تاثير امواج فراصوت بر استخراج كارتنوئيدهاي بتاكاروتن و ليكوپن از فلفل قرمز و بهينه سازي شرايط استخراج به روش سطح پاسخ

Effect of ultrasound on extraction of carotenoids of lycopene and beta-carotene from chili pepper fruit and response surface optimization of extraction conditions

فلفل قرمز يكي از سبزي جات مهم خانواده سولاناسه است كه ميوه آن داراي مقادير زيادي متابوليت هاي ثانويه (فنل، آنتي اكسيدان ها و كارتنوئيدها) مي باشد. همچنين از رنگدانه هاي قرمز موجود در فلفل بعلت ايجاد رنگ و اثرات قوي آنتي اكسيداني، به طور گسترده اي در تهيه رنگ هاي خوراكي با كاربرد غذايي استفاده مي شود. امروزه استفاده از امواج فراصوت با توجه به اثرات مؤثر آن در نگهداري و فرآيند مواد غذايي رو به گسترش مي باشد. هدف از اين مطالعه بررسي كارآيي امواج فراصوت در استخراج تركيبات كارتنوئيدي از فلفل قرمز و بهينه سازي شرايط استخراج به روش سطح پاسخ (RSM) بود. در اين پژوهش اثر سه فاكتور زمان (10، 25 و40 دقيقه)، دما (40،30 و50 درجه سانتي گراد) و شدت فراصوت (60،30 و 90 وات) بر استخراج كارتنوئيدهاي فلفل قرمز (بتاكاروتن و ليكوپن) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش زمان، دماي استخراج و شدت صوت، ميزان كاروتنوئيدها در فلفل قرمز به ترتيب كاهش، افزايش و افزايش يافت. نتايج بهينه­ سازي حاصل از تجزيه توسط برنامه RSM براي استخراج حداكثر تركيبات كارتنوئيدي فلفل، تيمار دماي 49 درجه سانتي گراد، زمان 10 دقيقه و شدت صوت 89/9 وات بود و تحت اين شرايط، ميزان استخراج بتاكاروتن 430/6 ميلي گرم در كيلوگرم و ليكوپن به ميزان 261/4 ميلي گرم در كيلوگرم بود. نتايج نشان داد كه استفاده از پيش تيمار فراصوت قبل از استخراج كاروتنوئيدهاي فلفل، باعث افزايش ليكوپن و بتاكاروتن استخراجي شد.

Chili pepper (Capsicum annum L.) belongs to the family Solananceae and contains large amounts of secondary metabolites (phenol antioxidants and carotenoids). Considering pigments content of pepper having red color and strong antioxidant effects, it is widely used in the preparation of food grade dyes. The use of ultrasonic waves due to its promising effects on maintenance and processing of food is growing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of ultrasound in the extraction of carotenoid compounds extracted from red pepper and process optimization using response surface methodology (RSM). Variables in study were extraction temperatures at 3 levels (30, 40 and 50 °C), extraction times at 3 levels (10, 25 and 40 minutes) and power at 3 levels (30, 60 and 90 watt). The results based from optimization using RSM showed that with increasing time and temperature of extraction, carotenoid content decreased and increased, respectively. Carotenoid contents also increased in red pepper with increasing ultrasound power. The optimal conditions for extracting maximum carotenoid compounds out of pepper were treatment temperature of 49 °C for 10 minutes and 89.9 percent ultrasound power. Under these conditions, the values of extracted carotenes were 430.6 mg/kg for beta-carotene and 261.4 mg/kg for lycopene. The results showed that using ultrasound pretreatment before extraction of carotenoids increased the amount of extracted lycopene and beta-carotene.