بهینه سازی فرآیند استخراج روغن از شاهدانه با پیش تیمار اهمیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 دانش آموخته دکترا، گروه صنایع غذایی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

شاهدانه از جمله گیاهان غنی از ترکیبات زیست فعال است. روغن شاهدانه به دلیل داشتن نسبت مناسبی از اسیدهای چرب غیر اشباع امگا 6 بهامگا 3و دارا بودن خواص بی نظیری از مواد مغذی و دارویی بسیار، شناخته شده است. بنابراین، هدف از پژوهش حاضر بهینه‌سازی پارامترهای استخراج روغن شاهدانه به منظور داشتن عملکرد بالاتراستخراج روغن و فعالیت آنتی اکسیدانی و کاهش شاخص رنگی و پراکسیدانی روغن می‌باشد. در این مطالعه، اثرات نسبت حلال هگزان به ایزوپروپانول (0:100، 50:50 و 100:0 v/v%)، ولتاژ (40، 60 و 80 v/cm)و زمان اهمیک (5، 10 و 15 دقیقه) بر راندمان استخراج روغن، میزان فنول کل، درصد مهار رادیکال DPPH، پراکسید و شاخص رنگی روغن مورد بررسی قرار گرفته و بهینه‌یابی تیمارها با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح باکس بکن صورت گرفت. شرایط بهینه استخراج به صورت نسبت حلال هگزان به ایزوپروپانول تقریبا برابر با 73 به 27 (v/v%)، زمان فرایند 40/8 دقیقه و ولتاژ 61/51 ولت بر سانتی متر بدست آمد. همچنین مقدار R2 همه پاسخ ها بالای 96/0 بود که در نتیجه تاییدی بر مدل‌های مورد نظر بود. در نتیجه اهمیک به عنوان یک روش ساده و سریع می‌تواند استخراج روغن شاهدانه را بهبود بخشد.

چکیده تصویری

بهینه سازی فرآیند استخراج روغن از شاهدانه با پیش تیمار اهمیک

تازه های تحقیق

  • استخراج روغن از شاهدانه با پیش­تیمار اهمیک مورد بررسی قرار گرفت.
  • روش سطح پاسخ برای بهینه سازی مدل های رگرسیونی به منظور تخمین بازده، فعالیت آنتی اکسیدانی و رنگ روغن استفاده گردید.
  • اثر نسبت حلال هگزان به ایزوپروپانول، ولتاژ و زمان استخراج بر پاسخ های مورد نظر بررسی شد.
  • شرایط بهینه استخراج با نسبت حلال هگزان به ایزوپروپانول تقریبا برابر با 73 به 27v/v%، زمان 40/8 minو ولتاژ 61/51 v/cmمحاسبه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of hemp (Canabis Sativa L.) seed oil extraction process by ohmic process and response surface methodology

نویسندگان [English]

  • reza Esmaeilzadeh kenari 1
  • bahareh dehghan 2
1 sari agricultural sciences and natural resources university
2 Department of food science and technology,sari agricultural sciences and natural resources university
چکیده [English]

The hemp (Cannabis sativa L.) plant is as a rich resource of the bioactive compounds.Hempseed oil is well known for its good ratio of unsaturated omega-6 to omega-3 fatty acids and its unique nutrient and medicinal properties.Therefore, the aim of the present study was to optimize the extraction parameters of hempseed oil in order to achieve the maximum levels of oil extraction performance and antioxidant activity and the minimumperoxide value and color index. In the present study, the effects of solvent ratio of hexane to isopropanol (0:100, 50:50, and 100:0 v/v%), voltage (40, 60 and 80 v/cm) and time (5, 10 and 15 minutes) were investigated on oil extraction efficiency, total phenol content, DPPH radical scavenging, peroxide value and oil color index and extraction conditions were optimized by using the RSM and Box-Behnken Design (BBD) metod. The optimal conditions for oil extraction were obtained as hexane to isopropanol ratio of approximately 73 to 27 (v / v%), process time of 8.40 min and voltage of 51.61 V/cm. The R2 value of all responses was also above 0.96, which was a confirmation of these models. Ohmic pre-treatmentcan improve hemp seed oil extraction as a simple and fast method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hemp seed
  • Extraction oil
  • Optimization
  • Response surface methodology
  • Ohmic
 
[1] Palade, L. M., Habeanu, M., Marin, D. E., Chedea, V. S., Pistol, G. C., Grosu, I. A., ... & Taranu, I. (2019). Effect of Dietary Hemp Seed on Oxidative Status in Sows during Late Gestation and Lactation and Their Offspring. Anim., 9(4), 194.
[2] Drinić, Z., Vidović, S., Vladić, J., Koren, A., Kiprovski, B., & Sikora, V. (2018). Effect of extraction solvent on total polyphenols content and antioxidant activity of Cannabis sativa L. Lekovite sirovine., (38), 17-21.
[3] Wang, X. S., Tang, C. H., Yang, X. Q., & Gao, W. R. (2008). Characterization, amino acid composition and in vitro digestibility of hemp (Cannabis sativa L.) proteins. Food Chem., 107(1), 11-18.
[4] Oomah, B. D., Busson, M., Godfrey, D. V., & Drover, J. C. (2002). Characteristics of hemp (Cannabis sativa L.) seed oil. Food Chem, 76(1), 33-43.
[5] Yan, X., Tang, J., dos Santos Passos, C., Nurisso, A., Simoes-Pires, C. A., Ji, M., ... & Fan, P. (2015). Characterization of lignanamides from hemp (Cannabis sativa L) seed and their antioxidant and acetylcholinesterase inhibitory activities. J. Agric. Food Chem., 63(49), 10611-10619.
[6] Azadmard-Damirchi, S., Habibi-Nodeh, F., Hesari, J., Nemati, M., & Achachlouei, B. F. (2010). Effect of pretreatment with microwaves on oxidative stability and nutraceuticals content of oil from rapeseed. Food Chem., 121(4), 1211-1215.
[7] Li, H., Pordesimo, L., & Weiss, J. (2004). High intensity ultrasound-assisted extraction of oil from soybeans. Food Res. Int., 37(7), 731-738.
[8] Knirsch, M. C., Dos Santos, C. A., de Oliveira Soares, A. A. M., & Penna, T. C. V. (2010). Ohmic heating–a review. Trends Food Sci Technol., 21(9), 436-441.
[9] Loypimai, P., Moongngarm, A., & Chottanom, P. (2015). Impact of stabilization and extraction methods on chemical quality and bioactive compounds of rice bran oil. EMIR J FOOD AGR., 849-856.
[10] Kumari, K., Mudgal, V. D., Viswasrao, G., & Srivastava, H. (2016). Studies on the effect of ohmic heating on oil recovery and quality of sesame seeds. Int. J. Food Sci., 53(4), 2009-2016.
[11] Hernández-Santos, B., Rodríguez-Miranda, J., Herman-Lara, E., Torruco-Uco, J. G., Carmona-García, R., Juárez-Barrientos, J. M., ... & Martínez-Sánchez, C. E. (2016). Effect of oil extraction assisted by ultrasound on the physicochemical properties and fatty acid profile of pumpkin seed oil (Cucurbita pepo). Ultrason Sonochem., 31, 429-436.
[12] Jalili, F., Jafari, S. M., Emam-Djomeh, Z., Malekjani, N., & Farzaneh, V. (2018). Optimization of ultrasound-assisted extraction of oil from canola seeds with the use of response surface methodology. Food Anal., 11(2), 598-612.
[13] Samaram, S., Mirhosseini, H., Tan, C. P., Ghazali, H. M., Bordbar, S., & Serjouie, A. (2015). Optimisation of ultrasound-assisted extraction of oil from papaya seed by response surface methodology: Oil recovery, radical scavenging antioxidant activity, and oxidation stability. Food Chem., 172, 7-17.
[14] Maghsoudlou, E., Esmaeilzadeh Kenari, R., & Raftani Amiri, Z. (2017). Evaluation of Antioxidant Activity of Fig (Ficus carica) Pulp and Skin Extract and Its Application in Enhancing Oxidative Stability of Canola Oil. J FOOD PROCESS PRES., 41(4), e13077.
[15] Capannesi, C., Palchetti, I., Mascini, M., & Parenti, A. (2000). Electrochemical sensor and biosensor for polyphenols detection in olive oils. Food Chem., 71(4), 553-562.
[16] Li, H. Z., Zhang, Z. J., Xue, J., Cui, L. X., LI, X. J., & CHEN, T. (2016a). Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds, antioxidants and rosmarinic acid from perilla leaves using response surface methodology. FOOD SCI TECHNOL INT., 36(4), 686-693.
[17] Moghimi, M., Farzaneh, V., & Bakhshabadi, H. (2018). The effect of ultrasound pretreatment on some selected physicochemical properties of black cumin (Nigella Sativa). Nutrire, 43(1), 18.
[18] Li, T., Qu, X. Y., Zhang, Q. A., & Wang, Z. Z. (2012). Ultrasound-assisted extraction and profile characteristics of seed oil from Isatis indigotica Fort. Ind Crops Prod., 35(1), 98-104.
[19] Luque-Garcıa, J. L., & De Castro, M. L. (2004). Ultrasound-assisted soxhlet extraction: an expeditive approach for solid sample treatment: application to the extraction of total fat from oleaginous seeds. J. Chromatogr. A., 1034(1-2), 237-242.
[20] Manach, C., Scalbert, A., Morand, C., Rémésy, C., & Jiménez, L. (2004). Polyphenols: food sources and bioavailability. AM J CLIN NUTR., 79(5), 727-747.
[21] Tabaraki, R., & Nateghi, A. (2011). Optimization of ultrasonic-assisted extraction of natural antioxidants from rice bran using response surface methodology. Ultrason Sonochem., 18(6), 1279-1286.
[22] Moongngarm, A., Loypimai, P., Fitriati, A., & Moontree, T. (2019). Ohmic heating assisted extraction improves the concentrations of phytochemicals in rice bran oil and unsaponifiable matter. Int Food Res J., 26(4).
[23] Horwitz, W., Chichilo, P., & Reynolds, H. (1970). Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Official Methods of Analysis of The Association of Official Analytical Chemists.
[24] Cissé, M., Sow, A., Poucheret, P., Margout, D., Ayessou, N. C., Faye, P. G., ... & Diop, C. M. G. (2018). Impact of Extraction Method on Physicochemical Characteristics and Antioxidant Potential of Adansonia digitata Oil. FOOD SCI NUTR., 9(08), 937.
[25] Li, T., Xu, J., Wu, H., Wang, G., Dai, S., Fan, J., ... & Xiang, W. (2016b). A saponification method for chlorophyll removal from microalgae biomass as oil feedstock. Mar. Drugs., 14(9), 162.