Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi

Zehra Akıncı; Veyis Selen; Muhammet Şaban Tanyıldızı

doi:10.54365/adyumbd.1699536

EN TR

Determination of Antioxidant Capacity by Microwave Assisted Extraction from Pomegranate Peel Wastes: Optimization and GC-MS Based Profile Analysis

Abstract

Pomegranate peel wastes were extracted using microwave-assisted extraction method using experimental design. Antioxidant capacity (ABTS, DPPH, FRAP), total phenolic matter (TFM) and total flavonoid matter (TFVM) were followed as outcome variables in the evaluation of bioactive properties of the extracts. Validation and optimization studies were carried out for the model equations obtained separately for each result variable. The content analysis of the extracts obtained at optimum points was qualitatively analyzed by gas chromatography-mass spectrophotometry (GC-MS) to reveal the effect of extraction conditions on component changes and the relationship between components and result variables. The most similar components were observed in the extracts obtained from FRAP and DPPH analysis, whereas the components obtained under conditions optimized for ABTS analysis differed significantly from those obtained by other methods. This reveals that the common methods followed in the determination of bioactive components from plants are closely related to the measurement mechanism, and the analytical sensitivity of the methods may give different results. In addition, the component variation followed showed that different industrially valuable components can be obtained.

Keywords

Antioxidant capacity analysis methods , optimization , GC-MS , pomegranate peel

Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi

Öz

Nar kabuğu atıkları mikrodalga destekli ekstraksiyon yöntemi ile deneysel tasarım kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Ekstraktların biyoaktif özelliklerinin değerlendirilmesinde antioksidan kapasite (ABTS, DPPH, FRAP), toplam fenolik madde (TFM) ve toplam flavonoid madde (TFVM) miktarı sonuç değişkeni olarak takip edilmiştir. Her bir sonuç değişkeni için ayrı ayrı elde edilen model denklemlerin doğrulama ve optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Ekstraksiyon şartlarının bileşen değişimine etkisi ve bileşenlerin sonuç değişkenleri ile ilişkisini ortaya koymak için optimum noktalarda elde edilen ekstraktların içerik analizi gaz kromatografisi-kütle spektrofotometresi (GC-MS) ile kalitatif olarak incelenmiştir. Benzer bileşenlerin en yoğun gözlemlendiği yöntemler FRAP ve DPPH analizinden elde edilen ekstraktlar olup, ABTS analizi için optimize edilen şartlarda elde edilen bileşenlerin diğer yöntemlere göre elde edilenlerden anlamlı ölçüde farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Bu durum bitkilerden elde edilen biyoaktif bileşenlerin tayininde takip edilen yaygın yöntemlerin ölçüm mekanizması ile yakından ilişkili olduğunu, yöntemlerin analitik duyarlılığının farklı sonuçlar verebileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca takip edilen bileşen değişimi endüstriyel açıdan değerli farklı bileşenlerin elde edilebileceğini göstermiştir

Anahtar Kelimeler

Antioksidan kapasite analiz yöntemleri , optimizasyon , GC-MS , nar kabuğu

References

Khan MSA, Ahmad I. Herbal medicine: current trends and future prospects. New look to phytomedicine: Elsevier; 2019. p. 3-13.
Zaky AA, Akram MU, Rybak K, Witrowa-Rajchert D, Nowacka M. Bioactive compounds from plants and by-products: Novel extraction methods, applications, and limitations. AIMS Molecular Science. 2024;11:150-88.
Nieto G, Martínez-Zamora L, Peñalver R, Marín-Iniesta F, Taboada-Rodríguez A, López-Gómez A, et al. Applications of plant bioactive compounds as replacers of synthetic additives in the food industry. Foods. 2023;13:47.
Zhuang D, He N, Khoo KS, Ng E-P, Chew KW, Ling TC. Application progress of bioactive compounds in microalgae on pharmaceutical and cosmetics. Chemosphere. 2022;291:132932.
Chole PB, Manjunath B. Nutritional, biochemical and antioxidant activities of edible and non-edible parts of Punica granatum L. 2024.
Mungwari CP, King'ondu CK, Sigauke P, Obadele BA. Conventional and modern techniques for bioactive compounds recovery from plants. Scientific African. 2024:e02509.
Zaid NM, Sekar M, Bonam S, Gan S, Lum P, Begum M, et al. Promising natural products in new drug design, development, and therapy for skin disorders: an overview of scientific evidence and understanding their mechanism of action, Drug Des. Dev. Ther. 16 (2022) 23–66. 2022.
Singh B, Singh JP, Kaur A, Singh N. Phenolic compounds as beneficial phytochemicals in pomegranate (Punica granatum L.) peel: A review. Food chemistry. 2018;261:75-86.
Turker S, Polat AA, Bindak R. Seasonal changes of carbohydrates in fruit peels, leaves and shoots of three pomegranate (Punica granatum L.) cultivars grown in upper Euphrates basin. Scientia Horticulturae. 2022;304:111315.
Arun N, Singh D. Punica granatum: a review on pharmacological and therapeutic properties. Int J Pharm Sci Res. 2012;3:1240.

