Gülfatma (Alcea apterocarpa) çiçeğinden biyoçözücülerle pigment eldesinin optimizasyonu
Optimization of pigment extraction from gulfatma (Alcea apterocarpa) with biosolvents
Yazar: AYŞEGÜL ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. İLKAY KOCA
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Alcea apterocarpa = Alcea apterocarpa ; Bütandiol = Butanediol ; Etanol = Ethanol ; Gliserin = Glycerin ; Çözücüler = Solvents

Özet:
Türkiye'de doğal olarak yetişen ve Malvaceae familyasına ait olan gülfatma çiçeği (Alcea apterocarpa) uzun yıllardır halk arasında birçok hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır. Bu çalışma, gülfatma çiçeğinden yenilebilir, çevre dostu biyoçözücülerle pigment eldesini optimize etmek amacıyla yapılmıştır. Bunun için biyoçözücü olarak gliserol, 1,3 bütandiol ve etil alkol kullanılmıştır. Optimizasyonda yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM), merkezi kompozit tasarımı kullanılmış, sıcaklık ve çözücü konsantrasyonu bağımsız değişken olarak alınmıştır. Seçilen bağımsız değişkenlerin toplam fenolik madde, toplam flavonoid, toplam antosiyanin ve antioksidan aktivite üzerine etkileri araştırılmıştır. Optimize koşullar gliserol için 85°C ekstraksiyon sıcaklığı, % 85 çözücü konsantrasyonu; 1,3-bütandiol için 85°C ekstraksiyon sıcaklığı, % 50.184 çözücü konsantrasyonu ve etil alkol için 75°C ekstraksiyon sıcaklığı, % 55.180 çözücü konsantrasyonu olarak belirlenmiştir. Bu optimum noktalarda gliserol, 1,3-bütandiol ve etil alkol için sırasıyla toplam fenolik madde 65.78, 48.85 ve 59.94 mg/g; toplam flavonoid 11.08, 11.95 ve 12.16 mg/g; toplam antosiyanin 8.38, 7.46 ve 8.04 mg/g; DPPH serbest radikal giderme etkisi 103.70, 188.55 ve 206.99 mmol/g; demir indirgeme antioksidan gücü (FRAP) 327.23, 437.54 ve 265.79 mmol/g olarak belirlenmiştir. Ayrıca, optimum noktada HPLC ile antosiyanin profilleri de incelenmiştir. HPLC sonuçlarına göre ekstraktlarda siyanidin-3-glukozit, siyanidin-3-rutinozit, pelargonidin-3-glukozit ve siyanidin klorit bulunmuştur.
Optimum koşullarda elde edilen ekstraktlarda, depolama ve ışık stabilite testleri uygulanmıştır. Oda sıcaklığında, karanlıkta 7 hafta depolama sonucunda antosiyaninlerde meydana gelen kayıp gliserol, 1,3-bütandiol ve etil alkol için sırasıyla % 42.12, % 75.87 ve % 67.74 olarak bulunmuştur. Işıkta 4 hafta depolama sonunda antosiyaninde meydana gelen kayıp gliserol % 45.94, 1,3-bütandiol için % 96.25 ve etil alkol için % 97.88 olarak kaydedilmiştir.
Sonuç olarak biyoçözücülerden antosiyanin verimi açısından istatistiksel anlamda farklılık (p>0.05) bulunmazken, bireysel fenolik bileşiklerin birbirinden farklı olduğu saptanmıştır. Depolama stabilitesi açısından değerlendirildiğinde, gliserol ile ekstrakte edilenlerin hem karanlık hem de ışıkta depolama stabilitesinin yüksek olduğu görülmüştür.

Anahtar Sözcükler: Alcea apterocarpa, Biyoçözücü, Gliserol, 1,3-Bütandiol, Etil alkol

Abstract:
The Gulfatma flower (Alcea apterocarpa) grows naturally in Turkey and belongs to the Malvaceae family. It has been used in the treatment of many diseases among the populations for many years. This study was carried out to optimize the pigment extraction from Gulfatma flower using edible and environmentally friendly biosolvents. For this purpose, glycerol, 1,3 butanediol and ethyl alcohol were used as biosolvents. Response surface methodology (RSM) and central composite design were used in the optimization. The temperature and solvent concentration were used as independent variables. The effects of the selected independent variables on total phenolic content, total flavonoid, total anthocyanin and antioxidant activity were investigated. Optimized conditions for glycerol were 85°C extraction temperature and 85 % solvent concentration; for 1,3-butanediol were 85°C extraction temperature and 50.184 % solvent concentration; and for ethyl alcohol were 75°C extraction temperature and 55.180 % solvent concentration. At these optimum conditions, the total phenolic content for glycerol, 1,3-butanediol and ethyl alcohol was 65.78, 48.85 and 59.94 mg/g, respectively; total flavonoid was 11.08, 11.95 and 12.16 mg/g; total anthocyanin was 8.38; 7.46 and 8.04 mg/g; DPPH free radical scavenging activity was 103.70, 188.55 and 206.99 mmol/g; and iron reducing antioxidant power (FRAP) was 327.23, 437.54 and 265.79 mmol/g. In addition, the anthocyanin profile was determined by HPLC at the optimum conditions and cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-rutinoside, pelargonidin-3-glucoside and cyanidin chloride were found in the extracts.
Storage and light stability tests were applied to the extracts obtained under optimum conditions. After 7 weeks of storage at room temperature in the dark, the loss of anthocyanins was found to be 42.12 % for glycerol, 75.87 % for 1,3-butanediol, and 67.74 % for ethyl alcohol. After 4 weeks of storage in the light, the loss of anthocyanin was recorded as 45.94 % for glycerol, 96.25 % for 1,3-butanediol and 97.88 % for ethyl alcohol.
As a result, no significant statistical difference (p>0.05) was found in terms of anthocyanin yield from biosolvents, however, the individual phenolic compounds were found to be different from each other. The extracted with glycerol had high storage stability in both dark and light compared to other solvents.

Keywords: Alcea apterocarpa, Biosolvent, Glycerol, 1,3-Butanediol, Ethyl alcohol