Toros sediri, sığla ağacı ve kestane kabukları için optimum ekstraksiyon koşullarının belirlenmesi ve elde edilen ekstraktların biyoaktif özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Amaç: Toros sediri (Cedrus Libani A. Richard), sığla ağacı (Liquidambar orientalis Miller) ve kestane (Castanea sativa Mill) kabukları için optimum ekstraksiyon koşullarının belirlenmesi ve elde edilen ekstraktların biyoaktif özelliklerinin incelenmesi. Materyal ve Yöntem: Tez çalışması kapsamında hammadde olarak odun dışı orman ürünlerinden olan Toros sediri, sığla ağacı ve kestane kabukları kullanılmıştır. Ekstraktların üretimi geleneksel katı sıvı ekstraksiyon ve ultrasonik ekstraksiyon olmak üzere iki farklı yöntem ile farklı karışım (su, etanol ve propanol oranı) ve proses değişkenleri (katı oranı, sıcaklık, süre ve amplitüd) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ekstraktlar ince film evaporatör kullanılarak konsantre hale getirildikten sonra ekstraktlara, kuru madde, toplam fenolik madde, antioksidan aktivite, antimikrobiyal aktivite analizleri yapılmıştır. Ekstraksiyon koşulları maksimum toplam fenolik madde miktarı ve maksimum antioksidan aktivite değerlerini sağlayacak şekilde Desirability fonksiyonu yaklaşımı kullanılarak optimize edilmiştir. Ayrıca, optimum koşullarda üretilen ekstraktların fenolik madde bileşimi ve uçucu bileşen profili de belirlenmiştir. Bulgular: Kabuklardan biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda optimum ekstraksiyon yöntem ve koşulları, ekstratların daha yüksek TFM içeriğine ve AA değerine sahip olması gibi. avantajları açısından belirlenmiştir. Toros sediri kabuğu için optimum ekstraksiyon koşullarının, çözücü olarak etanol-propanol (1:9) karışımının kullanıldığı, %25 katı oranı, 57.3 °C sıcaklık ve 30 dk süre koşullarında gerçekleştirilen geleneksel katı sıvı ekstraksiyon yöntemi olduğu tespit edilmiştir. Sığla ağacı kabuğu için optimum ekstraksiyon koşullarının, çözücü olarak suyun kullanıldığı %25 katı oranı %50 amplitüd ve 23 dk süre koşullarında gerçekleştirilen ultrasonik ekstraksiyon yöntemi olduğu tespit edilmiştir. Kestane kabuğu için optimum ekstraksiyon koşullarının, çözücü olarak suyun kullanıldığı %15 katı oranı, 60 °C xxiii sıcaklık ve 60 dk süre koşullarında gerçekleştirilen geleneksel katı sıvı ekstraksiyon yöntemi olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca en iyi antimikrobiyal etki gösteren materyal kestane kabuğu olarak belirlenmiştir. Sonuç: Toros sediri, sığla ağacı ve kestane kabuklarından biyoaktif bileşenlerin ekstrakte edilmesinde, kullanılan ekstraksiyon yönteminin yanı sıra ekstraksiyon işleminde uygulanan karışım ve proses değişkenlerinin de oldukça etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Bu nedenle pek çok faktörden etkilenen ekstraksiyon işleminin optimize edilmesinin oldukça önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca bu çalışma atık durumunda odun dışı orman ürünlerinden olan Toros sediri, sığla ağacı ve kestane kabuklarının içerdiği biyoaktif bileşenler sayesinde ekonomiye katkı sağlayabilecek şekilde kulanılabilme potansiyeline işaret etmektedir.

Objective: Determination of optimum extraction conditions for Taurus cedar (Cedrus Libani A. Richard), sweet gum tree (Liquidambar orientalis Miller) and chestnut (Castanea sativa Mill) bark and investigation of bioactive properties of extracted extracts. Material and Methods: Within the scope of the thesis, Taurus cedar, sweet gum tree and chestnut barks, which are non-wood forest products, were used as raw materials. The extracts were produced using two different methods, traditional solid-liquid extraction and ultrasonic extraction, using a different mixture (water, ethanol and propanol ratio) and process variables (solid ratio, temperature, time and amplitude). After the extracts were concentrated using a thin film evaporator, dry matter, total phenolic substance, antioxidant activity, antimicrobial activity analyzes were performed on the extracts. Extraction conditions were optimized using the Desirability function approach to provide maximum total phenolic content and maximum antioxidant activity values. In addition, the phenolic composition and volatile component profile of the extracts produced under optimum conditions were determined. In addition, the material with the best antimicrobial effect was determined as chestnut bark. Results: Optimum extraction methods and conditions for extracting bioactive compounds from barks with the highest TFM content and AA value were determined. It has been determined that the optimum extraction conditions for Taurus cedar bark are the traditional solid-liquid extraction method, using a mixture of ethanol-propanol (1:9) as a solvent, 25% solids ratio, 57.3 °C temperature and 30 min. It has been determined that the optimum extraction conditions for sweet gum bark are the ultrasonic extraction method using water as solvent, 25% solids ratio, 50% amplitude and 23 min time conditions. It has been determined that the optimum extraction conditions for chestnut bark are the traditional solid-liquid extraction method using water as solvent, 15% solids ratio, 60 °C temperature and 60 min time conditions. xxv Conclusion: It has been concluded that, in addition to the extraction method used, the mixture and process variables applied in the extraction process are very effective in the extraction of bioactive components from the bark of Taurus cedar, sweetgum tree and chestnut. Therefore, it was concluded that optimizing the extraction process, which is affected by many factors, is very important. In addition, this study indicates that Taurus cedar, sweetgum and chestnut shells, which are non-wood forest products in the case of waste, contain important bioactive components and these components can be used in a way that can contribute to the economy.