Nar kabuğundan enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi ile fenolik madde ve pektin elde edilmesi

Abstract

Günümüzde, gıda kaynaklarının azalması, nüfusun hızla artışı gibi sebeplere bağlı olarak gıda atıklarının azaltılması ve atıklardan katma değeri yüksek bileşenlerin geri kazanımı önem kazanmaktadır. Geri kazanım alanında metotların geliştirilmesi ile birlikte, sürdürülebilir ve çevre dostu üretim kavramları da gündeme gelmeye başlamıştır. Çevre dostu metotlar arasında yer alan enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon; çözgen kullanımını azaltarak, daha az enerji sarfiyatı sağlayarak ve verimi artırarak fayda sağlamayı amaçlamaktadır. Meyve sebzeler gıda atıklarının büyük bir çoğunluğunu oluşturduğu için geri kazanım konusunda pek çok çalışmaya konu olmaktadırlar. Nar kabuğun, meyvenin yaklaşık yarısını oluşturması ve değerli bileşenler bakımından zengin olması ile bu çalışmada tercih edilmiş; endüstriyel nar suyu üretiminden arta kalan nar kabuğundan fenolik madde ve pektin ekstraksiyonu için enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon yöntemleri kullanılarak optimum koşullar belirlenmiştir. Öncelikle, enzimin hücre duvarını parçalaması özelliğinden faydalanılarak nar kabuğundan fenolik madde ekstraksiyonu için optimum enzim ön işlem süresi 60 dk, sonrasında etanol ile ekstraksiyon süresi ise 30 dk olarak belirlenmiştir. Çeşitli katı:sıvı oranı ve enzim konsantrasyonu seviyelerinde yapılan esktraksiyon sonucunda,optimum katı sıvı oranı 1:40, enzim konsantrasyonu %6 (%v/m) olarak belirlenmiştir ve bu koşullarda 329,5±37,8 mg GAE/g fenolik madde konsantrasyonu elde edilmiştir. Belirlenen bu optimum koşullarda elde edilen fenolik maddelerin profili HPLC ile çıkarılmış, baskın olarak punikalajin, gallik asit, ellagik asit ve (-)-apigallokateşin içerdiği tespit edilmiş ve antioksidan aktivite CUPRAC ve DPPH metotları ile tayin edilerek sırasıyla 3108,5±303 mg TE/g ve 1586±15,9 mg TE/g olarak tespit edilmiştir. Elde edilen fenolik madde verimi ve antioksidan aktivitesinin enzim kullanılmayan klasik yönteme kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Projenin amacı çevre dostu bir metotla birden çok fraksiyonda geri kazanımı sağlamak olduğu için, fenolik madde ekstraksiyonu gerçekleştirildikten sonra kalan nar kabuğundan pektin ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Ultrason kullanımının kavitasyon etkisi ile hücre duvarını parçalayarak verimi artırdığı tespit edilmiş ve yapılan optimizasyon çalışmasında 1:20 katı sıvı oranı ve 45 dk süre ile gerçekleştirilen ultrason ön işlem sonucunda 3,7±0,002% ile maksimum verim elde edilmiştir. Elde edilen pektinin karakterizasyonu için galakturonik asit oranı ve esterleşme derecesi analiz edilmiştir. %18,2±1,4 galakturonik asit oranı ve %74±0,07 esterleşme derecesi elde edilmiş; yüksek metoksipektin olduğu ve şeker varlığında jelleşebileceği tespit edilmiştir. Bu kriterlere bakıldığında, geleneksel metot ile direk olarak nar kabuğundan elde edilen pektine kıyasla önemli bir farklılık olmadığı görülmüştür. Çalışma sonucunda, enzim ve ultrason ile ön işlem uygulamasının fenolik madde ve pektin verimini artırabileceği tespit edilmiştir.