Olea europaea l. bitki yapraklarından sekoiridoid yapıdaki polifenollerin ekstraksiyonu ve analizi  için yeni bir yöntem geliştirilmesi
Development of a new methodology for the extraction and analysis of secoiridoid structured polyphenols from olea europaea l. leaves
Yazar: NİLÜFER VURAL
Danışman: PROF. DR. MEHMET ABDÜLKADİR AKAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada Olea europaea L. yaprağı gibi güçlü antioksidan, antibakteriyel, antifungal, antihipertansif, antiflamatuar, antihipoglisemik vb. özellik gösteren değerli bir kaynaktan, sekoiridoid yapıdaki polifenollerin ekstraksiyonu ve analizi için, kemometrik yaklaşımla optimum şartları belirlenmiş, yöntemler geliştirilmiş ve önerilmiştir. 

Zeytin yaprağından sekoiridoid yapıların ekstraksiyonu için, çözücü ekstraksiyonu ve ses ötesi prob ekstraksiyonu yöntemleri çalışılmış, bu yöntemlerde  MeOH/H2O ve EtOH/H2O çözücü sistemleri kullanılmıştır. Ekstraksiyon çalışmalarının deneysel tasarımı için Cevap Yüzey Yöntemlerinden, CCD ve D-optimal  tasarım kullanılmış, çözücü ekstraksiyonunda  çözücü oranı, sıcaklık, süre, çözücü/katı oranı, ses ötesi prob ekstraksiyonunda; genlik, SÖD uyg. süresi, çözücü oranı, prob pozisyonu, görev döngüsü bağımsız değişkenler olarak belirlenmiştir. Bu bağımsız değişkenlerin, Toplam Fenol (GAE ve OLE) ve oleuropein miktarına (HPLC) amaç fonksiyonları üzerindeki etkileri araştırılmış, önemli model parametreleri belirlenmiştir. Optimizasyon çalışmasında sistemi karakterize eden tüm yanıt fonksiyonları birlikte ele alınmış, çok yanıtlı optimizasyon, çok amaçlı  optimizasyon problemlerinin çözümlerini karakterize eden pareto bölgeler yardımı ile çözülmüş ve optimal girdi değişken değerleri istenebilirlik (desirability) fonksiyonu yaklaşımı ile belirlenmiştir. Geliştirilen çözücü ekstraksiyonu ve ses ötesi prob ekstraksiyonu yöntemleri arasında, EtOH/H2O çözücü sistemi ekstraksiyonunun optimum koşullarında, en iyi cevap fonksiyonu değerleri elde edilmiştir.

Zeytin yaprağından flavanoid ve basit fenolik maddelerin varlığında, sekoiridoid yapıların  kromatografik ayırımı için, ters-faz sıvı kromatografi sistemi ile gradient elüsyonda yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Yöntemde, optimizasyon metodolojisi ve kromatografik kalite değerlendirmesine temel olarak yeni kromatografik cevap fonksiyonu (NCRF) kullanılmıştır.  Kullanılan NCRF'nin, asimetrik ve üst üste binmiş pikler ile bilinmeyen çözeltilerin karışımlarına uygulanabilir olduğu ve ters faz kromatografide dağılma (partitisyon) kromatografisine uygun olarak, işlevsel olduğu gösterilmiştir. Doğrusal çözücü gücü modeli (LSSM) ve alıkonma modeli alıkonma zamanının ve gradient adımlarının belirlenmesinde NCRF ile birlikte kullanılmıştır. Ters faz düşük basınç sıvı kromatografisi gradient elüsyonu ile yapılan yöntem geliştirme çalışmaları için, çok amaçlı optimizasyona dayanan cevap yüzey yöntemleri ile Levenberg-Marquardt algoritması kullanılmıştır. Optimizasyon prosesinin temel adımları ve kullanılan algoritmalar için yeni başlatma parametreleri (tR, Δφ ve θ) sunulmuştur. LSSM modeli doğrusallaştırılarak, k ifadesini veren denklemler, tR ve Δφ değerlerine göre tanımlanmıştır.

Abstract:
In this study, the optimum conditions were determined by chemometric approach and new methods are developed and proposed for the extraction and analysis of secoiridoid polyphenols from a valuable source like Olea europaea L. which has strong antioxidant, antibacterial, antifungal, antihypertensive, anti-inflammatory, anti-hypoglycemic properties.

For the extraction of secoiridoid structures from the olive leave, solvent extraction and ultrasonic probe extraction methods were studied, and MeOH/H2O and EtOH/H2O solvent systems were used in these methods. In the experimental design of extraction studies, among the Response Surface Methodology, CCD and D-optimal design were selected, and the percentage of solvent, temperature, time, solvent/solid ratio in the solvent extraction, the amplitude, irridation time, the percentage of solvent, probe position and duty cycle in the ultrasonic probe extraction were studied as independent variables.  The effect of these independent variables on the total phenolic content(GA and OLE) and oleuropein content (HPLC analysis) were studied leaf target functions were investigated and important model parameters were determined. In the optimization study, all the response functions characterizing the system were obtained together while solving the multi-response optimization with the help of pareto regions which characterize the solutions of the multi-purpose optimization problems, and optimal input variable values were determined with the desirability function approach. Among the developed solvent extraction and ultrasonic probe extraction methods, the best response function values were obtained from EtOH/H2O solvent system extraction under the optimum conditions.


A new method for the chromatographic separation of secoiridoid structures from the olive leaf in the presence of flavanoid and simple phenolic substances was developed by reverse phase chromatography system and gradient elusion. In this method, the optimization and chromatographic quality evaluation, a new chromatography response function (NCRF) is used basically to be based on. It has been shown that NCRF is applicable to clear the asymmetric and overlaid peaks and the mixture of unknown solutions, and it has also been shown that NCRF is functional in accordance with reversed phase chromatography partition methodology. Linear solvent strength model (LSSM) and retention model were used together with NCRF in the determination of retention time and gradient steps. The Levenberg-Marquardt algorithm was used with response surface methods based on multi-objective optimization for the developing studies of the method with gradient elution in reversed phase low pressure liquid chromatography. The new initialization parameters (tR, Δφ ve θ) were presented for the basic steps of the optimization process and the algorithms used. The equations expressing the k statement was defined according to the values of tR and Δφ by the linearization of LSSM model.