Kivi ve mandalina kabuklarından enzimatik olarak pektin ekstraksiyonu ve karakterizasyonu
Enzymatic extraction and characterization of pectin from kiwi and mandarin peels
Yazar: İLKNUR EZEREL
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM AKPINAR
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında kivi ve mandalina kabuğundan enzim destekli ekstraksiyon ile pektin elde edilmiştir. Ekstrakte edilen pektinin fiziksel ve kimyasal özellikleri klasik ekstraksiyon yöntemi ile ekstrakte edilen pektinin özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Enzim destekli pektin ekstraksiyon yönteminde selülaz enzimi (Aspergillus niger) kullanılmıştır. Ekstraksiyon işleminde ön denemeler ile uygun şartlar belirlenmiştir. Uygun koşullar pH 5.5 ve 40°C de 4 g kivi kabuğu için 0.06 U/mL enzim konsantrasyonu, ve 240 dk ekstraksiyon süresi; 4 g mandalina kabuğu için ise 0.08 U/mL enzim konsantrasyonu ve 300 dk ekstraksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Bu şartlarda kivi kabuğundan %6.72 verimle, mandalina kabuğundan %10.10 verimle pektin elde edilmiştir. Enzim destekli ekstraksiyon ile üretilen pektinlerin klasik yöntemle üretilen pektinlere göre daha yüksek esterleşme derecesine sahip olduğu bulunmuştur.  Ayrıca eşdeğer ağırlığı ve galakturonik asit içerikleri daha yüksek ve çözünürlüğü daha iyi olduğu belirlenmiştir. İncelenen pektinlerin FTIR analizleri sonucunda yapılarının ticari ve standart pektinlere benzer olduğu tespit edilmiştir. Eş zamanlı olarak pektin ekstraksiyonunda kivi ve mandalina kabuğundan sırasıyla 0.21 mg GAE/mL ve 27 mg GAE/mL fenolik madde ekstrakte edilmiş ve bu ekstraktların antioksidan kapasite sahip olduğu bulumuştur. Kivi ve mandalina kabuklarından enzim destekli ekstraksiyon yöntemi ile elde edilen ekstraktın antioksidan kapasitesinin ve fenolik madde miktarının klasik ekstraksiyon yöntemi ile elde edilene kıyasla daha yüksek olduğu saptanmıştır. Sonuçlar, kivi ve mandalina kabuklarının enzimatik ekstraksiyon yöntemiyle pektin ve fenolik madde üretiminde kullanılabileceğini ve böylece meyve atıklarının çevre dostu bir şekilde değerlendirilerek katma değerini artırabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, pectin was extracted from the kiwifruit and mandarin peel by enzyme assisted extraction method. The physical and chemical properties of the obtained pectins were compared with the pectins extracted by the classical extraction method. Cellulase enzyme (Aspergillus niger) was used for the enzyme assisted pectin extraction method. Appropriate conditions were determined by the preliminary experiments for extraction process. The suitable conditions under pH 5.5 and 40°C were determined as 0.06 U/mL enzyme concentration and 240 min extraction time for 4 g of kiwi peel; 0.08 U/mL enzyme concentration and 300 min extraction time for 4 g of mandarin peel. Under these conditions, 6.72% pectin yield was obtained from the kiwifruit peel and 10.10% pectin yield was obtained from the mandarine peel. It was observed that pectins obtained by the enzyme assisted extraction had higher degree of esterification than pectins obtained by the classical method.  In addition the pectin obtained by enzyme assisted extraction had higher equivalent weight and galacturonic acid content and higher solubility than the pectins obtained with classical extraction. FTIR spectra of examined pectins were found to be similar to the spectra of commercial and standart pectins. During pectin extraction simultaneously, 0.21 mg GAE/mL and 27 mg GAE/mL phenolic substances were extracted from kiwi and mandarin peels, and these extracts were found to have antioxidant capacities. The antioxidant capacities and total phenolic contents of pectins obtained by the enzyme assisted extraction method were higher than those obtained with the classical extraction method. The results showed that kiwifruit and mandarin peels could be used for pectin and phenolic material production by enzymatic extraction method and thus increase the value addition of fruit waste by utilizing them in an environmentally friendly way.