نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمل‌آوری فراورده‌های محصولات شیلاتی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 گروه عمل‌آوری فراورده‌های محصولات شیلاتی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

اسپیرولینا ریزجلبک سبز‌آبی به‌عنوان منبع عالی پروتئین و رنگ‌های طبیعی غذایی مانند فیکوبیلی‌پروتئین‌ها و کلروفیل‌هاست و ازاین‌رو استخراج این ترکیبات زیست‌فعال اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق تیمار مکانیکی (انجماد-انجمادزدایی، همگن‌سازی، امواج فراصوت) و تیمار شیمیایی (خیساندن در حلال‌های اتانول و آب) برای استخراج و جداسازی پروتئین و کلروفیل از ریزجلبک اسپیرولینا به دو روش مجزا و پیوسته انجام شد. میزان کلروفیل و پروتئین استخراج‌شده، طیف جذبی نمونه‌ها (200-800 نانومتر)، ترکیب اسیدآمینۀ ریزجلبک و پروتئین‌های استخراج‌شده در تیمارهای انتخابی موردبررسی قرار گرفتند. طبق نتایج استخراج کلروفیل در روش پیوسته بیشتر از روش مجزا و استخراج با اتانول در هر دو روش مجزا و پیوسته حلال مناسب با بازده بالاتر بود. استفاده از روش انجماد-انجمادزدایی نیز در استخراج کلروفیل مؤثر بود. درمورد استخراج پروتئین در بین تیمارها استفاده از همگن‌سازی و امواج فراصوت برای شکستن مکانیکی دیواره‌ها و کمک به استخراج ترکیبات روش مناسب‌تری بود و سبب افزایش بازده استخراج پروتئین شد. تحت شرایط یکسان برای تیمارها، روش پیوسته برای استخراج کلروفیل و پروتئین با بازده بالاتر و استفاده از تیمار همگن‌سازی دور بالا و امواج فراصوت پیشنهاد می‌گردد و حلال اتانول در استخراج کلروفیل حلال و روش انجماد و انجمادزدایی تیمار مکانیکی مناسب شکست دیوارۀ سلولی بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

© 2022, Research Institute of Food Science and Technology. All rights reserved.

This is an open-access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0). To view a copy of this license, visit (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Aljobair, M. O., Albaridi, N. A., Alkuraieef, A. N., & AlKehayez, N. M. (2021). Physicochemical properties, nutritional value, and sensory attributes of a nectar developed using date palm puree and spirulina. International Journal of Food Properties, 24(1), 845-858. https://doi.org/10.1080/10942912.2021.1938604
Balti, R., Zayoud, N., Hubert, F., Beaulieu, L., & Massé, A. (2021). Fractionation of Arthrospira platensis (Spirulina) water soluble proteins by membrane diafiltration. Separation and Purification Technology, 256, 117756. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.117756
Barkallah, M., Dammak, M., Louati, I., Hentati, F., Hadrich, B., Mechichi, T., . . . Abdelkafi, S. (2017). Effect of Spirulina platensis fortification on physicochemical, textural, antioxidant and sensory properties of yogurt during fermentation and storage. LWT, 84, 323-330. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.05.071
Bashir, S., Sharif, M. K., Butt, M. S., & Shahid, M. (2016). Functional Properties and Amino acid Profile of Spirulina platensis Protein Isolates. Biological Sciences - PJSIR, 59(1), 12-19. https://doi.org/10.52763/PJSIR.BIOL.SCI.59.1.2016.12.19
Bleakley, S., & Hayes, M. (2017). Algal Proteins: Extraction, Application, and Challenges Concerning Production. Foods (Basel, Switzerland), 6(5), 33. https://doi.org/10.3390/foods6050033
Boukhari, N., Doumandji, A., & Ferradji, A. (2018). Effect of ultrasound treatment on protein content and functional properties of Spirulina powder grown in Algeria. Mediterranean Journal of Nutrition and Metabolism, 11(3), 235-249. https://doi.org/10.3233/MNM-180220
Choi, W. Y., & Lee, H. Y. (2018). Enhancement of Chlorophyll a Production from Marine Spirulina maxima by an Optimized Ultrasonic Extraction Process. Applied Sciences, 8(1), 26. https://doi.org/10.3390/app8010026
Dianursanti, & Hafidzah, M. A. (2021). The enhancement of phycocyanin yield and purity from Spirulina platensis using freeze-thawing method on various solvents. AIP Conference Proceedings, 2344(1), 020015. https://doi.org/10.1063/5.0047581
Gornall, A. G., Bardawill, C. J., & David, M. M. (1949). Determination of serum proteins by means of the biuret reaction. Journal of Biological Chemistry, 177(2), 751-766. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)57021-6
Hayes, M., Skomedal, H., Skjånes, K., Mazur-Marzec, H., Toruńska-Sitarz, A., Catala, M., . . . García-Vaquero, M. (2017). 15 - Microalgal proteins for feed, food and health. In C. Gonzalez-Fernandez & R. Muñoz (Eds.), Microalgae-Based Biofuels and Bioproducts (pp. 347-368). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101023-5.00015-7
Kannaujiya, V. K., Kumar, D., Pathak, J., & Sinha, R. P. (2019). Chapter 10 - Phycobiliproteins and Their Commercial Significance. In A. K. Mishra, D. N. Tiwari, & A. N. Rai (Eds.), Cyanobacteria (pp. 207-216). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814667-5.00010-6
Levin, S., & Grushka, E. (1985). Reversed-phase liquid chromatographic separation of amino acids with aqueous mobile phases containing copper ions and alkylsulfonates. Analytical Chemistry, 57(9), 1830-1835. https://doi.org/10.1021/ac00286a011
Lupatini, A. L., Colla, L. M., Canan, C., & Colla, E. (2017). Potential application of microalga Spirulina platensis as a protein source. J Sci Food Agric, 97(3), 724-732. https://doi.org/10.1002/jsfa.7987
Maali, A., Gheshlaghi, R., & Mahdavi, M. A. (2021, November, November 9-11, 2021). The effect of sonication time on phycobiliproteins extraction from spirulina platensis 17th National Congress of Chemical Engineering of Iran,  https://civilica.com/doc/1378447
PÜNtener, A. G., & Schlesinger, U. (2000). 9 - Natural Dyes. In H. S. Freeman & A. T. Peters (Eds.), Colorants for Non-Textile Applications (pp. 382-455). Elsevier Science. https://doi.org/10.1016/B978-044482888-0/50040-4
Saefurahman, G., Rahman, A. A., Hidayatuloh, S., Farobie, O., & Abidin, Z. (2021). Continuous extraction of Spirulina platensis biopigments using different extraction sequences. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 749(1), 012005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/749/1/012005
Sangian, M., Soltani, M., Hanifi, H., & Abdali, N. (2022). Investigation of The effect of Phycocyanin Extracted From Spirulina platensis and Persimmon Powder on Physicochemical and Sensory Characteristics of Yogurt. Egyptian Journal of Veterinary Sciences, 53(1), 75-86. https://dx.doi.org/10.21608/ejvs.2021.95209.1293
Tavanandi, H. A., Mittal, R., Chandrasekhar, J., & Raghavarao, K. S. M. S. (2018). Simple and efficient method for extraction of C-Phycocyanin from dry biomass of Arthospira platensis. Algal Research, 31, 239-251. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.02.008
Tavanandi, H. A., & Raghavarao, K. S. M. S. (2019). Recovery of chlorophylls from spent biomass of Arthrospira platensis obtained after extraction of phycobiliproteins. Bioresource Technology, 271, 391-401. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.09.141
Ursu, A.-V., Marcati, A., Sayd, T., Sante-Lhoutellier, V., Djelveh, G., & Michaud, P. (2014). Extraction, fractionation and functional properties of proteins from the microalgae Chlorella vulgaris. Bioresource Technology, 157, 134-139. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.01.071
Zhang, R., Chen, J., & Zhang, X. (2018). Extraction of intracellular protein from Chlorella pyrenoidosa using a combination of ethanol soaking, enzyme digest, ultrasonication and homogenization techniques. Bioresour Technol, 247, 267-272. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.09.087
Zhao, W., Duan, M., Zhang, X., & Tan, T. (2018). A mild extraction and separation procedure of polysaccharide, lipid, chlorophyll and protein from Chlorella spp. Renewable Energy, 118, 701-708. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.11.046