پديد آورندگان :
انصاري، سارا موسسه غير انتفاعي خرد - گروه علوم و صنايع غذايي، بوشهر، ايران , حبيب پور، پريسا دانشگاه آزاد اسلامي واحد كازرون - گروه علوم و صنايع غذايي، كازرون، ايران , وزيري زاده، امير دانشگاه خليج فارس - پژوهشكده خليج فارس - گروه زيست شناسي دريا، بوشهر، ايران
كليدواژه :
غلاف باقلا , پكتين , استخراج مايكروويو , خصوصيات فيزيكوشيميايي , بهينه‌سازي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: با توجه به نياز روز افزون به پكتين با ويژگي‌هاي عملكردي متفاوت جهت استفاده در مواد غذايي مختلف و مفيد بودن اين تركيب براي سلامتي انسان، تحقيقات زيادي در جهت يافتن مواد اوليه حاوي پكتين و توليد پكتين با خصوصيات تكنولوژي مطلوب صورت گرفته است. فرآيند غلاف‌زدايي باقلا سبب توليد پوسته معادل 28/14درصد از وزن كل باقلا خشك مي‌گردد كه در حال حاضر به عنوان ضايعات دور ريخته شده و علاوه بر ايجاد مشكلات زيست محيطي، باعث از دست رفتن منابع غني از تركيبات زيست فعال از جمله پكتين خواهد شد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش به بررسى تأثير چهار متغير توان (360، 540، 720 وات)، زمان (1، 5/2 و 4 دقيقه)، pH (1، 2 و 3) و نسبت مايع به جامد (1:15، 1:20 و 1:25) بر ميزان راندمان و درجه استريفيكاسيون پكتين‌هاي استخراج شده از غلاف باقلا به كمك انرژي مايكروويو پرداخته شد. از روش سطح پاسخ و طرح باكس-بنكن به منظور بهينه‌سازي شرايط استخراج استفاده گرديد.
يافته‌ها: مطابق با نتايج، راندمان استخراج و درجه استريفيكاسيون پكتين‌هاي استخراج شده، به ترتيب در دامنه 1/01 تا 21/02 درصد و 44/6 تا 23/39 درصد متغير بود. به‌علاوه با افزايش توان، زمان، نسبت مايع به جامد و كاهش pH، راندمان استخراج پكتين افزايش يافت، در حاليكه درجه استريفيكاسيون در اين شرايط كاهش يافت. شرايط بهينه براي دستيابي به حداكثر راندمان و درجه استريفيكاسيون در توان 99/719 وات، زمان 1 دقيقه، pH برابر با 99/2 و نسبت مايع به جامد 1:25 بوده كه در اين شرايط پاسخ‌هاي فوق، به ترتيب برابر با 48/14و 25/28 درصد پيش‌بيني شدند. از طرفي بيشترين پايداري امولسيون در دماي 4 درجه سانتي‌گراد و بعد از يك روز بوده است. نتايج حاصل از اندازه‌گيري درجه استريفيكاسيون نشان داد كه پكتين غلاف باقلا جز پكتين‌هاي كم‌استر محسوب مي‌شود، درحالي كه مبني بر نتايج طيف FT-IR اين پلي‌ساكاريد احتمالا از نوع پكتين با درجه متوكسيل بالا بود. نتايج آزمون رئولوژيكي حاصل از پكتين غلاف باقلا در شرايط بهينه نشان داد كه ديسپرسيون پكتين غلاف باقلا در هر دو غلظت (0/5 و 1/5 درصد) رفتار ويسكوالاستيك داشت؛ به طوري كه در ابتدا رفتار الاستيك و سپس رفتار ويسكوز نشان دادند. همچنين، با افزايش سرعت برشي، ويسكوزيته ظاهري تغييري نكرده و رفتار نيوتني مشاهده شد. نتايج FT-IR نيز وجود ساختار پكتين در نمونه‌هاي استخراجي را تاييد كرد. همچنين پكتين حاصل از غلاف باقلا، قادر به توليد ژل با درجه سفتي مناسب و روشنايي بالا بود.
نتيجه‌گيري: بر مبناي نتايج اين تحقيق، غلاف باقلا داراي مقادير مناسبي پكتين مناسب براي كاربرد تجاري مي‌باشد و مي‌توان از انرژي مايكروويو به عنوان يك روش نوين با كارايي بالا براي استخراج پكتين از ضايعات مواد غذايي استفاده نمود.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Since, there is an increasing demand for pectin with different functional properties, besides its beneficial health effects, many research has been done to find the raw materials for pectin production with optimal technological characteristics. The decortication process for Faba bean generates 14.28 % of the total weight of the dry beans as hulls which, at present, are disposed as waste and, in addition to environmental problems, causes the loss of sources rich in bioactive compounds.
Materials and methods: In this study, the effects of some independent variables, including microwave power (360, 540 and 720 W), irradiation time (1, 2.5 and 4 min), solution pH (1, 2 and 3), and solid-to-liquid ratio (1:15, 1:20 and 1:25) on the yield and degree of esterification (DE) of pectin extracted from fava bean hull by microwave irradiation were investigated. The response surface methodology (RSM) using Box-Behnken design was used to optimize the extraction conditions.
Results: The results indicated that the extraction yield and DE of the extracted pectins were 1.01- 21.02% and 6.44- 39.23%, respectively. By increasing the microwave power, irradiation time, and solid-to-liquid ratio and decrease in solution pH, the extraction yield of pectin increased, while DE decreased. The optimum conditions to reach the maximum extraction yield and DE were in microwave power of 719.99 W, irradiation time of 1 min, pH value of 2.99, and solid-to-liquid ratio of 1:25, resulting in extraction yield of %14.48 and DE of %28.25. On the other hand, the highest stability of the pectin-stabilized emulsion was at 4°C and after one day. The results of DE showed that fava bean hull pectins belonged to low ester pectins; while based on the results of FT-IR spectrum, this polysaccharide probably belonged to high-methoxyl (HM) pectin. The rheological tests showed characteristic behavior of viscoelastic for the fava bean hull pectin extracted in optimum conditions. At both concentrations (0.5% and 1.5%), the pectin dispersion exhibited elastic behavior followed by the viscous behavior at higher angular frequencies. Moreover, the apparent viscosity of samples remained constant with increasing the shear rate (showing the Newtonian flow behavior). The FT-IR analysis confirmed the chemical structure of pectin in the extracted samples. The pectin extracted from the faba bean hull can also produce gels with a suitable degree of hardness and high lightness.
Conclusion: Based on the results of this study, faba bean hulls contain adequate amounts of pectin, suitable for commercial utilization and microwaves could be applied as a novel high-efficient method to extract pectin from faba bean hulls.
