Biberiye (Rosmarinus officinalis) antioksidantlarının fındık firesinin raf ömrü geciktirmedeki önemi
The Effect of rosemary (rosmarinus officinalis) antioxidants on prolonging the shelf life hazenult purce
- Tez No: 100754
- Danışmanlar: PROF.DR. ARTEMİS KARAALİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Antioksidanlar, Biberiye, Fındık, Raf ömrü, Antioxidants, Rosemary, Hazelnut, Shelf life
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
BİBERİYE (Rosmarinus officinalis) ANTİOKSİDANLARININ FINDIK FÜRESİNİN RAF ÖMRÜNÜ GECİKTİRMEDEKİ ETKİNLİĞİ ÖZET Bu çalışmada Rosmarinus officinalis bitkisinden antioksidan eldesinde yararlanılarak, elde edilen doğal antioksidanın findik füresi gibi değerli bir ihracat yarı ürünümüzün oksidatif bozulmasının önlenmesinde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Öncelikle, biberiye bitkisinden antioksidan eldesinde en uygun çözgenin seçilmesi amacıyla, öğütülmüş biberiye yapraklan altı farklı çözgen (metanol, aseton, etanol, metilen diklorür, etileter, heksan) ile muamele edilmiştir. Elde edilen biberiye antioksidan ekstraktlannın kalitatif ve kantitatif olarak etkinliğinin ölçülmesinde hem % ekstraksiyon veriminin hem de Toplam Fenolik Madde miktarının kullanılan çözgenin polaritesine bağlı olarak arttığı görülmüştür. Farklı çözgenlerle elde edilen tüm biberiye antioksidan ekstraktlannda (BAE), aktif karbonla ağartma işlemi öncesi ve sonrasında ekstraksiyon verimleri ve Toplam fenolik madde miktarlarına bakılmıştır. Ekstraksiyon verimine ilişkin kantitatif sonuçlar sırasıyla en yüksek metanolde (%21.1, %12.8), en düşük ise heksandadır (%5.3, %1.2). Toplam Fenolik Madde miktarı ise yine metanol ekstraksiyonunda en yüksek (39, 30 [ig fenol /gr biberiye), heksan ekstraksiyonunda ise (6, 1.5 jj.g fenol /gr biberiye) en düşük bulunmuştur. Ağartma işleminin neden olduğu % ekstraksiyon verimindeki azalmanın farklı çözgenler için maksimum %77 ile biberiyenin heksan ekstraktında, %39 ile etanol ve metanol ekstraktında minimum düzeyde, Toplam Fenolik Madde (TFM) miktarındaki azalmanın ise maksimum %75 ile biberiyenin heksan ekstraktında, minimum düzeyde de %24 ile aseton ekstraktında olduğu görülmüştür. Ağartma işlemi bir miktar verim ve toplam fenolik madde kaybma neden olsa da biberiyenin istenmeyen rengini ve kokusunu giderme özelliğine sahiptir. Bunun yanısıra ağartma işleminin hem ekstraksiyon veriminde hem de TFM miktarında istatistiksel olarak (p<0.05) önemli bir değişime neden olmadığının görülmesi ile ağartma işleminden ileri gelen kayıpların gözardı edilebileceğine karar verilmiştir. Daha sonra elde edilen bu ekstraktlar füre yağma ilave edilmiş ve herbir ekstraktın fındık füresi yağının“Oksidatif İndüksiyon Süresi”(OİS) üzerindeki etkileri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DTK) ve Ransimat cihazları kullanılarak incelenmiştir. Koruma Faktörü (KF) değeri de antioksidan ilavesinin antioksidanla muamele edilmemiş kontrol numunesindeki yağm OİS'ndeki artış olarak ifade edilmiştir. xıBAE eldesinde farklı çözgenler kullanımının aktif karbonla ağartma öncesi ve sonrasında hem ekstraksiyon verimleri hem de TFM miktarındaki etkileri istatistiksel olarak (p<0.05) önemli bulunmuştur, Farklı çözgenlerden elde edilen BAE' nin fındık füresi yağının OİS' si üzerine etkisinin Ransimat ve DTK cihazları ile araştırılmasında ise DTK cihazı ile elde edilen sonuçlara göre farklı çözgenler için KF değerleri büyükten küçüğe doğru“Dietileter >Metanol > Aseton > Heksan> EtanoF'şeklinde iken Ransimat cihazı ile elde edilen sonuçlar ”Dietileter > Aseton > Heksan> Metanol > Etanol“ şeklinde sıralanabilir. TFM miktarları ve ekstraksiyon verimleri ile DTK'da elde edilen OİS ve KF değerleri arasındaki korelasyon istatistiksel