ویژگی های فیزیکوشیمیایی کیتوزان بازیافتی از پوسته میگو سفید هندی (Fenneropenaeus indicus) با روش فرآوری بهینه شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه شیلات دانشکده علوم دامی و شیلات دانشگاه کشاورزی ساری، ایران.

2 دانشیار، گروه شیلات دانشکده علوم دامی و شیلات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

3 دانشیار، گروه شیلات، دانشکده شیلات و محیط زیست دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

به منظور بهینه ­سازی شرایط بازیابی کیتوزان از پوسته میگو سفید هندی (Fenneropenaeus indicus) با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)، میزان توان مایکروویو در سطوح 300، 600 و 900 وات،  زمان 7، 9 و 11 دقیقه و نسبت سدیم­هیدروکسید به سوبسترا 1:15، 1:20 و 1:25 درصد، به­ عنوان متغیر­های مستقل مورد آزمون قرار گرفتند. ظرفیت اتصال آب برای کیتوزان بهینه و مرکزی به ترتیب g/kg  600/35 و 600/32 و به­ صورت معنی­ داری بالاتر از کیتوزان تجاری با مقادیر 516/63 درصد بود (0/05>P)، همچنین ظرفیت اتصال چربی برای نمونه کیتوزان بهینه 500/34 و کیتوزان مرکزی 500/33 بود که به ­صورت معنی­ داری بالاتر از کیتوزان تجاری با میزان 462/45 درصد بود (0/05>P). در خصوص پارامترهای رنگ، پارامتر سفیدی (W) برای کیتوزان تجاری 77/99 بود که به­ صورت معنی­ داری بالاتر از کیتوزان­ های تولیدی بهینه و مرکزی (به­ ترتیب 69/96 و 70/99) بود (0/05>P). بر اساس داده های FT-IR باند­های جذبی مربوط به گروه­ های NH و CH و باندهای اطراف 1680-1610، 1560-1515و 1385-1345 به آمیدI ، II و III در کیتوزان های بازیافتی مشاهده گردید در حالی­ که ساختار کششی O-C در جذب 1085-1010 اتفاق افتاد و گروه OH در جذب 700–670  مشاهده شد. میزان بلورینگی در کیتوزان بهینه (2/08) ثبت گردید که به­صورت معنی­داری کمتر از نمونه تجاری (64/21) و مرکزی (75/60) بود. پتانسیل زتا ذرات کیتوزان بهینه 56/8، مرکزی 4/48 و تجاری 11/60 میل ی­ولت بود، (0/05>P). تصویر برداری SEM برای هر دو کیتوزان تجاری و تولیدی (بهینه و مرکزی)  نشان دهنده ساختاری نا­همگن، با شکل تقریباً کروی و صفحه­ای،  بدون خلل و فرج بوده و همچنین ساختارهای رشته­ ای بهم پیوسته (میکرو فیبر) و پودری نیز مشاهده گردید، همچنین اندازه ذرات برای کیتوزان بهینه، مرکزی و تجاری به­ ترتیب 1839، 3524 و 1441 نانومتر بود. نتیجه این­ که جدای از سایز ذرات، کیتوزان بازیافتی از پوسته میگو سفید هندی درجه­ داستیلاسیون بالا به همراه ویژگی­ های کیفی و ساختاری مطلوب نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Physicochemical Properties of Recovered Chitosan from Indian White Shrimp (Fenneropenaeus indicus) Shells by an Optimized Method Process

نویسندگان [English]

  • Mahrokh Chadoush 1
  • Ali Jafarpour 2
  • Sakineh Yeganeh 2
  • Alireza Alishahi 3
1 M.Sc student, Fisheries Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
2 Associate Professor, Fisheries Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
3 Associate Professor, Department of Fisheries, Faculty of Fisheries and Environmental Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

In order to optimize the chitosan extraction efficiency from Indian shrimp (Fenneropenaeus indicus) shells by Respond Surface Method (RSM), the microwave power (900, 600, 300 W), time (11, 9, 7 min), and the ratio of sodium hydroxide to the substrate (25: 1, 20: 1, 15: 1), as independent variables, were tested. The water binding capacity for optimal and central chitosan was 600.35 and 600.32, respectively, and significantly higher than commercial chitosan (516.63%). Also, the fat bonding value for the optimum chitosan sample (500.34) and central chitosan (500.33) was significantly higher than commercial chitosan (462.45%). In terms of color, the whiteness (W) for commercial chitosan was 77.99 which was significantly higher than optimal and central production chitosan (69.96 and 70.99 respectively). Based on FT-IR data, absorption bands of NH and CH groups and also bands around 1680-1610, 1560-1515 and 1385-1384 were observed for amides I, II and III in recovered chitosan while the O-C tensile structure occurred in absorption 1085-1010 And the OH group was observed in the absorption of 700-670.The crystallinity in optimal chitosan (2.08) was significantly less than commercial sample (64.21) and central (75.60). The zeta potential of chitosan particles was 8.56, 4.48, and 11.60 mV for the optimal, central and commercial sample, respectively. The SEM images for both commercial and experimental chitosan (optimal and central) represents an inhomogeneous structure, with almost spherical and non-porous, as well as interconnected (microfiber) and powdered structures observed. The particle size for optimal, central and commercial chitosan was 1839, 3524, and 1441 nm, respectively (P<0.05). Finally, despite from the particle size, the recovered chitosan form Indian white shrimp showed high degree of deacetylation along with high qualitative and structural characteristics.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • Color
  • Crystallinity
  • Particle morphology
  • Zeta potential