Document Type : Original Article
Author
PhD, Department of Marine Biology, Faculty of Marine Science and Technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran.
Abstract
Keywords
Main Subjects
Investigating the possibility of producing edible jelly with the origin of carrageenan indicator seaweed
Zahra Zarei Jeliani *
Corresponding Author, PhD, Department of Marine Biology, Faculty of Marine Science and Technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran. E-mail: zareizahra92@gmail.com
|
Article Info |
Abstract |
|
|
Article type Research Article
Article history Received: 24 April 2024 Revised: 2 May 2024 Accepted: 4 May 2024 Published: 5 May 2024
Keywords: Carrageenan Jelly Phycocolloid Polysaccharide Red Macroalgae |
Objective: Shortage in freshwater resources and massive degradation of agricultural soils due to the long-term overuse show the necessity of research on marine plants as sustainable source for food production. Therefore, this study aimed to investigate and compare the physicochemical characteristics of carrageenan biopolymer in two red macroalgae, Hypnea flagelliformis Greville ex J. Agardh and Hypnea musciformis (Wulfen) J.V. Lamouroux, in order to produce edible jelly. Methods: The extraction of carrageenan from two species of red macroalgae was carried out using two methods of aqueous treatment and alkali treatment. In order to check the physicochemical characteristics, the melting temperature of the gel, the gelation temperature and the viscosity of the extracted extracts were measured. Also, infrared analysis (FTIR) was used to determine the functional groups and ICP elemental analysis and HNS analysis were used to determine the elements in the extracted carrageenan. Results: The results showed that the gel obtained from H. flagelliformis algae has better quality both in terms of yield and physicochemical characteristics. According to the results of ICP elemental analysis, the highest weight percentage of carrageenan powder constituents from macroalgae H. flagelliformis were related to sodium, potassium, magnesium, iron, phosphorus and calcium respectively. Conclusion: Based on the results of this research, H. flagelliformis was introduced as a species with high yield and quality of carrageenan and was used to prepare edible jelly with natural pigment. Considering the culture of seafood consumption in Iran, efforts to produce secondary products from marine macroalgae as a renewable resource that do not require fresh water and agricultural land can, in addition to creating food diversity, provide consumers with the beneficial compounds of this plants. |
|
|
Cite this article: Cite this article: Zarei, Z. (2024). Evaluation of the possibility of producing seaweed jelly using carrageenan biopolymer. Research in Ethnobiology and Conservation, 1(3), 56-64. https//doi.org/10.22091/ethc.2024.10661.1026
©The Author(s). Publisher: University of Qom DOI: https//doi.org/10.22091/ethc.2024.10661.1026 |
||
بررسی امکان تولید ژله خوراکی با منشأ جلبک‌های دریایی شاخص کاراژینان
زهرا زارعی جلیانی*
نویسنده مسئول، دکترا، گروه زیست‌شناسی دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران. رایانامه: zareizahra92@gmail.com
|
اطلاعات مقاله |
|
چکیده |
||
|
نوع مقاله پژوهشی |
|
