کاربرد سطح پاسخ در بهینه سازی استخراج روغن از مغز گردو و هسته میوه انبه با استفاده از امواج فراصوت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد تهران مرکز

چکیده

گردو و انبه از درختان بومی مناطق گرمسیر می باشند. مغز گردو منبع غنی از روغن با ارزش غذایی بالا است. هسته میوه انبه نیز حاوی روغن با درصد بالای اسید چرب اشباع است که قابلیت کاربرد به عنوان ماده اولیه برای تهیه سوخت های زیستی را دارد. در مقاله حاضر برای استخراج روغن از مغز گردو و هسته انبه با استفاده از هگزان از امواج فراصوت استفاده شد و نتایج با استخراج به شیوه سوکسله در مدت زمان 6 ساعت مقایسه شد. در این مطالعه برای بررسی و بهینه سازی سه فاکتور زمان و دمای استخراج و دامنه امواج و برای رسیدن به بیشترین بازدهی در استخراج روغن با روش فراصوت از برنامه سطح پاسخ استفاده شد. نتایج نشان داد روش استخراج با کمک امواج فراصوت با کاهش قابل ملاحظه دما و زمان استخراج روش مناسبی برای استخراج روغن از مغز گردو و هسته انبه در مقایسه با روش سوکسله است. شرایط بهینه در روش فراصوت برای استخراج روغن با بازدهی بالا از مغز گردو، زمان min 70، دمای ºC25 و دامنه امواج 100% و برای هسته انبه، زمان min 69، دمای ºC25 و دامنه امواج 72% به دست آمد. بازدهی استخراج روغن با استفاده از روش فراصوت در شرایط بهینه برای مغز گردو و هسته انبه به ترتیب 52/64% و 86/13% به دست آمد که مشابه نتایج حاصله با روش سوکسله بود. مقدار و درصد اسیدهای چرب شناسایی شده در هر دو روغن در هر دو روش استخراج، تفاوت قابل ملاحظه ای را نشان نداد. لینولئیک اسید در روغن مغز گرد و اولئیک اسید در روغن هسته انبه بیشترین درصد را داشتند. تحلیل آماری واریانس، اعتبار نتایج حاصل از نرم افزار Design-Expert را تأیید کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of Response Surface Methodology for Optimization of Ultrasound-assisted extraction of oil from Walnut Kernels and Mango Seeds

نویسندگان [English]

  • Anvar Shalmashi 1
  • Fatemeh Amani 2
1 Associate Professor, Organic Chemistry, Chemical Technology Department, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran
2 Graguate of Peyambar Azam Complex, Azad University of Central Tehran
چکیده [English]

Walnut (Juglans regia L.) and Mango (Mangifera indica L.) are trees native to tropical regions.  Walnut kernels are a valuable source of essential fatty acids to human health. The seeds of mango fruits contain oil with high percentage of saturated fatty acids which are suitable as a feedstock to produce biofuels. In this paper continues ultrasound-assisted extraction (CUAE) was used for extraction of oil from walnut kernels and mango seeds with hexan as solvent and the results was compared with those obtained with conventional soxhlet extraction (CSE) for 6 h. Response surface methodology (RSM) was used for optimization of the main factors including resonance amplitude, extraction temperature and sonication time in order to maximize oil extraction yield (OEY%) in CUAE. The results in this study revealed that the ultrasound is a promising method for extraction of oil from walnut seed kernel and mango seeds over the CSE by significant reducing in extraction time and temperature. The optimum condition for CUAE of oil with high OEY% from walnut kernels was obtained resonance amplitude of 100%, temperature of 25°C and sonication time of 70 min and for mango seed was resonance amplitude of 72%, temperature of 25°C and sonication time of 69 min.  The OEY% for CUAE of oil from walnut and mango in optimum condition was obtained 64.52% and 13.86%, respectively that was similar to those obtained by CSE. There was no significant difference between fatty acid compositions of extracted oil from mango and walnut by two methods. Linoleic and oleic acid was the main fatty acids in walnut kernels and mango seeds, respectively. Analysis of variances (ANOVA) of data confirms the validity of the design expert 7 software for optimization and modeling the factors in the procedure. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • extraction
  • Ultrasound
  • Oil
  • Walnut Kernel
  • Mango Seed
  • Response surface methodology
[1] Li, H., Pordesimo, L., Weiss, J. (2004). High intensity ultrasound-assisted extraction of oil from soy beans. J. Food Res., 37, 731-738.

[2] Rockland, L.B., Benedict, C.D. (1970). Occurrence of  Fatty Acid Methyl Esters in Walnut Kernel and Other Oils. J. Agri Food Chem., 18, 228–233.

[3] Dogan, M., Akgu, A. (2005). Fatty acid composition of some walnut (Juglans regia L.) cultivars from east Anatolia. J.  Grasas  Aceites., 56, 328-331.

[4] Kittiphoom, S., Sutasinee, S. (2013). Mango seed kernel oil and its physicochemical properties.  J. Food Res., 20, 1145-1149.

[5] Nzikou, J.M., Kimbonguila,  A., Matos, L., Loumouamou, B., Pambou-Tobi,  N.P.G. and et al. (2010) Extraction and characteristics of seed kernel oil from mango (Mangifera indica). J.  Environ. Earth Sci., 2, 31-35.

[6] ZHAO, S., KWOK, K.C., LIANG, H. (2007) Investigation on ultrasound assisted extraction of saikosaponins from Radix Bupleuri. J. Sep. Purif. Technol.,  55, 307–312.

[7] Shalmashi, A. (2009). Ultrasound-assisted extraction of oil from tea seeds. J. Food Lipids,  16, 465-475.

[8] Brujan, E.A. (2004). The role of cavitations micro jets in the therapeutic applications of ultrasound. J. Ultrasound Med. Bio., 30, 381-387.

[9] Javier, R., Pilar, M., Rafael, P., Francisco, J.S.  (1999). Influence of different factors on the output power transferred into medium by ultrasound. J. Ultrasonics Sonchem., 5, 157-162.