Yağlı tohum çekirdekleri ve çekirdek kabuklarının katalitik süperkritik akışkan ekstraksiyonu

Abstract

ÖZET Bu çalışmada Türkiye kökenli üç yağlı tohum bitkisi olan findık, zeytin ve ayçiçeğinin çekirdek ve çekirdek kabuklan kullanıldı. Çalışma iki bölüm halinde planlandı. İlk bölümde bu numunelerden ilgili standartlara göre hazırlanan test örnekleri KOH ve K2CO3 katalizörleri kullanılarak, çözücü olarak su, aseton ve metanolün kullanıldığı süperkritik akışkan ekstraksiyonuna tabi tutuldu. Çeşitli katalizör/numune oranlarında gerçekleştirilen ekstraksiyonların verim yüzdeleri hesaplandı ve grafiğe geçirildi. Bu kısımda ekstraksiyon çözücülerine göre sıcaklık su için 384,4±5 °C, aseton için 245, 1±5 °C ve metanol için 250, 1±5 °C olarak seçilirken kullanılan katalizör/numune oranlan da 1/5, 2/5, 3/5, 4/5 ve 5/5 olarak ayarlandı. Katalitik deneylerde KOH katalizörünün K2C03!e göre daha etkili olduğu, en yüksek ekstraksiyon veriminin de çözücü olarak su kullanıldığında elde edildiği bulundu. Aseton ve metanol'ün ekstraksiyon çözücüsü olarak kullanıldığı deneylerde hem KOH için hem de K2CO3 için en yüksek verim zeytin çekirdeği numunesinden elde edildi. Katalitik olmayan ekstraksiyonlarda da genelde en yüksek verimin yine zeytin çekirdeği numunesinden elde edildiği fakat katalizörsüz olarak en yüksek verimin süperkritik su- ayçiçeği numunesinden elde edildiği bulundu (% 85,6). Çalışmanın ikinci bölümünde her numune için KOH katalizörü kullanılarak (5/5) oranında) elde edilen süperkritik ekstraktlar sıvı-sıvı ekstraksiyonu yoluyla fraksiyonlandı ve GC-MS birleşik sistemiyle analiz edildi. Her bir numuneden elde edilen toplam petrol eteri çözünenlerinin tam kuru numune üzerinden findık için % 5,5, zeytin için % 22,5 ye ayçiçeği için % 9,8 olduğu bulundu. Fındık numunesinden elde edilen yağ asidi bileşimininin % 86,4'ünün doymamış, % 13,6'sının doymuş, zeytin numunesinden elde edilenin % 89,3'ünün doymamış, % 10,7'sinin doymuş ve ay çiçeğinden elde edilenin ise % 88,2'sinin doymamış, % 11,8'inin doymuş yağ asitlerinden oluştuğu bulundu. Fındık ve zeytin numunelerinin yağ asidi bileşimlerinde % 80,0 ve % 74,2 ile en fazla Oleik asit bulunurken ayçiçeği numunesinde % 67,7 ile en fazla Linoleik asit bulundu. Anahtar Kelimeler: Yağlı Tohum Çekirdek Kabuklan, Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu, Katalizör, Fraksiyonlama, GC-MS Analizi VI

SUMMARY Catalytic Supercritical Fluid Extraction of Oilseeds Kernels and Shells In this study, kernels and shells of three oilseed plants, hazelnut, olive and sunflower from Turkey were used. The study was planned in two parts. In the first part, test samples made from these plants according to related standard methods were subjected to supercritical fluid extractions by using KOH and K2CO3 as catalysts and water, acetone and methanol as extraction solvents. The extraction yields of samples carried out at various catalyst/sample ratios were calculated and plotted vs catalyst/sample ratios. In this part, extraction parameters were adjusted as follows: extraction temperatures for water, acetone and methanol were 384,4±5 °C, 245, 1±5 °C and 250, 1±5 °C respectively, catalyst/sample ratios used were 1/5, 2/5, 3/5, 4/5 and 5/5. In catalytic runs, it was found that KOH catalyst was more effective than K2CO3 catalyst and maximum extraction yield was obtained supercritical-water extractions. In supercritical acetone and methanol extractions maximum extraction yields were obtained from olive kernel samples. In non-catalytic runs, in general maximum extraction yields were also obtained from olive kernel samples, but in this section the highest extraction yield was obtained supercritical-water extraction of sunflower seed shells samples (85,6 %). The second part of the study, supercritical extracts obtained from each sample by using KOH catalyst (at 5/5 catalyst/sample ratio) were fractionated by liquid-liquid extractions and analyzed with GC-MS coupled systems. Total petroleum ether soluble materials were calculated for hazelnut, olive and sunflower samples as 5,6 %, 22,5 % and 9,8 % respectively. Total fatty acid composition of extracts obtained from hazelnut, olive and sunflower samples were calculated as follows: for hazelnut samples 86,4 % unsaturated, 13,6 % saturated, for olive samples 89,3 % unsaturated, 10,7 % saturated and for sunflower samples 88,2 % unsaturated and 11,8 % saturated. In hazelnut and olive samples major fatty acid was found to be Oleic acid (80,0 % and 74,2 % respectively) but in sunflower samples, major fatty acid was found to be Linoleic acid (67,7 %). Keywords: Oilseed Kernels and Shells, Supercritical Fluid Extraction, Catalyst, Fractionation, GC-MS Analysis vn