Şeker otundan (Stevia rebaudiana) steviol glikozitlerin ve fenolik maddelerin ekstraksiyonunda mikrodalga ve ultrases uygulamalarının optimizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, doğal ve düşük kalorili bir tatlılandırıcı olan Stevia rebaudiana Bertoni (Şeker otu)'de bulunan steviol glikozitlerin ve fenolik maddelerin ekstraksiyonunda farklı yöntemlerin etkilerini incelemektir. Bu kapsamda; çözücü, mikrodalga destekli ve ultrases destekli olmak üzere üç farklı ekstraksiyon yöntemi ile çalışılmış; yanıt yüzey metodu (RSM) kullanılarak her bir ekstraksiyon yöntemi için işlem koşullarının etkileri incelenerek optimum işlem koşulları belirlenmiştir. Optimum işlem koşulları çözücü ekstraksiyon yöntemi için %50 EtOH konsantrasyonu, 118 mL/g çözücü oranı, 54 °C sıcaklık ve 112 dk. süre; mikrodalga destekli ekstraksiyon için 51 °C sıcaklık, 16 dk. süre; ultrases destekli ekstraksiyon işlemi için 50 °C sıcaklık, 43 dk. süre olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda çözücü, mikrodalga destekli ve ultrases destekli ekstraksiyon işlemlerinde sırasıyla; rebaudiozit A miktarı 41,10; 42,84; 42,94 mg/g; steviozit miktarı 64,94; 68,02; 70,35 mg/g; toplam fenolik madde miktarı 66,58; 67,75; 68,61 mg GAE/g; toplam flavonoid miktarı 42,13; 43,40; 47,69 mg KE/g; troloks eşdeğer antioksidan kapasite (ABTS) değeri 786,45; 838,57; 853,74 µmol TE/g olarak tespit edilmiştir. LC/Q-TOF/MS analizi ile şeker otu ekstraktlarında toplam 65 bileşen tanımlanmıştır. Ultrases destekli ekstraksiyonun en verimli yöntem olduğu; ayrıca ekstraksiyon süresi açısından mikrodalga (16 dk.) ve ultrases destekli ekstraksiyon (43 dk.) yöntemlerinin çözücü ekstraksiyon (112 dk.) yöntemine kıyasla işlem süresini önemli ölçüde kısalttığı sonucuna ulaşılmıştır.

The objective of this study was to determine the effects of different methods on the extraction of steviol glycosides and phenolic compounds from Stevia rebaudiana Bertoni (sugar leaf) which is a natural and low calorie sweetener. Three different techniques, i.e, solvent, microwave assisted and ultrasound assisted extraction methods were used and optimum process conditions for each methods were estimated by investigating the effects of process variables using response surface methodology (RSM). Optimum extraction conditions for solvent extraction were 50% EtOH concentration, 118 mL/g solvent ratio, 54 °C temperature and 112 min time; for microwave assisted extraction 51 °C temperature, 16 min time; and for ultrasound assisted extraction 50 °C temperature, 43 min time. At optimum conditions, amounts of rebaudioside A were 41.10, 42.84, 42.94 mg/g; stevioside were 64.94, 68.02, 70.35 mg/g; total phenolic compounds were 66.58, 67.75, 68.61 mg GAE/g; total flavonoid were 42.13, 43.40, 47.69 mg CE/g; trolox equivalent antioxidant capacity (ABTS) values were 786.45, 838.57, 853.74 µmol TE/g for solvent, microwave assisted and ultrasound assisted extraction methods respectively. A total of 65 compounds were identified in sugar leaf extracts by LC/Q-TOF/MS analysis. Ultrasound-assisted extraction was found the most efficient method, and in terms of extraction time, microwave (16 min) and ultrasound (43 min) assisted extraction methods significantly reduced processing time as compared to solvent extraction method (112 min).