وثيقة
Molecular characterization of alginate extracted from brown seaweed Sargassum ilicifolium
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2018
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
Brown seaweed "Sargassum ilicifolium" contains alginate polysaccharide in their cell wall. Alginate is commonly used in a variety of applications in food industry as thickening, gelling agents, stabilizing agents, and food coating as well as coating drug for controlled delivery and cosmetic products. The experiments were conducted in SQU laboratories, the proximate analyses of Sargassum ilicifolium were determined and then the alginate extracted from raw seaweed and its purity and sulfate content were determined. In addition, the molecular weight, structure and thermal properties were characterized by using HPLC, FTIR and DSC, respectively. Also, the M/G ratio was estimated by using FTIR. In this study, yield and purity of the extracted alginate were 24.0 g/100 g dry seaweed and 97.0%, respectively. Moreover, the purity of the commercial alginate (99.3%) was very close from the purity of extracted one. The extracted alginate (2.5x10° Da) showed high molecular weight than commercial alginate (1.2x10° Da). Sulfate contents of commercial and extracted alginate were 2.13 and 4.47 g/100 g sample, respectively. The alginate in the extracted and commercial product were identified from the FTIR analysis considering high absorption peaks at 946.8 cm" and 1409 cm; and weak band at 2927 cm- and a broad band at 3264 cm. The guluronic acid (G) band was located at 1026 cm and mannuronic acid (M) at 1084 cm". The M/G ratios of bands were 0.69 and 0.70 for extracted and commercial alginate, respectively. The DSC thermogram for both alginates showed three shifts in baseline, which indicated glass transitions, and an endothermic peak indicated solids-melting. In the case of first and second glass transitions, it was observed that transitions decreased with the increase of moisture content. This was due to the plasticization of alginate molecules with water. However, in the case of commercial alginate, third transition decreased with the increase of moisture, while extracted alginate decreased after critical moisture content at 15 g/100 g sample. The change of heat capacity (4Cp) at glass transition decreased with the increase of moisture content. This was due to the decrease of amorphous domain in the presence of water. The solids-melting peak temperatures of commercial and extracted alginate were decreased with the increasing moisture content. The melting enthalpies (AH) of commercial and extracted alginate were increased with increasing moisture content. FTIR analysis showed that the vibration of the selected bands increased with the increase of moisture. However, the effect of moisture on the vibration was higher in commercial alginate as compared to the extracted one. The chemical and structural characteristics of extracted alginate brown seaweed observed in this study indicated closed similarity to the commercial alginate. Overall, the structural characteristics of extracted alginate were explored and documented. Therefore, the extracted alginate could be used in specific foods, pharmaceuticals and cosmetic products.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
من المعروف أن الأعشاب البحرية البنية "سرجسوم إليسيفوليوم" تحتوي على السكاريد المتعدد المعروف بالألجينات في جدار الخلية. يشيع إستخدام الألجينات عدة في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل صناعة المواد الغذائية لتعطي طابع الكثافة وكذلك في الأغراض التجارية كصناعة الأدوية ومستحضرات التجميل . أجريت تجارب هذه الدراسة في مختبرات جامعة السلطان قابوس حيث تم تحديد التحليلات التجريبية لسرجسوم إليسفولیومو كذلك تم تحديد عائد الألجينات و نقاوتة و محتوى الكبريتات . بالأضافة إلى ذلك فقد تم تحديد الوزن جزيني و الهيكل و الخصائص الحرارية للألجينات بستخدام جهاز HPLC و FTIR و DSC على التوالي. أيضا ، تم تقدير نسبة M G باستخدام جهاز مطياف الأشعة تحت الحمراء ( FTIR ). في هذه الدراسة كان عائد الجينات المستخلص 24 . 0 جم /100 جم من الأعشاب البحرية الجافة و كانت درجة النقاوة بنسبة 97 . 9 %. بينما كانت نقاوة الألجينات التجاري بنسبة % 99 . 3 . وأظهر الألجينات المستخلص (2 . 5 x 10 دالتون) وزن جزيئي أعلى من الألجينات التجاري (1 .
2 x 10 دالتون). وكان محتوى الكبريتات في الألجينات التجاري والمستخلص 2. 13 و 4 . 47 غرام / 100 غرام من العينة، على التوالي. كما تم تحليل الألجينات المستخلص والتجاري عن طريق جهاز مطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR ) بالنظر إلى النطاقات التالية: 946 . 8 / سم و 1409 سم ؛ والنطاق الضعيف في حدود 2927 / سم والنطاق الواسع في حدود 3264 / سم. كما وجدت وحدات حمض الجولورونيك في حدود 1026 سم وحمض المانورونيك في حدود 1084 سم. وكانت نسبة 0 . 69 MIG و 0 . 7 للالجينات المستخلص و الألجينات التجاري على التوالي. حيث أن النسبة كانت أقل من 1 و الذي يشير إلى أن نسبة حمض الجولورونيك أعلى من حمض المانورونيك. وأظهر المخطط الحراري لجهاز مسعر المسح التبايني (DSC للأجينات ثلاث تنقلات في خط الأساس، والتي تشير إلى درجة حرارة التحول الزجاجي، والقمم لأمتصاص الحرارة تشير إلى الذوبان. في حالة التحولات الزجاجية الأولى والثانية، لوحظ أن التحولات إنخفضت مع زيادة محتوى الرطوبة. ويرجع ذلك إلى تلدن جزيئات الألجينات بالماء. ومع ذلك، في حالة الألجينات التجاري إنخفض الإنتقال الثالث مع زيادة الرطوبة, بينما إنخفضت درجة حرارة الإنتقال الزجاجي في الجينات المستخلص بعد نسبة رطوية 15 غرام / 100 غرام من العينة. أما عن تغير السعة الحرارية عند الإنتقال الزجاجي(ACP) انخفضت مع زيادة كمية الماء و هذا يمكن أن يرجع إلى الأضطراب في الجزيئات و التي تسبب إنخفاض في الحرارة المحددة عند الإنتقال من حالة المطاط إلى الزجاجية . كما أن درجة حرارة الذوبان (Tm) كانت تنخفض بعد 5 جم /100 جم و هذا يمكن أن يكون بسبب تلميع المواد الصلبة مع الماء ، أما الحرارة الكامنة للإنصهار (AH) فقد كانت تزيد بزيادة كمية الماء وهذا يمكن أن يكون بسبب تشكيل رابطة كثافة الهيدروجين التي تحتاج الى زيادة في الطاقة. أما بالنسبة لتأثير كمية الماء على اهتزاز المجموعات الوظيفية فقد تبين أن بزيادة كمية الماء فإن إهتزاز المجموعات الوظيفية يزداد. هذه الدراسة التي أجريت على الخصائص الكيميائية و الهيكلية للألجينات المستخلص من الأعشاب البحرية اثبتت تشابهة مع الألجينات التجاري، وعموما، تم استكشاف وتوثيق الخصائص الهيكلية للالجينات المستخلص. لذلك، فإنه يمكن إستخدام الألجينات المستخلص في أنواع محددة من الأطعمة ، و بعض الأدوية ومنتجات التجميل.
2 x 10 دالتون). وكان محتوى الكبريتات في الألجينات التجاري والمستخلص 2. 13 و 4 . 47 غرام / 100 غرام من العينة، على التوالي. كما تم تحليل الألجينات المستخلص والتجاري عن طريق جهاز مطياف الأشعة تحت الحمراء (FTIR ) بالنظر إلى النطاقات التالية: 946 . 8 / سم و 1409 سم ؛ والنطاق الضعيف في حدود 2927 / سم والنطاق الواسع في حدود 3264 / سم. كما وجدت وحدات حمض الجولورونيك في حدود 1026 سم وحمض المانورونيك في حدود 1084 سم. وكانت نسبة 0 . 69 MIG و 0 . 7 للالجينات المستخلص و الألجينات التجاري على التوالي. حيث أن النسبة كانت أقل من 1 و الذي يشير إلى أن نسبة حمض الجولورونيك أعلى من حمض المانورونيك. وأظهر المخطط الحراري لجهاز مسعر المسح التبايني (DSC للأجينات ثلاث تنقلات في خط الأساس، والتي تشير إلى درجة حرارة التحول الزجاجي، والقمم لأمتصاص الحرارة تشير إلى الذوبان. في حالة التحولات الزجاجية الأولى والثانية، لوحظ أن التحولات إنخفضت مع زيادة محتوى الرطوبة. ويرجع ذلك إلى تلدن جزيئات الألجينات بالماء. ومع ذلك، في حالة الألجينات التجاري إنخفض الإنتقال الثالث مع زيادة الرطوبة, بينما إنخفضت درجة حرارة الإنتقال الزجاجي في الجينات المستخلص بعد نسبة رطوية 15 غرام / 100 غرام من العينة. أما عن تغير السعة الحرارية عند الإنتقال الزجاجي(ACP) انخفضت مع زيادة كمية الماء و هذا يمكن أن يرجع إلى الأضطراب في الجزيئات و التي تسبب إنخفاض في الحرارة المحددة عند الإنتقال من حالة المطاط إلى الزجاجية . كما أن درجة حرارة الذوبان (Tm) كانت تنخفض بعد 5 جم /100 جم و هذا يمكن أن يكون بسبب تلميع المواد الصلبة مع الماء ، أما الحرارة الكامنة للإنصهار (AH) فقد كانت تزيد بزيادة كمية الماء وهذا يمكن أن يكون بسبب تشكيل رابطة كثافة الهيدروجين التي تحتاج الى زيادة في الطاقة. أما بالنسبة لتأثير كمية الماء على اهتزاز المجموعات الوظيفية فقد تبين أن بزيادة كمية الماء فإن إهتزاز المجموعات الوظيفية يزداد. هذه الدراسة التي أجريت على الخصائص الكيميائية و الهيكلية للألجينات المستخلص من الأعشاب البحرية اثبتت تشابهة مع الألجينات التجاري، وعموما، تم استكشاف وتوثيق الخصائص الهيكلية للالجينات المستخلص. لذلك، فإنه يمكن إستخدام الألجينات المستخلص في أنواع محددة من الأطعمة ، و بعض الأدوية ومنتجات التجميل.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية