جدید: دانلود پایان نامه ارشد رشته کشاورزی : استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی

با عنوان :  استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کشاورزی– علوم و صنایع غذایی گرایش تکنولوژی مواد

عنوان کامل پایان نامه کارشناسی ارشد
استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی

استاد راهنما:
دکتر مجتبی احمدی

استاد مشاور:
دکتر عبدالرضا محمدی نافچی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

 چکیده :

روش های متداول تجاری در استخراج عمتدتاٌ بر سه اصل استوار می باشد: فیزیکی، شیمیایی و ترکیبی از این دو. مکانیسم اصلی عبارت می باشد از شکستن ساختمان دیواره سلولی گیاهان. با در نظر داشتن 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 می باشد. تمایل برای کاهش بهره گیری 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 می باشد. در این بین روش های استخراج به کمک آنزیم ها و استخراج با سیال فوق بحرانی و استخراج با مایکروویو و استخراج با اولتراسونیک مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد و از محبوبیت خوبی برخوردار بوده می باشد. دراین میان روش آنزیمی برای استخراج بیشتر مورد توجه می باشد اما یکی از معضلات این روش هزینه ی بالای این روش می باشد اما راه های مختلفی برای بهینه سازی استخراج لیکوپن هست یکی از این راه ها بهره گیری از روش ترکیبی می باشد. در مطالعه حاضر از روش استخراج با کمک آنزیم- اولتراسونیک از ضایعات گوجه فرنگی بهره گیری شده می باشد. برای این کار از آنزیم سلولاز ( Cellulase ) بهره گیری شده می باشد. 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 مطالعه قرار گرفتند و تاثیر هر کدام از این پارامترها را یکبار به صورت تجربی و بار دیگر با بهره گیری از انجام طراحی آزمایشات بوسیله نرم افزار Design-Expert مطالعه شده می باشد . 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.

 1-1- مقدمه:

گوجه فرنگی یکی از مهمترین محصولات تولید باغی در جهان می باشد که با یک تخمین جهانی تولید آن بیش از 120 میلیون تن برآورد شده می باشد واز نظراقتصادی در مقام دوم جهان قرار دارد موطن اصلی گوجه فرنگی آمریکای جنوبی ومرکزی بود که تا سده 1800 اروپائیان آن را سمی می دانستند و تنها آن را به عنوان زینتی می کاشتند. اجداد گوجه فرنگی گیاهان علفی خودرویی بوده اند که این گیاهان گونه مختلفی از سرده پیشین Lycopersicon بودند. یکی از این گونه ها با نام علمی Solanum Lycopersium به مکزیک منتقل گردید واز آنجا توسط بومیان پرورش پیدا نمود( 2،1، 3، 4). میزان تولیدگوجه فرنگی سالانه در ایران 8/5 میلیون تن و در جهان سالانه حدود 130ملیون تن می باشد که طبق برآوردهای شورای جهانی فرآوری گوجه فرنگی(WPTC)[1] حدود 3 الی5 درصد وزن کل گوجه فرنگی ضایعات آن می باشد که برآورد شده می باشد(9،5). شواهداپیدمولوژیکی نشان می دهد که مصرف محصولات گوجه فرنگی تازه و فرآوری شده باعث کاهش خطر ابتلا به انواع سرطان(6) و کاهش شیوع بیماری ایسمیک قلبی می گردد(7). این اثرات مفید در درجه اول به فعالیت آنتی اکسیدانی گوجه فرنگی نسبت داده شده می باشد.گوجه فرنگی حاوی طیف گسترده ایی از آنتی اکسیدانها شامل ویتامینE، اسید آسکوربیک، کارتنوئیدها، فلاونوئیدها و فنولیک ها می باشد که در میان آن لیکوپن کاروتنوئید مسئول رنگ قرمز گوجه فرنگی رسیده می باشد که در سالهای اخیر توجه زیاد به عنوان امکان جذب آن در پیشگیری از بیماریها شده می باشد(10، 11، 12).

2-1- لیکوپن

1-2-1- تاریخچه لیکوپن:

لیکوپن یک آنتی اکسیدان قوی می باشد که در مسیر سنتز کاروتنوئیدها ساخته میشود(13). ساختار لیکوپن در سال 1930 توسط کرر[2] و همکارانش تعیین گردید(14،15).

 شکل۱-۱ مسیرسنتز کاروتنوئیدها

 1-2-2- ساختار شیمیایی لیکوپن:

لیکوپن یک کاروتنوئید (C40H56) با 11پیوند مزدوج و2 پیوند غیر مزدوج با وزن مولکولی 85/536 دالتون وغالب در پلاسمای بشر می باشد که این رنگدانه طبیعی توسط گیاهان و یا میکروارگانیسم ها سنتز می گردد(17،16، 18). همچنین یک ترکیب لیپوفیلیک ونامحلول در آب می باشد، از آنجا که لیکوپن فاقد حلقه P-ionone درساختار خود می باشد پس فاقد فعالیت ویتامین A می باشد(19).

