استخراج لیکوپن از پسماند گوجه فرنگی با بهره گیری از فناوری های نوین تمرکز بر کاهش انرژی و بهبود بازده صنعتی

پسماند حاصل از فراوری صنعتی گوجه فرنگی شامل پوست و تفاله یکی از غنی ترین منابع طبیعی لیکوپن است؛ با این حال ساختار شیمیایی این رنگدانه و اتصال محکم آن به ماتریکس پکتینی سلولزی موجب می شود روش های سنتی بازده محدودی داشته باشند. هدف این پژوهش ارائه تحلیلی مقایسه ای مبتنی بر داده های مطالعات اخیر (۲۰۱۶-۲۰۲۴) به منظور شناسایی کارآمدترین و تجاری پذیرترین فناوری استخراج لیکوپن است. این مطالعه کارایی فناوری های استخراج به کمک امواج مایکروویو (MAE)، استخراج به کمک امواج فراصوت (UAE)، استخراج به کمک آنزیم (EAE)، دی اکسید کربن فوق بحرانی (SC-CO۲) و روش های ترکیبی استخراج با مایعات یونی به کمک امواج مایکروویو (I-MAE)، استخراج با حلال های یوتکتیک عمیق طبیعی به کمک امواج فراصوت (NADES-UAE)، استخراج با دی اکسید کربن فوق بحرانی به کمک امواج فراصوت (SC-CO۲ -UAE) و استخراج به کمک امواج فراصوت-آنزیم (UAE-EAE) بر اساس راندمان، استخراج پایداری ایزومری لیکوپن، زیست فراهمی، مصرف انرژی و مدیریت پسماند بررسی می کند. نتایج نشان می دهد فناوری های وابسته به امواج به ویژه MAE و UAE با ایجاد شکست ساختار سلولی و تقویت انتقال جرم تعادلی مطلوب میان بازده و مصرف انرژی ارائه می کنند؛ به طوری که MAE مصرف انرژی را ۴۰-۶۰٪ و UAE بازده آزادسازی را ۳۰-۴۵٪ افزایش می دهد. رویکرد NADES-UAE با حذف حلال های آلی هزینه مدیریت پسماند را حدود ۳۰٪ کاهش می دهد. در استخراج با SC-CO۲ باوجود مصرف انرژی ۱.۵ تا ۲ برابر بیشتر به دلیل انتخاب پذیری بالا و خلوص محصول گزینه ای ارزشمند در صنایع غذایی دارویی محسوب می شود. EAE با افزایش میانگین زیست فراهمی حدود ۲۰٪، روشی کم فشار و زیست سازگار است، اما برای دستیابی به راندمان فناوری های فیزیکی هنوز نیازمند بهینه سازی بیشتر است. جمع بندی نشان می دهد که خلا اصلی پژوهش ها نبود مقایسه جامع فناوری های سبز در مقیاس صنعتی است و نتایج نیز نشان می دهد که روش های NADES-UAE و IL-MAE بیشترین پتانسیل را برای تجاری سازی استخراج لیکوپن از پسماند گوجه فرنگی دارند.

کلیدواژه ها:

لیکوپن ، تفاله گوجه فرنگی ، بهینه سازی انرژی ، استخراج سبز ، مدیریت انرژی در فرآیندهای استخراج ، فناوری های نوین استخراج