Yağ üretim endüstrisi atıklarının farklı ekstraksiyon yöntemleri ile geri kazanılması ve katma değerli ürüne dönüştürülme imkanlarının araştırılması
A comprehensive investigation into the recovery of waste from the oil production industry via advanced extraction techniques and their conversion into high value-added products
- Tez No: 1013657
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET EMİN ARGUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Temel besin elementlerinden yemeklik yağ üretimi sonrasında kalan atıkların geri kazanılabilme potansiyelinin araştırılması, gıda krizlerinin yaşandığı bu günlerde daha da önem kazanmıştır. Bu sebeple dünya ve Türkiye'deki üretim oranları ile beraber yüksek yağ ve biyoaktif bileşen içeriği dikkate alınarak ayçiçeği, zeytin, ceviz ve fındık yağı üretiminde ortaya çıkan atıkların değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Temin edilen yağ üretim atıkları üç farklı ekstraksiyon metodu (Süperkritik CO2 (SK-CO2), Soxhlet ve Sonoliz) ile ekstrakte edilmiştir. Yenilikçi ve doğa dostu bir yöntem olarak süperkritik CO2 ekstraksiyonunun diğer iki yönteme göre ekstraktların değerli bileşen içeriği ve geri kazanım verimleri açısından karşılaştırılması yapılmıştır. Değerli bileşen olarak toplam fenolik madde içeriği (TFM), toplam flavonoid içeriği (TFV) ve antioksidan aktivitesi (DPPH ve ABTS) analizleri yapılmıştır. Ayrıca elde edilen ekstraktlardan ekstrakt verimi ve değerli bileşen içeriği yüksek olan ekstraktların, gaz kromatografisi (GC) ile yağ asit profili ve HPLC ile fenolik bileşik analizi yapılmıştır. Deneysel değişkenler ile sonuçlar arasındaki istatistiksel ilişki ANOVA ile belirlenmiştir. Ayrıca, ekstraksiyon yöntemlerinin işletme maliyetleri hesaplanmıştır. Besin içeriği yüksek olan ekstraktlar, gıda sektöründe fonksiyonel ekmek üretimi ve fonksiyonel yağ üretiminde katkı olarak değerlendirmek üzere kullanılabilirliği araştırılmıştır. Ekmek örneklerinde fiziksel analizler (su içeriği, kabuk, hacim, özgül ağırlık, renk), besin değeri açısından değerli bileşen analizleri (TFM, TFV, DPPH ve ABTS) ve tekstür analizleri yapılmıştır. Fonksiyonel yağ üretimi için riviera zeytinyağı kalite parametreleri (özgül ağırlık, kırılma indisi, toplam biyofenol miktarı, UV özgül absorbans analizi, serbest yağ asidi tayini, e vitamini ve peroksit sayısı) dikkate alınarak analizler gerçekleştirilmiştir. Ham atık numunelerinin yağ içeriği %1–92 aralığında, toplam katı madde içeriği %37-100 aralığında ve uçucu katı madde içeriği %3-95 aralığında bulunmuştur. Yağ üretim atıklarının TFM içeriği 24,2 mg GAE/g ile ceviz (CPE), TFV içeriği 85,1 mg QE/g ile fındık (DFAT), ABTS antioksidan aktivitesi 34,7 μmol TE/g ile ceviz (CPE) ve DPPH antioksidan aktivitesi 42,4 μmol TE/g ile fındık (DEAF) en yüksek konsantrasyonda bulunmuştur. Yağ üretim atıklarının SK-CO2 ekstraksiyonuyla elde edilen ekstraktlarda, kütlesel (%29) ve hacimsel (%40) ekstrakt geri kazanımda fındık numunesi (DKSF); TFM içeriğinde 7,18 mg GAE/g ile ceviz (CPE), TFV içeriğinde 25,4 mg QE/g ile zeytin numunesi (AL2P), ABTS ve DPPH antioksidan aktiviteleri için fındık numuneleri (DFT; 6,10 μmol TE/g ve DEAF; 2,93 μmol TE/g) en verimli bulunmuştur. TFM, ABTS ve DPPH konsantrasyonları açısından sırasıyla soxhlet, sonoliz ve SK-CO2 ekstraksiyonları; TFV konsantrasyonları açısından ise sırasıyla soxhlet, SK-CO2 ve sonoliz ekstraksiyonları daha verimli bulunmuştur İstatistiki olarak yüzey yanıt metodu ile ANOVA analizleri sonucunda en çok etkili değişken SK-CO2 için basınç değişkeni, soxhlet için zaman değişkeni baskın ve sonoliz için sıvı/katı oranı değişkeni baskın olmak üzere her iki değişken de etkili bulunmuştur. Maliyet hesabı sonucunda birim numune başına düşen maliyet SK-CO2 ekstraksiyonu ile yaklaşık 2 TL/g iken diğer ekstraksiyonlarda yaklaşık 25 TL/g'dır ki bu da SK-CO2 ekstraksiyonunu hem maliyet açısından hem de organik çözücü kullanılmaması sebebi ile ön plana çıkarmaktadır. Ayçiçeği (%45,2-58) ve ceviz (%58,2) numunelerinin çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA) oranı daha yüksek, zeytin (%48,7-76) ve fındık (%60,2-75,6) numunelerinin tekli doymamış yağ asitleri (MUFA) oranı daha yüksek bulunmuştur. SK-CO2 ekstraksiyonu, soxhlet ve sonoliz ekstraksiyonuna göre özellikle oleik asit ve linoleik asit üzerinde daha seçici özellik göstermiştir. Zeytin iki fazlı pirinanın (İLP) soxhlet ve sonoliz ekstraksiyonu ile luteolin (38,6 ve 22,9 mg/L); ceviz posasının sonoliz ile soxhlet ekstraksiyonu ile rutin trihidrat (24,6 ve 19,3 mg/L) yüksek konsantrasyonda tespit edilmiştir. Ekstraksiyon yöntemlerinin farklılığı, ekstraksiyon şartlarının farklılığı ve numune farklılığı fenolik bileşik profili üzerinde önemli bulunmuştur. Ekstrakt ilavesi ile üretilen fonksiyonel yağlarda, özellikle fenolik bileşik içeriğinde yaklaşık 5-6 kat artış gözlemlenmiştir. Benzer şekilde fonksiyonel ekmek üretiminde değerli bileşen içeriği ve spesifik hacim bakımından iyileştirici özellikler tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Investigating the potential for recovering waste remaining after the production of edible oils, a fundamental food element, has gained even more importance in these times of food crises. Therefore, considering production rates worldwide and in Türkiye, along with high oil and bioactive component content, the aim was to evaluate the waste generated during the production of sunflower, olive, walnut, and hazelnut oils. The obtained oil production wastes were extracted using three different extraction methods (Supercritical CO2 (SC-CO2), Soxhlet, and Sonolysis). As an innovative and environmentally friendly method, supercritical CO2 extraction was compared to the other two methods in terms of valuable component content and recovery yields. Total phenolic content (TFM), total flavonoid content (TFV), and antioxidant activity (DPPH and ABTS) were analyzed as valuable components. Furthermore, extracts with high yield and valuable component content were analyzed for fatty acid profile using gas chromatography (GC) and phenolic compound analysis using HPLC. The statistical relationship between experimental variables and results was determined using ANOVA. Additionally, the operating costs of the extraction methods were calculated. The usability of extracts with high nutritional content as additives in the production of functional bread and functional oils in the food industry was investigated. Physical analyses (water content, crust, volume, specific gravity, color), nutritional component analyses (TFM, TFV, DPPH, and ABTS), and texture analyses were performed on bread samples. For functional oil production, analyses were carried out considering Riviera olive oil quality parameters (specific gravity, refractive index, total biophenol content, UV specific absorbance analysis, free fatty acid determination, vitamin E, and peroxide number). The oil content of the raw waste samples was found to be in the range of 1–92%, the total solids content in the range of 37–100%, and the volatile solids content in the range of 3–95%. The highest TFM (24.2 mg GAE/g) and ABTS values (34.7 μmol TE/g) were determined in walnut (CPE), whereas the highest TFV (85.1 mg QE/g) and DPPH values (42.4 μmol TE/g) were found in hazelnut (DFAT). In extracts obtained via SC-CO₂ extraction, the highest mass yield (29%) and volumetric recovery (40%) were observed in the hazelnut sample (DKSF). In terms of phenolic composition, walnut (CPE) exhibited the highest TFM (7.18 mg GAE/g), while olive