محیط زیست و توسعه فرابخشی
مجله علمی

بررسی امکان استخراج ترکیبات فنولی از ضایعات کشمش با هدف مدیریت پسماند ضایعات واحدهای فرآوری کشمش

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

امیرعباس متین 1
بهاره عظیمی 2
حسین هاشم پور 1

1 دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی، تبریز، ایران

2 پژوهشکده محیط‌زیست و توسعه پایدار سازمان حفاظت محیط‌زیست، گروه پژوهشی ارزیابی و مخاطرات محیط‌زیست، تهران، ایران

https://doi.org/10.22034/envj.2025.492847.1443
چکیده
مقدمه: انگور از عمده‌­ترین و پرتولیدترین محصولات کشاورزی در جهان به حساب می­‌آید. ایران در حال حاضر با داشتن بالغ بر ٢٥٢ هزار هکتار باغ انگور هفتمین تولیدکننده بزرگ انگور در دنیا به‌شمار می‌­آید. همچنین ایران، به‌علت داشتن زمین‌­های مستعد قابل کشت، از روزگاران قدیم به تنوع در ارقام انگور و تولید و صادرات انواع محصولات آن شناخته شده است. با توجه به اهمیت اقتصادی کشمش و انگور در اقتصاد ملی و استعدادهای بالقوه فراوان کشور برای ارتقاء کمی و کیفی این گروه از محصولات و با توجه به رقابت‌­های جهانی در زمینه بازار محصولات کشاورزی و پتانسیل بالای محصول کشمش برای صادرات لزوم تولید این محصول بر کسی پوشیده نیست. از عوامل مهم بقا در شرایط پررقابت امروزی، کاهش هزینه­‌های تولید و بازاریابی محصول است. انتخاب شیوه‌­های مناسب، می‌­تواند به شکل قابل ملاحظه­‌ای هزینه­‌ها را کاهش و قابلیت رقابت­‌پذیری تولیدکنندگان را افزایش دهد. وجود پسماندهای لاینفک در این صنعت، تولیدکنندگان را با چالش‌­هایی روبه­‌رو کرده است که اگر مدیریت پسماند و ضایعات حین فرآوری به کمک علم روز انجام گیرد نه تنها از جنبه دفع پسماندها بلکه از جنبه صرفه­‌جویی در انرژی و هزینه‌­ها کمک بزرگی به تولیدکنندگان می‌­شود. در حوزه کشمش ارزش افزوده فراورده­‌های جانبی ناشی از ضایعات، که هم‌­اکنون در کشورهای پیشرو حاصل می­‌شود، گاه با خود محصول برابری می­‌کند. ضایعات کشمش به روش­‌های مختلفی بازیافت و مورد استفاده قرار می­‌گیرد. یکی از ترکیبات با ارزش در انگور ترکیبات فنولی می‌­باشد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می­‌گیرد. در این کار با هدف مدیریت پسماند واحدهای تولید کشمش، پتانسیل ضایعات مختلف کشمش در استخراج ترکیبات فنولی مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش‌­ها: برای بررسی امکان استخراج ترکیبات فنولی از ضایعات کشمش واحدهای فرآوری کشمش در استان آذربایجان شرقی استفاده شده است. به این منظور ضایعات مختلف کشمش شامل، ضایعات پشت لیزر، پوچ، تراشه دم، ضایعات شکست و نارس در استخراج ترکیبات فنولی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثر حلال­‌های مختلف شامل متانول، اتانول، آستون و ترکیب حلال­‌ها برای استخراج ترکیبات فنولی استفاده شده و پارامترهای بازده عصاره­‌گیری، فعالیت آنتی‌اکسیدانی و محتوای کل فنول برای ارزیابی و مقایسه فرآیند استفاده شده است. برای اندازه‌­گیری خاصیت آنتی‌اکسیدانی از روش مهار رادیکال­های آزاد DPPH و برای محاسبه محتوی فنول کل از روش واکنش معرف فولین استفاده شده است.
نتایج: نتایج نشان داد که همه ضایعات کشمش دارای ترکیبات فنولی با مقادیر مختلف می­‌باشند. مقدار فعالیت ضد اکسیدانی برای ضایعات نارس، شکست، تراشه دم، پوچ و لیزر به ترتیب برابر 16/23، 31/24، 19/26، 42/28 و 82/ 18 µg/ml  بدست آمد. همچنین مقدار محتوای کل فنول برای ضایعات نارس، شکست، تراشه دم، پوچ و لیزر به ترتیب برابر 421، 11/426، 86/387، 24/369 و 2/465 mg GAE/100 g  اندازه­گیری شد. در بین ضایعات کشمش، ضایعات پشت لیزر از لحاظ محتوی فنول و فعالیت ضد اکسیدانی بهترین وضیعت را دارد. همچنین بهترین حلال برای استخراج ترکیبات فنولی، متانول خالص می­باشد. ضایعات لیزر در حلال استخراجی متانول خالص دارای 2/468 میلی گرم در هر گرم از عصاره هم ارز گالیک اسید دارای محتوی فنولی می­‌باشد.
بحث: با توجه به نتایج می‌توان نتیجه گرفت که بهترین بازده تست آنتی اکسیدانی که در کمترین مقدار IC50 حاصل می­‌گردد، مربوط به ضایعات لیزر با غلظت 82/18 میکروگرم بر میلی لیتر می‌­باشد. به‌طور کلی نتایج نشان داد که ضایعات فراوری کشمش می‌­تواند به عنوان منبعی ارزان قیمت، برای استخراج ترکیبات فنولی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

