نمذجة عملية استخلاص البكتين من قشور الليمون باستخدام منهجية سطح الاستجابة

الملخص

انطلاقاً من التوجهات الحديثة بما يتعلق بحماية البيئة، ومن الاهتمام الذي يتلقاه مفهوم إعادة التدوير، واستخدام المخلفات بكافة أشكالها، تضمن هذا البحث استخدام نهجٍ لإعادة تدوير مخلفات الليمون الناتجة عن الاستخدام الغذائي والصناعي، وتحويلها إلى مادة ذات قيمة مضافة في المجال الغذائي والصيدلاني.

تم في هذا البحث تحديد الشروط المثلى لاستخلاص البكتين من قشور الليمون المحلية باستخدام حمض الستريك، حيث تم إجراء عدة تجارب باستخدام شروط استخلاص مختلفة من (1.5, 2, 2.5) pH ودرجة حرارة (°C 70, 80, 90) وأزمنة استخلاص (60,90, 120 min)، للوصول إلى معادلة تربيعية باعتماد منهجية سطح الاستجابة بطريقة (Box-Behnken)، كما تم أثبات صحة النموذج باستخدام تحليل (ANOVA)، ودراسة التأثيرات الهامة للعوامل, وتفاعلاتها على كفاءة الاستخلاص عند فاصل ثقة (95%).

تراوح عائد استخلاص البكتين ضمن المجال (5.3-28%)، تم الحصول على أقل عائد استخلاص عند شروط الاستخلاص التالية (pH=2.5 ,t= 60min، T= 80 °C)، أما أعلى عائد استخلاص تم الحصول عليه عند ظروف الاستخلاص (pH=1.5 ,t= 90min، T= 90 °C), بالتالي أثرت عوامل الاستخلاص(pH ودرجة الحرارة و زمن الاستخلاص) على عائد استخلاص البكتين من هذه القشور, حيث أظهرت نتائج (RSM) أن الظروف المثلى لاستخلاص البكتين كانت كالتالي: درجة حرارة الاستخلاص (°C 87.79) عند pH (1.5) وزمن استخلاص (min98.55) بعائد بكتين (30.17%)، كما أن القيم المتوقعة التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة كانت قريبة من القيم التجريبية عند فواصل التنبؤ (PL95%) للاستجابة (20.07-35.49%), كانت النتائج في ظل الظروف المثلى قريبة من القيم المتوقعة حسب النموذج ومحتواه في (PL95%), لذلك يمكن أن تكون النماذج الرياضية ناجحة وملائمة للتنبؤ بعائد البكتين في نطاق الأداء التجريبي.