| تعداد نشریات | 45 |
| تعداد شمارهها | 1,469 |
| تعداد مقالات | 17,958 |
| تعداد مشاهده مقاله | 58,289,367 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,748,415 |
ارزیابی سینتیک و برآورد ضرایب انتقال جرم وابسته به دمای استخراج پکتین از پوست هندوانه | ||
| پژوهش های صنایع غذایی | ||
| دوره 35، شماره 4، دی 1404، صفحه 39-56 اصل مقاله (1.15 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/fr.2025.57624.1889 | ||
| نویسندگان | ||
| علی فروهر* ؛ ناصر همدمی | ||
| گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| زمینه مطالعاتی: بررسی سازوکار استخراج بیوپلیمرها و مدلسازی فرآیندهای مرتبط، گامی مؤثر در جهت بهینهسازی عملیات استخراج محسوب میشود. هدف: هدف از این پژوهش، مطالعه سینتیک استخراج و تحلیل ضرایب انتقال جرم در فرآیند بازیابی پکتین از پوست هندوانه است. مواد و روشها: استخراج پکتین در سه دمای مختلف (۶۰، ۷۰ و ۸۰ درجه سلسیوس) و در بازههای زمانی متعدد (۱۵، ۳۰، ۴۵، ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه) با استفاده از روش اسیدی مرسوم صورت گرفت. طراحی این مطالعه بهمنظور بررسی سینتیک استخراج با بهرهگیری از مدل سینتیکی درجه دوم و برآورد ضرایب انتقال جرم انجام شد. نتایج: بیشترین بازده استخراج پکتین، در دمای ۹۰ درجه سلسیوس و پس از ۹۰ دقیقه، برابر با 45/17 درصد به دست آمد. همچنین، تمامی تیمارهای مورد بررسی منجر به تولید پکتین با خلوص مناسب گردید؛ بهطوری که محتوای گالاکتورونیک اسید استخراجشده در همه نمونهها بیش از ۷۹ درصد بود. آزمونهای انتقال جرم و تحلیل عدد بیوت نشان داد که در شرایط انجام آزمایش، مقاومت داخلی (ضریب انتشار مؤثر) نقش اصلی در کنترل فرآیند دارد. بر این اساس، استفاده از مدلهای مبتنی بر قانون دوم فیک در تخمین ضریب انتشار مؤثر و بهرهگیری از دادههای تجربی برای محاسبه سرعت استخراج پکتین امکانپذیر است. مقدار ضریب انتشار مؤثر در دماهای مختلف در بازهای از 14-10× 82/1 تا 14-10 ×19/4 متر مربع بر ثانیه بهدست آمد. نتیجهگیری: دمای فرآیند استخراج نقش مهمی در افزایش سرعت استخراج و تغییر ضرایب انتقال جرم ایفا میکند. نتایج این پژوهش نشان داد که استخراج پکتین با روش اسیدی مرسوم، عمدتاً از طریق سازوکار کنترلشده توسط انتشار مؤثر درون ذره انجام میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پکتین؛ هندوانه؛ سنیتیک استخراج؛ عدد بیوت؛ ضریب انتشار موثر | ||
| مراجع | ||
|
Adetunji L. R, Adekunle A, Orsat V, and Raghavan V. 2017. Advances in the pectin production process using novel extraction techniques: A review. Food Hydrocolloids, 62: 239-250.
Almohammed F, Koubaa M, Khelfa A, Nakaya M, Mhemdi H, and Vorobiev E. 2017. Pectin recovery from sugar beet pulp enhanced by high-voltage electrical discharges. Food and Bioproducts Processing, 103: 95-103.
Andersen N. M, Cognet T, Santacoloma P, Larsen J, Armagan I, Larsen F, and Huusom J. K. 2017. Dynamic modelling of pectin extraction describing yield and functional characteristics. Journal of food engineering, 192: 61-71.
Arimalala A. F, Pierre Herv́e R, and Rafihavanana R. 2022. Modeling and kinetics study of Avocado oil extraction from Madagascar using different mathematical models. South African Journal of Chemical Engineering, 41(1): 93-97.
Bagherian H, Ashtiani F. Z, Fouladitajar A, and Mohtashamy M. 2011. Comparisons between conventional, microwave-and ultrasound-assisted methods for extraction of pectin from grapefruit. Chemical engineering and processing: Process Intensification, 50: 1237-1243.
Basak S, and Annapure U. S. 2022. Atmospheric pressure pin-to-plate cold plasma modification of high methoxyl apple pectin: Impact on functional properties. Journal of Agriculture and Food Research, 9: 100356.
Baümler E. R, Crapiste G. H, and Carelli A. A. 2010. Solvent extraction: kinetic study of major and minor compounds. Journal of the American Oil Chemists' Society, 87(12): 1489-1495.
Belkheiri A, Forouhar A, Ursu A. V, Dubessay P, Pierre G, Delattre C, . . . Michaud P. 2021. Extraction, characterization, and applications of pectins from plant by-products. Applied Sciences, 11(14): 65-96.
Chan, C.-H, Yusoff, R, and Ngoh, G.-C. 2014. Modeling and kinetics study of conventional and assisted batch solvent extraction. Chemical engineering research and design, 92(6), 1169-1186.
Chan S.-Y, and Choo W.-S. 2013. Effect of extraction conditions on the yield and chemical properties of pectin from cocoa husks. Food chemistry, 141(4): 3752-3758.
Colodel C, Vriesmann L. C, Teófilo R. F, and de Oliveira Petkowicz C. L. 2018. Extraction of pectin from ponkan (Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan) peel: Optimization and structural characterization. International journal of biological macromolecules, 117: 385-391.
El-Shafie A. S, Hassan S. S, Akther N, and El-Azazy M. 2021. Watermelon rinds as cost-efficient adsorbent for acridine orange: A response surface methodological approach. Environmental Science and Pollution Research, 30: 71554–71573.
Encalada A. M. I, Pérez C. D, Calderón P. A, Zukowski E, Gerschenson L. N, Rojas A. M, and Fissore E. N. 2019. High-power ultrasound pretreatment for efficient extraction of fractions enriched in pectins and antioxidants from discarded carrots (Daucus carota L.). Journal of food engineering, 256: 28-36.
Fraeye I, De Roeck A, Duvetter T, Verlent I, Hendrickx M, and Van Loey A. 2007. Influence of pectin properties and processing conditions on thermal pectin degradation. Food chemistry, 105(2): 555-563.
Freitas C, Sousa R, Dias M, and Coimbra J. 2020. Extraction of pectin from passion fruit peel. Food engineering reviews, 12: 460-472.
Garna H, Mabon N, Wathelet: B, and Paquot: M. 2004. New method for a two-step hydrolysis and chromatographic analysis of pectin neutral sugar chains. Journal of agricultural and food chemistry, 52(15): 4652-4659.
Geankoplis, C. 2003. Transport processes and separation process principles (includes unit operations). Prentice Hall Press.
Harouna-Oumarou H. A, Fauduet H, Porte, C, and Ho Y.-S. 2007. Comparison of kinetic models for the aqueous solid-liquid extraction of Tilia sapwood in a continuous stirred tank reactor. Chemical Engineering Communications, 194(4): 537-552.
Kaya M, Sousa, A. G, Crépeau, M.-J, Sørensen, S. O, and Ralet, M.-C. 2014. Characterization of citrus pectin samples extracted under different conditions: influence of acid type and pH of extraction. Annals of botany, 114(6), 1319-1326.
Koubala, B, Kansci G, Mbome L, Crépeau M.-J, Thibault J.-F, and Ralet M.-C. 2008. Effect of extraction conditions on some physicochemical characteristics of pectins from “Améliorée” and “Mango” mango peels. Food Hydrocolloids, 22(7): 1345-1351.