olarak önemli olup (p<0.05), Ransimat cihazı kullanılarak elde edilen değerlerle aralarındaki korelasyondan daha yüksektir. Her iki hızlandırılmış test yöntemi ile de hem füre yağındaki yüksek koruma etkisi, hem de çözündürme ve çözgenin uzaklaştırılması aşamalarındaki işlem kolaylığı göz önünde bulundurulduğunda, bu çalışmada BAE eldesinde dietileter kullanımına karar verilmiştir. Ayrıca dietileterin gıda sanayiinde katkı maddesi olarak kullanılan baharat ekstraktlanna katılımına izin verilen bir çözgen olması da seçimde önemli rol oynamıştır. DTK ve Ransimat olmak üzere iki farklı cihaz kullananının füre yağının OİS ve KF değerleri üzerindeki farklılık etlrisinin, hem OÎS hem de KF değerleri için istatistiksel olarak (p<0.05) önemli düzeyde olduğu görülmüştür. Bu özellikle hızlandırılmış raf ömrü testleri sonuçlarının değerlendirilmesinde gözlenen bir durum olup, yapılan çalışmalarda cihaz seçiminden kaynaklanan farklılıkların sonuçlar üzerindeki etkisinin görülmesi açısından önemlidir. Çalışmanın diğer aşamalarında dietileter ile elde edilen BAE1 nin findik füresi yağma katılacak konsantrasyonunun optimize edilmesi amacıyla 6 farklı konsantrasyonda BAE (0 ve 2000 ppm aralığında), findik füresi yağma katılmış ve sonuçlar yine Ransimat ve DTK cihazlarında incelenmiştir. Farklı konsantrasyonlarda BAE ilavesinin her iki cihaz kullanılarak belirlenen OİS ve KF değerleri üzerindeki etkisi ”Tek yollu ANOVA“ istatistik yöntemi kullanılarak (p<0.05) istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Hem DTK hem de Ransimat cihazları kullanılarak tespit edilen OİS 'nin konsantrasyona bağlı olarak lineer şekilde arttığı gözlenmiş olmakla birlikte, hem füre yağmda çözündürme problemi, hem de literatürde yüksek konsantrasyonlarda BAE katılımının üründe acılaşmaya neden olabileceği belirtildiğinden optimum katılım konsantrasyonu 500 ppm olarak belirlenmiştir. Daha sonra, farklı sıcaklıkların antioksidanlı ve antioksidansız findik füresi yağının ”Oksidatif İndüksiyon Süresi“ ne etkisini belirlemek amacıyla biberiyenin dietileter ekstraktı ilave edilmiş füre yağı, üç farklı ”Hızlandırılmış Raf Ömrü Testi'ne (Schaal Fırın testi, Ransimat ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetre) tabi tutulmuştur. Bu amaçla, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre cihazında yine antioksidanlı ve antioksidansız findik füresi yağmda 100,110, 120°C ile 145, 155, 165°C, Ransimat cihazında 100, 110, 120°C'da, Schaal Finn testinde ise 20, 30, 40°C'lar için antioksidanlı ve antioksidansız findik füresi yağında ölçüm yapılmıştır. Tüm bu sıcaklık derecelerinde OİS değerleri belirlenerek, sıcaklık artışına bağlı olarak raf ömründeki gecikmeyi gösteren Qıo ve aktivasyon enerjjisi (Ea> değerleri belirlenmiştir. xııHem antioksidan ilavesinin hem de farklı sıcaklıklarda ölçüm yapmanın DTK ve Ransimat cihazları ile bulunan OİS üzerindeki farklılık etkisi istatistiksel olarak (p<0.05) önemlidir. Ayrıca sıcaklık ve antioksidan ilavesi işlemlerinin birbirleriyle olan interaksiyonlannm da istatistiksel olarak (p<0.05) önemli bulunması değişik sıcaklıklarda ölçümden doğan OİS farklılıkları ile antioksidan ilavesinden kaynaklanan OİS değerlerindeki farklılıkların ayni olmadığı şeklinde açıklanabilir. Ransimat cihazı kullanılarak da DTK cihazı kullanılarak alınan sonuçların istatistiksel analizi ile ayni sonuçlar elde edilmiştir. DTK cihazı ile yapılan ölçümlerde 100-120°C'larda yapılan ölçümler için bulunan Qıo ve aktivasyon enerjisi değerleri antioksidanlı ve normal fındık füresi yağı için ayni bulunurken (Ojo: 1.6, EA: 13.65), 145-165°C'larda normal fındık füresi yağına ait Qıo değeri (Qı0 : 1.37, EA:1 1 43), antioksidanlı fındık füresi yağından daha yüksek bulunmuştur (Qı0: 