مدیریت پسماند
ضایعات کشمش ترکیبات فنولی
خاصیت آنتی اکسیدانی
استخراج

موضوعات

  1. Bakhshizadeh, S., Taghizadeh, A., Janmohammadi, H. and Alijani, S., 2013. Determining of nutritive value of grape pomace and pomegranate seedpulpusing in vitro (gas production) and in situ techniques, The Journal of Animal Science Research, 23, 1-11.
  2. Abouzeed, Y.M., Zgheel, F., Elfahem, A.A., Almagarhe, M.S., Dhawi, A., Elbaz, A., Hiblu, M. A., Kammon, A. and Ahmed, M.O., 2018. Identification of phenolic compounds, antibacterial and antioxidant activities of raisin extracts. Open veterinary journal, 8, 479-484.
  3. Aciu, C. and Cobîrzan, N., 2013. Use of agricultural products and waste in the building materials industry. Proenvironment Promediu, 6.
  4. Amaral, L., 2017. Grape stalk application for caffeine removal through adsorption. Journal of environmental management.
  5. Arvanitoyannis, I.S., Ladas, D. and Mavromatis, A., 2006. Potential uses and applications of treated wine waste: a review. International journal of food science & technology, 41, 475-487.
  6. Azizi, S., Nazari, S.M. and Moradihaghgou, L., 2024. Optimizing the Extraction of Antioxidant Components from Grape (Vitis vinifera L.) Skin by Ultrasonic Pre-treatment. Journal of Food Science & Technology (2008-8787), 21.
  7. Balasundram, N., Sundram, K. and Samman, S., 2006. Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food chemistry, 99, 191-203.
  8. Baliyan, S., Mukherjee, R., Priyadarshini, A., Vibhuti, A., Gupta, A., Pandey, R.P. and Chang, C.M. 2022. Determination of antioxidants by DPPH radical scavenging activity and quantitative phytochemical analysis of Ficus religiosa. Molecules, 27, 1326.
  9. Bekatorou, A., Psarianos, C. and Koutinas, A.A., 2006. Production of food grade yeasts. Food Technology & Biotechnology, 44.
  10. Deiana, A., Sardella, M., Silva, H., Amaya, A. and Tancredi, N., 2009. Use of grape stalk, a waste of the viticulture industry, to obtain activated carbon. Journal of hazardous materials, 172, 13-19.
  11. Demiral, H. and Güngör, C., 2016. Adsorption of copper (II) from aqueous solutions on activated carbon prepared from grape bagasse. Journal of cleaner production, 124, 103-113.
  12. Di Lorenzo, C., Frigerio, G., Colombo, F., De Sousa, L.P., Altindişli, A., Dell'agli, M. and Restani, P., 2016. Phenolic profile and antioxidant activity of different raisin (Vitis vinifera L.) samples.  BIO Web of Conferences, EDP Sciences, 04006.
  13. Fantini, M., Benvenuto, M., Masuelli, L., Frajese, G.V., Tresoldi, I., Modesti, A. and Bei, R., 2015. In vitro and in vivo antitumoral effects of combinations of polyphenols, or polyphenols and anticancer drugs: Perspectives on cancer treatment. International journal of molecular sciences, 16, 9236-9282.
  14. Farinella, N., Matos, G. and Arruda, M., 2007. Grape bagasse as a potential biosorbent of metals in effluent treatments. Bioresource technology, 98, 1940-1946.
