Yeşil çay fabrika atıklarından farklı yöntemlerle antioksidan bileşiklerin ekstraksiyonu
Extraction of antioxidant compounds with different methods from green tea factory wastes
Yazar: ŞEYDA BOSTANCI
Danışman: DOÇ. DR. İLKAY KOCA
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yeşil çay fabrika atıklarından antioksidan bileşiklerin klasik (KE), ultrason (UDE) ve mikrodalga destekli ekstraksiyon (MDE) yöntemlerinin ekstraksiyon koşulları, yanıt yüzey yöntemi ve Box-Behnken tasarımı kullanılarak faktörler ve yanıtlara göre optimize edilmiştir. 
Faktörler, KE ve UDE için; sıcaklık (20-60 °C), süre (15-45 dakika) ve etanol konsantrasyonu (% 40-60), MDE için; güç (300-600 Watt), süre (2-6 dakika) ve etanol konsantrasyonu (% 40-60) olarak seçilmiştir. İstenilirlik fonksiyonuna göre optimum ekstraksiyon koşulları KE için; 51.51 °C, 39.34 dakika, % 62.63 etanol konsantrasyonu, UDE için; 44.96 °C, 45 dakika, % 66.7 etanol konsantrasyonu ve MDE için; 599.39 Watt, 4.21 dakika, % 79.54 etanol konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Belirlenen optimum koşullarda elde edilen tahminsel ve deneysel toplam fenolik madde (TFM), FRAP ve EC50 değerleri sırası ile KE için; 22.75 mg GAE/g, 592.97 mmol/g, 8.90 μg/mL; 38.20±0.29 mg GAE/g, 585.61±24.16 mmol/g ve 10.42 ±0.29 μg/mL, UDE için; 25.47 mg GAE/g, 594.61 mmol/g, 12.29 μg/mL; 33.14±0.45 mg GAE/g, 377.37±27.31 mmol/g ve 10.28±0.81 μg/mL ve MDE için; 623.26 mmol/g, 9.95 μg/mL; 40.72±0.85 mg GAE/g, 529.44±22.07 mmol/g ve 8.56±0.11 μg/mL'dir.
Optimum koşullarda HPLC ile belirlenen kafein, GA, C, EC, ECG, EGC ve EGCG oranları sırası ile KE için; % 2, 0.35, 0.78, 0.02, 1, 0.27 ve 6.15, UDE için; % 1.69, 0.51, 0.54, 0.03, 0.82, 0.01 ve 5.81 ve MDE için; % 2.06, 0.2, 0.51, 0.03, 0.93, 0.05 ve 6.3'tür.
Tüm yanıtlar üzerinde etkili faktörler; KE'da sıcaklık, UDE'da sıcaklık ve etanol konsantrasyonu ve MDE'da güç ve etanol konsantrasyonu olarak bulunmuştur. Antioksidan aktivite, bireysel kateşin verimi ve süre açısından bakıldığında MDE yönteminin KE ve UDE yöntemlerine göre daha üstün olduğu bulunmuştur.

Abstract:
In this study, antioxidant compounds from green tea factory waste were optimized by extraction conditions of classic (CE), ultrasound (UAE) and microwave-assisted extraction (MAE) methods using response surface methodology and Box-Behnken design according to the factors and responses. 
Temperature (20-60 °C), time (15-45 min) and ethanol concentration (40-60%) for CE & UAE and power (300-600 W), time (2-6 min) and ethanol concentration (40-60%) for MAE are chosen as factors. With respect to desirability function, optimal extraction conditions were determined as 51.51 °C, 39.34 min and 62.63% ethanol concentration for CE, 44.96 °C, 45 min and 66.7% ethanol concentration for UAE and 599.39 W, 4.21 min and 79.54% ethanol concentration for MAE. Predictive and experimental total phenolic compound (TPC), FRAP and EC50 values obtained in the identified optimal conditions were as follows 22.75 mg GAE/g, 592.97 mmol/g, 8.90 μg/mL; 38.20±0.29 mg GAE/g, 585.61±24.16 mmol/g ve 10.42 ±0.29 μg/mL, for CE, 25.47 mg GAE/g, 594.61 mmol/g, 12.29 μg/mL; 33.14±0.45 mg GAE/g, 377.37±27.31 mmol/g ve 10.28±0.81 μg/mL for UAE and 623.26 mmol/g, 9.95 μg/mL; 40.72±0.85 mg GAE/g, 529.44±22.07 mmol/g ve 8.56±0.11 μg/mL for MAE, respectively.
Avarage ratios of caffeine, GA, C, EC, ECG, EGC and EGCG were determined by HPLC under optimal extraction conditions as follows 2%,  0.35%,  0.78%,  0.02%, 1%, 0.27% ve 6.15% for CE, 1.69%, 0.51%, 0.54%, 0.03%, 0.82%, 0.01% ve 5.81% for UAE and 2.06%, 0.2%,  0.51%, 0.03%, 0.93%, 0.05% ve 6.3%, respectively. 
Influential factors over all responses were found as temperature for CE, temperature and ethanol concentration for UAE and power and ethanol concentration for MAE. In terms of antioxidant activity, individual catechin yield and duration MAE method was found to be superior than CE and UAE methods.