The two biological oils used in this study come from two distinctly different sources; soybeans and microalgae. Yet, both are economically important due to the similarities in their nutritional and industrial value. Besides being the top sources for health-promoting polyunsaturated fatty acids (PUFA), both oils are becoming increasingly important in the production of biodiesel (through transesterification). The microalgal species chosen for the current study was Nannochloropsis oculata, a small marine microalga known for its unusually high lipid content. Conventionally, soybean and microalgal oils are extracted using the organic solvents n-hexane and chloroform-methanol (CM), respectively. However, both solvents have several drawback associated with them; n-hexane is highly volatile and flammable, while CM poses high toxicity and safety concerns (due to the presence of chloroform). The alternative solvent mixture of hexane-isopropanol (HIP), as a result of its better safety and efficiency qualities, has been used as the primary solvent in this study. Ultrasound-assisted solvent extraction or UASE has recently become popular as a novel alternative to traditional standalone solvent extraction, offering numerous advantages such as shorter treatment times, simpler sample preparation and higher efficiency. Hence, pulsed UASE with HIP (3:2 v/v) as solvent was the principal technique investigated in this study. Ultrasonic processing was carried out using an immersed probe (or sonotorode) resonating at a maximum amplitude of 124 µm. Two parameters related to UASE were studied; resonance amplitude and effective treatment time. The oil yields (assessed gravimetrically) and fatty acid profiles (from GC) of the extracted oils were analysed. The study showed that pulsed UASE resulted in high extraction efficiency (upto 19.92% oil yield was obtained for soybeans and upto 69.53% oil was extracted from N. oculata). Both amplitude and treatment time were found to have significant effects on oil yield. However, the study also showed that high resonance amplitude and treatment time did not necessarily produce high yields. For soybeans, the oil extracted by pulsed UASE was found to be comparable in fatty acid composition to that extracted by traditional methods such as Soxhlet and room temperature shaking. In contrast, the extracted microalgal oil had a superior PUFA profile compared to these two traditional methods. / Dans cette étude, deux huiles de sources très différentes sont utilisées; les graines de soja et les microalgues. Chacune de ces huiles possèdent un intérêt économique important en raison de sa valeur nutritive et industrielle. Elles sont connues pour être une des principales sources en acides gras polyinsaturés (AGPI), et deviennent de plus en plus utilisées dans la production de biodiesel (par transestérification). L'espèce de microalgues choisie pour l'étude était Nannochloropsis oculata, une petite microalgue marine connue pour sa teneur en lipides anormalement élevés. Traditionnellement, les huiles de soja et de microalgues sont extraites en utilisant respectivement, les solvants n-hexane et le chloroforme-méthanol (CM). Toutefois, ces deux solvants ont plusieurs inconvénients; le n-hexane est très volatil et inflammable, tandis que le CM possède une toxicité élevée et des problèmes de sécurité (en raison de la présence de chloroforme). Un solvant alternatif, l'hexane-isopropanol (HIP), a donc été utilisé comme solvant principal dans cette étude en raison de sa moins grande nocivité et de son efficacité. L'extraction assistée par ultrason avec solvant ou EAUS est de plus en plus utilisée comme nouvelle alternative à l'extraction par solvant traditionnelle, offrant de nombreux avantages tels qu'un temps de traitement plus court, une préparation de l'échantillon plus simple et une meilleure efficacité. Ainsi, la principale technique utilisée dans cette étude a été la technique EAUS avec HIP (3:2 v/v) comme solvant. Le traitement par ultrasons a été réalisée en utilisant une sonde immergée (ou sonotorode) résonnant à une amplitude maximale de 124 µm. Deux paramètres ont été étudiés; l'amplitude de résonance et la durée de traitement. Les rendements en huile (évaluée par gravimétrie) et la composition en acides gras (par CG) des huiles extraites ont été analysées. L'étude a montré que l'EAUS abouti à des taux d'extraction élevés (jusqu'à 19.92% de rendement en huile pour les graines de soja et jusqu'à 69.53% d'huile extraite à partir de N. oculata). L'amplitude et la durée de traitement ont tous deux des effets significatifs sur le rendement en huile. Cependant, l'étude a également montré qu'une amplitude de résonance et un temps de traitement élevé ne donnent pas nécessairement un fort rendement. Pour les graines de soja, la composition en acide gras de l'huile extraite par EAUS est comparable à celle extraite par des méthodes traditionnelles telles que Soxhlet et l'extraction par agitation à température ambiante. En revanche, l'huile extraite des microalgues a une teneur en AGPI plus élevé par rapport à ces deux méthodes traditionnelles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.107890 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Latheef, Mohsin Bin |
| Contributors | Michael O Ngadi (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Bioresource Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
Page generated in 0.0031 seconds