شماره ركورد
25744
شماره راهنما
BIOTECH2 396
عنوان
بررسي فرآيند يكپارچه جهت استخراج تركيبات زيستفعال و توليد حلالهاي زيستي از ضايعات گياه سنتلاآسياتيكا
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي - بيوتكنولوژي
دانشكده
علوم و فناوريهاي زيستي
تاريخ دفاع
1404/11/25
صفحه شمار
118 ص .
استاد راهنما
حميد اميري دستنائي , مرضيه تقي زاده
كليدواژه فارسي
سنتلا آسياتيكا , حلالهاي زيستي , استون–بوتانول–اتانول (ABE) , پيشفرآوري اسيدي , پيشفرآوري حلال آلي , عصارهگيري و بازيابي تركيبات زيستفعال , ساكارومايسزسرويزيه , كلستريديوم استوبوتيليكوم
چكيده فارسي
حلالها نقش اساسي در صنايع شيميايي، دارويي و زيستفناوري دارند و انتخاب مناسب آنها در استخراج تركيبات زيستفعال گياهي تأثير مستقيمي بر بازده و كيفيت محصول نهايي دارد. باتوجه به اهميت توسعهي حلالهاي زيستي پايدار و بهرهگيري از ضايعات گياهي، اين پژوهش به بررسي قابليت تفاله حاصل از عصارهگيري پس از استخراج تركيبات دارويي گياه سنتلا آسياتيكا در توليد حلالهاي زيستي پرداخته و در كنار آن، روشهاي مختلف فرآيند عصارهگيري را بهمنظور استخراج و بازيابي تركيبات زيستفعال مورد ارزيابي قرار داده است. نمونههاي گياه پس از خشكسازي و آسياب، تحت سه مسير فرآيندي شامل استخراج به روش سوكسله، پيشفرآوري با حلال آلي و تركيب سوكسله–پيشفرآوري اسيدي قرار گرفتند تا بهطور همزمان استخراج تركيبات دارويي و توليد حلالهاي زيستي(استون–بوتانول–اتانول و اتانول) مورد ارزيابي قرار گيرد. در اين پژوهش، يك رويكرد چرخهاي براي بهرهبرداري كامل از گياه دارويي سنتلا آسياتيكا مورد بررسي قرار گرفت؛ بهگونهاي كه ابتدا از روش سوكسله بهعنوان روش رايج عصارهگيري آزمايشگاهي استفاده شد و در ادامه پيشفرآوري اسيدي بر روي تفالههاي حاصل انجام گرفت. ازسوي ديگر، پيشفرآوري با حلال آلي كه در اصل بهمنظور تغيير و جداسازي ساختار ليگنوسلولزي گياه انجام ميشد، در اين پژوهش با رويكردي دوگانه مورداستفاده قرار گرفت؛ بهگونهاي كه علاوه بر نقش پيشفرآوري و اصلاح ساختار ليگنوسلولزي، امكان استخراج عصاره و بازيابي تركيبات زيستفعال نيز فراهم شد.عصارههاي بهدستآمده از نظر فنول كل، فلاونوئيد كل، ظرفيت آنتياكسيداني و فعاليت ضدباكتريايي مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه عصارههاي بوتانولي بيشترين ميزان فنول كل و اثرات ضدباكتريايي را دارا بودند، درحاليكه استخراج به روش سوكسله با اتانول بيشترين مقدار فلاونوئيد كل و ظرفيت آنتياكسيداني را فراهم نمود. تفالههاي حاصل از مسير سوكسله–پيشفراوري اسيدي، به دليل حذف اوليه تركيبات فنلي و مواد استخراجي، دسترسپذيري بالاتر و شرايط مناسبتري براي هيدروليز آنزيمي ايجاد كردند. اين مسير بيشترين بازده را در هر دو مسير تخميري نشان داد، بهطوري كه در مرحله هيدروليز آنزيمي، قند قابل تخمير به مقدار 29٫91 گرم بر ليتر رسيد. در مسير تخميري معروف به استون–بوتانول–اتانول (ABE)، توليد بوتانول و كل حلالهاي ABE به ترتيب حدود 7٫84 و 14٫7 گرم بر ليتر به دست آمد و همچنين در مسير تخميري توليد اتانول با مخمر ساكارومايسزسرويزيه (سويه Ethanol red) ، مقدار اتانول توليدي حدود 10٫9 گرم بر ليتر گزارش شد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه استفاده از روش سوكسله و پيشفرآوري با حلال آلي، علاوه بر امكان استخراج تركيبات زيستفعال باارزش دارويي، تفالههاي باقيمانده را به منابع مناسب براي توليد حلالهاي زيستي تبديل ميكند. بنابراين، اين رويكرد چرخهاي نمونهاي پايدار و اقتصادي از بهرهبرداري كامل از زيستتوده گياهي و توسعه فرآيندهاي زيستپالايشگاهي بهشمار ميرود.
كليدواژه لاتين
Centella asiatica , Bio-based solvents , Acetone–butanol–ethanol(ABE) , Acidic pretreatment , Organosolv pretreatment , Extraction and recovery of bioactive compounds , Saccharomyces cerevisiae , Clostridium acetobutylicum
عنوان لاتين
Integrated extraction of bioactive compounds and microbial synthesis of biosolvents from Centella asiatica biomass
گروه آموزشي
زيست فناوري
چكيده لاتين
Solvents play a fundamental role in the chemical, pharmaceutical, and biotechnology industries, and their appropriate selection for the extraction of plant bioactive compounds directly influences the yield and quality of the final product. Considering the importance of developing sustainable bio-based solvents and utilizing plant residues, this study investigated the potential of the residue obtained after extraction of bioactive compounds from Centella asiatica for bio-based solvent production. In parallel, various extraction processes were evaluated to recover and isolate bioactive compounds. The plant samples, after drying and milling, were subjected to three process routes: Soxhlet extraction, organic solvent pretreatment, and a combination of Soxhlet extraction and acidic pretreatment, to simultaneously assess the extraction of bioactive compounds and the production of bio-based solvents (acetone–butanol–ethanol (ABE) and ethanol). A circular approach was applied to fully exploit Centella asiatica; initially, Soxhlet extraction, as a conventional laboratory method, was performed, followed by acidic pretreatment of the obtained residue. Moreover, organic solvent pretreatment, originally intended to modify and separate the lignocellulosic structure of the plant, was applied in this study with a dual purpose, providing not only structural modification but also facilitating the extraction and recovery of bioactive compounds prior to enzymatic hydrolysis and fermentation. The obtained extracts were evaluated for total phenolics, total flavonoids, antioxidant capacity, and antibacterial activity. The results indicated that butanol extracts exhibited the highest total phenolic content and antibacterial effects, while Soxhlet extraction with ethanol provided the highest total flavonoid content and antioxidant capacity. The residues from the Soxhlet–acidic pretreatment route, due to the preliminary removal of phenolic compounds and extractable substances, showed higher accessibility and suitable conditions for enzymatic hydrolysis. This route demonstrated the highest yields in both fermentation processes, where fermentable sugars reached 29.91 g/L during enzymatic hydrolysis. In the acetone–butanol–ethanol (ABE) fermentation, butanol and total ABE production were approximately 7.84 and 14.7 g/L, respectively, whereas in ethanol fermentation with Saccharomyces cerevisiae, the ethanol yield was about 10.9 g/L. The results of this study demonstrated that the combination of Soxhlet extraction and organic solvent pretreatment not only enables the recovery of bioactive compounds with pharmaceutical value but also converts the remaining residues into suitable resources for bio-based solvent production. Therefore, this circular approach represents a sustainable and economical strategy for the full utilization of plant biomass and the development of biorefinery processes.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
157839
نويسنده