دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها660
تعداد مقالات6,888
تعداد مشاهده مقاله10,068,809
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,346,881
صابریان, حامد, حمیدی, زهره, احمدی گاولیقی, حسن. (1399). استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن. , 12(2), 53-66. doi: 10.22069/ejfpp.2021.15709.1510
حامد صابریان; زهره حمیدی; حسن احمدی گاولیقی. "استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن". , 12, 2, 1399, 53-66. doi: 10.22069/ejfpp.2021.15709.1510
صابریان, حامد, حمیدی, زهره, احمدی گاولیقی, حسن. (1399). 'استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن', , 12(2), pp. 53-66. doi: 10.22069/ejfpp.2021.15709.1510
صابریان, حامد, حمیدی, زهره, احمدی گاولیقی, حسن. استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن. , 1399; 12(2): 53-66. doi: 10.22069/ejfpp.2021.15709.1510

استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن

نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 12، شماره 2، اسفند 1399، صفحه 53-66    اصل مقاله (647.22 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejfpp.2021.15709.1510
نویسندگان
حامد صابریان1؛ زهره حمیدی* 2؛ حسن احمدی گاولیقی3
1دانش آموخته گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
2گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
3استادیار گروه پژوهشی افزودنی های غذایی، پژوهشکده علوم و فناوری مواد غذایی، سازمان جهاد دانشگاهی خراسان رضوی
چکیده
سابقه و هدف: پکتین یک پلی‎ساکارید طبیعی است که ویژگی‎های عملکردی متنوعی دارد. پکتین می‎تواند به عنوان عامل قوام دهنده، ژل کننده، پایدار کننده، امولسیفایر، عامل باندکننده کاتیون‌ها و غیره مورد استفاده قرار گیرد. وجود این ویژگی‎های مهم در پکتین موجب ارزشمند شدن این زیست‎پلی‎مر مخصوص در تولید غذا و دارو شده است. تمام پکتین مورد نیاز صنایع غذایی، داروئی و آرایشی – بهداشتی از خارج از کشور تامین می‎گردد در صورتی که پتانسیل تولید این محصول ارزشمند آن هم از ضایعات فراوان موجود در صنایع آب میوه وجود دارد. علاوه براین، فرایند تولید این محصول نیز نسبتا ساده و کم هزینه بوده و ارزش افزوده آن بسیار زیاد می‎باشد. تولید پکتین تنها در سطح آزمایشگاهی صورت گرفته است و هنوز صنعتی نشده است. بنابراین، هدف از این تحقیق، بهینه‎سازی استخراج پکتین از ضایعات پرتقال در شرایط آزمایشگاهی و سپس افزایش سطح استخراج به نیمه صنعتی بود. طراحی و ساخت خط تولید نیمه صنعتی استخراج پکتین از ضایعات پرتقال برای اولین بار در ایران جهت ارزیابی امکان صنعتی کردن تولید پکتین و بومی سازی تولید آن انجام شد.
مواد و روش ها: ابتدا تاثیر pH (5/1 - 3)، زمان استخراج (1-4 ساعت) و نسبت ماده جامد به حلال (S/L) (1 به 10 تا 1 به 30 گرم بر میلی لیتر) بر بازده استخراج پکتین به‎صورت جداگانه بهینه‎سازی شدند و سپس تولید نیمه صنعتی پکتین در شرایط بهینه آزمایشگاهی صورت پذیرفت. از دو روش فیلتراسیون (فیلتر پرس و سانتریفیوژ) برای جداسازی ناخالصی‎ها استفاده شد. پکتین‎های تولیدی در سطح نیمه صنعتی از نظر شاخص‎های بازده، درجه استری و میزان اسید گالاکتورونیک با نوع آزمایشگاهی مقایسه گردید.
یافته ها: نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که هر سه عامل pH، زمان استخراج و نسبت S/L تاثیر معنی‎داری (05/0 p≤) بر بازده استخراج پکتین داشتند. با افزایش pH از 5/1 به 2 بازده پکتین افزایش یافت و در pH 2 در بالاترین مقدار خود قرار داشت (87/14 گرم بر 100 گرم ماده خشک) و با افزایش pH تا 3، بازده کاهش یافت (65/ 6 گرم به ازای 100 گرم). با افزایش زمان استخراج تا 3 ساعت، بازده به طور معنی‎داری افزایش یافت اما پس از آن ثابت ماند. با افزایش نسبت S/L از 1:10 تا 1:15، بازده پکتین به طور معنی‎داری (05/0p ≤ ) از 55/16 تا 84/18 گرم به ازای 100 گرم ماده خشک افزایش یافت و پس از آن مجددا به طور معنی‎داری کاهش پیدا کرد. خط تولید پکتین طراحی شد و استخراج نیمه صنعتی پکتین در شرایط بهینه تعیین شده (pH برابر با 2، نسبت S/L 1:15 و زمان 3 ساعت) صورت پذیرفت. بازده استخراج نیمه صنعتی در زمانی که از فیلترپرس استفاده شد بیشتر از بازده آزمایشگاهی بود اما میزان اسید گالاکتورونیک آن به طور معنی‎داری کمتر بود. هنگامی که از روش سانتریفیوژ استفاده شد، کمیت (بازده) و کیفیت (درجه استری، میزان اسید گالاکتورونیک ، آرابینوز، رامنوز و زایلوز و وزن مولکولی) پکتین استخراجی مشابه مقیاس آزمایشگاهی بود و تفاوت معنی‎داری نداشتند که حاکی از خلوص بالای پکتین بود.
