Keçiboynuzu meyvesinin sulu ekstraktlarından D-pinitolünayrılması ve saflaştırılmasında fermentasyon, elektrokoagülasyon ve membran filtrasyon uygulamalarının etkinliğinin belirlenmesi
Determination of the effectiveness of fermentation, electrocoagulation, and membrane filtration applications in the separation and purification of D-pinitol from aqueous extracts of carob fruit
- Tez No: 923460
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA KARHAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Keçiboynuzu meyvesi doğal olarak yetiştiği gibi eski çağlardan günümüze kadar yetiştiriciliği de yapılan ağaç formunda bir bitkidir. Zengin besleyici içeriğine ilave olarak biyoaktif bir bileşen olan D-pinitol açısından da bilinen en zengin kaynaktır. D-pinitolün insan sağlığına olumlu etkileri ve izolasyonu üzerine bazı araştırmalar gerçekleştirilmiş ve tedavi edici ve hastalık önleyici etkilerine dikkat çekilmiştir. Bunlardan en önemlisi çağımızın insan sağlığını tehdit eden en önemli hastalıklarından biri olan ve gün geçtikçe yaygınlaşan tip-2 diyabet hastalığı üzerine olan olumlu etkileridir. Aynı zamanda göğüs kanseri ve alzheimer üzerine etkisinin de araştırıldığı ve umut verici sonuçların elde edildiği çalışmalar da mevcuttur. D-pinitol laboratuvar koşullarında sentezlenebilen bir bileşiktir ancak bu prosesin zorluğu yanında yüksek maliyetli olması doğal kaynaklarından izolasyonunu ön plana çıkartmıştır. D-pinitolün doğal kaynaklarından izolasyonunda farklı metotlar uzun yıllardır araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı ülkemizde önemli miktarda bulunan ve düşük maliyetli bir D-pinitol kaynağı olan keçiboynuzu meyvesinden kabul edilebilir yüksek saflıkla (%90-99) D-pinitol elde etmektir. Çalışmada, ana proses olarak genellikle atık suların arıtılmasında kullanılan bir yöntem olan elektrokoagülasyon uygulaması membran filtrasyon ve adsorbent uygulamalarıyla desteklenerek kullanılmıştır. Araştırmada öncelikli olarak D-pinitol ile birlikte majör bileşenler olan sakkaroz, glukoz ve fruktoz fermentasyonla etil alkole dönüştürülüp buharlaştırılarak ekstrakt ortamından uzaklaştırılmıştır. Fermentasyonda Saccharomyces cerevisiae (ATCC 36858) kullanılmıştır. Şekerler uzaklaştırıldıktan sonra elektrokoagülasyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Denemelerde elektrot olarak alüminyum ve çelik plakalar [katot (-) ve çelik plakalar (+) anot] kullanılmış; elektrik kaynağı olarak ta doğru akımdan (DC) yararlanılmıştır. Bu işlemler fermentasyon, elektrokoagülasyon, membran filtrasyon ve adsorpsiyon sıralamasıyla uygulanmıştır. Her işlemin sonunda elde edilen ekstraktlar sonraki işlemin besleme akımını oluşturmuştur. Elektrokoagülasyon işleminde bir optimizasyon yöntemi olan Box Behnken deneme deseni kullanılmış ve elektrot aralığı, akım yoğunluğu, gerilim ve süre bağımsız değişkenler olarak seçilmiştir. Gerçekleştirilen analizler sonucunda model uygunluğu yakalanamamıştır. Bu sebeple deneme desenindeki koşullardan en yüksek D-pinitol miktarına ulaşılan denemelerden ilk üçü sonraki basamaklarda kullanılmıştır. Sonuç olarak başlangıç materyali olan 5°Bx keçiboynuzu ekstraktının fermentasyon sonrasında 29.95 g/100g kuru madde olan D-pinitol miktarı prosesin son basamağı olan adsorpsiyon işleminden sonra 98,62 g/100g kuru madde miktarına ulaşmıştır. Buna ek olarak Başlangıç materyalinin bulanıklık değeri 383 NTU iken son ürünün bulanıklık düzeyi 0.5 NTU değerine düşmüştür. Toplam fenolik madde ve mineral madde değerleri ise son üründe tespit edilememiştir
Özet (Çeviri)
