Optimization and effect simulation of the one-step solid:liquid extraction of the proteic mass from water hyacinth were achieved for glutathione recovery, through a factorial 33 experiment design. The experiment was carried out using dry water hyacinth leaves, previously crushed into a fine powder with particle size not exceeding 0.1 mm, and a sodium phosphate buffer as the extracting phase. For this purpose, 27 attempts were made by varying the dry leaves to buffer w/v ratio (solid:liquid (S/L)), the buffer pH, and extraction time, which are regarded as being key parameters. The total protein mass extracted attained values of 75–76 wt.% of the initial mass of dry hyacinth leaves, at 30 °C, S/L = 1:7.5–1:8.0 and pH 8.2. Time has no influence on the amount of extracted proteins, but a minimum time of 20 min is recommended. The effects of acidity and ionic strength upon protein fractionation were also investigated via potentiometric titrations of the collected extract with citric acid and ammonium sulphate, respectively, in a temperature range (20–60 °C). Most of proteins precipitate at pH 4.5–6.0 in the presence of citric acid and at pH 6.5–5.85 in the presence of ammonium sulphate. Glutathione was detected using high performance liquid chromatography (HPLC) in a liquid fraction after protein precipitation at pH = 5.65 in the presence of ammonium sulphate. Key words: Factorial 33 Design, solid:liquid extraction, water hyacinth, protein separation, optimization, glutathione.
L’envahissement incontrôlé des plans d’eau par les plantes aquatiques est une problématique d’actualité, plus particulièrement dans les pays tropicaux, à cause du phénomène d’eutrophisation. Parmi les solutions proposées, une exploitation rationnelle de certaines plantes envahissantes comme source de biomasse valorisable, et comme agents de dépollution, est envisagée. Dans le cadre de cette étude, un accent particulier a été mis sur une sélection adéquate de plantes aquatiques visant un développement durable, se basant sur la capacité de cette plante à s’adapter à son milieu de culture avec un impact environnemental pratiquement nul. Pour cela, il est nécessaire que la plante sélectionnée puisse présenter des propriétés dépolluantes pouvant ramener l’écosystème à son état naturel d’origine et que le taux de croissance de cette plante soit contrôlé par une exploitation optimisée de la biomasse récoltée. La problématique envisagée s’est limitée à un nombre restreint de plantes aquatiques, fréquemment rencontrées dans les milieux eutrophisés, à savoir la jacinthe d’eau, les lentilles d’eau, la laitue d’eau, le papyrus et le chou de marais. Un choix et une hiérarchisation préalables des principaux critères d’évaluation ont permis, sur la base d’une analyse de satisfaction rigoureuse, d’opter pour la jacinthe d’eau, comme étant la meilleure alternative, présentant un grand pouvoir de fixation d’éléments polluants et un potentiel élevé en protéines et agents antioxydants, dans un contexte donné. Une exploitation judicieuse de cette plante dans un plan d’eau continuellement pollué ne posera plus de problèmes de rentabilité, étant donné que la productivité sera assurée par la récolte d’un excédent de jacinthes, deux ou trois fois par mois. Ceci permettra de mieux maîtriser le taux de recouvrement du plan d’eau par la plante aquatique, évitant ainsi une eutrophisation de celui-ci. La méthodologie adoptée peut être généralisée à d’autres plantes aquatiques et d’autres contextes.Uncontrolled invasion of water bodies by aquatic plants, due to eutrophication, is a major environmental concern, especially in tropical countries. Most aquatic plants exhibit water-cleansing properties, but only some of them can be exploited as highly valuable sources of proteins and antioxidizing agents. In this regard, a rational exploitation of judiciously selected aquatic plants can provide low-cost technologies that combine increased biomass productivities and effective depolluting capacity, in a sustainable development context. In the present paper, we have considered some aquatic plants that usually grow in tropical countries, namely water hyacinth, duckweed, water lettuce, common papyrus and water spinach. To achieve a rigorous methodology that allows the rational exploitation of aquatic plants, attempts were made through a multicriteria analysis method to select the most adequate plant for this purpose. Furthermore, many criteria were selected and ranked, according to their impact upon the ecosystem in which the technology is to be impleme...
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