Bitkisel ürünlerden polisakkarit ekstraksiyonunda ultrason kullanımının optimizasyonu
Optimization of ultrasound assisted extraction of polysaccharides from plant waste material
- Tez No: 387588
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEBNEM TAVMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Bu tez çalışmasında ultrasonun polisakkarit ekstraksiyonu üzerine etkileri teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında ultrason destekli ekstraksiyon işlemi için seçilen parametrelerin son ürün ve model bileşenleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Ekstraksiyon işlemlerinde prop tipi yüksek enerjili ultrason cihazı kullanılmış olup polisakkarit ekstraksiyonları için hammadde olarak ülkemizde üretimi ve ticari değeri oldukça yüksek olan fındığın, işlenmesi sırasında bir çeşit atık olarak ortaya çıkan zar tercih edilmiştir. Ekstraksiyon prosesi ön işleme tabi tutulmuş fındık zarlarına uygulanmış ve çözücü ortam olarak saf su kullanılmıştır. Isıl işlem görmüş bitkisel bir atık olan fındık zarından elde edilen ekstraktlar karakterize edilmiş ve ultrasonun ekstrakt kalitesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca ultrason destekli polisakkarit ekstraksiyonu için en uygun kütle aktarım kinetik model katsayıları belirlenmiş, sisteme ait ısı aktarım modeli oluşturulmuştur. Ekstrakisyona ait istatistiksel modelleme işlemleri yanıt yüzey yöntemi (RSM) kullanılarak yapılmış, bu amaçla yaygın kullanımı olan Box Behnken Design (BBD) ve Central Composite Design (CCD) desenlerinin her ikisi de uygulanmıştır. Deneme desenleri Design Expert programı ile oluşturulmuş olup eğri uydurma ve matematiksel model geliştirme ile ilgili programlar MATLAB paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ultrason destekli ekstraksiyon işleminde model ve optimizasyon parametreleri, sıcaklık, işlem süresi ve genlik seçilmiş olup yanıt olarak ekstrakt verimi, ekstraktlardaki karbonhidrat miktarı, ortalama molekül ağırlığı ve prosesin toplam enerji gereksinimi değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ultrason parametrelerinin seçilen seviyeleri için ekstraktların kimyasal bileşiminde değişim oluşmadığı tespit edilmiştir. Ultrason şiddetine bağlı olarak fiziksel yapıda değişimler olduğu ve bu değişimlerin de olumlu yönde gerçekleştiği gözlenmiştir. Ultrason etkisine bağlı olarak reaktördeki ısı aktarım hızı, ekstraksiyona maruz kalan parçacığın hızı ve kütle aktarım parametreleri arasındaki ilişki araştırılmıştır. Parçacık hızı ile kütle aktarım parametreleri arasında ilişki olduğu tespit edilmiştir. Ekstraktların ortalama molekül ağırlıkları ile termal stabiliteleri pozitif korelasyon göstermektedir. Her iki optimizasyon yöntemi sonucunda belirlenen optimum noktalar birbirleri ile benzerlik göstermektedir. Elde edilen sonuçlar deneysel verilerle uyumlu değerlere sahiptir. Bunun yanında ekstrakt verimi maksimizasyonu açısından bakıldığında BBD ile elde edilen optimum nokta (28.7 dakika, 31.5oC, %69.1 genlik) hem yüksek istenebilirlik seviyesine sahip hem de validasyon için yapılan denemeye göre düşük sapma (%1) göstermesi sebebiyle en başarılı optimum koşul olarak ifade edilebilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, effects of ultrasound on extraction of polysaccharide were evaluated theoretically and experimentally. Effects of parameters of ultrasound assisted extraction system on end product and system components were investigated in the scope of this study. For extractions, probe type high power ultrasound was used, and selected material, which is appeared after roasting process as a waste, was skin of hazelnut. Hazelnut is high in traditional value and highly produced in our country. Extractions were applied to the pretreated hazelnut skins and distilled water was selected as a solvent. Extracts obtained from hazelnut skin, which is one of heat treated waste, were characterized to investigate the effects of sonication on extracts. Additionally best fitted mass transfer kinetic model parameters and heat transfer model were determined in this study. Statistical modelling was carried out by using Response Surface Methodology (RSM). For this purpose both of the designs called Box Behnken Design (BBD) and central Composite Design (CCD) were applied. While experimental designs were evaluated by running Design Expert software, other calculations such as curve fitting practices and mathematical model assessment processes were implemented by using MATLAB software. Selected model parameters were temperature, time and amplitude for ultrasound assisted extraction and corresponding responses were extract yield, carbohydrate content, average molecular weight and total energy requirement for applied processes. As a consequence, it was presented that there were no adverse chemical effect for selected levels of sonication parameters on extracted material. Although physical changes were observed at the end of applications, these effects were on positive side for extracts. Influence of sonication on heat transfer rate in reactor, particle velocity and mass transfer parameters were investigated. It was found that there is an important relation between mass transfer parameters and particle velocity. Average molecular weight of extracts and their thermal stabilities have positive correlation with each other. Each of two optimization procedures gave similar results and obtained values resemble experimental results that were obtained from evaluated levels for validation. On the other hand, while having high desirability and smallest deviation (1%), optimum condition obtained by BBD (28.7 min, 31.5oC, 69.1% amplitude) is the most successful one for the polysaccharide yield maximization.
Benzer Tezler
- Akut yaraların iyileştirilmesinde bitkisel lipozom içeren levan bazlı biyoaktif hidrojellerin geliştirilmesi
Development of levan-based bioactive hydrogels containing herbal liposome for healing acute wounds
ÖZLEM ERDAL ALTINTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PINAR AYTAR ÇELİK
- Greyfurt, kamkat ve hünnap meyvelerinden elde edilen pektin ve 3 farklı modifiyesinin kimyasal kompozisyonun belirlenmesi ve MKN-45 hücre hattındaki sitotoksik etkilerinin tespiti
Determination of chemical composition of pectin obtained from grapefruit, kumquat and jujube fruits and its 3 different modifications and determination of cytotoxi̇c effects on MKN-45 cell line
SELİME ÜSTÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoteknolojiBayburt ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAMİT EMRE KIZIL
DOÇ. DR. ENES DERTLİ
- Bitkisel ürünlerden organik türlerin alçak ötektik çözücülerle ekstraksiyonunun ve analizinin araştırılması
Investigation of extraction and analysis of organic species from herbal products with deep eutectic solvent
ÇAĞLA EFEOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaMersin ÜniversitesiAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FADİME NAZLI DİNCER KAYA
- Bitkisel yağlarla modifiye edilen asfaltın fiziksel, mekanik ve hidrofobik özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical, mechanical and hydrophobic properties of asphalt modified with different vegetable oils
SÜMEYYE ELİF DEMİREZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiDüzce Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERCAN SERİN
- Sağlıklı beslenmede bitkisel ürünlerin kullanımı hakkında bilgi ve tercihin araştırılması: Fatih örneği
Investigation of information and preference on the use of herbal products in healthy nutrition: The case of Fatih
HİLAL DEMİRCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Beslenme ve DiyetetikBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiFarmakognozi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ECE SEVGİ