کتین یک ترکیب هتروپلی¬ساکارید گیاهی است که کاربرد فراوانی در محصولات غذایی داشته و معمولا برای تشکیل ژل، ایجاد بافت، ویسکوزیته و پایدارسازی برخی از محصولات غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پکتین به شکل تجاری از پوست مرکبات و یا باقی-مانده‌های میوه سیب از صنعت نوشیدنی، بدست می‌آید. با این حال توجه به منابع جدید پکتین، بخصوص ضایعات کشاورزی، روشهای نوین استخراج و همچنین افزایش بازده روش صنعتی تولید پکتین، رو به گسترش است. لذا پژوهش حاضر در راستای بررسی پتانسیل استفاده از پیش‌تیمارهای فراصوت (در دو توان و دو زمان فرآیندی) و تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا (در سه سطح) با هدف افزایش بازده روش مرسوم استخراج و تلفیق این پیش‌تیمارها با روش استخراج به کمک مایکروویو انجام گردید و تاثیر روش‌های استخراج و پیش‌تیمارها بر روی سینتیک استخراج، خصوصیات ساختاری، کاربردی و رئولوژیکی پکتین از پوست هندوانه، به عنوان یکی از ضایعات غذایی، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که هر دو پیش تیمار، مورفولوژی سطحی نمونه¬ها را تغییر داده و سطح فعال نمونه اولیه را افزایش دادند. همچنین استفاده از پیش‌تیمارها سبب شد تا بعد از هیدراته شدن پودر اولیه در آب، شاخص‌های تورم‌پذیری نمونه‌ها و هدایت الکتریکی سوسپانسیون حاصل، افزایش یابد؛ که نشان دهنده تاثیر این پیش‌تیمارها بر فرآیند استخراج می‌باشد. مرحله دوم پژوهش به بررسی فرآیند استخراج اختصاص یافت. بیشینه بازده استخراج در روش مرسوم اسیدی، به میزان 4/17 درصد طی 90 دقیقه از استخراج حاصل شد که با اعمال پیش‌تیمار تخلیه الکتریکی در20 کیلو ولت بر سانتی‌متر، بازده به 46/18 درصد افزایش یافت و با بکارگیری پیش¬تیمار فراصوت در 300 وات، بازده معادل با 92/18 درصد محاسبه شد. در روش استخرج پکتین به کمک مایکروویو، با اعمال پیش‌تیمار تخلیه الکتریکی، میزان بازده از 39/14 درصد طی 5 دقیقه از استخراج، به 97/17 درصد افزایش یافت. همچنین با بکارگیری پیش¬تیمار فراصوت در 300 وات بازده به 03/19 درصد رسید. مطالعات سینتیکی نشان داد که همه تیمارهای استخراج دارای روند و الگوی یکسان استخراج بوده و از مدل سینتیکی درجه دوم تبعیت می‌کنند. ضریب دیفوزیون موثر استخراج با بکارگیری پیش‌تیمارها افزایش یافت که فراصوت نسبت به تخلیه الکتریکی در افزایش این ضریب موثرتر بود. مرحله سوم پژوهش با بررسی خصوصیات پکتین پوست هندوانه انجام شد و مشخص شد که درجه استری نمونه‌ها کمتر از 50% و درصد گالاکتورونیک همه نمونه‌ها بیشتر از 65 درصد می‌باشد. پیش‌تیمار فراصوت بر کاهش درجه استری و درصد گالاکتورنیک اسیدموثرتر بود. همچنین مشخص شد که مولکول پکتین پوست هندوانه، عمدتا از هموگالاکتورانان تشکیل شده است و هر دو پیش‌تیمار در افزایش زنجیره‌ جانبی مولکول پکتین با افزایش رامنوز و منوساکاریدهای دیگر موثر تشخیص داده ‌شدند. بررسی طیف مادون قرمز در نمونه‌ها نشان داد که هیچ پیک جدیدی در اثر بکارگیری پیش‌تیمارها به الگوی جذبی نمونه شاهد افزوده و یا حذف نشده است؛ هرچند جذب نمونه با پیش‌تیمار در برخی از نواحی متفاوت بود. آنالیز وزن مولکولی نشان داد که پیش‌تیمار تخلیه الکتریکی برخلاف پیش‌تیمار فراصوت، وزن مولکولی نمونه‌های پکتین را کاهش نداده است. آنالیز رئولوژی محلول نمونه‌های پکتین نشان داد که همه نمونه‌های پکتین استخراج شده، از نوع رقیق شونده با برش می‌باشد و پیش‌تیمار فراصوت در کاهش ویسکوزیته و پیش‌تیمار تخلیه الکتریکی (20 کیلو ولت بر سانتی‌متر) در افزایش ویسکوزیته موثر بوده‌اند. همچنین بررسی رئولوژی نوسانی ژل پکتین نشان داد که بعد از بکارگیری این پیش‌تیمارها ساختار الاستیک ژل پکتین حفظ شده، هرچند که زمان تشکیل ژل افزایش یافته است.

واژه¬های کلیدی: پکتین، استخراج به کمک مایکروویو، فراصوت، تخلیه الکتریکی.