Maphetu N, Unuofin JO, Masuku NP, Olisah C, Lebelo SL. Medicinal uses, pharmacological activities, phytochemistry, and the molecular mechanisms of Punica granatum L.(pomegranate) plant extracts: A review. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2022;153:113256.
Ruan J-H, Li J, Adili G, Sun G-Y, Abuduaini M, Abdulla R, et al. Phenolic compounds and bioactivities from pomegranate (Punica granatum L.) peels. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022;70:3678-86.
Erdoğdu S. Portakal ve nar kabuğu atıklarının bisküvi ve kek üretiminde kullanım olanakları: Necmettin Erbakan University (Turkey); 2023.
Topkaya C. Nar kabuğu tozu ilavesinin keklerin besinsel, duyusal ve mikrobiyolojik özelliklerine etkisi: Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü; 2017.
Şencan A, Yavuzarslan MZÇ. Nar Kabuğundan Elde Edilen Aktif Karbon ile Meyve Suyundan Pestisit Adsorpsiyonu. Süleyman Demirel University Faculty of Arts and Science Journal of Science. 2022;17:577-88.
Yılmaz F, Bahtiyari Mİ. Çeşitli bitkisel kaynaklarla yünlü kumaşların renklendirilmesi. Tekstil ve Mühendis. 2017;24:62-71.
Kaderides K, Papaoikonomou L, Serafim M, Goula AM. Microwave-assisted extraction of phenolics from pomegranate peels: Optimization, kinetics, and comparison with ultrasounds extraction. Chemical Engineering and Processing-Process Intensification. 2019;137:1-11.
Alben KT. Books and Software: Design, analyze, and optimize with Design-Expert. ACS Publications; 2002.
Noriega P, Mafud DdF, Souza Bd, Soares-Scott M, Rivelli DP, Barros SBdM, et al. Applying design of experiments (DOE) to flavonoid extraction from Passiflora alata and P. edulis. Revista Brasileira de Farmacognosia. 2012;22:1119-29.
Karabulut I, Bilenler T, Sislioglu K, Gokbulut I, Seyhan F, Ozdemir IS, et al. Effect of fruit canopy positions on the properties of apricot (Prunus armeniaca L.) varieties. Journal of Food Biochemistry. 2018;42:e12458.
Kurtlar T. Badem ilave edilen çikolatalarda antioksidan kapasite değişimlerinin incelenmesi: Fen Bilimleri Enstitüsü; 2011.
Villaño D, Fernández-Pachón M, Moyá ML, Troncoso A, García-Parrilla M. Radical scavenging ability of polyphenolic compounds towards DPPH free radical. Talanta. 2007;71:230-5.
Nenadis N, Wang LF, Tsimidou M, Zhang HY. Estimation of scavenging activity of phenolic compounds using the ABTS assay. J Agr Food Chem. 2004;52:4669-74.
Yıldırım A, Gül A, Başaran N, Şen A, Bitiş L, Tanyıldızı MŞ. Anti-inflammatory activities of some Anthemis species used in the treatment of inflammation-related diseases, GC/MS and LC-MS/MS analysis with bioactivity-guided fractionation. South African Journal of Botany. 2024;168:286-95.
Tisza S, Sass P, Molnár-Perl I. Optimization of the simultaneous determination of acids and sugars as their trimethylsilyl (oxime) derivatives by gas chromatography-mass spectrometry and determination of the composition of six apple varieties. Journal of Chromatography A. 1994;676:461-8.
Xu D-P, Li Y, Meng X, Zhou T, Zhou Y, Zheng J, et al. Natural antioxidants in foods and medicinal plants: Extraction, assessment and resources. International journal of molecular sciences. 2017;18:96.
Özbek HN, Yanık DK, Fadıloğlu S, Göğüş F. Optimization of microwave-assisted extraction of bioactive compounds from pistachio (Pistacia vera L.) hull. Separation Science and Technology. 2020;55:289-99.
Dahmoune F, Spigno G, Moussi K, Remini H, Cherbal A, Madani K. Pistacia lentiscus leaves as a source of phenolic compounds: Microwave-assisted extraction optimized and compared with ultrasound-assisted and conventional solvent extraction. Industrial crops and products. 2014;61:31-40.
Sai-Ut S, Kingwascharapong P, Mazumder MAR, Rawdkuen S. Optimization of polyphenolic compounds from Gossampinus malabarica flowers by microwave-assisted extraction technology. Future Foods. 2023;8:100271.
Danet AF. Recent advances in antioxidant capacity assays: IntechOpen; 2021.
Gulcin İ, Alwasel SH. Metal ions, metal chelators and metal chelating assay as antioxidant method. Processes. 2022;10:132.
Everette JD, Bryant QM, Green AM, Abbey YA, Wangila GW, Walker RB. Thorough study of reactivity of various compound classes toward the Folin− Ciocalteu reagent. Journal of agricultural and food chemistry. 2010;58:8139-44.
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical biology and medicine. 1999;26:1231-7.
Real R, Vargas JM. The probabilistic basis of Jaccard's index of similarity. Systematic biology. 1996;45:380-5.
Hajimehdipoor H, Shahrestani R, Shekarchi M. Investigating the synergistic antioxidant effects of some flavonoid and phenolic compounds. Research journal of pharmacognosy. 2014;1:35-40.
Peinado J, López de Lerma N, Peinado RA. Synergistic antioxidant interaction between sugars and phenolics from a sweet wine. European Food Research and Technology. 2010;231:363-70.
Demir T, Akpınar Ö, Kara H, Güngör H. Nar (Punica granatum L.) kabuğunun in vitro antidiyabetik, antienflamatuar, sitotoksik, antioksidan ve antimikrobiyal aktivitesi. Akademik Gıda. 2019;17:61-71.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Waste Management, Reduction, Reuse and Recycling , Food Engineering , Optimization in Manufacturing

