بهينه سازي استخراج پكتين از غلاف نخود فرنگي به كمك امواج ميكروويو با استفاده از روش سطح پاسخ

Optimization of microwave-assisted extraction of pectin from peas pod by response surface method

در اين پژوهش از روش سطح پاسخ و طرح باكس- بنكن براي بهينه‌سازي شرايط استخراج به كمك امواج مايكروويو پكتين حاصل از غلاف نخود فرنگي (بعنوان يك منبع جديد) استفاده شد. تاثير متغيرهايي همچون توان ميكروويو، مدت زمان مواجهه با امواج و pH بر برخي خصوصيات فيزيكوشيميايي و كاربردي پكتين استخراجي، همچون محتواي گالاكتورونيك اسيد، درجه استريفيكاسيون، خواص امولسيفايري، پايداري امولسيون و رفتار طيف مادون قرمز تبديل فوريه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بازده استخراج پكتين حاصل از استخراج به كمك امواج مايكروويو در دامنه 2 تا 6/15 درصد بود. همچنين، بازده پكتين استخراجي در شرايط بهينه استخراج (توان ميكروويو 600 وات، زمان استخراج 4 دقيقه و pH برابر با 0/1) برابر با 1/17 درصد پيش بيني شد. آزمون تائيديه، كه شامل بررسي ميزان راندمان استخراج در شرايط بهينه پيش بيني شده با سه تكرار بود، نشان داد كه راندمان استخراج در اين شرايط برابر 43/0 ± 95/16 بود. درجه استريفيكاسيون پكتين حاصل در دامنه 36/18 و 94/32 درصد و همچنين اين فاكتور در پكتين استخراج شده در شرايط بهينه استخراج برابر با 23 درصد بود. علاوه بر اين، درصد گالاكتورونيك اسيد پكتين استخراجي در شرايط بهينه استخراج برابر با 432/1 ± 23/69 درصد بود. فعاليت امولسيفايري پكتين استخراجي در شرايط مذكور برابر با 38 درصد بوده و همچنين پايداري امولسيون‌هاي پايدار شده با پكتين استخراجي، در هر دو دماي 4 و 23 درجه سلسيوس مناسب بود.

In the present study the response surface methodology (RSM) and BOX-Behnken design were used to optimize the microwave-assisted extraction of pectin from peas (Pisum sativum L.) pod as a new source. The effect of some variables such as microwave power, time of irradiation and pH on some physicochemical and functional properties of extracted pectin i.e. galacturonic acid content, degree of esterification, emulsifying properties, stability of emulsion and behavior of FT-IR spectra were investigated.The results showed that the extraction yield was between 2-15.6%. Moreover, the extraction yield at optimum extraction conditions (microwave power of 600 W, extraction time of 4 min and pH of 1.0) was 17.1 %. The result was obtained under optimized experimental conditions in triplicate and the mean values (16.93 ± 0.43) obtained from real experiments, demonstrated the validation of the optimized conditions. Degree of esterification (DE) values for pectin ranged from 18.36 and 32.94 and it was 23% under optimum condition. The galacturonic acid content and emulsion activity of the extracted pectin under optimal conditions also were 69.23 ± 1.432% and 38%, respectively. In addition, the stability of pectin-stabilized emulsion was good at 4°C and 23°C.