Kahve, Rubiaceae familyasının Coffea cinsine ait çok yıllık tropikal bir bitkidir. Bugün tanınan 103’ten fazla çeşidi olmasına rağmen, dünyada sadece iki tanesi, Arabica ve Canephora dolaşımdadır. Arabica çeşidi, uluslararası ticareti yapılan kahvenin %60’ından fazlasını oluşturmaktadır ve olağanüstü organoleptik özellikleri nedeniyle tüketiciler tarafından en iyi kahve olarak derecelendirilmiştir. Bunun nedeni, sinir sistemine duyusal kalite ve uyaranların iletilmesinden sorumlu olan çeşitli kimyasal bileşikler içermesidir.
Kahve içeceği, kavrulmuş ve öğütülmüş çekirdeklerin kendine has aroması ve tadı ile demlenerek hazırlanması sonucu elde edilen ve dünyada en çok tüketilen ikinci üründür. Kolombiya örneğinde, kahve ülkenin ana ihracat kalemlerinden biri olarak gösteriliyor. Verilere göre kahve hala çok önemli bir aktivite. Bu tarımsal değer zincirinde, yan ürünler toplam hacmin %80’ini oluşturmaktadır. Kahve endüstrisi, önemli bir kirlilik riski olan yaklaşık 2 milyar ton tarımsal atık üretiyor. Kullanılan kahve özleri, kabukları, ipeksi kabuğu, kabuğu ve kahve telvesi kahvenin yaygın yan ürünleridir.
Genel olarak, kahve uluslararası alanda yeşil kahve olarak satılır ve ıslak, yarı nemli veya kuru yöntemlerle elde edilir. Islak işlenmiş kahve çekirdekleri genellikle kuru işlenmiş kahve çekirdeklerinden daha yüksek tüketici kabulüne sahiptir. Islak kahve demleme işlemi, hamur ayırma, demleme, yıkama, kabuk ayırma ve kurutma gibi birkaç adımdan oluşur. İşleme yöntemine bağlı olarak, ıslak veya kuru kahve posası ve kabukları, toplam kahve kirazlarının %29 ila %12’sini oluşturan ilk yan ürünlerdir. Kağıt hamuru ve kabuğu, karbonhidratlar (%35-85), çözünür lifler (%30,8), mineraller (%3-11), proteinler (%5-111) ve tanenler, siyanidinler, klorojenik asit, kafein gibi biyoaktif bileşikler açısından zengindir. ve polifenoller.
Tarımsal atık bertarafı, gıda endüstrisinde bitki sağlığı sorunlarına ve çapraz kontaminasyona neden olabilecek büyüyen bir sorundur. Bu nedenle, tarımsal kalıntıları yönetmek veya kullanmak için yeni stratejilere acilen ihtiyaç vardır. En umut verici seçeneklerden biri, yan ürünlerde bulunan biyoaktif bileşenlerin değerlendirilmesidir. Bu anlamda, büyüyen bir çalışma alanı, tarımsal atıklarda birçok biyoaktif bileşiğin varlığını, fonksiyonel gıdalardaki potansiyel uygulamaları ve beslenme gelişmelerini vurgulamaktadır. Biyoaktif bileşiklerin geri kazanımı, katma değerli ikincil akışlarla sonuçlanır ve ana süreçlerin ekonomik uygulanabilirliğini geliştirir.
SÜPRAS ÖZÜ
İki amfifil (dekanoik asit ve heksanol) ve iki dispersiyon solventi (THF: su ve etanol: su), daha önceki umut verici sonuçlara dayalı olarak çeşitli SUPRAS’lar üretmek için çalışma için seçildi. Heksanol, biyolojik ekstraksiyondan sonra başka adımlar gerekirse buharlaştırma yoluyla giderilebilmesi açısından dekanoik aside göre bir avantaja sahiptir, oysa dekanoik asit daha biyolojik olarak uyumlu ve yenilenebilir bir seçenektir. Dolayısıyla bu, amfifilik geri kazanım ve endüstriyel amaçlar için yeniden kullanım için farklı stratejiler sağlar ve genellikle sıvı fazlarla çalışmayı kolaylaştırır.
Etanol, biyouyumlu kabul edilen ve gıdada kullanımına izin verilen ilk maddedir. Sonuncusu, yüksek buhar basıncı (20 °C’de 143 mm Hg) ve nispeten düşük kaynama noktası (66 °C) nedeniyle buharlaştırma yoluyla kolayca çıkarılabilen THF ile test edildi. Bağlayıcı madde (SUPRAS’ın kendi kendini bir araya getirmesini sağlayan dış uyarıcılar) her iki durumda da sudur ve daha önce tarif edildiği gibi amfifillerin birleşmesi için zayıf bir çözücüdür. Amfifilinin türü, dispersiyon solventi ve toplu çözeltideki üçlü karışımın (amfifilin, organik solvent, su) bileşimi, ekstraksiyon verimliliğini etkileyebilecek farklı nihai bileşim, mikro yapı ve hacimlere sahip SUPRAS’a yol açar.
