توليد زيست‌توده ريزجلبك‌هاي سندسموس كوادريكادا و تتراسلميس سوئسيكا روي هيدروليز پسماندهاي غذايي به منظور توليد روغن‌هاي فراسودمند و سوخت زيستي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي صنايع غذايي

دكتري

اين پژوهش با هدف تبديل چالش زيست‌محيطي پسماندهاي غذايي رستوران به يك فرصت پايدار، از طريق استفاده از آن‌ها به‌عنوان بستر كشت ريزجلبك‌ها براي توليد زيست‌توده‌اي با ارزش غذايي و كاربردي در صنايع غذايي، انجام شده است. در اين پژوهش، ابتدا پسماندهاي غذايي رستوران مورد شناسايي قرار گرفتند و چهار دسته اصلي شامل پسماند سبزيجات (33/2 درصد)، نان (11/0 درصد)، برنج (15/2 درصد)، گوشت (19/3 درصد) و تركيبي از آن‌ها كه بيشترين سهم را داشتند، براي فرآيند هيدروليز انتخاب شدند. اين پسماندها با استفاده از هيدروليز اسيدي تحت مايكروويو (شرايط بهينه شامل دماي 96 درجه سلسيوس، توان مايكروويو 340 وات، هيدروكلريدريك اسيد 1/45% و مدت زمان تيمار 11/1 دقيقه) به محيط كشت قابل استفاده براي ريزجلبك‌ها تبديل شدند. در ادامه، پارامترهاي رشد، توليد زيست‌توده، تركيب شيميايي، ويژگي‌هاي سوخت زيستي، كيفيت تغذيه‌اي ليپيد و توانايي حذف مواد مغذي توسط دو گونه ريزجلبك آب شيرين سندسموس كوادريكادا و ريزجلبك دريايي تتراسلميس سوئسيكا در شرايط كشت ميكسوتروف بر روي هيدروليز پسماندهاي غذايي با غلظت‌هاي 2، 4 و 8 درصد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه نوع و غلظت هيدروليز تأثير معني‌داري بر پارامترهاي رشد، توليد زيست‌توده، محتواي ليپيد، و تركيب اسيدهاي چرب داشت. هيدروليز تركيبي 8% با بيشترين نرخ رشد ويژه (1/42 بر روز)، كوتاه‌ترين مدت زمان دو برابر شدن (0/49 روز)، حداكثر تراكم سلولي (106×12/79 سلول بر ميلي‌ليتر) و غلظت زيست‌توده 1/86 گرم بر ليتر بهينه‌ترين محيط كشت براي رشد سريع و كارآمد س. كوادريكادا بود. در مقابل هيدروليز سبزيجات 8% با نرخ رشد ويژه 0/75 بر روز، مدت زمان دو برابر شدن 0/92 روز، تراكم سلولي 106×7/84 سلول بر ميلي‌ليتر و غلظت زيست‌توده 1/99 گرم بر ليتر، بهينه‌ترين شرايط را براي ت. سوئسيكا فراهم كرد. هيدروليز گوشت با نرخ رشد ويژه و تراكم سلولي كم و طولاني‌ترين مدت زمان دو برابر شدن كم‌ترين بهره‌وري را براي هر دو گونه نشان داد. بيشترين ميزان رنگدانه كلروفيل a (13/98 ميلي‌گرم بر ليتر) و كلروفيل b (5/15 ميلي‌گرم بر ليتر) در س. كوادريكادا كشت شده بر روي هيدروليز تركيبي 8% مشاهده شد، درحاليكه ت. سوئسيكا كشت شده بر روي هيدروليز سبزيجات 8 درصد بيشترين محتواي كاروتنوئيد (4/31 ميلي‌گرم بر ليتر) را نشان داد. محتوا و درصد تجمع ليپيد س. كوادريكادا به ترتيب از 18/67 تا 284/35 ميلي‌گرم بر ليتر و 13/27 تا 32/28% متغير بود كه بيشترين درصد تجمع ليپيد در هيدروليز نان 8% مشاهده شد. اين مقادير براي ت. سوئسيكا به ترتيب در محدوده 23/16 تا 19/293 ميلي‌گرم بر ليتر و 8/21 تا 32/69% قرار داشت كه بيشترين درصد تجمع ليپيد در هيدروليز سبزيجات 2 درصد مشاهده شد. بررسي پروفايل اسيدهاي چرب نشان داد كه پالميتيك اسيد (16:0) و اولئيك اسيد (18:1) بيشترين درصد را در تمام تيمارهاي دو گونه داشتند. مقدار اسيدهاي چرب امگا-6 در س. كوادريكادا زياد بوده و در محدوده 9/26 تا 29/06% قرار داشت ولي مقدار اسيدهاي چرب امگا-3 كم بود، به طوريكه بيشترين مقدار DHA در هيدروليز سبزيجات (0/57 درصد) مشاهده شد. در مقابل محتواي امگا-3 در ت. سوئسيكا بسيار زيادتر بوده و در محدوده 6/69 تا 14/19 درصد قرار داشت. ويژگي‌هاي سوخت زيستي هر دوگونه، از جمله عدد ستان (51/88 تا 64/17)، عدد يدي (33/91 تا 84/98) و ارزش حرارتي زياد (39/94 تا 40/48 مگاژول بر كيلوگرم)، در محدوده استانداردهاي بين‌المللي قرار گرفتند. با اين حال، نقطه مسدودكننده فيلتر سرد در تمام تيمارهاي س. كوادريكادا زيادتر از 30 درجه سلسيوس بود ولي براي ت. سوئسيكا در محدوه 1/83 تا 13/19 درجه سلسيوس قرار داشت كه نشان‌دهنده كارايي بهتر اين گونه براي استفاده در مناطق سردسير است.

233287

صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان