Hibiscus sabdariffa'dan biyoaktif bileşenlerinin ekstraksiyonu ve boyaya duyarlı güneş pillerinde etkisinin araştırılması
Extraction of bioactive components from hibiscus sabdarifa and investigation of its effect in dye-sensitized solar cells
Yazar: AYSUN AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYİS SELEN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada Hibiscus sabdariffa yaprakları kullanılarak soxhlet ekstraksiyonu, maserasyon tekniği ve ultrasonik destekli ektraksiyona tabi tutularak bitki ekstreleri elde edilmiştir. Tüm deneyler Cevap Yüzey Yöntemi (CYY) kullanılarak modellenmiştir. Soxhlet ekstraksiyonu için bağımsız değişken olarak; alkol/su oranı (v/v), katı madde miktarı (g) ve ekstraksiyon süresi (dk) seçilmiştir. Maserasyon tekniği ve ultrasonik destekli ekstraksiyon için bağımsız değişkenler alkol/su oranı (v/v), sıcaklık (°C), katı madde miktarı (g) ve ekstraksiyon süresi (dk) seçilmiştir. Cevap değişkeni olarak ise toplam fenolik madde miktarı, toplam flavonoid miktarı, FRAP, ABTS ve DPPH seçilmiştir. Varyans analizleri (ANOVA) sonucunda cevap değişkenleri için yüksek regresyon katsayıları elde edilmiştir. TFM miktarı için en yüksek değeri ultrasonik destekli ekstraksiyonda % 50 Alkol/su konsantrasyonunda, 80 °C sıcaklıkta, 1.5 g katı, 180 dk süreyle 420.4 mg GA/g KM elde edilmiştir. Flavonoid miktarı için en yüksek değeri % 50 Alkol/su konsantrasyonunda, 50 °C sıcaklıkta, 1.5 g katı, 180 dk süreyle 81.72 mg QE/g KM elde edilmiştir. FRAP için en yüksek değeri % 50 Alkol/su konsantrasyonunda, 80 °C sıcaklıkta, 0.5 g katı, 180 dk süreyle 158.23 mg Trx/g KM elde edilmiştir. ABTS aktivitesi için en yüksek değer  % 60 Alkol/su konsantrasyonunda, 3.5 g katı, 105 dk süreyle % 78.4 elde edilmiştir. DPPH inhibisyonu için en yüksek değeri % 50 Alkol/su konsantrasyonunda, 50 °C sıcaklıkta, 1.5 g katı, 180 dk süreyle % 86.04 elde edilmiştir. Hibiscus sabdariffa'dan elde edilen doğal boya BDGP'in de kullanılmıştır. BDGP'nin fotovoltaik verileri Jsc=1.26 mA/cm2, Voc=0.350 V, FF=0.496 ve ɳ= %0.028 bulunmuştur. Bu sonuçlara göre Hibiscus sabdariffa boyası BDGP'nin üzerinde oldukça iyi bir etkinlik sağlamıştır.

Abstract:
In this study, plant extracts were obtained by subjecting Hibiscus sabdariffa leaves to soxhlet extraction, maceration technique and ultrasound-assisted extraction. All experiments were modeled using the Response Surface Method (RSM). As an independent variable for Soxhlet extraction, alcohol/water ratio (v/v), the amount of solid (g) and extraction time (min) were selected. The independent variables for maceration technique and ultrasound-assisted extraction were alcohol/water ratio (v/v), temperature (°C), the amount of solid (g) and extraction time (min). Total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), FRAP, ABTS and DPPH were selected as response variables. As a result of analysis of variance (ANOVA), high regression coefficients were obtained for the response variables. The highest value for TPC was obtained as 420.4 mg GA/g KM in ultrasound-assisted extraction at 50% alcohol/water concentration, 80 °C temperature, 1.5 g solid, 180 min. The highest value for the total flavonoid content was obtained as 81.72 mg QE/g KM at 50% alcohol/water concentration, 50 °C temperature, 1.5 g solid, 180 min. The highest value for FRAP was obtained as 158.23 mg Trx/g KM at 50% alcohol/water concentration, 80 °C temperature, 0.5 g solid, 180 min. The highest value for ABTS activity was obtained as 78.4% at 60% alcohol/water concentration, 3.5 g solid, 105 min. The highest value for DPPH inhibition was obtained as 86.04% at 50% alcohol/water concentration, 50 °C temperature, 1.5 g solid, 180 min time. DSSC, a natural dye derived from Hibiscus Sabdariffa, was also used. The photovoltaic data of DSSC were found to be Jsc=1.23 mA/cm2, Voc=0.350 V, FF=0.496 and ɳ= 0.028%. According to these results, Hibiscus sabdariffa dye provided a very good efficacy on DSSC.