بهینه¬سازی شرایط عملیاتی کدورت¬زدایی از شیره انگور رقیق‌شده با جاذب طبیعی پوست لیمو
محورهای موضوعی : مهندسی شیمی
1 - استادیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
کلید واژه: جاذب طبیعی, پوست لیمو, شیره انگور, کدورت¬زدایی, بهینه¬سازی, طراحی آزمایش.,
چکیده مقاله :
شیره انگور یکی از فراوردههای غذایی و دارویی ارزشمند است که از عصاره طبیعی انگور بهدست می‌آید. این ماده سرشار از مواد مغذی و منبع انرژی طبیعی است و ویژگی دارویی متفاوتی دارد. کدورت شیره انگور به وجود ذرههای معلق، پلی‌ساکاریدها و مواد معلق در آن بستگی دارد. برای بهبود کیفیت شیره و کاهش کدورت آن، جاذب‌های طبیعی بهکار می‌روند. در پژوهش حاضر، جاذب طبیعی پوست لیمو برای کاهش کدورت آن به‌کارگرفته شد. پس از پیش‌آزمایشهای متفاوت، 40 میلی‌لیتر از شیره انگور با oBx 10 با مقدار جذب اولیه a.u. 874/2 با 2 گرم از جاذب طبیعی پوست لیمو و با روش سطح‌پاسخ در بازه دمای گرمادهی 20 تا 60 درجه سلسیوس و سرعت همزدن 200 تا rpm 600، فرایند برجذب به‌مدت 4 ساعت انجام شد. پس از بهینهسازی، نتیجهها نشان داد دمای 35 درجه سلسیوس و دور همزن rpm 380 مناسبترین حالت در فرایند کدورتزدایی بود. در این حالت بیشترین درصد حذف با مقدار تقریبی 58 درصد بهدست آمد. نتیجههای بهدست‌آمده از بریکسسنج، تفاوت نامحسوسی از بریکس نهایی با اولیه را نشان داد (9 درصد کاهش). با توجه به نتیجههای بهدست‌آمده از تجزیه DLS، میانگین اندازه ذرهها پیش و پس از فرایند برجذب به‌ترتیب 5000 و 3000 نانومتر و شاخص پراکندگی 1 و 846/0 بهدست آمد. همچنین، اثر جرم جاذب و زمان فرایند کدورتزدایی نیز بررسی شد که نسبت بهحالت بهینه تفاوت چندانی نداشت.
Grape juice is one of the valuable food and medicinal products obtained from the natural extract of grapes. This substance is rich in nutrients, serves as a source of natural energy, and possesses various medicinal properties. The turbidity of grape juice depends on the presence of suspended particles, polysaccharides, and other suspended substances. To improve the quality of the juice and reduce its turbidity, natural absorbents are employed. In the current research, lemon peel, as a natural adsorbent, was used to reduce turbidity. After various preliminary tests, 40 ml of grape juice with a Brix value of 10 and an initial absorption rate of 2.874 a.u. was obtained using 2 grams of lemon peel. The surface adsorption process was carried out for 4 hours using the response surface method within a temperature range of 20 to 60 °C and a stirring speed of 200 to 600 rpm. Following optimization, the results indicated that a temperature of 35 °C and a stirring speed of 380 rpm were the most effective conditions for turbidity removal, achieving a maximum removal percentage of approximately 58%. The Brix values showed an insignificant difference of only 9% between the final and initial Brix values. Additionally, the DLS analysis evaluating the average particle size yielded values of 5000 nm and 3000 nm before and after the surface adsorption process, respectively, with a dispersion index of 1 and 0.846.
[1] Cosme F, Pinto T, Vilela A. Phenolic compounds and antioxidant activity in grape juices: A chemical and sensory view. Beverages. 2018;4(1):22. doi: 10.3390/beverages4010022
[2] Mazrou S, Messaoudi M, Begaa S, Innocent C, Akretche D. Clarification of the Algerian grape juice and their effects on the juice quality. Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia. 2020;34(1):1-11. doi: 10.4314/bcse.v34i1.1
[3] Igual M, Contreras C, Camacho M, Martínez-Navarrete N. Effect of thermal treatment and storage conditions on the physical and sensory properties of grapefruit juice. Food Bioprocess Technology. 2014;7:191-203. doi: 10.1007/s11947-013-1088-6
[4] Li N, Wei Y, Li X, Wang J, Zhou J, Wang J. Optimization of deacidification for concentrated grape juice. Food Science Nutrition. 2019;7(6):2050-8. doi: 10.1002/fsn3.1037
[5] Kara IT, Yücel S, Arici M. Clarification of red grape juice by amine-functionalized magnesium silica aerogel. Food Chemistry. 2024:140132. doi: 10.1016/j.foodchem.2024.140132
[6] Prommajak T, Leksawasdi N, Rattanapanone N. Tannins in fruit juices and their removal. Chiang Mai University Journal of Natural Sciences. 2020;19(1):76-90. doi: 10.12982/CMUJNS.2020.0006
[7] Nyika J, Dinka MO. The potential of reusing fruit bio-adsorbents for water purification: a minireview. Materials Today: Proceedings. 2023. doi: 10.1016/j.matpr.2023.07.285
[8] El Bouaidi W, Libralato G, Douma M, Ounas A, Yaacoubi A, Lofrano G, et al. A review of plant-based coagulants for turbidity and cyanobacteria blooms removal. Environmental Science Pollution Research. 2022;29(28):42601-15. doi: 10.1007/s11356-022-20036-0
[9] Haritha M, Raju G, Jacob AM, Thampi G. Remediation of waste water through natural coagulants such as lemon and banana peel. EDP Sciences, E3S Web of Conferences; 2024;529(03004):1-8. doi: 10.1051/e3sconf/202452903004
[10] Shirvani A, Mirzaaghaei M, Goli SAH. Application of natural fining agents to clarify fruit juices. Comprehensive Reviews in Food Science Food Safety. 2023;22(6):4190-216. doi: h10.1111/1541-4337.13207
[11] Zaidi NS. Potential of fruit peels in becoming natural coagulant for water treatment. International Journal of Integrated Engineering. 2019;11(1). doi: 10.30880/ijie.2019.11.01.017
[12] Nasser SA. The Addition of lemon peel powder affects the properties of yogurt. Journal of Food Dairy Sciences. 2022;13(4):65-70. doi: 10.21608/jfds.2022.136776.1055
[13] Aljohani H, Ahmed Y, Elshafey O, El-Shafey S, Fouad R, Shoueir K, et al. Decolorization of turbid sugar juice from sugar factory using waste powdered carbon. Applied Water Science. 2018;8:1-10. doi: 10.1007/s13201-018-0681-2
[14] Leite IR, Barbosa RD. Tannin extract for sugarcane juice clarification. Sugar Tech. 2021;23(3):682-91. doi: 10.1007/s12355-020-00923-x
[15] Ozyilmaz G, Gunay E. Clarification of apple, grape and pear juices by co-immobilized amylase, pectinase and cellulase. Food Chemistry. 2023;398:133900.doi: 10.1016/j.foodchem.2022.133900
[16] Ahdno H, Jafarizadeh-Malmiri H. Clarification of date syrup by activated carbon: investigation on kinetics, equilibrium isotherm, and thermodynamics of interactions. International Journal of Food Engineering. 2015;11(5):651-8. doi: 10.1515/ijfe-2015-0093
[17] Ahmadi O, Sayyar Z, Jafarizadeh Malmiri H. Optimization of Processing Time, Temperature, and Stirring Rate to Synthesize the Ag Nanoparticles Using Oregano Extract. Iran J Chem Chem Eng. 2023;42(10). doi: 10.30492/ijcce.2023.1971456.5676
[18] Mohammadi-Aghdam S, Ahmadi O. Optimization of operating conditions and the role of ultrasound waves in the green synthesis of silver nanoparticles using apple tree leaf extract. Journal of applied research in chemisry. 2023;17(1). doi: 10.30495/jacr.2023.1979194.2096
[19] Eshghi M, Kamali-Shojaei A, Vaghari H, Najian Y, Mohebian Z, Ahmadi O, et al. Corylus avellana leaf extract-mediated green synthesis of antifungal silver nanoparticles using microwave irradiation and assessment of their properties. 2021;10(1):606-13. doi: 10.1515/gps-2021-0062