نتیجه گیری: نتایج حاکی از آن داشت که بازده و کیفیت پکتین حاصله در مقیاس نیمه صنعتی، در زمانی که از دستگاه سانتریفیوژ (به جای فیلترپرس) برای مرحله صاف کردن استفاده شد، مشابه روش متداول آزمایشگاهی بود و بنابراین امکان تولید پکتین با بازده و کیفیت بالا در سطح نیمه صنعتی و صنعتی وجود دارد.
کلیدواژه‌ها
پپکتین؛ ضایعات پرتقال؛ طراحی فرآیند؛ استخراج نیمه صنعتی
مراجع
  1. Gavlighi, H.A., Tabarsa, M., You, S., Surayot, U., and Ghaderi-Ghahfarokhi, M. 2018. Extraction, characterization and immunomodulatory property of pectic polysaccharide from pomegranate peels: Enzymatic vs conventional approach. International J. of Biological Macromolecules. 116: 698-706.
  2. Agarwal, P.C., and Pruthi, J.S. 1968. A study of factors governing the recovery and quality of pectin from fresh mandarin orange waste (peel and pomace). Indian Food Packer. 22: 3.5-9.
  3. Azadbakht, M., Tabatabaei, M.H., and Sabet Ahd Jahromi, A. 2001. The comparison of different extraction methods of pectin from Citrus Decumana Murry. Journal of Medical Science.1: 21-28. (In Persian).
  4. Bagherian, H., Ashtiani, F.Z., Fouladitajar, A., and Mohtashamy, M. 2011. Comparisons between conventional, microwave-and ultrasound-assisted methods for extraction of pectin from grapefruit. Chemical engineering and processing: Process Intensification. 50: 11. 1237-1243.
  5. Canteri-Schemin, M.H., Fertonani, H.C.R., Waszczynskyj, N., and Wosiacki, G. 2005. Extraction of pectin from apple pomace. Brazilian Archives of Biology and Technology. 48:2. 259-266.
  6. Chan, S.Y., and Choo, W.S. 2013. Effect of extraction conditions on the yield and chemical properties of pectin from cocoa husks. Food chemistry. 141: 4. 3752-3758.
  7. Fathi, B., Maghsoudloo, Y., and Khomeiri, M. 2012. The effect of pH, temperature and time of acidic extraction on the yield and characterization of pectin obtained from pumpkin waste. Journal of Food Research. 22: 4.465-475. (In Persian).
  8. Guo, X., Han, D., Xi, H., Rao, L., Liao, X., Hu, X., and Wu, J. 2012. Extraction of pectin from navel orange peel assisted by ultra-high pressure, microwave or traditional heating: A comparison. Carbohydrate Polymers.88: 2. 441-448.
  9. http://www.alibaba.com.
  10. Kalapathy, U., and Proctor, A. 2001. Effect of acid extraction and alcohol precipitation conditions on the yield and purity of soy hull pectin. Food Chemistry. 73: 4. 393-396.
  11. Keramat, J., Kabir, Gh., and Ghenaati, B. 2000. Quantitative and qualitative Study of the pectins extracted from orange concentrate waste. Science and Technique of Agriculture and Natural Resources. 4: 6.141-150. (In Persian).
  12. Koubala, B.B., Kansci, G., Mbome, L.I., C, Crepeau, M.J., Thibault, J.F., and Ralet, M.C. 2008. Effect of extraction conditions on some physicochemical characteristics of pectins from ‘‘Améliorée’’ and ‘Mango’ mango peels. Food Hydrocolloids. 22: 7.1345-1351.
  13. Kulkarni, S., and Vijayanand, P. 2010. Effect of extraction conditions on the quality characteristics of pectin from passion fruit peel (Passiflora edulis f. flavicarpa L.). LWT-Food Science and Technology.43: 7.1026-1031.
  14. Levigne, S., Ralet, M.-C., and Thibault, J.F. 2002. Characterisation of pectins extracted from fresh sugar beet under different conditions using an experimental design. Carbohydrate polymers. 49: 2.145-153.
  15. Maran, J.P., Sivakumar, V., Thirugnanasambandham, K., and Sridhar, R. 2014. Microwave assisted extraction of pectin from waste Citrullus lanatus fruit rinds. Carbohydrate Polymers. 101: 786-791.
  16. Maran, J.P., Swathi, K., Jeevitha, P., Jayalakshmi, J., and Ashvini, G. 2015. Microwave-assisted extraction of pectic polysaccharide from waste mango peel. Carbohydrate Polymers.123: 67-71.
