بخشی از مقاله
استخراج لیکوپن از گوجه فرنگی ونقش آن دربهبود سلامت جامعه
چکیده
لیکوپن یک کاروتنوئید غیر اشباع است.که در گوجه فرنگی ومشتقات آن بـه میـزان زیـادی وجـود دارد..فعالیـت بیـو لوژیکی لیکوپن شامل فعالیت آنتی اکسیدانی و کاهش دهنده خطر ابتلا به سرطان می باشـد. عـلاوه بـر ایـن سـطح کلسترول خون رانیز کاهش می دهدوتوانایی مقابله با بیماری های قلبی وعروقی را دارد. روش های استخراج لیکـوپن از گوجه فرنگی شامل استخراج با حلال,روش کمکی اولتراسونیک و استخراج با دی اکسید کـربن فـوق بحرانـی مـی باشد. معایب روش های مرسوم,زمان طولانی فرایند و بازدهی پایین می باشد.استخراج با دی اکسید کربن فوق بحرانی نیز دارای هزینه تجهیزات بالا و مصرف انرژی زیادی می باشد و روش ماکروویو حرارت دهی غیر یکنواخت را به همراه دارد.از جمله مزایای اولتراسوند و ماکروویو شامل کاهش زمان استخراج,صرفه جویی در مصرف انرژی و افزایش بازده می باشد. بنابراین تلفیق دو روش اولتراسوندوماکروویو مزایای بیشتری را به همراه خواهد داشت.
.1مقدمه
کاروتنوئید ها رنگدانه های زرد ,نارنجی وقرمز هستند.که در سطح وسیعی وجود دارند.در گیاهان سبز کاروتنوئید هاتوسط کلروفیل پوشانده می شوند وتازمان تجزیه کلروفیل رنگ آنها به طور مشخص ظاهر نمی گردد. کاروتنوئید ها در حلال های غیر قطبی از جمله روغن ها بسیار محلول اما در آب نامحلول اند در مقابل نور واکسیژن حساس وناپایدارند [1].
اکثر کاروتنوئیدها به شکل ترانس دیده مشود. با این حال به خاطر تعداد پیوند های دو گانه زیاد ,کاروتنوئید ها می توانند ایزومر شدن ترانس به سیس را انجام دهند واین حالت در صورتی است که در معرض نور و گرما قرار گیرند.[5]
لیکوپن از خانواده کاروتنوئید ها می باشد وغالبا در هندوانه وگوجه فرنگی رسیده یافت می شود.[7]فرمول ملکولی لیکوپن C40H56می باشد وبه صورت کریستال های سوزنی وبلند وجود دارد.[9]
از آنجایی که لیکوپن تا حد زیادی حساس به نور ,گرما واکسیژن می باشد ,استخراج لیکوپن از گوجه فرنگی توسط سیال فوق بحرانی ایزومر شدن کمترترانس به سیس را نشان می دهد. فعال [7] لیکوپن یک آنتی اکسیدان بسیار قوی می باشد که بافت هارا از آسیب سلولی ایجاد شده توسط انواع اکسیژن .
حفظ می کند. مکمل های رژیمی لیکوپن خطرات مربوط به سرطان را پایین می آورد.
علاوه بر این سطح کلسترول خون را نیز کاهش می دهد.[9] وتوانایی مقابله با بیماری های قلبی وعروقی را دارد.[ 10] دی اکسید کربن یک حلال مایع فوق بحرانی برای استخراج کاروتنوئید ها می باشد که به صورت غیر سمی ,غیر قابل اشتعال و ارزان می باشد. با این حال دی اکسید کربن غیر قطبی بوده وباعث واکنش میان جسم حل شونده ومحلول نمی شود.اضافه کردن مقدار کمی حلال قطبی مثل آب ,اتانول و هگزان می تواند قدرت حلال را تاحد زیادی افزایش دهد.[6]
.2اثر حرارت و نور در ثبات لیکوپن گوجه فرنگی قرارگیری در معرض گرما و نور,فاکتورهای مهمی هستند که بر کیفیت غذا در پردازش و روش به کارگیری مواد تاثیر می گذارد.