  15. Hejazifar, M. and Azizian, S., 2012. Adsorption of cationic and anionic dyes onto the activated carbon prepared from grapevine rhytidome. Journal of Dispersion Science and Technology, 33, 846-853.
  16. Javed, H.U., Liu, Y.S., Hao, J.G., Hayat, F. and Hasan, M., 2024. Aromatic Perspectives: An In-Depth review on Extracting, influencing Factors, and the origins of raisin aromas. Food Chemistry: X, 101285.
  17. Kupina, S., Fields, C., Roman, M.C. and Brunelle, S.L., 2018. Determination of total phenolic content using the Folin-C assay: single-laboratory validation, first action 2017.13. Journal of AOAC International, 101, 1466-1472.
  18. Liu, F., Lei, J., Shao, X., Fan, Y., Huang, W., Lian, W., Sun, T., Chen, Y. and Wang, C., 2024. Effect of Pretreatment and Drying on the Nutritional and Functional Quality of Raisins Produced with Seedless Purple Grapes. Foods, 13, 1138.
  19. Luque-Alcaraz, A.G., Hernández-Téllez, C.N., Graciano-Verdugo, A.Z., Toledo-Guillén, A.R. and Hernández-Abril, P.A., 2024. Exploring antioxidant potential and phenolic compound extraction from Vitis vinifera L. using ultrasound-assisted extraction. Green Processing and Synthesis, 13, 20230141.
  20. Mencarelli, F., Bellincontro, D. and Di Renzo, G.C., 2005. Grape: post-harvest operations. Post-harvest Compendium. Danilo Mejia.
  21. Mnari, A.B., Harzallah, A., Amri, Z., Dhaou Aguir, S. and Hammami, M., 2016. Phytochemical content, antioxidant properties, and phenolic profile of Tunisian raisin varieties (Vitis Vinifera L.). International journal of food properties, 19, 578-590.
  22. Ozdemir, I., Şahin, M., Orhan, R. and Erdem, M., 2014. Preparation and characterization of activated carbon from grape stalk by zinc chloride activation. Fuel processing technology, 125, 200-206.
  23. Shapiro, J.F., 2007. Modeling the Supply Chain, Thomson Brooks/Cole.
  24. Soukoulis, C. and Tzia, C., 2018. Grape, raisin and sugarcane molasses as potential partial sucrose substitutes in chocolate ice cream: A feasibility study. International dairy journal, 76, 18-29.
  25. Sun, Y. and Cheng, J., 2002. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresource technology, 83, 1-11.
  26. Afsharhamidi, B., 2010. Using agricultural waste from processing industries in animal feed with the aim of reducing environmental pollution, National Conference on Biodiversity and its Impact on Agriculture and the Environment, 1189-1194.
  27. Borimnejad,  V. and Eftekhari, A., 2011. Application of Fuzzy Logic in Raisins Rating. Journal of Agricultural Economics Research, 11, 173-187.
  28. Azimi, S.B., 2024, Preparation of biochar and its use to remove nitrophenol from aqueous media by adsorption method, Environment & Interdisciplinary Development, 9, 69-81.
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 9، شماره 86
زمستان 1403
صفحه 121-136

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما