Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Shariatmadari,Sadeghi Mohammad
حسین شریعتمداری (استاد راهنما) محمد صدقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahshid Abedpour Dardashti
مهشید عابدپوردردشتی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

The use of subcritical water hydrolysis technology for producing zinc – amino chelate from an organic waste
Blood is an important by-product in the meat industry that is generated during the slaughter of livestock and poultry. Due to high volumes of blood produced in slaughterhouses and its great polluting capacity, blood is one of the biggest problems for environment and food health worldwide. The aim of this research work was to apply the sub-critical water hydrolysis for recycling method and convert blood from slaughterhouses into amino acids and synthesis of zinc (Zn)-amino chelate for plant nutrition. In the first part of the experiment, the effect of hydrolysis time and substrate to water ratio on the amino acid yield was investigated. For this purpose, under constant pressure (5 bar) and temperature (150 °C), the effects of different reaction times (0, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 90, and 120 min) and the ratio of substrate to water (2:1, 1:1, and 1:2 v:v) were investigated in a batch reactor. Results showed that the reaction time had a substantial effect on the hydrolysis yield and by increasing the reaction time, significant increase in the amino acids extracted from blood was observed. Based on the results, under the tested pressure (5 bar) and temperature (150 °C), the highest amino acid yield by hydrolysis of blood was obtained at the reaction times of 90 and 120 min with the substrate to water ratios of 1:2 and 2:1. In the second part of the experiment, Zn-amino chelate was synthesized using amino acids produced by sub-critical water hydrolysis of blood and then, the efficiency of the synthesized chelate on growth and Zn uptake of corn ( Zea mays L.) was compared with Zn-sulphate. A nutrition solution culture experiment was set up as completely randomized design in triplicates. Zinc was used as foliar spray in the form of complexed with blood-extracted amino acids and Zn-sulphate. A control free of Zn was also considered. After harvesting, plant height, root and shoot dry masses and Zn, nitrogen (N) and iron (Fe) concentrations were measured. In addition, concentration of chlorophyll a and b and carotenoids in the plant leaves were measured. Application of Zn, regardless of the source used, significantly increased root and shoot dry mass of corn in comparison with the control. The largest plant height and root and shoot dry mass was observed at the synthesized Zn-amino chelate treatment. Leaf Fe concentration at all treatments was within the sufficiency range of this nutrient element for corn; although the plant receiving Zn-amino chelate had higher concentration of Fe as compared with those receiving Zn-sulphate and control plants. A significant increase in the leaf chlorophyll concentration of plants supplied with Zn-amino chelate and Zn-sulphate was observed in comparison with the control. Overall, our results showed that Zn complexed with blood-extracted amino acids can be considered as a proper source of Zn for plants, although further research particularly under field conditions is needed. Keywords: Sub-critical water hydrolysis, blood, amino chelate, protein, ferrous ion chelating ability.
خون یکی از محصولاتی است که در طی کشتار دام و طیور تولید می شود و با توجه به حجم بالای تولید، و ظرفیت آلوده کنندگی آن، یکی از بزرگترین مشکلات برای محیط زیست و بهداشت مواد غذایی در سراسر جهان است. این مطالعه باهدف کاربرد هیدرولیز آب زیر بحرانی برای بازیافت خون کشتارگاهی و تبدیل آن به آمینواسیدها و تولیدآمینوکلات روی برای تغذیه گیاه انجام شد. در بخش اول پژوهش، اثر زمان هیدرولیز و نسبت نمونه به آب در عملکرد تولید اسید آمینه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، تحت فشار (5 بار) و دمای ثابت (150 درجه سلسیوس)، تأثیر زمان های مختلف واکنش (0، 10، 15، 20، 30، 40، 50، 60، 90 و 120 دقیقه) و نسبت نمونه به آب ( 1: 2، 1: 1 و 2: 1 حجمی/ حجمی) در یک راکتور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که زمان واکنش تأثیر به سزایی بر عملکرد هیدرولیز داشت و با افزایش زمان واکنش، افزایش معنی داری در آمینواسید استخراج شده از خون مشاهده شد. بر اساس نتایج، تحت فشار (5 بار) و دمای آزمایش (150 درجه سلسیوس)، بالاترین مقدار تولید آمینواسید توسط هیدرولیز خون در زمان واکنش 90 و 120 دقیقه با نسبت نمونه به آب 1:2و 2:1 بدست آمد. در بخش دوم پژوهش، آمینوکلات روی با استفاده از آمینواسیدهای حاصل از هیدرولیز خون سنتز شد و پس از آن، کارایی کلات سنتز شده از لحاظ تأثیر بر رشد و جذب روی توسط ذرت ( Zea mays L.) با سولفات روی مقایسه شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه کشت بدون خاک دانشکده کشاورزی در محیط آبکشت انجام شد. روی به روش تغذیه برگی به شکل کمپلکس با آمینواسیدهای استخراج شده ازخون و سولفات روی استفاده شد. یک شاهد بدون روی نیزدر نظر گرفته شد. پس از برداشت، شاخص های ارتفاع گیاه، وزن خشک ریشه و شاخساره و غلظت روی، نیتروژن و آهن اندازه گیری شد. علاوه بر این، غلظت کلروفیل a و b و کاروتنوئید در برگ گیاه اندازه گیری شد. تغذیه برگی روی، صرف نظر از منبع مورد استفاده، سبب افزایش معنی دار وزن خشک ریشه و شاخساره ذرت در مقایسه با شاهد شد. بیشترین ارتفاع گیاه و وزن خشک ریشه و شاخساره در تیمار آمینوکلات روی سنتز شده مشاهده شد. غلظت آهن شاخساره در تمامی تیمارها در محدوده ی حد بحرانی این عنصر غذایی برای ذرت بود، اگر چه گیاه تغذیه شده با آمینوکلات روی دارای غلظت بالاتری از آهن در مقایسه با گیاهان تغذیه شده با سولفات روی و شاهد بود. تغذیه برگی ذرت با آمینوکلات روی و سولفات روی سبب افزایش معنی دار غلظت کلروفیل برگ گیاهان در مقایسه با شاهد شد. به طور کلی، نتایج نشان داد که کمپلکس روی با آمینواسیدهای استخراجی از خون می تواند به عنوان منبعی مناسب جهت تأمین روی برای گیاهان مورد توجه قرار گیرد. اگر چه تحقیقات بیشتر به ویژه تحتشرایط مزرعه مورد نیاز است. کلمات کلیدی : هیدرولیز آب زیر بحرانی، خون، آمینوکلات، پروتئین، توانایی کلات شدن یون آهن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی