ULTRASON DESTEKLİ ALÇAK ÖTEKTİK SOLVENT EKSTRAKSİYON YÖNTEMİ İLE SİYAH/TURUNCU HAVUÇTAN DOĞAL RENK MADDESİ ÜRETİMİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DUYGU ASLAN TÜRKER
Danışman: Mahmut Doğan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında gıda renk maddesi olarak kullanılan antosiyanin ile β-karotenin doğal turuncu ve siyah havuç kaynaklarından ekstraksiyonu için çevre dostu bir teknik olan ultrason teknolojisi (US) ile yeşil solventler kapsamında değerlendirilen alçak ötektik solvent (AÖS)'lerin kullanım potansiyeli değerlendirilmiştir. Tez çalışmasının ilk aşamasında, hidrojen bağı donörü olarak kolin klorid, hidrojen bağı vericisi olarak da gliserol, fruktoz, sitrik, tartarik ve malik asit kullanılarak kolin klorid bazlı AÖS'ler hazırlanmış ve özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, test edilen tüm AÖS'lerin biyobozunurluğunun 28 gün sonunda >% 80 olduğunu ve bu nedenle biyobozunur yeşil çözücüler olarak kabul edilebileceğini göstermiştir. AÖS'lere ait FT-IR sonuçları, kolin kloridin birkaç fonksiyonel grubunun hazırlanan AÖS'lerde de var olduğunu ortaya çıkarmıştır. Termogravimetrik analiz (TGA) sonuçlarına göre de tüm AÖS'ler ve bileşenlerinin tek bir aşamada bozunduğu görülmüştür. Tez çalışması kapsamında ayrıca klasik ekstraksiyon yöntemleri ile US ve AÖS ekstraksiyon yöntemleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, β-karoten ekstraksiyonu için en iyi hidrojen bağı vericisinin gliserol, antosiyanin ekstraksiyonu için ise sitrik asit olduğunu bulunmuştur. Ayrıca, AÖS ile US tekniğinin birlikte kullanımı, klasik ekstraksiyona göre toplam karotenoid miktarını 1.73 kat ve antosiyanin miktarını ise 4.72 kat artırmıştır. Klasik ekstraksiyon, ultrason destekli ekstraksiyon, AÖS ekstraksiyonu ve AÖS ile US teknolojisinin birlikte kullanıldığı ekstraksiyon yöntemleri karşılaştırıldığında en iyi ekstraksiyon yönteminin US ve AÖS'ün birlikte kullanıldığı yöntem olduğu görülmüştür. Ekstraktların biyoaktif özelliklerinin analizi sonucunda elde edilen bulgularla da maksimum oranda antosiyanin ve β-karoten ekstraksiyonunu gerçekleştirmek için ekstraksiyon parametreleri optimize edilmiştir. Optimizasyon çalışmaları neticesinde, β-karoten ekstraksiyonu için optimum proses koşulları %61.12 ultrasonik güç, 21.81 dakika, 23.71:1 çözgen/örnek oranı ve 0.72 döngü sayısı olarak tespit edilmiştir. Siyanidin 3-O-glikozid ekstraksiyonu için ise % 78.4 ultrasonik güç, 19.8 dakika, 24.5:1 çözgen/örnek oranı ve 0.195 döngü sayısı optimum nokta olarak bulunmuştur. Optimizasyon sonucu elde edilen verilerin doğrulaması yapıldıktan sonra sitotoksikolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Sitotoksikolojik analiz sonuçları ile AÖS ve US teknolojisi ile elde edilen ekstraktların Caco-2 (insan kolon kanseri hücre dizisi) ve HUH7 (karaciğer hepatosit türevi karsinom hücre dizisi) hücre hattı üzerinde inhibe edici etkisi kanıtlanmıştır. Araştırmanın bir diğer aşamasında ise optimize edilen renk maddelerinin kullanım kolaylığı sağlaması ve raf ömrünün uzatılması gibi nedenlerle kompleks koaservasyon metodu ile mikroenkapsülasyonu sağlanmıştır. Elde edilen toz örneklerin fizikokimyasal özellikleri, tanecik boyutu dağılımı, toz akış özellikleri ile morfolojik yapıları incelenerek in vitro sindirim sistemindeki biyoyararlanımları değerlendirilmiştir. Bu kapsamda elde edilen renk maddelerinin kolay akış sergilediği gözlenmiştir. Mikroenkapsüle antosiyanin renk maddelerinden A-PE örneğinin biyoyararlılık değeri %26.40 bulunurken, β-karoten grubu renk maddelerinde en yüksek biyoyaralanım değeri, B-PE (%74.15) örneğinde kaydedilmiştir. Mikroenkapsüle toz renk maddeleri ile optimizasyon sonucunda elde edilen sıvı renk maddelerinin pH, sıcaklık ve depolama stabilitesi analizi sonuçları ise, +4 ˚C'nin en iyi depolama sıcaklığı olduğunu ve depolama süresinin artmasıyla renk maddelerinin β-karoten ve toplam monomerik antosiyanin içeriğinin azaldığını göstermiştir. Tez çalışmasının son aşamasında ise, üretilen renk maddelerinin model gıdalarda oluşturduğu etkinin belirlenmesi için jelly tipi yumuşak şekerlemelerde uygulaması yapılmıştır. Sonuçlar, elde edilen renk maddelerinin model gıda ürünlerinde başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: alçak ötektik solvent, ultrason, doğal gıda renk maddesi, β-karoten, antosiyanin