استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی : پایان نامه ارشد صنایع غذایی

استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی : پایان نامه ارشد صنایع غذایی

استفاده حداکثری از ظرفیت های موجود در تولیدات غذایی ،امری بسیار حیاتی و ضروری برای هر جامعه ای میباشد و این امر لزوم تربیت کارشناسان نخبه در صنایع غذایی را بیان مینماید. گرایش علوم و صنایع غذایی از مهمترین شاخه های فنی مهندسی میباشد که اتفاقا علاقه مندان بسیاری در کشورمان دارد . مسترداک با معرفی پایان نامه های بسیار جدیدی از رشته مهندسی صنایع غذایی در مقطع کارشناسی ارشد در خدمت کاربران گرامی خود می باشد. پایان نامه حاضر با عنوان ” استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی ” با فرمت WORD (قابل ویرایش) به حضور شما عزیزان معرفی میگردد.

 

چکیده استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی :

روش های متداول تجاری در استخراج عمتدتاٌ بر سه اصل استوار می باشد: فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی از این دو. مکانیسم اصلی عبارت است از شکستن ساختمان دیواره سلولی گیاهان. با توجه به فوائد بسیار زیاد لیکوپن به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی و یک ترکیب بالقوه با ارزش در سالهای اخیر توجه زیادی در استخراج آن معطوف شده است. تمایل برای کاهش استفاده از حلال های آلی خطرناک در استخراج روغن در سال های اخیر موجب توسعه روش های جدید استخراج با مصرف کم حلال نسبت به روش های کلاسیک شده است. در این میان روش های استخراج به کمک آنزیم ها و استخراج با سیال فوق بحرانی و استخراج با مایکروویو و استخراج با اولتراسونیک مورد استفاده قرار گرفته است و از محبوبیت خوبی برخوردار بوده است. دراین میان روش آنزیمی برای استخراج بیشتر مورد توجه است اما یکی از مشکلات این روش هزینه ی بالای این روش است اما راه های مختلفی برای بهینه سازی استخراج لیکوپن وجود دارد یکی از این راه ها استفاده از روش ترکیبی می باشد. در مطالعه حاضر از روش استخراج با کمک آنزیم- اولتراسونیک از ضایعات گوجه فرنگی استفاده شده است. برای این کار از آنزیم سلولاز ( Cellulase ) استفاده شده است. جهت تعیین شرایط بهینه جهت استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی تاثیر شرایطی همچون میزان pH ، زمان واکنش ، مقدار نمونه ، فعالیت آنزیم و توان های مختلف اولتراسونیک مورد بررسی قرار گرفتند و تاثیر هر کدام از این پارامترها را یکبار به صورت تجربی و بار دیگر با استفاده از انجام طراحی آزمایشات بوسیله نرم افزار Design-Expert بررسی شده است . میزان بازدهی بهینه استخراج  ۹۳ درصد در pH=4/70 و سرعت چرخش ۲۰۰ دور در دقیقه با توان ۵۰ و زمان اولتراسونیک ۳۰ دقیقه بدست آمد.

 

مقدمه:

