با همکاری انجمن علوم و صنایع غذایی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی لاتین

نویسندگان

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

چکیده

طرح مرکب مرکزی روش سطح پاسخ برای بهینه‌سازی استخراج پلی‌ساکاریدهای برگ زیتون مورد استفاده قرار گرفت. اثر سه متغیر مستقل زمان استخراج (7-3 ساعت)، دمای استخراج (60- 100 درجه سانتی‌گراد) و نسبت آب به ماده خشک (5- ml/g 25) برر روی بازده استخراج مورد بررسی قرار گرفت. پلی‌ساکارید استخراج شده برای ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی، میزان کل ترکیبات فنلی و فلاوونوئیدی و ساختار و گروه‌های فعال با FTIR بررسی شد. ویژگی‌های رئولوژیکی و رفتار جریان با برازش بر روی مدل توان تعیین شد. مهمترین پارامتر در دامنه‌های مورد آزمایش دما و کم اثرترین در مورد زمان استخراج مشاهده شد. بالاترین بازده استخراج در شرایط 2 ساعت، دمای 96/80 درجه سانتی‌گراد و نسبت آب به ماده خشک ml/g 17/94 مشاهده شد. ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی پلی‌ساکارید استخراج با استفاده از رادیکال DPPH در طول موج 517 نانومتر بررسی شده که نشان‌دهنده ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی قابل توجه نمونه بود. ویژگی‌های رئولوژیکی پلی‌ساکارید استخراجی در غلظت‌های 1، 5/2 و 5% بررسی شد. نتایج نشان داد که در غلظت‌های بالا رفتار از نوع شل‌شونده می‌باشد. یکی از مهم‌ترین مشکلات در ارتباط استخراج پلی‌ساکاریدهای بومی بازده استخراج آنها می‌باشد. پلی‌ساکارید استخراجی ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی خوبی در مقایسه با BHT و عصاره فنلی برگ زیتون نشان داد. علاوه بر این پلی‌ساکارید استخراجی می‌تواند برای افزایش ویسکوزیته محلول در غلظت‌های بالا مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimization of polysaccharide extraction from olive leaves and evaluation of its antioxidant and rheological properties

نویسندگان [English]

  • Mohammad Amin Mehrnia
  • Hassan Barzegar
  • Leila Hagh jou

Department of Food science and technology, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan.

چکیده [English]

Central composite design response surface methodology was used to optimize polysaccharide extraction from olive leaves. Effect of three independent variables [extraction time (3- 7 hours), extraction temperature (60- 100°C) and water-to-raw material ratio (5-25 mL/g)] on extraction yield were studied. Extracted polysaccharide was evaluated for antioxidant properties, total phenolic and flavonoid content and its structure and functional groups were studied using FTIR. Rheological properties and flow behavior of polysaccharide were determined by fitting to power law model. The most important parameter in experimental ranges was temperature and the lowest effect was seen in extraction time. Highest extraction yield was obtained at extraction time of 2 hours, extraction temperature of 80.96°C and water-to-raw material ratio of 17.94 mL/g. Antioxidant properties of extracted polysaccharide were measured using DPPH radical at 517 nm that showed notable antioxidant properties. Rheological property of extracted polysaccharide was studied at 1, 2.5 and 5% concentration. Results showed that at high concentration, polysaccharide shows shear thinning behavior. One of the most important obstacles in native polysaccharide applications is their extraction yield. Extract of olive leaf polysaccharide is highly affected by extraction temperature. Extracted polysaccharide showed good antioxidant properties comparing to BHT and phenolic extract of olive leaf. Moreover it could be used for increasing solution viscosity at higher concentrations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Olive leaf polysaccharide
  • Optimization
  • Response surface methodology
  • FTIR
  • antioxidant properties
Ahmad-Qasem, M.H., Ahmad-Qasem, B.H., Barrajon-Catalan, E., Micol, V., Carcel, J.A., Garcia-Perez, J.V., (2016). Drying and storage of olive leaf extracts. Influence on polyphenols stability. Industrial Crops and Products 79, 232-239.
Ahmad-Qasem, M.H., Canovas, J., Barrajon-Catalan, E., Micol, V., Carcel, J.A., Garcia-Perez, J.V., (2013). Kinetic and compositional study of phenolic extraction from olive leaves (var. Serrana) by using power ultrasound. Innovative Food Science & Emerging Technologies 17, 120-129.
Azmi, A.F., Mustafa, S., Hashim, D.M., Manap, Y.A., (2012). Prebiotic activity of polysaccharides extracted from Gigantochloa levis (Buluh beting) shoots. Molecules 17(2), 1635-1651.
Boudhrioua, N., Bahloul, N., Ben Slimen, I., Kechaou, N., (2009). Comparison on the total phenol contents and the color of fresh and infrared dried olive leaves. Industrial Crops and Products 29(2-3), 412-419.
Cavalheiro, C.V., Picoloto, R.S., Cichoski, A.J., Wagner, R., de Menezes, C.R., Zepka, L.Q., Da Croce, D.M., Barin, J.S., (2015). Olive leaves offer more than phenolic compounds – Fatty acids and mineral composition of varieties from Southern Brazil. Industrial Crops and Products 71, 122-127.
Galanakis, C.M., (2011). Olive fruit dietary fiber: components, recovery and applications. Trends in Food Science & Technology 22(4), 175-184.
Hossain, M.A., Rahman, S.M.M., (2011). Total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of tropical fruit pineapple. Food Research International 44(3), 672-676.
Kamran, M., Hamlin, A.S., Scott, C.J., Obied, H.K., (2015). Drying at high temperature for a short time maximizes the recovery of olive leaf biophenols. Industrial Crops and Products 78, 29-38.
Luo, A., He, X., Zhou, S., Fan, Y., Luo, A., Chun, Z., (2010). Purification, composition analysis and antioxidant activity of the polysaccharides from Dendrobium nobile Lindl. Carbohydr Polym 79(4), 1014-1019.
Mazarei, F., Jooyandeh, H., Noshad, M., Hojjati, M., (2017). Polysaccharide of caper (Capparis spinosa L.) Leaf: Extraction optimization, antioxidant potential and antimicrobial activity. Int J Biol Macromol 95, 224-231.
Mehrnia, M.-A., Jafari, S.-M., Makhmal-Zadeh, B.S., Maghsoudlou, Y., (2017). Rheological and release properties of double nano-emulsions containing crocin prepared with Angum gum, Arabic gum and whey protein. Food Hydrocolloids 66, 259-267.
Samavati, V., Manoochehrizade, A., (2013). Polysaccharide extraction from Malva sylvestris and its anti-oxidant activity. Int J Biol Macromol 60(0), 427-436.
Scherer, R., Lemos, M.F., Lemos, M.F., Martinelli, G.C., Martins, J.D.L., da Silva, A.G., (2013). Antioxidant and antibacterial activities and composition of Brazilian spearmint (Mentha spicata L.). Industrial Crops and Products 50(0), 408-413.
Shen, S., Chen, D., Li, X., Li, T., Yuan, M., Zhou, Y., Ding, C., (2014). Optimization of extraction process and antioxidant activity of polysaccharides from leaves of Paris polyphylla. Carbohydr Polym 104, 80-86.
Tadayoni, M., Sheikh-Zeinoddin, M., Soleimanian-Zad, S., (2015). Isolation of bioactive polysaccharide from acorn and evaluation of its functional properties. Int J Biol Macromol 72, 179-184.
Tahmouzi, S., Ghodsi, M., (2014). Optimum extraction of polysaccharides from motherwort leaf and its antioxidant and antimicrobial activities. Carbohydr Polym 112, 396-403.
Yang, L., Zhang, L.-M., (2009). Chemical structural and chain conformational characterization of some bioactive polysaccharides isolated from natural sources. Carbohydr Polym 76(3), 349-361.
CAPTCHA Image