بررسي كارآيي امواج فراصوت در استخراج اينولين از غده سيب زميني ترشي و بهينه يابي شرايط استخراج به روش سطح پاسخ (RSM)

Evaluation of Ultrasonic Application for Inulin Extraction from Helianthus Tuberosus & Optimization of Extraction Conditions Using Response Surface Methodology (RSM)

اينولين به علت دارا بودن ويژگي‌هاي مفيد تغذيه اي و اثرات پروبايوتيك به طور گسترده اي در جهان مورد استفاده مي‌باشد. گياه سيب زميني ترشي يكي از منابع مهم استخراج صنعتي اينولين مي‌باشد. امروزه استفاده از امواج فراصوت با توجه به اثرات موثر آن در نگهداري و فرآيند مواد غذايي رو به گسترش مي‌باشد. اثرات مكانيكي امواج فراصوت و كاويتاسيون‌هاي توليد شده در اثر اين امواج باعث افزايش نفوذپذيري حلال به داخل سلول‌هاي گياهي و افزايش انتقال جرم و به دنبال آن افزايش بازدهي استخراج در دماهاي پايين تر مي‌گردد. هدف از اين مطالعه بررسي كارآيي امواج فراصوت در استخراج اينولين از غده سيب زميني ترشي و بهينه يابي شرايط استخراج به روش سطح پاسخ بود، در اين بررسي اعمال امواج فراصوت به صورت مستقيم بوده و تركيب‌هاي مختلف زمان (5-40 دقيقه)، دما (20- 60 درجه سانتي گراد) و شدت صوت ( 20 -100?) مورد مطالعه قرار گرفت. طراحي آزمايش شامل استفاده از نرم افزار رويه سطح پاسخ و طرح مركب مركزي بود. با توجه به مدل تجربي به دست آمده توسط روش سطح پاسخ، ارتباط ميان متغيرهاي مورد مطالعه مناسب تشخيص داده شد. بر اساس آزمايش‌هاي انجام شده شرايط بهينه استخراج اينولين با اعمال امواج فراصوت مستقيم و دستيابي راندمان 85 درصد، دماي 43 درجه سانتي گراد، زمان37 دقيقه و شدت صوت 20? تعيين گرديد.

Inulin is widely distributed throughout the plant kingdom. It has been increasingly used in various foods due to its beneficial nutritional attributes as prebiotic ingredient. The Helianthus tuberosus could be a source of inulin, but scarce studies about its extraction exist. Ultrasound has attracted considerable interest in food science and technology due to its promising effects in food processing and preservation. The use of power ultrasound significantly improves the extraction of organic compounds contained within the body of plants and seeds. The mechanical effects of ultrasound provide a greater penetration of solvent into cellular materials and improve mass transfer. In some cases sonication increased the efficiency of extraction at lower temperatures producing a purer product in a shorter time. It seems that the application of ultrasound would be a promising method to enhance the extraction process. The objective of this study was to develop a set of optimum extraction conditions for Helianthus tuberosus with an aim towards improving inulin extraction yield. Experiment design employed central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM). Determination of inulin content was measured with the difference between total carbohydrate and reducing sugars. Then, Inulin extraction yield (%) was calculated too. Based on canonical analysis, the optimal conditions for maximizing inulin extraction yield (91.26%) were at 45.95 °C for 31.44 min and amplitude of 100%.