Karayemiş meyvesinden pektin ekstraksiyonu ve karakterizasyonu
Extraction and characterization of pectin from cherry laurel fruit
Yazar: ESMA NUR YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ÇİĞDEM PALA
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Karayemiş (Prunus laurocerasus L.), daha çok Türkiye'nin Karadeniz bölgesinde doğal olarak yetişen ve yöresel olarak "Taflan" adıyla da bilinen bir meyvedir. Bu çalışma kapsamında, karayemiş meyvesinde bulunan pektik bileşenlerin ekstraksiyon verimi ve elde edilen pektin ürünlernin özellikleri üzerine, asit ve enzim-temelli olmak üzere iki farklı ekstraksiyon yönteminin etkisi araştırılmıştır. Ekstraksiyon uygulamaları öncesi, karayemiş meyveleri kurutularak, öğütme ve eleme işlemleri sonrası kuru toz halinde standardize edilmiştir. Karayemiş tozunun antioksidan özellikleri bakımından toplam fenol içeriği 5,99 mg GAE/g , CUPRAC değeri 5,27 mg TE/g  ve EC50 değeri ise 43,63 mg olarak belirlenmiştir. Karayemiş tozundan asit-temelli pektin ekstraksiyonu, iki farklı asit (sülfürik asit ve sitrik asit) çözeltisi ve iki farklı seyreltme düzeyi (1:15 ve 1:30, w/v) kullanılarak 80°C'de gerçekleştirilmiştir. Enzim-temelli ekstraksiyon ise 25, 50 ve 100 µL/g karayemiş tozu dozajlarında selülaz enzimi (Celluclast® 1.5, Novozyme, Danimarka) ile 50 °C'de 4 saat süreyle enzimasyon uygulamasını içermektedir. Asit ekstraksiyonu sonucunda verim değerleri, en düşük % 11,6 ve en yüksek ise % 16,5 düzeylerinde değişim göstermiştir. Asit-temelli ekstraksiyonda kullanılan hem iki farklı asit çeşidinin ve hem de iki farklı seyreltme oranının verim üzerine etkileri bakımından kendi aralarında önemli bir farkın olmadığı belirlenmiştir (P>0.05). Enzim-temelli ekstraksiyon sonucunda ise enzim konsantrasyonunun verim üzerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olduğu (P<0.05)  ve enzim konsantrasyonu arttıkça verim düzeylerinde de artışların olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, enzim-temelli ekstraksiyon yöntemi sonucunda yaklaşık % 24,05 oranında verim düzeyi elde edilmiş olup, asit ekstrasksiyonu ile karşılaştırıldığında verim üzerine etkisinin daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır. Pektinler esterleşme derecelerine göre değerlendirildiğinde, sülfürik asit-temelli ekstraksiyondan elde edilen pektinler yüksek metoksilli, sitrik asit ve enzim-temelli ekstraksiyonlarından elde edilen pektinlerin ise düşük metoksilli özellikte oldukları belirlenmiştir. Elde edilen tüm pektinlerin FTIR spektrumları, referans olarak kullanılan ticari pektine ait spektrum ile benzerlik göstermekte ve pektine özgü karakteristik pikleri bulundurmaktadır. Reolojik olarak, asit-temelli ekstraksiyon sonucunda elde edilen pektilerin sulu çözeltilerinin, enzim-temelli ekstraksiyon ile elde edilen pektinin sulu çözeltisinine göre daha yüksek viskoziteye sahip oldukları gözlenmiştir.

Anahtar sözcükler: Karayemiş meyvesi, pektin ekstraksiyonu, verim, esterleşme derecesi

Abstract:
Cherry laurel (Prunus laurocerasus L.) is a fruit that grows naturally in the Black Sea region of Turkey and locally known as "Karayemiş". In this study, the effect of two different extraction methods (acid- and enzyme-based) on the extraction efficiency of the pectic components in fruit and the properties of the pectin obtained was investigated. Before extraction applications, fruits were dried and standardized as a dry powder after grinding and sieving processes. In terms of antioxidant properties of cherry laurel fruit powder, total phenol content was 5,99 mg GA/g , CUPRAC value was 5,27 mg TE/g  and EC50 value was 43,63 mg . Acid-based pectin extraction from cherry laurel fruit powder was performed at 80°C using two different acid solutions (sulfuric and citric acids) and two different dilution levels (1:15 and 1:30, w/v). Enzyme-based extraction involved the application of cellulase enzyme (Celluclast® 1.5, Novozyme, Denmark) for 4 hours at 50°C with dosages of 25, 50, and 100 µL/g dry powder. As a result of acid extraction, the yield values changed at the lowest 11.6% and the highest at 16,5%. It was determined that there was no significant difference between them in terms of the effects of both different acid types and two different dilution ratios used in acid-based extraction (P>0.05). As a result of enzyme-based extraction, the effect of enzyme concentration on yield is statistically significant (P<0.05) and as the enzyme concentration increased, pectin yield increased. However, as a result of the enzyme-based extraction method, approximately 24,05% yield was obtained, and it was concluded that its effect on yield was better compared to acid extraction. When pectins were evaluated according to their esterification degrees, pectins obtained from sulfuric acid-based extraction were determined to have high methoxy, and pectins obtained from citric acid- and enzyme-based extractions had low methoxy properties. The FTIR spectra of all the pectins obtained were similar to the spectrum of the commercial pectin used as a reference and pectin-specific characteristic peaks were found. Rheologically, it was observed that the aqueous solutions of the pectins obtained as a result of acid-based extraction had a higher viscosity than the aqueous solution of the pectin obtained by enzyme-based extraction. 

Keywords: Cherry laurel fruit, pectin extraction, pectin yield, esterification degree