Süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu ile elde edilen Semizotu (Portulaca oleracea) tohum yağının püskürtmeli kurutma yöntemi ile enkapsulasyonu ve semizotu bitki tozunun taşıyıcı olarak kullanım olanaklarının araştırılması
Encapsulation of pursulane (Portulaca oleracea) seed oil obtained by supercritical carbondioxide extraction using spray drying method and evaluation of the  pursulane powder as a wall material
Yazar: JANAN HOSSEIN ZADEH
Danışman: PROF. DR. FİKRET PAZIR ; DOÇ. DR. ONUR ÖZDİKİCİERLER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Vegan beslenme alışkanlığını benimseyen bireyler, hayvansal kaynaklı gıdaların tümünü diyetlerinden çıkartmaktadırlar. Bu durum vegan bireylerin önemli besinsel öğeleri farklı kaynaklarla almasını zorunlu kılmaktadır. Ancak bitkisel kaynaklar, her zaman yeterli veya dengeli biçimde bu besinsel öğeleri sağlamakta yeterli kalamamaktadır. Bu besinsel öğeler arasında hayvansal kaynaklarda bulunan omega-3 ve omega-6 esansiyel yağ asitlerinin dengeli tüketimi, vegan bireyler açısından sorun haline gelebilmektedir. Vegan bireyler, omega-3 ve omega-6 yağ asitlerini bitkisel kaynaklardan sağlayabilme konusunda çözümler geliştirmeye çalışmaktadırlar. Bu açıdan bakıldığında semizotu bitkisi ve bu bitkinin tohumlarından elde edilen yağ önemli bir omega-3 ve omega-6 kaynağı olarak öne çıkmaktadır.
Bu çalışmada süperkritik karbondioksit ekstraksiyonun avantajlarından faydalanarak semizotu tohum yağının ekstraksiyonu ve taşıyıcı materyal olarak semizotu gövde ve yapraklarından elde edilecek tozun kullanımı ile püskürtmeli kurutma tekniğiyle enkapsüle edilmesi ve tüm üretim sistemlerinde kalite özelliklerinden ödün verilmeden yüksek omega-3 ve omega-6 içerikli ürünlerin elde edilmesinde cevap yüzey metodu (RSM) ile optimizasyon yaklaşımı kullanılmıştır. 
Semizotu tohumundan yeşil bir teknoloji olan süperkritik karbondioksit ile farklı statik ve dinamik sürelerde, farklı basınçlarda ve sıcaklıklarda ekstraksiyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Süperkritik karbondioksit ekstraksiyonunda optimum basınç, sıcaklık, statik süre ve dinamik süre seviyeleri sırasıyla 350 bar, 50 °C, 20, and 90 dak olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda ekstrakte edilen yağın yağ verimi, antioksidan aktivite, omega-6 ve omega-3 içeriği değerleri sırasıyla %7.5±0.2, %80.3±0.6, %32.0±0.2 ve %29.0±0.5 bulunmuştur. Ayrıca elde edilen semizotu tohum yağının kalite düzeyinin göstergesi olan serbest yağ asitliği (SYA), peroksit değeri (PV), p-anisidine (p-anV), K 232 ve K270 sırasıyla %15,04±0.87, 0,98± 1.12 meq O2/kg, 2.727±0.56 mmol/kg, 0,2521±0.31 ve 0,0378±0.38 olarak bulunmuştur.
Optimum noktada ekstrakte edilen semizotu tohum yağı, farklı sıcaklıklarda, farklı semizotu bitki tozu (SBT) ve maltodekstrin (MD) oranında ve farklı yağ içeriklerinde püskürtmeli kurutucuda enkapsüle edilmiştir. Püskürtmeli kurutma işleminin optimum SBT/MD oranı %25, yağ miktarı %23,68 ve giriş sıcaklığı 143,58°C seviyelerinde gerçekleştiği tespit edilmiştir. 
Optimum noktada elde edilen tozlarda enkapsülasyon etkinliği, omega-3 ve omega-6 değerleri, antioksidan aktivitesi ve nem oranı sırasıyla %87.6±0.49, %27.2±0.1, %31.9±0.01, %68,69±0.45 ve %3.32±0.11 olarak tespit edilmiştir. Tozun reolojik özelliklerini belirleyen analizleri incelediğimizde, ıslanabilirlik, kitle yoğunluğu ve sıkıştıılmış kitle yoğunluğu sırasıyla 1028±72 sn, 0,26±0,01 g/cm3 ve 0,56±0,02 g/cm3 olduğu saptanmıştır.