هدف: کمبود منابع آب شیرین و تخریب گسترده خاک‌های کشاورزی به دلیل استفاده بیش از حد، ضرورت تحقیق در راستای بهره‌برداری از گیاهان دریایی را بهعنوان یک منبع تجدیدپذیر برای تولید غذا نمایان می‌سازد. لذا این مطالعه با هدف بررسی و مقایسه ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی پلیمر زیستی کاراژینان در دو ماکروجلبک قرمز Hypnea flagelliformis Greville ex J. Agardh وHypnea musciformis (Wulfen) J.V. Lamouroux به منظور تولید ژله خوراکی صورت گرفت. مواد و روشها: استخراج کاراژینان از دو گونه ماکروجلبک قرمز به دو روش تیمار آبی و تیمار آلکالی صورت گرفت. جهت بررسی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، دمای ذوب ژل، دمای ژل شوندگی و میزان ویسکوزیته عصاره‌های استخراج شده اندازه‌گیری شد. همچنین آنالیز مادون قرمز (FTIR) جهت تعیین گروه‌های عاملی و آنالیز عنصری ICP و آنالیز HNS جهت تعیین عناصر موجود در کاراژینان استخراجی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج: نتایج نشان داد ژل به دست آمده از جلبک H. flagelliformis هم از نظر میزان بازدهی و هم از نظر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی دارای کیفیت بهتری است. طبق نتایج آنالیز عنصری ICP، بیشترین درصد وزنی عناصر تشکیل‌دهنده پودر کاراژینان حاصل از ماکروجلبک H. flagelliformis به ترتیب مربوط به سدیم، پتاسیم، منیزیم، آهن، فسفر و کلسیم بود. نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این تحقیق، گونهی H. flagelliformis بهعنوان گونهی واجد بازدهی بالا و با کیفیت کاراژینان معرفی شد و برای تهیه ژلهی خوراکی با رنگدانه طبیعی مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به پایین بودن فرهنگ مصرف غذاهای دریایی در ایران، تلاش برای تولید محصولات ثانویه از ماکروجلبک‌های دریایی بهعنوان یک منبع تجدیدپذیر که نیاز به آب شیرین و زمین کشاورزی ندارند، میتواند علاوه بر ایجاد تنوع غذایی، مصرف‌کنندگان را از ترکیبات فراسودمند این گیاهان بهره‌مند سازد. |
||
|
تاریخچه دریافت: 05/02/1403 بازنگری: 13/02/1403 پذیرش: 15/02/1403 انتشار: 16/02/1403 / کلیدواژه‌ها پلی ساکارید ژله فیکوکلوئید کاراژینان ماکروجلبک قرمز
|
||||
استناد: زارعی جلیانی، زهرا (1403). بررسی امکان تولید ژله خوراکی با منشأ جلبک‌های دریایی شاخص کاراژینان. پژوهش‌های زیست قوم شناختی و حفاظت، 1(3)، 64-56. https//doi.org/10.22091/ethc.2024.10661.1026
ناشر: دانشگاه قم © نویسندگان. |
||||
مقدمه
به‌طورکلی عادات غذایی و اینکه چه موادی برای تغذیه مناسب هستند یک مسئله فرهنگی است. به عنوان مثال در ایران و بسیاری از جوامع اروپایی هر روز عصاره‌های جلبک دریایی به شکل آلژینات، آگار و کاراژینان در غذاها یا داروها مصرف میشود؛ اما خوردن جلبک دریایی کامل یک کار غیرعادی تلقی میشود. این در حالی است که ماکروجلبک‌های دریایی به طور سنتی در بسیاری از کشورهای آسیای شرقی برای اهداف غذایی کشت و فرآوری میشوند؛ به‌طوری‌که اصطلاح سبزیجات دریایی[1] برای این گیاهان استفاده میشود (Dumilag and Javier, 2022; Ainis et al., 2019). در کشورهایی مانند ژاپن، جلبک دریایی حدود 10 درصد از رژیم غذایی مردم را تشکیل می‌دهد. در سال 1973 مصرف جلبک دریایی در ژاپن به طور متوسط به 5/3 کیلوگرم در هر خانواده رسید (Turner, 2003). از زمان‌های بسیار دور، گرچه به میزان کمتری در مقایسه با گیاهان خشکی، جلبک‌های دریایی مختلف توسط بسیاری از ساکنان ساحلی در سراسر جهان جمع‌آوری و استفاده می‌شده‌اند (به عنوان مثال، 14000 سال قبل از میلاد در شیلی، 13000 سال قبل از میلاد در ژاپن، 2700 سال قبل از میلاد در چین، 1550 سال قبل از میلاد در مصر و 300 سال قبل از میلاد در هند). این موجودات دریایی، بخش جدایی‌ناپذیری از داروهای سنتی و خانگی و درمان‌های عامیانه برای بیماری‌های رایج بوده‌اند. درمان‌های سنتی مبتنی بر جلبک دریایی بهعنوان نتیجه‌ی دانش تجربی به‌طور شفاهی در میان جوامع ساحلی از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌شد. فواید جلبک‌های دریایی برای سلامتی در کتاب‌های چینی باستانی در زمینه طب گیاهی شناخته شده است (Pérez-Lloréns et al., 2023).