 شکل۱-۲ ساختار شیمیایی لیکوپن

 لیکوپن در حالت طبیعی به گونه طبیعی به شکل ایزومری ترانس می باشد اما در اثر نور، حرارت، واکنش های شیمیایی وفرآوری های مختلف غذایی و جذب در بدن بشر وجانوران مختلف به اشکال ایزومری مختلف سیس تغییر پیدا می کند. متداول ترین فرم لیکوپن ایزومرهای ترانس، 5-سیس، 9-سیس، 13-سیس و 15-سیس می باشد که دربین آنها ایزومر 5-سیس به علت کمترین انرژی پایدارتر می باشد(20، 21،16،22،23).

لیکوپن مستعد تخریب اکسداتیو می باشد( 25، 27، 24) پس استخراج، ذخیره سازی، فرآوری، تجزیه وتحلیل از لیکوپن بایستی تحت شرایط محیطی کنترل شده انجام گردد(25) حضور زنجیره طولانی پیوند دوگانه مزدوج کربن-کربن باعث می شو که به محض قرار گرفتن لیکوپن در معرض نور دچار تغییرات شیمیایی می گردد (23، 24).

 1-2-3- تأثیر لیکوپن در سلامت بشر:

تخریب اکسیداسیون در حال حاضر به عنوان یک علل مهم در بیماری های مزمن مانند سرطان، بیماری های قلبی و عروقی، پوکی استخوان و دیابت شناخته شده می باشد. آنتی اکسیدان ها تأثیر مهمی را در کاهش اثرات مخرب اکسیداسیون در سلول را دارند(26). لیکوپن به دلیل تعداد بیشتر باندهای دوگانه مزدج خواص آنتی اکسیدانی بیشتری دارند و یکی از قویترین آنتی اکسیدانها می باشد(28، 31، 33). لیکوپن به دلیل داشتن خواص آنتی اکسیدانی بیشتر نسبت به بتا کاروتن( جدول1) در درمان بسیاری از بیماری ها بهره گیری می گردد( 29).

 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

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

زیزانتین                                                10

لوتئین                                                     9

 1-2-3-1- ساختار کاروتنوئیدها:

شکل۱-۳ ساختار کاروتنوئید

 1-2-3-2- سرطان پروستات:

سرطان پروستات یک بیماری می باشد که به نظر می رسد در چند دهه اخیر گسترش یافته می باشد از آنجایی که غیر از ضایعات پیش سرطانی هستند معمولا از دهه سوم زندگی در مردان نظاره می گردد. اولین بار جیووانسی[3] وهمکاران(1995) گزارشی که تأثیر کاروتنوئیدها در کاهش سرطان پروستات را اظهار می نمود منتشر کردند(30، 32). به تازگی جیووانسی مطالعاتی را در ارتباط با مصرف گوجه فرنگی، لیکوپن وخطر ابتلا به سرطان پروستات را مورد مطالعه قرار داد طبق مطالعات اپیدمیولوژیکی از10 موردی را که ارزیابی کرد8 مورد از آنها کاهش خطر ابتلا نظاره گردید(38) . محتمل ترین مکانیسم را که می توان برای تأثیر لیکوپن در نظر گرفت تأثیر آن در خنثی کردن رادیکال های آزاد می باشد(35).

1-2-3-3- بیماری های استخوانی:

اگر چه شیمی کاروتنوئیدها به گونه گسترده مورد مطالعه قرار گرفته می باشد، در حال حاضر جذب، متابولیسم و توابع بیولوژیکی مطالعه گردد. واکنش های مخرب اکسیداسیونی از مهمترین عوامل مهم در بیماری پوکی استخوان می باشد که آنتی اکسیدان های طبیعی نظیر لیکوپن می تواند تأثیر جلوگیری کنندگی را داشته باشد(34). لیکوپن موجب تحریک ساخت سلول های استخوانی شده واز ناهنجاری های شکلی و کجی استخوان جلوگیری می کند(37).

1-2-3-4- سایر بیماری ها:

خاصیت آنتی اکسیدانی لیکوپن توجه تحقیقات علمی را به تأثیر محافظتی آن در فشار خون بالا به خود جلب کرده می باشد. مطالعه اخیر مصرف مکمل لیکوپن به مدت 8 هفته به میزان 15 میلی گرم در روز کاهش فشار خون نظاره گردید. کسانی که به صورت مداوم از لیکوپن بهره گیری می کنند 30تا 60 درصد کمتر به بیماری های گوارشی مبتلا می شوند( 34، 36). همچنین مطالعات اپیدمیولوژیکی در سال های اخیر نشان می دهد که مصرف گوجه فرنگی ومحصولات غذایی گوجه فرنگی خطر ابتلا به سرطان حفره دهان، حلق، مری، معده، روده بزرگ، مثانه را در بشر کاهش می دهد.این اثر محافظتی به خواص آنتی اکسیدانی و پروویتامینی ترکیبات مغذی در بدن می باشد(50).