Optimum koşullarda üretilen tozlar laminasyonlu ambalajlarda 20 C' de 4 ay boyunca depolanmıştır. Bu süre zarfında ürünün karakteristik özelliklerindeki değişiklikler incelenmiştir. Ürünün nem içeriğinde 4 aylık depolama süresince istatistiksel olarak önemli bir artış bulunurken, su aktivitesi içeriğinde istatistiksel olarak önemli bir artış bulunmamıştır. Enkapsülasyon etkinliğini incelediğimizde 3 ayın sonunda istatistiksel olarak farkın olduğu gözlenmiştir.
Toplam fenolik madde içeriği incelendiğinde, depolama süresince istatistiksel olarak önemli bir fark olmadığı, antioksidan açısından ise 3' üncü aydan itibaren değişimin istatistiksel olarak önemli olduğu saptanmıştır. PV, SYA, p-anV, K 270 ve K 232 değerlerinde 2' nci ayın sonunda istatistiksel olarak önemli bir değişimin olduğu saptanmıştır.
Ayrıca ıslanabilirlik ve sıkıştırılmış kitle yoğunluğu açısından depolama boyunca istatistiksel fark olmadığı, ancak kitle yoğunluğu açısından 3' üncü aydan sonra değişimin olduğu görülmüştür. Enkapsüle edilmiş semizotu tohum yağının yağ asidi kompozisyonu incelendiğinde, omega 6 ve omega 3 içeriğinin 1' nci aydan itibaren azaldığını görmekteyiz, bu azalma istatistiksel olarak önemli bulunmuştur.

Abstract:
Individuals who adopt a vegan diet exclude all foods of animal origin from their diet. This situation necessitates vegan individuals to get important nutritional elements from different sources. However, plant sources are not always sufficient to provide these nutrients in a sufficient or balanced manner. Among these nutrients, the balanced consumption of omega-3 and omega-6 essential fatty acids found in animal sources can become a problem for vegan individuals. Vegan individuals try to develop solutions to provide omega-3 and omega-6 fatty acids from plant sources. From this point of view, purslane plant and the oil obtained from the seeds of this plant stand out as an important source of omega-3 and omega-6.
From this point of view, the extraction of purslane seed oil by taking advantage of supercritical carbon dioxide extraction, and encapsulation by spray drying technique with the use of powder to be obtained from purslane stems and leaves as carrier material, and optimization approach with response surface method (RSM) was used to obtain products with high omega-3 and omega-6 content without compromising quality characteristics in all production systems. The extraction process was carried out from purslane seed with supercritical carbon dioxide, a green technology, at different static and dynamic times and different pressures and temperatures. The optimal pressure, temperature, static time, and dynamic time values for supercritical carbon dioxide extraction were determined to be 350 bar, 50 °C, 20 min, and 90 min, respectively. The oil yield, antioxidant activity, omega-6, and omega-3 values of the oil extracted under these conditions were found to be 7.5%±0.2, 80.3%±0.6, 32.0% ± 0.2, and 29.0%±0.5, respectively. In addition, FFA, PV, p-anV, K 232, and K270, which are indicators of the quality level of the obtained purslane seed oil, were found to be 15,04%±0.87, 0,98±1.12 meq O2/kg, 2.727±0.56 mmol/kg, 0,2521±0.31 and 0,0378±0.38 respectively.
Purslane seed oil extracted at the optimum point was encapsulated in a spray dryer at different temperatures, different purslane plant powder ratios, and different oil contents. It was determined that the spray drying process was carried out at the optimum purslane powder/maltodextrin ratio of 25%, oil amount of 23.68%, and inlet temperature of 143.58 °C. Encapsulation efficiency, omega-3, omega-6, antioxidant activity, and moisture content in the powders obtained at the optimum point were determined as 87.6% ± 0.49, 27.2 %± 0.1, 31.9% ± 0.01, 68.69% ± 0.45, and 3.32%±0.11, respectively. When we examined the analyses determining the rheological properties of the powder, wettability, bulk density, and compressed bulk density were determined to be 1028±72 sn, 0,26±0,01 g/cm3 ve 0,56±0,02 g/cm3, respectively.
The encapsulated powders obtained at the optimum point were stored in laminated packages at 20 °C for 4 months. During this period, changes in the characteristic properties of the product were examined.
While a statistically significant increase was found in the moisture content of the product during 4 months of storage, it wasn't found in the water activity content. When we examined the encapsulation effectiveness, it was observed that there was a statistical difference at the end of 3 months. When the total phenolic content was examined, it was determined that there was no statistically significant difference during the storage period, and in terms of antioxidants, the change was statistically significant starting from the 3rd month. It was determined that there was a statistically significant change in PV, SYA, p-anV, K 270, and K 232 values at the end of the 2nd month. It was also observed that there was no statistical difference in terms of wettability and compressed bulk density during storage, but there was a change in bulk density after the 3rd month. When the fatty acid composition of encapsulated purslane seed oil is examined, we see that the omega 6 and omega 3 content decreases from the 1st month onwards, and this decrease was found to be statistically significant.