استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی WORD - دانلود رایگان
دانلود رایگان چکیده: روش های متداول تجاری در استخراج عمتدتاٌ بر سه اصل استوار می باشد: فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی از این دو. مکانیسم اصلی عبارت است از شکستن ساختمان دیوار
دانلود رایگان
| استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی WORD
فهرست مطالب عنوان صفحه چکیده فصل اول: مقدمه 1-1- مقدمه................ 2 1-2- لیکوپن................ 3 1-2-1- تاریخچه لیکوپن.............3 1-2-2- ساختار شیمیایی لیکوپن............4 1-2-3- نقش لیکوپن در سلامت انسان............5 1-2-3-1- ساختار کاوتنوئیدها.........6 1-2-3-2- سرطان پروستات.........7 1-2-3-3- بیماریهای استخوانی.........7 1-2-3-4- سایر بیماریها..........7 1-3- انواع روش های استخراج........................................................................................................................8 1-3-1- روش سوکسله.....................................................................................................................................9 1-3-2- سوکستک..........................................................................................................................................11 1-3-3- استخراج به کمک مایکروویو(MAF)................................................................................................13 1-3-4- استخراج با امواج فراصوت................................................................................................................14 1-3-5- استخراج با مایع تحت فشار (PLE)..................................................................................................14 1-3-6- استخراج با سیال فوق بحرانی...........................................................................................................17 1-3-6-1- خواص فیزیکی سیالات فوق بحرانی.............................................................................................18 1-3-6-1-1-دانسیته.......................................................................................................................................18 1-3-6-1-2گرانروی(ویسکوزیته)...................................................................................................................19 1-3-6-1-3- ضریب نفوذ.............................................................................................................................21 1-3-6-1-4-حلالیت....................................................................................................................................22 1-3-6-2- مقایسه دی اکسید کربن با سایر مواد به عنوان سیال فوق بحرانی..................................................22 1-3-7- استخراج با کمک آنزیم ها................................................................................................................26 1-3-7-1- پکتین ها و پکتینازها.....................................................................................................................27 1-3-7-2- همی سلولز و همی سلولاز............................................................................................................28 1-3-7-3- سلولز و سلولاز............................................................................................................................29 فصل دوم: مروری بر مقالات انجام شده 2-1- مروری بر چند نمونه از کاربرد آنزیم ها در استخراج لیکوپن...............................................................31 فصل سوم: مواد- روش ها و تجهیزات 3-1- مواد مورد استفاده..................................................................................................................................34 3-2- تجهیزات مورد استفاده...........................................................................................................................35 3-3- دستورالعمل ها.......................................................................................................................................35 3-3-1- تهیه محلول بافری جهت محلول سازی آنزیم ها................................................................................35 3-3-2- تهیه محلول های آنزیمی....................................................................................................................35 3-4- روش کار..............................................................................................................................................36 3-5-طراحی آزمایشات...................................................................................................................................37 3-5-1- طراحی مرکزی ترکیبی(CCD)..........................................................................................................39 3-5-2- محاسبه تعداد آزمایشات لازم...........................................................................................................40 3-5-3- مدل های تجربی...............................................................................................................................41 3-5-3-1- قدرت پیشگویی مدل....................................................................................................................42 3-5-3-2- آنالیز مدل با استفاده از جدول ANOVA......................................................................................44 3-5-3-3- بدست آوردن نقاط بهینه متغیرها....................................................................................................47 فصل چهارم: بحث ونتیجه گیری 4-1- بررسی تجربی آزمایشات.......................................................................................................................53 4-1-1- بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر استخراج لیکوپن در اولتراسونیک................................................53 4-1-1-1- بررسی تاثیر PH بر میزان استخراج...............................................................................................54 