Yaş çay ve siyah çay atıklarından bazı ekstraksiyon yöntemleriyle kafein ve kateşinlerin ayrılması
Isolation of caffeine and catechins from fresh tea and black tea waste with different extraction methods
Yazar: EZGİ DEMİR
Danışman: PROF. DR. MÜNEVVER SÖKMEN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışma kapsamında 2012-2014 yıllarında farklı çay örneklerinin (yaş çay, siyah çay atığı ve kafein tozu), farklı hasat dönemlerinde (I., II. ve III. sürüm) içerdikleri kafein ve kateşin miktarları, ekstraksiyon ve analiz yöntemleri incelendi. Yaş çay örnekleri yaş, kuru ve dondurulmuş olarak işlenerek örnek doğasının etkileri de araştırıldı. Literatürde varolan farklı sıvı-sıvı ekstraksiyon yöntemleri 2012 yılı örneklerine uygulanarak çay örneklerinden kafein ve kateşinlerin ekstraksiyonu için en verimli yöntemin sıcak su ekstraksiyonu (80 oC'de 40 dk.) olduğu belirlendi. 2012-2014 yıllarında yapılan örneklemelerde standart bir kateşin ve kafein içeriğinin olmadığı, yıllara ve yaşanan mevsim şartlarına göre önemli farklılıklar gösterdiği belirlendi. Yaş çay örnekleri literatürle uyumlu olarak atıklardan daha yüksek miktarda kateşin içermektedir. Ancak siyah çay atığı ve kafein tozunun da azımsanmayacak miktarlarda kateşin içerdiği bulundu. Siyah çay atığı ve kafein tozunun kafein içeriği yeşil çaydan ve literatür verilerinden yaklaşık üç kat fazladır. Yaş çay örneklerinde 2012 yılında yaş işlenen örneklerden yüksek kateşin verimleri elde edilirken 2013 ve 2014 yıllarında kuru örneklerden yüksek kateşin verimi elde edildi. HPLC analizleri göstermiştir ki bazı durumlarda daha düşük ekstrakt verimi elde edilmesine karşın ekstraktın kateşin içeriği çok daha yüksek olabilmektedir. Kurutulmuş yaş çay ve çay atıklarından kafein ve kateşinlerin ardışık olarak ekstraksiyonu için yeni bir süperkritik ekstraksiyon (SFE) yöntemi geliştirildi. Herhangi bir organik çözücü kullanılmaksızın çay örneklerinden 250 bar, 60 oC ve 3 saatlik CO2-SFE ile kafeinin tamamı ekstre edildi. Aynı şartlar altında modifiyer olarak 0,5 mL/dk etanolün kullanılmasıyla örnekten kateşinler de başarılı bir şekilde ayrıldı.
Anahtar Kelimeler: Yaş Çay, Çay Atığı, Kateşin, Kafein, SFE

Abstract:
In this study, caffeine and catechin amounts of different tea samples (fresh tea, black tea waste and caffeine dust) in three different harvesting periods (I., II. and III. collection) and their extraction and analysis methods in 2012-2014 years have been investigated. The nature of samples were studied processing the green tea samples as fresh, dry or frozen. Different liquid-liquid extraction methods given literature were employed for 2012 samples for selecting the most efficient extraction method to isolate caffeine and catechins. The hot water extraction (at 80 oC for 40 min.) method providing the highest extract yields was used for all samples during experiments. The amount of caffeine and catechins showed variations related to collection time and climate. Additionally, there was no clear tendency between the collection periods. In accordance with the literature, green tea samples contained more catechin than waste samples. But black tea waste and caffeine dust have considerable amount of catechin. Caffeine amount of black tea waste and caffeine dust were nearly three times higher than green tea samples and literature data. In 2012 sampling, freshly processed fresh tea samples provided higher catechin yields but dry processed fresh tea samples gave higher extract yields in 2013 and 2014 sampling. In the some cases, HPLC analyses showed that catechin content of an extract might be higher although its yield were found lower. A new supercritical fluid extraction (SFE) method was developed for sequential extraction of caffeine and catechins from dried fresh tea and tea wastes. All caffeine was extracted from tea samples at 250 bar, 60 oC and 3 hours with organic solvent free CO2-SFE. Catechins were also successfully separated from the sample using 0.5 mL/min. ethanol as modifier under the same conditions. 
Key Words: Fresh Tea, Tea Waste, Catechin, Caffeine, SFE