Defne yağı eldesinde destilasyon işlemi öncesi ultrases destekli enzim uygulamasının işlem süresi, proses verimi ve uçucu yağ bileşimine etkisi
The effect of ultrasound assisted enzyme pretreatment before distillation on process time, yield and essential oil composition in bay essential oil production
Yazar: HATİCE DEMİROK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞÜKRAN KULEAŞAN
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, defne uçucu yağının destilasyon süresinin kısaltılarak enerji maliyetlerinin düşürülmesi ve uçucu yağ veriminin arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla su destilasyonu öncesi ön muamele olarak ultrases teknolojisi ve enzimatik ekstraksiyon yöntemlerinin ayrı ayrı ve birlikte kullanılabilirliği, yöntemlerin defne uçucu yağı kalitesi ve proses verimine etkileri araştırılmıştır. Su destilasyonu işlemi konvensiyonel olarak Clevenger aparatı ile gerçekleştirilmiştir. Konvensiyonel destilasyon yönteminde 180. dk.'da % 3 (mL/g) uçucu yağ elde edilmiştir. Çalışmada en yüksek uçucu yağ verimi ksilinaz enzimi muamelesi sonrasında yapılan destilasyon (K) ve ultrases ön uygulamalı selülaz muamelesi sonrasında destilasyon (SU) yöntemleri sonucu 120. dk.'da % 3,25 (mL/g) olarak saptanmıştır. Bu uçucu yağ verimine, sadece ultrases ön işleminin uygulandığı (U20) destilasyon işleminde 150. dk.'da ulaşılmıştır. Yapılan GC/MS analizleri sonucunda defne uçucu yağında 35 adet bileşen tespit edilmiştir. Ana bileşenler 1,8 cineole, alpha terpinen, beta pinene, sabinene, alpha pinen olarak tespit edilmiştir. Muameleler sonucunda 1,8 cineole oranı % 57,72-60,59, alpha terpinen oranı % 12,52-13,77, beta pinene oranı % 2,93-3,25, sabinene oranı % 6,07-6,96 ve alpha pinene oranı % 3,64-4,38 aralığında değişim göstermiştir. Selülaz+ultrases ön işlemleri (SU) sonrası elde edilen uçucu yağda sabinene ve alpha pinen bileşenlerinin oranları konvensiyonel yöntem sonuçlarına göre sırasıyla % 11,9 ve % 16,9 daha düşük saptanmıştır (P<0,05). Diğer ana bileşenlerin (1,8 cineole, alpha terpinen, beta pinene) oranları ise genel olarak birbiriyle benzer tespit edilmiştir. Destilasyon işlemi öncesi uygulanan ön işlemlerin uçucu bileşenlerde önemli bir kayba neden olmadan işlem süresini kısalttığı ve uçucu yağ verimini arttırdığı saptanmıştır. Enzim kullanımının sürekli bir maliyet oluşturduğu, kullanılan suyun pH değerinin ayarlanması gerekliliği gibi hususlar göz önünde bulundurulduğunda, ultrases tekniğinin daha avantajlı olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
The aim of this study was decreasing the water distillation time of bay essential oil as well as reduction of energy costs and to increasing the essential oil yield. For this purpose, the separate and combined applicability of ultrasound technology and enzymatic extraction methods as a pre-treatment prior to water distillation and also the effects of applied methods on the quality of bay essential oil and process yield were investigated. The water distillation process was carried out with Clevenger apparatus conventionally. Three percent (3 ml/g) essential oil was obtained in 180 minutes by the conventional distillation method. The highest essential oil yield was determined as 3,25 % (ml / g) at 120 minutes in xylanase pretreatment (K) and cellulase pretreatment applied in combination with ultrasound (SU). The same amount of essential oil was obtained in 150 minutes when the ultrasound pretreatment distillation process was applied alone (U20). As a result of GC/MS analysis, 35 components were found in bay essential oil. The main components were determined as 1,8 cineole, alpha terpinen, beta pinene, sabinene and alpha pinene. As a result of treatments, the ratios of 1,8 cineol, alpha terpinen, beta-pinene, sabinene and alpha pinene were ranged between 57,72-60,59 % , 12,52-13,77 % , 2,93-3,25 % , 6,07-6,96 % and 3,44-4,48 % respectively. In the essential oil obtained after cellulase + ultrasound pretreatments (SU), the ratios of sabinene and alpha pinene components were found 11.9 % and 16.9 % respectively which were lower than those of conventional methods (P <0,05). The ratios of the other major components (1,8 cineole, alpha terpinen, beta pinene) were similar to each other. It was also determined that pretreatments which were applied before distillation process shortened processing time and increased the essential oil yield without causing a significant loss in components. Regarding the high cost of continuous usage of enzymes and requirement for the adjustment of pH of distillation water, the ultrasound treatment was determined to be advantageous.