استخراج نیمه صنعتی پکتین از ضایعات پرتقال و ارزیابی ویژگی‎های کمی و کیفی آن

پکتین یک پلی‎ساکارید طبیعی است که ویژگی‎های عملکردی متنوعی دارد. پکتین می‎تواند به عنوان عامل قوام دهنده، ژل کننده، پایدار کننده، امولسیفایر، عامل باندکننده کاتیون ها و غیره مورد استفاده قرار گیرد. وجود این ویژگی‎های مهم در پکتین موجب ارزشمند شدن این زیست‎پلی‎مر مخصوص در تولید غذا و دارو شده است. تمام پکتین مورد نیاز صنایع غذایی، دارویی و آرایشی - بهداشتی از خارج از کشور تامین می‎گردد در صورتی که پتانسیل تولید این محصول ارزشمند آن هم از ضایعات فراوان موجود در صنایع آب میوه وجود دارد. علاوه براین، فرایند تولید این محصول نیز نسبتا ساده و کم هزینه بوده و ارزش افزوده آن بسیار زیاد می‎باشد. تولید پکتین تنها در سطح آزمایشگاهی صورت گرفته است و هنوز صنعتی نشده است. بنابراین، هدف از این تحقیق، بهینه‎سازی استخراج پکتین از ضایعات پرتقال در شرایط آزمایشگاهی و سپس افزایش سطح استخراج به نیمه صنعتی بود. طراحی و ساخت خط تولید نیمه صنعتی استخراج پکتین از ضایعات پرتقال برای اولین بار در ایران جهت ارزیابی امکان صنعتی کردن تولید پکتین و بومی سازی تولید آن انجام شد.

ابتدا تاثیر pH (5/1 - 3)، زمان استخراج (1-4 ساعت) و نسبت ماده جامد به حلال (S/L) (1 به 10 تا 1 به 30 گرم بر میلی لیتر) بر بازده استخراج پکتین به‎صورت جداگانه بهینه‎سازی شدند و سپس تولید نیمه صنعتی پکتین در شرایط بهینه آزمایشگاهی صورت پذیرفت. از دو روش فیلتراسیون (فیلتر پرس و سانتریفیوژ) برای جداسازی ناخالصی‎ها استفاده شد. پکتین‎های تولیدی در سطح نیمه صنعتی از نظر شاخص‎های بازده، درجه استری و میزان اسید گالاکتورونیک با نوع آزمایشگاهی مقایسه گردید.

نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که هر سه عامل pH، زمان استخراج و نسبت S/L تاثیر معنی‎داری (05/0 p≤) بر بازده استخراج پکتین داشتند. با افزایش pH از 5/1 به 2 بازده پکتین افزایش یافت و در pH 2 در بالاترین مقدار خود قرار داشت (87/14 گرم بر 100 گرم ماده خشک) و با افزایش pH تا 3، بازده کاهش یافت (65/ 6 گرم به ازای 100 گرم). با افزایش زمان استخراج تا 3 ساعت، بازده به طور معنی‎داری افزایش یافت اما پس از آن ثابت ماند. با افزایش نسبت S/L از 1:10 تا 1:15، بازده پکتین به طور معنی‎داری (05/0p ≤) از 55/16 تا 84/18 گرم به ازای 100 گرم ماده خشک افزایش یافت و پس از آن مجددا به طور معنی‎داری کاهش پیدا کرد. خط تولید پکتین طراحی شد و استخراج نیمه صنعتی پکتین در شرایط بهینه تعیین شده (pH برابر با 2، نسبت S/L 1:15 و زمان 3 ساعت) صورت پذیرفت. بازده استخراج نیمه صنعتی در زمانی که از فیلترپرس استفاده شد بیشتر از بازده آزمایشگاهی بود اما میزان اسید گالاکتورونیک آن به طور معنی‎داری کمتر بود. هنگامی که از روش سانتریفیوژ استفاده شد، کمیت (بازده) و کیفیت (درجه استری، میزان اسید گالاکتورونیک ، آرابینوز، رامنوز و زایلوز و وزن مولکولی) پکتین استخراجی مشابه مقیاس آزمایشگاهی بود و تفاوت معنی‎داری نداشتند که حاکی از خلوص بالای پکتین بود.

نتایج حاکی از آن داشت که بازده و کیفیت پکتین حاصله در مقیاس نیمه صنعتی، در زمانی که از دستگاه سانتریفیوژ (به جای فیلترپرس) برای مرحله صاف کردن استفاده شد، مشابه روش متداول آزمایشگاهی بود و بنابراین امکان تولید پکتین با بازده و کیفیت بالا در سطح نیمه صنعتی و صنعتی وجود دارد.