Tái chế phế liệu đào (Prunus persica L.) thành sản phẩm đặc biệt thông qua các phương pháp xanh

Biomass Conversion and Biorefinery - Tập 12 - Trang 123-132 - 2021
Selin Şahin1, Mehmet Bilgin1
1Department of Chemical Engineering, Engineering Faculty, Istanbul University-Cerrahpaşa, Istanbul, Turkey

Tóm tắt

Nghiên cứu hiện tại nhằm phát triển một phương pháp thân thiện với môi trường để nâng cao giá trị của một loại biowaste sản xuất quá mức (vỏ đào) thành các sản phẩm đặc biệt. Nhiều phương pháp thống kê đa biến với 3 yếu tố 3 mức (thiết kế 3 mức yếu tố, thiết kế trung tâm mặt phẳng, và thiết kế Box-Behnken) kết hợp với phương pháp mặt phản ứng đã được so sánh để xác định thiết kế thí nghiệm kinh tế nhất. Dung môi eutectic sâu (hỗn hợp axit lactic/glycerin, 1/1) đã được sử dụng để đề xuất một phương pháp xanh. Phương pháp chiết xuất hỗ trợ bằng máy đồng hóa đã được áp dụng. Việc bổ sung nước (10, 30 và 50%, v/v), thời gian chiết xuất (30, 60 và 90 giây), và tốc độ máy đồng hóa (6000, 8000 và 10.000 vòng/phút) được chọn làm các biến độc lập, trong khi tổng polyphenol và năng suất axit chlorogenic của quá trình chiết xuất là các biến phụ thuộc. Các phương pháp tối ưu hóa đa biến đã được chọn đã cho thấy phù hợp và có ý nghĩa thống kê (P < 0.0001) đối với dữ liệu thí nghiệm hiện tại. Mặt khác, thiết kế Box-Behnken sẽ là lựa chọn tốt hơn với các tiêu chí thống kê hợp lý hơn và số lượng công việc thí nghiệm ít hơn. Theo phương pháp thiết kế thống kê được đề xuất, bình phương thứ hai của tốc độ máy đồng hóa là tham số hiệu quả nhất (P < 0.0001) trên cả hai biến phụ thuộc. Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên phân tích nhiều phương pháp thống kê đa biến với 3 yếu tố 3 mức cho việc chiết xuất các sản phẩm đặc biệt từ sinh khối.

Từ khóa

#phế liệu đào #phương pháp thân thiện với môi trường #phương pháp xanh #chiết xuất #tối ưu hóa đa biến #polyphenol

Tài liệu tham khảo

Duenas M, Garciá-Estévez I (2020) Agricultural and food waste: analysis, characterization and extraction of bioactive compounds and their possible utilization. Foods 9:817. https://doi.org/10.3390/foods9060817 Sagar NA, Pareek S, Sharma S et al (2018) Fruit and vegetable waste: bioactive compounds, their extraction, and possible utilization. Compr Rev Food Sci Food Saf 17:512–531. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12330 Chang S, Tan C, Frankel EN, Barrett DM (2000) Low-density lipoprotein antioxidant activity of phenolic compounds and polyphenol oxidase activity in selected clingstone peach cultivars. J Agric Food Chem 48:147–151. https://doi.org/10.1021/jf9904564 Bassi D, Mignani I, Spinardi A, Tura D (2015) Peach (Prunus persica (L.) Batsch). In: Nutr. Compos. Fruit Cultiv. Elsevier Inc., 535–571 Saidani F, Giménez R, Aubert C et al (2017) Phenolic, sugar and acid profiles and the antioxidant composition in the peel and pulp of peach fruits. J Food Compos Anal 62:126–133. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2017.04.015 Plazzotta S, Ibarz R, Manzocco L, Martín-Belloso O (2020) Optimizing the antioxidant biocompound recovery from peach waste extraction assisted by ultrasounds or microwaves. Ultrason Sonochem 63:104954. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104954 Rossato SB, Haas C, Raseira MDCB et al (2009) Antioxidant potential of peels and fleshes of peaches from different cultivars. J Med Food 12:1119–1126. https://doi.org/10.1089/jmf.2008.0267 Manzoor M, Anwar F, Mahmood Z et al (2012) Variation in minerals, phenolics and antioxidant activity of peel and pulp of different varieties of peach (Prunus persica L.) fruit from Pakistan. Molecules 17:6481–6490. https://doi.org/10.3390/molecules17066491 Liu H, Cao J, Jiang W (2015) Evaluation and comparison of vitamin C, phenolic compounds, antioxidant properties and metal chelating activity of pulp and peel from selected peach cultivars. LWT - Food Sci Technol 63:1042–1048. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.04.052 Plazzotta S, Ibarz R, Manzocco L, Martín-Belloso O (2021) Modelling the recovery of biocompounds from peach waste assisted by pulsed electric fields or thermal treatment. J Food Eng 290:110196. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110196 Yücel M, Şahin S (2021) An eco-friendly and sustainable system for monitoring the oleuropein-rich extract from olive tree (Olea europaea) leaves. Biomass Convers Biorefinery 1–14. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01556-0 Remorini D, Tavarini S, Degl’Innocenti E et al (2008) Effect of rootstocks and harvesting time on the nutritional quality of peel and flesh of peach fruits. Food Chem 110:361–367. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2008.02.011 Bilgin M, Şahin S (2013) Effects of geographical origin and extraction methods on total phenolic yield of olive tree (Olea europaea) leaves. J Taiwan Inst Chem Eng 44:8–12. https://doi.org/10.1016/J.JTICE.2012.08.008 Moradi M, Fazlzadehdavil M, Pirsaheb M et al (2016) Response surface methodology (RSM) and its application for optimization of ammonium ions removal from aqueous solutions by pumice as a natural and low cost adsorbent. Arch Environ Prot 42:33–43. https://doi.org/10.1515/aep-2016-0018 Andreotti C, Ravaglia D, Ragaini A, Costa G (2008) Phenolic compounds in peach (Prunus persica) cultivars at harvest and during fruit maturation. Ann Appl Biol 153:11–23. https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.2008.00234.x Stojanovıc BT, Mıtıc SS, Stojanovıc GS et al (2016) Phenolic profile and antioxidant activity of pulp and peel from peach and nectarine fruits. Not Bot Horti Agrobot Cluj-Napoca 44:175–182. https://doi.org/10.15835/nbha44110192 Stamenković OS, Kostić MD, Radosavljević DB, Veljković VB (2018) Comparison of Box-Behnken, face central composite and full factorial designs in optimization of hempseed oil extraction by n-hexane: a case study. Period Polytech Chem Eng 62:359–367. https://doi.org/10.3311/PPCH.11448 Veljković VB, Veličković AV, Avramović JM, Stamenković OS (2019) Modeling of biodiesel production: performance comparison of Box-Behnken, face central composite and full factorial design. Chinese J Chem Eng 27:1690–1698. https://doi.org/10.1016/J.CJCHE.2018.08.002