Skip to main content
SUPERVISOR
Nasser Hamdami,Javad Keramat
ناصر همدمی (استاد راهنما) جواد کرامت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Payam Torabi
پیام ترابی دستگردوئی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
In this study, the microwave energy, known as a green and natural energy, was used for the extraction process. Therefore, the extraction system was initially designed and then the alginate and fucoidan were extracted from the brown seaweed during a biorefinery process. In order to investigate the effect of the process on the physicochemical properties of polysaccharides, the optimization design was performed using the response surface method and the optimal of microwave were compared with the conventional method. process variables studied were microwave power, temperature, extraction time, and solvent to algae ratio. The investigated responses were alginate extraction efficiency, fucoidan extraction efficiency, alginate uronic acid content, alginate emulsification activity (E24), the intrinsic viscosity of alginate, alginate, and fucoidan dpph radical scavenging activity and alginate total phenolic content. Antioxidant activities were investigated on the basis of the DPPH assay. At optimum microwave condition, the alginate and fucoidan extraction efficiencies were 39.31 and 3.71%, respectively which was significantly higher than the conventional extraction method (24.46 and 2.35%). The effect of microwave power on the extraction efficiency of alginate and fucoidan was quadratic. The effect of microwave power on the Fucoidan was higher. As the temperature and duration of the process increased, alginate and fucoidan extraction efficiency also increased. The relatively long extraction time can lead to thermal degradation of polysaccharides. The process time also had a quadratic effect on fucoidan yield, which indicates that fucoidan is more sensitive to thermal degradation. Uronic acid is reported as an index of purity of alginate. The effect of temperature, microwave power and duration of extraction on uronic acid was quadratic. In fact, excessive increase in temperature can lead to the destruction of the polysaccharide structure and break it into shorter chains and also reduce molecular weight. The extraction time also had a quadratic effect similar to the temperature on the uronic acid, and the longer the extraction resulted in degradation of the alginate. In the conventional extraction procedure, the purity of alginate was 58.48%, while this value was obtained for alginate at optimum microwave point of 62.33%. Alginate emulsifying activity is one of its most important properties in the food industry, so the effect of process conditions on alginate emulsifying activity was investigated. The effect of power, time and temperature was quadratic. By increasing the microwave power, the alginate emulsifying activity increased in both sunflower oil and olive oil systems, while at a power of 500 Watts, the incremental trend decreased slightly. This suggests that long periods of heat and wavelengths reduce the ability of alginates to form emulsions. The emulsifying activity of alginate extracted by microwave showed a significant increase. Key Words Seaweeds, Macroalge, Alginate, Fucoidan, Extraction, Microwave, Optimization, Antioxidant, Emulsyfier
در این پژوهش از انرژی مایکروویو که به عنوان یک انرژی سبز و دوستدار طبیعت شناخته شده است برای فرآیند استخراج استفاده گردید. بنابراین ابتدا سیستم استخراج تحت امواج مایکروویو طراحی شده و سپس آلژینات و فوکوییدان طی یک فرآیند زیست پالایش، مرحله به مرحله توسط سیستم استخراج مایکروویو از جلبک دریایی قهوه‌ای N.zanardini استخراج گردید. به منظور بررسی تاثیر فرآیند بر خواص فیزیکوشیمیایی پلی‌ساکاریدها، طرح بهینه سازی با استفاده از روش سطح پاسخ اجرا شد و نتایج حاصل از نمونه‌ استخراج شده در شرایط بهینه مایکروویو با روش معمول استخراج مقایسه گردید. توان مایکروویو، درجه حرارت، مدت زمان فرآیند و نسبت حلال/ جلبک به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. متغیرهای وابسته شامل راندمان استخراج آلژینات، راندمان استخراج فوکوییدان، درصد اورونیک اسید آلژینات، فعالیت امولسیون‌کنندگی آلژینات در برابر روغن آفتابگردان و روغن زیتون، ویسکوزیته ذاتی آلژینات، درصد مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH توسط آلژینات و فوکوییدان و درصد ترکیبات فنولیک آلژینات بودند. در نقطه‌ی بهینه مایکروویو راندمان استخراج آلژینات 39/31% و فوکوییدان 71/3% بدست آمد که افزایش معنی‌دار نسبت به روش معمول استخراج داشت. راندمان استخراج آلژینات و فوکوییدان در روش معمول استخراج بوسیله هیتر در مدت زمان 160 دقیقه فرآیند، به ترتیب 46/24 و 35/2 درصد بدست آمد. تاثیر تابش امواج مایکروویو بر راندمان استخراج آلژینات و فوکوییدان به صورت درجه دوم معنی‌دار شد. اثر توان مایکروویو بر فوکوییدان بسیار بیشتر بود. با افزایش دما و مدت زمان فرآیند، راندمان استخراج آلژینات و فوکوییدان نیز افزایش یافت. زمان نسبتا طولانی استخراج می‌تواند باعث تخریب حرارتی پلی‌ساکارید شود. زمان فرآیند نیز از تاثیر درجه دوم بر راندمان فوکوییدان برخوردار بود که نشان می‌دهد پلی‌ساکارید فوکوییدان به تخریب حرارتی حساس‌تر است. اورونیک اسید به عنوان شاخصی از درجه خلوص آلژینات گزارش می‌شود. تاثیر درجه حرارت، توان مایکروویو و مدت زمان استخراج بر اورونیک اسید به صورت درجه دوم معنی‌دار شد. درواقع افزایش بیش از حد دما می‌تواند باعث تخریب ساختار پلی‌ساکارید شود و آنرا به زنجیره‌های کوتاه تر بشکند و همچنین وزن مولکولی را کاهش دهد. زمان استخراج نیز تاثیر درجه دوم و مشابه با درجه حرارت بر مقدار اورونیک اسید داشت و مدت زمان طولانی‌تر استخراج باعث تخریب حرارتی آلژینات گردید. در روش استخراج معمول بوسیله هیتر، درصد خلوص آلژینات 48/58 % بود، درحالیکه این مقدار برای آلژینات در نقطه بهینه مایکروویو 33/62 % بدست آمد. فعالیت امولسیفایری آلژینات یک از مهم ترین خواص کاربردی آن در صنایع غذایی می‌باشد، بنابراین تاثیر شرایط فرآیند بر فعالیت امولسیفایری آلژینات بررسی گردید. تاثیر زمان و درجه حرارت استخراج به صورت درجه دوم معنی‌دار شد. تاثیر توان مایکروویو نیز مشابه درجه حرارت استخراج بود. با افزایش توان مایکروویو فعالیت امولسیون کنندگی آلژینات در هر دو سیستم روغن آفتابگردان و زیتون افزایش پیدا کرد، درحالیکه در توان 500 وات روند افزایشی با شیب کمی رو به کاهش گذاشت. این موضوع نشان می‌دهد که مدت زمان طولانی حرارت و امواج دهی باعث کاهش توانایی آلژینات در تشکیل امولسیون می‌شود. فعالیت امولسیون‌کنندگی آلژینات استخراج شده تحت مایکروویو افزایشی معنی‌دار نسبت به روش معمول نشان داد. کلمات کلیدی: جلبک دریایی، آلژینات، فوکوییدان، استخراج، زیست پالایش، مایکروویو، آنتی‌اکسیدان، امولسیفایر

ارتقاء امنیت وب با وف بومی