Turunçgil meyve ve yapraklarının farklı ekstraksiyon yöntemleriyle ekstraksiyonu ve matematik modellemesi
Extraction of the citrus fruit and leaves by various extraction methods and mathematical modelling
Yazar: ZEYNEP İLBAY
Danışman: PROF. DR. ŞAH İSMAİL KIRBAŞLAR ; PROF. DR. MAHMUT RAHİM BAYRAMOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Türkiye, yaklaşık 3 milyon tonluk narenciye üretim potansiyeliyle dünyada ilk 10'a giren ülkeler arasındadır. Türkiye'de yetiştirilen narenciyelerin %3'lük kısmını greyfurt oluşturmakta ve 2010 yılında 213.768 tonluk üretimiyle ülkemizi 7. sıraya yükseltmiştir. 
Altıntop olarak da bilinen greyfurtlar özellikle meyve suyu üretiminde kullanılmaktadır. Meyve suyu üretimi sırasında kabuk, yaprak, posa vb. biyolojik atıklar oluşur. Söz edilen biyolojik atıkların en önemli özelliği yapısında yüksek miktarda çeşitli fenolik maddeler içermesidir. Antioksidan özelliği gösteren fenolik maddeler, farklı reaktif oksijen türlerine (süperoksit, hidroksil radikal gibi) karşı etki göstererek; kanser, şeker, kalp, Alzheimer, Parkinson ve felç gibi birçok hastalıklara yakalanma riskini azaltır. Ancak, biyolojik atıkları gıda takviyesi olarak kullanabilmek için ekstraksiyon ve izolasyon işlemlerine gereksinim duyulmaktadır.
Tez kapsamında, Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsünde yetiştirilen greyfurtun (Citrus paradisi ) kabuk ve yapraklarına yeni ve çevre dostu ekstraksiyon yöntemlerinden ultrases destekli ekstraksiyon (UAE), solventsiz mikrodalga destekli ekstraksiyon (SMDE), mikrodalga destekli ekstraksiyon (MDE), süperkritik akışkan ekstraksiyon (SAE) metotları uygulanmıştır. Geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden Soxhlet ektraksiyon yöntemi de kullanılmıştır. Ekstraksiyon işlemi sırasında, yanıt yüzey metodolojisi (YYM) kullanılarak ekstraksiyon süresi, ekstraksiyon sıcaklığı, çözücü türü, çözücü konsantrasyonu gibi ekstraksiyon parametrelerinin optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon sonucunda, en yüksek toplam fenolik miktar (TFM) ve toplam fenolik miktarının üretim hızını (TFM-ÜH) veren optimum reaksiyon koşullarıyla beraber, en iyi ekstraksiyon metodu da belirlenmiştir. Ekstraksiyon işleminden sonra, özütlerin yapısındaki naringinin kantitatif olarak analizi yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC) kullanılarak yapılmıştır. Optimum ekstraksiyon koşullarında uygulanan greyfurt yapraklarının morfolojik yapısı taramalı elektron mikroskobu (SEM) cihazı ile belirlenmiştir. Ayrıca, her bir yöntemde tüketilen elektrik enerjisi belirlenmiştir.
En yüksek toplam fenolik miktar (TFM) 28.986 (mg-GAEg-1KY) ve naringin miktarı (NM) 117.08 (mg-NMg-1KY) greyfurt yapraklarına uygulanan UDE yönteminde elde edilmiştir. Elektrik enerjisini en az tüketen yöntemin 0.022kW-h ile  MDE yöntemi olduğu gözlemlenmiştir.
Bu çalışma endüstriyel üretim için alt yapı oluşturmayı da hedeflemektedir. Diğer taraftan, flavonoidlerin analiz sonuçları literatürdeki Çin, ABD ve Meksika gibi ilk sırada greyfurt yetiştirilen ülkelerin greyfurtlarının flavonoid miktarlarıyla karşılaştırılmıştır. 

Anahtar kelimeler: Greyfurt (Citrus paradisi), antioksidan, naringin, ekstraksiyon, optimizasyon.

Abstract:
Turkey is in the top ten world's biggest citrus producers with a 3 million tons of production potential. 213.768 tons of grapefruit have been grown in Turkey and with its %3 ratio in total citrus production helps Turkey to have its 7th place in 2010.
Grapefruit, which is also known as "altıntop", is especially used in fruit juice sector. During grapefruit juice production, biological wastes occur, such as peels, leaves and pulp. These mentioned leftovers are important with their high phenolic content. Phenolic contents with their antioxidant properties are effective against different reactive oxygen species (superoxide, hydroxyl radicals), thus reducing the risk of cancer, diabetes, heart attack, Alzheimer, Parkinson and paralysis. However, these wastes should be processed with extraction and isolation. 
In the scope of this thesis, leaves and peels of grapefruit (Citrus paradisi) could be processed with ultrasonic assisted extraction (UAE), solvent free microwave assisted extraction  (SFME), microwave assisted extraction (MAE), supercritical fluid extraction (SFE). From a conventional extraction method, Soxhlet extraction was applied. During the extraction, response surface methodology (YYM) could be used to optimize extraction parameters such as duration, temperature, solvent type, solvent concentration and material size. Optimizing these parameters helped us identify the preferable extraction method along with the best conditions to have highest extraction yield and quality. After the extraction process, the isolation process could be applied to extracts, and important flavonoids such as naringin would be analyzed quantitatively using high pressure liquid chromatography (HPLC). The morphological structure of grapefruit leaves at optimal extraction conditions determined with Scanning electron microscope (SEM). Furthermore, total electrical energy consumed of each extraction methods were calculated.
The highest total phenol content (TFC) and naringin content (NM) were calculated as 28.986 (mg-GAEg-1DL) and 117.08 (mg-NMg-1DL from grapefruit leaves under ultrasound-assisted extraction method; respectively. Microwave-assisted extraction had the lowest electrical energy consumption as 0.022 kWh.
Also, this thesis would served as a background work for industrial production. Analysis results would be compared to other studies from other countries such as China, USA and Mexico, in which the grapefruit production is the highest.        

Keywords: Grapefruit (Citrus paradisi), antioxidant, naringin, extraction, optimization.