Nar kabuğu fenolik bileşiklerinin ultrason-destekli ekstraksiyonu ve nar kabuğu-propolis ekstraktları karışımının biyoerişilebilirliğinin incelenmesi
Ultrasound-assisted extraction of pomegranate peel phenolic compounds and investigation of bioaccessibility of pomegranate peel-propolis extracts mixture
Yazar: NİDA NUR İNKAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF YOLAÇANER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında amaçlanan, gıda endüstrisinde atık bir ürün olan ve tüketilmeyen nar kabuğundan fenolik bileşiklerin ekstrakte edilerek katma değer oluşturulması ve değerli bir gıda takviyesi olan propolis ekstraktları ile karışımlarının biyoerişilebilirliğinin incelenmesidir. Çalışmanın ilk kısmında nar kabuğundan fenolik bileşenlerin ekstraksiyonu için maserasyon ve ultrason-destekli ekstraksiyon yöntemleri denenmiştir. Her iki yöntemde de bağımsız değişkenler ekstraksiyon süresi (maserasyon için saat, ultrason-destekli ekstraksiyon için dakika), ekstraksiyon sıcaklığı (°C) ve örnek miktarı/ çözücü hacmi (g/mL) iken, bağımlı değişkenler toplam fenolik madde miktarı (TFM) ile toplam antioksidan kapasite (TAK) olarak belirlenmiştir. İki yöntemde de yanıt yüzey metodolojisi ile optimizasyon uygulanmıştır. Buna göre, maserasyon için optimum koşullar, 3 saat ekstraksiyon süresi, 43 °C ekstraksiyon sıcaklığı ve 1/30 g/mL örnek miktarı/çözücü hacmi olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda elde edilen yanıtlar ise, 120,9 mg GAE/g kuru ağırlık (TFM), 60,6 mmol TE/kg kuru ağırlık (TAKDPPH) ve 1645,2 mmol TE/kg kuru ağırlık (TAKCUPRAC) olarak tespit edilmiştir. Ultrason-destekli ekstraksiyon yöntemi optimum koşulları 30 dakika ekstraksiyon süresi, 41 °C ekstraksiyon sıcaklığı ve 1/30 g/mL örnek miktarı/çözücü hacmi olarak belirlenmiştir. Bu koşullara göre elde edilen yanıtlar, 159,3 mg GAE/g kuru ağırlık (TFM), 64,3 mmol TE/kg kuru ağırlık (TAKDPPH) ve 4149,5 mmol TE/kg kuru ağırlık (TAKCUPRAC) olarak tespit edilmiştir.  
Optimizasyon çalışmalarından elde edilen sonuçlara göre, ultrason-destekli ekstraksiyon yöntemi özellikle süre ve antioksidan kapasite değerleri açısından maserasyondan daha iyi sonuçlar vermiştir. Bu nedenle, çalışmanın ikinci bölümü olan in-vitro sindirim uygulamasında ultrason-destekli ekstraksiyon yönteminden optimum şartlarda elde edilen nar kabuğu ekstraktı kullanılmıştır. Çalışmada, %10 ve %15 propolis ekstraktları (%70 v/v glikol) ile %20 ve %30 propolis ekstraktları (%70 v/v etanol) örneklerinin başlangıç ve gastrointestinal sindirimi sırasında elde edilen TFM ve TAK değerleri incelenmiş ve sonuçlara göre karışımlarda kullanılmak üzere %15 ve %30 propolis ekstraktları örnekleri seçilmiştir. Nar kabuğu ve propolis ekstraktları 1:1, 1:2 ve 2:1 (v/v) oranlarında karıştırılmıştır. Nar kabuğu ekstraktı, 2 adet propolis (glikolik ve etanolik) ekstraktı, 3 glikolik nar-propolis ekstrakt karışımı ve 3 etanolik nar-propolis ekstrakt karışımı olmak üzere 10 adet numunenin başlangıçta ve in-vitro sindirim sırasındaki TFM ve TAK değerleri tespit edilmiştir. Sonuçlar SPSS IBM-23 programı kullanılarak istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Genel olarak, in-vitro sindirimi yapılan çoğu örnekte mide fazından sonra elde edilen TFM ve TAK değerlerinin azaldığı, bağırsak fazından sonra iki değerin de arttığı belirlenmiştir. Biyoerişilebilirlik çalışmasında, nar kabuğu ekstraktının propolis ekstraktı ile kullanılmasının biyoerişilebilirliği olumlu etkilediği ve nar kabuğu ekstrakt miktarı arttıkça karışımların biyoerişilebilirlik oranının attığı görülmüştür.

Abstract:
This thesis aims to create added value by extracting phenolic compounds from pomegranate peel, a non-consumed waste product of the food industry, and to examine the bioaccessibility of propolis extracts, a valuable food supplement, and their mixtures. In the first part of the study, maceration and ultrasound-assisted extraction methods were tested for the extraction of phenolic compounds from pomegranate peel. In both methods, the independent variables were extraction time (hours for maceration, minutes for ultrasound-assisted extraction), extraction temperature (°C) and sample quantity/solvent volume (g/mL), while the dependent variables were total phenolic content (TPC) and total antioxidant capacity (TAC). Response surface methodology was applied for optimization in both methods. The optimum conditions for maceration were determined as follows: extraction time 3 h, extraction temperature 43°C and sample amount/solvent volume 1/30 g/mL. The responses obtained at these optimum conditions were 120.9 mg GAE/g dry weight (TPC), 60.6 mmol TE/kg dry weight (TACDPPH) and 1645.2 mmol TE/kg dry weight (TACCUPRAC). The optimum conditions for the ultrasound-assisted extraction method were determined as follows: extraction time 30 min, extraction temperature 41°C and sample amount/solvent volume 1/30 g/mL. The responses obtained at these these optimum conditions were 159.3 mg GAE/g dry weight (TPC), 64.3 mmol TE/kg dry weight (TACDPPH) and 4149.5 mmol TE/kg dry weight (TACCUPRAC). According to the results obtained from optimization studies, the ultrasound-assisted extraction method gave better results than maceration, especially in terms of duration and antioxidant capacity values. Therefore, in the second part of the study pomegranate peel extract obtained from ultrasound-assisted extraction method at optimum conditions was used in the in-vitro digestion application. TPC and TAC values obtained initial and during gastrointestinal digestion of 10% and 15% propolis extracts (70% v/v glycol) and 20% and 30% propolis extracts (70% v/v ethanol) samples were examined and 15% and 30% propolis extracts samples were selected to be used in mixtures according to the results. Pomegranate peel and propolis extracts were mixed in 1:1, 1:2 and 2:1 (v/v) ratios. TPC and TAC values of 10 samples, including pomegranate peel extract, 2 propolis (glycolic and ethanolic) extracts, 3 glycolic pomegranate-propolis extract mixtures, and 3 ethanolic pomegranate-propolis extract mixtures were determined initially and during in vitro digestion. The results were statistically evaluated using SPSS IBM-23. In general, it was determined that in most samples digested in-vitro, TPC and TAC values obtained after the stomach phase decreased, while both values increased after the intestinal phase. In the bioaccessibility study, it was observed that the use of pomegranate peel extract with propolis extract had a positive effect on bioaccessibility, and as the amount of pomegranate peel extract increased, the bioaccessibility of the mixtures increased.