Bu nedenle SUPRAS bağlanma etkileşimleri ve bağlı erişilebilirlik özellikleri (agrega boyutuna göre verilir), amfil fonksiyonel gruplara (OH, COOH), alkil zincir uzunluğuna (C6, C10), dispersiyon etkileşimlerine ve ekstraksiyon için hidrojen bağları sağlayan dispersiyon ortamının bileşimine bağlıdır. ve dipol-dipol etkileşimleri. (Farklı oranlarda etanol:su veya THF:su karışımları altında hidrojen bağları, dipol etkileşimleri ve dispersiyon kuvvetleri sağlar).
SUPRAS kullanarak kafein ve klorojenik asit ekstraksiyonunu gösterir. Beklendiği gibi, geri kazanımlar, amfibilerin doğasından ve üçlü karışımın (amfibi, su, organik çözücü) toplu çözelti bileşiminden etkilenmiştir. Test edilen tüm SUPRAS’lara göre, kafein ekstraksiyon verimleri %31-68 ± %2,8 arasında değişirken, klorojenik asit ekstraksiyon verimleri %0 ila 26 ± %2,5 aralığındadır.
En yüksek kafein ekstraksiyonu, SUPRAS tasarımı için amfifil olarak heksanol ve dağıtma çözücüsü olarak etanol:su kullanılarak elde edildi (maksimum 69 ± %0.9, %7 heksanol ve %15 etanol). 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 idi.
etanol bazında SUPRAS; Tüm amfifillerle kafein almak için su zaten daha uygunken, su bazlı olanlar için THF daha uygundur. Muhtemel bir açıklama, proteolitik bir çözücü olarak etanolün, yalnızca hidrojen bağı alıcı grupları içeren kafeine bir hidrojen bağı donörü görevi görerek kafeini THF’den (proteazom olmayan bir çözücü) daha verimli bir şekilde çıkarabilmesidir. Ayrıca etanolün dielektrik sabiti THF’ninkinden daha yüksektir. Bu parametre, kimyasal polaritenin göreceli bir ölçüsüdür ve dipol etkileşimleri yoluyla polar biyoaktivitelerin ekstraksiyonunu artırabilir. Amfifile göre hekzanol en iyi seçim olmuş ve en yüksek verim oranları (69 ± %0,9) bu organik alkolden oluşan SUPRAS’ta elde edilmiştir. Hekzanolün dekanoik asit üzerindeki daha yüksek polaritesi, polar biyoaktif bileşiklerin daha yüksek ekstraksiyon veriminin nedeni olabilir. Ayrıca, daha kısa alkil zincir uzunluğundan dolayı, daha küçük hekzanol agregaları daha geniş bir yüzey alanına sahip SUPRAS’ı oluşturabilir. Sonuç olarak, biyoaktif bileşenler için daha uygun bağlanma etkileşimleri sağlar.
Klorojenik asit ekstraksiyon oranları, kafein oranlarından daha düşüktü ve sentetik SUPRAS koşulları ile açık bir ilişki bulunamadı. Yüksek polaritesi, dengenin rekabetçi 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 arktik asidi de iyileşme süreçlerini artırabilir. Kafein rutin olarak en biyolojik olarak aktiftir. Tüketimi, Parkinson ve Alzheimer hastalıkları riskini azaltmak da dahil olmak üzere sağlık yararları sağlar ve karaciğer fonksiyonu ve enerji harcaması üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Daha sonra yağ oksidasyonunu, termojenezi ve enerji harcamasını uyararak vücut ağırlığını azaltır. Kafein her gün tüketilir, Amerika Birleşik Devletleri’nde 19 yaş ve üzerindeki nüfusun %89’u günlük olarak bir çeşit kafein tüketir, ancak birincil kafein kaynağı kahvedir (%64).
Klorojenik asit, sağlığı geliştiren birçok özelliği olan yenilebilir bitkilerde bulunan ana polifenoldür. Güçlü antioksidan aktiviteye, anti-lipid peroksidasyona, kanser önleyici etkilere sahiptir. Aynı zamanda anti-enflamatuar aktiviteye, tip 2 diyabet nedeniyle amilaz ve glukozidazın inhibisyonuna ve anti-obezite özelliklerinin yanı sıra antimikrobiyal özelliklerine de sahiptir. Biyolojik olarak aktif olan bu maddenin yararlı etkileri nedeniyle, gıda ve ilaç alanlarında fonksiyonel malzemelerin hazırlanmasında kullanılmıştır.
kaynak:
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
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın