استخراج پکتین از پوست بادنجان با استفاده از مایکروویو و بررسی خصوصیات آن

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 10، دوره 15، شماره 5 - شماره پیاپی 59، آذر و دی 1398، صفحه 649-665   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v16i1.76467

نویسندگان

سارا کرم زاده؛ سارا انصاری^*

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کازرون، کازرون.

چکیده

در این پژوهش از روش سطح پاسخ و طرح باکس- بنکن برای بهینه­سازی شرایط استخراج به کمک امواج مایکروویو پکتین حاصل از پوست بادنجان استفاده شد و خصوصیات فیزیکوشیمیایی پکتین استخراجی مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهای مستقل مورد بررسی در این تحقیق شامل توان (360، 450 و 540 وات)، زمان (1، 5/2 و 4 دقیقه) و pH (1، 2 و 3) بودند. راندمان استخراج، درجه استریفیکاسیون، میزان گالاکتورونیک اسید و فعالیت امولسیفایری پکتین‌های استخراج شده به‌ترتیب 20/2 تا 16/17 درصد، 20/20 تا 23/36 درصد، 3/51 تا 7/74 درصد و 87/1 تا 64/21 درصد به‌دست آمد. نتایج تحقیق حاضر نشان دادکه با افزایش توان، افزایش زمان وکاهش pH، راندمان استخراج پکتین افزایش، درحالیکه درجه استریفیکاسیون کاهش یافت. میزان گالاکتورونیک اسید و فعالیت امولسیفایری با افزایش توان تا 450 وات و زمان پرتودهی تا 3 دقیقه ابتدا سیر صعودی و سپس نزولی داشت. شرایط بهینه برای دستیابی به حداکثر راندمان استخراج، میزان گالاکتورونیک اسید و فعالیت امولسیفایری در توان 360 وات، زمان 4 دقیقه و pH برابر با 0/1 بوده که در این شرایط پاسخ‌های فوق به‌ترتیب برابر با 81/18، 81/70 و 68/2 درصد پیش‌بینی شدند. همچنین مشاهدات نشان داد که با افزایش غلظت رفتار جریان محلول پکتین از نیوتونی به سودوپلاستیک تغییر کرد. از طرفی پایداری امولسیون پکتین استخراجی، در دمای 4 درجه بیشتر از 23 درجه سلسیوس بوده است. بر مبنای نتایج این تحقیق مایکروویو به‌عنوان یک روش نوین و با کارایی بالا برای استخراج پکتین از پوست بادنجان می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

پکتین؛ پوست بادمجان؛ بهینه سازی؛ خصوصیات فیزیکوشیمیایی

مراجع

ابراهیم‌پور، ن.، پیغمبردوست، س. ه. و آزاد مرد دمیرچی، ص.، 1389، تاثیر افزودن پکتین، گوار و کاراگینان بر روی ویژگی‌های کیفی نان حجیم بدون گلوتن، مجله پژوهش های صنایع غذایی، جلد 3، شماره 2، ص 98-86..

انتشارات مرکز گمرک ایران، 1373، آمارنامه‌ی واردات و صادرات ایران، مرکز گمرک ایران، تهران.

ناطقی، ل. و انصاری، س.، 1396، استخراج و بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی پکتین استخراجی از ضایعات کلاهک بادنجان، فصلنامه فناوری های نوین غذایی، دوره 5، شماره2.

Anonymous. 19 February 2019. Pectin – A global market overview [press release]. Available at: http://www.industry-experts.com/verticals/food-and-beverage/pectin-a-global-market-overview.

Bagherian, H., Zokaee Ashtiani, F., Fouladitajar, A., & Mohtashamy, M., 2011, Comparisons between conventional, microwave-and ultrasound-assisted methods for extraction of pectin from grapefruit. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 50(11), 1237–1243.

Dalev, P. G., & Simeonova, L. S., 1995, Emulsifying properties of protein–pectin complexes and their use in oil‐containing foodstuffs. Journal of the Science of Food and Agriculture, 68(2), 203-206.

