Çevre dostu yeni nesil ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi kullanılarak, Cystoseira crinita makroalginden sodyum alginat üretiminin yanıt yüzey metodolojisi ile optimizasyonu
Optimization of sodium alginate production from Cystoseira crinita macroalgae using an environmentally friendly next-generation ultrasound-assisted extraction method by response surface methodology
- Tez No: 982417
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRE ÇAĞLAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Su Ürünleri, Aquatic Products
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Su Ürünleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, Karadeniz Rize kıyılarından yıllık olarak toplanan Cystoseira crinita kahverengi alginden sodyum alginat üretimi ve üretilen sodyum alginatın kalitesi belirlenmiştir. Yıllık olarak toplanan örnekler deniz suyu sıcaklığına göre soğuk ve sıcak mevsim olarak iki gruba ayrılmıştır. Ekstraksiyon işlemi geleneksel yönteme karşın çevre dostu yeni nesil bir yöntem olan ultrasonik destekli olarak yapılmıştır. Bu amaçla ultrasonik su banyosu kullanılmış, özellikle ekstraksiyon süresi ve enerjiden oldukça tasarruf edilmiştir. Merkezî Kompozit Tasarım (Central Composite Design, CCD) kullanılarak Yanıt Yüzey Metodolojisi ile ekstraksiyon süreci; ekstraksiyon süresi, ekstraksiyon sıcaklığı ve Na₂CO₃ oranı faktörleri dikkate alınarak her bir mevsim için ayrı olarak optimize edilmiştir. Ekstraksiyon verimi, ham kül miktarı, pH, viskozite, jel gücü ve renk parametreleri (a*, b* ve L*) yanıt değişkenleri olarak değerlendirilmiştir. Analizlerde, bağımsız değişkenlerin bağımlı değişkenler üzerindeki istatistiksel anlamlılık derecesi ve yanıt değişkenleri %95 güven düzeyinde varyans analizi (ANOVA) ve F-testi ile değerlendirilmiş, tahmin edilen koşullar deneysel olarak doğrulanmıştır. Elde edilen yanıtlar ayrıca üç farklı ticari alginat ile de karşılaştırılmıştır. Optimum yanıtlar; ekstraksiyon verimi için %36,47 (soğuk mevsim) ve %30,38 (sıcak mevsim), ham kül miktarı için %26,97 (soğuk mevsim) ile %28,27 (sıcak mevsim) olarak belirlenmiştir. pH için optimum yanıtlar ise soğuk mevsimde 8,86; sıcak mevsimde 9,04 olmuştur. Minimum viskozite için optimum yanıtlar 5,07 mPa.s (soğuk mevsim) ile 4,41 mPa.s (sıcak mevsim) arasında iken maksimum viskozite için optimum yanıtlar 29,16 mPa.s (Soğuk mevsim) ile 19,17 mPa.s (sıcak mevsim) olarak tespit edilmiştir. Bir diğer kalite parametresi olan jel gücü optimum yanıtları soğuk mevsimde minimum 125,11g iken sıcak mevsimde 5,15g olmuştur. Aynı şekilde optimum jel gücü yanıtları ise sırası ile en çok 785,53g ve 693,75g olarak belirlenmiştir. Elde edilen alginat örnekleri acık renkte olup nem miktarları endüstriyel olarak alginat üretiminde kullanılan diğer türler ile benzerlik göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, sodium alginate was produced from the brown seaweed Cystoseira crinita annually collected from the Rize coasts of the Black Sea, and the quality of the extracted sodium alginate was evaluated. The collected samples were categorized into two groups—cold and warm seasons—based on seawater temperature. Compared to the conventional extraction process, an environmentally friendly, next-generation ultrasonic-assisted extraction method was employed using an ultrasonic water bath, which significantly reduced both extraction time and energy consumption. Using a Central Composite Design (CCD) under Response Surface Methodology (RSM), the extraction process was optimized separately for each season by considering the extraction time, extraction temperature, and Na₂CO₃ concentration as factors. The response variables were extraction yield, crude ash content, pH, viscosity, gel strength, and color parameters (a*, b*, and L*). The statistical significance of the independent variables on the responses was analyzed at a 95% confidence level using analysis of variance (ANOVA) and F-test, and the predicted conditions were experimentally validated. Additionally, the obtained responses were compared with those of three different commercial alginates. The optimum responses were determined as 36.47% (cold season) and 30.38% (warm season) for extraction yield, and 26.97% (cold season) and 28.27% (warm season) for crude ash content. The optimum pH values were 8.86 for the cold season and 9.04 for the warm season. Minimum viscosity values were optimized at 5.07 mPa·s (cold season) and 4.41 mPa·s (warm season), while maximum viscosity values reached 29.16 mPa·s and 19.17 mPa·s, respectively. Gel strength, another quality indicator, showed minimum values of 125.11 g (cold season) and 5.15 g (warm season), while maximum values reached 785.53 g and 693.75 g, respectively. The extracted alginate samples exhibited light coloration, and their moisture contents were comparable to those of alginates obtained from other species used in industrial production.
Benzer Tezler
- Novel nutritional yeast formulation as a functional ingredient for healthy snacks
Sağlıklı atıştırmalıklar için fonksiyonel bir bileşen olarak yeni nesil besin mayası formülasyonu
ALEYNA NUR KARSLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Kaktüs meyvesinden (Opuntia ficus-indica L.) betalainlerin yeni yöntemlerle ekstraksiyonu, niyozomal enkapsülasyonu ve gıda uygulaması
Extraction of betalains from cactus pear (Opuntia ficus-indica L.) by novel methods, niosomal encapsulation and food application
BÜŞRA AKDENİZ OKTAY
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF YOLAÇANER
PROF. DR. SAİT AYKUT AYTAÇ
- Selülozik liflerin ve yeni nesil liflerin ön terbiye işlemlerinde çevre dostu yeni yöntem ve teknolojilerin uygulanabilirliğinin araştırılması
The use of eco-friendly new methods and technologies at pretreatment processes of cellulosic and new generated fibers
SEHER PERİNCEK
Doktora
Türkçe
2014
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KERİM DURAN
- Farklı kür koşullarının reaktif pudra betonlarının özelliklerine etkileri
The effects of different curing conditions on the properties of reactive powder concrete
BASHAR QASEM TAHA AL-HITY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASBİ YAPRAK
- Synthesis and characterization of upconversion nanoparticles for applications in life sciences
Upconversion nanoparçacıkların canlı biliminde kullanım amacıyla sentezlenmesi ve karakterizasyonu
SELMA NACAK
Doktora
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiUnıversıtat Potsdam (unıversıty Of Potsdam)PROF. DR. MİCHAEL KUMKE