Kızılcık meyvesinden (Cornus mas) ohmik destekli mikrodalga ve ultrasonik yöntemler ile fenolik bileşiklerin ekstraksiyonu
Extraction of phenolic compounds from cornelian cherry (Cornus mas) by ohmic assisted microwave and ultrasound methods
Yazar: NACİYE KUTLU KANTAR
Danışman: DOÇ. DR. ASLI İŞCİ YAKAN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada, geleneksel yöntemlere alternatif olarak çevre dostu ekstraksiyon yöntemlerle (ultrasonik (UDE), ohmik ısıtma destekli ultrasonik (OH-US), mikrodalga (MD) ve ohmik ısıtma destekli mikrodalga (OH-MD)), kızılcık meyvesinden fenolik bileşikler (TFB) ekstrakte edilmiştir. Çözücü olarak, toksik etkisi olmayan su tercih edilmiştir. Maserasyon (MS) kontrol grubu olarak uygulanmıştır. En yüksek TFB miktarı (29 mg GAE/g kuru madde) OH-MD yöntemi ile bulunmuştur. Bu değer, MS, UDE, OH-US ve MDE yöntemleriyle elde edilen miktarlardan sırasıyla 5.4, 4.4, 3.9 ve 1.1 kat daha fazladır. Çalışmada, mikrodalga enerjisinin, TFB ekstraksiyonunda çok etkili olduğu ve bu yöntemin ohmik ısıtma ile desteklendiğinde etkinin daha da arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, OH-MD yöntemi ekstraksiyon süresini, MS yöntemine kıyasla % 95 oranında kısaltmıştır. En yüksek toplam monomerik antosiyanin miktarı (0.83 mg cya-3-Glu/g kuru madde) OH-US yönteminden elde edilen ekstraktta tespit edilmiştir. Sıcaklık yükseldikçe antosiyanin degradasyonu artmaktadır. OH-US yönteminde kullanılan sıcaklık (50 °C) mikrodalgaya göre daha düşüktür. Bu nedenle, toplam monomerik antosiyanin miktarı OH-US yöntemle elde edilen örneklerde, daha yüksek değerde bulunmuştur. OH-US ve MDE yöntemleri ile elde edilen ekstraktlar en yüksek antioksidan aktivite değerine sahiptirler. MDE yöntemi ile elde edilen ekstraktlar en düşük pH ve en yüksek suda çözünür katı madde oranına sahiptirler. a* (kırmızılık) değeri açısından yöntemler arası farklılık gözlenmemiştir. Fakat L* (açıklık/koyuluk) ve b* (sarılık) değerleri en yüksek değerini MS yöntemi ile almıştır. Tüm bu sonuçlar ışığında, ohmik ısıtma desteği hem TFB veriminin artırılmasında hem de ekstraksiyon süresinin azalmasında etkin rol oynamış ve fenolik bileşiklerin başarılı bir şekilde kızılcık meyvesinden ekstraksiyonu sağlanmıştır.

Abstract:
In this study, phenolic compounds from cornelian cherry were extracted by using environmentally friendly extraction methods (ultrasonic (UAE), ohmic heating assisted ultrasonic (OHAUE), microwave (MAE) and ohmic heating assisted microwave (OHAME)). Water which was non-toxic was used in the experiments as a solvent. Maceration (MS) was performed as a control group. The phenolic content of the extracts obtained by OHAME (29 mg GAE/g dry matter) was found to be the highest among the five methods. This value is 5.4, 4.4, 3.9 and 1.1 times higher than that of MS, UAE, OHAUE and MAE methods, respectively. In this study, it was observed that the microwave energy was very effective in total phenolic compound extraction and the effect was increased when this method was supported with ohmic heating. In addition, OHAME reduced the extraction time by 95% compared to the maceration method. The highest total amount of monomeric anthocyanin (0.83 mg cya-3-Glu/g dry matter) was determined in the extracts obtained from the OHAUE method. This may be due to lower temperatures employed in this method. It is a known fact that anthocyanin degradation may occur as the temperature increases especially for the methods that include microwave irradiation. Moreover, the extracts obtained by OHAUE and MAE methods showed the highest antioxidant activity. The extracts obtained with MAE have the lowest pH and the highest water-soluble solid matter ratio. No difference was observed between a* (redness) values among the different methods studied. However, the MS samples had the highest L* (lightness/darkness) and b* (yellowness) values. In the light of all these results, the ohmic heating application prior to extraction played an active role in both increasing the total phenolic compound yield and decreasing the extraction time. The phenolic compounds were successfully extracted from the cornelian cherry by using the proposed novel methods.