sample (AL2P) showed the highest TFV (25.4 mg QE/g). For antioxidant activities, hazelnut samples (DFT and DEAF) demonstrated the highest efficiency in ABTS (6.10 μmol TE/g) and DPPH (2.93 μmol TE/g) assays. Regarding TFM, ABTS, and DPPH concentrations, Soxhlet, sonolysis, and SC-CO2 extractions were found to be more efficient, respectively; while regarding TFV concentrations, soxhlet, SC-CO2, and sonolysis extractions were more efficient, respectively. Statistical analysis using response surface methodology (RSM) and ANOVA revealed that pressure was the most influential parameter for SC-CO₂ extraction, extraction time was dominant in Soxhlet extraction, and the liquid-to-solid ratio was the key factor in sonication. In all cases, both variables were found to have significant effects. Cost analysis indicated that the unit cost per sample was approximately 2 TL/g for SC-CO₂ extraction, whereas it was around 25 TL/g for the other methods. This highlights SC-CO₂ extraction as a more economical and environmentally friendly technique due to the absence of organic solvent usage. In terms of fatty acid composition, sunflower (45.2–58%) and walnut (58.2%) samples were richer in polyunsaturated fatty acids (PUFAs), whereas olive (48.7–76%) and hazelnut (60.2–75.6%) samples contained higher levels of monounsaturated fatty acids (MUFAs). SC-CO₂ extraction demonstrated greater selectivity, particularly for oleic acid and linoleic acid. Phenolic compound analysis showed that luteolin (38.6 and 22.9 mg/L) was present in high concentrations in two-phase olive pomace obtained via Soxhlet and sonication, respectively. Rutin trihydrate (24.6 and 19.3 mg/L) was identified at high levels in sonolysis and soxhlet extracts of walnut. Overall, the type of extraction method, extraction conditions, and sample type significantly influenced the phenolic compound profile. In functional oils produced with the addition of extracts, an increase of approximately 5-6 times in phenolic compound content has been observed. Similarly, in functional bread production, improvements were observed in both valuable component content and specific volume.
Benzer Tezler
- Endüstriyel atıksu akımlarından biyoplastik elde edilmesi
Bioplastic production from industrial wastewater streams
SEFERHAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM KARAHAN ÖZGÜN
- Çok doymamış yağ asitleri bakımından zengin alg ilave edilen yemlerin levrek (Dicentrarchus albrax L., 1758)'de büyüme performansı ve vücut komposizyonuna etkisi
Effects of pufa (Polyunsaturated fatty acids) enriched algae added diets on growth and body composition of sea bass (Dicentrarchus labrax L., 1758)
KAMİL MERT ERYALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Su Ürünleriİstanbul ÜniversitesiSu Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ŞENER
- Valorization of industrial food wastes by production of phenolic antioxidants via fermentation with newly isolated Aspergillus spp.
Endüstriyel gıda atıklarının yeni izole edilmiş Aspergillus spp. ile fermantasyonu yoluyla fenolik antioksidanların üretiminde değerlendirilmesi
ZEHRA GÜLSÜNOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
DOÇ. DR. HATİCE FUNDA KARBANCIOĞLU GÜLER
- Sustainable strategies to obtain protein from brewery wastes and evaluation of film forming properties
Malt atıklarından protein eldesi ve proteinin biyobozunur film üretiminde değerlendirilmesi
HANDE YENİPAZAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
- Polyphenol content and in vitro bioavailability of black carrot (Daucus carota) pomace and peel
Siyah havuç (Daucus carota) posa ve kabuğunun polifenol kapasitesinin ve in vitro biyoyararlılığının incelenmesi
FATMA DAMLA BİLEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN