Extraction of pectin from sugar beet pulp by high hydrostatic pressure and investigation of extraction efficiency and extract characteristics

Gıda endüstrisi, gıda işleme süreçleri sonucunda büyük miktarda gıda atığı üretmektedir. Fonksiyonel besin öğeleri içerebilen bu gıda atıklarının değerlendirilme potansiyelleri yüksektir. Gıda atıklarından fonksiyonel bileşenlerin elde edilmesinde kullanılan teknikler, atık değerlendirme olarak adlandırılmaktadır. Gıda endüstrisinin en önemli atıklarından biri, şeker üretim süreçlerinin atığı olan şeker pancarı posasıdır. Bu çalışmada, konvansiyonel özütleme ve yüksek hidrostatik basınç (YHB) destekli özütleme yöntemleri kullanılarak şeker pancarı posasından pektin özütlenmiştir. YHB, pektinin hücre duvarından ayrılmasını ve özütleme verimine katkıda bulunma derecesini kolaylaştırmak için özütleme işleminden önce kullanılmıştır. Numunelerde farklı basınç (250, 350, 450 MPa) 40°C sıcaklıkta 5 dakika süre ile, iki farklı özütleme sıcaklığı (80°C, 90°C) ve üç farklı özütleme süresi (3, 4, 5 h) kombinasyonları test edilmiştir. Ayrıca, YHB destekli özütleme sonuçları, konvansiyonel özütleme yöntemiyle karşılaştırılmıştır. Özütleme verimi, özütlenen pektinlerin esterleşme dereceleri (DE), galakturonik asit içerikleri (Gal-A), pektin çözeltilerinin reolojik özellikleri ve su tutma kapasiteleri incelenmiştir. Elde edilen pektinlerin yapısal özellikleri, FTIR Spektroskopisi ile incelenmiştir. Ek olarak, su tutma kapasitesi, zaman alanlı NMR Relaksometresi kullanılarak ölçümlenmiştir. Konvansiyonel özütlemede % 6.43 ± 0.07 olan veriminin, YHB destekli özütlemede % 12.23 ± 0.13 bulunarak neredeyse iki katına çıkmıştır. YHB destekli özütleme ile elde edilen pektin örneklerinin, uzayan özütleme sürelerinde esterleşme derecelerinde artış görülmüştür fakat tüm DE sonuçlarının % 32-38 aralığında olması, esterleşme derecesindeki düşüşün viskoziteye yansıyamayacak kadar düşük olduğunu göstermiştir. Viskozitelerdeki fark, pektin örneklerinin çoğunluğunda önemsiz derecededir (p>0.05). Artan basınç ile Gal-A içeriğinde düşüş bulunmuştur; fakat bu düşüşe rağmen Gal-A içeriği FAO tarafından belirlenen %60-65 limitinin altına düşmemiştir. Su tutma kapasitesi, YHB destekli yöntemde kullanılan basıncın dengelenmesi ile konvansiyonel özütlemede kullanılan aynı sıcaklık-süre kombinasyonları kullanılarak elde edilen verilerle benzerlik göstermektedir (p>0.05). Sonuçlar, YHB destekli özütlemenin, özütleme verimi üzerinde oldukça etkili olduğunu, bu yöntemle elde edilen pektinlerin yapısal ve fonksiyonel özelliklerinin modifiye edilebildiğini göstermektedir.