1.35, EA: 10.9). Ransimat cihazında (100-120°C) sıcaklık aralığında gerçekleştirilen ölçümlerde Qıo ve Ea değerleri antioksidanlı yağda (1.34; 8.51), normal yağda (1.36; 8.95) olarak bulunmuştur. Bu değerler gıdalar için literatürde belirtilen değer aralığı içindedir (1.5-2). Qıo değerindeki artışlar, sıcaklıktaki her 10°C artışın raf ömründeki azalmaya etkisi olarak tanımlandığmdan, antioksidanlı yağın sıcaklık artışından daha az etkilenebileceği düşüncesinden haraketle, antioksidanlı yağın düşük Qıo değerine sahip olması beklenebilir. Schaal Fırın testi ile gerçekleştirilen raf ömrü çalışmasında ise, oksidasyonu izlemede kullanılan KDHP, PD, ve p-AD, yöntemleriyle elde olunan sonuçların her sıcaklık derecesi için birbirleriyle önemli düzeyde korele ettikleri görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında optimum konsantrasyondaki BAE'nin füre yağının raf ömrünü uzatma etkisi, bazı sentetik antioksidanlarla mukayese edilmiş ve antioksidatif etkinin DTK cihazı kullanılarak büyükten küçüğe doğru BAE> BHA> a-tokoferol >BHT şeklinde, Ransimat cihazı kullanıldığında ise BAE>BHA>BHT> a-tokoferol şeklinde sıralandığı gözlenmiştir. Fındık füresi yağma farklı sentetik antioksidanlar katılımının hem DTK cihazı hem de Ransimat cihazı kullanılarak belirlenen OİS ve KF değerlerine etkileri tek yollu ANOVA yöntemi ile değerlendirildiğinde, farklılıklar istatistiksel olarak (p<0.05) önemli bulunmuştur. Her ne kadar fındık füresi yağında, antioksidanlar tek basma kullanımlarında istatistiksel olarak önemli düzeyde antioksidatif etki göstermelerine karşılık, birlikte kullanımlarında sinerj istik etkileşim göstermemişlerdir. Herbir antioksidanın DTK cihazı kullanılarak belirlenen koruma etkisi azalan sırayla BAE> BHA+BAE > BAE+a-tokoferol >a-tokoferol > BAE+BHT >BHA> BHT şeklinde olup, Ransimat cihazı kullanıldığında ise yine sırasıyla“BAE+BHA>BAE>BHA> BAE+BHT > BAE+a-tokoferol >BHT >a-tokoferol”şeklinde azalmaktadır. DTK kullanılarak yapılan OİS ve koruma faktörü ölçümlerinde, BAE en yüksek antioksidatif aktiviteye sahip olmakla birlikte, hem Ransimat hem de DTK ölçüm sonuçlan birlikte değerlendirildiğinde, en yüksek antioksidatif aktiviteye biberiye ekstraktının BHA ile birlikte kullanıldığı füre yağında rastlanılmıştır, a-tokoferolün BHA ve BHT'ye göre ısıya daha fazla dayanıklı bir antioksidan olmasından ötürü, çalışmada daha yüsek antioksidatif aktivite gösterdiği düşünülmektedir. Buna karşın a-tokoferolün BAE ile birlikte kullanılması findik füresi yağında sinerjistik etki yapmamıştır. xiiiDTK cihazının oksidatif stabilite tayinlerinde, diğer hızlandırılmış test yöntemlerine benzer olarak göreceli karşılaştırmalarda uygun sonuçlar verdiği gözlenmiş olmakla birlikte, BHT gibi uçuculuğu yüksek antioksidan ilave edilen yağlarda yüksek sıcaklık nedeniyle, göreceli olarak daha kısa OÎS değerleri elde edilebilmektedir. Fakat ayni sorun Ransimat gibi diğer farklı yüksek sıcaklık testleri için de geçerli olabilmektedir. Antioksidan miktarının 2 katı kadar ilave edilmesi, özellikle yağm veya üründe etkili antioksidan kombinasyonunun belirlenmesi işleminde bir çözüm olarak görülebilir. Bu çalışmada da BHT miktarının 200 ppm'den 100 ppm'e indirildiğinde hiç antioksidatif etki yapmadığının gözlenmesi, 100 ppm katılım konsantrasyonunun tümüyle buharlaştığı şeklinde yorumlanabilir. Özetle, bu çalışmada laboratuvar koşullarında elde edilmiş olan BAF nin ilgili diğer literatür verilerine benzer olarak fındık füresi yağının OİS'ni arttırıcı yönde etki gösterdiği saptanmıştır. Ekstraktın ileri düzeyde saflaştırılmasına çalışılarak bu OÎS arttırılabilir. Sentetik antioksidanlarla mukayese edildiğinde BAE' nin yüksek antioksidatif etki göstermesi, findik türesinde kullamlabilirliğinin mümkün olduğunu göstermektedir, öte yandan kullanımı henüz yeni bir teknik olan DTK'nın antioksidanlann göreceli olarak antioksidatif etkilerinin belirlenmesinde kullanılabilirliğine işaret etmektedir. Ancak, 165°C gibi yüksek sıcaklıklar bazı uçuculuğu yüksek antioksidanlann yapılarının bozulmasına neden olabileceğinden bu amaçlarla yüksek basınçta oksijen verebilen DTK cihazlarının kullanımı tercih edilebilir. xıv
