کاربرد روش سطح پاسخ در بهینه‌سازی شرایط استخراج رنگ از دانه آناتو به کمک امواج فراصوت

نویسندگان
1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
2 اﺳﺘﺎد ﮔﺮوه ﻋﻠﻮم و ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻏﺬاﻳﻲ، داﻧﺸﻜﺪه ﻛﺸﺎورزی، داﻧﺸﮕﺎه فردوسی مشهد
3 استادیار گروه پژوهشی افزودنی‌های غذایی، پژوهشکده علوم و فناوری مواد غذایی جهاد دانشگاهی مشهد
چکیده
چکیده رنگ آناتو از جمله قدیمی­ترین کاروتنوئیدهای طبیعی می­باشد که کاربردهای گسترده­ای در صنایع غذایی دارد. از نقطه نظر اقتصادی، رنگ آناتو دومین افزودنی رنگی طبیعی مورد استفاده در صنعت در دنیاست که پیش­بینی می شود روند تقاضا برای آن روز به روز افزایش یابد. استخراج رنگ از دانه آناتو عمدتا به روش­های متداول صورت گرفته و اطلاعات اندکی پیرامون استفاده از تکنیک­های نوین نظیر تکنولوژی فراصوت و متدولوژی سطح پاسخ در استحصال رنگ از دانه آناتو موجود است. هدف از این پژوهش، بهینه‌سازی فرایند استخراج رنگ آناتو با کمک امواج فراصوت و تعیین بهترین شرایط فرایند با کمک طرح مربع مرکزی و متدولوژی رویه‌ی سطح پاسخ بود. به منظور بررسی تأثیر دمای استخراج (80- 20 درجه سانتی­گراد)، زمان استخراج (10- 2 دقیقه)، نسبت دانه به حلال (20- 5 درصد) و نسبت چرخه کاری (8/0-2/0 ثانیه)، بر راندمان استخراج رنگ از دانه آناتو و بهینه سازی فرایند استخراج رنگ از طرح مرکب مرکزی استفاده شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد، فاکتور نسبت دانه به حلال (4X) و اثر مربعی آن (42X) دارای بیشترین تاثیر بر استخراج رنگ از دانه آناتو می باشد. شرایط بهینه به ­منظور حصول بیشینه­ی مقدار رنگ از دانه آناتو در فرآیند استخراج به کمک امواج فراصوت، شامل دمای 7/72 درجه­ی سانتی­گراد، زمان 25/7 دقیقه، نسبت دانه به حلال 14 درصد و زمان کاری 8/0 ثانیه، تعیین گردید که در این شرایط میزان جذب، 865/0 و راندمان استخراج رنگ 35/6 درصد دانه آناتو بود.
کلیدواژه‌ها

[1] Li, j., Zhang, L. and Liu, Y. 2013. Optimization of extraction of natural pigment from purple sweet potato by response surface methodology and its stability. Hindawi publishing corporation, Journal of Chemistry, Volume 2013, 1-5.
[2] Sinha, K., Chowdhury, S., Saha, P.D. and Datta, S. 2013. Modeling of microwave-assisted extraction of natural dye from seeds of Bixa orellana (Annatto) using response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN). Industrial Crops and Products41, 165– 171.
[3] Galindo-Cuspinera, V., Westhoff, D.C. and Rankin, S.A. 2003. Antimicrobial properties of commercial annatto extracts against selected pathogenic lactic acid and spoilage microorganisms. Journal of Food Protection, 66, 1074-1078.
[4] Ramamoorthy, S., Meera, G.P., Lubaina, M., Dipita, B., Geetha, T., Balamurugan, P. and Rajanarayanan, S. 2011. Evaluation of antibacterial, antifungal, and antioxidant properties of some food dyes, Food Sci. Biotechnol, 20 (1): 7-13.
[5] Tibodeau, J.D., Isham, C.R. and Bible, K.C. 2010. Annatto constituent cis-bixin has selective antimyeloma effects mediated by oxidative stress and associated with inhibition of thioredoxin and thioredoxin reductase, Antioxidant & redox signaling volume 13, 987-997.
[6] Henry, B.S. 1996. Natural food colors. In natural food colors. Blackie academic and professional: Glasgow U.K., 2nd, 40-79.
[7] Wang, L. and Weller, C.L. 2006. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends Food Sci. Tech. 17, 300-312.
[8] Ghafoor, K., Choi, Y.H., Jeon, J.Y. and Jo, I.H. 2009. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds, antioxidants, and anthocyanins from grape (Vitis vinifera) seeds. J. Agric. Food Chem., 57, 4988–4994.
[9] Zou, T.B., Jia, Q., Li, H.W., Wang, C.X. and Wu, H.F. 2013. Response surface methodology for ultrasound-assisted extraction of astaxanthin from Haematococcus pluvialis.Mar. Drugs, 11, 1644-1655.
[10] Castello, M., Chandra, N., Phatak, A. and Madhuri, S. 2004. Estimation of bixin in seeds of Bixa orellana L. from different locations in western Maharashtra. Indian J. Plant Physiol, 9 (2), 185–188.
[11] Salar Bashi, D., Mortazavi, S.A., Rezaei, K., Rajaei, A. and Karimkhani, M.M. 2012 . Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from Yarrow (Achillea beibrestinii) by response surface methodology, Food Sci. Biotechnology. 21(4), 1005-1011.
[12] Yi, S., Bingjian, D., Ting, Z., Bing, H., Fei, Y., Rui, Y., Xiaosong, H., Yuanying, N. and Quanhong, Li. 2011. Optimization of extraction process by response surface methodology and preliminary structural analysis of polysaccharides from defatted peanut (Arachis hypogaea) cakes, Carbohydrate Research, 346: 305-310.
[13] Tiezheng, M., Qiang, W. and Haiwen, W. 2010, Optimization of extraction conditions for improving solubility of peanut protein concentrates by response surface methodology. LWT - Food Science and Technology, 43: 1450-1455.
[14] Badwaik, L.S., Prasad, K. and Deka, S.C. 2012. Optimization of extraction conditions by response surface methodology for preparing partially defatted peanut. International Food Research Journal, 19(1), 341-346.
[15] Quanhong, L. and Caili, F. 2005. Application of response surface methodology for extraction optimization of germinant pumpkin seeds protein. Food Chemistry, 92, 701-706.
[16] Ghafoor, K. and Choi, Y.H. 2009. Optimization of ultrasound assisted extraction of phenolic compounds and antioxidants from grape peel through response surface methodology. J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem., 52(3), 295-300.
[17] Zhang, L.L., Xu, M., Wang, Y.M., Wu, D.M. and Chen, J.H. 2010. Optimizing ultrasonic Ellagic Acid extraction conditions from Infructescence of Platycarya strobilacea using response surface methodology, Molecules, 15,7923-7932.