اثرات ضدمیکروبی ناتامایسین کپسوله شده توسط آلژینات وکیتوزان
/ساراقائدیان
: دانشکده کشاورزی
، ۹۳
چاپی
کارشناسی ارشد
رشته علوم و صنایع غذایی- گرایش میکروبیولوژی
۱۳۹۳/۱۱/۲۵
دانشگاه تبریز
امروزه استفاده از ترکیبات ضدمیکروبی طبیعی برای نگهداری مواد غذایی برای افزایش ایمنی مواد غذایی، کاهش عملیات حرارتی و همچنین عدم استفاده از نگهدارنده های شیمیایی و سنتزی بسیار رایج می باشد .استفاده از این ترکیبات به فرم آزاد به علت برهمصکنش این مواد با اجزای غذا باعث کاهش قدرت ضدمیکروبی آن ها شده، از این رو احتیاج به دوزهای بالایی از ترکیبات ضدمیکروبی طبیعی می باشد .کپسولاسیون یک روش مناسب برای رفع این مشکل می باشد .کپسولاسیون تکنیکی بسیار موثر برای کنترل رهایش ترکیبات حساس محسوب می شود و قابلیت جداسازی تمام مواد واکنش پذیر را در ترکیب ماده غذایی دارد .در این تحقیق کپسولصهای حاوی ناتامایسین از ذرات آلژینات و کیتوزان به روش اکستروژن تهیه شد و سپس با روش سطح پاسخ (RSM) طرح مرکب مرکزی شامل ۱۸ آزمایش با ۳ متغیر مستقل :مقادیر غلظت کیتوزان (۰ ، ۱۵/۰ ، ۳۷/۰ ، ۶/۰ و ( ۷۵/۰ آلژینات سدیم (۲ ، ۴/۲ ، ۳ ، ۶/۳ و ( ۴ و کلریدکلسیم (۲۵/۰ ، ۶/۰ ، ۱۲/۱ ، ۶۴/۱ و ( ۲ استفاده و اثرات این متغیرها بر روی راندمان کپسولاسیون طی ۲۸ روز بررسی شد .نتایج بهینه سازی متغیرها با استفاده از روش سطح پاسخ نشان داد که ترکیب بهینه برای تولید ناتامایسین انکپسوله، غلظت آلژینات سدیم ۳ ، کیتوزان ۷۵/۰ و کلریدکلسیم ۲ می باشد .میزان راندمان ناتامایسین انکپسوله ۶۶/۹۲ بیان شد .همچنین میکروکپسول بهینه از نظر آمورف یا کریستالی بودن با دستگاه پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت و نتایج، آمورف بودن میکروکپسول مبنی بر پخش مولکولی ناتامایسین انکپسوله در داخل ماتریکسصهای آلژینات و کیتوزان نشان داد .همچنین همصبستگی دوگانه صفات کمی) غلظت های کیتوزان، آلژینات سدیم، کلریدکلسیم و راندمان کپسولاسیون (نشان داد غلظتصهای کلریدکلسیم و کیتوزان اثر معنی دار (>(۰۱/۰ p بر روی راندمان کپسولاسیون داشت .تاثیرات ضدمیکروبی ناتامایسین آزاد و انکپسوله در ترکیب بهینه بر روی پنی سیلیوم اکسپانسوم و مخمر کاندیدا آلبیکینز در دو شرایط in vitro و in vivo مورد بررسی قرار گرفت .نتایج تاثیرات ضدمیکروبی ناتامایسین آزاد و انکپسوله در فرمولاسیون بهینه نشان داد ناتامایسین انکپسوله اثرات ضد میکروبی بیشتری در مقایسه با فرم آزاد دارد
The use of natural antimicrobial components as an alternative to synthetic chemical preservatives in foods to enhance the food safety and to minimize the adverse effect of heat treatment is a common practice in the food industry.The addition of these components in their free forms however, causeschemical interactions among natural antimicrobials and food components which in turn results in a decline in their antimicrobial potency. As a result, a higher dosage of these natural antimicrobials is required.An effective solution to this problem is the use of microencapsulation methods to control the release of these components to prevent the deteriorating effect of the chemical reactions.In this research, capsules containing natamycin were prepared from particles of alginate and chitosan by extrusion process.The RSM method was used to design the statistical plan which included 18 experiments and 3 independent variables: chitosan concentration (0.0 , 0.15 , 0.37 , 0.6 , and 0.75 w/v), sodium alginate concentration (2 , 2.4 , 3 , 3.6 , 4 w/v), and calcium chloride concentration (0.25 , 0.6 , 1.12 , 1.64 , 2 w/v). The effect of these variables on the efficiency of capsulation was evaluated for a period of 28 day.The results of variables optimization performed by RSM techniqueindicated that the optimal composition for producing encapsulated natamycin is 3 concentration of sodium alginate,0.75 concentration of chitosan and2 concentration of calcium chloride. Moreover, the concentration of encapsulated natamycin was determined to be 92.66 . The X-ray diffraction method was also used to study the physical characteristics of the matrix in terms of crystalline or amorphous nature. Based on molecular diffusion of encapsulated natamycin inside the alginate-chitosan, the results revealed the microcapsules morphismscharacteristics of the matrix.Moreover, the two fold correlation study of the quantitative traits(concentrations of chitosan, sodium alginate, calcium chloride) and the capsulation efficiency showed that concentrations of calcium chloride and chitosan had significant effect (p< 0.01)on the capsulation efficiency. Antimicrobial effects of free and encapsulated natamycin in the optimal composition were studied in Penicillium expansum and Candida albicans in the "in vitro" and "in vivo" conditions. The results of antimicrobial effects of free and encapsulated natamycin in the optimum formulation showed that encapsulated natamycin has greater antimicrobial effects, compared to its free form