در میان انواع ترکیبات زیست فعال مشتق شده از ماکروجلبک‌های دریایی، فیکوکلوئیدها به دلیل ساختار شیمیایی پیچیده و تنوع گروه‌های عاملی، خواص فیزیکوشیمیایی مختلف و فعالیت‌های زیستی گسترده‌ای مانند خواص آنتی اکسیدانی، ضد میکروبی، ضد سرطان، تقویت سیستم ایمنی و فعالیت‌های ضد التهابی از خود نشان می‌دهند و می‌توانند با ترکیبات شیمیایی متعدد، لیپیدها، پروتئین‌های سلولی و میکروبیوتا تعامل داشته باشند. ثابت شده است که فیکوکلوئیدها با کاهش سطح کلسترول سرم خون، بیماری عروق کرونر قلب را کاهش می‌دهند (Xie et al., 2023). فیکوکلوئیدها اساساً پلی ساکاریدهایی هستند که از ماکروجلبک‌های دریایی به دست می‌آیند. دیواره سلولی ماکروجلبک‌های دریایی منبع خوبی از فیکوکلوئیدها مانند آلژینات، آگار و کاراژینان است که دارای ارزش تجاری هستند. آلژینات‌ها از ماکرو جلبک‌های قهوه‌ای و آگار و کاراژینان از ماکروجلبک‌های قرمز استخراج میشوند. فیکوکلوئیدها کاربردهای گسترده‌ای در صنایع غذایی، داروسازی، آرایشی- بهداشتی و بیوتکنولوژی به عنوان غلیظ کننده و تثبیت‌کننده دارند (Bagavan Reddy et al., 2023). این گروه از پلیساکاریدها، واجد وزن مولکولی بالا و دارای یک محور اصلی هستند که به صورت متناوب از D-galactose و 3,6-anhydro-D-galactose تشکیل شده است، که ممکن است هر دو سولفاته یا غیر سولفاته باشند. کاراژینان در دمای محیط جامد بوده و با حرارت دادن به میزان 5 الی 20 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای ژل شدنش، ذوب میشود، اما پس از سرد شدن مجدداً ژل تشکیل میشود (Necas and Bartosikova, 2013).
از نظر تاریخی، ماکروجلبک‌های دریایی و عصاره‌های فیکوکلوئیدی آن‌ها از دیرباز در محصولات غذایی استفاده می‌شده است. در اروپا، عصاره ژلاتینی Chondrus crispus تقریباً از دهه 1400 استفاده شده است. قبل از آنکه تولید کاراژینان در مقیاس صنعتی در دهه 1930 آغاز شود، دستورالعمل‌های سنتی بسیاری برای استخراج ژل از جلبک دریایی قرمز وجود داشت. جلبک C. crispus و Gigartina stellata قرن‌هاست که برای تهیه ژله و انواع پودینگ و دِسرها استفاده میشود (Qin, 2018).
در ایران با وجود تنوع بالای گونههای جنس Hypnea (Kokabi and Yousefzadi, 2015) که شاخص کاراژینان شناخته میشوند تاکنون هیچ‌گونه بهره‌برداری از این ماکروجلبک‌های قرمز، جهت تولید کاراژینان صورت نگرفته است. طبق تحقیقات انجام گرفته در طی ساله‌ای گذشته، در میان جلبک‌های دریایی جنوب کشور، گونههای با ارزش آگاروفیت و کاراژینوفیت وجود دارند که قابل کشت و بهره‌برداری اقتصادی هستند. به عنوان مثال، گونههای جلبک قرمز مانند Gracilariopsis persica، Gracilaria corticata، Hypnea flagelliformis و Hypnea musciformis، از پتانسیل‌های قابل بهره‌برداری در جنوب کشور هستند (Zarei Jeliani et al., 2018; 2021)؛ بنابراین برنامه‌ریزی برای کشت انبوه آن‌ها و ایجاد صنایع مرتبط برای فرآوری آن‌ها میتواند نقش بسزایی در بهبود وضعیت اقتصادی اجتماعی جوامع محلی این مناطق داشته باشد (Sohrabipour and Rabiei, 2022).
ماکروجلبک‌های دریایی Hypnea musciformis (Wulfen) J.V. Lamouroux وHypnea flagelliformis Greville ex J. Agardh از خانواده Cystocloniaceae متعلق به گروه جلبک‌های قرمز هستند که کم و بیش در کل استانهای هرمزگان و سیستان و بلوچستان در فصول بهار و زمستان یافت میشوند. این ماکروجلبکها در سواحل ماسهای- قلوهسنگی در ناحیهی بین جزر و مدی رشد میکنند و دارای رنگیزههای قرمز فیکوسیانین و فیکواریترین هستند (Zarei Jeliani et al., 2022). در بسیاری از کشورها بهعنوان خوراک انسان، خوراک دام و کود کشاورزی کاربرد دارند. همچنین دارای مصارف متعدد در صنایع آرایشی و بهداشتی میباشند. از جمله علل اصلی اهمیت این گونههای اقتصادی در سراسر جهان بهمنظور تغذیه، پلیساکارید ساختاری کاراژینان در آن‌ها است (Trono, 2003). لذا این تحقیق، به منظور استحصال پلیمر زیستی کاراژینان از دو ماکروجلبک Hypnea flagelliformisو Hypnea musciformis صورت گرفت و کیفیت کاراژینان در دو گونه مقایسه شد تا برای بررسی امکان تولید ژله خوراکی مورد استفاده قرار گیرد.
مواد و روشها
جمع‌آوری گونهها
دو گونه ماکروجلبک قرمز H. flageliformis و H. musciformis به ترتیب از سواحل شهر بندرعباس و جزیره قشم در خلیج فارس به صورت توده‌ای جمع‌آوری و بلافاصله ابتدا چند بار با آب لوله‌کشی و سپس با آب مقطر شسته و پاک‌سازی شدند. هریک از گونهها به‌طور جداگانه در شرایط سایه و دمای حدود 22 درجه سانتیگراد جهت حفظ رنگدانه‌ها خشک شدند تا جهت عصاره گیری مورد استفاده قرار گیرند.
استخراج کاراژینان
استخراج کاراژینان از ماکروجلبک‌های قرمز H. flageliformis و H. musciformis به دو روش ساده و تیمار آلکالی صورت گرفت (Zarei Jeliani et al., 2022).
تیمار آلکالی
ابتدا 5 گرم جلبک خشک پودر شده با 150 میلیلیتر آب مقطر به مدت 12 ساعت خیسانده شد. بعد از صاف کردن، به باقیماندهی جلبکی 150 میلیلیتر استون- متانول (1:1 حجمی/حجمی) اضافه شد و به مدت 90 دقیقه روی شیکر با دور 100 قرار گرفت. بعد از صاف کردن مجدد، 150 میلیلیتر NaOH6% به باقیماندهی جلبکی اضافه و مخلوط حاصل به مدت 2 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد در بن ماری قرار داده شد. سپس به جلبک تیمار شده 150 میلیلیتر آب مقطر اضافه و روی هیتر در دمای 90 درجه سانتیگراد به مدت 5/1 ساعت قرار داده شد. عصارهی حاصل پس از عبور از کاغذ صافی به پتری دیشهای توزین شده منتقل و به مدت 12 ساعت در یخچال نگهداری شد. سپس، پتریها به مدت 24 ساعت در آون با دمای 60 درجه سانتیگراد قرار گرفتند (Zarei Jeliani et al., 2022; Rhein-Knudsen et al., 2017). پودر حاصل از خشک شدن برای محاسبهی درصد بازدهی وزن شد و نمونهی کاراژینان به دست آمده جهت آنالیزهای دستگاهی در میکروتیوب‌های مناسب نگهداری شد.
