Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

Kahve ve SUPRAS Ekstraksiyonu

0 30

Kahve, Rubiaceae ailesinin Coffea cinsinden tropikal çok yıllık bir bitkidir. Günümüzde tanınan 103’ten fazla tür olmasına rağmen, Dünya da arabica ve canephora olarak sadece 2 türün ticareti yapılır. Arabica çeşidi, uluslararası pazarda ticareti yapılan kahvenin % 60’ından fazlasını oluşturur ve olağanüstü organoleptik özellikleri nedeniyle tüketiciler tarafından en iyi kahve olarak kataloglanır. Bunun nedeni, sinir sistemine duyusal kalite ve uyarıcıların verilmesinden sorumlu olan çok çeşitli kimyasal bileşikler içermesidir.
Kahve içeceği, kendine özgü aroma ve tada sahip kavrulmuş ve öğütülmüş çekirdeklerden infüzyon yoluyla bir içeceğin hazırlanmasının sonucudur ve bu, onu dünyada en çok tüketilen ikinci ürün haline getirmiştir. Kolombiya örneğinde kahve, ülkenin başlıca ihraç ürünlerinden biri olarak kataloglanmıştır. Açıklamalara göre kahve büyük önem taşıyan bir faaliyet olmaya devam etmektedir. Bu tarımsal değer zincirinde, yan ürünler toplam hacmin % 80’ine karşılık gelir. Kahve endüstrisi büyük bir kirlilik tehlikesi olan yaklaşık 2 milyar ton tarımsal atık üretir. Kahve özü, kavuzlar, ipek derisi, kabuk ve kullanılmış kahve telvesi, kahvenin yaygın yan ürünleridir.
Genel olarak kahve, uluslararası olarak yeşil kahve olarak ticareti yapılır ve bunlar yaş, yarı ıslak veya kuru yöntemlerle elde edilir. Tipik olarak, ıslak işlenmiş kahve çekirdekleri, kuru işlenmiş kahve çekirdeklerinden daha yüksek tüketici kabulüne sahiptir. Islak kahve işlemi, hamurdan arındırma, fermantasyon, yıkama, kabuk çıkarma ve kurutma gibi birkaç adımdan oluşur. İşleme yöntemine bağlı olarak, ıslak veya kuru, kahve özü ve kabuk ilk yan ürünlerdir ve toplam kahve kirazının % 29 ve 12’sini oluşturur. Kağıt özü ve kabuk karbonhidratlar (% 35-85), çözünür lifler (% 30.8), mineral (% 3-11), proteinler (% 5-11) ve tanenler, siyanidinler, klorojenik asit, kafein ve polifenoller gibi biyoaktif bileşikler bakımından zengindir. Kahve ve SUPRAS Ekstraksiyonu
Tarımsal atıkların bertarafı, bitki sağlığı sorunlarına ve gıda endüstrilerinde çapraz bulaşmaya neden olabilen büyüyen bir sorundur. Sonuç olarak, tarımsal atıkları yönetmek veya bunlardan yararlanmak için yeni stratejilere acilen ihtiyaç duyulmaktadır. En umut verici seçeneklerden biri, yan ürünlerde bulunan biyoaktif bileşenleri değerlendirmektir. Bu anlamda, büyüyen bir çalışma alanı, fonksiyonel gıdalardaki potansiyel uygulamalar ve nutrasötik gelişmelerle birlikte tarımsal atıklarda çeşitli biyoaktif bileşiklerin varlığını vurgulamaktadır. Biyoaktif bileşiklerin geri kazanımı, ikincil katma değerli bileşik akışları üreterek ana işlemlerin ekonomik fizibilitesini iyileştirir.

SUPRAS Ekstraksiyonu

Önceki ümit verici sonuçlara dayalı olarak çeşitli SUPRAS üretmek için çalışma için iki amfifil (dekanoik asit ve hekzanol) ve iki dispersiyon çözücüsü (THF: su ve etanol: su) seçilmiştir. Hekzanol, biyoaktiflerin ekstraksiyonundan sonra başka adımlar gerekirse buharlaştırma yoluyla uzaklaştırma olasılığı açısından dekanoik aside göre avantaja sahipken, dekanoik asit daha biyouyumlu ve yenilenebilir bir seçenektir. Bu nedenle, bu, amfifil geri kazanımı ve endüstriyel amaçlarla yeniden kullanımı için farklı stratejiler sunar ve genellikle sıvı fazlarla çalıştırmayı kolaylaştırır. Kahve ve SUPRAS Ekstraksiyonu
Etanol, birincisi biyolojik olarak uyumlu kabul edilen ve gıdada kullanım için izin verilendir. İkincisi, yüksek buhar basıncı (20 ° C’de 143 mm Hg) ve nispeten düşük kaynama noktası (66 ° C) nedeniyle buharlaşmayla kolayca çıkarılabilen THF ile birlikte test edilmiştir. Koaservasyon ajanı (SUPRAS’ın kendi kendine birleşme sentezini yönlendiren dış uyaranlar) her iki durumda da sudur ve daha önce tarif edildiği gibi kümelenmeyi teşvik eden amfifiller için zayıf bir çözücüdür. Amfifilin ve dispersiyon çözücünün tipi ve yığın çözelti içindeki üçlü karışımın bileşimi (amfifil, organik çözücü, su), farklı nihai bileşim, mikro yapı ve ekstraksiyon verimliliğini etkileyebilecek hacimlere sahip SUPRAS’a yol açar.
Bu nedenle, SUPRAS bağlanma etkileşimleri ve kısıtlı erişim özellikleri (agregaların boyutu ile verilir), ekstraksiyon ve dipol-dipol etkileşimleri için hidrojen bağları sağlayan amfifil fonksiyonel gruplara (OH, COOH), alkil zincir uzunluğuna (C6, C10) dispersiyon etkileşimlerini ve dispersiyon ortamı bileşimini verir. (Farklı oranlarda etanol: su veya THF: su karışımları altında hidrojen bağları, dipol-dipol etkileşimleri ve dispersiyon kuvvetleri sağlar).
SUPRAS ile kafein ve klorojenik asit ekstraksiyonunu gösterir. Beklendiği gibi, geri kazanımlar, amfifil doğası ve üçlü karışımın (amfifil, su, organik çözücü) yığın çözelti bileşiminden etkilenmiştir. Test edilen tüm SUPRAS’a göre, kafein ekstraksiyon etkinliği % 31-68 ±% 2,8 aralığında iken klorojenik asit ekstraksiyon etkinliği % 0 ile 26 ± 2,5 arasındadır.Kahve ve SUPRAS Ekstraksiyonu
En yüksek kafein ekstraksiyonu, SUPRAS tasarımı için amfifil olarak heksanol ve dispersiyon çözücüsü olarak etanol: su ile elde edilmiştir (maksimum% 69 ± 0.9,% 7 heksanol ve% 15 etanol ile). Diğer SUPRAS için elde edilen aralık heksanol-THF, dekanoik asit-THF ve dekanoik asit-etanol ile sırasıyla% 45-56 ±% 1.1,% 31-56 ±% 2 ve% 39-65 ± 7.5’tir.
Etanole dayalı SUPRAS; su gerçekten de her iki amfifil ile kafein elde etmek için THF ise su bazlı olanlardan daha uygundur. Olası bir açıklama, protik çözücü olarak etanolün, yalnızca hidrojen bağı alıcı gruplarını içeren kafein için hidrojen bağı donörü olarak hareket ederek, THF’den (aprotik çözücü) daha verimli bir şekilde kafeini çıkarabilmesidir. Ek olarak, etanolün dielektrik sabiti THF’ninkinden daha yüksektir. Bu parametre, kimyasal polaritenin göreceli bir ölçüsüdür ve polar biyoaktiflerin dipol-dipol etkileşimleriyle ekstraksiyonunu artırabilir. Amfifile göre hekzanol en iyi seçim olmuş ve bu organik alkol ile oluşturulan SUPRAS’larda en yüksek verim oranları (% 69 ± 0,9) elde edilmiştir. Heksanolün dekanoik asit üzerindeki daha yüksek polaritesi, polar biyoaktif bileşiklerin daha yüksek ekstraksiyon verimliliğinin nedeni olabilir. Ayrıca, daha kısa alkil zincir uzunluğu nedeniyle daha küçük boyuttaki hekzanol agregaları, daha büyük yüzey alanına sahip SUPRAS oluşturabilir. Ve sonuç olarak, biyoaktif bileşenler için daha uygun bağlanma etkileşimleri sağlar.
Klorojenik asit ekstraksiyon oranları kafein oranlarından daha düşüktür ve SUPRAS sentetik koşulları ile net bir korelasyon bulunmamıştır. Daha yüksek polaritesi, denge rekabet fazında kayıplara yol açabilir yani, sırasıyla klorojenik asit ve kafein için hesaplanan log P 0.4 ve 0.1. Ayrıca klorojenik asit, kafeinden daha büyük bir moleküldür; molar kütlesi 354.31 g / mol ve topolojik polar yüzey alanı 165 A2 iken kafein için 194.19 g / mol ve 58.4 A2 değerleri hesaplanmıştır. Kafeinin daha yüksek temas kutup alanı, geri kazanımları da artırabilir. Kafein, en rutin olarak alınan biyoaktif maddedir. Tüketimi, Parkinson ve Alzheimer hastalığının daha düşük riskleri, karaciğer fonksiyonu üzerinde olumlu bir etki, enerji tüketimi dahil olmak üzere sağlık yararlarına sahiptir. Daha sonra yağ oksidasyonunu, termojenezini ve enerji harcamasını uyararak vücut ağırlığını azaltır. Kafein her gün tüketilmektedir, Amerika Birleşik Devletleri’nde 19 yaş ve üzeri nüfusun % 89’u her gün bir çeşit kafein tüketmektedir, ancak birincil kafein kaynağı kahvedir (% 64).
Klorojenik asit, sağlığı geliştiren birçok özelliğe sahip yenilebilir bitkilerdeki başlıca polifenoldür. Güçlü bir antioksidan aktiviteye, anti-lipid peroksidasyonuna, antikanser etkileri vardır. Ayrıca anti-inflamatuar aktiviteye, amilaz inhibisyonuna ve tip 2 diyabet ve anti-obezite özelliklerine bağlı glukozidaza aynı zamanda antimikrobiyal özelliklere de sahiptir. Bu biyoaktif bileşenin faydalı etkileri nedeniyle, gıda ve ilaç alanlarında fonksiyonel materyallerin hazırlanmasında kullanılmıştır.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0260877420300327
https://www.researchgate.net/publication/334165915_Valorization_of_spent_coffee_grounds_by_supramolecular_solvent_extraction

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Bunları da beğenebilirsin

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz vazgeçebilirsiniz. Kabul etmek Mesajları Oku