  17. May, C.D. 1990. Industrial pectins: Sources, production and applications. Carbohydrate Polymers. 12: 1.79-99.
  18. Mesbahi, G., Jamalian, J., and Farahnaky, A. 2005. A comparative study on functional roperties of beet and citrus pectins in food systems. Food Hydrocolloids. 19: 4.731-738.
  19. Mesbahi, Gh., and Jamalian, J. 2000. Extraction of pectin from sugar beet waste and its applicaion in food products. Science and Technique of Agriculture and Natural Resources. 2: 6.125-137. (In Persian).
  20. Methacanon, P., Krongsin, J., and Gamonpilas, C. 2014. Pomelo (Citrus maxima) pectin: Effects of extraction parameters and its properties. Food Hydrocolloids. 35: 383-391.
  21. Mirmajidi, A., and Babaei, B. 2007. Extraction of pectin by pre-hydrolysis method from some commercial type of sugar beet. Research in Agricultural Engineering. 4: 9.103-114. (In Persian).
  22. Mohnen, D. 2008. Pectin structure and biosynthesis. Current Opinion in Plant Biology. 11: 3.266-277.
  23. Mohod, A.V., and Gogate, P.R. 2011. Ultrasonic degradation of polymers: Effect of operating parameters and intensification using additives for carboxymethyl cellulose (CMC) and polyvinyl alcohol (PVA). Ultrasonics Sonochemistry. 18: 3.727-734.
  24. Ptichkina, N., Markina, O., and Rumyantseva, G. 2008. Pectin extraction from pumpkin with the aid of microbial enzymes. Food Hydrocolloids.22: 1.192-195.
  25. Raji, Z., Khodaiyan, F., Rezaei, K., Kiani, H., and Hosseini, S.S. 2017. Extraction optimization and physicochemical properties of pectin from melon peel. International Journal of Biological Macromolecules. 98: 709-716.
  26. Saberian, H. 2017. Optimization of pectin extraction from orange waste by ohmic and enzymatic novel methods. Ph.D Thesis, Tarbiat Modares University. (In Persian).
  27. Saberian, H., Hamidi-Esfahani, Z., Gavlighi, H.A., and Barzegar, M. 2017. Optimization of pectin extraction from orange juice waste assisted by ohmic heating. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 117: 154-161.
  28. Sahari, M. A., Akbarian, A., and Hamedi, M. 2003. Effect of variety and acid washing method on extraction yield and quality of sunflower head pectin. Food Chemistry. 83: 1. 43-47.
  29. Santos, J.D.G., Espeleta, A.F., Branco, A., and de Assis, S.A. 2013. Aqueous extraction of pectin from sisal waste. Carbohydrate Polymers.92: 2.1997-2001.
  30. Sato, M.D.F., Rigoni, D.C., Canteri, M. H.G., Petkowicz, C.L.D.O., Nogueira, A., and Wosiacki, G. 2011. Chemical and instrumental characterization of pectin from dried pomace of eleven apple cultivars. Acta Scientiarum Agronomy. 33: 3.383-389.
  31. Scott, R.W. 1979. Colorimetric
    determination of hexuronic acids in plant materials. Analytical Chemistry. 51: 7.936-941.
  32. Urias-Orona, V., Rascón-Chu, A., Lizardi-Mendoza, J., Carvajal-Millán, E., Gardea, A.A., and Ramírez-Wong, B. 2010. A novel pectin material: Extraction, Characterization and gelling properties. International Journal of Molecular Sciences. 11: 10.3686-3695.
  33. Voragen, F. et al. (Eds.). 1995. Advances in Pectin and Pectinase Research. Springer, Berlin (pp. 123-135).
  34. Wai, W.W., Alkarkhi, A.F., and Easa, A.M. 2010. Effect of extraction conditions on yield and degree of esterification of durian rind pectin: An experimental design. Food and Bioproducts Processing. 88: 2.209-214.
  35. Wandee, Y., Uttapap, D., and Mischnick, P. 2019. Yield and structural composition of pomelo peel pectins extracted under acidic and alkaline conditions. Food Hydrocolloids. 87: 237-244.
  36. Wikiera, A., Mika, M., and Grabacka, M. 2015. Multicatalytic enzyme preparations as effective alternative to acid in pectin extraction. Food Hydrocolloids. 44: 156-161.
  37. Xu, Y., Zhang, L., Bailina, Y., Ge, Z., Ding, T., Ye, X., and Liu, D. 2014. Effects of ultrasound and/or heating on the extraction of pectin from grapefruit peel. Journal of Food Engineering. 126: 72-81.
  38. Yapo, B.M. 2009. Biochemical characteristics and gelling capacity of pectin from yellow passion fruit rind as affected by acid extractant nature. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 57: 4.1572-1578.
  39. Yapo, B.M., Robert, C., Etienne, I., Wathelet, B., and Paquot, M. 2007. Effect of extraction conditions on the yield, purity and surface properties of sugar beet pulp pectin extracts. Food chemistry. 100: 4. 1356-1364.
  40. Zouambia, Y., Ettoumi, K.Y., Krea, M., and Moulai-Mostefa, N. 2014. A new approach for pectin extraction: Electromagnetic induction heating. Arabian Journal of Chemistry. 10: 4.480-487.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,605
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,267


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب