چكيده فارسي :
در سالهاي اخير، بهرهبرداري از ضايعات كشاورزي بهعنوان منابع جايگزين و كمهزينه براي استخراج تركيبات زيستفعال مورد توجه بسياري از پژوهشگران قرار گرفته است. ساقه تنباكو بهعنوان يكي از مهمترين ضايعات صنعت دخانيات، سرشار از تركيبات زيستي ارزشمندي نظير پليساكاريدهاي محلول در آب است كه تا كنون استفاده مناسبي از آنها صورت نگرفته است. پليساكاريدها به دليل خواص تغذيهاي و عملكردي متنوع، از جمله پتانسيل پريبيوتيكي، خاصيت آنتياكسيداني، امولسيوني و ژلكنندگي، نقش مهمي در توسعه محصولات فراسودمند ايفا ميكنند. پژوهش حاضر با هدف بررسي اثر روشهاي مختلف استخراج و خشككردن بر راندمان، ويژگيهاي فيزيكوشيميايي و پريبيوتيكي پليساكاريدهاي استخراجشده از ساقه تنباكو طراحي و اجرا گرديد.در اين مطالعه، ابتدا تركيب شيميايي ساقه خشك و آسيابشده تنباكو تعيين شد. سپس استخراج پليساكاريدهاي محلول در آب با استفاده از دو روش مختلف شامل استخراج با استفاده از اولتراسونيك به همراه آب گرم و استخراج با استفاده از ماكروويو به همراه آب گرم انجام گرفت. پس از استخراج، نمونهها با استفاده ازدو روش خشككردن شامل خشككن انجمادي و خشككن پاششي پودر شدند. بازده استخراج، محتواي تركيبات فنولي، ميزان سولفات، اسيد اورئيك، ظرفيت آنتياكسيداني و ويژگيهاي عملكردي شامل خاصيت امولسيوني، ژلكنندگي، كفكنندگي و ظرفيت نگهداري آب و روغن در نمونههاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت.به منظور بررسي خواص پريبيوتيكي پليساكاريدها، آزمايشهاي برونتني شامل سنجش مقاومت به هضم در محيطهاي شبيهسازي شده معده و محلول حاوي آنزيم آلفاآميلاز انجام شد. همچنين تأثير پليساكاريدهاي استخراجي بر رشد باكتري پروبيوتيك لاكتوباسيلوس پلانتاروم در محيط كشت مورد بررسي قرار گرفت. جهت شناسايي ساختار شيميايي پليساكاريدها از روشهاي پيشرفته طيفسنجي مادون قرمز فوريه،ميكروسكوپ الكتروني روبشي و كرومانوگرافي مايع با كارايي بالا استفاده گرديد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه تركيب روش استخراج اولتراسونيك به همراه آب گرم و خشككردن به روش انجمادي، بالاترين راندمان استخراج را داشته و روش استخراج ماكروويو به همراه آب گرم و خشككردن به روش انجمادي ، بهترين ويژگيهاي فيزيكوشيميايي و عملكردي را در مقايسه با ساير روشها ارائه ميدهد. پليساكاريدهاي حاصل از اين روش نهتنها داراي فعاليت آنتياكسيداني بالا بودند، بلكه توانستند بهطور مؤثري از رشد باكتري لاكتوباسيلوس پلانتاروم حمايت كرده و ويژگيهاي پريبيوتيكي قابل توجهي از خود نشان دهند. اين پليساكاريدها همچنين در برابر تجزيه در محيط شبيه معده و حضور آنزيمهاي گوارشي مقاومت بالايي از خود نشان دادند، كه تأييدكننده پتانسيل آنها براي استفاده در مكملهاي غذايي يا فرمولاسيون محصولات فراسودمند است. بهطور كلي، نتايج اين مطالعه نشان ميدهد كه ساقه تنباكو ميتواند بهعنوان منبعي باارزش و قابل بازيافت براي توليد تركيبات زيستفعال و پريبيوتيكهاي طبيعي مطرح گردد. استفاده از اين ضايعه كشاورزي نهتنها گامي مؤثر در جهت كاهش آلودگيهاي زيستمحيطي و استفاده بهينه از منابع طبيعي است، بلكه ميتواند نقش مهمي در توسعه پايدار، توليد مواد اوليه صنايع غذايي و دارويي، و افزايش بهرهوري اقتصادي ايفا كند.
چكيده انگليسي :
In recent years, the utilization of agricultural waste as alternative and low-cost sources for extracting bioactive compounds has gained significant attention among researchers. Tobacco stem, a major by-product of the tobacco industry, is rich in valuable biocompounds, including water-soluble polysaccharides, which have not been effectively utilized to date. Due to their diverse nutritional and functional properties—such as prebiotic potential, antioxidant activity, emulsifying, and gelling capacities—polysaccharides play a crucial role in developing functional foods. To assess prebiotic properties of polysaccharides, in vitro tests were conducted, including resistance to digestion in simulated gastric fluid and α-amylase-containing solutions. The impact of extracted polysaccharides on the growth of the probiotic bacterium Lactobacillus plantarum was also examined. The chemical structure was characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), and high-performance liquid chromatography (HPLC). Results revealed that combining ultrasound-assisted hot water extraction with freeze-drying achieved the highest extraction yield. Conversely, microwave-assisted hot water extraction combined with freeze-drying delivered superior physicochemical and functional properties. Polysaccharides from this method exhibited not only high antioxidant activity but also effectively supported the growth of L. plantarum and demonstrated significant prebiotic potential. These polysaccharides further showed strong resistance to degradation in simulated gastric conditions and digestive enzymes, that confirming their suitability for nutritional supplements or functional food formulations. Overall, the results of this study indicate that tobacco stalks can be considered a valuable and recyclable source for producing bioactive compounds and natural prebiotics. Utilizing this agricultural waste is not only an effective step towards reducing environmental pollution and optimizing natural resource use but also can play a significant role in sustainable development, raw material production for the food and pharmaceutical industries, and enhancing economic efficiency.
