تحقیقات مهندسی صنایع غذایی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

بهینه‌سازی فرآیند استخراج ترکیبات زیست فعال از عصارۀ میوۀ ولیک سیاه (Crataegus elbursensis) با روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 دانش اموخته

3 سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران

4 هیات علمی قوچان

چکیده

میوه ولیک سیاه منبع سرشاری از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی به ‌ویژه فلاوونوئیدها و آنتوسیانین‌هاست که اثرهای سلامت‌بخش به‌ویژه در پیشگیری از بیماری‌های قلبی – عروقی دارد. در این تحقیق، اثر دما و زمان استخراج با فرآیند فراصوت بر راندمان استخراج، قدرت ترکیبات آنتی‌اکسیدانی و میزان کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی عصاره میوه ولیک سیاه بررسی شده ­است.عصاره در دماهای متفاوت (45، 55 و 65 درجة سلسیوس) و زمان‌های مختلف (10، 20 و 30  دقیقه) با کمک فراصوت در نسبت ثابت نمونه به  حلّال (1 به 8) و شدت ثابت امواج فراصوت (35 کیلوهرتز) استخراج شد. میزان کلترکیبات فنولی و آنتوسیانینی عصاره به روش اسپکتروفتومتری و فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها با استفاده از دو روش بر مبنای درصد مهاررادیکال‌های آزاد (2و 2 دی‌فنیل - 1- پیکریل هیدرازیلDPPH) بر حسب EC50و قدرت احیاکنندگی یون‌های آهن سه ظرفیتی تعیین گردید.شرایط بهینه با هدف بیشینه‌سازی راندمان استخراج و مقدار کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی،قدرت مهار رادیکال آزاد DPPH و احیاکنندگی آهن عصاره تعیین شد. نتایج حاصل از آنالیز آماری نشان داد که در شرایط بهینه (مدت 29.84 دقیقه و دمای 64.58 درجة سلسیوس)، راندمان استخراج با 14.26 درصد، مقدار کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی به‌ترتیب1.38 و7.35 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر، 0.097=EC50میلی‌گرم بر میلی‌لیتر و قدرت احیاکنندگی آهن247.31 میکرومول بر لیتر است. با توجه به مقدار بالای ترکیبات زیست­ فعال موجود در عصاره ولیک سیاه می‌توان به عصاره این میوه به‌عنوان یک افزودنی طبیعی و عملگر برای کاربرد در مواد غذایی توجه کرد.

تازه های تحقیق

 Food Engineering Research/Vol.18/No.66/Spring & Summer 2019/P: 115-130

Optimization of Bioactive Compounds Extraction from Black Hawthorn Fruit (Crataegus elbursensis) using Response Surface Methodology

 

A. Sharifi*, A. R. Basiri, M. R. Sharifi and R. Ahmadzadeh-Ghavidel

 

                                                

* Corresponding Author: Assistant Professor, Department of Food Science and Technology, Faculty of Industrial and Mechanical Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran. Email: asharifi@qiau.ac.ir

Received: 19 June 2018, Accepted: 19 January 2019

 

Abstract

Black hawthorn fruit (Crataegus elbursensis) is a source of natural antioxidants, especially flavonoids and anthocyanins, which have health effects, especially in the prevention of cardiovascular disease. This study was conducted to determine the effect of temperature and time of ultrasonic-assisted extraction process on extraction efficiency, free radical-scavenging activity and total phenolic and anthocyanin contents of hawthorn fruit.Ultrasonic-assisted extraction process was done at different temperatures (45, 55 and 65 °C) and times (10, 20 and 30 min) and constant sample-to-solvent ratio (1 to 8) and ultrasound frequency (35 KHz). Total phenolic and anthocyanin contents were measured spectrophotometrically and the antioxidant activity of extract was assessed by measuring DPPH radical-scavenging activity (EC50) and Fe3+ reducing power. Statistical data analysis showed that at optimal conditions (extraction time 28.85 min and extraction temperature (64.86°C), extraction efficiency, total phenolic and anthocyanin contents, free radical-scavenging activity and Fe3+reducing power were 14.31%, 1.38 mg/ml, 7.41 mg/ml, 0.102 mg/ml and 248.79 µmol/l, respectively. Due to the high amount of bioactive compounds in the black hawthorn extract, the extract of this fruit can be considered as a natural additive and an agent for use in food.

 

Keywords: Anthocyanin, Antioxidant activity, Phenolic compounds, Ultrasound

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

بهینه‌سازی فرآیند استخراج ترکیبات زیست فعال از عصارۀ میوۀ ولیک سیاه (Crataegus elbursensis) با روش سطح پاسخ

چکیده [English]

میوه ولیک سیاه منبع سرشاری از آنتی‌اکسیدان‌های طبیعی به ‌ویژه فلاوونوئیدها و آنتوسیانین‌هاست که اثرهای سلامت‌بخش به‌ویژه در پیشگیری از بیماری‌های قلبی – عروقی دارد. در این تحقیق، اثر دما و زمان استخراج با فرآیند فراصوت بر راندمان استخراج، قدرت ترکیبات آنتی‌اکسیدانی و میزان کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی عصاره میوه ولیک سیاه بررسی شده ­است.عصاره در دماهای متفاوت (45، 55 و 65 درجة سلسیوس) و زمان‌های مختلف (10، 20 و 30  دقیقه) با کمک فراصوت در نسبت ثابت نمونه به  حلّال (1 به 8) و شدت ثابت امواج فراصوت (35 کیلوهرتز) استخراج شد. میزان کلترکیبات فنولی و آنتوسیانینی عصاره به روش اسپکتروفتومتری و فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌ها با استفاده از دو روش بر مبنای درصد مهاررادیکال‌های آزاد (2و 2 دی‌فنیل - 1- پیکریل هیدرازیلDPPH) بر حسب EC50و قدرت احیاکنندگی یون‌های آهن سه ظرفیتی تعیین گردید.شرایط بهینه با هدف بیشینه‌سازی راندمان استخراج و مقدار کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی،قدرت مهار رادیکال آزاد DPPH و احیاکنندگی آهن عصاره تعیین شد. نتایج حاصل از آنالیز آماری نشان داد که در شرایط بهینه (مدت 29.84 دقیقه و دمای 64.58 درجة سلسیوس)، راندمان استخراج با 14.26 درصد، مقدار کل ترکیبات فنولی و آنتوسیانینی به‌ترتیب1.38 و7.35 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر، 0.097=EC50میلی‌گرم بر میلی‌لیتر و قدرت احیاکنندگی آهن247.31 میکرومول بر لیتر است. با توجه به مقدار بالای ترکیبات زیست­ فعال موجود در عصاره ولیک سیاه می‌توان به عصاره این میوه به‌عنوان یک افزودنی طبیعی و عملگر برای کاربرد در مواد غذایی توجه کرد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • آنتوسیانین
  • ترکیبات فنولی
  • فراصوت
  • فعالیت آنتی‌اکسیدانی
مراجع
Abotalebian, M., Keramat, J. and Dokhani, S. H. 2006. Extraction of phenolic compounds in leaves of peppermint, pune and basil and comparing their antioxidant effect in sunflower oil. M. Sc. Thesis, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Isfahan University. (in Persian)
Askari, S., Naderi, G. H., Ghanadi, A., Gharipour, M. and Golban, S. 2003. Effect of chamomile, yarrow and hawthorn plants on increasing the resistance of red blood cells and protecting thiol groups (-SH) against oxidizing substances. Journal of Medicinal Plants. 2(6): 41-48.
Bahmanabadi, J. 2011. Extraction optimization of barberry extract by ultrasound technology using the response surface method. M. Sc. Thesis. Islamic Azad University, Quchan Branch. (in Persian)
Chen, F., Sun, Y., Zhao, G., Liao, X., Hu, X., Wu, J. and Wang, Z. 2006. Optimization of ultrasound–assisted extraction of anthocyanins in red raspberries and identification of anthocyanins in extract using HPLC – MS. Ultrasonics Sonochemistry. 14, 767-778.
Dong-rui, Y., Lei, G., Shu-jun, W. and Fu-quan, X. 2011. Response surface optimization of extraction process for dpph free radical scavenging components from cherry seed. Food Science. 32(22): 46-50.
Fan, G., Yonbin, H., Zhenxin, G. and Deming, C. 2008. Optimizing conditions for anthocyanins extraction from purple sweet potato using response surface methodology (RSM). LWT- Food Science and Technology. 41(1): 155-160.
Fatemi, H. 2004. Food Chemistry. Publishing Company. 4th Printing. (in Persian)
Fernandes, F. A. N., Linhares, F. E. J. and Rodrigues, S. 2008. Ultrasound as pre-treatment for drying of pineapple. Ultrason Sonochem.15(6): 1049-1054.
