Bazı bitkisel materyallerin inülin içeriklerinin belirlenmesi ile inülin üretim koşullarının optimizasyonu ve karakterizasyonu
Determination of inulin content of some herbal materials and optimization of inulin production conditions and characterization
- Tez No: 999805
- Danışmanlar: PROF. DR. ASLIHAN DEMİRDÖVEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Diyet lifleri, Ekstraksiyon, Sarımsak, İnulin, Dietary fibers, Garlic, Inulin
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, ülkemizde yetiştirilen ve inülin içeriğine sahip olduğu düşünülen papatyagiller (Compositae) ve zambakgiller (Liliales) familyasına ait bitkilerin taranması ile en yüksek inülin içereğine sahip materyalin seçimi ve bu materyalden yeşil teknikler kullanılarak üretim koşullarının optimizasyonu ve üretilen inülinin karakterizasyonu amaçlanmıştır. Papatyagiller (Compositae) familyasına ait aspir (küspe, yağı ve tohumu), ayçiçeği (taç, sap ve yaprak kısmı), enginar, enginar yaprağı, karahindiba, kuşkonmaz ve yer elması (taze ve ticari) ile zambakgiller (Liliales) familyasına ait pırasa, soğan ve sarımsak bitkilerinin inülin içeriği analiz edilmiştir. En yüksek inülin içeriği (20.085±0.132 g/100 g) ile sarımsakta belirlenmiştir. Sarımsakta yanıt yüzey metodolojisi kullanılarak ultrason destekli ekstraksiyon koşulları optimize edilmiştir. Optimum üretim koşulları olarak sıcaklık 80 °C, çözücü/katı oranı 5/1, ekstraksiyon süresi 37 dakika ve ultrason frekansı 45 kHz olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda maksimum inülin verimi elde edilmiştir. Optimum inülin, saflaştırma adımlarının ardından endoinülinaz enzimi kullanılarak fruktooligosakkarite (FOS) dönüştürülmüştür. Üretilen inülin ve FOS, su tutma kapasitesi (inülin: 4.3728 g/g; FOS: 5.9565 g/g) ve yağ tutma kapasitesinde (inülin: 0.9667 g/g; FOS: 1.2169 g/g) ticari ürünlere göre istatistiksel olarak anlamlı düzeyde daha yüksek performans sergilemiştir. Üretilen FOS, TEAC (653.08 mg/L) ve FRAP antioksidan testlerinde en yüksek aktiviteyi göstermiştir. Bu aktivite, ürünlerde korunan fenolik madde kalıntıları ile güçlü pozitif korelasyon göstermiştir. FTIR analizi, izole edilen polisakkaritin β-(2-1) glikozit bağlantısına sahip inülin yapısını doğrularken, SEM görüntüleri dondurarak kurutmanın tipik sonucu olan lifli morfolojiyi göstermiştir. Jelleşme sertliğinde (2.209 N) ticari yüksek performanslı inülin jellerine benzer mekanik mukavemet göstermiştir. Üretilen inülin ve FOS'un, ticari ürünlere göre düşük aw değeri (0.292), düşük ve ticari standartlarla uyumlu nem değerleri (%4.327-5.000) ve nötre en yakın pH değerinin (pH:7.03) bulunması yüksek mikrobiyolojik, depolama ve kimyasal stabilite potansiyelini işaret etmiştir. Toplam karbonhidrat ve indirgen şeker miktarı ticari ürünlerle benzer seviyede tespit edilmiş, ana bileşenin fruktan olduğu ve serbest şeker oranının düşük olduğu belirlenmiştir. Üretilen inülin ve FOS'un kül (>%4), protein (>10 mg/mL) ve yağ (>%1.7) kalıntıları, ticari ürünlere göre daha yüksek olup laboratuvar ölçeğindeki saflaştırma süreçlerinin ticari saflığa ulaşmada ek adımlara ihtiyaç duyduğunu göstermiştir. Toplam karbonhidrat içeriği ticari ürünlerle benzer seviyededir (yaklaşık %2.2, 1.68 μg/mL). Diyet lifi, ticari inülinden (30.28 g/100 g) daha düşük; yüksek kalıntı safsızlıkları nedeniyle yüzde değeri düşük bulunmuştur. Üretilen inülin ve FOS örneklerinin laboratuvar ölçeğinde ağartma işleminin uygulanmaması ticari muadillerine kıyasla daha koyu ve daha sarımsı/kırmızımsı olduğu görülmüştür. Sarımsak'ın, üstün fonksiyonel ve biyoaktif özelliklere sahip inülin ve FOS üretimi için güçlü bir yerel kaynak olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to select the material with the highest inulin content from some plants belonging to the daisy and lily families that are cultivated in our country and are thought to have inulin content, to optimize the production conditions of this material using green techniques, and to characterize the produced inulin. The inulin content of plants belonging to the Compositae family, including safflower (meal, oil, and seed), sunflower (ray floret, stem, and leaf), artichoke, artichoke leaf, dandelion, asparagus, and Jerusalem artichoke (fresh and commercial), as well as plants from the Liliales family, including leek, onion, and garlic, were analyzed. The highest inulin content was determined in garlic (20.085±0.132 g/100 g). Ultrasound-assisted extraction conditions for garlic were optimized using Response Surface Methodology (RSM). The