Soğan ve sarımsak atıklarından pektin izolasyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında, ülkemizde büyük miktarlarda ortaya çıkan soğan ve sarımsak atıklarından sıcak asit, mikrodalga ve ultrasonik destekli ekstraksiyon yöntemleri ile ekstraktant olarak; 0,1 N sitrik (CA), asetik (AA), hidroklorik (HCl) ve sülfürik asit (H2SO4) çözeltileri, ayrıca bu asitlerin ikili asit karışımları (CA-HCl, CA-H2SO4, CA-AA, AA-H2SO4, AA-HCl ve HCl-H2SO4) kullanılarak pektin ekstrakte edilmiştir. Ekstrakte edilen pektinlerin verimleri ve fizikokimyasal özellikleri (esterleşme derecesi, metoksil içeriği, galakturonik asit değeri, eşdeğer ağırlığı, FTIR spektrumu) belirlenerek ekstrakte edilen pektinlerin kalitesi ve ticari pektin özelliklerine yakınlığı belirlenmiştir. Optimum ekstraksiyon koşulları gerçekleştirilen ön deneme çalışmalarından sıcak asit ekstraksiyonu (SAE) için; 90℃ ekstraksiyon sıcaklığı, 90 dk. ekstraksiyon süresi, 1/30 (w/v) katı-sıvı oranı, mikrodalga destekli ekstraksiyon (MDE) için; 600 W mikrodalga gücü, 4 dk. ekstraksiyon süresi, 1/30 (w/v) katı-sıvı oranı, ultrasonik destekli ekstraksiyon (UDE) için; %50 genlik değeri, 15 dk. ekstraksiyon süresi, puls (10 s-5 s on-off), 1/30 (w/v) katı-sıvı oranı olarak belirlenmiştir. Sarımsak atıklarından SAE ile %6,33-22,40, MDE ile %6,70-24,62 ve UDE ile 6,35-13,98; soğan atıklarından SAE ile %3,57-16,22 ve MDE ile %4,52-24,93 değerleri arasında değişen pektin verimleri elde edilmiştir. En yüksek pektin verimleri her iki ham maddede de mikrodalga destekli ekstraksiyon yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Ekstraksiyon işlemleri sırasında organik ve inorganik asit karışımlarının ekstraktant olarak kullanılması istenilen fizikokimyasal özelliklerde pektinlerin elde edilmesini sağlamıştır. Ekstrakte edilen pektin örnekleri genellikle yüksek metoksilli pektinlerden oluşmakta olup, metoksil içeriklerinin ticari pektine yakın olduğu gözlemlenmiştir. Soğan ve sarımsak atıklarından ekstrakte edilen örneklerin FTIR spektrum sonuçları, ticari pektinin FTIR spektrumuyla karşılaştırıldığında pektinin yapısı doğrulanmıştır.

In this master thesis, pectin was extracted from large amounts of onion and garlic waste generated in our country using hot acid, microwave, and ultrasonic-assisted extraction methods as extractants, as well as 0.1 N citric (CA), acetic (AA), hydrochloric (HCl), and sulfuric (H2SO4) acid solutions, and dual acid mixtures of these acids (CA-HCl, CA-H2SO4, CA-AA, AA-H2SO4, AA-HCl, and HCl-H2SO4). The yield and physicochemical properties (degree of esterification, methoxyl content, galacturonic acid value, equivalent weight, FTIR spectrum) of the extracted pectins were determined, and the quality and proximity of the extracted pectins to commercial pectin properties were assessed. The optimum extraction conditions were determined for the preliminary studies conducted. For the hot acid extraction method (HAE), the optimum extraction conditions were 90 ℃ extraction temperature, 90 min extraction duration, 1/30 (w/v) solid-liquid ratio, for the microwave-assisted extraction method (MWE), 600 W microwave power, 4 min extraction duration, 1/30 (w/v) solid-liquid ratio, for the ultrasonic-assisted extraction method (UAE), 50% amplitude, 15 min extraction duration, pulse (10 s-5 s on-off), 1/30 (w/v) solid-liquid ratio. From garlic wastes 6.33-22.40% with HAE, 6.70-24.62% with MWE, and 6.35-13.98% with UAE were obtained; from onion wastes, pectin yields ranging from 3.57-16.22% with HAE and 4.52-24.93% with MWE were obtained. The highest pectin yields were obtained using the microwave-assisted extraction method for both raw materials. The use of organic and inorganic acid mixtures as extractant during the extraction process resulted in obtaining pectins with desired physicochemical properties. The extracted pectin samples generally consisted of high methoxyl pectins, and their methoxyl content were observed to be close to those of commercial pectin. The FTIR spectrum results of the extracted samples from onion and garlic waste confirmed the structure of pectin when compared with the FTIR spectrum of commercial pectin.