بنابراین میزان لیکوپن در محصولات غذایی تولید شده با گوجه فرنگی,می تواند به صورت شاخص کیفیت در نظر گرفته شود.
در تحقیقات گذشته تأثیر حرارت و نور در لیکوپن با قرار گیری پوره گوجه فرنگی در دماهای مختلف (دمای 120 ،100 ، 80 ، 60 درجه سانتی گراد در یک ساعت) و در معرض نور(به مدت 1-6 روز), مورد ارزیابی قرار گرفت.
× نتایج نشان داد که دمای 60و80 درجه سانتی گراد برای ایزومری شدن لیکوپن بسیار مطلوب است.
دمای پایین تر از 80 درجه سانتی گراد می تواند برای آزاد کردن لیکوپن کافی باشد,اما دماهای بالاتر برای از هم پاشیدن
دیواره سلولی و آزاد کردن تمام لیکوپن از سلول ها لازم است.
× در معرض نور ,لیکوپن با ایزومر سیس ثبات کمتری نسبت به لیکوپن با ایزومر a11-transدارد.
اعمال گرما و نور تغییرات زیادی را در از دست دادن قرمزی و میزان کلی رنگ ایجاد می کند.اگرچه این تغییرات با مشاهدات
بصری قابل تشخیص نیستند. [9]
.3استخراج لیکوپن از گوجه فرنگی
.1.3استخراج لیکوپن بوسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی از گوجه فرنگی و فندق یک روش جدید در بدست آوردن منبعی از لیکوپن طبیعی
برای استخراج لیکوپن از گوجه فرنگی های خشک (تفاله و پوست های بدون دانه) و استخراج روغن از فندق برشته شده روش استخراج با سیال فوق بحرانی استفاده شده است. سیال فوق بحرانی به صورت همزمان روغن را از فندق و لیکوپن را از گوجه فرنگی استخراج می کند. محصول نهایی یک محلول بسیار اشباع از لیکوپن در روغن فندق می باشد، به صورتی که لیکوپن در روغن حل شده است.
در این روش فشار 450-400 بار ,دمای 70-60درجه سانتی گراد وسرعت جریان دی اکسید کربن10کیلوگرم برساعت استفاده شده است و این شرایط حداکثر بازده را برای استخراج لیکوپن دارد. رنگ محصول در نهایت قرمز تیره می شود. در نهایت به وسیله سانترفیوژ مواد از هم جدا می شوند. لیکوپن به دست آمده بیشتر برای اهداف دارو سازی مناسب است.
دراین روش از فندق برشته شده به جای روغن فندق استفاده شده است وعلت آن این است که کمیت روغن فندق , محصول لیکوپن و مدت پروسه را تحت تاثیر قرار میدهد. دراین روش 10%از روغن فندق به پودر گوجه فرنگی خشک شده افزوده می شود واین احتمال نیز وجود ندارد که روغن فندق بیش از 20% افزوده شود.زیرا مشکلات فنی زیادی در استخراج ماتریس خمیری شکل اتفاق می افتد.
بنابراین برای افزایش کمیت روغن فندق بدون از دست دادن ویژگی هایش, از فندق برشته شده استفاده شد. در حقیقت اضافه کردن فندق برشته شده به جای روغن فندق , مقدار نهایی روغن را درترکیب گوجه و فندق افزایش می دهد.محصول لیکوپن از این پروسه جدید(استخراج لیکوپن با فندق برشته شده) به مقدار نهایی 70%رسیدکه تا حد زیادی بیش ازتحقیق قبلی(استخراج لیکوپن با روغن فندق) 30%بود [2].
