Propolis biyoaktif bileşenlerinin ultrasonik ekstraksiyonunda sıcaklık, süre ve solvent konsantrasyonunun etkisinin belirlenmesi
The effects of temperature, time and solvent concentration on ultrasonic extraction of propolis bioactive compounds
Yazar: BÜŞRA ÇAKIR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAL GÜZEL
Hitit Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Antioksidan aktivite = Antioxidant activity ; Balsamlar = Balsams ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Propolis = Propolis ; Özütleme = Extraction

Özet:
Yapılan bu çalışmada propolis biyoaktif bileşenleri ultrases destekli ekstraksiyon yöntemi kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Ekstraksiyon etkinliğinin belirlenmesi için etanol konsantrasyonu, sıcaklık, süre ve katı solvent oranı olmak üzere dört farklı parametre seçilmiştir. Seçilen bu parametreler en yüksek toplam fenolik madde, toplam flavonoid konsantrasyonu, antioksidan kapasite ve balsam verimini elde etmek amacıyla dört değişkenli ve ikinci dereceden merkezi karma tasarım desenine göre belirlenen deneylerle optimize edilmiştir. Ayrıca propolis biyoaktif bileşenlerinin ekstraksiyonu geleneksel yöntemle de gerçekleştirilerek yöntemlerin ekstraksiyon etkinliğine etkisi kıyaslanmıştır. Seçilen ekstraksiyon parametreleri içerisinde etanol konsantrasyonu ve katı solvent oranının toplam fenolik madde miktarı ve toplam flavanoid içeriği üzerine önemli derecede etkili olduğu belirlenmiştir (p<0.0001). Etanol konsantrasyonu ayrıca antioksidan aktivite ve balsam verimi açısından da araştırılan parametreler içerisinde önemli derecede etkili bulunmuştur (p<0.0001). Ultrases destekli ekstraksiyon sonucunda %90 etanol konsantrasyonunda, 51°C'de, 32 dakika süreyle 1:300 katı solvent oranında gerçekleştirilen ekstraksiyonun maksimum verim eldesi için optimum koşul olduğu belirlenmiştir. Belirlenen bu optimum ekstraksiyon koşulu altında toplam fenolik madde miktarı 252,74±5,77 mg GAE/g, toplam flavonoid madde miktarı 222,32±1,27 mg CE/g, antioksidan aktivitesi 1,43±0,004 mmol TEAC/g ve balsam verimi ise %71,99±6,31 olarak tespit edilmiştir. %75 etanol konsantrasyonunda, 50 °C'de, 1:200 katı solvent oranında, 1 gün süre ile gerçekleştirilen geleneksel ekstraksiyon yönteminde ise toplam fenolik madde miktarı 231,48±2,48 mg GAE/g, toplam flavonoid madde miktarı 240,13±4,39 mg CE/g, antioksidan aktivitesi 1,50±0,04 mmol TEAC/g ve balsam verimi ise %58,87±0,12 olarak belirlenmiştir. Hem geleneksel hem de ultrasonik ekstraksiyonla elde edilen propolis örneğinde ferulik asit (5,31-6,55 mg/g propolis), kafeik asit (3,34-3,73 mg/g propolis), syringic asit (2,12-2,24 mg/g propolis) ve p-kumarik asit (2,63-2,95 mg/g propolis) hakim fenolik asitler olarak belirlenirken, kuersetin (0,14-0,15 mg/g propolis) ve rutin (0,0027-0,0032 mg/g propolis) başat flavonoidler olarak saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar, propolisteki biyoaktif bileşenlerin ekstraksiyonu için ultrasonik ekstraksiyon yönteminin geleneksel ekstraksiyon yöntemiyle kıyaslandığında ekstraksiyon etkinliği ve süre açısından avantajlı bir yöntem olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, propolis bioactive compounds extracted with ultrasound assisted extraction methods. Four different parameters (ethanol concentration, temperature, time and solid solvent ratio) were selected for determination of extraction efficiency. These selected parameters were optimized to achieve highest total phenolic content, total flavonoid content, antioxidant activity and balsam yield by using four variable, and second order central composite design. Furthermore, the extraction of bioactive compounds of propolis was carried out by conventional extraction and compared to ultrasonic extraction in terms of extraction efficiency. Results showed that the ethanol concentration and solid solvent ratio among the extraction parameters was significantly effective on total phenolic content and total flavonoid content (p<0.0001). Ethanol concentration was also found significantly effective on antioxidant activity and balsam yield (p<0.0001). The optimum condition to reach efficient extraction was determined as 90% ethanol concentration, 32 minute at 51°C with 1:300 solid solvent ratio. In this optimum condition, the amount of total phenolic content was 252,74±5,77 mg GAE/g, total flavonoid content was 222,32±1,27 mg CE/g, antioxidant activity was 1,43±0,004 mmol TEAC/g and balsam yield was %71,99±6,31. In conventional extraction, which was carried out 75% ethanol concentration, 1:200 solid solvent ratio at 50°C during 1 day, the total phenolic content was 231,48±2,48 mg GAE/g, total flavonoid content was 240,13±4,39 mg CE/g, antioxidant activity was 1,50±0,04 mmol TEAC/g and balsam yield was %58,87±0,12. In both propolis extracts obtained conventional and ultrasonic extraction, ferulic acid (5,31-6,55 mg/g propolis), caffeic acid (3,34-3,73 mg/g propolis), syringic acid (2,12-2,24 mg/g propolis)  and p-coumaric acid (2,63-2,95 mg/g propolis) were found major phenolic acid while quercetin (0,14-0,15 mg/g propolis) and rutin (0,0027-0,0032 mg/g propolis) were found major flavonoids. Results showed that ultrasound assisted extraction was better in terms of extraction efficiency and time when comparing conventional method.