عنوان

استخراج ترکیبات فنلی از دانه های قهوه سبز با استفاده از حلال های یوتکتیک و بررسی خواص آن

۴۸۷۲پ

فارسی

استخراج ترکیبات فنلی از دانه های قهوه سبز با استفاده از حلال های یوتکتیک و بررسی خواص آن

[پایان نامه]

مهسا رمضانی

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۱۲۱ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- صنایع غذایی

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

یکی از مهمترین جنبه های شیمی سبز، توسعه و استفاده از حلال های سبز است. حلال های سبز یکی از راه های کلیدی برای دستیابی به توسعه پایدار برای کاربردهای صنعتی گسترده هستند. ترکیبات فنلی یکی از ترکیبات زیست فعال دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هستند و توانایی بالایی در حذف رادیکال های آزاد با واکنش با آنها را دارند. ترکیبات فنلی تاکنون با روش های گوناگونی استخراج شده اند. در پایان نامه حاضر ترکیبات فنلی موجود در پودر قهوه سبز توسط پنج نوع حلال یوتکتیک بر پایه کولین کلراید به عنوان پیوند گیرنده و گلوکز، سوربیتول، اسید استیک، اسید لاکتیک و اسید تارتاریک به عنوان پیوند دهنده با کمک اولتراسوند استخراج گردیدند. نتایج نشان داد که در میان فرمولاسیونهای مورد استفاده، با استفاده از فرمولاسیون بر پایه 8/2 گرم کولین کلراید، 2/7 گرم گلوکز و 5/2 میلی لیتر آب بالاترین مقدار ترکیبات فنلی شامل 225 میکرو گرم بر گرم گالیک اسید را استخراج گردید. همچنین خاصیت آنتی اکسیدانی نمونه بدست آمده 5/90 درصد بدست آمد که تفاوت معنا داری با خاصیت آنتی اکسیدانی ترکیبات فنلی استخراج شده با سایر فرمولاسیون های دیگر از خود نشان نداد. در ادامه با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ، بهینه¬سازی مقادیر اجزاء تشکیل دهنده فرمولاسیون منتخب انجام گردید. متغیرهای مستقل شامل کولین کلراید در محدوده نسبت مولی 1 تا 5 و گلوکز با نسبت مولی 1 تا 6 انتخاب شدند و تاثیرات آن¬ها بر روی متغیرهای وابسته¬ شامل مقدار فنل کل و خاصیت آنتی اکسیدانی ترکیبات فنلی استخراج شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدلهای بدست آمده با ضریب اطمینان بالای 90% قابلیت بالایی در پیش¬بینی متغیرهای وابسته دارند. نتایج همچنین نشان دادند که حلال یوتکتیک تهیه شده شامل کولین کلراید با نسبت مولی 1 و گلوکز با نسبت مولی 2/1 بهترین شرایط استخراج ترکیبات فنلی را دارد که در این شرایط نسبت مولی، خاصیت آنتی اکسیدانی 07/93% و فنل کل 88/251 میکروگرم بر گرم به دست آمد. این در حالی است که حلال یوتکتیک بهینه دارای خاصیت آنتی اکسیدانی پایین (7/0%) و محتوای فنلی 10 میکروگرم بر گرم می باشد. با ارزیابی گروه های عاملی توسط آنالیز مادون قرمز فوریه از نمونه حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه و نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده مشخص شد که پیک گروه عاملی هیدروکسیل دارای جابجایی می باشد که نشان دهنده ی ایجاد پیوند هیدروژنی بین کولین کلراید و ترکیبات فنلی است. نتایج حاصل از کروماتوگرافی مایع از نمونه حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه که حاوی ترکیبات استخراجی از قهوه سبز می باشد، نشان داد که 4/79 درصد ترکیبات استخراج شده از قهوه سبز، ترکیبات فنلی می باشند. در انتها خاصیت ضد میکروبی حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه و نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده از قهوه سبز، خاصیت ضد باکتریایی و مخمری ضعیف در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و مخمر کاندیدا آلبیکنس با قطر هاله شفاف 8 و 6 میلی متر دارد.

One of the most important aspects of green chemistry is the development and use of green solvents. Green solvents are one of the key ways to achieve sustainable development for wide industrial applications. Phenolic compounds are one of the bioactive compounds with antioxidant properties and have a high ability to remove free radicals by reacting with them. Phenolic compounds have been extracted by various methods. In this thesis, the phenolic compounds in the green coffee powder of mulberry were extracted using five types of eutectic solvents based on choline chloride as a linker and glucose, sorbitol, acetic acid, lactic acid and tartaric acid as a linker with the help of ultrasound. The results showed that among the used formulations, using the formulation based on 2.8 grams of choline chloride, 7.2 grams of glucose and 2.5 ml of water, the highest amount of phenolic compounds including 225 micrograms/gram of gallic acid was extracted. Also, the antioxidant property of the obtained sample was 90.5%, which did not show any significant difference with the antioxidant property of phenolic compounds extracted with other formulations. In the following, using the central composite design method and the response surface method, the optimization of the components of the selected formulation was done. The independent variables including choline chloride in the molar ratio range of 1 to 5 and glucose with the molar ratio of 1 to 6 were selected and their effects on the dependent variables including the amount of total phenol and the antioxidant property of the extracted phenolic compounds were evaluated. The results showed that the obtained models with a confidence factor of over 90% have a high capability in predicting dependent variables. The results also showed that the prepared eutectic solvent containing choline chloride with a molar ratio of 1 and glucose with a molar ratio of 1.2 has the best conditions for the extraction of phenolic compounds. A total of 251.88 μg/g was obtained. Meanwhile, the optimal eutectic solvent has a low antioxidant property (0.7%) and a phenolic content of 10 μg/g. By evaluating the functional groups by FTIR analysis from the eutectic solvent sample prepared in optimal conditions and the sample containing the extracted phenolic compounds, it was found that the peak of the hydroxyl functional group was shifted, which that indicates the formation of a bond between choline chloride and phenolic compounds. The results of liquid chromatography of the eutectic solvent sample prepared in optimal conditions, which contains compounds extracted from green coffee, showed that 79.4% of the compounds extracted from green coffee are phenolic compounds. At the end, the antimicrobial properties of the eutectic solvent prepared in optimal conditions and the sample containing the extracted phenolic compounds were evaluated. The results showed that the sample containing phenolic compounds extracted from green coffee has weak antibacterial and yeast properties against Staphylococcus aureus bacteria and Candida albicans yeast with a clear halo diameter of 8 and 6 mm.

Extraction of phenolic compounds from green coffee beans using eutectic solvents and investigation of their properties

امواج فراصوت (اولتراسوند)

ترکیبات فنلی

حلال یوتکتیک

قهوه سبز

امواج فراصوت (اولتراسوند)، ترکیبات فنلی، حلال یوتکتیک، قهوه سبز

Ultrasound, phenolic compounds, eutectic solvent, green coffee

رمضانی، مهسا

جعفریزاده مالمیری

احمدی

، هدی

، امید

، ۱۳۵۷ -

استاد راهنما

استاد مشاور

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

20230520

شیمی، ۲۱۰۹۷، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y