استخراج پکتین از میوه ها، دستاورد برتر دوره  اول دبیرستان تزکیه در بخش غرفه

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره تعداد 126  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های برتر، برگزیده و معرفی شدند.

بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره اول متوسطه

موضوع: استخراج پکتین از باقی مانده میوه ها

نام مدرسه: دبیرستان تزکیه

نام استاد: خانم ها معصومه السادات میرعظیمی، سپیده بازدار

دانش آموزان: حنانه فلاحی، حنانه کاظمی، انسیه صالحی نیا، یاسمن قربانی

بیان مسأله:

پکتین یک پلیمر اشتقاقیِ قندی- اسیدی است که از ساختارهای ژلاتینی گیاهی موجود در میوه‌ جات و سبزیجات به دست می ‌آید. حداکثر پکتین موجود در میوه‌ های نارس یافت می ‌شود که پس از مرحله رسیدن میزان و حتی کیفیت پکتین به دست آمده کاهش می‌ یابد. اسید گالاکترونیک اصلی‌ترین بلوک سازنده شیمیایی پکتین موجود در میوه و سبزیجات می‌ باشد که خود جزء گروه پلیمرهای اسید انهیدرو گالاکترونیک می‌باشد. اسیدهای موجود در پلیمر ممکن است به صورت اسید های متیل شده دربیایند و یا به شکل اسیدهای آزاد مثل پروتوپکتین، اسید ژلاتینی، اسید پکتینی و پکتین در بیاید.

پکتین یکی از پرکاربرد ترین ترکیبات در صنایع غذایی است. بخش عمده پکتین تولید شده به وسیله صنایع فرآوری میوه مصرف می‌شود. از دیگر کاربردهای متداول آن محصولات لبنی و قنادی، محصولات میوه‌ای فرآوری شده، پرکننده‌ های نانوایی و لعاب‌ ها هستند. کاربرد احتمالی دیگر پکتین جایگزین چربی است، اما جدیدترین کاربرد آن در پایدار سازی امولسیون ‌ها  است. پکتین به طور سنتی به عنوان عامل ژله کننده برای مربا و ژله استفاده می ‌شود.

اهمیت و ضرورت اجرای طرح:

با توجه به این که ماده ژله کننده در اکثر مواد غذایی استفاده می شود و به صورت شیمیایی هم تهیه می شود. علاوه بر مضر بودن این مواد بر بدن انسان، هزینه هایی هم که صرف ساخت و تولید آن می شود زیاد است، ضرورت انجام این تحقیق هنگامی مهم تر می شود که بتوانیم پکتین طبیعی را که بسیار راحت تهیه می شود و به صورت طبیعی از گیاهان نارس قابل کسب است را جایگزین شیمیایِ آن کنیم آنگاه در هزینه های تولید و مصرف نیز صرفه جویی کرده ایم.

به علاوه از پکتین در صنایع داروسازی برای کاهش کلسترول خون و بیماری ‌های معده ای-روده‌ای استفاده می‌ شود. کاربرد های دیگر پکتین شامل استفاده در خوراکی ها، جایگزین کاغذ، کف ‌ها و پلاستی سایزرها وغیره می‌باشد.

اهداف

هدف کلّی:

هدف کلی این پروژه آزمایشگاهی تهیه مواد ژله کننده طبیعی برای جایگزینی پکتین های شیمیایی است.

اهداف جزئی و کاربردی:

• استفاده از تفاله مرکبات

• کاهش هزینه های تولیدی

• استفاده در صنایع دارویی

• استفاده در صنعت غذایی

• استفاده در صنعت آرایشی و بهداشتی

معرفی پکتین

دیواره سلولی گیاهان، از پلی ساکارید و پروتئین ساخته شده است، همانطور که می دانیم پلی ساکارید کربوهیدرات بزرگی است که از اتصال تعداد زیادی مولکول قند کوچک به نام مونوساکارید تشکیل شده است. پکتین، مولکول قند پیچیده ای است که در دیواره سلولی گیاهان یافت می شود. پکتین یک پلیمر اشتقاقی قندی – اسیدی است که از ساختارهای ژلاتینی گیاهی موجود در میوه جات و سبزیجات تهیه می شود.

اهمیت اقتصادی این محصول به توانایی آن در تشکیل ژل در ترکیب با قند و اسید بر می گردد. ساختارهای ژلاتینی در سلول های دیواره ای و لایه های درون سلولی میوه جات موجود می باشد. در واقع پکتین جزء اصلیِ بخش سفید رنگ و اسفنجی داخل پوست میوه است.

منابع استخراج پکتین

در جریان رسیدن میوه، پکتین توسط آنزیم پکتیناز و پکتینستراز تجزیه شده، باعث نرم شدن میوه می شود.

تجزیه پکتین در پاییز روی می دهد و باعث جدا شدن دمبرگ ها از گیاه و در نتیجه ریزش برگ ها از درختان را در پی دارد.

پکتین ها از نظر طول زنجیر، ترکیب و درجه استری شدن با هم تفاوت دارند و همین عامل است که روی کاربرد آن ها اثر می گذارد.

مراحل انجام کار و استخراج پکتین

ابتدا سیب و هویج را برای استخراج عصاره سلولی رنده کرده و سپس 200 گرم از مواد رنده شده را در 400 سی سی آب مقطر که PH  آن قبلاً توسط سرکه یا اسید نیتریک به 5/1 رسیده است اضافه کردیم، سپس محلول را روی هیتر گذاشته و حرارت آن را روی 85 درجه سانتی گراد تنظیم کردیم. پس از آنکه محلول کاملاً غلیظ شد آن را با تنزیب صاف کردیم، سپس به آن تا حدود 80% الکل افزودیم، در این حالت پکتین به صورت ژله از محلول جدا می شود، سپس آن را به مدت یک روز در دمای اتاق قرار دادیم تا خشک شود. در پایان رسوبِ خشک شده را از آن جدا کردیم.

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه: نگار تجملیان-  تنظیم: نسرین صادقی