مدل سازی و بهینه یابی فرآیندهای مختلف استخراج ژلاتین پای مرغ با روش سطح پاسخ

مصرف فرآورده های جانبی حیوانی در دهه های اخیر رشد چشمگیری داشته است. این فرآورده ها می توانند به محصولات پایداری جهت مصارف کشاورزی و صنعتی تبدیل شوند. یکی از این محصولات پایدار، ژلاتین است. در بین ضایعات کشتارگاهی طیور، پای مرغ منبع خوبی برای تولید ژلاتین می باشد ولی مطالعات محدودی در مورد آن وجود دارد. در این تحقیق، به منظور تعیین شرایط بهینه استخراج ژلاتین از پای مرغ به ترتیب اثر چهار متغیر غلظت اسید سولفوریک (1 تا 3 نرمال)، نسبت وزن پای مرغ خمیر شده به محلول اسیدی (1: 2-6 وزنی/حجمی)، دمای (60 تا 90 درجه سلسیوس) و زمان استخراج (1 تا 5 ساعت) به روش اسیدی و سه متغیر غلظت اسید سولفوریک (1 تا 3 نرمال)، توان (360 تا 720 وات) و زمان مایکرویو (10 تا 20 دقیقه) به روش مایکروویو بر بازده و قدرت ژل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها با استفاده از روش طرح مرکب مرکزی سطح پاسخ تجزیه و تحلیل گردید. مدل های درجه دوم پیشنهادی برای بازده استخراج و قدرت ژل در روش های اسیدی و مایکروویو، r2 و adj-r2 بالا و عدم برازش بی معنی داشتند، لذا به خوبی توانستند پاسخ ها را پیش بینی کنند. شرایط بهینه استخراج اسیدی در حداکثر بازده و قدرت ژل به ترتیب دمای76.40 درجه سلسیوس، زمان 3 ساعت، غلظت 2 نرمال اسید و نسبت وزن پای مرغ خمیرشده به محلول اسیدی 4:1 وزنی/حجمی مشخص گردید. نتایج آماری حاصل از آنالیز واریانس فرآیند استخراج به کمک مایکروویو در غلظت 2 نرمال اسید، توان 540 وات و زمان 20 دقیقه بالاترین بازده و قدرت ژل را به دنبال داشت. سپس، نمونه های بهینه هر دو روش با ژلاتین تجاری گاوی از نظر میزان الکتروفورز ژل اکریل آمید و رنگ مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل نشان داد که ژلاتین پای مرغ می تواند جایگزین مناسبی برای ژلاتین پستانداران باشد.

modeling and optimization of different chicken feet gelatin extraction processes using response surface methodology

the consumption of animal by-products has grown significantly in recent decades. these by-products can be converted into sustainable products for agricultural and industrial uses. one of these sustainable products is gelatin. among poultry slaughterhouse wastes, chicken feet are a good source for gelatin production, but there are limited studies on it. in this study, in order to determine the optimal conditions for gelatin extraction from chicken feet, the effects of four variables: sulfuric acid concentration (1 to 3 n), weight ratio of kneaded chicken feet to acid solution (1: 2-6 w/v), temperature (60 to 90°c), and extraction time (1 to 5 hours) by the acid method and three variables: sulfuric acid concentration (1 to 3 n), microwave power (360 to 720 w), and microwave time (10 to 20 min) by the microwave method on the yield and strength of the gel were investigated, respectively. the results of the experiments were analyzed using the response surface central composite design method. the proposed quadratic models for extraction efficiency and gel strength in the acid and microwave methods had high r2 and adj-r2 and no significant lack of fit, so they were able to predict the responses well. the optimal conditions for acid extraction for maximum efficiency and gel strength were determined as temperature 76.40°c, 3 hours, 2 n acid and weight ratio of kneaded chicken feet to acid solution 1:4 w/v. analysis of variance showed the microwave extraction process at 2 n acid concentration, power 540 w and time 20 min resulted in the highest efficiency and gel strength. then, the optimal samples of both methods with commercial bovine gelatin were examined in terms of acrylamide gel electrophoresis and color. the results showed that chicken feet gelatin can be a suitable alternative to mammalian gelatin.