20215

2315 دكتري

دكتري

صنايع غذايي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

بيست و يك، 268 ص. :مصور، جدول، نمودار

1404/01/18

كتابنامه

علوم و مهندسي صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

1404/01/20

23121987

اين پژوهش با هدف تبديل چالش زيست‌محيطي پسماندهاي غذايي رستوران به يك فرصت پايدار، از طريق استفاده از آن‌ها به‌عنوان بستر كشت ريزجلبك‌ها براي توليد زيست‌توده‌اي با ارزش غذايي و كاربردي در صنايع غذايي، انجام شده است. در اين پژوهش، ابتدا پسماندهاي غذايي رستوران مورد شناسايي قرار گرفتند و چهار دسته اصلي شامل پسماند سبزيجات (33/2 درصد)، نان (11/0 درصد)، برنج (15/2 درصد)، گوشت (19/3 درصد) و تركيبي از آن‌ها كه بيشترين سهم را داشتند، براي فرآيند هيدروليز انتخاب شدند. اين پسماندها با استفاده از هيدروليز اسيدي تحت مايكروويو (شرايط بهينه شامل دماي 96 درجه سلسيوس، توان مايكروويو 340 وات، هيدروكلريدريك اسيد 1/45% و مدت زمان تيمار 11/1 دقيقه) به محيط كشت قابل استفاده براي ريزجلبك‌ها تبديل شدند. در ادامه، پارامترهاي رشد، توليد زيست‌توده، تركيب شيميايي، ويژگي‌هاي سوخت زيستي، كيفيت تغذيه‌اي ليپيد و توانايي حذف مواد مغذي توسط دو گونه ريزجلبك آب شيرين سندسموس كوادريكادا و ريزجلبك دريايي تتراسلميس سوئسيكا در شرايط كشت ميكسوتروف بر روي هيدروليز پسماندهاي غذايي با غلظت‌هاي 2، 4 و 8 درصد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه نوع و غلظت هيدروليز تأثير معني‌داري بر پارامترهاي رشد، توليد زيست‌توده، محتواي ليپيد، و تركيب اسيدهاي چرب داشت. هيدروليز تركيبي 8% با بيشترين نرخ رشد ويژه (1/42 بر روز)، كوتاه‌ترين مدت زمان دو برابر شدن (0/49 روز)، حداكثر تراكم سلولي (106×12/79 سلول بر ميلي‌ليتر) و غلظت زيست‌توده 1/86 گرم بر ليتر بهينه‌ترين محيط كشت براي رشد سريع و كارآمد س. كوادريكادا بود. در مقابل هيدروليز سبزيجات 8% با نرخ رشد ويژه 0/75 بر روز، مدت زمان دو برابر شدن 0/92 روز، تراكم سلولي 106×7/84 سلول بر ميلي‌ليتر و غلظت زيست‌توده 1/99 گرم بر ليتر، بهينه‌ترين شرايط را براي ت. سوئسيكا فراهم كرد. هيدروليز گوشت با نرخ رشد ويژه و تراكم سلولي كم و طولاني‌ترين مدت زمان دو برابر شدن كم‌ترين بهره‌وري را براي هر دو گونه نشان داد. بيشترين ميزان رنگدانه كلروفيل a (13/98 ميلي‌گرم بر ليتر) و كلروفيل b (5/15 ميلي‌گرم بر ليتر) در س. كوادريكادا كشت شده بر روي هيدروليز تركيبي 8% مشاهده شد، درحاليكه ت. سوئسيكا كشت شده بر روي هيدروليز سبزيجات 8 درصد بيشترين محتواي كاروتنوئيد (4/31 ميلي‌گرم بر ليتر) را نشان داد. محتوا و درصد تجمع ليپيد س. كوادريكادا به ترتيب از 18/67 تا 284/35 ميلي‌گرم بر ليتر و 13/27 تا 32/28% متغير بود كه بيشترين درصد تجمع ليپيد در هيدروليز نان 8% مشاهده شد. اين مقادير براي ت. سوئسيكا به ترتيب در محدوده 23/16 تا 19/293 ميلي‌گرم بر ليتر و 8/21 تا 32/69% قرار داشت كه بيشترين درصد تجمع ليپيد در هيدروليز سبزيجات 2 درصد مشاهده شد. بررسي پروفايل اسيدهاي چرب نشان داد كه پالميتيك اسيد (16:0) و اولئيك اسيد (18:1) بيشترين درصد را در تمام تيمارهاي دو گونه داشتند. مقدار اسيدهاي چرب امگا-6 در س. كوادريكادا زياد بوده و در محدوده 9/26 تا 29/06% قرار داشت ولي مقدار اسيدهاي چرب امگا-3 كم بود، به طوريكه بيشترين مقدار DHA در هيدروليز سبزيجات (0/57 درصد) مشاهده شد. در مقابل محتواي امگا-3 در ت. سوئسيكا بسيار زيادتر بوده و در محدوده 6/69 تا 14/19 درصد قرار داشت. ويژگي‌هاي سوخت زيستي هر دوگونه، از جمله عدد ستان (51/88 تا 64/17)، عدد يدي (33/91 تا 84/98) و ارزش حرارتي زياد (39/94 تا 40/48 مگاژول بر كيلوگرم)، در محدوده استانداردهاي بين‌المللي قرار گرفتند. با اين حال، نقطه مسدودكننده فيلتر سرد در تمام تيمارهاي س. كوادريكادا زيادتر از 30 درجه سلسيوس بود ولي براي ت. سوئسيكا در محدوه 1/83 تا 13/19 درجه سلسيوس قرار داشت كه نشان‌دهنده كارايي بهتر اين گونه براي استفاده در مناطق سردسير است.

Microalgae possess a unique ability to absorb and eliminate nutrients such as nitrogen, phosphate, and organic carbon, making them efficient tools for bioremediation and environmental protection. They also produce biomass rich in valuable compounds like lipids, suitable for biofuel production or nutritional applications. The rapid rise in food waste (FW), particularly from restaurants, has intensified environmental challenges such as greenhouse gas emissions, water pollution, and resource loss. Utilizing FW as a cultivation medium for microalgae offers an effective approach to mitigating these impacts. This study identified FW from restaurants, classifying it into four main categories: vegetable (VWH, 33.2%), bread (BWH, 11.0%), rice (RWH, 15.2%), and meat (MWH, 19.3%), alongside a combined sample (CWH). These were subjected to microwave-assisted acid hydrolysis (optimized conditions: 96 °C, 340 W, 1.45 % HCl, 11.1 min) to produce media suitable for microalgal growth. Parameters such as growth rate, biomass production, biochemical composition, biodiesel properties, lipid profile, and nutrient removal efficiency were analyzed in S. quadricauda (freshwater) and T. suecica (marine) under mixotrophic conditions at hydrolysate concentrations of 2, 4, and 8% v/v. The CWH-8% yielded the highest growth performance in S. quadricauda (growth rate: 1.42 day⁻¹, doubling time: 0.49 days, biomass: 1.86 g/L). For T. suecica, VWH-8% was optimal (growth rate: 0f.75 d⁻¹, doubling time: 0.92 d, biomass: 1.99 g/L). MWH showed the lowest productivity for both species. Pigment analyses revealed the highest chlorophyll a (13.98 mg/L) and b (5.15 mg/L) contents in S. quadricauda grown on CWH-8%, while T. suecica achieved the highest carotenoid content (4.31 mg/L) on VWH-8%. Lipid accumulation in S. quadricauda ranged from 13.27 to 32.28%, with the highest accumulation in BWH-8%. In T. suecica, lipids ranged from 8.21% to 32.69%, with the highest accumulation in VWH-2%. Fatty acid profiles showed palmitic acid (C16:0) and oleic acid (C18:1) as predominant in both species. S. quadricauda exhibited high ω-6 content (9.26–29.06%) but low ω-3 levels, with maximum DHA (0.57%) in VWH. In contrast, T. suecica showed high ω-3 content (6.69-14.19%). Biodiesel properties, including cetane number (51.88–64.17), iodine value (33.91–84.98 g I2/100g), and higher heating value (39.94–40.48 MJ/kg), met international standards. However, the cold filter plugging point of S. quadricauda (>30 °C) was unsuitable for cold climates, while that of T. suecica (1.83–13.19 °C) made it a better candidate for use in colder regions.

نفيسه سلطاني زاده , ناصر همدمي

اميدوار فرهاديان

صبيحه سليمانيان زاد , عيسي ابراهيمي درچه , حسين كياني