PORTAKAL KABUĞU PEKTİNİNİN FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE PEKTİN EKSTRAKTININ SABİT BASINÇ FİLTRASYONU - KAR, FİLİZ (Fırat Üniveristesi, 1998)
Doktora Tezi PORTAKAL KABUĞU PEKTİNİNİN FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE PEKTİN EKSTRAKTININ SABİT BASINÇ FİLTRASYONU Filiz KAR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 1998, Sayfa: 165 Pektin, meyve ve sebzelerde doğal olarak bulunan hidrofılik kolloidal bir karbonhidrattır ve ticari olarak elma, portakal, greyfurt ve limon gibi meyvelerden üretilir. Portakal suyu ve konsantresi üretim artığı olan portakal kabuğu da, pektin üretimi için önemli hammaddelerden birisidir. Pektin; gıda, ilaç, tekstil ve kağıt endüstrilerinde jel yapıcı, stabilizator, emülsifiyan ve kıvam verici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde, pektin, hidrokolloid özelliği nedeniyle jel yapıcı olarak reçel ve şekerlemelerde, emülsiyon stabilitesini düzeltmek için meyve sularında ve süt proteinlerini stabilize etmek için süt ürünlerinde kullanılmaktadır. Ülkemizde pektin ihtiyacının tamamı ithalat yoluyla karşılanmaktadır. Son yıllarda tüketime hazır gıdalar sektöründeki gelişmeler nedeniyle, Türkiye'de pektin kullanımı yaygınlaştığından ihtiyaç giderek artmaktadır. Ülkemizde pektin üretimi yoktur, fakat meyve kabukları gibi zengin hammadde kaynaklarına sahiptir. Bu çalışmada, portakal kabuğundan pektin ekstraksiyonunda, pektin verimine ekstraksiyon süresi, sıcaklık ve pH gibi çeşitli faktörlerin etkisi araştırılmıştır.Portakal kabuğundan asit ekstraksiyonu ile elde edilen pektinin esterleşme ve amidasyon dereceleri, metoksil, asetil ve anhidrogalakturonik asit içeriği, viskozitesi, optik çevirme açısı ve % çökme değeri belirlenmiştir. Pektin çözeltilerinin viskozitesine L- askorbik asit, amonyum persülfat ve bazı şekerlerin etkisi incelenmiştir. Dektroz ve maltozun viskozite artırıcı özelliği, şekerlerin dehidratasyon etkisi ve hidrojen bağı oluşturma reaksiyonu yüzünden pektin molekülleri arasında agregatların oluşmasına bağlanmıştır. Pektin çözeltilerinin viskozitesi L-askorbik asidin depolimerizasyon etkisi ile azalmış, amonyum persülfat kullanılması durumunda artmıştır. HCI, AO ve EDTA ekstraksiyonlarıyla elde edilen pektinlerin intrinsik viskozite ve molekül ağırlığı değerleri Mark-Houwink-Sakurada eşitliğine uydurulmuştur. Bu, intrinsik viskozitenin bilinmesi durumunda portakal kabuğundan elde edilen pektin çözeltilerinin ortalama molekül ağırlıklarının bilinmesine yarar. 20 °C - 60 °C arasındaki beş farklı sıcaklık ve beş farklı konsantrasyon seviyelerinde pektin çözeltilerinin viskozitesine sıcaklık ve konsantrasyon etkisi incelenmiştir. Viskoziteye sıcaklık ve konsantrasyonun birlikte etkisini tarif eden eşitlikler türetilmiştir. Pektin ekstraktı, çeşitli sıcaklık ve basınç farklarında vakumda süzülmüş, ortalama spesifik kek dirençleri belirlenmiş ve ortalama spesifik kek direncinin filtrasyon basıncına bağlı olduğu bulunmuştur. Basınç düşüşü ve ortalama spesifik kek direnci arasındaki korelasyon, portakal kabuğu pektininin sıkıştırılabilir kek oluşturduğunu göstermiştir. Filtrasyon etkinliğini artırmak için süzme yardımcı maddesi olarak kizelgur kullanarak, önkaplama miktarı ve beslemeye katkı konsantrasyonunun sabit basınç filtrasyonu sonucu elde edilen keklerin ortalama spesifik kek direncine etkileri incelenmiştir. En düşük ortalama spesifik kek direnci, önkaplama ve çözeltiye katkı tekniğinin birlikte kullanılması durumunda elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Portakal Kabuğu, Pektin, Ekstraksiyon, Viskozite, Filtrasyon.

II SUMMARY PhD Thesis Physicochemical Properties of Orange Peel Pectin and Constant Pressure Filtration of Pectin Extract Filiz Kar Fırat University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Chemical Engineering 1998, Page: 164 Pectin is a natural hydrophilic colloidal carbohydrate found in higher plants, including fruits and vegetables, and is commercially produced from a limited number of plant species, including apple, orange, grapefruit and lime. The orange peel left over from the manufacture of orange juices and concantrates is also one of the major raw materials for pectin manufacture. Pectin is widely used by the food, pharmaceutical, textile and paper industries as a gelling, stabilizing, emulsifiying and thickening agent. In food industry, it is the hydrocolloid character of pectin which makes it such an important additive in certain food systems, for example, in jams and confectionery jellies as a gelling agent, in fruit drinks and juices to improve emulsion stability and mouthfeel, and in sour milk drinks to stabilise milk proteins. The pectin requirement in Turkey is met through imports, mostly from European Countries. Pectin requirement has increased because of wide pectin uses due to developments in food sector recently. It is not manufactured domestically, but the Country has rich raw material sources like citrus fruits and fruit juice industry wastes. In this study, the effects of various factors such as extraction time, temperature and pH on pectin yield in extraction of pectin from the orange peel were investigated.The esterification and amidation degrees, methoxyl and acetyl content, anhydrogalacturonic acid content, viscosity, molecular weight, optical rotation and % sag value of pectin obtained from orange peel with acid extraction were determined. The effects of some sugars, L-ascorbic acid and ammonium persulphate on viscosity of pectin solutions were examined. The viscosity- enhancing property of dextrose and maltose was attributed to the formation of aggregates between the pectin molecules due to dehydration action, and the hydrogen bond formation reaction of the sugars. The viscosity of pectin solutions decreased due to the depolymerization effect of L-ascorbic acid, but it increased in case of ammonium persulphate. Magnitudes of intrinsic viscosity, and molecular weight of pectins obtained by extraction with HCI, ammonium oxalate and EDTA were fitted to Mark-Houwink-Sakurada equation, which helps evaluate the average moleculer weight of pectin solutions from orange peel with a knowledge of their intrinsic viscosity. Effects of temperature and concentration on viscosity of pectin solutions were examined at five different temperatures between 20 °C and 60°C and five concentration levels. Equations describing the combined effects of temperature and concentration on viscosity are given. The pectin extract was vacuum filtered at different temperatures and under various pressure differences, and the average specific cake resistances were determined. The specific cake resistance was dependent on the filtration pressure. The correlation between the pressure drop and the average specific cake resistance showed the orange peel pectin forms compressible filter cake. By using diatomaceous earth as a filter aid to increase the filtration efficiency, the effects of varying the precoating amount and filter aid concentration on average specific cake resistance of cake from constant pressure filtration were studied. The lowest average specific cake resistance was obtained with precoating-body fed technique. Key Words: Orange Peel, Pectin, Extraction, Viscosity, Filtration.
Keywords: Kimya Mühendisliği; Chemical Engineering