Çeşitli baharatlardan kurkumin ekstraksiyonu ve deneysel tasarımı
Curcumin extraction from various spices and experimental design
Yazar: BÜŞRA GÖKDEMİR
Danışman: PROF. DR. SÜHEYLA ÇEHRELİ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kurkumin = Curcumin ; Zencefil = Ginger ; Zerdeçal = Turmeric ; Özütleme = Extraction ; İyonik sıvılar = Ionic liquids

Özet:
Son yıllarda, halkın gıda tüketimine ilişkin farkındalığı artmakta ve bilimsel araştırmalar sonucunda birçok doğal bitki bileşeni tüketilebilmektedir. Bunlar arasında, fitokimyasal olarak bilinen ve giderek artan bir şekilde kullanılan kurkumin büyük dikkat çekmektedir. Kurkumin, antioksidan, anti-bakteriyel ve antiinflamasyon gibi birçok önemli etkiye sahip bir bileşiktir. Kurkumin, bu önemli etkilerden dolayı çeşitli hastalıklar için potansiyel bir terapötik maddedir. Araştırmalar diyabet, alerji, kronik hastalıklar ve hatta kanser gibi birçok hastalığa karşı etkili olduğunu göstermiştir. Tıpta, kozmetikte kullanımı yanı sıra gıda takviyesi olarak da kullanılır.
Zerdeçalın kurkumin içeriği bakımından zengin olduğu bilinmektedir. Literatürde zerdeçaldan kurkumin ekstraksiyonu ile ilgili birçok çalışma vardır. Bu çalışmalar etil alkol, hekzan, aseton gibi geleneksel çözücüler ile gerçekleştirilmiştir. Son yıllarda, "yeşil solventler" olarak bilinen ve geleneksel çözücülerin yerini alabilen iyonik sıvıların kullanımı giderek artmaktadır.
Bu tez çalışmasında, ilk olarak isot, hardal tozu, karabiber, kimyon, hindistan cevizi, yenibahar, kara biber, kırmızı biber, nane, kekik, zahter, köri, zerdeçal, tarçın ve zencefil gibi 15 farklı baharattan su ve metanol ile kurkumin ekstraksiyonu incelenmiştir. Bunlar arasında, literatürde incelenmemiş olan zencefilden metanol ile kurkumin ekstraksiyonu araştırılmıştır. Ayrıca, toksik, uçucu ve yanıcı özelliklere sahip geleneksel çözücüler yerine, alternatif bir yeşil çözücü olan iyonik sıvı [BMIM][Tf2N], en yüksek kurkumin içerikli zerdeçaldan kurkumin ekstraksiyonu için incelenmiştir. 
Ekstraksiyon süresi (10-60 dakika), ekstraksiyon sıcaklığı (25-55 0C) ve çözücü hacmi (10-30 mL) gibi parametrelerin ekstraksiyona etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, Yanıt Yüzey Metodolojisi deneysel tasarım yöntemi olarak kullanılmıştır. Ek olarak, kurkumin ekstraksiyonu için optimum ekstraksiyon koşulları belirlenmiştir. Deney sonuçları ANOVA ile değerlendirilmiş ve matematiksel model denklemleri belirlenmiştir.

Abstract:
In recent years, public awareness of food consumption is increasing and many natural plant components can be consumed as a result of scientific research. Among these, curcumin is known as phytochemicals and increasingly used, has taking great attention. Curcumin is a compound with many important effects such as antioxidant, anti-bacterial and anti-inflammation. Curcumin is a potential therapeutic agent for various diseases due to these important effects. Studies have shown that it is effective against many diseases such as diabetes, allergy, chronic diseases and even cancer. It is used in medicine, cosmetics, and as food supplement.
It is known that the turmeric has contains the richest curcumin amount. There are many studies on curcumin extraction from turmeric in the literature. These studies were carried out with conventional solvents such as ethyl alcohol, hexane and acetone. In recent years, there has been an increasing use of ionic liquids known as 'green solvents" and that can replace traditional solvents.
In this thesis, firstly, the extraction of curcumin with water and methanol from 15 different spices like isot, mustard powder, black pepper, cumin, coconut, allspice, black cumin, paprika, mint, thyme, zahtar, curry, turmeric, cinnamon and ginger were investigated. Among these, curcumin extraction from ginger with methanol related to no data available in literature was investigated. In addition, instead of conventional solvents having toxic, volatile and flammable properties, ionic liquid [BMIM][Tf2N] which is an alternative green solvent, has been studied for the extraction of curcumin from turmeric, which contains the highest amount of curcumin.
The effect of the parameters such as extraction time (10-60 minute), extraction temperature (25-55 0C), and solvent volume (10-30 mL) on extraction were investigated. For this purpose, Response Surface Methodology has been used as the experimental design method. In addition, optimum extraction conditions for curcumin extraction were determined. The experimental results were evaluated by ANOVA and mathematical model equations were determined.