این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
علمی شیلات ایران، جلد ۳۴، شماره ۲، صفحات ۴۱-۵۶
عنوان فارسی مقاله علمی – پژوهشی:‌ بهینه‌‌سازی استخراج آلژینات‌‌سدیم با استفاده از طرح ‌‌مرکب ‌‌مرکزی (CCD) از جلبک دریایی قهوه‌‌ای Sargassum angustifolium
چکیده فارسی مقاله جلبک‌های دریایی قهوه‌ای منبع ارزشمندی از بیوپلیمرهای مختلف هستند که آلژینات به ‌عنوان یک فیکوکلوئید از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار است. این تحقیق به منظور بهینه‌‌‌‌سازی استخراج آلژینات‌‌سدیم از جلبک دریایی قهوه‌‌ایSargassum angustifolium با استفاده از طرح‌‌ مرکب ‌‌مرکزی (CCD) روش سطح پاسخ (RSM)[1] با در نظر گرفتن متغیرهای مستقل زمان، دما و pH انجام شد. بازده استخراج آلژینات‌‌سدیم و میزان اسیدیورونیک پاسخ‌‌های مدل بودند. نتایج نشان داد که شرایط بهینه 4 ساعت، 90 درجه سانتی‌‌گراد و pH 10 منجر به 64/34 درصد بازده آلژینات‌‌سدیم شد درحالی‌که شرایط بهینه برای بیشترین میزان اسیدیورونیک با 12/27 درصد در pH 10، زمان 4 ساعت و دمای 40 درجه سانتی‌‌گراد به‌‌دست آمد. نتایج نشان داد که pH دارای بیشترین تاثیر در بین سایر متغیرهای مستقل بر پاسخ‌‌ها بود و به دنبال آن دما و زمان قرار داشتند. نتایج نشان داد که مدل‌‌درجه‌‌دوم قادر است، بازده آلژینات‌‌سدیم و میزان اسیدیورونیک را با R2، R2Adj و R2Pre به‌ترتیب با مقادیر 9873/0، 9746/0، 9275/0 و 9744/0، 9489/0، 923/0پیش‌‌بینی کند. افزایش pH منجر به آلژینات‌‌های با رنگ روشن‌‌تر شد. نتایج این مطالعه نشان داد، استخراج آلژینات‌‌سدیم با استفاده از طرح ‌‌مرکب ‌‌مرکزی برای بهینه‌‌سازی آن و بهبود شرایط استخراج، رضایت‌‌بخش بود.
 
[1] Response Surface Methodology (RSM)
کلیدواژه‌های فارسی مقاله آلژینات‌‌سدیم، اسیدیورونیک، جلبک، Sargassum angustifolium
عنوان انگلیسی Optimization of sodium alginate extraction conditions using a central composite design from the brown seaweed Sargassum angustifolium
چکیده انگلیسی مقاله Introduction
Marine algae, with large size and wide variety of species, are marine ecosystems. They are cultivated both naturally and commercially in the coastal areas of the world. 25,000 tons of algae are produced worldwide each year and its economic value is about 6.5 billion, which appears to reach $ 1.07 billion by 2028 (Yang et al., 2025). Marine algae are mainly used as food in most Asian countries such as China, Japan, South Korea and North Korea, Indonesia, Philippines, Vietnam and Thailand, and for the first time in Japan in 1670 they were raised (Khan et al., 2024). Due to their high consumption in Asia, brown algae make up 47.3 percent of the world's cultivation level with 16.4 million tonnes (Nam et al., 2024; Radulovich et al., 2015).
Marine macroalgae are a sustainable raw material with antioxidant, antimicrobial, non-condensed, biodegradable and biological properties. The most important polysaccharide in algae cell is alginate (40 % dry weight), laminarin and fokoidan (Faidi et al., 2025). In algae, the percentage of alginate can reach up to 60 % dry weight. Alginates contain sodium, calcium, magnesium, barium and monomeric acid units D-mannuronic (M) and L-guluronic (G). Uronic acids are often organized in the forms of heteropolymer block (MG) or hemopolymer (MM or GG) (Fawzy et al., 2017).
Methodology
From the shallow and lower parts of the tide of the rocky beds of the Persian Gulf and the Oman Sea (Chabahar area), the S. angustifolium algae was carried out. The Persian Gulf and Oman Sea Atlas and Algae base platform data were used to confirm the species. The algae were washed with distilled water several times to remove impurities and algae sand. Then in the dry sun, they were powdered with a mill. Then, in polyethylene bags, they were transferred to the laboratory under 10°C (Fig. 1).


Figure 1: Sargassum angustifolium
Central Composite Design (CCD) using Response Surface Methodology (RSM) to optimize the process of extraction of sodium alginate in brown algae S. angustifolium by considering 3 factors or independent variables temperature (A), time (b) and pH (c) consisting of 19 points and 5 repeats at point the central was used with 19 treatments. In RSM it is selected for each domain variable. The third level as the central level or (0) is minimal and maximum (Table 1).

Table 1: Experiment design levels for independent variables using CCD
Control factors Surface
-1 0 +1
A Temperature (°C) 40 65 90
B Time (h) 1 2.5 4
C pH 8 9 10
Results
The results of the CCD test plan with 19 repetitions are presented in Table 2 to evaluate the optimum parameters of sodium alginate extraction from S. angustifolium. As Table 2 shows, the actual and coded values ​​of each factor and 19 experimental points include three repetitions of central points. Independent variables were the study of temperature (A), time (b) and pH (c). The second -degree polynomial equation shows the correlation between the independent variable and the responses. Multiple regression analysis and analysis of variance (ANOVA) were performed on experimental data and two multi -order multi -order equations were created in terms of encoded factors (Table 3). Second -degree equations for alginate efficiency and acidic amount were obtained as follows:
Alginate yield: 14.6029 + 2.0921 A + 1.0935 B + 9.3055 C - 0.41 AB + 1.6825 AC + 0.7995 BC - 1.15968 A2 + 0.0553247 B2 + 6.60732 C2
Uronic acid content: 14.0044 - 0.8655 A + 0.1275 B + 8.9599 C - 1.247 AB - 1.8205 AC - 0.413 BC - 4.59434 A2 + 1.19566 B2 + 4.29266 C2

Table 2: CCD design from RSM and the observed responses; Sodium alginate yield and uronic acids (%)
Std Run Factor 1 Factor 2 Factor 3 Response 1 Response 2
A: Temperature B: Time C: pH Sodium alginate yield Uronic acid content
°C h % %
10 1 90 2.5 9 15.501 8.981
18 2 65 2.5 9 13.407 17.208
9 3 40 2.5 9 12.104 10.070
2 4 90 1 8 12.184 7.167
11 5 65 1 9 12.778 14.435
13 6 65 2.5 8 11.652 9.278
7 7 40 4 10 26.902 27.881
14 8 65 2.5 10 31.487 27.547
4 9 90 4 8 10.559 6.489
3 10 40 4 8 11.183 6.122
15 11 65 2.5 9 16.318 12.608
17 12 65 2.5 9 14.277 13.027
8
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Sodium Alginate, Uronic Acid, Algae, Sargassum angustifolium
نویسندگان مقاله اکبر نوروزی | akbar norozi


مهدی شمسایی | mehdi shamsaie


لاله رومیانی | laleh roomiani


هومن رجبی اسلامی | Houman rajabi islami


مهدی رییسی | mehdi Raissy


نشانی اینترنتی http://isfj.ir/browse.php?a_code=A-10-206-14&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده بیوتکنولوژی و فرآوری های شیلاتی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات