فناوری‌های جدید در صنعت غذا

فناوری‌های جدید در صنعت غذا

غربالگری روش های حرارت دهی و بهینه سازی مقادیر مصرفی سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره برگ درخت توت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران
چکیده
روش های حرارتی جهت تسریع سنتز سبز نانوذرات به منظور کاهش مصرف انرژی و بهبود کارایی محصول سنتز شده دارای اهمیت بالایی م باشند، نانوذرات نقره به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و خواص گسترده‌ دارای اهمیت بالایی بوده و سنتز آنها از روش سبز دارای اندازه ذرات مناسب، پایداری سطحی بالا و عدم سمیت زیستی می باشد. در پژوهش حاضر از گیاه برگ درخت توت به عنوان ماده اولیه احیاکننده جهت سنتز سبز نانوذرات نقره استفاده گردید، با غربالگری روش های مختلف حرارت دهی، در نهایت روش استفاده از مایکروویو بدلیل غلظت بالا (ppm 56 ) میانگین اندازه ذرات پایین (nm 79) نسبت به سایر روش های حرارت دهی انتخاب گردید و در ادامه با طراحی آزمایش انجام گرفته با روش پاسخ سطح در بازه غلظت عصاره استخراج شده (w/v) 09/0 الی 01/0 و مقدار حجمی محلول نمک نیترات نقره mM 1 در بازه mL 5 الی 15 فرآیند سنتز نانوذرات نقره با روش سبز انجام گرفت. پس از بهینه سازی انجام گرفته نتایج نشان داد، غلظت عصاره w/v 0.06 و مقدار حجمی نیترات روی mL 11.69 مناسب ترین حالت جهت انجام فرآیند سنتز بود که در این حالت بیشترین غلظت و کمترین میانگین اندازه نانوذرات به ترتیب با مقادیر با ppm 62.42 و nm 72 بدست آمد.

چکیده تصویری

غربالگری روش های حرارت دهی و بهینه سازی مقادیر مصرفی سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره برگ درخت توت

تازه های تحقیق

  • سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره برگ درخت توت
  • غربالگری روش های حرارت دهی در تسریع سنتز نانوذرات نقره
  • بهینه سازی مقادیر مصرفی در فرآیند سنتز
  • پایداری محصول تولید شده و خصوصیات آن

کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Screening of heating methods and optimization of consumption amounts for green synthesis of silver nanoparticles using mulberry leaf extract

نویسندگان English

Farhad Rahmani-Chiyane
Omid Ahmadi
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده English

Thermal methods for accelerating green synthesis of nanoparticles to reduce energy consumption and improve product efficiency are highly important. Silver nanoparticles, due to their large surface-area-to-volume ratio and broad properties, are of great significance, and their green synthesis offers nanoparticles with suitable size, high surface stability, and low biological toxicity. In this study, mulberry leaf (Morus spp.) extract was used as the reducing agent for the green synthesis of silver nanoparticles. After screening various heating methods, microwave irradiation was selected due to its high concentration (ppm 56) and smaller average particle size (nm 79) compared with other heating methods. Subsequently, an experimental design based on a response surface methodology was conducted over the extract concentration range (w/v) from 0.90 to 0.10 (interpreted as 0.09–0.10) and a silver nitrate solution volume range of 1 mM within 5–15 mL. The green synthesis of silver nanoparticles proceeded under these conditions. Following optimization, results indicated that a leaf extract concentration of w/v 0.06 and a silver nitrate volume of approximately 11.69 mL were the most suitable for the synthesis process, yielding the highest nanoparticle concentration and the smallest average particle size, at around 62.42 ppm and 72 nm, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Green synthesis
Silver nanoparticles
Optimization
RSM
Plant Extract
[1]   Hashemilar, H., Jafarizadeh-Malmiri, H., Ahmadi, O., & Jodeiri, N. (2023). Enzymatically preparation of starch nanoparticles using freeze drying technique–gelatinization, optimization and characterization. Int. J. Biol. Macromol., 237, 124137.
[2]   Esmaili, S., Zinsaz, P., Ahmadi, O., Najian, Y., Vaghari, H., & Jafarizadeh-Malmiri, H. (2022). Screening of four accelerated synthesized techniques in green fabrication of ZnO nanoparticles using Willow leaf extract. Z. für Phys. Chem., 236(11-12), 1567-1581.
[3]   Mirzakhani, L., Jafarizadeh-Malmiri, H., & Ahmadi, O. (2024). Three accelerated methods based on microwave, hydrothermal and conventional heating in the green synthesis of selenium nanoparticles using garlic aqueous extract: Screening and characterization. Nano-Struct. Nano-Objects, 38, 101162. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2024.101162
[4]   Khalilnejad, A., Lashkari, R., Iravani, M., & Ahmadi, O. (2020). Application of synthesized silver nanofluid for reduction of oil-water interfacial tension. In: Saint Petersburg 2020. European Association of Geoscientists & Engineers.
[5]   Hamoud Alshahrani, S., Alameri, A.A., Zabibah, R.S., Turki Jalil, A., Ahmadi, O., & Behbudi, G. (2022). Screening method synthesis of AgNPs using Petroselinum crispum (parsley) leaf: Spectral analysis of the particles and antibacterial study. J. Mex. Chem. Soc., 66(4), 480-487.
[6]   Beigzadeh, R. & Ahmadi, O. (2025). Comparison of neural network and factorial design in optimizing red mulberry juice turbidity reduction. Food Process. Preserv. J., 16(4), 95-111. [In Persian] https://doi.org/10.22069/FPPJ.2025.22813.1838
[7]   Kumkoon, T., Srisaisap, M., & Boonserm, P. (2023). Biosynthesized silver nanoparticles using Morus alba (white mulberry) leaf extract as potential antibacterial and anticancer agents. Molecules, 28(3), 1213. https://doi.org/10.3390/molecules28031213
[8]   Kim, H.-B., You, H.-S., Ryu, S.-j., Lee, H.-Y., & Baek, J.-S. (2024). Green synthesis of silver nanoparticles from mulberry leaf through hot melt extrusion: Enhanced antioxidant, antibacterial, anti-inflammatory, antidiabetic, and anticancer properties. Food Hydrocoll. Health, 6, 100184.
[9]   Gharibshahi, L., Saion, E., Gharibshahi, E., Shaari, A.H., & Matori, K.A. (2017). Structural and optical properties of Ag nanoparticles synthesized by thermal treatment method. Materials, 10(4), 402.
[10] Merin, D.D., Prakash, S., & Bhimba, B.V. (2010). Antibacterial screening of silver nanoparticles synthesized by marine micro algae. Asian Pac. J. Trop. Med., 3(10), 797-799.
[11] Memarzadeh, E., Jafarizadeh-Malmiri, H., Khoshfetrat, A.B., & Ahmadi, O. (2025). Green lycopene extraction from tomato peels based on enzymatically and ultrasonication pre-treatments, and lyophilization post-treatment: preparation, optimization and characterization. J. Food Meas. Charact., 19(1), 7903-7916.
[12]Ogunsile, O.B., Okoh, O.S., Ejidike, I.P., & Omolaja, O.R. (2024). Biosynthesis and optimization of AgNPs yield from chromolaena odorata leaf extract using response surface methodology (RSM). Phys. Chem. Res., 12(1), 21-31.
[13] Ibrahim, S., Ahmad, Z., Manzoor, M.Z., Mujahid, M., Faheem, Z., & Adnan, A.J.S.R. (2021). Optimization for biogenic microbial synthesis of silver nanoparticles through response surface methodology, characterization, their antimicrobial, antioxidant, and catalytic potential. Sci Rep., 11(1), 770.
[14] Phong, M.T., Nguyen, H.M., Nguyen, A.T., Le Nguyen, H.T., Nguyen, N.T.Y., Van Tran, K., Nguyen, N.M., Van Le, T., & Pham, T.T. (2024). Green synthesis of bioactive graphene oxide-silver nanocomposites optimized by the response surface methodology. Case Stud. Chem. Environ. Eng., 10, 100827.
[15] Murugeshwari, S., Rathi, B.S., Kalaiarasi, N., Kumar, R.S., Arunkumar, I., Vasanth, M., Kumar, P.S., & Rangasamy, G. (2025). Green synthesis of silver nanoparticles using Ocimum sanctum for efficient Congo red dye removal: a response surface methodology approach. Environ. Monit. Assess., 197(10), 1105.
[16] Shayan, S., Hajihajikolai, D., Ghazale, F., Gharahdaghigharahtappeh, F., Faghih, A., Ahmadi, O., & Behbudi, G. (2024). Optimization of green synthesis formulation of selenium nanoparticles (SeNPs) using Peach tree leaf extract and investigating its properties and stability. Iran. J.Biotechnol., 22(3), e3786.
[17] Ahmadi, O., Sayyar, Z., & Jafarizadeh Malmiri, H. (2023). Optimization of Processing Time, Temperature, and Stirring Rate to Synthesize the Ag Nanoparticles Using Oregano Extract. Iran. J. Chem. Chem. Eng. 42(10).
[18] Eshghi, M., Kamali-Shojaei, A., Vaghari, H., Najian, Y., Mohebian, Z., Ahmadi, O., & Jafarizadeh-Malmiri, H. (2021). Corylus avellana leaf extract-mediated green synthesis of antifungal silver nanoparticles using microwave irradiation and assessment of their properties. Green Process. Synthe., 10(1), 606-613.
[19]Ahmadi, O., Jafarizadeh-Malmiri, H., & Jodeiri, N. (2018). Eco-friendly microwave-enhanced green synthesis of silver nanoparticles using Aloe vera leaf extract and their physico-chemical and antibacterial studies. Green Process. Synth., 7(3), 231-240.
[20] Ahmadi, O. (2025). Optimizing the operating conditions of temperature and time of whey desalination process using cationic resins by response surface method. Food Eng. Res., 24(1), 1-14. [In Persian]
[21] Beigzadeh, R. & Ahmadi, O. (2025). Comparison of modeling with fuzzy logic method and mixture design in predicting the formulation of ziziphora essential oil nanoemulsion production. Innov. Food Technol., 12(2), 114-135. [In Persian]
دوره 13، شماره 4
تابستان 1405
صفحه 325-343

  • تاریخ دریافت 26 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 07 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 17 دی 1404
  • تاریخ اولین انتشار 17 دی 1404
  • تاریخ انتشار 01 مرداد 1405