Journal Section

Research Article

Authors

Zehra Akıncı ^*
0000-0003-3729-8114
Türkiye

Veyis Selen
0000-0003-0016-0840
Türkiye

Muhammet Şaban Tanyıldızı
0000-0001-6456-1593
Türkiye

Early Pub Date

August 28, 2025

Publication Date

August 31, 2025

Submission Date

May 16, 2025

Acceptance Date

July 18, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 12 Number: 26

DOI

https://doi.org/10.54365/adyumbd.1699536

IZ

https://izlik.org/JA62WK89JJ

APA

Akıncı, Z., Selen, V., & Tanyıldızı, M. Ş. (2025). Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(26), 238-252. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1699536

AMA

1.Akıncı Z, Selen V, Tanyıldızı MŞ. Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;12(26):238-252. doi:10.54365/adyumbd.1699536

Chicago

Akıncı, Zehra, Veyis Selen, and Muhammet Şaban Tanyıldızı. 2025. “Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon Ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon Ve GC-MS Ile Profil Analizi”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12 (26): 238-52. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1699536.

EndNote

Akıncı Z, Selen V, Tanyıldızı MŞ (August 1, 2025) Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12 26 238–252.

IEEE

[1]Z. Akıncı, V. Selen, and M. Ş. Tanyıldızı, “Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi”, Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 12, no. 26, pp. 238–252, Aug. 2025, doi: 10.54365/adyumbd.1699536.

ISNAD

Akıncı, Zehra - Selen, Veyis - Tanyıldızı, Muhammet Şaban. “Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon Ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon Ve GC-MS Ile Profil Analizi”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 12/26 (August 1, 2025): 238-252. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1699536.

JAMA

1.Akıncı Z, Selen V, Tanyıldızı MŞ. Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;12:238–252.

MLA

Akıncı, Zehra, et al. “Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon Ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon Ve GC-MS Ile Profil Analizi”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 12, no. 26, Aug. 2025, pp. 238-52, doi:10.54365/adyumbd.1699536.

Vancouver

1.Zehra Akıncı, Veyis Selen, Muhammet Şaban Tanyıldızı. Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025 Aug. 1;12(26):238-52. doi:10.54365/adyumbd.1699536

Determination of Antioxidant Capacity by Microwave Assisted Extraction from Pomegranate Peel Wastes: Optimization and GC-MS Based Profile Analysis

Abstract

Keywords

Nar Kabuğu Atıklarından Mikrodalga Destekli Ekstraksiyon ile Antioksidan Kapasite Tayini: Optimizasyon ve GC-MS ile Profil Analizi

Öz

Anahtar Kelimeler

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Early Pub Date

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite