Boylu ardıç (Juniperus excelsa) meyvelerinden süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu ile ilaç etken maddelerinin özütlenmesi
Extraction of pharmaceutical active compounds from Juniperus excelsa fruits by supercritical carbon dioxide extraction
Yazar: ESRA MERİH HİMMETOĞLU
Danışman: PROF. DR. METİN GÜRÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Süperkritik karbon dioksit = Supercritical carbon dioxide ; Süperkritik özütleme = Supercritical extraction

Özet:
Ardıç (Juniperus) bitkisi ihtiva ettiği değerli kimyasallar nedeniyle antik çağlardan beri tedavi amaçlı kullanılmaktadır. Sayısız çalışmaya konu olan bitkinin idrar söktürücü, iltihap önleyici, mantar önleyici, ağrı kesici, karaciğeri koruyucu, antioksidan, kolesterol azaltıcı, antimikrobiyal, antibakteriyal ve nöron koruyucu etki gösterdiği bilinmektedir. Ardıcın sağlığa faydalı bu etkileri içerdiği flavonoid ve fenolik bileşiklerden ileri gelmektedir. Bitkilerin ikincil metabolitleri olarak bilinen yüksek antioksidan kapasiteye sahip olan bu bileşikler ayrıca antimikrobiyal, antiviral ve antienflamatuar gibi diğer biyolojik işlevler de göstermektedir. Yapılan tez çalışmasının amacı ardıç meyvelerinden çevre dostu süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu yöntemiyle kuersetin, kemferol, apigenin, taksifolin, silibinin ilaç etken maddelerinin özütlenmesi ve bu etken maddelerin miktarını maksimize eden optimum çalışma şartlarının araştırılmasıdır. Ekstraksiyon işleminde polar bileşikleri özütleyebilmek için yardımcı çözücü (kosolvent) olarak etanol kullanılmıştır. Optimize edilmek istenen bağımsız parametreler sıcaklık, basınç, özütleme süresi ve karbondioksit akış hızı olarak belirlenmiştir. Deneysel çalışma algoritması belirlenirken yüzey cevap metodu, yüz-merkezli merkezi kompozit tasarım kullanılmıştır. Ekstraksiyon işlemleri sonucu elde edilen özütlerin içerisindeki ilaç etken maddelerinin kalitatif ve kantitatif analizleri yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ile yapılmıştır. Design Expert 12 programı kullanılarak bağımsız parametrelerin özütleme sürecine etkileri araştırılmış ve özütteki her bir ilaç etken maddesinin miktarını veren matematiksel modeller geliştirilmiştir. Geliştirilen modellerin öngördüğü optimum çalışma şartları ile deneysel sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Optimum çalışma koşullarında yapılan deneyler sonucu kuersetin miktarı 1,777 μg/g, kemferol miktarı 5,143 μg/g, silibinin miktarı 21,017 μg/g, taksifolin miktarı 9,304 μg/g ve apigenin miktarı 1,347 μg/g olarak bulunmuştur.

Abstract:
Juniper (Juniperus) plant has been used for treatment purposes since ancient times because of the valuable chemicals it has. It is known that this plant, which has been subject to numerous studies, has diuretic, anti-inflammatory, antifungal, analgesic, liver protection, antioxidant, cholesterol-reducing, antimicrobial, antibacterial and neuron protective effects. These beneficial health effects are caused by flavonoid and phenolic compounds contained in juniper. These compounds are known as secondary metabolites of plants with high antioxidant capacity also exhibit other biological functions such as antimicrobial, antiviral and anti-inflammatory. This thesis study aims to extract the pharmaceutical compounds of quercetin, kaempferol, apigenin, taxifolin and silibinin from juniper fruits by eco-friendly supercritical carbon dioxide extraction technique and to investigate the optimum working conditions that maximize the amount of these active substances. Ethanol was used as the co-solvent to extract polar compounds at the extraction process. The independent parameters to be optimized were determined as temperature, pressure, extraction time and carbon dioxide flow rate. To determine the experimental study algorithm face-centered central composite design of response surface methodology was used. Qualitative and quantitative analyses of the pharmaceutical compounds in the extracts were performed by using high performance liquid chromatography (HPLC). The effects of independent parameters on the extraction process were investigated by using the Design Expert 12 program and the mathematical models giving the amount of each active ingredient in the extract were developed. It was found that the optimum working conditions predicted by developed models were compatible with the experimental results. Under the optimum working conditions, experimental results of quercetin, kaempferol, silibinin, taxifolin, and apigenin amounts were respectively as 1.777 μg/g, 5.143 μg/g, 21.017 μg/g, 9.304 μg/g and 1.347 μg/g.