Stevia ekstraktlarının saflaştırma aşamalarında fonksiyonel bileşiklerin değişiminin saptanması /
Yazar: YEŞİM KAPİ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KARHAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Literatürde aynı miktardaki şekerden daha az enerjili olan ve şeker yerine kullanılabilen bileşikler tatlandırıcı olarak adlandırılır. Tatlandırıcıların yüksek oranda kullanılmasının insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri hakkında birçok görüş bulunması insanları alternatif kaynaklara yöneltmiştir. Doğal tatlandırıclardan biri olan ve şeker otu olarak bilinen stevia bitkisi sakkarozdan 200-300 kat daha tatlı olup, insan sağlığı üzerinde birçok olumlu etkisi bulunmaktadır. Obezite ve şeker hastalığı gibi hastalıkların tedavisinde düzenli tüketilmesi durumunda kan şekeri ve kolesterol düzeyini düşürdüğü belirlenmiştir. Vücutta hücre yenilenmesini geliştirmekte ve kan basıncını düşürmektedir. Ayrıca, steviol glikozitlerin vücuttaki antioksidan miktarını artırmakla beraber herhangi bir karsinojenik veya mutajenik etkisi görülmemiştir.
Günümüze kadar stevia ekstraktlarının tatlandırıcı özellikleriyle ilgili birçok formülasyon çalışmaları yapılmış olmakla beraber içerdikleri diğer fonksiyonel bileşiklerin antioksidan ve antimikrobiyel etkisi üzerinde de durulmuştur. Bu çalışmada steviol glikozit konsantrasyonu açısından zengin ekstraktlarda önemli fonksiyonel bileşiklerin devamlılığının tespit edilmesi, saptanacak optimum işleme tekniğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bağıl tatlılığı yüksek ekstraktlarda sağlığa faydalı olan bileşiklerin korunması durumunda insan sağlığı açısından önemli bir fonksiyonel ürün elde edilmesi hedeflenmiştir.
Çalışmada öğütülmüş ve kurutulmuş stevia yaprakları kullanılarak ekstraksiyon işlemi yapılmış ve ekstraktlar ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon işlemleri ile zenginleştirilmiştir. Ekstraksiyon "1:15 yaprak:su	 ve "1:15 yaprak: etil alkol" oranında  20℃'de 30 dakikada yapılmıştır. Santrifüj işlemi ise 2900xg kuvvetinde 20℃'de 15 dakikada gerçekleştirilmiştir. Berraklaştırma aşamasında ekstraktlara sırasıyla durultma enzimi, jelatin, bentonit ve kizelzol eklenerek durultma işlemi yapılmıştır. Ultrafiltrasyon için 30 kDA ayırma sınırına sahip polietersülfon (PESU) membran, nanofiltrasyon işlemi için 5 kDa ayırma sınırına sahip hydrosart membran (HYDRO)  kullanılmıştır. Ultrafiltrason sonucunda elde edilen permeat akısına nanofiltrasyon uygulanmıştır.
Elde edilen ara ürünler ve son üründe suda çözünür kuru madde analizi (Briks), pH tayini, titrasyon asitliği tayini, steviol glikozit kompozisyonu tayini, renk analizi, antioksidan kapasitesi tayini ve fenolik madde dağılımı için gerekli analizler yapılmıştır.

Abstract:
Compounds with less energy than the same amount of sugar can be used instead of sugar are called sweeteners in the literature. Many opinions about the harmful effects of the high use of sweeteners on human health have led people to alternative sources. Stevia plant, one of the natural sweeteners known as sugar grass, is 200-300 times sweeter than sucrose and has many positive effects on human health. It has been determined that it reduces blood sugar and cholesterol levels if consumed regularly in treating diseases such as obesity and diabetes. It improves cell regeneration in the body and lowers blood pressure. In addition, although steviol glycosides increased the amount of antioxidants in the body, no carcinogenic or mutagenic effect was observed.
Although many formulation studies have been conducted on the sweetening properties of stevia extracts to date, the antioxidant and antimicrobial effects of other functional compounds they contain have also been emphasized. This study is essential to determine the persistence of functional compounds, especially quercetin, in extracts rich in steviol glycoside concentration to determine the optimum processing technique to be determined. If beneficial compounds such as quercetin are preserved in extracts with high relative sweetness, it will be possible to obtain a functional product important for human health.
In the study, extraction was done using ground and dried stevia leaves, and the extracts were enriched by ultrafiltration and nanofiltration processes. Extraction was carried out at a ratio of "1:15 leaf: water and 1:15 leaf: ethyl alcohol" at 20°C for 30 minutes. Centrifugation was carried out at 2900xg at 20°C for 15 minutes. In the clarification phase, clarification was carried out by adding clarification enzyme, gelatin, bentonite, and kieselsol to the extracts, respectively. Polyethersulfone (PESU) membrane with 30 kDa separation limit was used for ultrafiltration, and hydrosart membrane (HYDRO) with 5 kDa separation limit was used for nanofiltration. Nanofiltration was applied to the permeate flux obtained as a result of ultrafiltration.
Critical analyses for water-soluble dry matter (Brix), pH value, titration, steviol glycoside composition, color values, antioxidant capacity, and phenolic substance distribution were obtained intermediates the final product was performed.