Ultrasound-assisted extraction of polyphenols from galangal followed by membrane separation processes

Abstract

Havlıcandan ultrases-destekli polifenol ekstraksiyonu yapıldı ve ön çalışmalarda sıcaklık, süre, etanol/su oranı, çözücü/katı oranı, ultrases güç seviyesi ve ultrases sıklığı parametrelerinin toplam fenolik içeriği (TPC), toplam flavonoid içeriği (TFC) ve antioksidan aktiviteye (DPPH ve ABTS) etkisi değerlendirildi. En etkin sıcaklık aralığı 20-60 ?, en etkin süre aralığı 10-60 dakika, en etkin çözücü/katı oranı 10-30 olarak; etanol/su oranı %50, ultrases güç seviyesi %50 ve ultrases sıklığı 5 olarak belirlendi. Yanıt yüzey yöntemi (RSM), Box-Behnken deneysel tasarımı kullanılarak ultrases-destekli ekstraksiyon parametreleri optimize edildi. Sıcaklık, süre ve çözücü/katı oranı faktör olarak belirlendi ve bağımsız değişkenler olan toplam fenolik içeriği (TPC), toplam flavonoid içeriği (TFC) ve antioksidan aktiviteye (DPPH ve ABTS) etkisi değerlendirildi. Ön çalışmaların ve optimizasyon çalışmasındaki bağımsız parametrelerinin birbirleri ile korelasyonu Pearson Korelasyonu kullanılarak değerlendirildi. Optimum koşullar, 47,5 ?, 52,5 dakika ve 30 katı çözücü oranı olarak, arzu edilebilirlik fonksiyonu kullanılarak belirlendi ve ultases-destekli ekstraksiyonun etkinliği gösterildi. Optimize edilen havlıcan ekstraktı, direkt ultrafiltrasyon (UF) ve nanofiltrasyon (NF) ve bunların bir arada kullanılması ile konsantre edildi ve toplam fenolik içeriği (TPC), toplam flavonoid içeriği (TFC), antioksidan aktivite (DPPH ve ABTS), toplam katı, toplam çözünmüş katı, toplam askıda katı, toplam karbonhidrat içerikleri, renk, bulanıklık ve berraklıktaki değişimler değerlendirildi. İşlem görmüş membranların SEM görüntüleri ve temas açıları değerlendirildi. Membranların konsantre etme kabiliyetleri değerlendirildi ve en başarılı olan membran belirlendi.Polyphenols from galangal were extracted by ultrasound-assisted extraction (UAE), and with screening experiments, the total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC) and antioxidant activity (DPPH and ABTS), were evaluated. The most effective intervals were determined as the temperature of 20-60 ?, time of 10-60 minutes, and solvent/solid ratio of 10-30. Other parameters have been taken as constant for ethanol/water ratio of 50%, the power of ultrasound of 50%, and cycle of ultrasound of 5. UAE parameters were optimized using the response surface method (RSM), Box-Behnken experimental design. Temperature, time and solvent/solid ratio were determined as factors and their effects on the independent variables which are total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC) and antioxidant activity (DPPH and ABTS) were evaluated. The correlation of the studies and the independent parameters in the optimization study was evaluated using Pearson Correlation. Optimum conditions were determined using the desirability function of 0.77, at 47.5°C, 52.5 min, and 30 solvent/solid ratio. The optimized galangal extract was concentrated by direct ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) and their combination, and the total phenolic content (TPC), total flavonoid content (TFC), and antioxidant activity (DPPH and ABTS), total solids, total dissolved solids, total suspended solid total carbohydrate contents, color, turbidity, and clarity were evaluated. SEM images and contact angles of the treated membranes were also evaluated. The concentrating ability of the membranes was evaluated and the most successful membrane was determined.