4-1-1-2- بررسی تاثیر غلظت نمونه بر میزان استخراج..................................................................................56 4-1-1-3- بررسی تاثیرتوان و زمان های مختلف بر میزان استخراج................................................................58 4-1-1-3-1- بررسی توان 30درصد...............................................................................................................58 4-1-1-3-2-بررسی توان 50درصد................................................................................................................59 4-1-1-3-3- بررسی توان 70درصد...............................................................................................................60 4-1-1-3-4- بررسی توان 90درصد...............................................................................................................61 4-1-2- بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر استخراج لیکوپن با استفاده از آنزیم..............................................62 4-1-2-1- بررسی تاثیر فعالیت های مختلف آنزیم سلولاز..............................................................................63 4-1-2-2- بررسی تاثیر غلظت های مختلف نمونه در آنزیم سلولاز................................................................64 4-1-2-3- بررسی تاثیر زمان در استخراج آنزیمی..........................................................................................65 4-1-3- بررسی تاثیر ادغام روش اولتراسونیک-آنزیمی در استخراج لیکوپن...................................................66 4-1-3-1- بررسی تاثیر زمان در روش اولتراسونیک-آنزیمی..........................................................................66 4-2- ارزیابی داده ها با استفاده از طراحی آزمایشات و نرم افزارMODDE...................................................67 4-2-1- سلولاز...............................................................................................................................................67 4-2-1-1- شرح آنالیز رگرسیون.....................................................................................................................68 4-2-1-2- تاثیر تغییر زمان اولتراسونیک و مقدار نمونه بر درصد بازدهی لیکوپن استخراجی...........................73 4-2-1-3- تاثیر تغییر فعالیت آنزیم و مقدار نمونه بر بازدهی استخراج لیکوپن................................................74 4-2-1-4- تاثیر تغییر زمان اولتراسونیک و فعالیت آنزیم بر بازدهی استخراج لیکوپن......................................75 4-1-2-5- تاثیر سه پارامتر موثربر بازدهی استخراج لیکوپن............................................................................77 فصل پنجم: نتیجه گیری 5-3- نتیجه گیری نهایی...................................................................................................................................80 5-3-1- برسی تجربی تاثیر پارامترهای مختلف روی بازدهی لیکوپن...............................................................80 5-3-1-1- تاثیر pH......................................................................................................................................80 5-3-1-2- تاثیر زمان......................................................................................................................................80 5-3-1-3- غلظت نمونه.................................................................................................................................81 5-4- پیشنهادات.............................................................................................................................................82 منابع...............................................................................................................................................................83 فهرست اشکال شکل1-1- مسیر سنتز کاروتنوئیدها....................................................................................................................3 شکل1-2- ساختار شیمیایی لیکوپن...................................................................................................................4 شکل1-3- ساختار کاروتنوئیدها........................................................................................................................6 شکل1-4- شماتیک دستگاه سوکسله...............................................................................................................10 شکل1-5- شماتیک دستگاه سوکستک.............................................................................................................12 شکل1-6- شماتیک دستگاه PLE..................................................................................................................16 شکل1-7- شمایی از نمودار فازی یک جسم خالص........................................................................................17 شکل1-8- رفتار گرانروی دی اکسید کربن در دماها و فشارهای مختلف.........................................................20 شکل3-1- طراحی 3 فاکتوری روش CCF (سمت چپ) و روش CCC ( سمت راست )...............................40 شکل3-2- شکل حداقل دار پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)............48 شکل3-3- شکل حداقل دار پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)............48 شکل3-4- شکل صعودی پاسخ سطحی (سمت چپ) و Contour plot مربوطه (سمت راست)................49 شکل4-1-استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=4.70 (توان 90 درصد)................................53 شکل4-2- استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=5.50 (توان 90 درصد)................................54 شکل4-3- استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک در pH=3.50 (توان 90درصد).................................55 شکل 4-4 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (1گرم نمونه، pH=4.70)..............................56 شکل 4-5- بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (نمونه 