Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorAksu, Zümriye
dc.contributor.authorTezel, Zeynep
dc.date.accessioned2024-10-07T08:43:07Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024-07-25
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/35824
dc.description.abstractIn this thesis study, the extraction of high-value anthocyanin and betalain pigments from industrial food waste, specifically black carrot and red beet pomaces, was investigated using water, citric acid, and ascorbic acid solutions, and various deep eutectic solvents in a batch system. In the initial part of the study, the effects of temperature, pretreatment (freezing and drying), stirring speed, particle size range, and solid/liquid ratio on the extraction rate and yield of anthocyanin and betalain pigments from dried black carrot pomace (DBCP) and dried red beet pomace (DRBP) using water as a solvent were examined. For anthocyanin extraction from DBCP with water, the optimal conditions were determined to be a temperature of 50°C, a stirring speed of 160 rpm, a particle size range of 0.065mm<dp<0.355 mm, and a solid/liquid ratio of 1/10. Under these conditions, the equilibrium concentration of anthocyanin in the solvent was found to be 4.97 g anthocyanin/L water, with the amount of anthocyanin extracted per unit mass of DBCP being 0.957 g anthocyanin/g DBCP. For betalain extraction from DRBP with water, the optimal conditions were determined to be a temperature of 20°C, a stirring speed of 160 rpm, a particle size range of 0.355 mm<dp<0.850 mm, and a solid/liquid ratio of 1/10. Under these conditions, the equilibrium concentration of betalain in the solvent was found to be 27.5 g betalain/L water, with the amount of betalain extracted per unit mass of DRBP being 5.59 g betalain/g DRBP. In the next phase of the study, the effects of different solvents on the extraction rate and yield of anthocyanin from DBCP and betalain from DRBP were investigated. In addition to water, solvents including citric acid and ascorbic acid solutions at various concentrations, and deep eutectic solvents (DES) composed of (Choline Chloride+Ascorbic Acid+Water), (Choline Chloride+Citric Acid+Water), and (Betaine+Ascorbic Acid+Water) were used. It was observed that the most rapid and efficient extraction of anthocyanin from DBCP occurred with the DES composed of (Choline Chloride+Citric Acid+Water), with the highest equilibrium concentration of anthocyanin in the solvent being 10.72 g/L DES and the highest amount of anthocyanin extracted per unit mass of DBCP being 2.10 g anthocyanin/g DBCP. The most rapid and efficient extraction of betalain from DRBP occurred with water, with the highest equilibrium concentration of betalain in the solvent being 27.5 g/L water and the highest amount of betalain extracted per unit mass of DRBP being 5.59 g betalain/g DRBP. In the subsequent phase, pigment extraction from both pomaces was performed using ultrasound-assisted batch systems under the optimal conditions found in the batch stirred systems. It was found that the extraction capacities obtained from the batch stirred and ultrasound-assisted anthocyanin extraction from DBCP were not significantly different. However, the extraction capacity of betalain from DRBP in the batch stirred system was much higher than that in the ultrasound-assisted system. In the final part of the study, the stability of anthocyanin and betalain pigments in the extracts obtained under the optimal conditions using water, acidic solutions, and DES was investigated under different storage conditions; at room temperature (25°C) with daylight exposure, at room temperature (25°C) in darkness, and at 4°C in darkness. It was observed that the degradation of both pigments was highest under daylight exposure at 25°C and lowest in darkness at 4°C. For anthocyanin, the lowest degradation (5.08%) was observed in the DES composed of (Choline Chloride+Citric Acid+Water) after 15 days under all storage conditions. For betalain, the lowest degradation (2.59%) was observed in water after 7 days under all storage conditions. Additionally, the kinetic behavior of each extraction system studied in this thesis was described using second-order extraction kinetics, and kinetic constants were determined. This thesis successfully demonstrated the efficient, economical, and environmentally friendly extraction of high-value anthocyanin and betalain pigments from black carrot and red beet pomaces.tr_TR
dc.language.isoturtr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectSiyah havuç posasıtr_TR
dc.subjectKırmızı pancar posasıtr_TR
dc.subjectKesikli Karıştırmalı ve Ultrason Destekli Ekstraksiyontr_TR
dc.subjectYeşil Çözücütr_TR
dc.subjectDerin Ötektik Çözücü (DÖÇ)tr_TR
dc.subjectPigmenttr_TR
dc.subjectAntosiyanintr_TR
dc.subjectBetalaintr_TR
dc.titleTarımsal Gıda Atıklarından Geleneksel ve Yeşil Çözücülerle Antosiyanin Pigment Ekstraksiyonunun İncelenmesitr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetBu tez çalışması kapsamında endüstriyel gıda atıklarından siyah havuç ve kırmızı pancar posalarından kesikli sistemde çözücü olarak su, sitrik asit ve askorbik asit çözeltileri ve farklı derin ötektik çözücüler kullanılarak ekstraksiyonla katma değeri yüksek antosiyanin ve betalain pigmentlerin eldesi araştırılmıştır. Çalışmaların ilk kısmında kesikli karıştırmalı sistemde, kurutulmuş siyah havuç posası(KSHP) ve kurutulmuş kırmızı pancar posası(KKPP)’ndan antosiyanin ve betalain pigment ekstraksiyonunda suyun çözücü olarak kullanıldığı durumda sıcaklığın, ön işlemin (dondurma ve kurutma), karıştırma hızının, tanecik boyut aralığının ve katı/sıvı oranının ekstraksiyon hız ve verimine etkileri araştırılmıştır. KSHP’den suya antosiyanin ekstraksiyonunda 50℃ sıcaklık, 160 rpm karıştırma hızı, 0,065mm<dp<0,355mm tanecik boyut aralığı ve 1/10 katı/sıvı oranı en uygun çalışma koşulları olarak belirlenmiş olup, bu koşullarda dengede çözücüye geçen antosiyanin derişimi 4,97 g antosiyanin/L su, birim KSHP kütlesinden ekstrakte edilen antosiyanin miktarı ise 0,957 g antosiyanin/g KSHP olarak saptanmıştır. KKPP’den suya betalain ekstraksiyonunda ise, 20℃, 160 rpm karıştırma hızı, 0,355mm <dp<0,850mm tanecik boyut aralığı ve 1/10 katı/sıvı oranı en uygun çalışma koşulları olarak tespit edilmiş ve bu koşullarda dengede çözücüye geçen betalain derişimi 27,5 g betalain/L su, birim KKPP kütlesinden ekstrakte edilen betalain miktarı 5,59 g betalain /g KKPP olarak bulunmuştur. Çalışmaların bir sonraki aşamasında, kesikli karıştırmalı sistemde KSHP’den antosiyanin ve KKPP’den betalain ekstraksiyonunda sudan başka, çözücü olarak farklı derişimlerdeki sitrik asit ve askorbik asit çözeltileri ile (Kolin Klorür+Askorbik Asit+Su)’dan, (Kolin Klorür+Sitrik Asit+Su)’dan ve (Betain+Askorbik Asit+Su)’dan oluşan derin ötektik çözücü(DÖÇ)’ler kullanılarak, çözücü türünün pigment ekstraksiyon hız ve verimine etkileri araştırılmıştır. Kurutulmuş siyah havuç posasından (Kolin Klorür+Sitrik Asit+Su)’dan oluşan DÖÇ’e en hızlı ve verimli ekstraksiyonun gerçekleştiği gözlenmiş ve dengede çözücüye ekstrakte edilen en yüksek antosiyanin derişimi 10,72 g/L DÖÇ ve birim KSHP kütlesinden ekstrakte edilen en yüksek antosiyanin miktarı ise 2,10 g antosiyanin/g KSHP olarak saptanmıştır. Kurutulmuş kırmızı pancar posasından suya en hızlı ve verimli ekstraksiyonun gerçekleştiği gözlenmiş ve dengede çözücüye ekstrakte edilen en yüksek betalain derişimi 27,5 g/L su ve birim KKPP kütlesinden ekstrakte edilen en yüksek betalain miktarı ise 5,59 g betalain/g KKPP olarak tespit edilmiştir. Çalışmaların daha sonraki aşamasında kesikli karıştırmalı ekstraksiyonun yanı sıra ultrason destekli kesikli sistemde de her iki posadan pigment ekstraksiyonu, kesikli karıştırmalı ekstraksiyonda bulunan en uygun çalışma koşullarında gerçekleştirilmiştir. KSHP’den kesikli karıştırmalı ve ultrason destekli antosiyanin ekstraksiyonunda elde edilen ekstraksiyon kapasitelerinin çok farklı olmadığı, ancak KKPP’den kesikli karıştırmalı sistemdeki betalain ekstraksiyonunun ultrason destekli ekstraksiyondan çok daha yüksek kapasiteyle gerçekleştiği görülmektedir. Çalışmaların son kısmında ise KSHP’den antosiyaninin ve KKPP’den betalainin suyla ekstraksiyonunda elde edilen en uygun çalışma koşullarında, suyla, asidik çözeltilerle ve DÖÇ’lerle yapılan ekstraksiyon deneylerinin sonunda elde edilen ekstraktlardaki antosiyanin ve betalain pigmentlerinin kararlılığı 25℃’de oda koşulları-gün ışığı, 25℃’de oda koşulları-karanlık ortam, 4℃’de karanlık ortamda araştırılmış ve her iki pigment için de 25℃’de gün ışığı ortamındaki bozunmanın en yüksek, bozunmanın 4℃’de karanlık ortamda ise en düşük olduğu görülmüştür. Tüm ortam koşullarında antosiyanin için 15 gün sonunda (Kolin Klorür+Sitrik Asit+Su)’dan oluşan DÖÇ’teki bozunmanın diğer çözücülere kıyasla en düşük (%5,08), betalain için ise 7 gün sonunda su ortamındaki bozunmanın diğer çözücülere kıyasla en düşük olduğu (%2,59) gözlenmiştir. Tez çalışmasında ayrıca çalışılan her bir ekstraksiyon sisteminin kinetik davranışı ikinci dereceden ekstraksiyon kinetiğiyle tanımlanarak kinetik sabitler bulunmuştur. Bu tez çalışmasıyla siyah havuç ve kırmızı pancar posalarından, katma değeri yüksek antosiyanin ve betalain pigmentlerin verimli, ekonomik ve çevre dostu yöntemlerle eldesi gerçekleştirilmiştir.tr_TR
dc.contributor.departmentKimya Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.terms6 aytr_TR
dc.embargo.lift2025-04-11T08:43:07Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster