Sulu enzimatik ekstraksiyon yöntemi ile ayçiçek yağı ve proteini eldesi

Abstract

Çevre kirliliğinin artması ile birlikte gıda kaynaklarının korunması ve sürdürülebilirliği önemli bir konu haline gelmektedir. Bu amaçla, günümüzde birçok alanda sürdürülebilir ve çevre dostu alternatif yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Solvent ekstraksiyonu, yağ endüstrisinde en yaygın kullanılan geleneksel yöntemlerden biridir ve bu yöntemle elde edilen yağ verimi oldukça yüksektir. Solvent ekstraksiyonunda hekzan ve/veya n-hekzan gibi organik çözücüler kullanılmaktadır. Ancak kullanılan bu organik çözücüler toksik ve yanıcı olması gibi sebeplerden dolayı bazı kısıtlamalara sahiptir. Aynı zamanda çok fazla çözücü kullanılması da çevre sorunlarını beraberinde getirmektedir. Sulu enzimatik ekstraksiyon yöntemi çözücü olarak su kullanılması sebebi ile çevre dostu bir yöntemdir ve bu yöntemle yüksek kalitede ürünler ekstrakte edilebilmektedir. Bununla birlikte herhangi bir bozulma olmadan yüksek besin içeriğine sahip yan ürünlerin de elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Ayçiçeği, yağ, küspe ve biyodizel gibi kullanım alanları açısından önemli bir yağlı tohum bitkisidir. Günümüzde üretilen ayçiçeği tohumunun büyük bir kısmı yağ üretimi için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, ayçiçeği tohumlarından yağ eldesinde, geleneksel solvent ekstraksiyonu yöntemi yerine sulu enzimatik ekstraksiyon yöntemi kullanılarak yağ elde edilmesi ve aynı zamanda yağ ekstraksiyonu sonrasında ayçiçeği proteinlerinin de eş zamanlı olarak elde edilmesi amaçlanmıştır. Sulu enzimatik ekstraksiyon sonrasında elde edilen yağda verim hesaplanarak Soxhelet ekstraksiyonu ile elde edilen yağ verimleri ile karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda, sulu enzimatik ekstraksiyon sonrası sulu fazda alkali ekstraksiyon-izoelektrik çöktürme ile protein izolatı elde edilmiştir ve protein izolatlarında bulunan klorojenik asitin uzaklaştırılması için yıkama yapılmıştır. Sulu enzimatik ekstraksiyon için Yüzey Tepki Metodolojisi (RSM) kullanılarak 31 adet örnek deney tasarımı oluşturulmuştur. Optimum sulu enzimatik ekstraksiyon koşullarını belirlemek için 1:4, 1:7, 1:10 katı sıvı oranı ve 1,3,5 ml/100 g enzim oranları ve ekstraksiyon süresi olarak 30, 60, 90 dk (Celluclast® ve Alcalase® için ayrı ayrı) kullanılmıştır. Yapılan denemeler sonucunda, optimum sulu enzimatik ekstraksiyon parametreleri 4g/g katı sıvı oranı, 5mL/100g enzim konsantrasyonu, Celluclast® süre 1,5 ve Alcalase® süre 1,5 saat olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda gerçekleştirilen SEE sonrası elde edilen yağ verimi %33,44 ve protein değeri %3,82 olarak bulunmuştur. Elde edilen yağın serbest yağ asidi değeri %0,74±0,05, peroksit değeri 1,55±0,175 meqiv/kg bulunmuştur. Sulu enzimatik ekstraksiyon ile elde edilen yağ verimi, solvent ekstraksiyonu ile elde edilen yağ verimi ile kıyaslandığında daha düşük bir yağ verimi elde edilmiştir. Alkali ekstraksiyon-izoelektrik çöktürme ile elde edilen protein izolatı miktarı 1,60±0,07g ve protein içeriği %54,99±1,12 olarak bulunurken klorojenik asit uzaklaştırma işleminden sonra elde edilen protein izolatı miktarı 0,81±0,13g ve protein içeriği %58,27±0,15 olarak elde edilmiştir. Belirlenen optimum koşullarda HPLC kullanılarak izolatlardaki klorojenik asit miktarları tespit edilmiştir. Sulu enzimatik ekstraksiyon sonucu elde edilen protein izolatlarındaki klorojenik asit miktarı 2,43±0,56mg/g olarak tespit edilirken klorojenik asit yıkama sonrasındaki protein izolatlarındaki klorojenik asit miktarının 3,66±0,84mg/g olduğu gözlemlenmiştir ve klorojenik asit uzaklaştırma için denenen yöntemin etkili olmadığı gözlemlenmiştir.