2گرمی، pH=4.70).........................57 شکل4-6 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (نمونه 3گرمی، pH=4.70).............................58 شکل 4-7 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (1گرم نمونه، pH=4.70، توان 30درصد)......59 شکل 4-8 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (1گرم نمونه، pH=4.70، توان 50درصد)......60 شکل 4-9 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (1گرم نمونه، pH=4.70، توان 70درصد)......61 شکل 4-10 بازدهی استخراج لیکوپن با استفاده از اولتراسونیک (1گرم نمونه، pH=4.70، توان 90درصد)....62 شکل4 -11 تاثیر زمان واکنش بر بازدهی استخراج لیکوپن..............................................................................63 شکل 4-12 بررسی تاثیر واحد فعالیت های مختلف آنزیم سلولاز دراستخراج لیکوپن......................................64 شکل 4-13 بررسی تاثیر واحد غلظت های مختلف نمونه در فعالیت 40 واحد فعالیت آنزیم سلولاز دراستخراج لیکوپن ................................................................................................................................................65 شکل 4-14 بازدهی استخراج لیکوپن در3 زمان مختلف در فعالیت 50 واحد فعالیت آنزیم سلولاز...................66 شکل4-15 بررسی تاثیر زمان 20، 30 و40 دقیقه با استفاده از روش اولتراسونیک-آنزیمی ..............................67 شکل4-16. نمودار میزان تطابق داده های آزمایشگاهی و داده های پیش بینی شده با نرم افزار.........................72 شکل4-17نمودار سه بعدی تاثیر زمان اولتراسونیک و مقدار نمونه بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن.............73 شکل4-18نمودار سه بعدی تاثیر محتوی فعالیت آنزیم و مقدار نمونه بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن.........74 شکل4-19نمودار سه بعدی تاثیر زمان اولتراسونیک ومحتوی فعالیت آنزیم بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن........................................................................................................................................................................76 شکل4-20نمودار دو بعدی تاثیرمقدار نمونه ، زمان اولتراسونیک ومحتوی فعالیت آنزیم بر درصد بازدهی استخراج لیکوپن ......77 فهرست جداول جدول 1-1- مقایسه قدرت آنتی اکسیدانی کاروتنوئیدها بر اساس توانایی جذب اکسیژن آزاد...........................5 جدول 1-2- تغییرات دانسیته دی اکسید کربن بر حسب فشار (بار) و دما (درجه سانتیگراد)............................18 جدول 1-3- مقایسه داده های فیزیکی برای گاز ها، سیالات فوق بحرانی و مایعات.........................................22 جدول 1-4- پارامترهای بحرانی برخی سیالات فوق بحرانی............................................................................25 جدول 3-1- تعداد آزمایشات لازم برای طراحی فشرده از 2 تا 5 فاکتور.........................................................41 جدول3-2- مقادیر کد شده متغیرهای مستقل در سطوح مختلف......................................................................50 جدول 4-1- داده های بدست آمده در آزمایشات برای آنزیم سلولاز...............................................................68 جدول 4-2- مقادیر ضریب رگرسیون و احتمال مربوطه...................................................................................69 جدول4-3- جدول تحلیل ANOVA، محاسبه شده توسط نرم افزار DESIGN-EXPERT......................70 چکیده: روش های متداول تجاری در استخراج عمتدتاٌ بر سه اصل استوار می باشد: فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی از این دو. مکانیسم اصلی عبارت است از شکستن ساختمان دیواره سلولی گیاهان. با توجه به فوائد بسیار زیاد لیکوپن به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی و یک ترکیب بالقوه با ارزش در سالهای اخیر توجه زیادی در استخراج آن معطوف شده است. تمایل برای کاهش استفاده از حلال های آلی خطرناک در استخراج روغن در سال های اخیر موجب توسعه روش های جدید استخراج با مصرف کم حلال نسبت به روش های کلاسیک شده است. در این میان روش های استخراج به کمک آنزیم ها و استخراج با سیال فوق بحرانی واستخراج با مایکروویو و استخراج با اولتراسونیک مورد استفاده قرار گرفته است و از محبوبیت خوبی برخوردار بوده است. دراین میان روش آنزیمی برای استخراج بیشتر مورد توجه است اما یکی از مشکلات این روش هزینه ی بالای این روش است اما راه های مختلفی برای بهینه سازی استخراج لیکوپن وجود دارد یکی از این راه ها استفاده از روش ترکیبی می باشد.در مطالعه حاضر از روش استخراج با کمک آنزیم- اولتراسونیک از ضایعات گوجه فرنگی استفاده شده است. برای این کار از آنزیم سلولاز ( Cellulase ) استفاده شده است. جهت تعیین شرایط بهینه جهت استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی تاثیر شرایطی همچون میزان pH ، زمان واکنش ، مقدار نمونه ، فعالیت آنزیم و توان های مختلف اولتراسونیک مورد بررسی قرار گرفتند و تاثیر هر کدام از این پارامترها را یکبار به صورت تجربی و بار دیگر با استفاده از انجام طراحی آزمایشات بوسیله نرم افزار Design-Expert بررسی شده است . میزان بازدهی بهینه استخراج 93 درصد در pH=4/70 و سرعت چرخش 200 دور در دقیقه با توان 50 و زمان اولتراسونیک 30 دقیقه بدست آمد. کلید واژگان: دیواره سلولی، لیکوپن ، آنتی اکسیدان، اولتراسونیک. فصل اول 1-1- مقدمه: 2-1- لیکوپن 1-2-1- تاریخچه لیکوپن: شکل۱-۱ مسیرسنتز کاروتنوئیدها 1-2-2- ساختار شیمیایی لیکوپن: شکل۱-۲ ساختار شیمیایی لیکوپن 1-2-3- نقش لیکوپن در سلامت انسان: جدول ۱-۱ مقایسه قدرت آنتی اکسیدانی کاروتنوئیدها بر اساس توانایی جذب اکسیژن آزاد نوع کاروتنوئید قدرت آنتی اکسیدانی لیکوپن 31 گاماکاروتن 25 آستازانتین 24 کانتاگزانتین 21 آلفاکاروتن 19 بتاکاوتن 14 زیزانتین 10 لوتئین 9 1-2-3-1- ساختار کاروتنوئیدها: شکل۱-۳ ساختار کاروتنوئید 1-2-3-2- سرطان پروستات: 1-2-3-3- بیماری های استخوانی: 1-2-3-4- سایر بیماری ها: 1-3- انواع روشهای استخراج: تعریف استخراج: [9]: که به استخراج از یک مایع به مایع غیر قابل امتزاج دیگر گفته می شود. [11]:که به استخراج از جامد توسط مایع گفته می شود(45). 1-3-1- روش سوکسله شکل۱ـ۴ شماتیک دستگاه سوکسله(49) 1-3-2- سوکستک شکل۱ـ۵ شماتیک دستگاه سوکستک(42) 1-3-3- استخراج به کمک مایکروویو (MAE): دریافت فایل جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید |