Kestane propolisinden bioaktif bileşik ekstraksiyon proseslerinin yüzey yanıt yöntemi ile optimizasyonu ve ekstraktların karakterizasyonu

Abstract

Propolis; arıların alt çeneleriyle çiçeklerin ve bitkilerin (çam, kestane, ökaliptus, kavak) tomurcuk, yaprak ve koruyucu reçinelerini zamk, polen gibi maddelerle karıştırıp alt çeneleriyle kazıyarak toplaması, ağızlarında nemlendirip salgıladıkları çeşitli enzimler ve balmumu ile yumuşatarak pelet şekline getirmesi ve arka ayaklarındaki polen sepetine iletilmesiyle oluşturulur. Propolis ham halinde içinde zamksı maddeler ve reçine bulunması sebebiyle direkt olarak kullanılamaz. Bu nedenle önce ekstraksiyonun etkin bir şekilde yapılması gerekir. Bu tez çalışmasında kestane propolisinin ekstraksiyonunda yöntem parametrelerinin optimizasyonu ve elde edilen ekstraktların karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Kastamonu kestane balı kovanlarından temin edilen kestane propolislerinde maserasyon, refluks ve ultrasound destekli ekstraksiyon yöntemleri uygulanmıştır. Her üç yöntem için işlem parametreleri Yüzey Yanıt Yöntemi, Merkezi Deneme Deseni kullanılarak optimize edilmiştir. Optimizasyonda antioksidan aktivite ve toplam fenolik madde miktarı yanıt (response) olarak kullanılmış ve proses parametrelerininoptimizasyonu yanıtların ise maximizasyonuistenmiştir. Optimizasyon sonucu maserasyon ekstraksiyon için etanol konsantrasyonu %78,46 ve ekstraksiyon süresi 71,05 saat olması durumunda toplam fenolik madde miktarı 977,50 mg GAE/100 ml ve antioksidan aktivite miktarı %88,61 olarak belirlenmiştir. Reflüks ekstraksiyon için optimizasyon sonucu etanol konsantrasyonu %80,64, ekstraksiyon süresi 117,44 dak ve sıcaklık 38,38°C olması durumunda 917,50 mg GAE/100 ml toplam fenolik madde ve %79,50 antioksidan aktivite olarak belirlenmiştir. Ultrasound destekli ekstraksiyon için optimizasyon sonucu etanol konsantrasyonu %82,49, ekstraksiyon süresi 59,12 dak ve sıcaklık 40,53°C olması durumunda ise 812,50 mg GAE/100 ml toplam fenolik madde miktarı ve %75,22 antioksidan aktivite olarak belirlenmiştir. Optimum kestane propolisi ekstraktlarında toplam fenolik madde miktarı ve antioksidan aktivite değeri maserasyon ekstraksiyonda diğer ekstraksiyon yöntemlerine göre yüksek bulunmuştur. Her üç yöntem için elde edilen optimize sıvı kestane propolislerinin antioksidan aktivite, toplam fenolik madde içeriği, fenolik madde kompozisyonu, mineral madde ve uçucu bileşenler açısından karakterizasyonu yapılarak yapı aydınlatma çalışması gerçekleştirilmiştir. Kestane propolisinin genel olarak fenolik madde içeriği değerlendirildiğinde, bir flavon olan Krisin’in düzeyi en yüksek olarak bulunmuştır. Bunun yanı sıra kestane propolis ekstraktlarının Pinosembrin, Ferulik asit, Elajik asit ve CAPE gibi diğer fenolikler açısından da zengin olduğu belirlenmiştir. Uçucu madde içeriklerinde yağ asitlerinin tespiti, ekstraksiyon yönteminden etkilenmiş ve en fazla refluks yönteminde belirlenebilmişlerdir.Özellikle oleik, stearik, palmitik asit gibi yağ asitleri yalnızca refluksekstraksiyon ile alınabilmiştir. Çalışmada kullanılan propolislerin kestane orijinli olması nedeniyle osimenin Cis- izomerinin baskın olarak bulunduğu düşünülmektedir. Optimize kestane propolis ekstraktları çiçek ve kestane ballarına 4 farklı oranda (%0; 1; 2; 4) ilave edilerek, bal karışımlarının antioksidan aktivite, toplam fenolik, renk ve duyusal analizleri yapılmıştır. Antioksidan aktivite değeri açısından; kestane balının antioksidan aktivite değeri çiçek balından yaklaşık 2 kat fazla olduğu; kestane ve çiçek ballarına propolis ilave oranı arttıkça arttığı ve ekstraksiyon çeşitliliğinin istatistiki olarak bir fark oluşturmadığı gözlemlenmiştir. Kestane balının fenolik madde içeriğinin çiçek balından yaklaşık 3 kat fazla olduğu; kestane ve çiçek ballarına proplis ilavesine bağlı olarak toplam fenolik madde miktarının arttığı tespit edilmiştir. Kestane balının renginin çiçek balının renginden önemli düzeyde koyu olduğu; kestane ballarına farklı oranlarda ve farklı yöntemlerle ekstrakte edilmiş kestane propolisi eklenmesi durumunda renk yoğunluğunun önemli düzeyde etkilenmediği, çiçek ballarında ise propolis ilavesi ile renk yoğunluğunu önemli derecede arttığı görülmüştür. Çiçek ballarının renk yoğunluğu propolis ekleme yüzdesine bağlı olarak arttığı tespit edilmiştir. Optimize kestane propolis ekstraktlarının etkilerini çoklu bileşene sahip bir gıda modelinde belirlemek, aynı zamanda ısıl işlemin biyoaktivite üzerindeki etkisini tespit etmek amacıyla, optimize ekstraktlar yine 4 farklı oranda (%0; 1; 2; 4) temel kek formülasyonuna ilave edilerek, elde edilen ürünlerin antioksidan aktivite, toplam fenolik, renk ve duyusal analizleri gerçekleştirilmiştir. Keklere propolis eklendiğinde propolis ilave oranının artması kekin antioksidan aktivite değerlerinin ve toplam fenolik madde miktarlarının istatistiki olarak anlamlı ölçüde artmasına neden olmuştur. Keklerin renk analiz sonuçlarında; kestane propolisi ilave oranının artması L* parlaklık değerlerinin düşmesine, a* kırmızılık ve b* sarılık değerlerinin artmasına neden olmuştur.