Karpuzdan mikroemülsiyon yöntemi ile ekstrakte edilen karotenoid bileşenlerin elektroeğirme tekniği ile enkapsülasyonu ve optimizasyonu
Encapsulation by electrospinning technique of carotenoid compounds from watermelon pulp with microemulsion method and optimization
Yazar: NURAY İNAN ÇINKIR
Danışman: DOÇ. DR. ASİYE AKYILDIZ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ilk olarak karpuz pulpundan karotenoid bileşenlerin yüzey aktif madde destekli ekstraksiyon elde edilme koşulları belirlenmiştir. Daha sonra, elde edilen ekstraktların dayanımını artırmak için elektroeğirme yöntemi ile enkapsülasyon koşulları cevap yüzey yöntemine göre matematiksel modelleri oluşturularak optimize edilmiştir. Çalışma sonucunda iki farklı yüzey aktif destekli ekstraksiyon olan Ekstraksiyon-1 ve Ekstraksiyon-2 koşullarına ait bağımsız değişkenler araştırılmıştır. Ekstraksiyon-1 ve Ekstraksiyon-2 için optimum koşullar sırasıyla 6.025 g/g S20/P (Span 20/Pulp), 8.827 of Gly/P (Gliserol/Pulp), 38.75 °C ve 18.75 dk. ve 1.13 g/g SMP/P (Sükrozmonopalmitat/Pulp), 7.53 g/g Tuz/P, 66.25 °C, 46.3 dk. olarak belirlenmiştir. Ekstraksiyon etkinliği en yüksek olan (%96.5) Ekstraksiyon-1 koşullarına göre elde edilen ekstrakt (mikroemülsiyon) en kaplama çözeltilerine en uygun oranda eklenerek enkapsüle edilmiştir. En yüksek enkapsülasyon etkinliği olan (%79.74), ve istenilen yapıda lif eldesini sağlayan zein çözeltisi kullanılarak elektroeğirme koşulları optimize edilmiştir. Optimum koşullar 23 kV, 1.7 mL/sa ve 12.76 cm olarak belirlenmiştir.  Optimum koşullarda üretilen nanolifler ve nanolif içeren model gıdalar (su, süt ve zeytinyağı) 84 gün boyunca depolanmıştır. Depolama boyunca süt hariç, diğer örneklerin L*, a*, b*, C* ve Hue değeri ve karotenoid içerikleri azalırken, ΔE* değerleri artış göstermiştir. En yüksek karotenoid dayanımı nanolif ve sonrasında nanolif içeren zeytinyağı, süt ve su örneklerinde olmuştur.

Abstract:
In this study, first carotenoid components from watermelon pulp were extracted with surfactant-assisted extraction. Then, the extract was encapsulated into nanofibers by using electrospinning method in order to increase the strength of the extracts. The extraction and encapsulation conditions were optimized by creating mathematical models according to the response surface method. As a result, Extraction-1 and Extraction-2 conditions determined as two different surfactant-assisted extractions. These independent variables were investigated. Optimum conditions for the Extraction-1 and Extraction-2 were detected as 6.025 g/g S20/P (Span 20/Pulp), 8.827 of Gly/P (Glycerol/Pulp), 38.75 °C, 18.75 min, and 1.13 g/g, SMP/P(Sucrosemonopalmitate/Pulp), 7.53 g/g Salt/P, 66.25 °C, 46.3 min, respectively. The microemulsion obtained according to Extraction-1 conditions had the highest extraction efficiency (96.5%). The microemulsion in the most appropriate ratio was added to coating solutions and encapsulated by electrospinning. The zein solution provided the highest encapsulation efficiency (79.74%) and fiber in the desired structure. Optimum encapsulation conditions were determined as 23 kV, 1.7 mL/h and 12.76 cm. Finally, the storage stability of the obtained optimum nanofibers and the model foods including nanofibers were determined during 84 days. Except milk, the L *, a *, b *, C * and Hue values and carotenoid contents of the other samples decreased while the ΔE * values increased during storage. The highest carotenoid stability was in the nanofibers and then olive oil, milk and water samples including nanofibers.