Üzüm cibresinden fenolik bileşenlerin enzim-destekli ekstraksiyonunun optimizasyonu
Optimization of enzyme-assisted extraction of phenolic components from grape pomace
Yazar: TUĞÇE CEYHAN
Danışman: PROF. DR. RAHMİ ERTAN ANLI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Optimizasyon = Optimization ; Üzüm cibresi = Grape residues

Özet:
Agro-endüstriyel yan ürünlerden biri olan üzüm cibresi, yüksek antioksidan aktiviteleriyle yaygın olarak bilinen potansiyel fenolik bileşik kaynağı olarak bilinmektedir. Üzüm cibresi ekstraktlarının; antioksidan ve serbest radikal temizleme aktivitesi, kardiyoprotektif etkileri, hepatoprotektif etkileri, antikanserojenik etkileri, antimikrobiyal ve antiviral etkileri, nöroprotektif ve antidiabetik etkileri bulunmaktadır. Üzüm cibresinden biyoaktif bileşenlerin eldesi için farklı ekstraksiyon koşulları mevcuttur. 'Enzim-Destekli Ekstraksiyon' yöntemi de geliştirilen yeni alternatif yöntemlerden biridir. Bu çalışmada şaraphane atığı olan üzüm cibresinin çevre kirliliği ve maliyet fazlalığını önlemek ve sağlığa faydaları olan üzüm polifenollerinin ve antioksidan maddelerin geri kazanımını sağlamak için pektinaz enzimleri kullanılarak enzim-destekli ekstraksiyon yöntemi uygulanmıştır. Enzim konsantrasyonu (%5-25 v/v), ekstraksiyon sıcaklığı (25-65°C), ekstraksiyon pH'sı (3-5) ve ekstraksiyon süresi (1-5 saat) proses değişkenlerinin; toplam fenolik madde (TFM) ve toplam antioksidan madde (TAM) miktarı üzerindeki temel etkisini araştırmak için 4 faktörlü 5 seviyeli Merkezi Kompozit Tasarım (Central Composite Design) kullanılarak yanıt yüzeyi metodolojisi (Response Surface Methodology-RSM) uygulanmıştır. Çalışmada 30 farklı deneysel tasarım noktasında gerçekleştirilen enzim destekli ekstraksiyonlar sonucunda TFM miktarı 113,96±7,34'ten 261,35±12,35 mg gallik asit /L üzüm cibresi ekstraktı arasında ve TAM miktarı ise 131,21±11,69 ile 208,14±12,07 μg trolox/L üzüm cibresi ekstraktı arasında değişiklik göstermiştir. Çalışmada uygulanan optimizasyon sonuçlarına göre en yüksek TFM ve TAM sonuçları sırasıyla 184,97±4,21 mg gallik asit /L üzüm cibresi ekstraktı ve 195,16±7,21 μg trolox/L üzüm cibresi ekstraktı olup bu sonuçlar 10 ml/100ml pektinaz konsantrasyonu, 55 °C sıcaklık, 3.5 pH ve 2 saatlik ekstraksiyon koşulları sonucunda elde edilmiştir.

Abstract:
Grape pomace, one of the agro-industrial by-products, is widely known as a potential source of phenolic compounds known for its high antioxidant activities. Grape pomace extracts have an antioxidant and free radical scavenging activity, cardioprotective effects, hepatoprotective effects, anticancerojenik effects, antimicrobial and antiviral effects, neuroprotective and anti-diabetic effects. Different extraction conditions are available for obtaining of bioactive components from grape pomace. The 'Enzyme-Assisted Extraction' method is one of the new alternative methods developed. In this study, we prevent environmental pollution and waste of winery residue of the grapes polyphenols and antioxidant substances in excess of cost and health benefits for the recycling of enzymes using pectinase enzyme-assisted extraction method was applied. In order to investigate the main effect of process variables as the enzyme concentration (5-25 %, v/v), extraction temperature (25-65°C), extraction pH (3-5) and extraction time (1-5 h) on the amount of total phenolic substance (TFM) and total antioxidant substance (TAM), a Response Surface Methodology (RSM) was applied using a 4-factor 5-level Central Composite Design (CCD). As a result of enzyme-assisted extractions carried out at 30 different experimental design points in the study, the amount of TFM ranged from 113.96±7.34 to 261.35±12.35 mg gallic acid /L grape pomace extract and the TAM amount ranged from 131.21±11.69 to 208.14±12.07 µg trolox/L grape pomace extract.According to the optimization results applied in the study, the highest TFM and TAM results were obtained as a result of 184.97±4.21 mg/L grape pomace extract and 195.16±7.21 µg/L grape pomace extract, respectively, 10 ml/100ml pectinase concentration, 55 °C temperature, 3.5 pH and 2-hour extraction conditions.