FAO, 2017. Statistical Database. Available from: <http://www.fao.org>. Retrieved 2019-04-03

Hosseini, S. S., Khodaiyan, F., & Yarmand, M. S., 2016b, Optimization of microwave assisted extraction of pectin from sour orange peel and its physicochemical properties. Carbohydrate Polymers, 140, 59–65.

Jafari, F., Khodaiyan, F., Kiani, H., & Hosseini, S. S., 2017, Pectin from carrot pomace: Optimization of extraction and physicochemical properties. Carbohydrate Polymers, 157, 1315–1322.

Kazemi, M., Khodaiyan, F., Labbafi, M., Hosseini, S. S., & Hojjati, M., 2019, Pistachio green hull pectin: Optimization of microwave-assisted extraction and evaluation of its physicochemical, structural and functional properties. Food Chemistry, 271, 663-672.

Kazemi, M., Khodaiyan, F., & Hosseini, S.S., 2019, Eggplant peel as a high potential source of high methylated pectin: Ultrasonic extraction optimization and characterization, LWT - Food Science and Technology (in press).

Li, D., Jia, X., Wei, Z., & Liu, Z., 2012, Box–Behnken experimental design for investigation of microwave-assisted extracted sugar beet pulp pectin. Carbohydrate Polymers, 88(1), 342–346.

Ma, S., Yu, S., Zheng, X., Wang, X., Bao, Q.D., & Guo, X., 2013, Extraction, characterization and spontaneous emulsifying properties of pectin from sugar beet pulp. Carbohydrate Polymers, 98(1), 750–3.

Maran, J.P., Sivakumar, V., Thirugnanasambandham, K., & Sridhar, R., 2013, Optimization of microwave assisted extraction of pectin from orange peel. Carbohydrate Polymers, 97(2), 703–709.

Mesbahi, G.; Jamalian, J., & Farahnaky, A., 2005, A comparative study on functional properties of beet and citrus pectins in food systems. Food Hydrocolloids, 19(4), 731–738.

Mort, A.J., Qiu, F., & Maness, N.O., 1993, Determination of the pattern of methyl esterification in pectin: distribution of contiguous non esterified residues. Carbohydrate Research, 247, 21–35.

Panouille, M., Thibault, J. F., & Bonnin, E., 2006, Cellulase and protease preparations can extract pectins from various plant byproducts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(23), 8926-8935.

Samavati, V., 2013, Polysaccharide extraction from Abelmoschus esculentus: Optimization by response surface methodology. Carbohydrate Polymers, 95(1), 588–597.

Santos, J. D. G., Espeleta, A. F., Branco, A., & de Assis, S. A., 2013, Aqueous extraction of pectin from sisal waste. Carbohydrate Polymers, 92(2), 1997-2001.

Wai, W.W., Alkarkhi, A.F.M., & Easa, A.M., 2009, Optimization of pectin extraction from durian rind (Durio zibethinus) using response surface methodology. Journal of Food Science, 74(8), C637–C641.

Wang, S., Chen, F., Wu, J., Wang, Z., Liao, X., & Hu, X., 2007, Optimization of pectin extraction assisted by microwave from apple pomace using response surface methodology. Journal of Food Engineering, 78(2), 693-700.

Yan, M.M., Liu, W., Fu, Y.J., Zu, Y.G., Chen, C.Y., & Luo, M., 2010, Optimisation of the microwave-assisted extraction process for four main astragalosides in Radix Astragali. Food Chemistry, 119(4), 1663–1670.

Yapo, B. M., Robert, C., Etienne, I., Wathelet, B., & Paquot, M., 2007, Effect of extraction conditions on the yield, purity and surface properties of sugar beet pulp pectin extracts. Food Chemistry, 100(4), 1356-1364.

Yeoh , S., Zhang , S., Shi, J., Langrish, T. A. G., 2008, A comparison of different techniques for water-based extraction of pectin from orange peels. Chemical Engineering Communications, 195:5, 511-520,