.2.3 اثر اصلاح کننده در استخراج لیکوپن از پوست گوجه فرنگی با استفاده از دی اکسید کربن فوق بحرانی
تأثیر اضافه کردن اصلاح کننده غیر سمی (اتانول- آب- روغن زیتون) در استخراج لیکوپن بادی اکسید کربن فوق بحرانی از پوست گوجه فرنگی مورد ارزیابی قرار گرفت. بازده استخراج با استفاده از اضافه کردن هر سه اصلاح کننده افزایش یافت .به طور کلی حلال های غیر قطبی بیشترین کارآیی را در محلول غیر قطبی مثل هیدرو کربن ها دارا می باشدوحلال های قطبی بیشترین کارآیی حل شدگی را در محلول های قطبی دارد.آب و اتانول ، جایگزین بهتری نسبت به دیگر حلال های آلی، (به دلیلماهیت نسبتاً سالم آنها) می باشد.براساس ویژگی های لیپو فیلیکی لیکوپن، اصلاح کننده های روغن های خوراکی برای افزایش استخراج به جای اتانول مطرح شد.مزیت این روغن های خوراکی این بود که نیاز به جدا سازی دوباره از محصول رانداشتندمثلاً. با استفاده از روغن نارگیل می توان لیکوپن را از گوجه فرنگی و با استفاده ازروغن کانولا کاروتنوئید را از هویج استخراج کرد.
.1,2,3تأثیر دما و فشار در لیکوپن
استخراج لیکوپن از پوست گوجه فرنگی توسط سیال فوق بحرانی دی اکسید کربن صورت گرفت که این استخراج با افزایش دما و فشار ,بهتر انجام شد. و این در حالی است که تأثیر دما بیشتر از فشار بوده است . بیشترین مقدار استخراج لیکوپن درفشار 35 مگاپاسکال ودمای75 درجه سانتی گراد بدست آمد.
.2,2,3تأثیر اصلاح کننده ها اولین اساس برای انتخاب یک اصلاح کننده، انحلال پذیری زیاد در سیال اصلاح شده دی اکسید کربن می باشد. نکته دیگر
برای انتخاب یک اصلاح کننده ، توانایی جداسازی می باشد.
اصلاح کننده های زیر به ترتیب گفته شده باعث افزایش استخراج لیکوپن می شود. آب < اتانول < روغن زیتون[8]
.3.3اثر پارامتر های استخراج سیالات فوق بحرانی روی بازدهی لیکوپن وفعالیت آنتی اکسیدانی فاکتورهای انتخاب شده(متغیرهای مستقل)شامل،دما،فشار و سرعت جریان و پاسخشان در استخراج فوق بحرانی لیکوپن از پوست گوجه فرنگی بوده است.
بهترین نتایج برای بازده در دما و فشار 100) درجه سانتی گراد و 40 مگاپاسکال)وسرعت جریان نسبتا بالا(1,5میلی لیتر بر دقیقه)بوده است.
روش سطح پاسخ نشان داد که دما وفشار اثرات بیشتری روی بازده لیکوپن داشته اند و به طور کلی دما بیشترین تاثیر را روی بازده لیکوپن داشته است.
سرعت جریان بالاترتا حدودی باعث تسریع بازیابی لیکوپن شده است وعلت این است که سرعت جریان بالاتر می تواند بر مقاومت انتقال لیکوپن از بافت پوست گوجه فرنگی به سیال( دی اکسید کربن),غلبه کند.
دمای بالاتر از 70 درجه سانتی گراد اثر معنی داری روی فعالیت آنتی اکسیدانی و ساختار ایزومرهای لیکوپن نداشته است.
هیچ اثر معنی داری از فشار و سرعت جریان ،روی ثبات و فعالیت آنتی اکسیدانی محصولات به دست آمده از روش استخراج با دی اکسید کربن فوق بحرانی مشاهده نشده است.[10] .4,3 بهینه سازی و مقایسه ی روش تلفیقی اولتراسوند/ماکروویو و روش کمکی
