Keçiboynuzu  (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden süperkritik karbondioksit (CO2) ekstraksiyonu ile d-pinitol eldesi
Obtaining d-pinitol from carob bean (Ceratonia siliqua L.) by using supercri̇ti̇cal carbondioxide (CO2) extraction
Yazar: YÜKSEL ALPER
Danışman: PROF. DR. FİKRET PAZIR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, keçiboynuzu meyvesinden süperkritik karbondioksit
ekstraksiyonu ile D-Pinitol elde edilmesi ve aynı zamanda ''Yanıt Yüzey
Yöntemi'' kullanarak ekstraksiyon parametrelerinin optimizasyonu üzerinde
çalışılmıştır.
Çalışmada kültüre alınmış keçiboynuzu meyvesi hammadde olarak seçilmiş
ve öncelikle fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Keçiboynuzu meyvesinin eni 21.78
±2.62 cm, boyu 18.73±1.42 cm, kalınlığı 8.24 ± 1.86 mm, tohum sayısı 10 ± adet
ve tohum ağırlığı 2.11 ± 0.19 g, meyve eti ağırlığı ise 20.58 ± 3.17g olarak tespit
edilmiştir. Kimyasal analizlerden; nem miktarı % 9.83 ± 0.20, suda çözünür kuru
madde miktarı % 53.75 ± 1.77, pH değeri 5.10 ± 0.01ve titrasyon asitliği % 0.74
±0.18 (SSA), sakkaroz miktarı % 32.04 ± 0.12, glikoz miktarı % 7.25 ±0.08,
fruktoz miktarı % 11.21 ±0.15, protein miktarı % 3.92 ±0.10, toplam kül miktarı
% 2.99 ± 0.16, toplam fenolik madde miktarı 3574.56 ±84.16 mg/kg, D-pinitol
miktarı ise % 6.45 ± 0.03 olarak tespit edilmiştir.
Süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu denemeleri için hammadde
çekirdeklerinden ayrılmış, parçalanmış, nem miktarı azaltılmış ve toz haline
getirilmiştir. Ekstraksiyon parametreleri olarak sıcaklık (40°- 50°- 60°C), basınç
(200- 300- 400 bar), süre (60- 90- 130 dk) seçilmiştir. Ekstraksiyon işleminin
yanıtları olarak ekstrakt fazdaki D-Pinitol miktarı (ppm) ve ekstraksiyon 
viii
verimliliği (g D-Pinitol / 100g Keçiboynuzu) seçilmiştir. Elde edilen
ekstraktlarda, HPLC yöntemi kullanılarak D-pinitol miktarı tespit edilmiştir.
Belirlenen koşullarda ekstrakttaki D-pinitol miktarı 2600-3371 ppm değerleri
arasında, ekstraksiyon verimliliği ise 4.55-5.90 g D-Pinitol / 100g Keçiboynuzu
arasında olduğu bulunmuştur.
Oluşturulan deneme deseninin verileri Yanıt Yüzey Yöntemi kullanılarak
değerlendirilmiş ve sistem için seçilen üç bağımsız değişkenin de (sıcaklık,
basınç, süre) istatistiksel olarak önem taşıdığı görülmüştür. Oluşturulan
modellerde, bu üç bağımsız değişkene ek olarak sıcaklık ve süre interaksiyonunun
da etkili olduğu tespit edilmiştir.
 Sonuç olarak gerçekleştirilen optimizasyon basamağında, ekstrakttaki Dpinitol
miktarı (ppm) ve ekstraksiyon verimliliğinin (g D-Pinitol / 100 g
Keçiboynuzu) maksimum olduğu işlem koşullarının 58.19°C sıcaklık, 397.22 Bar
basınç, 109.82 dakika ekstraksiyon süresi olduğu görülmüştür. Bu koşullarda
istenilebilirlik (desirability) değerinin de 1 olarak bulunması optimizasyonun
başarılı olduğunu göstermektedir.

Anahtar Sözcükler: Keçiboynuzu meyvesi, Süperkritik karbondioksit
ekstraksiyonu, D-pinitol, Yanıt Yüzey Metod

Abstract:
In this work, obtaining D-pinitol from carob bean by using supercritical
carbondioxide extraction were evaluated and parameters of the extraction process
were optimized by using 'Response Surface Methodology'.
First of all, physical and chemical properties of raw material were
determined by several analysis, For physical determination; width, thickness,
length were measured and weight of seeds, weight of seedless portion, number of
seeds were calculated. For chemical determination; moisture content, water
soluble dry content, D-pinitol and sugar analysis, protein amount, total ash
amount, pH and titratable acidity, total phenolic matter amount were determined.
For supercritical carbondioxide extraction trials carob beans were deseeded,
dried, crashed and powderised respectively. Extraction parameters were selected
as temperature (40°-50°-60°C), pressure (200- 300- 400 bars), time (60-90-130
min). Responses of extraction process were the amount of extracted D-pinitol
(ppm) and extraction yield (g D-Pinitol / 100 g Carob). D-pinitol amount of
extracts were evaluated By using HPLC method.
Values of experimental design were evaluated by using 'Response Surface
Methodology' and it shows that the parameters which were choosen for
independent variables (temperature, pressure, time) are important from statistical
point of view.
x
In conclusion, at the optimization step, the optimal conditions for
supercritical carbondioxide extraction were determined as temperature 58.19°C,
pressure 397.22 Bars, 109.82 minutes extraction time. At these optimal conditions
desirability value was found as 1. That means optimization was fulfilled
successfully.

Key Words: Carob bean, Supercritical carbondioxide extraction, D-pinitol,
Response Surface Methodology