optimum production conditions were established as a temperature of 80 °C, a solvent/solid ratio of 5/1, an extraction time of 37 minutes, and an ultrasound frequency of 45 kHz. Maximum inulin yield was achieved under these conditions. Following purification steps, the optimum inulin was converted into fructooligosaccharides (FOS) using the endoinulinase enzyme. The produced inulin and FOS exhibited statistically significant higher performance compared to commercial products in terms of water holding capacity (inulin: 4.3728 g/g; FOS: 5.9565 g/g) and oil holding capacity (inulin: 0.9667 g/g; FOS: 1.2169 g/g). The produced FOS showed the highest activity in TEAC (653.08 mg/L) and FRAP antioxidant assays. This activity demonstrated a strong positive correlation with the residual phenolic compounds preserved in the products. While FTIR analysis confirmed the inulin structure of the isolated polysaccharide with β-(2-1) glycosidic linkages, SEM images revealed a fibrous morphology, which is a typical characteristic of freeze-drying. Regarding gel hardness (2.209 N), the samples showed mechanical strength similar to commercial high-performance inulin gels. The low water activity (aw) (0.292), low moisture content compatible with commercial standards (4.327-5.000%), and a pH value closest to neutral (pH: 7.03) in the produced inulin and FOS indicated high microbiological, storage and chemical stability potential. Total carbohydrate and reducing sugar levels were found to be similar to commercial products, confirming that the primary component is fructan and the free sugar ratio is low. The ash (>4%), protein (>10 mg/mL), and fat (>1.7%) residues of the produced inulin and FOS were higher than those of commercial products, indicating that laboratory-scale purification processes require additional steps to achieve commercial purity levels. Total carbohydrate content was at a level similar to commercial products (approximately 1.68 μg/mL). Dietary fiber content was lower than commercial inulin (30.28 g/100 g); the percentage value was found to be lower due to the presence of high residual impurities. Due to the absence of a bleaching process at the laboratory scale, the produced inulin and FOS samples appeared darker and more yellowish/reddish compared to their commercial counterparts. In conclusion, garlic is a potent local source for the production of inulin and FOS with superior functional and bioactive properties.
Benzer Tezler
- UV-C ışık ve bazı bitkisel materyallerin in vitrokoşullar ve model gıda sistemlerinde antimikrobiyal,antibiyofilm ve antiquorum sensing (yeterli çoğunluğualgılama sisteminin inhibisyonu) aktivitelerininaraştırılması ve UV-C uygulamalarının bitkiselmateryaller ile kombine olarak kullanımının yanıtyüzey metodolojisi ile optimizasyonu
Investigation of antimicrobial, antibiofilm andantiquorum sensing activities of UV-C light andsome plant-derived materials under in vitroconditions and model food systems and optimizationof combined treatments of UV-C light and plantderivedmaterials by response surface methodology
AYÇA KORKMAZ VURMAZ
Doktora
Türkçe
2024
MikrobiyolojiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEN GÜNDÜZ
- Bazı Pleurotus türlerinin çeşitli evrelerdeki gelişimi ve verimi üzerine farklı bitkisel materyallerin etkileri
The Effects of different plant materials on development and yield in various phases of some Pleurotus species
BAHAR YAKUT
- Brokkoli (Brassica oleracea var. italica) ve salata (Lactuca sativa L.) tohumlarına uygulanan bazı organik asit ve bitkisel kökenli materyallerin çimlenme, çıkış ve fide falitesi üzerine etkileri
The effect of some organic acids and plant materials applied on broccoli (Brassica oleracea var. italica) and lettuce (Lactuca sativa L.) on germination, emergence and seedling quality
HAYDAR BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
ZiraatNamık Kemal ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ARIN
- Bazı organik materyallerin domates'te bitki gelişimine etkileri
Effects of some organic fertilizers on plant growth of tomato
CANAN EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET YAŞAR
- Bitkisel üretimde kullanılan malzemenin bazı fungal etmenler açısından ozon gazı ile dezenfeksiyon olanaklarının araştırılması
A research on the disinfection possibilities of fungal agents on the materials used in the agriculture by ozone treatment
NAZLI DERVİŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
ZiraatEge ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NEDİM ÇETİNKAYA