Menengiç Tohumlarından Yağ Eldesi: Sulu Ekstraksiyona Enzim Ve Yüzey Aktif Madde Etkisi

Abstract

Bu çalışmada önce Anacardiacaea familyasından olan Pistacia türlerinden halk arasında menengiç diye bilinen Pistacia terebinthus tohumları ile halk arasında menengül ve cüce antep fıstığı olarak bilinen tohumların ve bu tohumlardan elde edilen yağlarının karakterizasyonu yapılmıştır. Menengiç, menengül ve cüce antepfıstığı tohumlarında sırası ile %44,3, %56,0 ve %55,5 oranlarında yağ bulunduğu tespit edilmiştir. Tohumlardan elde edilen yağların yağ asitleri bileşimleri incelendiğinde, tüm tohumların oleik asitce (%53-68) zengin olduğu belirlenmiştir. Yağlı tohumlardan endüstriyel olarak yağ eldesinde çözücü ekstraksiyonu ve/veya presleme yöntemleri kullanılmaktadır. Hekzan ortamında çalışmak emniyet, çevre kirliliği ve sektörde çalışanların maruz kaldığı zararlarından ötürü sıkı tedbirlerin alınmasını gerektirdiğinden, ekstraksiyon ünitelerinin yatırım ve işletme maliyetleri yüksektir. Bu nedenle son yıllarda yağ eldesinde alternatif yöntemlere yönelme olduğu, özellikle enzimatik sulu ekstraksiyon yönteminin denendiği gözlenmektedir. Çalışmalarımızın ikinci bölümünde, menengiç tohumlarından yağ eldesinde alternatif yöntemlerden biri olan sulu enzimatik ekstraksiyon yöntemi uygulanmıştır. Bu amaçla, tohumların ekstraksiyonu su ile yapılmış ve suya hücre çeperlerini degrade edebilecek enzimler (proteaz, selüaz ve pektinaz enzimleri) ilave edilmiştir. Yağ verimine reaksiyon parametrelerinin (pH, enzim cinsi ve miktarı ve sürenin) etkisi incelenmiş ve reaksiyon parametreleri optimize edilmiştir. Enzimatik ekstraksiyonlar, 0,6-1 mm tohum fraksiyonu ile, 1:7 tohum:tampon çözelti oranında, pH 4-8 aralığında, 0,25-1 mL/g enzim miktarlarında ve 4-24 saatlik sürede gerçekleştirilmiştir. Proteaz olarak Alcalase 2.5L, selülaz olarak Celluclast 1.5L ve pektinaz olarak Pectinex Ultra Clear ticari enzimleri kullanılmıştır. Bu çalışmada ayrıca sulu ekstraksiyon ortamına bir anyonik yüzey aktif madde katılmış ve bu katkının yağ verimine olan etkisi de incelenmiştir. Proteaz sulu enzimatik prosesde en etkili enzim olmuştur. pH 7’de, 0,38 mL/g pektinaz miktarında 24 saat enzimatik işlem uygulandığında, küspede kalan yağ miktarının tespiti ile tohum yağının % 80,4’ünün hücrelerden sulu ortama geçmiş olduğu belirlenmiştir. Buna karşılık sulu ekstraksiyon ortamından % 62,70 verimle yağ elde edilebilmektedir. Stabil yağ-su emülsiyonunun kırılamaması nedeniyle bu kayıp oluşmaktadır. Çalişmamızın son bölümünde ise, menengiç tohumlarından konvansiyonel çözücü ekstraksiyonu ve enzimatik sulu ekstraksiyon yöntemi ile elde edilmiş yağlar mukayese edilmiştir. Yağ asitleri bileşimleri arasında istatiksel olarak önemli fark olmadığı da belirlenmiştir.

In this study, at first, wild Pistacia seeds are, members of the family Anacardiacaea, locally named menengiç, menengül, cüce antep fıstığı were analyzed. Seeds and their oils were characterized. Oil contents of menengiç, menengül and cüce antepfıstığı were determined as 44.3%, 56.0% and 55.5% respectively. Gas chromatografic analyses of seed oils indicated that all of them are in oleic acid (53-68%). In general plant oils are produced from seeds by solvent extraction and/or mechanical pressing methods. Because of the health hazards, safety and environmental issues associated with the use of hexane, the construction and operational costs of hexane extraction facilities are high. For these reasons, in recent years it was observed that numerous studies have been directed towards the alternative methods, especially aqueous enzymatic extraction method. In the second part of study, to produce terebinth oil, aqueous enzymatic extraction was applied to terebinth seeds. For this purpose, protease, cellulase and pectinase enzymes were dissolved in water to degrade the cell walls of seeds. The effects of reaction parameters (pH, type and amount of enzymes, particle size and time) on the oil yield were investigated and optimized. Enzymatic extractions were conducted with particle size 0.6-1mm taking a seed-to-buffer solution ratio of 1:7, between pH 4 to 8, using 0.25 – 1 mL/g enzyme amounts for 4–24 h at 50 °C. Alcalase 2.5L, Celluclast 1.5L and Pectinex Ultra Clear commercial enzymes were used as protease, cellulase and pectinase enzymes, respectively. Finally an anionic surfactant was added to aqueous extraction medium and its effect on the oil yield was also investigated. Alcalase was quite effective in aqueous enzymatic process. When the enzymatic process conducted with 0.38 mL/g of alcalase at pH 7 for 24 h, the residual oil amount of the meal revealed that 80.4 % of oil released from the seeds to medium. However 62.70 % of total oil in the seeds was collected from extraction medium due to the formation of a stable oil-in-water emulsion. The last part of the study, the oils extracted from seeds by conventional solvent extraction and aqueous enzymatic extraction methods were compared. No significant variation was observed in their fatty acid compositions.