Özet (Çeviri)
THE EFFECT OF ROSEMARY (Rosmarinus officinalis) ANTIOXIDANTS ON PROLONGING THE SHELF LIFE OF HAZELNUT PUREE SUMMARY This study investigates the possibilities for using the natural antioxidants from Rosemary (Rosmarinus officinalis) for protecting hazelnut puree, an important Turkish export commodity, against oxidative rancidity. First, with the purpose of selecting the optimum solvent for antioxidant extraction, ground rosemary leaves were treated with 6 different solvents (methanol, ethanol, acetone, methylene dichloride, diethyl ether and hexane). For evaluating the extraction results both quantitatively and qualitatively, the extracts were compared as to their quantitative extraction yields and as to their total phenolic contents. It was observed that both the extraction yield and the total phenolic content increased with increasing polarity of solvent. All Rosemary Antioxidant Extracts (RAE) obtained with different solvents were analyzed for their extraction yields and Total phenolic contents before and after bleaching process with activated charcoal. The quantitative results for extraction yields were the highest with methanol (21 and 12.8%respectively) and the lowest with hexane (5.3 and 1.2%respectively). Total phenolic contents were also found to be the highest with methanol extraction (%21.1, %12.8), and the lowest with hexane extraction (%5.3, %1.2). The decrease in extraction yields for different solvents caused by bleaching was maximum in hexane extract (%77) and minimum in methanol and ethanol extracts (%39), also the decrease in TPCs caused by bleaching with activated charcoal, was maximum in hexane extract (%75) and minimum in acetone extract (%24). Although the bleaching process causes some decrease in extraction efficieny, it has also a clear bleaching and dearomatizing effect. Furthermore, the results showed that the bleaching process caused no statistically important (p<0.05) change in TPC, so it was decided that the decreases caused by bleaching process could be disregarded. These extracts were added to hazelnut puree and later, the effects of the individual extracts on the oxidative induction period (OEP) of hazelnut puree oil were investigated by using Rancimat and Differential Scannig Calorimeter (DSC). The Protection Factor (PF) was based on the relative increase in OD? as compared to that of control samples. The effects of using different extraction solvents for obtaining RAE on the extraction yields and the total phenolic contents, before and after bleaching were found to be statistically significant (p<0.05). The investigation on the effects of individual RAE xvobtained with different solvents on the OIP of hazelnut puree oil using Rancimat and DSC yielded PF values in decreasing order (Diethyl ether > Methanol> Acetone> Hexane > Ethanol), in the DSC study, where as this sequence was (Diethyl ether > Acetone> Hexane > Methanol >Ethanol) in the Rancimat study. The correlation between TPC s and extraction yields and the OIP and PF values obtained with DSC was statistically significant (p<0.05), and higher than the correlation between the OIP and PF values obtained with Rancimat. The solvent preferred for obtaining the RAE to be used in the rest of the study was diethyl ether, based on the highest PF determined with both