 1-3- انواع روشهای استخراج:

هدف از استخراج، جدا کردن و بازیابی ترکیبات مورد نظر از بافت نمونه می باشد که اکثراً شامل تغییر و انتقال از فاز جامد به فاز مایع می باشد. سادگی، سرعت اقدام و بازیابی کمی ترکیبات مورد نظر از بافت نمونه، بدون کاهش و یا تجزیه شدن انها و اقتصادی بودن روش از خصوصیات یک روش خوب می باشد(45). یکی از روش های معروف و مورد بهره گیری در صنایع و آزمایشگاه ها روش استخراج با حلال [4]می باشد که به کمک دستگاه سوکسله انجام می گردد. این روش ها مستلزم مصرف حجم زیاذی از حلال های آلی خطرناک در استخراج های تجربی در سال های اخیر موجب توسعه روش های جدید استخراج با مصرف کم حلال نسبت به روش های کلاسیک شده می باشد. در میان این روش ها، روش های استخراج به کمک آنزیم ها[5]، استخراج با سیال فوق بحرانی [6]، استخراج با کمک مایکروویو [7] و استخراج با مایع تحت فشار[8] (41،40) از محبوبیت بسیار برخوردار می باشد و در بسیاری از فرآیندهای زیست محیطی بهره گیری شده می باشد(41،39). در این پروژه از ادغام روش استخراج فراصوت و آنزیمی برای استخراج لیکوپن از ضایعات گوجه فرنگی بهره گیری شده می باشد. لذا لازم می باشد به گونه مختصر مفهوم استخراج و روش های مختلف آن معرفی گردد.

تعریف استخراج:

انتقال یک ترکیب از مایع به مایع دیگر ویا از فاز جامد به مایع را استخراج می گویند. استخراج برچند نوع می باشد:

1ـ استخراج مایع ـ مایع [9]: که به استخراج از یک مایع به مایع غیر قابل امتزاج دیگر گفته می گردد.

2ـ استخراج فاز جامد[10] : که به استخراج از یک مایع توسط یک بستر جامد اطلاق می گردد.

3ـ استخراج مایع ـ جامد [11]:که به استخراج از جامد توسط مایع گفته می گردد(45).

روش های عملی استخراج عبارتند از:

1 ـ سوکسله

2 ـ سوکستک[12]

3 ـ استخراج با کمک مایکروویو

4 ـ استخراج با کمک امواج مافوق صوت[13]

5 ـ استخراج با حلال تسریع شده یا استخراج با مایع تحت فشار[14]

6 ـ استخراج با سیال فوق بحرانی

7 ـ استخراج به کمک آنزیم ها

 1-3-1- روش سوکسله

روش سوکسله اولین بار در سال 1848 توسط یک شیمیدان آلمانی به نام فرنس ون ساکسله[15] معرفی گردید. این روش برای استخراج مایع ـ جامد بهره گیری می گردد.شماتیک دستگاه سوکسله در شکل1 ـ1 ارائه شده می باشد. هر سیستم شامل یک وسیله گرم کننده{1}، بالن حاوی حلال {2}، محفظه استخراج {3} که نمونه بعد از قرار گرفتن در کاغذ صافی که به صورت انگشتانه[16] درآمده {4} در داخل محفظه استخراج جاگذاری می گردد و مبرد {5} که حلال در آن سرد شده و به داخل محفظه استخراج برگردانده می گردد. مقداری پشم شیشه یا گلوله شیشه ای روی نمونه قرار داده می گردد تا بر اثر چکیدن حلال از مبرد به داخل نمونه کانال ایجاد نشود و یا از پخش شدن نمونه جلوگیری گردد (49).

 شکل۱ـ۴ شماتیک دستگاه سوکسله(49)

 طریقه کار به این ترتیب می باشد که نمونه وزن شده داخل انگشتانه ریخته می گردد ودر محفظه استخراج جایگذاری می گردد. حلال گرم می گردد واز لوله جانبی دستگاه سوکسله بالا می رود. حلال بعد از سرد شدن در مبرد به داخل محفظه استخراج می چکد. هنگامی که سطح حلال در محفظه به نقطه {6} رسید حلال که حاوی مواد استخراج شده می باشد به داخل بالن حلال تخلیه می گردد. این سیکل چندین بار انجام می گردد تا استخراج کامل گردد. لذا همواره حلال تازه با نمونه در تماس می باشد به این ترتیب بازده استخراج افزایش پیدا می کند. این روش به زمان طولانی و مقدار زیادی حلال نیاز دارد(49).

1-3-2- سوکستک

یک روش استخراج اصلاح شده می باشد که مبنای آن روش سوکسله می باشد این روش در سال 1970 معرفی گردید ودر سال 1982 تجاری سازی شده می باشد(42) هر دستگاه سوکسله شامل اجزای زیر می باشد:

{1}ظرف حاوی حلال

{2}انگشتانه که نمونه در آن قرار داده می گردد.

{3}سیستم بازیابی حلال که مجهز به شیر می باشد که در مرحله بازیابی حلال بسته می گردد.

تعداد صفحه :107

قیمت : چهارده هزار و هفتصد تومان

***

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        serderehi@gmail.com