Zeytin yapraklarından fenolik bileşiklerin ekstraksiyon kinetiğine kurutma yöntemi ve parametrelerinin etkisi
Effect of drying method and parameters on the extraction kinetics of phenolic components from olive leaves
Yazar: MELDA CEBBAR
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM DOĞAN AYDENİZ ; PROF. DR. DİLEK KILIÇ APAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Zeytin yaprakları (Olea Oleuropein L.) yapılarında çok sayıda fenolik bileşen bulundurmalarına rağmen günümüzde pek değerlendirilememektedir. Kolay elde edilebilen, ekonomik değeri olmayan yapraklar kurutularak saklanabilir ve yapılarındaki fenolik bileşikler ile katma değeri yüksek ürünlerin geliştirilmesinde hammadde olarak kullanılabilir. Zeytin yapraklarından ekstrakte edilebilen fenolik bileşiklerin miktarı kurutma ve ekstraksiyon yöntemlerinden etkilenmektedir. 
Bu çalışmada, ultrason destekli ekstraksiyon ile zeytin yapraklarından ekstrakte edilen toplam fenolik bileşenlerin miktarına kurutma yöntemlerinin, parametrelerinin ve ekstraksiyon parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Balıkesir ili Edremit ilçesinden temin edilen zeytin yaprakları oda koşullarında ve mikrodalga kurutma yöntemi (180 W-600 W) ile kurutulmuştur. Kurutma kinetiği incelenmiş ve Lewis modelin kurutma davranışını en iyi açıklayan model olduğu tespit edilmiştir. 
Kurutmanın zeytin yaprakları yapısındaki oleuropein miktarına etkisini incelemek için, oda koşullarında ve mikrodalga da 180 W, 300 W'ta kurutulan yapraklarda oleuropein tayini gerçekleştirilmiştir. En düşük oleuropein miktarı (7,5 mg/g) oda koşullarında kurutulan yapraklardan, en yüksek (297,4 mg/g) ise mikrodalga da 300 W'ta kurutulan yapraklardan elde edilmiştir.
Taze (kurutulmamış), oda koşullarında kurutulmuş ve mikrodalga da farklı güç seviyelerinde kurutulmuş yaprakların ekstraksiyon işlemi, farklı oranlarda etanol-distile su karışımlarında (0-50 %v/v), 3 saatlik ekstraksiyon süresinde gerçekleştirilmiştir. En düşük toplam fenolik bileşen miktarına (15,11 mg GAE/g kuru yaprak) taze yaprak, %0 etanol oranı ile ulaşılırken en yüksek toplam fenolik bileşen miktarı (41,56 mg GAE/g kuru yaprak) 180 W, %50 etanol oranı ile elde edilmiştir. Gerçekleştirilen modelleme çalışmaları ekstraksiyon kinetiğinin Logaritmik model ile ifade edilebileceğini göstermiştir. Box-Behnken deneysel tasarım metodu ile mikrodalga gücü, etanol oranı ve ekstraksiyon süresi faktörlerinin fenolik bileşenlerin ekstraksiyonu üzerindeki etkileri incelenmiştir. ANOVA analizine göre güç ve zaman faktörlerinin toplam fenolik bileşen miktarına etkisi lineer terimlerde anlamlı iken, etanol oranın tek başına önemli bir faktör olmadığı kuadratik ve etkileşim terimlerinde etkili olduğu görülmüştür. Optimizasyon işlemi ile maksimum toplam fenolik bileşen miktarına (42,57 mg GAE/g kuru yaprak) 183,61 W, %48,69 etanol oranı ve 2,58 dakika ekstraksiyon süresi ile ulaşılabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Zeytin yaprağı, toplam fenolik bileşen miktarı, oleuropein, kinetik modelleme, Box-Behnken tasarımı

Abstract:
Despite containing many phenolic components, olive leaves aren't currently well evaluated. However, these leaves can be dried and used as raw materials for high value-added products. The drying and extraction methods affect the amount of phenolic compounds that can be extracted from olive leaves.
In this study, the effects of drying and extraction parameters on the extraction of phenolic compounds from olive leaves using ultrasound-assisted extraction were examined. Olive leaves were dried under room conditions and by microwave drying method. The drying kinetics were modeled using a Lewis model.
The amount of oleuropein in the leaves was determined for different drying methods. The lowest amount of oleuropein (7.5 mg/g) was obtained from leaves dried under room conditions, while the highest amount (297.4 mg/g) was obtained from leaves dried in the microwave at 300 W.
The extraction was carried out using ethanol-distilled water mixtures (0-50% v/v) over a 3 hour period. The results showed that the lowest total phenolic component amount (15.11 mg GAE/g dry leaf) was obtained from fresh leaves with a 0% ethanol ratio, while the highest total phenolic component amount (41.56 mg GAE/g dry leaf) was obtained from leaves dried in the microwave at 180 W with a 50% ethanol ratio. The extraction kinetics were modeled using a logarithmic model. The effects of the factors on the extraction of phenolic compounds were examined using the Box-Behnken experimental design method. ANOVA analysis, while power and time factors were significant in linear terms, ethanol ratio was found to be effective in quadratic and interaction terms. The optimization process aimed to achieve the highest possible quantity of the phenolic component. The results revealed that a total of 42.57 mg GAE/g dry leaf could be obtained by utilizing 183.61 W, an ethanol rate of 48.69%, and an extraction time of 2.58 minutes.

Keywords: Olive leaf, total amount of phenolic compounds, oleuropein, kinetic modelling, Box-Behnken design