Çeşitli meyve atıklarından kombine ultrason ve mikrodalga ekstraksiyon yöntemiyle pektin üretimi
Pectin production from various fruit waste by combined ultrasound and microwave extraction method
- Tez No: 931645
- Danışmanlar: PROF. DR. NURCAN TUĞRUL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Günümüz küresel bağlamı, nüfus artışı, çevresel bozulma, gıda güvenliği ve akabinde atık üretimi ile ilgili çok sayıda zorlukla karşı karşıyadır. Gıda atıklarının oluşumu; gıda güvensizliğinin meydana gelmesi, su kaynaklarının, toprağın ve havanın kirlenmesi ve sera gazı emisyonlarının hızlanması gibi bir dizi sakıncalı sonuç doğurmaktadır. Atık oluşumu, kaynakların uygun olmayan şekilde işlenmesi, depolanması ve hasat edilmesi, iklim değişikliğinin etkisi ve tüketicilerin eylemleri de dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlanabilir. Meyve ve sebzelerden kaynaklanan bu kayıplardan, pektin gibi değerli işlevsel özellikleri koruyan bitki bazlı yan ürünler elde edilir. Hücre duvarı matrisinin temel bir bileşeni olan pektin, hücre duvarı bütünlüğünün korunmasında ve hücreden hücreye yapışmanın modüle edilmesinde büyük öneme sahiptir. Pektinler, tekstürize edici özellikleri, duyusal davranışları, biyolojik aktiviteleri ve işlevselliklerine katkıda bulunan diğer temel özellikleri nedeniyle çok çeşitli gıda ve gıda dışı uygulamalarda kullanılmaktadır. Elde edilen pektinlerin verimi ve yapısı, bitki kaynağına ve ekstraksiyon işleminin koşullarına bağlıdır ve bunlar da pektinin tekno-fonksiyonel özelliklerini etkiler. Turunçgiller, elma kabuğu ve şeker pancarı gibi geleneksel kaynakların kabuklarından ve tohumlarından elde edilen ticari pektinin yanı sıra, kakao, durian, patlıcan ve havuç gibi geleneksel olmayan kaynakların kabuklarından ve tohumlarından da pektin elde edilmektedir. Bu çalışmada, limon, portakal ve elma atıklarından pektin üretmek için kombine ultrason ve mikrodalga ekstraksiyon yöntemleri kullanılmıştır. Verilen koşullar altında pektin üretimini takiben hammaddeler ve kombine ekstraksiyon teknikleri için ideal şartlar belirlenmiştir. Ürünlerin esterleşme derecesi ve verimi hesaplanmıştır. Çeşitli analizler DSC, SEM ve FT-IR kullanılarak yapılmıştır. Ultrason ve mikrodalga destekli ekstraksiyon kombinasyonu netice itibarıyla, pektin üretmeye yönelik etkili bir yöntem olarak belirlenmiştir. İki metot için de, süre ve güçteki değişim ; verimi portakal, limon ve elma atıkları için farklı şekilde etkilemiştir. 60 °C, 30 dk ultrason destekli ekstraksiyonun ardından 600 W, 3 dk. mikrodalga destekli ekstraksiyon ile portakal atıklarından pektin üretimi %46,24 ile en yüksek verimde gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda pektin örneklerinin benzer yapıda olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The contemporary global context is shaped by a multitude of challenges associated with population growth, environmental degradation, food security, and the subsequent generation of waste. The generation of food waste has a number of adverse consequences, including the creation of food insecurity, the contamination of water resources, soil, and air, and the acceleration of greenhouse gas emissions. The generation of waste is attributable to a number of factors, including the inappropriate processing, storage and harvesting of resources, the impact of climate change, and the actions of consumers. The agri-food industry is a sector that contributes to the generation of by-products. The losses from fruits and vegetables are primarily obtained as plant-based by-products, which often retain valuable functional properties, such as pectin. Pectin, a principal component of the cell wall matrix, is of great consequence in maintaining cell wall integrity and modulating cell-to-cell adhesion. The diverse range of food and non-food applications for pectins can be attributed to a number of key functional properties, including texturising, sensorial and biological activities, as well as their ability to provide a range of essential functionalities. The yield, nature, and structure of the resulting pectins are contingent upon the plant source and the conditions of the extraction treatment, which in turn influence their techno-functional properties. As well as the commercial pectin derived from peels, shells, and seeds of conventional sources, such as citrus fruits, apple pomace, and sugar beet, pectin has also been extracted from peels, shells, and seeds of non-conventional sources, including cocoa pods, durian skins, and eggplant peels. In the present study, pectin was produced through the integrated application of ultrasound and microwave-assisted extraction techniques utilizing the wastes of lemon, orange, and apple. Subsequent to the production of pectin under the specified conditions, optimal parameters were established for the utilized raw materials and the combined extraction methodologies. The evaluation of product yield and degree of esterification, as well as FT-IR, SEM, and DSC analyses were carried out. Consequently, an optimal method for the production of pectin can be executed via combined ultrasound and microwave extraction technique. It was deduced that the peels of lemon, orange, and apple are a source of pectin. In both ultrasound and microwave-assisted extraction processes, an increase in temperature and duration was observed to enhance the yield to a certain extent, after which a deleterious effect was noted. Pectin production from orange peels was optimised through 60 °C, 30 minutes ultrasound-assisted extraction method following the implementation of microwave-assisted extraction at 600 W for three minutes, achieved a maximum yield of 46.24%. Subsequent analysis of the samples indicated that they possessed analogous structures.
Benzer Tezler
- Ananas meyve ve atıklarından bromelain (C39H66N2O29) ekstrakt eldesi ile uygulama alanlarının araştırılması
Production of bromelain (C39H66N2O29) extract from pineapple fruit and wastes and investigation of application areas
ASLIHAN TURHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEK DERUN
- Meyve suyu endüstrisi atıklarından alternatif protein üretimi
Alternative protein production using fruit juice industry waste
İPEK CEREN YEŞİLDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİYE YILMAZ
- Çeşitli gıda atıklarından farklı ekstraksiyon yöntemleri ve çeşitli çözücüler kullanılarak pektin eldesi
Pectin production from various food wastes with different extraction methods and solvents
PINAR KARBUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURCAN TUĞRUL
- Production of functional food ingredient by enzyme and ultrasound assisted extraction from lemon waste
Limon atıklarından enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon ile fonksiyonel gıda bileşeni üretimi
NİHAL DURMUŞ
Doktora
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
- Endüstriyel havuç suyu atıklarından enzim ve ultrason destekli ekstraksiyon ile gıda bileşeni üretilmesi
Production of food ingredients from industrial carrot juice waste using enzyme and ultrasound assisted extraction
YASEMİN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA KAHVECİ KARINCAOĞLU