امید احمدی

در عصر حاضر، با افزایش تمایل به مصرف فرآورده‌های گیاهی سالم، طبیعی و فاقد افزودنی‌های شیمیایی، ارتقاء کیفیت ظاهری و فیزیکی این محصولات، به‌ویژه شفافیت، به یکی از اولویت‌های اصلی صنعت مواد غذایی تبدیل شده است. در این میان، شیره‌های گیاهی نظیر شیره‌ی انجیر و انگور، علی‌رغم دارا بودن ترکیبات مغذی و مزایای تغذیه‌ای گسترده، در مرحله‌ی استخراج و فرآوری با چالش کدورت مواجه‌اند. ترکیبات کلوئیدی، پلی‌فنول‌ها، پکتین و ذرات معلق باعث بروز کدورت شده و ضمن کاهش پذیرش مصرف‌کننده، بر ماندگاری و پایداری محصول نیز اثر منفی می‌گذارند. در این راستا، بهره‌گیری از روش جذب زیستی با استفاده از جاذب‌های طبیعی، ارزان‌قیمت و در دسترس حاصل از ضایعات کشاورزی نظیر پوست پرتقال، پوست لیمو و پوست نارنگی، به‌عنوان روشی کم‌هزینه، کارآمد و زیست‌سازگار برای حذف عوامل کدورت‌زا از محلول‌های آبی و گیاهی مورد توجه قرار گرفته است. لذا، در این پژوهش، فرآیند کدورت‌زدایی از شیره‌های گیاهی انجیر و انگور با بهره‌گیری از جاذب‌های زیستی حاصل از پوست مرکبات (پرتقال، نارنگی و لیمو) مورد بررسی قرار گرفت. جهت ارزیابی ویژگی‌های ساختاری جاذب‌ها و شناسایی گروه‌های عاملی موثر در فرآیند جذب، آنالیزهای پیشرفته شامل FESEM، EDX، FTIR و BET انجام شد. نتایج این آنالیزها نشان دادند که جاذب زیستی حاصل از پوست پرتقال دارای ساختاری متخلخل‌تر، سطح فعال بیشتر، مورفولوژی یکنواخت‌تر و فاقد تجمع ذرات نسبت به پوست‌های نارنگی و لیمو می‌باشد. حضور گروه‌های عاملی موثر نظیر کربونیل، هیدروکسیل، ترکیبات اتری و فنولی در طیف‌های FTIR و سطح ویژه‌ی بالاتر به میزان m²/g 10 در آنالیز BET، عملکرد مطلوب‌تر این جاذب را در فرآیند جذب سطحی تایید کرد. مطابق نتایج حاصل از آزمایش‌های جذب سطحی، بازده کدورت‌زدایی شیره انجیر با استفاده از جاذب زیستی پوست پرتقال برابر با 5/65 % بوده که به‌طور معناداری بالاتر از میزان جذب ثبت‌شده برای شیره انگور (8/36%) می‌باشد. این تفاوت عملکرد می‌تواند ناشی از نوع و ساختار ترکیبات کدورت‌زا در دو نوع شیره باشد؛ به‌طوری که ترکیبات کلوئیدی و پلی‌فنولی موجود در شیره انجیر، به‌دلیل برهم‌کنش‌های موثرتر با گروه‌های عاملی فعال سطح جاذب، به‌طور قابل ملاحظه‌تری حذف می‌شوند. در ادامه، تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل نوع جاذب، زمان تماس، مقدار جاذب، میزان ژلاتین مصرفی و pH محلول شیره بر فرآیند کدورت‌زدایی با استفاده از روش یک فاکتور در یک زمان مورد بررسی قرار گرفت. جاذب پوست پرتقال تحت شرایط بهینه شامل زمان تماس 60 دقیقه، مقدار جاذب g 2/0، ژلاتین g 009/0 و pH اسیدی، بالاترین بازده حذف کدورت (4/70%) را به‌دست آورد. حضور ژلاتین به‌عنوان کمک‌منعقدکننده طبیعی منجر به برهم‌کنش موثرتر بین ذرات کدورت‌زا و جاذب شد، اما استفاده‌ی بیش از حد آن موجب ایجاد کدورت معکوس گردید. این روش قابلیت توسعه برای کاربردهای صنعتی، به‌ویژه در تصفیه‌ی محصولات غذایی شفاف را دارا بوده و می‌تواند جایگزینی پایدار برای روش‌های شیمیایی متداول باشد.

در جهان امروز که مسئله کم آبی و تامین آب شرب به یکی از چالش‌های بزرگ تبدیل شده، افزایش جمعیت و نفوذ آلاینده‌های دارویی همچون آنتی‌بیوتیک پرمصرف تتراسایکلین به آب‌های سطحی و زیرزمینی به این معضل دامن زده است. حضور تتراسایکلین در منابع آبی به دلیل ایجاد مقاومت آنتی‌بیوتیکی در باکتری‌ها و تجزیه ناپذیری، برای انسان و سایر موجودات زنده خطرآفرین است. همچنین بخش عمده‌ای از تتراسایکلین پس از مصرف توسط انسان و سایر موجودات زنده دفع شده و درنهایت وارد آب‌های سطحی و زیرزمینی می‌شود. بنابراین حذف این آلاینده از منابع آبی محیط‌زیست اهمیت بسیار بالایی دارد. بدین منظور روش جذب سطحی به عنوان یک روش موثر و کم هزینه و بکارگیری جاذب معدنی کلینوپتیلولیت به عنوان یک جاذب ارزان و در دسترس برای حذف تتراسایکلین از پساب آبی مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود بکارگیری کلینوپتیلولیت خام به عنوان یک زئولیت طبیعی به دلیل وجود ناخالصی‌های ساختاری در آن، محدود بودن ظرفیت جذب، عدم تکرارپذیری و مشکل در جداسازی با چالش‌هایی همراه است. راهکار‌های موثری جهت غلبه به این چالش‌ها مطرح شده‌اند، از جمله این راهکارها می‌توان به انجام فرآوری شیمیایی و افزودن فریت‌های مغناطیسی به ترکیب کلینوپتیلولیت اشاره کرد. بنابراین در این پژوهش تاثیر استفاده از روش‌های فرآوری شیمیایی اسیدشویی، بازشویی و تعویض یونی جهت اصلاح ساختار و سطح کلینوپتیلولیت، اثر دمای کلسیناسیون بر خاصیت مغناطیسی و عملکرد جذبی فریت منیزیم و اضافه کردن آن به جاذب فرآوری شده کلینوپتیلولیت با ترکیب درصدهای مختلف و در نهایت تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف بر راندمان حذف تتراسایکلین از محلول آبی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که با انجام فرآوری شیمیایی روی جاذب کلینوپتیلولیت، علاوه بر حذف ناخالصی‌های ساختار جاذب و رفع مشکل عدم تکرارپذیری، مورفولوژی یکنواخت‌تر و متخلخل‌تری در جاذب ایجاد شد. همچنین نتایج آنالیزهای شناسایی نشان داد که بعد از انجام فرآوری‌های شیمیایی، ساختار جاذب حفظ شده و هیچ تخریب ساختاری مشاهده نشد. در میان فرآوری‌های شیمیایی انجام شده، روش بازشویی باعث افزایش مساحت سطح، ایجاد ساختاری همگن‌تر و توزیع بهتر سایت‌های فعال در کلینوپتیلولیت و در نهایت عملکرد بهتر آن در حذف آلاینده تتراسایکلین شد. از طرفی با بررسی تاثیر دمای کلسیناسیون بر خاصیت مغناطیسی فریت منیزیم و عملکرد آن در حذف تتراسایکلین مشخص شد که فریت منیزیم کلسینه شده در دمای °C600 از خاصیت مغناطیسی مناسب و عملکرد جذب مطلوبی برخوردار است. همچنین با قرار گرفتن 20 درصد وزنی فریت منیزیم در کنار کلینوپتیلولیت بازشویی شده بالاترین راندمان حذف و ظرفیت جذب، نسبت به سایر درصدهای وزنی سنتز شده مشاهده شد. دلیل این امر توزیع مناسب‌تر و یکنواخت‌تر فریت منیزیم روی سطح کلینوپتیلولیت و به وجود آمدن برهمکنش بسیار قوی میان آن‌ها، مساحت سطح بیشتر و دسترسی بهتر مولکول‌های آلاینده به سایت‌های فعال در این ترکیب است. بالاترین راندمان حذف تتراساکلین توسط جاذب منتخب در شرایط عملیاتی بهینه (5pH=، غلظت تتراسایکلین ppm 10 و دوز جاذب g/L 1) برابر با 58/91% و ظرفیت جذب آن نیز mg/g 158/9 بدست آمد. با ارزیابی ایزوترم و مطالعات سینتیکی جذب مشخص شد که داده‌های آزمایشگاهی با ایزوترم لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه دوم مطابقت دارند. نتایج بدست آمده از ارزیابی ترمودینامیک فرآیند جذب سطحی تتراسایکلین نشان داد که فرآیند جذب از نوع فیزیکی، گرمازا و خود به خودی بود. نتایج ارزیابی قابلیت استفاده مجدد نشان داد که بعد از 5 سیکل استفاده، جاذب منتخب همچنان عملکرد مناسبی داشته و تغییری در ظرفیت جذب آن مشاهده نشد. همچنین این جاذب در حذف همزمان دو آلاینده دارویی تتراساکلین و سیپروفلوکساسین نیز عملکرد بسیار خوبی از خود نشان داد و کاهش محسوسی در راندمان حذف تتراسایکلین مشاهده نشد. این نتایج انتخاب‌پذیری بالای نانوکامپوزیت سنتز شده را تا حدود زیادی تایید نمود.

در سالهای اخیر، فناور یهای سنتز سبز فلزات گرا نبهاء به دلیل تولید نانوذرات پایدار، جلوگیری از تشکیل محصولات جانبی نامطلوب، ساده بودن روش سنتز، مقرون به صرفه بودن و صرفه جویی در زمان توسعه یافته است. در پژوهش حاضر، به منظور سنتز نانوذرات نقره سبز از برگ درخت سیب استفاده شده است. همچنین، روشهای مختلفی از جمله روش ماکروویو، اتوکلاو، فراصوت، ب نماری، لامپ فرابنفش، حرار تدهی مستقیم و در دمای محیط به منظور سنتز سبز نانوذرات نقره مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصهیابی ترکیبات سنتز شده با استفاده از آنالیزهای FTIR ،XRD ، TEM ، DLS و UV انجام شد. همچنین، به منظور بررسی خواص ضدمیکروبی نمونه های سنتز شده تست ضد میکروبی با استفاده از باکتری اشرشیاکولی )گرم منفی( و استافیلوکوس درئوس )گرم مثبت( انجام شد. نتایج پژوهش حاضر، حاکی از آن است که نانوذرات نقره در هم هی رو شهای مذکور با موفقیت سنتز شده است. نتایج آنالیز DLS نشان داد که میانگین اندازه نانوذرات نقره سنتز شده 3 روش اولتراسوند، لامپ UV و بن ماری به ترتیب با 87 ، 96 و 98 نانومتر دارای کمترین میانگین اندازه و دو روش حرار تدهی مستقیم و مایکروویو تقریبا نزدیک به 100 نانومتر و به ترتیب دارای میانگین اندازه ذرات 101 و 104 نانومتر می باشند. همچنین، بالاترین میزان پایداری محلول برای نمونه های سنتز شده به روش مافوق صوت و مایکروویو حاصل شده است. همچنین، تصاویر TEM به وضوح نشان داد که شکل ذرات کوچک و کروی و در اندازه نانومتری در محدوده 10 تا 50 نانومتر است. در پایان، ارزیابی فعالیت ضدمیکروبی روشهای مختلف برای سنتز نانوذرات نقره نشان داد که بالاترین ناحیه مهار در برابر باکتری مورد بررسی ( 001 / 0 ± 18 میل یمتر( مربوط به نانوذرات نقره بدست آمده از روش مافوق صوت است .

