Improving the recovery of phenolic compounds from different food wastes by novel food technologies
Yenilikçi gıda teknolojileri kullanılarak farklı gıda atıklarından fenolik bileşiklerin kazanımının artırılması
- Tez No: 770662
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMİ ALPAS, DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Tezin kapsamı, Yüksek Hidrostatik Basınç Destekli Ekstraksiyon'un (YHBE) farklı gıda atıklarından fenolik bileşik eldesi üzerindeki etkilerini araştırmaktı. Bu çalışmanın diğer amacı, YHBE ile geleneksel çözücü ekstraksiyonu (GÇE) yöntemlerini karşılaştırmaktı. Bu çalışma esnasında, öğütülmüş kahve, zeytin yaprağı ve zeytin pirina olmak üzere üç farklı gıda atığı kullanılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde YHBE'nin atık kahve telvesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. 25 ºC'de farklı deney süreleri (5,10 ve 15 dakika) için farklı basınç seviyeleri (300,400 ve 500 MPa) kullanılmıştır. 15 dakika boyunca 500 MPa'da YHBE en yüksek toplam fenolik miktarını (TFM) verdi (11.96±0.11 mg GAE/g DW). Ayrıca basınç ve zamanın TFM üzerinde anlamlı bir etkisi olduğu gözlendi (p≤.05). Çalışmanın ikinci bölümünde, zeytin yapraklarından biyoaktif bileşiklerin geri kazanımı için optimum YHBE koşulu araştırılmıştır. Optimizasyon çalışması için 3 değişkenli Box-Behnken tasarımı (BBD) kullanılmıştır. Bağımsız YHBE parametreleri, basınç (X1), zaman (X2) ve katı/çözücü oranı (X3) olarak seçilmiştir. Kullanılmış öğütülmüş kahve gibi, basınç parametresi 300 ve 500 MPa olarak seçilmiştir. İşlem süresi 5-15 dakika olarak belirlenmiştir. Katı/çözücü oranı 0.1-0.3 (w/v) olarak seçilmiştir. Bu araştırmada ekstraksiyon sıcaklığı ve etanol-su çözeltisi sabit tutulmuş ve sırasıyla 25°C ve %70'tir. Optimum YHBE koşulu, maksimum toplam fenolik (57.5 mg GAE/g DW) ve oleuropein içeriği (18.45 mg/g DW) elde etmek için 0.1 w/v katı-çözücü oranı ile 15 dakika boyunca 433.33 MPa olarak seçildi. Çalışmanın üçüncü bölümünde zeytin yaprağında olduğu gibi pirina için de optimizasyon çalışması yapılmıştır. 3 değişkenli Box-Behnken tasarımı (BBD) kullanılmış olup bağımsız YHBE parametreleri, basınç (X1), zaman (X2) ve çözücü konsantrasyonu (X3) olarak seçilmiştir. Basınç parametreleri olarak öğütülmüş kahve ve zeytin yaprağı ile aynı değişkenler kullanılmıştır. Çözücü konsantrasyonu %50-90 olarak seçilmiştir. En yüksek toplam fenolik (16.39 g GAE/ g DW) ve oleuropein içeriğine (45.90 mg/ 100 g DW) sahip zeytin pirinasından geri kazanım için en iyi YHBE koşulu, %63.74 v/v etanol konsantrasyonu ile 11.16 dakika boyunca 409 MPa olarak bulundu. Her üç çalışmada da YHBE'nin GÇE'ye kıyasla fenolik geri kazanımını önemli ölçüde arttırdığı gözlendi (p≤.05). Ayrıca FTIR sonuçlarına göre, YHBE ile fenolik bileşiklerin kimyasal yapısı üzerinde önemli bir fark bulunmamıştır. YHBE, HPLC tarafından tanımlanan bireysel fenolik bileşikleri önemli ölçüde arttırdığı ve bu sonucun, oleuropein, klorojenik asit ve kafeik asitlere karşılık gelen bantlara göre FTIR sonuçlarıyla da desteklendiği görülmüştür. SEM sonuçlarına göre, YHBE işlemi, GÇE'ye kıyasla numune ve çözücü arasındaki temas alanını arttırdığı sonucuna ulaşılmıştır. Sonuç olarak, YHBE uygulaması yapıldığında fenolik bileşiklerin kütle aktarım hızının arttığı söylenebilir. Genel olarak, YHBE, işlem süresinin ve sıcaklığını azaltılmasına dayalı olarak kahve telvesi, zeytin yaprağı ve zeytin prinası gibi atık malzemelerden fenolik bileşiklerin geri kazanım yöntemi olarak kullanılmak için iyi bir potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