گوجه فرنگی یکی از مهمترین محصولات تولید باغی در جهان است که با یک تخمین جهانی تولید آن بیش از ۱۲۰ میلیون تن برآورد شده است واز نظراقتصادی در مقام دوم جهان قرار دارد موطن اصلی گوجه فرنگی آمریکای جنوبی ومرکزی بود که تا سده ۱۸۰۰ اروپائیان آن را سمی می دانستند و تنها آن را به عنوان زینتی می کاشتند. اجداد گوجه فرنگی گیاهان علفی خودرویی بوده اند که این گیاهان گونه مختلفی از سرده پیشین Lycopersicon بودند. یکی از این گونه ها با نام علمی Solanum Lycopersium به مکزیک منتقل شد واز آنجا توسط بومیان پرورش یافت( ۲،۱، ۳، ۴). میزان تولیدگوجه فرنگی سالانه  در ایران ۸/۵ میلیون تن و در جهان سالانه حدود ۱۳۰ملیون تن است که طبق برآوردهای شورای جهانی فرآوری گوجه فرنگی(WPTC)[1] حدود ۳ الی۵ درصد وزن کل گوجه فرنگی ضایعات آن است که برآورد شده است(۹،۵). شواهداپیدمولوژیکی نشان می دهد که مصرف محصولات گوجه فرنگی تازه و فرآوری شده باعث کاهش خطر ابتلا به انواع سرطان(۶) و کاهش شیوع بیماری ایسمیک قلبی می شود(۷). این اثرات مفید در درجه اول به فعالیت آنتی اکسیدانی گوجه فرنگی نسبت داده شده است.گوجه فرنگی حاوی طیف گسترده ایی از آنتی اکسیدانها شامل ویتامینE، اسید آسکوربیک، کارتنوئیدها، فلاونوئیدها و فنولیک ها است که در میان آن لیکوپن کاروتنوئید مسئول رنگ  قرمز گوجه فرنگی رسیده است که در سالهای اخیر توجه زیاد به عنوان امکان جذب آن در پیشگیری از بیماریها شده است(۱۰، ۱۱، ۱۲).

 

 

 

لیکوپن

 تاریخچه لیکوپن:

لیکوپن یک آنتی اکسیدان قوی است که در مسیر سنتز کاروتنوئیدها ساخته میشود(۱۳).  ساختار لیکوپن در سال ۱۹۳۰ توسط کرر[۲] و همکارانش تعیین شد(۱۴،۱۵).

 

 

ساختار شیمیایی لیکوپن:

لیکوپن یک کاروتنوئید (C40H56) با ۱۱پیوند مزدوج و۲ پیوند غیر مزدوج با وزن مولکولی ۸۵/۵۳۶ دالتون وغالب در پلاسمای انسان است که این رنگدانه طبیعی توسط گیاهان و یا میکروارگانیسم ها سنتز می شود(۱۷،۱۶، ۱۸). همچنین یک ترکیب لیپوفیلیک ونامحلول در آب است، از آنجا که لیکوپن فاقد حلقه P-ionone درساختار خود می باشد بنابراین فاقد فعالیت ویتامین A است(۱۹).

 

ساختار شیمیایی لیکوپن

لیکوپن در حالت طبیعی به طور طبیعی به شکل ایزومری ترانس می باشد ولی در اثر نور، حرارت، واکنش های شیمیایی وفرآوری های مختلف غذایی و جذب در بدن انسان وجانوران مختلف به اشکال ایزومری مختلف سیس تغییر پیدا می کند. متداول ترین فرم لیکوپن ایزومرهای ترانس، ۵-سیس، ۹-سیس، ۱۳-سیس و ۱۵-سیس است که دربین آنها ایزومر ۵-سیس به علت کمترین انرژی پایدارتر است(۲۰، ۲۱،۱۶،۲۲،۲۳).

لیکوپن مستعد تخریب اکسداتیو است( ۲۵، ۲۷، ۲۴) بنابراین استخراج، ذخیره سازی، فرآوری، تجزیه وتحلیل از لیکوپن باید تحت شرایط محیطی کنترل شده انجام شود(۲۵) حضور زنجیره طولانی پیوند دوگانه مزدوج کربن-کربن باعث می شو که به محض قرار گرفتن لیکوپن در معرض نور دچار تغییرات شیمیایی می گردد (۲۳، ۲۴).

 

نقش لیکوپن در سلامت انسان:

تخریب اکسیداسیون در حال حاضر به عنوان یک علل مهم در بیماری های مزمن از جمله سرطان، بیماری های قلبی و عروقی، پوکی استخوان و دیابت شناخته شده است. آنتی اکسیدان ها نقش مهمی را در کاهش اثرات مخرب اکسیداسیون در سلول را دارند(۲۶). لیکوپن به دلیل تعداد بیشتر باندهای دوگانه مزدج خواص آنتی اکسیدانی بیشتری دارند و یکی از قویترین آنتی اکسیدانها است(۲۸، ۳۱، ۳۳). لیکوپن به دلیل داشتن خواص آنتی اکسیدانی بیشتر نسبت به بتا کاروتن( جدول۱) در درمان بسیاری از بیماری ها استفاده می شود( ۲۹).

 

 

 

 

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول: مقدمه

۱-۱- مقدمه ۲

۱-۲- لیکوپن ۳

۱-۲-۱- تاریخچه لیکوپن ۳

۱-۲-۲- ساختار شیمیایی لیکوپن ۴

۱-۲-۳- نقش لیکوپن در سلامت انسان ۵

۱-۲-۳-۱- ساختار کاوتنوئیدها ۶

۱-۲-۳-۲- سرطان پروستات ۷

۱-۲-۳-۳- بیماریهای استخوانی ۷

۱-۲-۳-۴- سایر بیماریها ۷

۱-۳- انواع روش های استخراج ۸

۱-۳-۱- روش سوکسله ۹

۱-۳-۲- سوکستک ۱۱

۱-۳-۳- استخراج به کمک مایکروویو(MAF)………13

۱-۳-۴- استخراج با امواج فراصوت………………….۱۴

۱-۳-۵- استخراج با مایع تحت فشار (PLE)…….14

۱-۳-۶- استخراج با سیال فوق بحرانی…………………..۱۷

۱-۳-۶-۱- خواص فیزیکی سیالات فوق بحرانی ۱۸

۱-۳-۶-۱-۱-دانسیته ۱۸

۱-۳-۶-۱-۲گرانروی(ویسکوزیته)………….۱۹

۱-۳-۶-۱-۳- ضریب نفوذ ۲۱

۱-۳-۶-۱-۴-حلالیت ۲۲

۱-۳-۶-۲- مقایسه دی اکسید کربن با سایر مواد به عنوان سیال فوق بحرانی ۲۲

۱-۳-۷- استخراج با کمک آنزیم ها ۲۶

۱-۳-۷-۱- پکتین ها و پکتینازها ۲۷

۱-۳-۷-۲- همی سلولز و همی سلولاز ۲۸

۱-۳-۷-۳- سلولز و سلولاز ۲۹

فصل دوم: مروری بر مقالات انجام شده

۲-۱- مروری بر چند نمونه از کاربرد آنزیم ها در استخراج لیکوپن ۳۱

 

فصل سوم: مواد- روش ها و تجهیزات

۳-۱- مواد مورد استفاده ۳۴

۳-۲- تجهیزات مورد استفاده ۳۵

۳-۳- دستورالعمل ها ۳۵

۳-۳-۱- تهیه محلول بافری جهت محلول سازی آنزیم ها ۳۵

۳-۳-۲- تهیه محلول های آنزیمی ۳۵

۳-۴- روش کار ۳۶

۳-۵-طراحی آزمایشات ۳۷

۳-۵-۱- طراحی مرکزی ترکیبی(CCD)…………..39

۳-۵-۲- محاسبه تعداد آزمایشات لازم ۴۰

۳-۵-۳- مدل های تجربی ۴۱

۳-۵-۳-۱- قدرت پیشگویی مدل ۴۲

۳-۵-۳-۲- آنالیز مدل با استفاده از جدول ANOVA 44

۳-۵-۳-۳- بدست آوردن نقاط بهینه متغیرها ۴۷

 

فصل چهارم: بحث ونتیجه گیری

۴-۱- بررسی تجربی آزمایشات ۵۳

۴-۱-۱- بررسی تاثیر پارامترهای مختلف  بر استخراج لیکوپن در اولتراسونیک ۵۳

۴-۱-۱-۱- بررسی تاثیر PH بر میزان استخراج ۵۴

۴-۱-۱-۲- بررسی تاثیر غلظت نمونه بر میزان استخراج ۵۶

۴-۱-۱-۳- بررسی تاثیرتوان و زمان های مختلف بر میزان استخراج ۵۸

۴-۱-۱-۳-۱- بررسی توان ۳۰درصد ۵۸

۴-۱-۱-۳-۲-بررسی توان ۵۰درصد ۵۹

۴-۱-۱-۳-۳- بررسی توان ۷۰درصد ۶۰

۴-۱-۱-۳-۴- بررسی توان ۹۰درصد ۶۱

۴-۱-۲- بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر استخراج لیکوپن با استفاده از آنزیم ۶۲

۴-۱-۲-۱- بررسی تاثیر فعالیت های مختلف آنزیم سلولاز ۶۳

۴-۱-۲-۲- بررسی تاثیر غلظت های مختلف نمونه در آنزیم سلولاز ۶۴

۴-۱-۲-۳- بررسی تاثیر زمان در استخراج آنزیمی ۶۵

۴-۱-۳- بررسی تاثیر ادغام روش اولتراسونیک-آنزیمی در استخراج لیکوپن ۶۶

۴-۱-۳-۱- بررسی تاثیر زمان در روش اولتراسونیک-آنزیمی ۶۶

۴-۲- ارزیابی داده ها با استفاده از طراحی آزمایشات و نرم افزارMODDE 67

۴-۲-۱- سلولاز ۶۷

۴-۲-۱-۱- شرح آنالیز رگرسیون ۶۸

۴-۲-۱-۲- تاثیر تغییر زمان اولتراسونیک و مقدار نمونه بر درصد بازدهی لیکوپن استخراجی ۷۳

۴-۲-۱-۳- تاثیر تغییر فعالیت آنزیم و مقدار نمونه بر بازدهی استخراج لیکوپن ۷۴

۴-۲-۱-۴- تاثیر تغییر زمان اولتراسونیک و فعالیت آنزیم بر بازدهی استخراج لیکوپن ۷۵

۴-۱-۲-۵- تاثیر سه پارامتر موثربر بازدهی استخراج لیکوپن ۷۷

 

فصل پنجم: نتیجه گیری

۵-۳- نتیجه گیری نهایی ۸۰

۵-۳-۱- برسی تجربی تاثیر پارامترهای مختلف روی بازدهی لیکوپن ۸۰

۵-۳-۱-۱- تاثیر pH 80

۵-۳-۱-۲- تاثیر زمان ۸۰

۵-۳-۱-۳- غلظت نمونه ۸۱

۵-۴- پیشنهادات ۸۲

منابع ۸۳

 

 

فهرست اشکال

شکل۱-۱- مسیر سنتز کاروتنوئیدها ۳

شکل۱-۲- ساختار شیمیایی لیکوپن ۴

شکل۱-۳- ساختار کاروتنوئیدها ۶

شکل۱-۴- شماتیک دستگاه سوکسله ۱۰

شکل۱-۵- شماتیک دستگاه سوکستک ۱۲

شکل۱-۶- شماتیک دستگاه PLE  ۱۶

شکل۱-۷- شمایی از نمودار فازی یک جسم خالص ۱۷

شکل۱-۸- رفتار گرانروی دی اکسید کربن در دماها و فشارهای مختلف ۲۰

شکل۳-۱- طراحی ۳ فاکتوری روش CCF (سمت چپ) و روش CCC ( سمت راست )…….۴۰

شکل۳-۲- شکل حداقل دار پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)…………۴۸

شکل۳-۳- شکل حداقل دار پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)…………۴۸

شکل۳-۴- شکل صعودی پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)…………..۴۹

شکل۴-۱-استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=4.70 (توان ۹۰ درصد)…………۵۳

شکل۴-۲- استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=5.50 (توان ۹۰ درصد)………..۵۴

شکل۴-۳- استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=3.50 (توان ۹۰درصد)……۵۵

شکل ۴-۴ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (۱گرم نمونه، pH=4.70)…………56

شکل ۴-۵- بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (نمونه ۲گرمی، pH=4.70)…………57

شکل۴-۶ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (نمونه ۳گرمی، pH=4.70)……..58

شکل ۴-۷ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (۱گرم نمونه، pH=4.70، توان ۳۰درصد)……۵۹

شکل ۴-۸ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (۱گرم نمونه، pH=4.70، توان ۵۰درصد)……۶۰

شکل ۴-۹ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (۱گرم نمونه، pH=4.70، توان ۷۰درصد)……۶۱

شکل ۴-۱۰ بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (۱گرم نمونه، pH=4.70، توان ۹۰درصد)….۶۲

