Keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden D-Pinitol ekstraksiyonu üzerine araştırmalar

Abstract

İnsülin benzeri bir etkisi olan D-pinitol, son yıllarda insülin mekanizmasıyla ilişkilendirilen birçok hastalığın tedavisinde kullanılabileceği belirtilen, umut vadeden fonksiyonel bileşiklerinden birisi olarak görülmektedir. Bu nedenle, D-pinitolün zenginleştirilmesi ve saflaştırılmasına yönelik bilimsel çalışmalar popüler hale gelmeye başlamıştır. D-pinitolü gıda takviyesi olarak üreten firmalar esas olarak bu bileşiği içeren gıda matrikslerinden uygun saflaştırma teknikleriyle ayrıştırmakta ve yüksek saflıkta D-pinitol elde etmektedir. Hâlihazırda bu amaca yönelik en çok tercih edilen yöntemler olan iyon değiştirici reçineler, aktif kömür kromatografileri ve solvent ekstraksiyonu yöntemleridir. Ancak bu tekniklerin uygulanabilirlik açısından zor ve yüksek maliyetli oluşu üreticileri bu amaçla kullanılabilecek yeni teknikler aramak zorunda bırakmıştır. Son yıllarda, yüksek oranda D-pinitol içeriğine (% 5-7) sahip olan keçiboynuzu (Ceratonia siliqua L.) meyvesinden bu bileşiğin elde edilmesine yönelik birçok araştırma yapılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada enzim uygulama, sıcak durultma, CaO uygulama, ultrafiltrasyon, etanol fermentasyonu ve kristalizasyon gibi teknikler uygulanarak Dpinitolün keçiboynuzu ekstraktında zenginleştirilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca proje kapsamında yer almayan kademeli ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon ve solvent ekstraksiyonu teknikleri de uygulanarak bu tekniklerin D-pinitol konsantrasyonu üzerine etkileri araştırılmıştır. Elde edilen bulgulara göre; keçiboynuzu ekstraktından D-pinitolün zenginleştirilmesinde özellikle etanol fermentasyonu öncesinde uygulanan invertaz enziminin Saccharomyces cerevisiae mayasının metabolik faaliyetlerini artırdığı, dolayısıyla bu metabolik faaliyet sonucu açığa çıkan serbest D-pinitol molekülünün konsantrasyonunda da artış meydana geldiği görülmüştür. Öte yandan, kademeli ultrafiltrasyon ve etanolik solvent ekstraksiyonu ile kombine edilen zenginleştirme tekniklerinin tez kapsamında belirtilen diğer tekniklere göre daha başarılı olduğu ve keçiboynuzu ekstraktında bulunan D-pinitolün konsantrasyonunun başlangıç seviyesine göre yaklaşık 3.5 kat arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca yapılan küçük bir membran filtrasyon deneyi ile de, ultrafiltrasyondan ziyade nanofiltrasyon tekniğinin kullanılmasının bu matriksten D-pinitolün zenginleştirilmesinde daha etkili olduğu ortaya konulmuştur. Nitekim 5 kDa ayırma sınırındaki membran filtre kullanıldığında filtrasyon sonunda elde edilen keçiboynuzu ekstraktının permeat (21.69 g/L) ve retentat (22.35 g/L) kısımlarında D-pinitol konsantrasyonu açısından önemli bir farklılık meydana gelmemiştir. 2 kDa'luk membran i filtre kullanıldığında ise keçiboynuzu ekstraktında bulunan D-pinitolün önemli bir kısmının retantat (17.69 g/L) kısmında kaldığı, çok az bir kısmının da permeat kısmına geçtiği (5.79 g/L) görülmüştür. Sonuç olarak; tez kapsamındaki zenginleştirme metotlarına ilave olarak farklı metotların da kullanılmasıyla yapılan denemelere göre keçiboynuzu ekstratındaki başlangıçta bulunan D-pinitol seviyesi 2-3.5 kat oranında artırılmıştır.