Nar kabuğu fenolik bileşiklerinin su ile ekstraksiyonu ve ekstraktların mikroenkapsülasyonu
Water extraction of phenolic components from pomegranate peel and microencapsulation of these extracts
Yazar: NECATTİN CİHAT İÇYER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÇAM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Kromatografi-yüksek basınçlı-sıvı = Chromatography-high pressure-liquid ; Kurutma yöntemleri = Drying methods ; Mikroenkapsülasyon = Microencapsulation ; Nar = Pomegranate ; Püskürtmeli kurutma = Spray drying

Özet:
Ortalama %40 kabuk içeren nar meyvesi taze olarak tüketilmekte ve nar suyu, nar ekşisi, nar reçeli gibi birçok ürüne işlenmektedir. Nar kabuğunda bulunan fenolik bileşikler antioksidan, antidiyabetik, antimikrobiyal özelliklere sahip olmaları sayesinde gıdalara doğal katkı maddeleri olarak ilave edilip fonksiyonel özellik kazandırabilmektedirler. Bu bilgiler ışığında nar meyvesi işlendiği zaman geriye kalan artıklarının önemi günümüzde kat be kat artmıştır. Bu tez çalışmasının konusu işlenmesi sırasında büyük miktarda posa oluşturan narın kabuk kısmının içerdiği biyoaktif bileşenlerin değerlendirilmesi esas alınarak seçilmiştir.Bu çalışmada nar kabuğundan fenolik bileşiklerin ekstraksiyonunda etkili olan faktörlerin incelenmesi, ekstraksiyon koşullarının karşılaştırılması, elde edilen ekstraktlarda yapılan analizlerle optimum ekstraksiyon şartlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. İlave olarak nar kabuğundan elde edilen ekstraktların mikroenkapsülasyon işlemi üzerine etkili faktörleri, mikroenkapsülasyon için optimum koşulları belirlenmiş daha sonra da püskürtmeli kurutma yöntemi ile mikroenkapsülasyon işlemi gerçekleştirilmiştir.Nar kabuğundan fenolik bileşiklerin ekstraksiyon işlemlerinde cevap yüzey yöntemi ile toplam fenolik madde miktarı ve antidiyabetik aktivite verilerine göre yapılan optimizasyon sonucu 100?C sıcaklık ve 1 dakika ekstraksiyon süresi ile fenolik bileşiklerin optimum ekstraksiyon koşulları belirlenmiştir.Elde edilen ekstraktlar, laboratuar tipi püskürtmeli kurutucuda farklı sıcaklıklar denenerek mikroenkapsüle edilmiş, kurutma sırasında hava giriş sıcaklığı 160?C, hava çıkış sıcaklığı 75-78 ?C olacak şekilde farklı markada, farklı dekstroz eşdeğerliğine sahip maltodekstrinler farklı oranlarda ilave edilerek kurutmalar yapılmış, mikroenkapsülasyon işleminin etkinliğini gösteren parametreler baz alınarak analiz sonuçları karşılaştırılmış ve nar kabuğu ekstraktlarının püskürtmeli kurutma tekniği ile mikroenkapsülasyonundaki optimum şartlar belirlenmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde fenolik bileşiklerin mikroenkapsülasyonu için giriş sıcaklığının 160?C, dekstroz eşdeğerinin 14-17 DE ve fenolik: maltodekstrinin 1:1 olduğu şartların optimum koşullar olduğu anlaşılmıştır. Sonuç olarak nar kabuğundan optimum koşullarda elde edilen fenolik bileşikler mikroenkapsüle edilerek gıdalara ilave edilebilirliği kolaylaştırılmış ve katkı maddesi olarak kullanılabilmesi için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Daha sonraki çalışmalarda da optimum koşullarda ekstrakte edilen fenolik bileşiklerin çeşitli gıdalara ilave edilerek bu gıdaların renk katkı maddesi olarak kullanımının, antimikrobiyal, antioksidan özelliklerinin ve depolama stabilitesinin geliştirilmesine yönelik çalışmalar yapılması faydalı olacaktır.

Abstract:
Pomegranate fruit of which the peels constitute approximately 40% of the whole fruit has been consumed fresh or processed into juice, jelly, and a concentrated juice which is nar ekşisi in Turkish. Phenolic compounds of pomegranate peels might supply functionality when added to foods as natural additives due to the anti-oxidative, anti-diabetic, and anti-microbial properties. By-products from pomegranate processing are coming into prominence in the light of this information. The objective of this study was selected considering to exploit huge amount of by-product containing bioactive components from pomegranate processing.In this study, it was aimed to optimize the extraction conditions of phenolic compounds from pomegranate peels by investigating possible factors, comparing the extraction conditions, and analyzing the extracts. Moreover, effective factors on microencapsulation of the extracts, and optimum microencapsulation conditions were determined followed by microencapsulation was carried out with spray drying method.The optimum conditions were determined by response surface methodology as 100 °C for temperature, and 1 min for extraction time based on total phenolic contents and anti-diabetic properties of the extracts. The extracts were then microencapsulated by a lab scale spray dryer using 160 °C for air input temperature which resulted in outlet temperature of 75-78 °C. The processes were carried out by using certain brand of maltodextrins as carrier agents having different dextrose equivalency. The optimum conditions for microencapsulation using spray drying were determined by comparing the parameters which show the effectiveness of microencapsulation.The results of the study showed that the optimum conditions for microencapsulation of the peel phenolics were as follows: air inlet temperature of 160 °C, dextrose equivalency of 14-17, and, core-to-wall ratio of 1:1. Finally, optimum conditions of phenolic compounds to extract from the pomegranate peels were determined, and their incorporation into the foods were facilitated by microencapsulating these extracts. Future studies might be the use of these extracts as food colorant, anti-microbial and antioxidant agents and improvement of storage stability of foods by these extracts.