لیکوپن به عنوان یک رنگ‌دانه طبیعی دارای کاربردهای بسیاری درصنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی می‌باشد. در تحقیق حاضر لیکوپن از پوست گوجه‌فرنگی خشک شده استخراج گردید و توسط خشک کن انجمادی به حالت پودر خشک بیرون آمده و مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج بدست آمده، استفاده از آنزیم پکتیناز در7 pH= بالاترین مقدار لیکوپن استخراجی 085/0 میلی گرم بر صد گرم و با میزان رنگ (ICUMA) 339 را نشان می دهد که اختلاف معنا داری با نمونه‌های استخراجی با مش‌آنزیم و بدون آنزیم دارد. در ادامه با استفاده از طراحی آزمایش مرکب و روش سطح پاسخ اثر دو متغیر مستقل شامل مقدار آنزیم پکتیناز (200-0 میکرولیتر) و زمان التراسوند (60-0 دقیقه) بر روی متغیرهای وابسته، مقدار لیکوپن استخراجی رنگ و کدورت نمونه های کلوئیدی حاوی لیکوپن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل‌های درجه دوم به دست آمده برای پیش بینی مقادیر متغیرهای وابسته در بازه‌های تعریف شده برای متغیرهای مستقل دارای ضرایب تعیین بالاتر از 95% بوده که نشان دهنده صحت و دقت بالای مدل های به دست آمده می‌باشند. نتایج بهینه سازی نشان داد که با استفاده از 29 میکرولیتر آنزیم پکتیناز و زمان التراسوند 52 دقیقه، محلول لیکوپن استخراجی با بالاترین مقدار رنگ، کدورت و غلظت لیکوپن به ترتیب (ICUMA) 4/624 ،52/2 واحد جذب و 22/5 میلی گرم به صدگرم به دست آمد. نتایج آنالیز پراکندگی نور مرئی دینامیکی نشان داد که نمونه کلوئیدی استخراج شده در شرایط بهینه دارای میانگین اندازه ذرات شاخص پراکندگی و پتانسیل زتا به ترتیب 774 نانو متر، 385/0 و 67/6- میلی‌ولت می‌باشد. در ادامه با استفاده از نمونه کلوئیدی لیکوپن استخراج شده در شرایط بهینه و خشک‌کن انجمادی پودر لیکوپن جامد تهیه گردید و نتایج آنالیز نشان داد که عناصر اکسیژن و کربن‌، عناصر اصلی تشکیل دهنده پودر لیکوپن می‌باشد. آنالیز طیف سنج مادون قرمزتبدیل فوریه نشان دهنده وجود ناخالصی در پودر تهیه شده بود و آنالیز تخریب حرارتی نشان داد که پودر لیکوپن به دست آمده دارای دمای تخریب 5/148درجه سانتیگراد می‌باشد. نتایج آنالیز میکروسکوب روبشی نشان داد که پودر لیکوپن تولید شده دارای شکل کروی و اندازه ذرات در مقیاس کمتر از 1000 نانومتر می باشد. نتایج آنالیز پراکنش اشعه X نشان داد که پودر لیکوپن تهیه شده دارای ساختار آمورف می‌باشد که این ساختار حلالیت پودر لیکوپن حاصل در فرمولاسیون های آبی را افزایش می یابد.

با توجه به اثرات مخرب سوخت‌های فسیلی بر محیط زیست و کاهش منابع سوخت‌های فسیلی، از ریزجلبک‌ها به دلیل محتوای کربوهیدارت بالا، عدم نیاز به شرایط خاص کشت و غیره به عنوان یک منبع جدید تولید سوخت زیستی استفاده می‌شود. در این مطالعه از داده‌های تجربی حاصل از تولید بیواتانل در سطح آزمایشگاهی استفاده شده است. معادلات سینتیکی مربوط به کشت ریزجلبک، پیش‌تیمار آنزیمی، پیش‌تیمار اسیدی و تخمیر مطالعه شده و ثوابت سینتیکی مربوطه توسط نرم افزار اکوسیم مدلسازی شده است. سپس با استفاده از معادلات و ثوابت سینتیکی بدست آمده، فرآیند استخراج کربوهیدرات از ریزجلبک توسط نرم‌افزار سوپرپرودیزاینر شبیه‌سازی شده است. بازده استخراج قند با استفاده از دو روش پیش‌تیمار آنزیمی و شیمیایی مورد مقایسه قرار گرفته است. در ادامه تاثیر توالی افزودن آنزیم‌ها بر بازده استخراج قند شبیه‌سازی شده است. در این مطالعه، تولید بیواتانل با استفاده از کربوهیدارت استخراج شده از ریزجلبک به روش پیش‌تیمار آنزیمی و در حالت افزودن همزمان آنزیم‌ها در مقیاس صنعتی توسط نرم افزار سوپرپرودیزاینر شبیه‌سازی شده است. همینطور تاثیر استفاده از زیست توده ریزجلبک خشک و مرطوب با پیش‌تیمار آنزیمی بر بازده استخراج و میزان درآمد حاصل از فرآیند مورد مطالعه قرار گرفته ‌است.نتایج بررسی توالی افزودن آنزیم‌ها نشان داد که بالاترین بازده استخراج قند در حالت افزودن متوالی آنزیم‌های سلولاز، آلفا آمیلاز و آمیلوگلوکوزیداز می‌باشد و این نتایج تطابق مناسبی با نتایج تجربی دارند. در حالت افزودن همزمان آنزیم‌ها، هزینه‌های ناشی از تجهیزات موردنیاز پیش‌تیمار کاهش یافته و سرعت فرآیند افزایش می‌یابد. همچنین نتایج شبیه‌سازی تولید بیواتانل در مقیاس صنعتی با استفاده از ریزجلبک خشک و مرطوب مورد مقایسه قرار گرفتند. براساس این نتایج، استفاده از ریزجلبک خشک علی‌رغم بازده بالای استخراج قند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌ نمی‌باشد. هزینه‌های عملیاتی مربوط استفاده از ریزجلبک خشک و مرطوب به ترتیب برابر با ۴۰۰۰ و 2000 دلار در سال می‌باشد. همینطور شاخص NPV فرآیند تولید بیواتانل از ریزجلبک خشک 1572000 دلار کمتر از فرآیند تولید بیواتانل از ریزجلبک مرطوب می‌باشد.بر اساس نتایج حاصل از شبیه‌سازی بازده تولید بیواتانل از محصولات هیدرولیز اسیدی در مقیاس صنعتی، به‌دلیل تولید محصولات جانبی مانند فورفورال و هیدروکسی متیل فورفورال کمتر از بازده تولید بیواتانل از محصولات هیدرولیز آنزیمی می‌باشد. زیرا در هر دسته علاوه بر 78/22 کیلوگرم دی اکسید کربن 168/1 کیلوگرم فورفورال نیز به عنوان آلاینده تولید خواهد شد.

یکی از مهمترین جنبه های شیمی سبز، توسعه و استفاده از حلال های سبز است. حلال های سبز یکی از راه های کلیدی برای دستیابی به توسعه پایدار برای کاربردهای صنعتی گسترده هستند. ترکیبات فنلی یکی از ترکیبات زیست فعال دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هستند و توانایی بالایی در حذف رادیکال های آزاد با واکنش با آنها را دارند. ترکیبات فنلی تاکنون با روش های گوناگونی استخراج شده اند. در پایان نامه حاضر ترکیبات فنلی موجود در پودر قهوه سبز توسط پنج نوع حلال یوتکتیک بر پایه کولین کلراید به عنوان پیوند گیرنده و گلوکز، سوربیتول، اسید استیک، اسید لاکتیک و اسید تارتاریک به عنوان پیوند دهنده با کمک اولتراسوند استخراج گردیدند. نتایج نشان داد که در میان فرمولاسیونهای مورد استفاده، با استفاده از فرمولاسیون بر پایه 8/2 گرم کولین کلراید، 2/7 گرم گلوکز و 5/2 میلی لیتر آب بالاترین مقدار ترکیبات فنلی شامل 225 میکرو گرم بر گرم گالیک اسید را استخراج گردید. همچنین خاصیت آنتی اکسیدانی نمونه بدست آمده 5/90 درصد بدست آمد که تفاوت معنا داری با خاصیت آنتی اکسیدانی ترکیبات فنلی استخراج شده با سایر فرمولاسیون های دیگر از خود نشان نداد. در ادامه با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ، بهینه‌سازی مقادیر اجزاء تشکیل دهنده فرمولاسیون منتخب انجام گردید. متغیرهای مستقل شامل کولین کلراید در محدوده نسبت مولی 1 تا 5 و گلوکز با نسبت مولی 1 تا 6 انتخاب شدند و تاثیرات آن‌ها بر روی متغیرهای وابسته‌ شامل مقدار فنل کل و خاصیت آنتی اکسیدانی ترکیبات فنلی استخراج شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مدلهای بدست آمده با ضریب اطمینان بالای 90% قابلیت بالایی در پیش‌بینی متغیرهای وابسته دارند. نتایج همچنین نشان دادند که حلال یوتکتیک تهیه شده شامل کولین کلراید با نسبت مولی 1 و گلوکز با نسبت مولی 2/1 بهترین شرایط استخراج ترکیبات فنلی را دارد که در این شرایط نسبت مولی، خاصیت آنتی اکسیدانی 07/93% و فنل کل 88/251 میکروگرم بر گرم به دست آمد. این در حالی است که حلال یوتکتیک بهینه دارای خاصیت آنتی اکسیدانی پایین (7/0%) و محتوای فنلی 10 میکروگرم بر گرم می باشد. با ارزیابی گروه های عاملی توسط آنالیز مادون قرمز فوریه از نمونه حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه و نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده مشخص شد که پیک گروه عاملی هیدروکسیل دارای جابجایی می باشد که نشان دهنده ی ایجاد پیوند هیدروژنی بین کولین کلراید و ترکیبات فنلی است. نتایج حاصل از کروماتوگرافی مایع از نمونه حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه که حاوی ترکیبات استخراجی از قهوه سبز می باشد، نشان داد که 4/79 درصد ترکیبات استخراج شده از قهوه سبز، ترکیبات فنلی می باشند. در انتها خاصیت ضد میکروبی حلال یوتکتیک تهیه شده در شرایط بهینه و نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که نمونه حاوی ترکیبات فنلی استخراج شده از قهوه سبز، خاصیت ضد باکتریایی و مخمری ضعیف در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و مخمر کاندیدا آلبیکنس با قطر هاله شفاف 8 و 6 میلی متر دارد.

چوبک گیاهی است که به خانواده میخک تعلق دارد. ریشه گیاه چوبک سرشار از ترکیبات ساپونینی است. ساپونین ها به عنوان عامل امولسیون کننده عمل می کنند و در آب کف پایدار تشکیل می دهند. موضوع حاضر با هدف دستیابی به عصاره گونه های چوبک با محتوای ساپونینی بالا در مدت زمانی کوتاه تر است که با به کارگیری روش عصاره گیری با امواج اولتراسوند می باشد. با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ، بهینه سازی شرایط عملیاتی انجام گرفت. متغیر های مستقل، غلظت حلال در محدوده 10 تا 80 درصد و زمان اولتراسوند 10 تا 20 دقیقه انتخاب شدند و با طراحی آزمایش انجام گرفته در محدوده های تعیین گردیده 13 نمونه به مدت 24 ساعت در دمای اتاق نگه داری گردید و تاثیرات متغیرهای انتخاب شده بر روی متغیر های وابسته شامل شاخص امولسیون کنندگی، میزان جذب و خاصیت آنتی اکسیدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های بدست آمده برای شاخص امولسیون کنندگی، خاصیت آنتی اکسیدانی و میزان جذب دارای ضرایب اطمینان 81/96، 87/93 و 82/99 درصد می باشد و برای پیش بینی متغیر های وابسته مناسب می باشند. نتایج نشان داد در میزان غلظت 34 درصد حلال و زمان 13 دقیقه اولتراسوند، بالاترین شاخص امولسیون کنندگی 58/0 سانتی متر، خاصیت آنتی اکسیدانی 5/25 درصد و میزان جذب 16/0 واحد جذب به دست آمد. نمونه بهینه تهیه شده پس از قرارگیری در فریزر به مدت 24 ساعت، منجمد گردیده و از محلول منجمد آن به مدت زمان 48 ساعت با استفاده از خشک کن انجمادی در دمای 70- درجه سانتی گراد، پودر ساپونین تهیه گردید و خواص فیزیکی و شیمیایی آن مورد بحث و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز FTIR نشان داد که پودر ساپونین حاوی گروه های عاملی کربوکسیل، آلکن، اتر و استر بوده و از نوع تری ترپنوئید بی دسموزیدیک می باشد. آنالیز گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC) نقطه تخریب پودر ساپونین را 7/123 درجه سانتی گراد نشان داده که نقطه تخریب بالایی می باشد. با استفاده از آنالیز پراکندگی نور دینامیکی (DLS)، میانگین اندازه پودر ساپونین تولید شده 7 نانومتر بدست آمده و با بررسی بار سطحی محصول تولید شده پتانسیل زتا، مقدار 3/15- میلی ولت تعیین گردید. مساحت سطح ویژه (BET) ساپونین 14/72 متر مربع بر گرم به دست آمد و جهت بررسی و ارزیابی شکل ساپونین استخراج شده با بررسی آن توسط آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) حالت بی شکل (آمورف) برای ذرات ساپونین مشخص گردید.

نانوذرات نشاسته به دلیل اندازه زیر میکرونی، نسبت سطح به حجم بالا، پراکندگی بهبود یافته و زیست سازگاری، کاربردهای فراوانی در زمینه‌های دارویی، غذایی و بسته‌بندی دارند .در پایان‌نامه‌ی حاضر نانوذرات نشاسته با استفاده از آنزیم آلفا آمیلاز و با چهار روش مختلف ژلاتینه شدن گرمکن همزن‌دار، اتوکلاو، مایکروویو و اولتراسوند تولید شدند .نتایج نشان داد در بین غلظت‌های ‮‭۱‬ تا ‮‭۱۰‬ درصد محلول نشاسته، محلول ‮‭۱‬ درصد مناسب بوده و در بین روش‌ها، روش اولتراسوند بهترین روش ژلاتیناسیون می-باشد .با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی و روش سطح پاسخ، بهینه‌سازی شرایط عملیاتی انجام شد .متغیرهای مستقل مقدار آنزیم در محدوده ‮‭۰‬ تا ‮‭۱/۵‬ میلی‌لیتر و زمان اولتراسوند ‮‭۵‬ تا ‮‭۱۵‬دقیقه انتخاب شدند و تاثیرات آن‌ها بر روی متغیرهای وابسته‌ی اندازه ذرات، شاخص پراکندگی و پتانسیل زتا مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج نشان داد که مدل با ضریب اطمینان بالای ‮‭۹۵‬ درصد در پیش‌بینی متغیرهای وابسته می‌باشد .در میزان ‮‭۱/۵‬ میلی‌لیتر آنزیم آلفا آمیلاز و زمان ‮‭۱۵‬دقیقه که نقطه‌ی بهینه بود، اندازه‌ی نانو ذرات ‮‭۴۹‬ نانومتر، شاخص پراکندگی ‮‭۰/۶۲۰‬ و پتانسیل زتا ‮‭۱۰/۸‬- میلی‌ولت به دست آمد .از نمونه‌ی بهینه‌ی تهیه شده با استفاده از خشک کن انجمادی در دمای ‮‭۷۰‬- درجه سانتیگراد برای مدت زمان ‮‭۲۴‬ ساعت، پودر نانو ذرات نشاسته تهیه گردید و خواص فیزیکی و شیمیایی آن مورد ارزیابی قرارگرفت .نتایج نشان داد که نانو ذرات نشاسته‌ی پودری به حالت سوزنی شکل بودند که محلول ‮‭۱‬ درصد آن دارای شکل مربعی با اندازه‌ی ‮‭۴۰‬ نانومتر بود .همچنین میزان رنگ در طول موج ‮‭۴۲۰‬ نانومتر و کدورت در طول موج ‮‭۶۲۵‬ نانومتر پودر به ترتیب ‮‭۰/۱۹۳‬ و ‮‭۰/۰۶۹‬ درصد جذب بود .با استفاده از آنالیز پراکندگی نور دینامیکی، اندازه‌ی پودر نانو ذرات نشاسته ‮‭۱۹۷‬ نانومتر و پتانسیل زتا ‮‭۱۳/۹‬- میلی‌ولت تعیین گردید و مساحت سطح ویژه نانوذرات نشاسته ‮‭۱/۹‬ مترمربع بر گرم به دست آمد .آنالیز پراش اشعه ایکس نشان داد که نانوذرات نشاسته حالت بی شکل و آمورف دارند و آنالیز گرماسنجی تفاضلی روبشی نشان داد که نقطه‌ی تخریب نانوذرات نشاسته ‮‭۱۶۲‬ درجه سانتیگراد می‌باشد .در نهایت خاصیت امولسیون‌کنندگی نشان داد که زمان دو فازی شدن محلول نانوذرات نشاسته و روغن ‮‭۱۰۳‬ ثانیه می‌باشد که در مقایسه با محلول نشاسته و روغن که ‮‭۳۵‬ ثانیه بود به صورت معناداری افزایش یافت.