The main scope of this dissertation was to investigate the effects of High Hydrostatic Pressure-Assisted Extraction (HHPE) on phenolic compounds from different food wastes. The other aim of this study was to compare HHPE with conventional solvent extraction (CSE). At this study, three different food wastes namely spent coffee ground (SCG), olive leaves and olive pomace were used. In the first part of the study, the effect of HHPE on the spent coffee ground was examined. Three different pressure levels (300,400 and 500 MPa) for 5,10 and 15 min at 25 ºC was used. HHPE treatment at 500 MPa for 15 min gave the highest TPC (11.96±0.11 mg GAE/g DW). Also, it was observed that pressure and time had a significant effect on TPC (p≤0.05). In the second part of the study, the optimum HHPE condition for the recovery of bioactive compounds from olive leaves was investigated. For the optimization study, a Box–Behnken design (BBD) with 3 variables was used. The independent HHPE parameters were chosen as the pressure (X1), time (X2) and solid to solvent ratio (X3). Like spent coffee ground, the pressure parameter was selected as 300 and 500 MPa. The treatment time was between 5 and 15 min. Solid to solvent ratio was chosen as 0.1-0.3 (w/v). Extraction temperature and ethanol-water solution were constant in this research and they were 25°C and 70% respectively. Optimum HHPE condition was selected as 433.33 MPa for 15 min with 0.1 w/v solid-solvent ratio to obtain maximum total phenolic (57.5 mg GAE/g DW) and oleuropein content (18.45 mg/g DW). In the third part of the study, like olive leaves, an optimization study was conducted for olive pomace. a Box–Behnken design (BBD) with 3 variables was used. The independent HHPE parameters were chosen as the pressure (X1), time (X2) and solvent concentration (X3). The pressure and time parameters were the same with spent coffee ground and olive leaves. The solvent concentration was chosen as 50-90%. The best HHPE condition for recovery phenolic compounds from olive pomace with the highest total phenolic (16.39 g GAE/ g DW) oleuropein content (45.90 mg/ 100 g DW) was found as 409 MPa for 11.16 min with 63.74% v/v ethanol concentration. In all three studies, it was observed that HHPE increased the phenolic content significantly compared to CSE (p≤0.05). In addition, based on FTIR results, there was no significant difference on the chemical structure of phenolic compounds by HHPE. HHPE increased individual phenolic compounds identified by HPLC significantly and this result was also supported by FTIR results according to bands corresponding to oleuropein, chlorogenic acid and caffeic acids. According to SEM results, HHPE treatment increased the contact area between sample and solvent compared to CSE. As a result, it could be said that the mass transfer rate of phenolic compounds was raised when HHPE treatment was performed. Overall, HHPE has a good potential to be used as a recovery method of phenolic compounds from waste material such as spent coffee ground, olive leaves and pomace based on reduction of treatment time temperature.
Benzer Tezler
- Emerging approaches for non-thermal modification of proteins isolated from de-oiled sunflower cake
Yağsız ayçiçek küspesinden izole edilen proteinlerin modifikasyonu için yenilikçi ısıl olmayan yöntemler
BÜŞRA GÜLTEKİN SUBAŞI
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Effects of novel food processing techniques on bioaccessibility and transepithelial transport of cranberrybush polyphenols
Yeni gıda işleme tekniklerinin gilaburuda bulunan polifenollerin biyoerişilebilirliği ve bağırsak taşınımları üzerindeki etkileri
GÜLAY ÖZKAN
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Siyah dut meyvesinden antosiyaninlerin elde edilmesi ve elde edilen doğal renk maddesinin gıda sanayinde kullanım olanakları
Recovery of anthocyanins from black mulberry fruits and the use as food colorants
FATMA HEPSAĞ
Doktora
Türkçe
2015
Gıda MühendisliğiHarran ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HAYOĞLU
- Yeni bir sübstitüe vicdiaminoglioksim ve komplekslerinin sentez ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and properties of a new substite vic-diaminoglyoxime and complexes
ŞEBNUR MEREY
- Dokuma kumaşlarda su iticilik ve buruşmazlık özelliklerinin tek adımda iyileştirilmesi
Improving the water repellency and wrinkle recovery properties of the woven fabrics with one step
GÖKTÜRK OĞULTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NEVİN ÇİĞDEM GÜRSOY
YRD. DOÇ. GÜLAY ÖZCAN