Prunus spinosa L. türünün meyve ekstraksiyonundaki fenolik madde ve antioksidan aktivitelerinin yüzey yanıt metodolojisi ile optimizasyonu

Abstract

Fonksiyonel gıdalar veya bitki bazlı gıdalar son zamanlarda birçok bilim insanı ve gıda üreticisi için ilgi çekici bir konu olmuştur. Son yıllarda yapılan araştırmalarla sağlıklı beslenmede antioksidan kapasitesi yüksek besinlerin kullanılması tercih edilmektedir. Antioksidan içeriği yüksek olan besinlere olan ilginin artmasıyla birlikte bu yöndeki araştırma sayısı gittikçe artmaktadır. Yüksek antioksidan içeriğine sahip olan gıdalar, vücutta meydana gelen serbest radikallerin oluşumunu azaltarak serbest radikallerden kaynaklanan kanser, diyabet, kardiyovasküler hastalıklar gibi çeşitli hastalıkları önlemede ve yaşlanma sürelerini geciktirmede önemli rol oynamaktadır. Yeterli, dengeli ve sağlıklı beslenme konusundaki bilinçlenme ile birlikte sağlık açısından pek çok faydası olduğu yıllardır bilinen ve antioksidan maddelerce zengin olduğu bildirilen meyve ve sebzelerin önemi daha da artmıştır. Bu kapsamda antioksidan aktivite açısından önemli olan Prunus spinosa L. türü ile ilgili ideal ekstraksiyon yönteminin belirlenmesi önem arz etmektedir.Ekstraksiyon çalışmalarında karşılaşılan en büyük zorluklardan biri bağımlı değişken üzerindeki istenmeyen etkenlerin etkisini ortadan kaldırmanın zorluğudur. Optimizasyon çalışmalarında istenen amaca ulaşmada bu zorluğu kontrol altına alabilmek için deney tasarım yöntemleri ve yüzey yanıt metodolojisi kullanılmaktadır. Bu yöntemler, ürün kalitesini arttırmak ya da maliyeti düşürmek için optimizasyonu sağlamada ve ideal ekstraksiyon yöntemini belirlenmesinde gıda, ilaç, kimya, tarım gibi birçok alandaki çalışmalarda yerini almıştır. Bu çalışmada antioksidan, aktiviteleri yönünden zengin değerlere sahip yabani meyvelerden biri olan Prunus spinosa L. bitkisinin meyvelerinin verim, toplam fenolik madde, toplam flavonoid madde, toplam antosiyanin ve serbest radikalleri yakalama aktivitesi (DPPH-ABTS) üzerine, çözücü, sıcaklık ve süre koşullarının etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Optimizasyon için yüzey yanıt yöntemi kullanılarak 3 tekrarlı 20 ekstre elde edilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Toplam antosiyanin içeriği pH diferansiyel metodu ile toplam fenolik madde içeriği Folin-Ciocalteu yöntemiyle, toplam flavonoid içeriği alüminyum klorür kolorimetrik yöntemi ile tespit edilmiştir. Antioksidan aktivitesi için ABTS ve DPPH metodu kullanılmıştır. Elde edilen P. spinosa meyve ekstrelerinde toplam fenolik madde miktarının 10,99-19,03 (gallik asit eşdeğer mg/g), toplam flavonoid madde miktarının 8,47-0,05 (kersetin eşdeğer mg/g) ve toplam antosiyanin madde miktarının 9,77-363,83 mgC3G/100 aralığında; serbest radikalleri yakalama aktivitesinin IC50 değerleri; 106,97-539,64 µg/ml (DPPH) ve 49,34-101,59 µg/ml (ABTS) aralığında değiştiği tespit edilmiştir. Bağımsız değişken olarak belirlenen ekstraksiyon sıcaklığı, ekstraksiyon süresi ve etanol konsantrasyonu parametrelerinin etkisi belirlemek için kullanılan yüzey yanıt metodolojisi sonuçlarına göre P. spinosa meyvesinin ekstresindeki optimum koşullar; toplam flavonoid madde miktarında sıcaklık ve sürenin, antosiyanin miktarında etanol konsantrasyonunun ve DPPH radikal giderme aktivitesinde ise sıcaklığın etkili olduğu istatiksel olarak belirlenmiştir.P. spinosa meyve ekstrelerinin toplam fenolik madde ve serbest radikalleri yakalama aktivitesince zengin olduğu sıcaklık, süre ve çözücü konsantrasyonu parametreleri için yüzey yanıt metodolojisi ile belirlenen optimum koşulların türden yararlanma çalışmalarına sağlayacağı katkı oldukça önemlidir.

Functional foods or plant-based foods have recently been an interesting topic for many scientists and food manufacturers. In recent years, it is preferred to use foods with high antioxidant capacity for healthy nutrition. With the increasing interest in foods with high antioxidant content, the number of studies in this direction is increasing. Foods with high antioxidant content play an important role in preventing various diseases such as cancer, diabetes, cardiovascular diseases caused by free radicals and delaying aging by reducing the formation of free radicals in the body. With the awareness about adequate, balanced, and healthy nutrition, the importance of fruits and vegetables, which have been known for many years and reported to be rich in antioxidants, has increased even more. In this context, it is important to determine the ideal extraction method for the Prunus spinosa L. species, which is important in terms of antioxidant activity.One of the biggest difficulties encountered in extraction studies is the difficulty of eliminating the effect of undesirable factors on the dependent variable. Experimental design technique and surface response methodology are used to control this difficulty in achieving the desired goal in optimization studies. These techniques have taken their place in many fields such as food, medicine, chemistry, agriculture in providing optimization to increase product quality or reducing costs, and determining the ideal extraction method.In this study, it was aimed to determine the effect of solvent, temperature, and time conditions on yield, total phenolic substance, total flavonoid, total anthocyanin, and free radical capture activity (DPPH-ABTS) of the fruits of the Prunus spinosa L. plant, which is one of the wild fruits with rich values in terms of antioxidant, anticarcinogenic activities. For optimization, 20 extracts in 3 replicates were obtained using the response surface methodology and the results were evaluated.It was determined that the total amount of phenolic substance in the P. spinosa L. fruit extracts obtained was 10.99-19.03 (gallic acid equivalent mg/g), the total amount of flavonoid substance was 8.47-0.05 (quercetin equivalent mg/g), and the total amount of anthocyanin substance ranged from 9.77-363.83 mgC3G/100g; that the IC50 values of free radical capture activity varied between 106.97-539.64 µg/ml (DPPH) and 49.34-101.59 µg/ml (ABTS).According to the results of the surface response methodology used to determine the effect of extraction temperature, extraction time, and ethanol concentration parameters defined as independent variables, it was statistically determined that the optimum conditions in the extract of P. spinosa fruit, the temperature, and time in total flavonoid content, ethanol concentration in anthocyanin content and temperature in DPPH radical scavenging activity were effective.The optimum conditions determined by the response surface methodology for the parameters of temperature, time, and solvent concentration, at which the P spinosa L. fruit is rich in total phenolic material and free radical capture activity, will contribute to the exploitation studies of the species.