شکل۴ -۱۱ تاثیر زمان واکنش بر بازدهی استخراج لیکوپن ۶۳

شکل ۴-۱۲ بررسی تاثیر واحد فعالیت های مختلف آنزیم سلولاز دراستخراج لیکوپن ۶۴

شکل ۴-۱۳ بررسی تاثیر واحد غلظت های مختلف نمونه در فعالیت ۴۰ واحد فعالیت آنزیم سلولاز   دراستخراج لیکوپن      ۶۵

شکل ۴-۱۴ بازدهی استخراج لیکوپن در۳ زمان مختلف در فعالیت ۵۰ واحد فعالیت آنزیم سلولاز………..۶۶

شکل۴-۱۵ بررسی تاثیر زمان ۲۰، ۳۰ و۴۰ دقیقه با استفاده از روش اولتراسونیک-آنزیمی ………………۶۷

شکل۴-۱۶٫ نمودار میزان تطابق داده های آزمایشگاهی و داده های پیش بینی شده با نرم افزار………..۷۲

شکل۴-۱۷نمودار سه بعدی تاثیر زمان اولتراسونیک و مقدار نمونه بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن………۷۳

شکل۴-۱۸نمودار سه بعدی تاثیر محتوی فعالیت آنزیم و مقدار نمونه بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن…….۷۴

شکل۴-۱۹نمودار سه بعدی تاثیر زمان اولتراسونیک ومحتوی فعالیت آنزیم بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن ۷۶

شکل۴-۲۰نمودار دو بعدی تاثیرمقدار نمونه ، زمان اولتراسونیک ومحتوی فعالیت آنزیم بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن  ۷۷

 

 

 

فهرست جداول

جدول ۱-۱- مقایسه قدرت آنتی اکسیدانی کاروتنوئیدها بر اساس توانایی جذب اکسیژن آزاد ۵

جدول ۱-۲- تغییرات دانسیته دی اکسید کربن بر حسب فشار (بار) و دما (درجه سانتیگراد ۱۸

جدول ۱-۳- مقایسه داده های فیزیکی برای گاز ها، سیالات فوق بحرانی و مایعات ۲۲

جدول ۱-۴- پارامترهای بحرانی برخی سیالات فوق بحرانی ۲۵

جدول ۳-۱- تعداد آزمایشات لازم برای طراحی فشرده از ۲ تا ۵ فاکتور ۴۱

جدول۳-۲- مقادیر کد شده متغیرهای مستقل در سطوح مختلف ۵۰

جدول ۴-۱- داده های بدست آمده در آزمایشات برای آنزیم سلولاز ۶۸

جدول ۴-۲- مقادیر ضریب رگرسیون و احتمال مربوطه ۶۹

جدول۴-۳- جدول تحلیل ANOVA، محاسبه شده توسط نرم افزار DESIGN-EXPERT 70

 

 

 

 

مسترداک | آموزش زبان انگلیسی | اپلیکیشن | بانک اطلاعات | برنامه نویسی و طراحی وب سایت | قالب و افزونه | پایان نامه دکترا | تاریخ | تربیت بدنی | جغرافیا | حسابداری | حقوق | رشته های پزشکی | پزشکی | روانشناسی | زبان و ادبیات فارسی | علوم تربیتی | فقه و مبانی حقوق اسلامی | کشاورزی | کلام تطبیقی | مدیریت | پایان نامه کارشناسی | پایان نامه کارشناسی ارشد | تربیت بدنی | علوم انسانی | اقتصاد | تاریخ | باستان شناسی | جغرافیا | حقوق | رشته حسابداری | روانشناسی | زبان و ادبیات عربی | زبان و ادبیات فارسی | علوم اجتماعی | علوم تربیتی | علوم سیاسی | فقه و حقوق اسلامی | کتابداری و اطلاع رسانی | مدیریت | علوم پایه | زمین شناسی | زیست شناسی | شیمی | فنی و مهندسی | برق | صنایع غذایی | عمران | کامپیوتر و فناوری اطلاعات | کشاورزی | هنر و معماری | معماری | پروژه آموزشی | تحقیق و جزوات آموزشی | ترجمه مقالات ISI | طرح توجیهی | کتاب | گزارش کارآموزی | نرم افزار |

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0