accelerated test methods, and the ease of solubilizing and solvent evaporation. Furthermore, diethyl ether is a solvent permitted for use in obtaining spice extracts to be used as food additives. The statistical analysis on the results obtained with DSC and Rancimat yielded statistically significant differences (p<0.05), between OIP and PF of hazelnut puree oils. This finding is generally observed in comparing the results of different accelerated shelf-life tests, and bears significance for showing the effects of equipment choice on analytical results. The next part of the study aimed at optimizing the RAE concentration to be added to hazelnut puree, where 6 different concentrations of RAE obtained with diethyl ether were added to hazelnut puree oil (between 0 and 2000 ppm) and the effects were investigated with both Rancimat and DSC. The effects of different concentrations on the OIP and PF investigated by using both devices (Rancimat and DSC), analyzed by one-way ANOVA was found to be statistically significant (p<0.05). Even though the OIP showed a linear increase with increasing RAE concentration, the optimum concentration was choosen as 500 ppm since higher concentrations were not easily homogenized with puree oil and were indicated to cause rancid flavours in the final product in respective literature. Later the hazelnut puree oil treated with 500 ppm RAE obtained with diethyl ether was stored at three different storage temperatures and the OIP of oils were investigated with three different accelerated shelf-life tests; Schaal Oven Test, Rancimat and DSC. For this purpose, both treated and untreated oils were measured at 100, 110, 120, 145, 155 and 165°C at DSC; at 100, 110 and 120°C at Rancimat; at 20, 30, 40°C at Schaal Oven Test. The OIP were determined at all these temperatures, and the Qio as well as activation energy (Ea ) values were calculated being based on OIP values at increasing temperatures. Both the effects of antioxidant addition and measurement at different temperatures yielded statistically significant (p<0.05) effect on OIP results obtained with DSC and Ransimat instruments for both on both treated and untreated oils. Furthermore the interaction between temperature and antioxidant addition was also found statistically significant (p<0.05) which could be explained as OIS differences caused by measurement at different temperatures and antioxidant addition are not the same. Similar results were found the same with statistical evaluation of results obtained by Rancimat instrument and DTK. xviThe Qio and Ea values calculated with values measured at 100-120°C, with DSC were the same for both treated and untreated oils (Qio :1.6, EA: 13.65). At 145-165°C the Qio value for untreated hazelnut puree oil (Qio :1.37, Ea: 11.43), was higher than the treated oils (Qio : 1.35, EA: 10.9). The Qio and EA values obtained with Rancimat at 100-120°C were (1.34, 8.51) for treated hazelnut puree oil and (1.36, 8.95) for untreated hazelnut puree oil. These values are within the ranges specified for foods in the literature (1.5-2). The increases in Qio values at every 10°C increase correspound to shortened shelf-life periods; therefore the relatively lower Qio value for treated oils is expected since the treated oil is likely to be less affected by temperature increases. The shelf life study with Schaal Oven Test was followed with three analytical methods, CDHP, Peroxide Value and p-Anisidine values. The results of all three tests correlated with three each other at a statistically significant level. On the last part of study, the RAE was compared with synthetic antioxidants and their antioxidative effects on hazelnut puree using DSC were found to increase in the order (RAE> BHA> oc-tocopherol >BHT), using Rancimat, it decreased in the order (RAE>BHA>BHT> a-tocopherol). The differences in OIP and PF's of individual antioxidants using both DSC and Rancimat were found to be statistically significant (p<0.05) using one way-ANOVA. Even though each antioxidant had statistically significant protective effects on hazelnut puree oil, there was no synergy in their combined uses. The Protection Factors determined for each antioxidant using DSC decreased in the order (RAE> BHA+RAE > BAE+oc-tocopherol >a-tocopherol> RAE+BHT >BHA> BHT), using Rancimat, it decreased in the order (RAE+BHA>RAE>BHA> RAE+BHT > RAE+a-tocopherol >BHT >a-tocopherol). Although BAE showed the higher antioxidative effect according to DTK results, the highest Off and Protection Factor obtained regarding the results of both Rancimat and DSC instruments, were obtained in hazelnut puree oil treated with RAE and BHA mixture, a-tocopherol, being more resistant to increased temperatures, showed higher antioxidative effect. On the other hand, a-tocopherol did not showed any synergy when used in combination with RAE. Also in this study DSC was shown to give acceptable results for oxidative stability determinations, similar to other accelerated shelf-life tests. However the oils treated with rather volatile antioxidants like BHT yield relatively shorter Off at elevated temperatures. This holds true also for other higher temperature tests like Rancimat. When the antioxidant concentration was decreased from 200 to 1000 ppm BHT, it was observed that there was no antioxidative effect, which could be interpreted as being lost by evaporation. In summary, this study showed that the antioxidant extract obtained from rosemary at laboratory scale increased the oxidative induction period of hazelnut puree oil, similar to results obtained with RAE in literature. This Off could be still increased with further purification trials on the extracts. When compared with synthetic antioxidants, RAE had a higher antioxidative effect, indicating its probability for use in hazelnut purees. On the other hand, the results obtained with DSC indicate that xviithis rather new instrumental technique could be used in studying the relative effectiveness of antioxidants. However since temperatures as high as 165°C, tend to result in decomposition of rather volatile antioxidants, devices that can supply oxygen at higher pressures should be preferred for this purpose. xvui
Benzer Tezler
- Biberiye (Rosmarinus officinalis l.) 'de farklı biçim yüksekliklerinin verim ve verim komponentlerine etkisi
Başlık çevirisi yok
ŞAFAK ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİHA KIRICI
- Farklı kökenli rosmarinus officinalis L. (biberiye) bitkilerinin verim ve uçucu yağları üzerinde araştırmalar
Research on the diffirent orijin rosmarinus officinalis L. (biberiye)
MUZAFFER KIRPIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENŞURE ÖZGÜVEN
- Biberiye çeliklerinin köklenmesine naftalen asetik asidin (NAA) etkisi
The Effect of naftalen acetic acid on rooting of stem cuttings of rosemary
AHMET ATICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
ZiraatAnkara ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞET ARSLAN
- Bazı süs çalılarında alınan yumuşak odunsu çeliklerde değişik ortamların köklenmeye etkileri
Başlık çevirisi yok
CANER İLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
BotanikTrakya ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI BAYÇIN KORKUT
- Çukurova koşullarında bazı doğal bitki türlerinin erozyon kontrol çalışmalarında kullanılma olanakları üzerinde bir araştırma
A Study on the applicability of some natural plant species for erosion control in the Çukurova Region
İSMAİL ÇELİK