Farklı ekstraksiyon şartlarının karamuk meyvesinin (Berberis Crataegina DC.) biyokimyasal karakterizasyonu üzerine etkilerinin araştırılması

Abstract

Karamuk, dikenli çalı formunda yetişen ve mavi mor rengi ile başta antisiyoninler olmak üzere biyoaktif bileşenlerce oldukça zengin olan tıbbi ve aromatik bitki ailesinin bir üyesidir. Genel olarak çeşitli hastalıkların tedavisi veya önlenmesinde gıda takviyesi olarak toz ya da sıvı ekstre şeklinde yaygın kullanımı vardır. Bu çalışmada, karamuk bitkisinden toplanan meyvelerin farklı ekstraksiyon koşullarında elde edilen ekstraktların temel biyokimyasal özelliklerinin araştırılması ve proses şartlarının çalışılan parametreler üzerindeki etkisinin yaygın bir kullanımı olan tepki yüzey yöntemi ile modellenerek optimum ekstraksiyon koşullarının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın başlangıcında ekstraksiyon solventinin belirlenmesi amacıyla, kafes karışım deneme tasarımını kullanılarak üç farklı solvent ile (etanol, metanol ve su) ekstraksiyon işlemi yapılmış ve tasarımın optimizasyon prosedürü kullanılarak maksimum biyoaktivite sergileyen solvent karışımı ortaya konmuştur. Bu amaçla örneklerin toplam fenolik madde, antioksidan ve antiradikal kapasite ile toplam antosiyanin içerikleri tepki olarak çalışılmış ve çok faktörlü optimizasyon ile her bir biyoaktif parametrenin en yüksek değerinin elde edildiği solvent karışımı %70 metanol ve %30 su olarak belirlenmiştir. Daha sonra farklı ekstraksiyon koşullarınının etkisi araştırma amacıyla merkezi tümleşik deneme tasarımı kullanılmış ve proses değişkeni olarak sıvı/katı seviyesi (50-100 mL/g), ekstraksiyon süresi (10-90 dk) ve sıcaklığı seçilerek (25-75 ºC) bu değişkenlerin temel biyoaktif özellikler (toplam fenolik madde, toplam flavonoid madde, toplam antosiyanin madde miktarı, kondense tannin içeriği, DPPH ve ABTS radikali süpürme aktivitesi, demir indirgeme ve fosfomolibden yöntemi ile antioksidan kapasite ve linoleik asit oksidasyon inhibisyon aktivitesi) üzerindeki etkisi belirlenmiştir. Örneklerin toplam fenolik madde miktarı 80,76-110,92 mg GAE/g, toplam flavonoid madde miktarı 77,71-120,35 mg KE/g, kondanse tannin miktarı 50,50-62,14 mg KE/g ve toplam antosiyanin miktarı 2,75-3,21 mg/g aralığında tespit edilmiş olup, DPPH radikali süpürme aktivitesi %25,02-63,09, ABTS radikali süpürme aktivitesi ise 122,48-256,09 μgTE/g aralığında belirlenmiştir. Antioksidan kapasite değerleri ise demir indirgeme yöntemi için 66,12-110,83 mgAAE/kg aralığında, fosfomolibden yöntemi için 108,88-137,36 mgAAE/g aralığında, linolek asit oksidasyon inhibisyon değerleri ise %85,69-89,72 aralığında tespit edilmiştir. Genel olarak sıvı/katı seviyesindeki artış ile ekstraksiyon süre ve sıcaklığının artışı örneklerin biyoaktif değerlerinin yükselmesini sağlamıştır.

Barberry is a member of the medicinal and aromatic plant family, which grows in the form of a thorny bush and is rich in bioactive components, especially anthocyanins, with its blue purple color. In general, it is widely used in the form of powder or liquid extract as a food supplement for the treatment or prevention of various diseases. In this study, it was aimed to investigate the basic biochemical properties of the extracts obtained from the fruits collected from the barberry plant under different extraction conditions and to determine the optimum extraction conditions by modeling the effect of the process conditions on the studied parameters by the response surface methodology, which has a common use. In order to determine the optimum extraction solvent at the beginning of the study, three different solvents (ethanol, methanol and water) were used as a extraction solvent using the simplex lattice mixture design, and the solvent mixture exhibiting maximum bioactivity was revealed by using the optimization procedure of the design. For this purpose, the total phenolic content, antioxidant and antiradical capacity and total anthocyanin contents of the samples were studied in response and the solvent mixture in which the highest value of each bioactive parameter was obtained by multi-factor optimization was determined as 70% methanol and 30% water. Then, a central composite rotatable design was used to investigate the effect of different extraction conditions, and by choosing the liquid/solid level (50-100 mL/g), extraction time (10-90 min) and temperature (25-75 ºC) as process variables, the basic values of these variables were determined. The effects on bioactive properties (total phenolic content, total flavonoid content, total anthocyanin amount, condensed tannin content, DPPH and ABTS radical scavenging activity, antioxidant capacity and linoleic acid oxidation inhibition activity by iron reduction and phosphomolybdenum method) were determined. The total amount of phenolic substances of the samples is 80.76-110.92 mg GAE/g, the total amount of flavonoid substance is 77.71-120.35 mg KE/g, the amount of condensed tannin is 50.50-62.14 mg KE/g, and the total anthocyanin. Its amount was determined in the range of 2.75-3.21 mg/g, DPPH radical scavenging activity was determined as 25.02-63.09%, ABTS radical scavenging activity was determined in the range of 122.48-256.09 μgTE/g. The antioxidant capacity values are in the range of 66.12-110.83 mgAAE/kg for the iron reduction method, 108.88-137.36 mgAAE/g for the phosphomolybdenum method, and linoleic acid oxidation inhibition values are in the range of 85.69-89.72%. In general, the increase in the liquid/solid level and the increase in the extraction time and temperature provided a significant increase in the bioactive values of the samples.