Fruktozdan 5-hidroksimetilfurfural (HMF) üretimi ve antikanserojen etkisinin in vitro incelenmesi
5-hydroxymethylfurfural (HMF) production from fructose and in vitro investigation of anticancer effect
Yazar: SADİYE KÜBRA BAŞKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMET ŞABAN TANYILDIZI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bu çalışmada, fruktozdan 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) üretimi ve antikanserojen etkisi araştırılmıştır. Fruktozdan HMF üretimi karıştırmalı basınç reaktöründe gerçekleştirilmiş ve deneysel şartlar, cevap yüzey yöntemi (RSM) kullanılarak optimize edilmiştir. Basınç reaktörü kullanılarak fruktozdan HMF üretimi için optimum şartlar 50 g/l fruktoz konsantrasyonu, 40 g/l katyonik iyon değiştirici reçine (Amberlysts 15 hydrogen form) miktarı, 120 °C  sıcaklık ve 104 dk süre olarak belirlenmiş olup bu şartlarda HMF verimliliğinin % 59.9 olacağı bulunmuştur. Fruktoz konsantrasyonunun ise optimum olarak belirlenen konsantrasyonunun üstündeki noktalarda yan ürün oluşumunun artışına sebep olarak HMF üretimini olumsuz yönde etkilemiştir. Aynı şekilde iyon değiştirici reçine miktarı da optimum noktaya kadar HMF oluşumunu artırmış ve daha sonra HMF üretimini etkilememiştir. Fruktozun HMF'ye dehidrasyonu için katalizör olarak kullanılan iyon değiştirici reçinelerin önemli olduğu görülmüştür. Fruktozdan HMF üretimi için çözücü olarak kullanılan dimetilsülfoksit (DMSO) vakumlu evaporatör yardımıyla yüksek oranda geri kazanılmıştır. Böylelikle, çözücü olarak kullanılan DMSO'nun yüksek oranda geri kazanımı HMF üretim yönteminin ekonomikliği açısından önemlidir. Ayrıca reaksiyon sonrasında reçine geri kazanımı da test edilmiş ve kullanılan reçinenin de geri kazanılabileceği ortaya konulmuştur. HMF'nin antikanserojen etkisi hem sağlıklı hücrelerde hem de kanser hücrelerinde incelenmiş ve antikanserojen etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, fructose 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) production and anticancer effect of HMF were investigated. HMF production from fructose was carried out in a stirred pressure reactor and optimized the experimental conditions using response surface method (RSM). Optimum conditions for HMF production were determined as 50 g/l fructose concentration, 40 g/l cationic ion exchange resin (Amberlysts 15 hydrogen form) amount, 120 °C temperature and 104 min time and the HMF efficiency was found to be 59.9 under these conditions. When the fructose concentration is higher than optimum value, the production of HMF is affected in negative because of increase in side product amounts. The amounts of  ion exchange resin increased HMF production until optimum value and then the production is not affected. The use of ion exchange resin as catalyst por dehydration of fructose to HMF is important. DMSO which is used as solvent for deydration of fructose to HMF is recovered by evaporation. Thus recovered DMSO is economically important for production of HMF. Morever it was also shown that the used resin can be recovered from the process. The anticancer effect of HMF has been studied in both healthy and cancer cells and has been shown to have anticarcinogenic effect.