to have the highest anthocyanin content. In order to efficiently extract the red cabbage anthocyanins the extraction conditions were optimized. It was determined that the red cabbage homogenate prepared with water with the ratio of 1: 2 (w: v) heating for 15 minutes at 65 ° C and then stirring at 200 rpm for 1 hour at room temperature has highest anthocyanin content (97.9 mg / 100 g). 
An aqueous two-phase extraction (ATPE) system was developed for the economical and effective concentration and purification of red cabbage anthocyanins. The effect of extraction parameters such as ammonium sulphate and ethanol concentration, crude extract amount and pH was investigated. The anthocyanins were extracted with 22% (w / v) ammonium sulphate, 27% (v / v) ethanol, 2.5% (v / v) crude extract at pH 3 with the yield of 83.8%. Total flavonoid, polyphenol and sugar determinations were made in the upper and lower phases prepared with ATPE. In the upper phase of ATPE system, it was determined that 78.1% of flavonoids and 82.53% of polyphenolic compounds were concentrated in the upper phase whereas 79.5% of the sugars were concentrated in the lower phase. Under the optimized conditions, the stability tests of anthocyanins concentrated by ATPE system were carried out. Time dependent thermal stability and pH stability studies were performed. Red cabbage anthocyanins were found to be highly stable at a wide range of temperature (40-80 ° C) and pH (1-6).