Fuleki, T. and Francis, F. J. 1968. Quantitative methods for anthocyanins. 2. Determination of total anthocyanin and degradation index for cranberry juice. Journal of Food Science. 33, 78-83
Gan, C. Y. and Latiff, A. A. 2011. Optimisation of the solvent extraction of bioactive compounds from Parkia speciosa pod using response surface methodology. Food Chemistry. 124, 1277-1283.
Hassas-Roudsari, M., Chang, P. R., Pegg, R. B. and Tyler, R. T. 2009. Antioxidant capacity of bioactives extracted from canola meal by subcritical water, ethanolic and hot water extraction. Food Chemistry. 114, 717-726.
Lai, J., Xin, C., Zhao, Y., Feng, B., He, C., Dong, Y., Fang, Y. and Wei, S. 2013. Optimization of ultrasonic assisted extraction of antioxidants from black soybean (glycine max var) sprouts using response surface methodology. Molecules. 18(1): 1101-1110.
Lieu, N. L. and Le, V. V. M. 2010. Application of ultrasound in grape mash treatment in juice processing. Ultrasonics Sonochemistry. 17(1):273-279.
Mortazavi, S. A., Sharifi, A., Maskooki, A., Niakousari, M. and Elhamirad, A. H. 2014. Optimisation of bioactive compounds extraction from barberry fruit (berberis vulgaris) using response surface methodology. Journal of Research and Innovation in Food Science and Technology. 3(1): 11-24.
Noshad, M., Mohebbi, M., Shahidi, F. and Mortazavi, S. A. 2011. Multi-objective ptimization of osmotic–ultrasonic pretreatments and hot-air drying of quince using response surface methodology. Food Bioprocess Technology. 5(6): 2098-2110. Doi: 10.1007/s11947-011-0577-8.
Pedramnia, A., Sharifi, A. and Tavakolipour, H. 2010. Optimization of ultrasound-assisted extraction of anthocyanins in barrbery. Innovation in Food Science and Technology (Journal of Food Science and Technology). 2 (4): 53-64. 
Sabeti, H. 1997. Forests, Trees and Shrubs of Iran. Tehran University Press. (in Persian)
Shaddel, R., Haddad-Khodaparast, M. H., Maskooki, A., Sharif, A. and Azadmard-Damirchi, S. 2011. Evaluation of bene hull extraction antioxidant activity by superheated water method. Journal of Research and Innovation in Food Science and Technology. 2(1):73-84.
Sharif, A., Farhoosh, R., Khodaparast, M. M. H. and Tavassoli-Kafrani, M. H. 2009. Antioxidant activity of bene hull oil compared with sesame and rice bran oils during the frying process of sunflower oil. Journal of Food lipids (JFL). 16(3): 394- 406.
Sheng, Z., Li, J. and Li, Y. 2012. Optimization of ultrasonic-assisted extraction of phillyrin from forsythia suspensa using response surface methodology. Journal of Medicinal Plants Research. 6(9): 1633-1644.
Tang-Bin, Z., Min, W., Ren-You, G. and Wen-Hua, L. 2011. Optimization of ultrasound-assisted extraction of anthocyanins from mulberry, using response surface methodology. International Journal of Molecular Sciences. 12(5): 3006-3017.
Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., and Li, X. 2008. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran. Food Chemistry. 106, 804-810.
Yang, Z. and Zhai, W. 2010. Optimization of microwave-assisted extraction of anthocyanins from purple corn (Zea mays L.) cob and identification with HPLC – MS. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 11, 470-476.
Zarban, A., Malakane, M., Hasanpour, M., Najari, M. and Abad, M. 2004. Evaluation of antioxidant properties of 28 medicinal plants in Iran. Scientific Journal of Birjand University of Medical Sciences. 11(1): 9-15. (in Persian)
تحقیقات مهندسی صنایع غذایی
دوره 18، شماره 1 - شماره پیاپی 66
شهریور 1398
صفحه 115-130
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار