Sulu Faz Ekstraksiyonu İle Aspir Tohumu Yağı Üretiminde Enzim Etkisi Ve Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, Alcalase 2.5L ve Celluclast 1.5L ticari enzimleri varlığında aspirden sulu fazda enzimatik ekstraksiyon yöntemiyle yağ eldesi incelenmiş ve reaksiyon parametreleri Celluclast 1.5L enzimi ile tepki yüzey metodu kullanılarak optimize edilmiştir. Optimizasyon için 3 merkezli 17 tasarım noktasından oluşmuş 3 faktör ve 2 seviyeli kübik merkezi kompozit tasarım uygulanmıştır. Enzim miktarı, sıcaklık ve tampon çözelti pH’ının yağ miktarı üzerindeki etkileri bu metodla incelenmiştir. Reaksiyon parametreleri ile tepki arasındaki ilişkiyi veren ikinci dereceden polinomal bir denklem oluşturulmuş ve bu öngörülen denklemin elde edilen deneysel verilerle uygunluğunu saptamak için Statistica 7.0 programı kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucu en çok 79.7 verimle yağ elde edilmiştir. Yağ verimi üzerinde en etkili faktörlerin sırasıyla inkübasyon sıcaklığı, enzim miktarı ve tampon çözelti pH’ı olduğu saptanmıştır. Tepki yüzey metodu ile bağımsız değişkenler için belirlenen optimum noktalar 48.3 °C, 0.74 mL (0.6321 EGU) enzim ve 4.84 tampon çözelti pH’ıdır. Optimum noktada yürütülen deneyler sonucunda teorik olarak beklenen % 28.2 lik yağ miktarına karşılık % 27.1±0.9 lik yağ miktarı bulunmuştur. Yağ miktarı için elde edilen deneysel veriler ile model denklemden elde edilen tahmini tepki değerleri arasındaki lineer bağlantının korelasyon katsayısı 0.9866 olup model denklemin güvenilirliğini desteklemiştir. Soxhlet ve enzimatik ekstraksiyonla elde edilen yağların asit değeri, sabunlaşma değeri, sabunlaşmayan madde miktarı, serbest yağ asidi bileşimi ve kırılma indisi gibi fizikokimyasal özellikleri analiz edilerek kıyaslanmış ve benzer özellikler gösterdikleri saptanmıştır. Sonuçlar literatürdeki çalışmalarla karşılaştırıldığında, önerilen yöntemlerle geliştirilen aspirin sulu ortamda enzimatik ektraksiyonunun mühendislik açısından yeter yakınsaklığı sağladığı gözlenmiştir.

In this study, aqueous enzymatic oil extraction of safflower assisted by Alcalase 2.5L and Celluclast 1.5L enzymes was investigated and the reaction parameters were optimized via response surface methodology. A three-factor, three-level cubic central composite design requiring a total of 17 design points with 3 centre points was employed for the optimization. The combined effect of enzyme amount, buffer solution pH and incubation temperature on oil amount was evaluated by this method. The obtained experimental data were computed by using Statistica 7.0 software to fit the 2nd polynomial model predicted for the optimization. As a result of the optimization, the maximum oil amount and yield were 33.3 (% w∕w) and 79.7 (% w∕w), respectively. Incubation temperature was the most significant factor on the amount of oil extracted followed by enzyme amount and buffer solution pH. The optimum conditions were determined as follows: temperature, 48.3 °C; enzyme amount, 0.74 mL (0.6321 EGU); pH, 4.84. At this critical point, 28.2 (% w∕w) oil amount was observed. The predicted critical values were experimentally verified and an oil amount of 27.1±0.9 (% w∕w) was achieved. The experimental data for oil extraction yield obtained with Celluclast 1.5L correlated very well with process parameters, resulting in a model with high correlation coefficient for the oil amount (R2 = 0.9866). The physicochemical properties of the oils extracted by Soxhlet extraction and aqueous enzymatic extraction were compared in respect to their acid value, saponification value, unsaponified matter, free fatty acid composition and refractory index and it was observed that the enzyme treatment did not have any determining effect on these properties of the resulting oil. The comparison of the results with the examples given in the literature was in a good agreement.