بررسی اثر روش های مختلف استخراج بر روی راندمان، درجه استری شدن، درصد گالاکتورونیک اسید، وزن مولکولی و خصوصیات رئولوژیک پکتین استخراج شده از تفاله شاه توت

چکیده همراه با افزایش تولید و فرآوری میوه های توتی مقادیر نسبتا" زیادی فرآورده های جانبی بوجود می آید. تفاله، فرآورده جانبی اصلی حاصل از فرآیندهای رایج عصاره گیری میوه های توتی و منبع غنی فیتوکمیکال ها (آنتی اکسیدانها و رنگدانه های طبیعی)، پکتین و فیبرهاست. از اینرو استخراج ترکیبات قابل استفاده از این تفاله ها(پکتین، آنتی اکسیدان ها و ...) می تواند هم از جنبه اقتصادی و هم محیط زیستی سودمند باشد. در این پژوهش پکتین تفاله شاه توت با استفاده از سه روش مختلف : 1- روش معمولی(به کمک همزن مغناطیسی)، 2- به کمک اولتراسوند(uae) و 3- به کمک مایکروویو(mae))، استخراج شد و اثر شرایط استخراج با هر روش بر روی راندمان، درجه استریفیکاسیون و درصد گالاکتورونیک اسید پکتین مورد بررسی قرار گرفت. روش آماری سطح پاسخ(rsm) با طرح مرکب مرکزی به منظور طراحی آزمایشات و بهینه سازی شرایط استخراج استفاده شد. متغیرهای مستقل مورد بررسی عبارت بودند از : نسبت تفاله خشک به حلال(آب) ( g/ml066/0-033/0) در هر سه روش به اضافه زمان (5/3-5/1 ساعت) و درجه حرارت استخراج ( °c90-70) در روش استخراج معمولی، زمان استخراج (60-20 دقیقه) و شدت اولتراسوند (100-70% ) در روش uae و بلاخره زمان استخراج (30-10 دقیقه) و توان مایکروویو(900 -300 وات) در روش mae. علاوه بر این ویسکوزیته ذاتی نمونه ای از پکتین های استخراج شده با هر روش اندازه گیری و بر این اساس وزن مولکولی متوسط آنها محاسبه شد. همچنین مدول های الاستیک و ویسکوز نمونه ای از پکتین های استخراج شده با هر روش در محدوده فرکانس زاویه ای از 01/0 تا 100 رادیان بر ثانیه اندازه گیری شد. با توجه به اینکه از سه نوع ماده اولیه (تفاله) مختلف برای استخراج پکتین استفاده شده بود از اینرو مقادیر متفاوتی برای پاسخ ها در سه روش استخراج بدست آمد. روی هم رفته مقادیر راندمان از 83/4 تا 47/14%، درجه استریفیکاسیون از 42/42 تا 74.42% و درصد گالاکتورونیک اسید از 70/18 تا 13/43% برای پکتین های بدست آمده در شرایط و روش های مختلف استخراج، متغیر بود. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که اثرات خطی هر سه متغیر مورد بررسی در روش استخراج معمولی و uae بر روی راندمان پکتین شدیدا" معنی دار است. در روش mae نیز اثر دو متغیر زمان استخراج و توان مایکروویو بر روی راندمان پکتین شدیدا" معنی دار شد، درحالیکه اثر نسبت تفاله به حلال بر روی آن بی معنی و در عوض اثر درجه دوم آن معنی دار شد. شرایط بهینه استخراج برای روش معمولی : 5/1ساعت، c°90 و g/ml 033/0، برای روش uae : 00/49 دقیقه، شدت اولتراسوند 100% و g/ml 033/0 و برای روش mae : 18 دقیقه، 900 وات و g/ml 066/0، انتخاب شد. وزن مولکولی متوسط نمونه پکتین استخراج شده با روش معمولی، uae و mae به ترتیب 86/40، 49/44 و 12/55 کیلو دالتون بدست آمد. در طیف مکانیکی پکتین های استخراج شده با هر سه روش، در محدوده فرکانس های پایین(تقریبا" کمتر از rad/s 07/0) مقدار g از "g بیشتر شد و پکتین به صورت غالب رفتار رئولوژیکی الاستیک ("g > g) از خود نشان داد. علاوه بر این منحنی جریان محلول w/v5/1% پکتین نشان دهنده هرسه رفتار غلیظ شوندگی با برش، رقیق شوندگی با برش و نیوتنی در سرعت های برش به ترتیب کم، متوسط و زیاد بود.