Keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden d-pinitol ekstraksiyonu üzerine araştırmalar
Investigations on d-pinitol extraction from carob (Ceratonia siliqua L.) pod
- Tez No: 438028
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA KARHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
İnsülin benzeri bir etkisi olan D-pinitol, son yıllarda insülin mekanizmasıyla ilişkilendirilen birçok hastalığın tedavisinde kullanılabileceği belirtilen, umut vadeden fonksiyonel bileşiklerinden birisi olarak görülmektedir. Bu nedenle, D-pinitolün zenginleştirilmesi ve saflaştırılmasına yönelik bilimsel çalışmalar popüler hale gelmeye başlamıştır. D-pinitolü gıda takviyesi olarak üreten firmalar esas olarak bu bileşiği içeren gıda matrikslerinden uygun saflaştırma teknikleriyle ayrıştırmakta ve yüksek saflıkta D-pinitol elde etmektedir. Hâlihazırda bu amaca yönelik en çok tercih edilen yöntemler olan iyon değiştirici reçineler, aktif kömür kromatografileri ve solvent ekstraksiyonu yöntemleridir. Ancak bu tekniklerin uygulanabilirlik açısından zor ve yüksek maliyetli oluşu üreticileri bu amaçla kullanılabilecek yeni teknikler aramak zorunda bırakmıştır. Son yıllarda, yüksek oranda D-pinitol içeriğine (% 5-7) sahip olan keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden bu bileşiğin elde edilmesine yönelik birçok araştırma yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada enzim uygulama, sıcak durultma, CaO uygulama, ultrafiltrasyon, etanol fermentasyonu ve kristalizasyon gibi teknikler uygulanarak Dpinitolün keçiboynuzu ekstraktında zenginleştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca proje kapsamında yer almayan kademeli ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ve solvent ekstraksiyonu teknikleri de uygulanarak bu tekniklerin D-pinitol konsantrasyonu üzerine etkileri araştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre; keçiboynuzu ekstraktından D-pinitolün zenginleştirilmesinde özellikle etanol fermentasyonu öncesinde uygulanan invertaz enziminin Saccharomyces cerevisiae mayasının metabolik faaliyetlerini artırdığı, dolayısıyla bu metabolik faaliyet sonucu açığa çıkan serbest D-pinitol molekülünün konsantrasyonunda da artış meydana geldiği görülmüştür. Öte yandan, kademeli ultrafiltrasyon ve etanolik solvent ekstraksiyonu ile kombine edilen zenginleştirme tekniklerinin tez kapsamında belirtilen diğer tekniklere göre daha başarılı olduğu ve keçiboynuzu ekstraktında bulunan D-pinitolün konsantrasyonunun başlangıç seviyesine göre yaklaşık 3.5 kat arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca yapılan küçük bir membran filtrasyon deneyi ile de, ultrafiltrasyondan ziyade nanofiltrasyon tekniğinin kullanılmasının bu matriksten D-pinitolün zenginleştirilmesinde daha etkili olduğu ortaya konulmuştur. Nitekim 5 kDa ayırma sınırındaki membran filtre kullanıldığında filtrasyon sonunda elde edilen keçiboynuzu ekstraktının permeat (21.69 g/L) ve retentat (22.35 g/L) kısımlarında D-pinitol konsantrasyonu açısından önemli bir farklılık meydana gelmemiştir. 2 kDa'luk membran i filtre kullanıldığında ise keçiboynuzu ekstraktında bulunan D-pinitolün önemli bir kısmının retantat (17.69 g/L) kısmında kaldığı, çok az bir kısmının da permeat kısmına geçtiği (5.79 g/L) görülmüştür. Sonuç olarak; tez kapsamındaki zenginleştirme metotlarına ilave olarak farklı metotların da kullanılmasıyla yapılan denemelere göre keçiboynuzu ekstratındaki başlangıçta bulunan D-pinitol seviyesi 2-3.5 kat oranında artırılmıştır.
Özet (Çeviri)
D-pinitol, an insulinomimetic compound which has a potential use for curing of diseases associated with insulin metabolism, is one of the promising functional compounds. Hence, scientific studies intended for enhancement and purification of Dpinitol, have become popular. Manufacturers, producing D-pinitol as a dietary supplement, extract this compound mainly with suitable purification techniques from the rich food matrixes and obtain high-purity D-pinitol. At present, the most favourite techniques are ion exchange resins, active charcoal chromatography and solvent extraction. However, due to the high cost and difficulties in applicability, manufacturers have had to look for new techniques that can be used for this purpose. In recent years, many researches have been made about obtaining D-pinitol from carob (Ceratonia siliqua L.) fruit, which has a rich content (5-7 %) for it. In this study, techniques such as enzyme treatment, hot clarification, CaO treatment, ultrafitration, ethanol fermentation and crystallization were performed to enhance the D-pinitol content of the carob extract. Besides, some other techniques (fractional ultrafiltration, nanofiltration and solvent extraction), which were not within the project, were also investigated for the aim of enhancing the D-pinitol. According to the results; especially invertase enzyme treatment before the ethanol fermentation stage increased the metabolic activity of Saccharomyces cerevisiae yeast. Therefore, the concentrations of the free Dpinitol molecules in the carob extract increased depending on this metabolic activity. On the other hand, enhancement application which was combined with fractional ultrafiltration and solvent extraction with ethanol was found to be more successful than other applications mentioned in this study and an approximate increase of 3.5 - fold in Dpinitol concentration of carob extract was observed when compared to the initial concentration. It has also been demonstrated by a small test that nanofiltration rather than ultrafiltration was more effective in enrichment of D-pinitol in this matrix. Thus, the permeat (21.69 g/L) and retentate (22.35 g/L) compositions in respect to D-pinitol were not significantly different from each other when the membrane filter with a 5 kDamolecular weight cut-off (MWCO) was used. But, when the membrane filter with a 2 kDa-MWCO was used, most of the D-pinitol molecules couldn't pass the membrane therefore the D-pinitol concentration of the retentate (17.69 g/L) was higher than the permeat (5.79 g/L). Consequently, a concentration increment in the range of 2-3.5-folds i occurred by using the enhancement techniques stated in this study and other techniques added later on to the study.
Benzer Tezler
- Keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden süperkritik karbondioksit (CO2) ekstraksiyonu ile d-pinitol eldesi
Obtaining d-pinitol from carob bean (Ceratonia siliqua L.) by using supercri̇ti̇cal carbondioxide (CO2) extraction
YÜKSEL ALPER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET PAZIR
- Keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinin çeşitlerinin d-pinitol içeriği üzerine kavurma işleminin etkilerinin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
BETÜL ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM CERTEL
- Keçiboynuzu meyvesinden yüksek saflıkta şeker şurubu üretimi
Production of high purity sugar syrup from carob bean fruit
SERPİL YALIM KAYA
Doktora
Türkçe
2010
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ÖZDEMİR
- Keçiboynuzu meyvesinden sürülebilir bir ürün üretimi
Production of spreadable carob (Locust bean) dessert
SEMA AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ÖZDEMİR
- Keçiboynuzu meyvesinde bakır ve çinkonun kimyasal formlarının belirlenmesi
Determination of chemical forms of copper and zinc in locust bean
FUNDA KIROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YÜKSEL ÖZDEMİR