بهینه‌یابی شرایط استخراج موسیلاژ از دانه بارهنگ توسط روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی لاتین

نویسندگان

• یونس زاهدی دیزج یکان ¹
• هادی مهدویان مهر ²
• سید محمد علی رضوی ²

¹ گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران.

² گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

https://doi.org/10.22067/ifstrj.v12i6.52760

چکیده

به‌دلیل نقش و جایگاه هیدروکلوئیدها در ویژگی­‌های بافتی فراورده‌­های غذایی، شناسایی منابع جدید آن‌ها حائز اهمیت و مطلوب است. هدف از این پژوهش بررسی شرایط استخراج موسیلاژ از دانه بارهنگ توسط طرح مرکب مرکزی چرخش‌­پذیر روش سطح پاسخ بود. درجه حرارت (°C 85-25)، pH (9- 3) و نسبت آب به دانه (50 به 1 الی 50 به 4) فاکتورهای موردبررسی بودند. عامل اصلی تأثیرگذار بر میزان بازدهی استخراج، درجه حرارت بود، درحالی­‌که نسبت آب به دانه و pH تأثیر بسیار کمی داشتند. بیشترین میزان بازدهی ۱۸/۹۵% در شرایط دمایی °C ۸۵، نسبت آب به دانه ۳۱/۳ و pH برابر۶ و کمترین راندمان ۶/۳۵% در دمای °C۲۵، نسبت آب به دانه ۳۱/۳ و pH برابر ۶ به‌دست آمد. شرایط بهینه به‌دست آمده دمای °C ۶۰، نسبت آب به دانه ۴۸/۹ و pH برابر ۳ بود. در شرایط بهینه مقدار پیش‌­بینی‌شده برای بازدهی ۱۱/۸۴% بود. رفتار رئولوژیکی موسیلاژ استحصال‌شده در شرایط بهینه در سه غلظت ۳، ۴ و ۵ درصد وزنی-حجمی و سرعت برش بین ۱۴ تا ۳۰۰ بر ثانیه موردبررسی قرار گرفت. محلول­‌های موسیلاژی رفتار شل‌شوندگی با برش (غیرنیوتنی) را در تمامی غلظت­‌ها از خود نشان دادند. مدل قانون توان توانست به‌خوبی رفتار رئولوژیکی محلول‌­های موسیلاژی بارهنگ را با ضریب تبیین بالا (99/0R²>) توصیف نماید. شاخص رفتار جریان (n) در محدوده 3/0 تا 36/0 تغییر یافت. ضریب قوام (k) نیز در محدوده Pa.sⁿ ۶/۱۳ تا ۱۷/۸۱ متغیر بود. نتایج نشان داد موسیلاژ به‌دست آمده از دانه بارهنگ می­تواند به‌عنوان قوام‌دهنده در غذاها مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• بارهنگ
• روش سطح پاسخ
• موسیلاژ

عنوان مقاله [English]

Optimization of mucilage extraction conditions from Plantago major L. seed using response surface methodology

نویسندگان [English]

• Younes Zahedi ¹
• Hadi Mahdavian Mehr ²
• Seyed Mohammad Ali Razavi ²

¹ Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

² Department of Food and Technology, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.

چکیده [English]

Identification of a new source of hydrocolloids is of interest due to their important effects on the textural attributes of food products. The objective of this study was to investigate the extraction conditions of Plantago major L. seed mucilage using a central composite rotatable design of response surface methodology. Temperature (25–85°C), pH (3–9) and water to seed ratio (50:1-50:4) were the factors investigated. Results showed that temperature was major factor in the extraction yield, whereas water to seed ratio and pH had minor effects on the yield. The maximum and minimum yields were 18.95% (conditions: temperature= 85 °C, water to seed ratio = 31.3 and pH= 6) and 6.35% (conditions: temperature = 25 °C, water to seed ratio= 31.3 and pH= 6), respectively. The optimal conditions were obtained at the temperature of 60 °C, water to seed ratio of 48.9 and pH of 3 in which predicted value for the extraction yield was 11.84%. The rheological properties of the mucilage, extracted at the optimal conditions, were investigated as a function of concentration at three levels of 3, 4 and 5% w/v, and shear rate ranged from 14 to 300s-1. Mucilage dispersions showed non-Newtonian shear-thinning behavior at all studied concentrations. The Power law model well described the rheological behavior of the mucilage solutions with high determination coefficients (R2>0.99). The flow behavior index (n) varied in the range of 0.30 to 0.36. The consistency coefficient (k) was in the range 6.13-17.81 Pa.sn. Overall, Plantago major L. seed mucilage could be attended as a new beneficial source for use as a food thickening agent.

کلیدواژه‌ها [English]

• Plantago major L
• Response surface methodology
• Mucilage