Carob fruit is a plant that naturally grows and has been cultivated in tree form since ancient times. In addition to its rich nutritional content, it is also known to be the richest source of D-pinitol, a bioactive compound. Some studies have been conducted on the positive effects of D-pinitol on human health and its isolation, highlighting its therapeutic and disease-preventive effects. One of the most significant of these effects is its positive impact on type 2 diabetes, one of the major health threats of our time, which has been increasing in prevalence. Research has also been conducted on its effects on breast cancer and Alzheimer's disease, with promising results. D-pinitol is a compound that can be synthesized in laboratory conditions, but due to the complexity of the process and its high cost, the isolation from natural sources has become the preferred method. Various methods for isolating D-pinitol from natural sources have been studied for many years. The aim of this thesis is to obtain D-pinitol from carob fruit, which is a low-cost and abundant source of D-pinitol in our country, with acceptable high purity levels (90-99%). In this study, the main process was based on electrocoagulation, a method commonly used for wastewater treatment, supported by membrane filtration and adsorbent applications. Initially, the major components of carob fruit extract—sucrose, glucose, and fructose—were converted into ethyl alcohol through fermentation, and then evaporated to be removed from the extract. Saccharomyces cerevisiae (ATCC 36858) was used for fermentation. After the sugars were removed, electrocoagulation experiments were conducted. Aluminum and steel plates (cathode (-) and steel plates (+) as anode) were used as electrodes, and direct current (DC) was utilized as the power source. The processes were applied in the sequence of fermentation, electrocoagulation, membrane filtration, and adsorption, with each process's final extract serving as the feed for the next step. In the electrocoagulation process, a Box-Behnken experimental design, which is an optimization method, was used, and electrode gap, current density, voltage, and time were selected as independent variables. As a result of the conducted analyses, model fit could not be achieved. Therefore, the first three trials, where the highest D-pinitol amount was obtained, were used in the subsequent steps. As a result, the amount of D-pinitol in the starting material, the 5°Bx carob extract, pinitol concentration increased to 98.62 g/100g dry matter. Additionally, the turbidity of the starting material was 383 NTU, which decreased to 0.5 NTU in the final product. No detectable levels of total phenolic compounds or minerals were found in the final product.
Benzer Tezler
- Zebra balık (Danio rerio) larvalarında deltamethrin toksisitesine karşı keçiboynuzu meyvesinin antioksidan özelliklerinin araştırması
Research of antioxidant properties of carob fruits against deltamethrin toxicity in zebra fish (Danio rerio) larvas
ELİF ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALTUK BUĞRAHAN CEYHUN
- Streptozotosin nikotinamid ile indüklenen diyabetik sıçanlara oral keçiboynuzu ekstraktı verilmesinin kan proinflamatuar sitokinler, oksidan/antioksidan denge ve bazı biyokimyasal parametre düzeylerine etkisi
The effect of oral carob extract on blood proinflammatory cytokines, oxidant/antioxidant balance and some biochemical parameter levels in a streptozotocin-nicotinamide induced diabetic rat model.
MEHMET TALHA AVŞAR
- Keçiboynuzu meyvesinin kalite özelliklerinin FTIR spektroskopisi ile tahmin edilmesi
Prediction of quality properties of the carob fruit with the FTIR spectroscopy
SİBEL AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR KADİROĞLU KELEBEK
- Mikrodalga, mikrodalga destekli sıcak hava ve yalnız sıcak hava kullanılan kavurma işlemlerinin keçiboynuzu tozunun fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkisi
Effects of roasting with microwave oven, hot air oven and their combination on physical and chemical properties of carob powder
ZEHRA KASIMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİLAL ŞAHİN NADEEM
- Keçiboynuzu meyvesinin ekstraksiyon koşulları ve durutulması üzerine bir araştırma
Research on extraction and clarifying conditions of carob bean
MUSTAFA KARKACIER
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT ARTIK