استخراج کاروتنوئیدها از Ulva rigida توسط امواج اولتراسونیک
محورهای موضوعی : شیمی مواد غذایی
مرضیه احمدی سرخونی
1
,
مهشید جهادی
2
*
1 - گروه علوم و مهندسی صنایع¬غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع¬طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
2 - گروه علوم و مهندسی صنایع¬غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع¬طبیعی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
کلید واژه: اولتراسونیک, بهینه سازی, کاروتنوئید, Ulva rigida,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: Ulva rigida، یک نوع جلبک¬سبز، از شاخه کلروفیتا است؛ که به واسطه ترکیبات¬شیمیایی¬متعدد، به عنوان یک منبع از رنگدانه¬های¬کاروتنوئیدی و کلروفیلی، شناخته¬شده¬است. در این پژوهش استخراج رنگدانه¬¬کاروتنوئیدی، با کمک اولتراسونیک، به روش سطح¬پاسخ، مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش¬ها: جلبک سبز Ulva rigida؛ در اردیبهشت ماه 1401، به صورت تازه از شمال جزیره ¬قشم، ساحل دیرستان (خلیج دیرستان)، حدفاصل منطقه؛ شیب¬دراز تا بندرگاه نقاشه و سلخ، با عرض¬جغرافیایی 260732329 و طول¬جغرافیایی 550848291، برداشت ¬شد. به منظور؛ بهینه¬سازی شرایط استخراج کاروتنوئید، از روش سطح¬پاسخ، با سه متغییر¬مستقل؛ توان اولتراسونیک (300 -5 وات)، زمان اولتراسونیک (40/18- 59/1 دقیقه) و نسبت زیست¬توده به حلال (46/8- 63/1¬درصد)، استفاده¬گردید. یافته¬ها: نتایج حاصل¬از؛ بهینه¬سازی¬شرایط¬استخراج¬کاروتنوئید، به کمک اولتراسونیک، نشان¬داد که؛ کلیه متغییرهای¬مستقل، دارای، تأثیر¬معنادار بر راندمان، استخراج¬کاروتنوئیدها، بوده¬اند (05/0>p). در بخش بهینه¬سازی¬شرایط¬استخراج¬کاروتنوئید، به کمک¬اولتراسونیک، شرایط بهینه شامل؛ نسبت زیست¬توده به حلال 57/5 درصد؛ زمان اولتراسونیک 93/9 دقیقه، با توان-اولتراسونیک 38/177 وات، محتوای کاروتنوئید 08/0 ± 99/0 میکروگرم بر میلی¬لیتر با بازده استخراج 03/18 درصد، گزارش¬گردید. نتیجه¬گیری: محتوای استخراج رنگدانه کاروتنوئید و بازده استخراج رنگدانه با کمک تکنولوژی اولتراسونیک ، نسبت به روش استخراج معمول،4 برابر افزایش داشت. لذا می توان روش استخراجی معرفی شده را، به عنوان؛ یک فرآیند موثر، جهت استخراج؛ ترکیبات¬کاروتنوئیدیاز جلبک Ulva rigida درنظر گرفت.
Background and Objectives: Ulva rigida is a type of green algae, belonging to the chlorophyta; which is known as a source of carotenoid pigments and chlorophyll due to its numerous chemical compounds. In this research, the extraction of carotenoid pigment was optimized using ultrasound-assisted method by response surface methodology. Materials and Methods: green algae Ulva rigida; In May 2022, fresh from the north of Qeshm Island, Direstan coast (Deirestan Gulf), the boundary of the region; The long slope up to Nakhzah and Salakh harbors, with latitude 260732329 and longitude 550848291, was taken. in order to; Optimizing the conditions of carotenoid extraction, using the response surface methodology, with three independent variables; ultrasonic power (5-300 W), ultrasonic time (1.59-18.40 minutes) and biomass-to-solvent ratio (1.63-8.46%). Findings: Optimizing carotenoid extraction conditions using ultrasound-assisted method showed that All independent variables had a significant effect on the efficiency of carotenoids extraction (p<0.05). In the optimum condition of carotenoid extraction using ultrasound-assisted method (ratio of biomass to solvent is 5.57%; ultrasonic power 177.38 W and ultrasonic time 9.93 min), carotenoid content and extraction efficiency were 0.99 ± 0.08 µg/ml and 18.03% respectively. Conclusion: The content and the extraction efficiency of carotenoid using ultrasound-assisted technology increased 4 times compared to the conventional extraction method. Therefore, using ultrasound-assisted method for extraction of carotenoids from Ulva rigida were considered as an effective process.
Abou Gabal, A ., Khaled, A ., M Aboul-Ela, H .,Aly, H ., Shalaby, O .)2021.(Variation of photosynthetic pigments and biochemical screening in some seaweeds from Eastern Harbor, Alexandria, Egypt. Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries, 25(1), 213-226. http://dx.doi.org/10.21608/ejabf.2021.141011
Cikos, A.M., Jokic, S., Subric, D, Jerkovic I. (2018). Overview on the application of modern methods for the extraction of bioactive compunds from marine macroalgae. Journal of Marine Drugs, 16: 348.
https://doi.org/10.3390/md16100348
Ghosh , S., Sarkar ,T., Das, A ., Chakraborty, R. (2022). Natural colorants from plant pigments and their encapsulation: An emerging window for the food industry. Jourrnal of Food Science and Technology, LWT, 153, 112527.
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112527
Khlaf Mohammad, A., Shareef Sabeeh, N.)2022).Ultrasound assisted extraction of carotenoids from Sargassum angustifolium algae. Journal of ,Periodical Engineering and Natural Sciences2, 445-454.
http://dx.doi.org/10.21533/pen.v10i2.2776
Latique, S., Mrid, R.B., Kabach,I., Kchikich, A., Sammama, H., Yasri, ANhiri, M., Elkaoua, Douira, A., Selmaoui , K. (2021.( Foliar application of Ulva rigida water extracts improves salinity tolerance in wheat (Triticum durum L). Journal of Agronomy, 11(2), 265.
https://doi.org/10.3390/agronomy11020265.
Li, Y., Huang, X., Luo, L., Shang, C.) 2022( .Optimization of extraction conditions of carotenoids from Dunaliella parva by response surface methodology. Journal of Molecules, 27(4), 1436.
https://doi.org/10.3390/molecules27041444.
Liu, Y., Li, J., Fu, R., Zhang, L., Wang, D., Wang, S.)2019.(Enhanced extraction of natural pigments from curcuma longa L.using natural deep eutecic solvents. Journal of Industrial Crops and Product, 140:162.
http://dx.doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111620.
Martins, M., Oliveira, R., Coutinho, J.A., Faustino, M.A.F., Neves, M.G.P., Pinto, D.C.,Ventura,S.P.M. (2020.( Recovery of pigments from Ulva rigida. Journal of Separation and Purification Technology, 255, 117723.
10.1016/j.seppur.2020.117723.
Nejadmansouri, M., Golmakani, M.T., Famouri, M.) 2018( .Comparison of different methods for carotenoeid extraction from Dunaliella salina. Journal of Nutrition Science,6(4):208-215.
https://doi.org/10.30476/IJNS.2021.93230.1162
Pangestuti, R., Kurnianto, D. )2017( .Green seaweeds-derived polysaccharides ulvan: Occurrence, medicinal value and potential applications. Journal of Seaweed Polysaccharides , 205-221. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-809816-5.00011-6.
Pezoa Conte, R ., Leyton, A., Anugwom, I., Von schoultz, S., Paranko, J., Maki-arvela, P.,Willfor,S.,Muszynski,M.,Nowicki,J.,Lienqueo,M.E.,Mikkola,J.P. (2015). Deconstruction of the green algae Ulva rigida in ionic liquids: Closing the mass balance. Journal of Algal Research,12, 265- 273.
http://dx.doi.org/10.1016/j.algal.2015.09.011
Sahin, S., Samli, R. )2013O .(ptimazation of olive leaf extract obtained by ultrasund assisted extraction with response surface metodulogy,ultrason. Jouranal of Ultrasonics Sonochemistry, 20 (1): 592-602.
http://dx.doi.org/ 10.1016/j.ultsonch.2012.07.029
Saini, R.K., Keum, Y.S. (2018.( Carotenoid extraction methods: A review of recent developments. Journal of Food chemistry, 240, 90-103.
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.07.099.
Sarojini, Y., Neelima, P., Sujata, B. (2015.( The seasonal variations in distribution of photosynthetic pigments in four edible species of Chlorophyceae and the effect of light, dissolved oxygen and nutrients on their distribution. Journal of Annals of Biological Research, 6(3), 36-40.
Sharayei, P., Azarpazhooh, E., Zomorodi, S., Einafshar, S., Ramaswamu, H.S. (2021). Optimazation of ultrasonic-assisted extraction of astaxanthin from green tiger (Penaeus semisulcatum) shrimp shell. Journal of Ultrasonics Soniochemistry, 76. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105666.
Wong, K.H., Cheung, P.C.K. (2000(.. Nutritional evaluation of some subtropical red and green seaweeds part I-proximate composition,amino acid profiles and some physico-chemical properties. Journal of Food Chemistry,71: 475-482.
https://doi.org/10.1016/S0308-8146(00)00175-8.