Nar kabuğu ve siyah havuç posasından fenolikbileşiklerin ultrases destekli ekstraksiyonu: Kinetik modelleme ve optimizasyon

Abstract

Bu çalışmada endüstri atığı olan nar kabuğu ve siyah havuç posası örneklerinden yeşil teknoloji olan ultrasonik prob ile ultrases destekli ekstraksiyon metoduyla fenolik bileşiklerin geri kazanımı, işlem koşullarının ekstraksiyon kinetiğine etkisinin araştırılması, ekstraksiyon kinetiğinin modellenmesi ve yanıt yüzey metoduyla ekstraksiyon işleminin optimizasyonu amaçlanmıştır. Ekstraksiyon verimi, elde edilen ekstraktların toplam fenolik miktarı ve toplam antioksidan aktivite analiz sonuçlarına göre yorumlanmıştır. Çalışmada nar kabuğu ve siyah havuç posası örnekleri fırında kurutularak ve parçalayıcıda öğütüldükten sonra boyutlandırılarak kullanılmıştır. Ekstraksiyon kinetiğinin belirlenmesinde koşullar nar kabuğu için; sıcaklık (20, 40 ve 60 °C), etanol oranı (% 0, 20 ve 40) ve ultrases genliği seviyesi (% 10, 50 ve 90) ve siyah havuç posası için ekstraksiyon faktörleri sıcaklık (20 ve 40 °C), etanol konsantrasyonu (% 20 ve 40) ve ultrases genliği seviyesi (% 50 ve 90) seçilmiştir. Ekstraksiyon kinetikleri ikinci-derece kinetik model ile başarılı bir şekilde ifade edilmiştir.Sıcaklık (20, 40 ve 60 °C), etanol konsantrasyonu (% 0, 20 ve 40) ve ultrases genliği (% 10, 50 ve 90) ekstraksiyon faktörleri bağımsız değişken olarak ve toplam fenolik miktarı ve toplam antioksidan aktivite değerleri cevap olarak belirlenerek yanıt yüzey metodu ile ekstraksiyonun optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimum koşullar gallik asit cinsinden (mg GAE/g örnek) toplam fenolik miktarı ve troloks eşdeğeri cinsinden (mmol TE/g örnek) toplam antioksidan aktivite değerlerinin maksimizasyonuna göre hesaplanmıştır. Nar kabuğu örneğinde optimum koşul; % 30,06 etanol oranı, 55,83 ?C sıcaklık ve % 65,54 ultrases genliği seviyesi olarak hesaplanmıştır. Siyah havuç posası örneğinde optimum koşul; % 31,2 etanol oranı, 54,79 ?C sıcaklık ve % 68,52 ultrases genliği seviyesi olarak hesaplanmıştır.

Aim of this study to recovery phenolic compounds from peel of pomegranate and pulp of black carrot wastes obtained from fruit juices industry with ultrasound-assisted extraction by ultrasonic probe a green technology, to determine the effects of extraction conditions on extraction kinetics, to model extraction kinetics and to optimize extraction conditions by response surface methodology. Extraction yield expressed as total phenolic compounds and total antioxidant activity values of extracts. Dried and milled pomegranate peel and black carrot pulp were used. Extraction conditions chosen to evaluate extraction kinetics: temperature (20, 40 and 60 °C), ethanol ratio (0, 20 and 40 %), and amplitude level (10, 50 and 90 %) for pomegranate peel and temperature (20 and 40 °C), ethanol ratio (20 and 40 %), and amplitude level (50 and 90 %) for black carrot pulp. Extraction kinetics were expressed successfully with the second-order kinetic model. Response surface methodology was used in optimization of extraction. Independent variables were selected as temperature (20, 40 and 60 °C), ethanol ratio (0, 20 and 40 %), and amplitude level (10, 50 and 90 %) and responses were selected as total phenolic content and total antioxidant activity. Optimum conditions were found for maximum total phenolic content in terms of gallic acid (mg GAE/g sample) and total antioxidant activity in terms of trolox equivalent (mmol TE/g sample). Optimum conditions for pomegranate peel and black carrot pulp were; 30,06 % ethanol ratio, 55, 83 ?C temperature, 65,54 % amplitude level and 31,2% ethanol ratio, 54,79?C temperature and 68,52 % amplitude level, respectively.