بهينه‌سازي شرايط استخراج اينولين از كنگر با و بدون اعمال فراصوت به‌كمك روش سطح پاسخ

Optimization of Extracting Conditions of Inulin from Iranian Artichoke With/without Ultrasound Using Response Surface Methodology

امروزه اينولين به‌دليل دارا بودن ويژگي‌هاي مفيد تغذيه‌اي به‌طور گسترده‌اي در جهان مورد استفاده مي‌باشد. يكي از منابع مهم استخراج صنعتي اينولين نوعي كنگر است. لذا در اين بررسي، ميزان قند كل، اينولين و بهينه‌سازي شرايط استخراج آبي اينولين با و بدون اعمال امواج فراصوت (به شكل مستقيم و غيرمستقيم) و تركيب‌هاي مختلف زمان، دما و نسبت حلال به كنگرفرنگي مورد مطالعه قرار گرفت. طرح آزمايشي شامل استفاده از طرح Box-Behnken و روش آماري سطح پاسخ بود. با توجه به مدل تجربي به دست آمده توسط روش سطح پاسخ، ارتباط ميان متغيرهاي مورد مطالعه و ميزان استخراج قند كل كنگرفرنگي مناسب تشخيص داده شد. با توجه به ميزان ماده‌ خشك (6/7 درصد) و ميزان قند كل (3/9درصد) كنگرفرنگي، شرايط بهينه‌ استخراج اينولين دماي 80 ، زمان 5 دقيقه و نسبت حلال به كنگرفرنگي 1:5 تعيين گرديد. به‌علاوه، مقايسه يافته‌هاي روش استخراج آبي با و بدون اعمال امواج فراصوت نشان‌دهنده‌ رابطه مستقيم بين ميزان استخراج قند كل، فركانس و توان امواج فراصوت بود، به‌گونه‌اي كه با به‌كار بردن امواج فراصوت با فركانس و توان بالاتر زمان استخراج نسبت به زمان استخراج آبي بدون اعمال فراصوت به‌طور قابل ملاحظه‌اي كاهش يافت.

Nowadays, Inulin, due to its nutritional properties, is widely being used all over the world. Artichoke tuber is one of its major industrial extraction sources. Therefore, in the present study we initially aimed to determine total carbohydrate, inulin, reducing sugars as well as dry matter contents of an Iranian artichoke. Thereafter, we focused on the optimization of aqueous extraction of inulin in the presence and absence of direct and indirect ultrasonic waves at various combinations of extraction time, temperature and solvent:solid ratio using Box-Behnken design and response surface methodology (RSM). Based on the experiments, the dry matter and total carbohydrate contents of Iranian artichoke were 6.7 and 3.9%, respectively. We also found that an empirical model developed by RSM could satisfactorily describe relationship between independent parameters and the yield of total carbohydrate as well as inulin. Furthermore, our findings revealed that optimal aqueous extraction of inulin could be achieved at 80ºC, for a duration of 5 min at a solvent:solid ratio of 1:5. Moreover, a direct relation was seen between the yield of extraction and the power as well as frequency of ultrasonic waves where with increasing latter variables, duration of extraction process and inulin yield considerably reduced and increased, respectively.