استخراج بدون تیمار
در این روش تمامی مراحل مشابه قبل انجام گرفت با این تفاوت که مرحلهی اضافه کردن NaOH حذف شد و حرارت دهی نیز غیرمستقیم انجام گرفت.
- تعیین درصد بازده:
درصد بازده کاراژینان = (وزن خشک مادهی استخراج شده / وزن خشک نمونه) × 100
سنجش دمای ذوب ژل
برای این منظور ژل 5/1% به روش زیر تهیه گردید. 225/0 گرم پودر کاراژینان حاصل از مراحل قبل با 15 میلیلیتر آب مقطر مخلوط و پس از حل شدن به مدت 12 ساعت در یخچال قرار داده شد تا کاملاً ببندد؛ سپس ظرف ژل درون بشر بزرگ‌تر حاوی آب و ظرف بزرگ روی هیتر با حرارت ملایم قرار گرفت. سپس گلولهی سرامیکی با وزن یک گرم روی ژل قرار گرفت. دمایی را که در آن گلوله درون ژل سقوط کرد به عنوان دمای ذوب ژل ثبت شد (Zarei Jeliani et al., 2022).
سنجش دمای ژل شوندگی
برای این منظور ژل 5/1% به روش زیر تهیه گردید. 225/0 گرم پودر کاراژینان حاصل از مراحل قبل با 15 میلیلیتر آب مقطر درون بشر کوچک مخلوط و روی هیتر قرار گرفت تا ضمن حل شدن داغ شود. سپس، درون بشر بزرگ‌تر حاوی مقدار اندکی آب قرار گرفت و به تدریج یخ خورد شده به بشر بزرگ اضافه شد. همزمان یک دماسنج مکرراً به داخل ژل فرو برده و خارج می‌شد. دمایی که در آن ژل از نوک دماسنج چکه نکرد به عنوان دمای ژل شوندگی ثبت شد (Zarei Jeliani et al., 2022).
سنجش میزان ویسکوزیته
جهت تعیین ویسکوزیته، از دستگاه اتوماتیک Anton Paar/SVM 3000 استفاده شد. به این صورت که، ابتدا ژل 5/1%، از پودر کاراژینان استخراج شده تهیه و با سرنگ به دستگاه تزریق شد. با رسیدن دمای دستگاه به 40 درجه سانتیگراد، میزان ویسکوزیته ژل خوانش گردید (Zarei Jeliani et al., 2022).
بر اساس نتایج جدول شماره 1، شامل میزان درصد بازده و خواص فیزیکی ژل کاراژینان متعلق به دو گونهی H. flagelliformis و H. musciformis، گونهی H. flagelliformis به عنوان گونهی برتر از نظر بازدهی و کیفیت ژل برای سنجشهای تکمیلی انتخاب شد.
آنالیز مادون قرمز (FTIR)
مقداری از پودر خشک کاراژینان با پودر KBr به نسبت 1:100 مخلوط و سابیده شد تا پودری یکنواخت به دست آید. سپس با اعمال نیرو این مخلوط به صورت قرص شفاف درآمد و در دستگاه طیف‌سنج مادون قرمز قرار گرفت. مواد با غلظت بالا، جذب بالایی در محدوده IR دارند، بنابراین برای رقیق کردن آن‌ها از ماده KBr استفاده میشود که در این محدوده جذب ندارد. طیف‌سنجی از پودر کاراژینان در محدوده 400 تا 4000 بر سانتی‌متر انجام گرفت.
