Zeytinyağı fabrikası atıklarında polifenol analizi ve ısıl işlemlerin prina ekstraktlarının polifenol konsantrasyonuna ve antioksidan aktivitesine etkisi
Polyphenol analysis of olive oil mill wastes and the effect of thermal treatments on polyphenol concentration and antioxidant activity of olive cake extracts
Yazar: SEVGÜL TERCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ŞEKER
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Kinetik = Kinetics ; Polifenol = Polyphenol ; Zeytin karasuyu = Olive waste water ; Zeytinyağı fabrikası = Olive oil factory ; Özütleme = Extraction

Özet:
Türkiye dünya zeytinyağı üretiminde beşinci, sofralık zeytin üretiminde dördüncü sırada yer almaktadır. Zeytinyağı üretiminde sürekli ve kesikli olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmaktadır. Her iki yöntemde sıvı atık; karasu ve katı atık; prina olmak üzere iki yan ürün ortaya çıkmaktadır. Zeytinyağı üretimi sezonluk yapıldığı için, kısa sürede yüksek miktarda oluşan atıklar kirletici özelliklerinden dolayı çevre için büyük tehdit oluşturmaktadır. Zeytin ve zeytinyağı doğal antioksidan özellikte polifenol içerdiğine göre karasu ve prinanın da bir polifenol içeriği vardır. Piyasa değeri olan polifenollerin zeytinyağı yan ürünlerinden geri kazanımı hem ekonomik açıdan önemlidir, hem de polifenollerin ayrıştırılması ile bu yan ürünler çevre için çok daha az zararlı bir atık olacaktır.Çalışmada kimyasal özellikleri belirlenen zeytin karasuyunun, toplam polifenol içeriği numunenin katı ve sıvı faza ayrılmasıyla hesaplandı. Karasudan santrifüj separasyon ile ayrılan kek fazından polifenollerin ekstraksiyon şartları, çözücü etanol kullanılarak: 0,0666 kek(g)/çözücü(ml) oranı, 60ºC sıcaklık, 80 dakikalık toplam ekstraksiyon süresi olarak belirlendi. Diğer taraftan, etanol kullanılarak 7,5g karasudan ayrılan kek ve 3g prinanın ekstraksiyonu gerçekleştirildi. Düşük hacimli etanol kullanıldığında, prina ekstraktlarının polifenol saflığı karasudan ayrılan kek ekstraktlarının polifenol saflığından daha yüksekti; yüksek hacimli etanol kullanıldığında ise kek ekstraktlarının polifenol saflığı prina ekstraktlarından daha yüksek bulundu.Ayrıca prinadan polifenoller saf su ile ekstrakte edildi, ekstraktlar üç farklı sıcaklıkta (50ºC, 75ºC, 100ºC), 105 dakika süreyle buharlaştırılarak; ısıl işlemlerin prina ekstraktlarının polifenol konsantrasyonuna ve antioksidan aktivitesine etkisi incelendi. Prina ekstraktlarının buharlaştırıldığı her sıcaklıkta toplam polifenol konsantrasyonunda bir azalma tespit edildi ve ısıtma süresinin bir fonksiyonu olarak toplam polifenol konsantrasyonunda 50 ve 75°C sıcaklıklar için önemli fark görülmedi. 50 ve 75°C sıcaklıklar arasında toplam polifenol içeriği 105 dakika sonunda %23 azaldı. Diğer taraftan 100°C sıcaklıkta 105 dakika ısıl işlem polifenol içeriğini %65 azalttı. 100°C sıcaklıkta ısıl işlem ile gerçekleşen polifenol azalması, 50 ve 75°C sıcaklıklarda görülen polifenol azalmasından daha yüksektir. Korelasyon katsayısı (r2) incelendiğinde, toplam polifenol bozunmasının 50 ve 75°C sıcaklıklardaki ısıl işlemlerde sıfırıncı mertebeden reaksiyon kinetiği izlediği görüldü. Prina ekstraktlarındaki polifenollerin antioksidan aktivitesinin, ekstraktların buharlaştırılması sırasında polifenollerin ısıl yıkımına ek olarak polifenollerin inaktivasyonu sonucu azaldığı belirlendi.

Abstract:
Turkey is the fifth largest olive oil producer and the fourth largest table olive producer. Two different systems are used to produce olive oils such as batch and continuous. In both processes two by-product occur, one is liquid waste; olive mill wastewater and the other is solid waste; olive pomace. Because of olive oil production is a seasonal process, huge amount of waste which is a huge danger for environment, occur in short period of time. There are polyphenols not only in olive and olive oil but also in olive mill wastewater and olive pomace. The extraction of polyphenols from olive oil by-products can turn waste of olive oil production into a valuable end product and also these wastes become less dangerous for environment.In this work, olive mill wastewater whose chemical properties were examined is separated into liquid and solid phases by filtration and total polyphenol content of olive mill wastewater is determined by adding liquid and solid phase polifenol content. And then the polyphenol extraction conditions of cake separated from olive mill wastewater by centrifuge separation is found by using solvent ethanol as; 0,0666 cake(g)/solvent(ml) ratio, 60ºC extraction temperature and 80 minutes total extraction time. On the other hand ethanol was used for extraction of polyphenol from 7,5g cake of OMWW and 3g olive pomace. When low volume ethanol is used, purity of polyphenols in extract of olive pomace was higher than purity of polyphenols in extract of cake of OMWW. However, when high volume ethanol is used, purity of polyphenols in extract of cake of OMWW was higher than purity of polyphenols in extract of olive pomace.Polyphenols were extracted from olive cake with distilled water and extract phase was evaporated at three different temperatures (50ºC, 75ºC, 100ºC) during 105 min. There was a decrease in total polyphenols concentration at each temperature during the evaporation of polyphenols in the extract of olive cake and the concentration of total polyphenols as a function of heating time does not appear significantly different for temperatures of 50 and 75ºC. At temperature between 50 and 75ºC total polyphenol content decreased 23% at the end of 105 min. On the other hand thermal treatment at 100ºC temperature and 105 min decreased polyphenol content 65% which is higher polyphenol reduction than polyphenol reduction of heat treatment at 50 and 75ºC. The examination of correlation coefficient (r2) shows that total polyphenols degradation followed zero-order reaction kinetics during a thermal treatment at 50 and 75ºC. Antioxidant activity of polyphenols in olive cake extract decreased as a result of inactivation of polyphenols in addition to a thermal destruction of polyphenols during the evaporation of olive cake extract.