Doğal gıda katkı maddelerine yönelik ilginin artması, bitkilerden elde edilen pigmentlerin daha verimli şekilde üretilebilmesi için yeni teknolojilerin geliştirilmesini gündeme getiriyor. Yapılan bir tez çalışmasında, kırmızı pancardan doğal renk maddesi elde etmek için ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon yöntemi uygulanarak geleneksel ekstraksiyon yöntemiyle karşılaştırıldı.
Farklı Parametrelerle Deneyler Yapıldı
Araştırmada kırmızı pancardan renk pigmentlerinin elde edilmesi için üç farklı çözgen sistemi kullanıldı. Tuzlu su, tuzlu su–etanol karışımı ve asitlendirilmiş tuzlu su–etanol çözeltileri ile gerçekleştirilen deneylerde, 11, 17 ve 23 V/cm voltaj gradyanı ile 25, 100 ve 400 Hz frekans değerleri uygulandı. Ekstraksiyon işlemleri 40 °C sıcaklıkta ve bir saat süreyle gerçekleştirildi.
Deneyler sonucunda ohmik ısıtma uygulanan sistemde hem ısıtma hem de ekstraksiyon süreçlerinde elektriksel iletkenlik değişimleri incelendi. Isıtma aşamasında sıcaklığın artmasına bağlı olarak elektriksel iletkenliğin doğrusal şekilde yükseldiği belirlenirken, sabit sıcaklıkta gerçekleşen ekstraksiyon aşamasında iletkenlikte önemli bir değişim olmadığı tespit edildi.
Enerji Verimliliğinde Önemli Artış
Araştırma sonuçları, ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon yönteminin enerji kullanımı açısından da avantaj sağladığını gösterdi. Yapılan hesaplamalarda bu yöntemin enerji ve ekserji verimliliğinin geleneksel ekstraksiyon yöntemine göre yaklaşık yüzde 40 daha yüksek olduğu belirlendi. Ayrıca voltaj gradyanının artmasının işlem süresini kısalttığı, ancak frekans değişiminin işlem süresi üzerinde anlamlı bir etkisinin bulunmadığı ortaya kondu.
Pigment Verimi Daha Yüksek Çıktı
Çalışmada kırmızı pancarın karakteristik rengini oluşturan betasiyanin ve betaksantin pigmentlerinin ekstraksiyon verimleri de analiz edildi. Özellikle tuzlu su–etanol çözgen sistemi kullanıldığında ve 17 ile 23 V/cm voltaj gradyanlarında daha yüksek pigment verimi elde edildiği görüldü.
Genel değerlendirmede, ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon yöntemiyle elde edilen toplam pigment miktarının geleneksel ekstraksiyon yöntemine kıyasla daha yüksek olduğu ve elde edilen ekstraktın renk değerlerinin de daha iyi olduğu belirlendi.
En Uygun İşlem Koşulları Belirlendi
Araştırmada yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda, kırmızı pancardan pigment elde edilmesi için en uygun işlem koşullarının tuzlu su–etanol çözgeni, 17 V/cm voltaj gradyanı ve 400 Hz frekans olduğu tespit edildi.
Ayrıca sistemin teorik modellemesi de yapılarak deneysel sonuçlarla karşılaştırıldı. Model tahminleri ile deneysel veriler arasındaki farkın yüzde 4’ün altında olması, geliştirilen modelin süreci başarılı şekilde temsil ettiğini gösterdi.
Gıda Teknolojisi İçin Potansiyel Bir Yöntem
Araştırma sonuçları, ohmik ısıtma destekli ekstraksiyon sistemlerinin doğal pigmentlerin elde edilmesinde hem verim hem de enerji etkinliği açısından önemli bir alternatif olabileceğini ortaya koyuyor. Bu yöntemin ilerleyen dönemde farklı bitkisel kaynaklardan doğal renk ve biyoaktif bileşen üretiminde de kullanılabileceği değerlendiriliyor.
Kaynak: Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırmızı Pancardan Renk Maddesi Ekstraksiyonunda Ohmik Isıtma Desteğinin Kullanımı, Yüksek Lisans Tezi, 2021 Tez No: 661263