آنالیز عنصری ICP
یک گرم از هر نمونه تا 4 رقم اعشار وزن شد. مقدار 20 میلیلیتر مخلوط اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک به نسبت 1:3 روی نمونهها ریخته و به مدت 15 دقیقه تا دمای جوش حرارت داده شد. نمونهها پس از سرد شدن از کاغذ صافی عبور داده و با آب مقطر به حجم 100 رسانده شدند. عصاره حاصل به دستگاه ICP-OES (Spectro Arcos-German) تزریق شد.
آنالیز HNS
تعیین درصد عناصر کربن، نیتروژن، سولفور و هیدروژن نمونه جامد کاراژینان با استفاده از دستگاه CHN آنالایزر انجام گرفت.
تهیه ژل خوراکی
نمونه‌های خشک شده از جلبک H. flagelliformi با خردکن به صورت پودر درآمد و به نسبت 1:10 به همراه آب به مدت 20 دقیقه روی حرارت مستقیم جوشانده شد و پس از صاف کردن و دور ریختن تفاله، عصاره به همراه مقداری شیرین‌کننده و وانیل مخلوط شد. با قرار دادن این مخلوط در یخچال ژله آماده گردید (شکل 2).
نتایج
نتایج نشان داد میزان بازدهی ژل در جلبک H. flagelliformis حدود 5/1 برابر بیشتر از جلبک H. musciformis است. همچنین با توجه به دمای ذوب و دمای ژل شوندگی و میزان ویسکوزیته، کاراژینان استخراج شده از H. flagelliformis کیفیت بهتری از خود نشان داد (جدول 1). بنابراین کاراژینان جلبک H. flagelliformis برای آنالیزهای بعدی مورد استفاده قرار گرفت.
برای شناسایی گروه‌های عاملی در کاراژینان به دست آمده از طیف‌سنج تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. نتایج مربوط به طیف IR که گروه‌های عاملی اصلی را در نمونه نشان می‌دهد در جدول 2 ارائه شده است. پیک‌های ثبت شده در 940-930 و 1070 cm−1 که در شکل 1 به صورت شارپ مشاهده میشود به دلیل وجود 3,6-anhydro-D-galactose و مرتبط با باندهای C-O است. این دو پیک شاخص فیکوکلوئیدها هستند. همچنین پیک‌های ثبت شده در محدوده 850-840 مربوط به گروه سولفات بر روی C4 واحد D- گالاکتوز (C-O-SO3) است که وجود پلی ساکاریدهای سولفاته را تائید می‌کند.
طبق نتایج آنالیز عنصری ICP، بیشترین درصد وزنی عناصر تشکیل‌دهنده پودر کاراژینان حاصل از ماکروجلبک H. flagelliformis به ترتیب مربوط به سدیم، پتاسیم، منیزیم، آهن، فسفر و کلسیم بود (جدول 3).
نتایج آنالیز CHNS نشان داد که میزان عناصر C، H، N و S به میزان قابل‌توجهی در تیمار آلکالی کاهش یافته و طبق انتظار، ترکیبات سولفات‌دار به واسطه شرایط قلیایی تقلیل پیدا کرده است (جدول 4).
جدول 1. میزان بازدهی و خواص فیزیکی ژل از دو ماکروجلبک H. flagelliformis و H. musciformis
|
|
H. musciformis |
H. flagelliformis |
||
|
بدون تیمار |
تیمار آلکالی |
بدون تیمار |
تیمار آلکالی |
|
|
درصد بازده |
17 % |
36 % |
25 % |
61 % |
|
دمای ذوب ژل |
℃ 33 |
℃ 31 |
℃ 35 |
℃ 33 |
|
دمای ژل شوندگی |
℃ 20 |
℃ 5 |
℃ 41 |
℃ 5/29 |
|
ویسکوزیته (mp.s) |
45 |
96 |
5/47 |
5/194 |
شکل 1. طیف FTIR کاراژینان استخراج شده از ماکروجلبک H. flagelliformis تیمار آلکالی (a)، بدون تیمار (b) در مقایسه با کاراژینان تجاری (c).
جدول 2. باندهای مربوط به طیف IR کاراژینان در ماکروجلبک H. flagelliformis
|
گروه عاملی |
ارتعاش (cm-1) |
|
کشش OH/NH گروه متیل C-H کششی نامتقارن C=O استر سولفات کششی نامتقارن S=O اسکلت گالاکتانی ارتعاش باندC-O واحد 3،6- انیدرو D- گالاکتوز گروه سولفات برروی C4 واحد D- گالاکتوز (C-O-SO3) خمیدگیC-O-C در پیوند گلیکوزیدی |
3450 2925 1650 1370 1250-1240 1070 930 845 716 |
|
جدول 3. نتایج مربوط به آنالیز عنصری ICP |
|||||||
|
درصد وزنی |
عنصر |
درصد وزنی |
عنصر |
درصد وزنی |
عنصر |
درصد وزنی |
عنصر |
|
079/0 |
Al |
0024/0 |
Sn |
0001/0> |
Cd |
0001/0> |
Ag |
|
15/0 |
Ca |
0038/0 |
Cu |
0001/0> |
Li |
0001/0> |
Ba |
|
15/0 |
P |
0048/0 |
Zn |
0006/0 |
Cr |
0001/0> |
Co |
|
20/0 |
Fe |
0059/0 |
Mn |
0007/0 |
Ni |
0001/0> |
Ga |
|
46/0 |
Mg |
011/0 |
Sr |
0011/0 |
Pb |
0001/0> |
Bi |
|
28/1 |
K |
012/0 |
B |
0016/0 |
Ti |
0001/0> |
In |
|
75/4 |
Na |
021/0 |
Si |
0021/0 |
As |
0001/0> |
Tl |
جدول 4. آنالیز مربوط به میزان CHNS
|
نسبت C/N |
عنصر S |
عنصر N |
عنصر H |
عنصر C |
H. flagelliformis |
|
16/17 |
1 % |
70/1 % |
90/4 % |
70/30 % |
کاراژینان بدون تیمار |
|
28 |
0 |
65/0 % |
80/2 % |
50/18 % |
کاراژینان با تیمار آلکالی |
شکل 2. ژله خوراکی رنگی تهیه شده از کاراژینان استخراجی از ماکروجلبک H. flagelliformis با حفظ رنگدانهی طبیعی
بحث
ماکروجلبک‌های دریایی حاوی 50 تا 60 درصد پلی ساکارید هستند، که بخش عمده آن مربوط به پلی ساکاریدهای ساختاری دیواره سلولی آن‌ها میشود؛ مانند آلژینات در ماکروجلبک‌های قهوه‌ای، کاراژینان و آگار از ماکروجلبک‌های قرمز (Philpott and Bradford, 2006). این پلیمرهای طبیعی مشتق شده از جلبک دریایی را می‌توان در اشکال و عملکردهای مختلفی برای تهیه غذاهای سبز، سالم و ایمن مورد استفاده قرار داد (Qin, 2018).
کاراژینان طبیعی مخلوطی از گالاکتان‌های مختلف سولفاته است و خواص هیدروکلوئیدی همه کاره دارد. در مجموع سه نوع اصلی کاراژینان در جلبک‌های قرمز شناسایی شده است: کاپا (κ)، یوتا (ι) و لامبدا (λ) کاراژینان. اکثر کاراژینان‌ها از طریق پرورش جلبک دریایی مبتنی بر آبزی‌پروری تولید میشوند و مخلوط‌های کاراژینان بومی (به عنوان مثال، کاپا و یوتا) اغلب مستقیماً از زیست‌توده جلبکی ایجاد میشوند. عصاره کاراژینان معمولاً در محصولات کنترل‌کننده ویسکوزیته برای ژل کردن، غلیظ شدن و تثبیت بستنی و غذاهای فرآوری شده استفاده میشود (Premarathna et al., 2024).
با توجه به اینکه جنس Hypnea از گروه ماکروجلبک‌های قرمز جزو ماکرو جلبک‌های شاخص تولید کاراژینان معرفی شده است، پژوهش حاضر به منظور بررسی مقایسه‌ای کیفیت ژل در دو گونه مختلف از جنس Hypnea که به طور طبیعی در سواحل جنوب کشور رشد میکنند انجام گرفت. بر اساس نتایج این تحقیق، بازده استخراج کاراژینان به روش تیمار آلکالی در هردو گونه جلبک بیشتر از تیمار آبی بود که با مطالعات مشابه قبلی مطابقت دارد (Aziza et al., 2008; Arman and Qader, 2012).
گونهی H. flagelliformis بهعنوان گونهی واجد بازدهی بالا و با کیفیت کاراژینان معرفی شد و برای تهیه ژلهی خوراکی با رنگدانه طبیعی مورد استفاده قرار گرفت. ژل به دست آمده از گونهی H. flagelliformis علاوه بر قابلیت جایگزینی با انواع ژلاتینهای حیوانی، فاقد آلودگیهای احتمالی این‌گونه ژلاتینها نیز میباشد. استخراج این پلیمر زیستی به روش حرارت دهی غیرمستقیم همراه با به‌کارگیری تیمار آلکالی با استفاده از ترکیب NaOH جهت حذف گروه عاملی سولفات صورت پذیرفت. نتایج حاصل از آنالیز FTIR ، علاوه بر تائید وجود کاراژینان در نمونه استخراجی، نشان داد این محصول قابل مقایسه با نوع تجاری آن میباشد (شکل 1). همچنین نشان داد که کاراژینان استخراج شده به روش آلکالی محتوای سولفات کمتری نسبت به کاراژینان استخراج شده به روش آبی دارد. آنالیز عنصری ICPعدم سمیت پودر کاراژینان به دست آمده را جهت مصارف خوراکی تأیید کرد (جدول 3).
گذشته از تأثیرات مثبت بر سلامتی انسان، روی آوردن به خوردن مستقیم و غیرمستقیم ماکروجلبکها میتواند بخشی از مشکل تهیه غذا را برای جمعیت رو به رشد کشور حل کند، چراکه برای کشت این گیاهان نیاز به زمین زراعی و آب شیرین نیست (Zarei Jeliani et al., 2018).
نتیجه‌گیری
کمبود منابع آب شیرین و تخریب گسترده خاک‌های کشاورزی به دلیل استفاده بیش از حد، یکی از بحران‌های فعلی کشور ایران است که امنیت غذایی را با تهدید مواجه می‌سازد. ماکرو جلبک‌های دریایی بهعنوان یک منبع تجدیدپذیر که نیاز به آب شیرین و زمین کشاورزی ندارند، می‌توانند برای تولید برخی محصولات غذایی و دارویی مورد بهره‌برداری قرار گیرند. در میان ماکرو جلبک‌های دریایی جنوب کشور، گونههای با ارزش آگاروفیت و کاراژینوفیت وجود دارند که قابل کشت و بهره‌برداری اقتصادی هستند. این گونههای بومی می‌توانند برای تولید کاراژینان خوراکی با منشأ طبیعی بهعنوان بهبوددهنده در صنعت غذا و دارو مورد استفاده قرار گیرند. این مطالعه به طور بالقوه امکان استحصال کاراژینان از ماکرو جلبک H. flagelliformis را به عنوان ماده اولیه برای تولید ژله جلبکی تائید کرد. با توجه به پایین بودن فرهنگ مصرف غذاهای دریایی در ایران، تلاش برای تولید محصولات ثانویه از ماکرو جلبک‌های دریایی میتواند علاوه بر ایجاد تنوع غذایی، مصرف‌کنندگان را از ترکیبات فراسودمند این گیاهان بهره‌مند سازد. ضمن اینکه معرفی گونههای قابل بهره‌برداری و ایجاد صنایع مرتبط برای فرآوری آن‌ها با ایجاد تقاضا برای کشت و پرورش ماکروجلبک‌های هدف، میتواند نقش بسزایی در بهبود وضعیت اقتصادی اجتماعی جوامع ساحلی داشته باشد.
)