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A green strategy for collagen extraction from tannery raw trimmings using papain enzyme: Process optimization by MW-TOPSIS for enhanced yield
International Journal of Biological Macromolecules ( IF 7.7 ) Pub Date : 2024-02-10 , DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130040 Mysha Maliha 1 , Taslim Ur Rashid 2 , Mohammed Mizanur Rahman 3
International Journal of Biological Macromolecules ( IF 7.7 ) Pub Date : 2024-02-10 , DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130040 Mysha Maliha 1 , Taslim Ur Rashid 2 , Mohammed Mizanur Rahman 3
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The leather industry poses a significant environmental problem through the extensive discharge of trimming waste, primarily composed of skin matrix rich in proteins. Developing a green approach for utilizing this waste can contribute to the sustainable recovery of proteins, transforming them into valuable bioresources. This study introduces an environmentally friendly and economically viable approach to extract collagen from tannery raw trimming waste using papain enzyme-derived from papaya leaves. The research involved extensive assessments and trials to optimize the enzymatic hydrolysis process. The highest collagen recovery was achieved by hydrolyzing 5 % (w/v) delimed powder with 4 % (w/v) crude papain enzyme from papaya leaf powder, maintaining it at 60 °C for 6 h and at pH 5. Collagen extraction from raw trimming waste using acetic acid was also performed, with the optimized papain enzyme-based hydrolysis process resulting in approximately 91 % yield, while conventional acetic acid method yielded approximately 84 %. To evaluate the performance of the enzymatic hydrolysis process in comparison to acid hydrolysis and hydrothermal hydrolysis, an integrated MW-TOPSIS framework was proposed. This framework determined that enzymatic hydrolysis achieved the highest closeness coefficient value (Ri = 0.40), indicating its superiority as the preferred alternative among the tested methods.
中文翻译：
使用木瓜酶从制革厂边角料中提取胶原蛋白的绿色策略：通过 MW-TOPSIS 优化工艺以提高产量
皮革工业通过大量排放修整废物（主要由富含蛋白质的皮肤基质组成）而造成严重的环境问题。开发一种利用这些废物的绿色方法有助于蛋白质的可持续回收，将其转化为有价值的生物资源。这项研究介绍了一种环保且经济可行的方法，使用源自木瓜叶的木瓜蛋白酶从制革原料修边废物中提取胶原蛋白。该研究涉及广泛的评估和试验，以优化酶水解过程。通过使用来自木瓜叶粉的 4% (w/v) 粗木瓜蛋白酶水解 5% (w/v) 脱钙粉末，在 60 °C 和 pH 5 下保持 6 小时，可实现最高的胶原蛋白回收率。还使用乙酸对原始修剪废料进行了处理，优化的木瓜蛋白酶水解工艺的收率约为 91%，而传统乙酸法的收率约为 84%。为了评估酶水解过程与酸水解和水热水解相比的性能，提出了一个集成的 MW-TOPSIS 框架。该框架确定酶水解实现了最高的接近系数值（Ri = 0.40），表明其作为测试方法中首选替代方案的优越性。
更新日期：2024-02-10
中文翻译：
使用木瓜酶从制革厂边角料中提取胶原蛋白的绿色策略：通过 MW-TOPSIS 优化工艺以提高产量
皮革工业通过大量排放修整废物（主要由富含蛋白质的皮肤基质组成）而造成严重的环境问题。开发一种利用这些废物的绿色方法有助于蛋白质的可持续回收，将其转化为有价值的生物资源。这项研究介绍了一种环保且经济可行的方法，使用源自木瓜叶的木瓜蛋白酶从制革原料修边废物中提取胶原蛋白。该研究涉及广泛的评估和试验，以优化酶水解过程。通过使用来自木瓜叶粉的 4% (w/v) 粗木瓜蛋白酶水解 5% (w/v) 脱钙粉末，在 60 °C 和 pH 5 下保持 6 小时，可实现最高的胶原蛋白回收率。还使用乙酸对原始修剪废料进行了处理，优化的木瓜蛋白酶水解工艺的收率约为 91%，而传统乙酸法的收率约为 84%。为了评估酶水解过程与酸水解和水热水解相比的性能，提出了一个集成的 MW-TOPSIS 框架。该框架确定酶水解实现了最高的接近系数值（Ri = 0.40），表明其作为测试方法中首选替代方案的优越性。
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