Maran, J. P., Sivakumar, V., Thirugnanasambandham, K., & Sridhar, R. 2014. Microwave assisted extraction of pectin from waste Citrullus lanatus fruit rinds. Carbohydrate polymers, 101: 786-791.
Mesbahi, G., Jamalian, J., & Farahnaky, A. 2005. A comparative study on functional properties of beet and citrus pectins in food systems. Food hydrocolloids, 19(4): 731-738.
Panchev I, Kirtchev N, and Kratchanov C. 1989. Kinetic model of pectin extraction. Carbohydrate polymers, 11(3): 193-204.
Petkowicz C, Vriesmann L, and Williams P. 2017. Pectins from food waste: Extraction, characterization and properties of watermelon rind pectin. Food Hydrocolloids, 65: 57-67.
Petkowicz C. L. O, Vriesmann L. C, and Williams P. A. 2017. Pectins from food waste: Extraction, characterization and properties of watermelon rind pectin. Food Hydrocolloids, 65: 57-67.
Rakotondramasy-Rabesiaka L, Havet J.-L, Porte C, and Fauduet H. 2010. Estimation of effective diffusion and transfer rate during the protopine extraction process from Fumaria officinalis L. Separation and Purification Technology, 76(2): 126-131.
Ridley, B. L, O'Neill, M. A, and Mohnen, D. 2001. Pectins: structure, biosynthesis, and oligogalacturonide-related signaling. Phytochemistry, 57(6): 929-967.
sayah M. Y, Chabir, R, Benyahia H, Rodi Kandri Y, Ouazzani Chahdi F, Touzani H, and Errachidi F. 2016. Yield, esterification degree and molecular weight evaluation of pectins isolated from orange and grapefruit peels under different conditions. PloS one, 11(9): 1-16.
Seikova I, Simeonov E, and Ivanova E. 2004. Protein leaching from tomato seed––experimental kinetics and prediction of effective diffusivity. Journal of food engineering, 61(2): 165-171.
Sengar A. S, Rawson A, Muthiah M, and Kalakandan S. K. 2020. Comparison of different ultrasound assisted extraction techniques for pectin from tomato processing waste. Ultrasonics Sonochemistry, 61: 104812.
Simeonov E, Yaneva Z, and Chilev C. 2018. Kinetics of green solid-liquid extraction of useful compounds from plant materials: kinetics coefficients and modeling. Green Processing and Synthesis, 7(1): 68-73.
Taylor K. A. 1993. A colorimetric method for the quantitation of galacturonic acid. Applied biochemistry and biotechnology, 43: 51-54.
Tomaz I, Huzanić N, Preiner D, Stupić D, Andabaka Ž, Maletić E, . . . Ašperger D. 2019. Extraction methods of polyphenol from grapes: extractions of grape polyphenols. In Polyphenols in plants, 151-167.
Vetal M. D, Lade V. G, and Rathod V. K. 2012. Extraction of ursolic acid from Ocimum sanctum leaves: Kinetics and modeling. Food and Bioproducts Processing, 90(4): 793-798.
Xi J, Yan L, and He L. 2014. Pressure-dependent kinetic modeling of solid–liquid extraction of the major green tea constituents. Separation and Purification Technology, 133: 155-159.
Xu Y, Zhang L, Bailina Y, Ge, Z, Ding T, Ye, X, and Liu D. 2014. Effects of ultrasound and/or heating on the extraction of pectin from grapefruit peel. Journal of food engineering, 126: 72-81.
Yang J.-S, Mu T.-H, and Ma M.-M. 2018. Extraction, structure, and emulsifying properties of pectin from potato pulp. Food chemistry, 244: 197-205.
Yapo B, Robert C, Etienne I, Wathelet B, and Paquot M. 2007. Effect of extraction conditions on the yield, purity and surface properties of sugar beet pulp pectin extracts. Food chemistry, 100(4): 1356-1364.
Yeoh S, Shi J, and Langrish T. 2008. Comparisons between different techniques for water-based extraction of pectin from orange peels. Desalination, 218(1-3): 229-237. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 17 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 11 |
||