مقایسه تاثیر روش‌های استخراج آب گرم، اسید داغ، مایکروویو و آنزیمی بر بازده و ویژگی‌های ساختاری اولوان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات و محیط زیست،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار

3 عضو هیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 دانشگاه علوم پزشکی مازندران

5 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

سابقه و هدف: جلبک‌های سبز جنس اولوا، به‌ویژه گونه Ulva rigida، منابع غنی از پلی‌ساکارید سولفاته اولوان هستند که به دلیل خواص زیست‌فعالی و عملکردی منحصربه‌فرد، جایگاه ویژه‌ای در صنایع غذایی و دارویی یافته‌اند.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، جلبک U. rigida از سواحل چابهار جمع‌آوری و پس از پیش‌تیمار، فرآیند استخراج با روش‌های مذکور انجام شد. پس از خالص‌سازی به روش سواگ و دیالیز، بازده استخراج , ...محاسبه گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که روش آنزیمی با بازده 40/28 درصد به طور معنی‌داری کارآمدترین روش استخراج است، در حالی که روش آب گرم با 67/16درصد کمترین بازده را داشت. اولوان حاصل از روش آنزیمی حاوی 73/61 درصد کربوهیدرات، 90/17 درصد سولفات و تنها 94/1 درصد پروتئین بود. ظرفیت نگهداری آب و روغن اولوان به ترتیب g/g 14/3 و g/g 67/2 ثبت شد که کمتر از آلژینات تجاری بود. خواص امولسیون‌کنندگی و فوم‌زایی با افزایش غلظت تا ۴ درصد بهبود یافت. همچنین، حداکثر مهار رادیکال DPPH در غلظت mg/mL ۸ (75/77 درصد) مشاهده شد. به علاوه فعالیت ضدباکتریایی علیه E. coli بیشتر از S. aureus بود.
نتیجه‌گیری: به طور کلی، استخراج آنزیمی به دلیل تخریب اختصاصی دیواره سلولی و حفظ گروه‌های عاملی سولفات و اسیدهای اورونیک، برترین روش برای تولید اولوان با کیفیت بالاست. با توجه به فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی و ضدمیکروبی قابل توجه، اولوان مستخرج از U. rigida پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان جایگزین طبیعی هیدروکلوئیدها و آنتی‌اکسیدان‌های سنتزی در فرمولاسیون‌های نوین صنعتی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of the Effects of Hot Water, Hot Acid, Microwave, and Enzymatic Extraction Methods on the Yield and Structural Characteristics of Ulvan

نویسندگان [English]

  • sahar mousavi 1
  • Seyed Mahdi Ojagh 2
  • Moazameh Kordjazi 3
  • Majid Saeedi 4
  • Khosrow jani khalili 5
1 Department of Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 fisheries, Gorgan University of Agricultural Sciences and natural Resources
3 Department of Seafood Processing, Faculty of Fisheries and Environment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
4 Mazandaran Uni
5 Sari University of Agricultural. Sciences and Natural Resources Faculty of Animal Science and Fisheries
چکیده [English]

Background and Objective: Green algae of the genus Ulva, particularly the species Ulva rigida, are rich sources of the sulfated polysaccharide ulvan, which has gained special attention in the food and pharmaceutical industries due to its unique bioactive and functional properties. However, the extraction of this compound from the complex matrix of the algal cell wall faces challenges in terms of yield and preservation of structural integrity. The aim of this study was to comprehensively compare four extraction methods (hot water, hot acid, microwave, and enzymatic) to determine the most efficient method and to evaluate the physicochemical and biological properties of the final product.
Materials and Methods: In this study, U. rigida algae were collected from the coasts of Chabahar, Iran. After pretreatment, extraction was performed using the aforementioned methods. Following purification by the Sevag method and dialysis, the extraction yield was calculated. Chemical composition (carbohydrate, protein, sulfate and ash), techno-functional properties (water and oil holding capacity, emulsifying and foaming properties) and biological activities (DPPH radical scavenging, total antioxidant capacity, and antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus) were analyzed using standard methods and SPSS 26 software.
Results: The results showed that the enzymatic method, with a yield of 28.40%, was significantly the most efficient extraction method, while the hot water method had the lowest yield (16.67%). Ulvan obtained by the enzymatic method contained 61.73% carbohydrate, 17.90% sulfate, and only 1.94% protein. The water and oil holding capacities of ulvan were recorded as 3.14 g/g and 2.67 g/g, respectively, which were lower than those of commercial alginate. Emulsifying and foaming properties improved with increasing concentration up to 4%. Furthermore, the maximum DPPH radical scavenging activity was observed at a concentration of 8 mg/mL (77.75%). In addition, antibacterial activity against E. coli was higher than against S. aureus.
Conclusion: Overall, enzymatic extraction, due to its specific degradation of the cell wall and preservation of sulfate and uronic acid functional groups, is the superior method for producing high-quality ulvan. Given the significant antioxidant and antimicrobial activities, ulvan extracted from U. rigida has high potential as a natural alternative to synthetic hydrocolloids and antioxidants in modern industrial formulations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ulvan
  • Ulva rigida
  • Emulsion
  • Foam
  • Antioxidant