Nar ve siyah havuç posalarında biyoaktif bileşik ekstraksiyon verimini artırmak için karbonik maserasyon ön işleminin uygulanması
Application of carbonic maceration pretreatment to increase bioactive compound extraction yield from pomegranate and black carrot wastes
Yazar: MÜZEYYEN MERİÇ YANIK
Danışman: DOÇ. DR. ERKAN KARACABEY
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Gıda katkı maddeleri = Food additives ; Parametre optimizasyonu = Parameter optimization

Özet:
Çalışma kapsamında nar ve siyah havuç posalarından biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda ön işlem olarak karbonik maserasyon (KM) uygulamasının etkisi incelenmiştir. Posa örnekleri basınç tankı içerisine yerleştirilerek deneme tasarımında belirtilen sıcaklıkta ve sürede, belirtilen basınçtaki CO2 gazına maruz bırakılmıştır. Ardından KM ön işlemi uygulanan ve uygulanmayan (kontrol) örnekler, belirlenen sürelerdeki ekstraksiyon işlemine bırakılmıştır. Her bir parametrede yapılan analizler (antioksidan aktivite, toplam fenolik madde, toplam monomerik antosiyanin miktarı, antosiyaninlerin parçalanma ölçütleri ve toplam flavonid madde) sonucu, istatistiksel metotlarla ön işlem koşulları (sıcaklık, süre ve basınç) optimize edilmiştir. Optimizasyon koşulları nar posaları için 3 bar, 25 °C ve 25 saat 20 dakika, siyah havuç posaları için 3 bar, 40°C ve 16 saat olarak bulunmuştur. Karbonik maserasyon işlemi ekstraksiyon sürenin kısalmasını sağlamıştır. Ayrıca KM ön işlemi posaların antioksidan aktivite, toplam fenolik madde, monomerik antosiyanin ve flavonoid değerlerini kontrol gruplarına kıyasla arttırmıştır (p≤0.05). Sadece nar posalarında kontrol gruplarına kıyasla toplam monomerik antosiyanin miktarında azalma olduğu tespit edilmiştir.

Optimum şartlar sonucunda elde edilen ekstraktlar iki farklı konsantrasyonda (64 mg/200 mL ve 128 mg/200mL) hazırlanarak asidik, nötr ve bazik ortamlara eklenerek in vitro bir çalışma yapılmıştır. 3 aylık depolama sonucunda aylık yapılan analizler ile antioksidan aktivite, antimikrobiyal aktivite ve ortam renk değerlerindeki değişimler ile doğal gıda katkı maddesi olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. İn vitro çalışmalarda depolama süresi arttıkça antioksidan aktivite ve renk değerleri azalmıştır. Düşük pH değerlerinde rengin daha stabil ve kırmızı olduğu tespit edilmiştir. Antioksidan aktivitesinde eklenen ekstrakt konsantrasyonuna bağlı olarak prooksidan etki tespit edilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda karbonik maserasyon uygulamasının alternatif bir yöntem olarak uygulanabileceği görülmüştür. İn vitro çalışmalar için ise araştırmaların devam etmesi gerekmektedir.

Abstract:
In this study, the effect of carbonic maceration (CM) application as a pre-treatment of the bioactive compounds extracted from pomegranate and black carrot wastes was analyzed. The waste samples were treated with gaseous CO2 in a pressure vessel at pre-determined pressure, temperature and time conditions specified in an experimental design. Afterwards, samples subjected to CM pre-treatment and controls without any treatment were left to the extraction process pre-determined times. As a result of the analyzes (antioxidant activity, total phenolic content, total monomeric anthocyanin content, anthocyanin degradation and total flavonoid content) performed in each parameter, pre-treatment conditions (temperature, time and pressure) were optimized with statistical methods. The optimization conditions were found to be 3 bars, 25 ° C and 25 hours 20 minutes for pomegranate wastes; 3 bars, 40 ° C, and 16 hours for black carrots wastes. The process of carbonic maceration has shortened the extraction time. In addition, CM pre-treatment has increased the antioxidant activity, total phenolic substance, monomeric anthocyanin and flavonoid values of the wastes compared to the control groups (p≤0.05). It has been found that the amount of total monomeric anthocyanin decreased compared to the control groups in only pomegranate wastes.

By preparing the extracts obtained under the optimum conditions in two different concentrations (64 mg / 200 mL and 128 mg / 200mL), and adding them to acidic, neutral and basic environments, in vitro study was performed. After the 3-month storage and monthly analyzes, with the antioxidant activity, the antimicrobial activity and the changes in color values of environment, the usability of extracts as natural food additives were investigated. In in vitro studies, when the storage time increased, antioxidant activity and color values was decreased. At low pH values, it was observed that the color was more stable and red. . In the antioxidant activity, depending on the extract concentration which is added, pro-oxidant activity was determined.
According to the results, it was observed that the application of carbonic maceration in the extraction of bioactive compounds can be applied as an alternative method. For in vitro studies, research should continue.