توصيفگر ها :
اولوان , استخراج , ميدان الكتريكي ولتاژ بالا , روش سطح پاسخ , ژل , امولسيون
چكيده فارسي :
چكيده
جلبكها به دليل فراواني و در دسترس بودن، منابع ارزاني براي تركيبات ارزشمند زيستفعال هستند. از جمله مهمترين اين تركيبات، هيدروكلوئيدها هستند. هيدروكلوئيد اولوان ميتواند به واسطهي خواص عملكردي خود مانند تغليظكنندگي، تثبيتكنندگي، پايداركنندگي و امولسيفايري، به طور گسترده در صنايع غذايي مورد استفاده قرار گيرد. يافتن بهترين روش استخراج اولوان، با هدف دستيابي به بازده حداكثري، كاهش هزينه و مدت زمان و همچنين حفظ ساختار و خواص عملكردي، از اهميت بالايي برخوردار است. لذا در اين پژوهش، استخراج اولوان از جلبك Ulva prolifera به كمك ميدان الكتريكي ولتاژ بالا و سپس ارزيابي خواص مختلف اولوان استخراجي مورد بررسي قرار گرفت. به منظور بهينهسازي استخراج اولوان، روش سطح پاسخ براي متغيرهاي مستقل ولتاژ، pH و مدت زمان و متغيرهاي وابسته بازده استخراج، درصد گلوكز، درصد سولفات و درصد اورونيك اسيد، مورد استفاده قرار گرفت. شرايط بهينه استخراج با روش ميدان الكتريكي ولتاژ بالا در ولتاژ 5 كيلوولت، 45/2 pH و مدت زمان 60 دقيقه، با بازده استخراج30/1±04/16درصد، ميزان گلوكز 81/0±03/37 درصد، مقدار سولفات 35/1±39/40 درصد و اورونيك اسيد 14/0±64/13 درصد بود. به منظور ارزيابي روش استخراج به كمك ميدان الكتريكي ولتاژ بالا، تيمار بهينه با روش مرسوم استخراج با آب داغ با مدت زمان 2 ساعت، مورد مقايسه قرار گرفت. در روش مرسوم، بازده استخراج 15/0±96/15 درصد، ميزان گلوكز 18/0±94/31 درصد، مقدار سولفات 05/3±17/49 درصد و اورونيك اسيد 07/0±39/14 درصد بود كه نشان ميدهد روش ميدان الكتريكي ولتاژ بالا، به عنوان روشي غير حرارتي، با كاهش مدت زمان استخراج، اولوان را با كيفيتي مشابه روش مرسوم استخراج ميكند. در ادامه، خواص شيميايي، فيزيكي، عملكردي و ساختاري اولوان استخراج شده بررسي شد. اولوان حاصل داراي ميزان بالاي پروتئين، خاكستر و يونهاي كلسيم و روي، ميباشد. اولوان استخراج شده بيرنگ است كه نشان دهنده حذف تركيبات ناخالص رنگدار طي استخراج ميباشد. اولوان داراي بار سطحي 20- ميليولت ميباشد كه ناشي از سولفات بالاي موجود در ساختار آن است. ويژگيهاي عملكردي اولوان استخراج شده به كمك ميدان الكتريكي ولتاژ بالا، كارايي كمتري نسبت به نمونه استخراج شده به روش مرسوم از خود نشان داد كه به شكست زنجيره پليمري ناشي از ولتاژ بالا و pH پايين محلول آن مرتبط ميباشد. ژل اولوان با غلظت 3% تهيه شد و خواص آن مورد بررسي قرار گرفت. ژل حاصل استحكام خوبي داشت و در مدت زمان 1 ماه به خوبي پايداري خود را حفظ نمود. امولسيون اولوان 3% حاوي 10% روغن نيز تهيه شد و خواص آن مورد بررسي قرار گرفت. امولسيون حاصل، داراي فعاليت امولسيوني، پايداري در برابر انجماد و رفع انجماد و پايداري پس از 1 ماه برابر با 100% بود، اما پايداري آن در برابر حرارت تنها 38/35 % بود كه ميتوان آن را به بازگشتپذير بودن حرارتي ژل نسبت داد. از طرفي، اولوان خواص ضدباكتريايي در برابر S. aureus و E. coli از خود نشان داد. بررسي ساختار شيميايي اولوان نشان داد كه سهم بالايي از مونوساكاريدها را گالاكتوز تشكيل ميدهد.
چكيده انگليسي :
Abstract
Algae are an abundant and inexpensive source of valuable bioactive compounds, such as hydrocolloids. Ulvan hydrocolloid can be widely used in the food industry for its functional properties, such as thickening, stabilizing, and emulsifying. To achieve maximum yield, reduced costs and time, and preserve its structure, this study investigated the extraction of ulvan from Ulva prolifera using a high-voltage electric field and evaluated the properties of the extracted ulvan. To optimize ulvan extraction, a Response Surface Methodology (RSM) was used with voltage, pH, and time as independent variables. The optimal conditions were found at voltage 5 kV, pH 2.45, and extraction time 60 min, which resulted in 16.04% extraction yield, 37.03% glucose content, 40.39% sulfate content, and 13.64% uronic acid content. In comparison, the conventional method, hot water extraction for 2 hours, resulted in 15.96% extraction yield, 31.94% glucose content, 49.17% sulfate content, and 14.39% uronic acid content. These results indicate that the high-voltage electric field method, as a non-thermal technique, produces ulvan of comparable quality and yield but in significantly less time than the conventional method. Subsequently, the chemical, physical, functional, and structural properties of the extracted ulvan were examined. The resulting ulvan had a high content of protein, ash, and Ca and Zn. The extracted ulvan was colorless, due to the removal of colored particles during extraction. Ulvan had a zeta potential of -20 mV, due to high sulfate content in its structure. The functional properties of the extracted ulvan by the high-voltage electric field method showed less efficiency than conventional extracted ulvan, which is attributed to depolymerization caused by high voltage and low pH. Extracted ulvan gel (3%) had good strength and maintained its stability for 1 month. Extracted ulvan emulsion (3% ulvan 10% oil) showed 100% emulsifying capacity, emulsion activity, freeze-thaw stability, stability after 1 month and 35.38% thermal stability, which proved its thermo-reversibility of the gel. Furthermore, ulvan exhibited antibacterial properties against S. aureus and E. coli. Chemical analysis of ulvan revealed a high proportion of galactose in its monosaccharide composition.
