Skip to main content
SUPERVISOR
Javad Keramat,Nasser Hamdami
جواد کرامت (استاد راهنما) ناصر همدمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Majid
محمد مجید

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Microwave assisted extraction of pectin from watermelon (Citrullus lanatus) skin
In processing of fruits and vegetables to food products, large amounts of wastages are producing from peels and seeds. These wastages contain valuable bioactive compounds such as antioxidants, polyphenols, dietary fibers, pigments and pectins that are currently use as animal feed. In this study, microwave-assisted extraction was applied for pectin extraction from watermelon rind. First, watermelon rind was chopped , blanched , dried and milled. Pectin extraction was conducted under microwave irradiation at three power levels; 100 W (26 min), 300 W (14 min) and 500 W (5 min) and conventional heating extraction (CHE) by heater (150 min) at 90 ° C, pH = 1.5, solid-liquid ratio 1 : 20 . Pectin extraction yield , physico-chemical and functional properties of pectin was examined. The results showed that the extraction yield increased with increasing microwave power (14.39%, 15.26% , 16.01% and 13.15% at 100, 300 , 500 W and CHE respectively). Degree of esterification of the pectin extracted at three power levels 100, 300, 500 W and CHE were 46.25%, 32.35%, 36.89% and 31.67%, respectively, indicating that despite of increasing the degree of esterification, increasing power led to producing low methoxyl pectin . The galacturonic acid contents of the pectin extracted at three power levels 100, 300, 500 W and CHE were 81.5%, 76%, 88% and 27% respectively, showed that the highest amount of galacturonic acid contents obtained at 500 and 100 W, respectively and both of them significantly different from other pectins . WHC was obtained 8.82%, 8.05%, 8.59% and 4.41% at three power levels 100, 300, 500 W %, respectively.Also OHC was obtained 2.42%, 5.15%, 4.68% and 5.66% at three power levels 100, 300, 500 W %, respectively. WHC and OHC of extracted pecti under microwave were significantly different from WHC and OHC of extracted pectin by heater. Appearent viscosity at three power levels 100, 300, 500 W and CHE showed shear thinning behavior. Gel forming capability at three power levels 100, 300, 500 W and CHE was determined 0.139, 0.044, 0.102 and 0.0403 Newton, respectively. Result showed that the pectins extracted at 100 W and 500 W,were not significantly different from each other but were significantly different from other extracted pectins. Protein contents at three powers levels 100, 300, 500 W and the CHE were 7.11%, 8.79%, 7.035% and 8.13%, respectively. The results showed protein contents of extracted pectins were not significantly different from each other. Keywords Watermelon rind, Pectin, Microwave, Power, Extraction
در فرآیند تبدیل میوه ها و سبزی ها به فرآورده های غذایی، مقادیر قابل توجهی ضایعات از بخش هایی مانند پوست و دانه تولید می گردد. این ضایعات حاوی اجزای فعال زیستی با ارزش مانند آنتی اکسیدان ها، پلی فنول ها، فیبرهای رژیمی، رنگدانه ها و پکتین هستند که در حال حاضر عمدتاً به‌عنوان خوراک دام مورداستفاده قرار می‌گیرند . در این پژوهش استخراج پکتین از پوست هندوانه برای استخراج پکتین با استفاده از امواج مایکروویو مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله اول پوست هندوانه خرد شده و آنزیم بری و سپس خشک و آسیاب گردید. استخراج پکتین تحت امواج مایکروویو در سه توان 100 وات (26 دقیقه) ، 300 وات (14 دقیقه) و 500 وات (5 دقیقه) و به روش معمول با هیتر(150 دقیقه)، در دمای 90 درجه سلسیوس، 5/1pH= و نسبت پودر پوست هندوانه به محلول هیدروکلریک اسید 1 به 20 انجام شد و بازده فرآیند استخراج پکتین و خلوص و سایر ویژگی های کیفی پکتین حاصل شامل درجه استریفیکاسیون، محتوای گالاکتورونیک اسید، ظرفیت نگهداری آب، ظرفیت نگهداری روغن، ویسکوزیته، محتوای پروتئین و توانایی تشکیل ژل اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بازده استخراج با افزایش توان مایکروویو افزایش می یابد(بازده 39/%14، 26/%15 و 01/16% به ترتیب در توان 300،100 و 500 وات در مقایسه با استخراج به روش معمول با بازده 15/13% ). درجه استریفیکاسیون پکتین استخراج شده در سه توان 300،100، 500 وات و روش معمول به ترتیب 25/46%، 35/32%، 89/%36 و 67/31% به دست آمد که نشان می دهد علی رغم افزایش درجه استریفیکاسیون با افزایش توان، پکتین حاصل دارای درجه متوکسیلاسیون پایین (کمتر از 50%) است. محتوای گالاکتورونیک اسید پکتین حاصل نیز در سه توان 300،100، 500 وات و روش معمول به ترتیب 5/81%،76%، 88% و 27% بود که نشان می دهد بیشترین مقدار گالاکتورونیک اسید مربوط به توان 500 و 100 وات بوده که هر دو از نظر آماری تفاوت معنی دار با سایر پکتین ها دارد. . ظرفیت نگهداری آب و ظرفیت نگهداری روغن نیز در سه توان 300،100، 500 وات و روش معمول به ترتیب 82/8%،05/8%،59/8% و 41/4% و ظرفیت نگهداری روغن 42/2%،15/5%، 68/4% و 66/5% برآورد شد که ظرفیت نگهداری آب و ظرفیت نگهداری روغن پکتین های استخراج شده با مایکروویو تفاوت معنی دار با ظرفیت نگهداری آب و ظرفیت نگهداری روغن پکتین های استخراج شده به روش معمول داشتند. ویسکوزیته ظاهری نیز در سه توان 300،100، 500 وات و روش معمول رفتار رقیق شونده را نشان داد. توانایی تشکیل ژل نیز در سه توان 300،100، 500 وات ، روش معمول و پکتین تجاری به ترتیب 139/044،0/0، 102/0 ، 0403/0 و 0941/0 نیوتون براورد شد که ژل حاصل از پکتین های استخراج شده در توان 100 وات و 500 وات و همچنین 500 وات و پکتین تجاری از نظر آماری تفاوتی با یکدیگر نداشته اما با سایر پکتین ها تفاوت معنی دار داشتند. محتوای پروتئین نیز در سه توان 300،100، 500 وات و روش معمول به ترتیب 11/7%،79/8%، 035/7% و 013/8% حاصل شد. نتایج نشان می دهد پکتین های استخراج شده در توان 100 وات و 500 وات از نظر آماری تفاوتی با یکدیگر نداشته اما با سایر پکتین های استخراج شده تفاوت معنی دار داشتند. در مجموع می توان گفت بهترین توان و مدت زمان استخراج پکتین از پوست هندوانه 500 وات و مدت زمان 5 دقیقه است. با توجه به نتایج حاصل می توان دریافت که استخراج به کمک مایکروویو به‌عنوان یک جایگزین بالقوه و قدرتمند برای روش های معمول بوده و بازیابی پکتین از پوست هندوانه می تواند یک راه حل امیدوارکننده برای کاهش ضایعات حاصل از فرآوری این میوه باشد . کلمات کلیدی: پوست هندوانه، پکتین، مایکروویو، توان، استخراج

ارتقاء امنیت وب با وف بومی