۱۸۴۲۱پ
per
میکروانکپسولاسیون آنتوسیانین های تمشک به روش کواسرواسیون کمپلکس با دو نوع ماده دیواره صمغ عربی و ژلاتین و ارزیابی آن در مدل‌صهای غذایی
/رضوان شاددل
: کشاورزی
، ۱۳۹۶
، افشاری
چاپی
دکتری
علوم و صنایع غذایی گرایش تکنولوژی مواد غذایی
۱۳۹۶/۱۰/۲۴
تبریز
آنتوسیانین‌صهای تمشک عامل رنگ قرمز ویژه‌صی آن بوده و به عنوان نوعی از آنتی‌صاکسیدان‌صها هستند و لذا پتانسیل بالقوه‌صای به عنوان افزودنی طبیعی در صنعت غذا دارند .اما کاربرد مستقیم آن‌صها بدلایل مختلف از جمله پایداری کم ترکیبات آن در برابر شرایط شدید فرآوری و نگهداری محدود است .برای غلبه بر ناپایداری این ترکیبات محلول در آب، از میکروانکپسولاسیون به روش کواسرواسیون کمپلکس بعد از تهیه‌صی امولسیون دوگانه‌صی آنتوسیانین‌صها و با استفاده از مواد دیواره‌صای صمغ عربی و ژلاتین استفاده شد .جهت انجام کواسرواسیون یک ماده هسته‌صای هیدروفیل، ابتدا امولسیون آب در روغن با استفاده از روغن سویا، محلول ۳۰ عصاره تمشک و یک امولسیفایر آماده شد .فرآیند کواسرواسیون به عنوان تابعی از غلظت‌ص ژلاتین، صمغ عربی و ماده‌صی هسته در نسبت‌صهای۵/۰: ۱: ۱ ، ۷۵/۰: ۱: ۱ و۱: ۱: ۱ ، غلظت‌صهای محلول پلیمر۵/۲ ، ۰/۵ و ۵/۷ درصد وزنی-حجمی و همچنینpH (۵/۳ ،۰/۴ ، ۵/۴ و ۰/۵) مورد مطالعه قرار گرفت pH .معادل ۴ به عنوان pH بهینه کواسرواسیون ژلاتین/صمغ عربی انتخاب شد .میکروکپسول‌صهای بدست آمده از نظر مورفولوژی، اندازه‌صی ذرات، رطوبت، انحلال‌صپذیری، هیگروسکوپی، پتانسیل زتا، ظرفیت بارگیری، پارامترهای رنگی(L *،a *،b *،C ، H وTCD) ، پایداری، اسپکتروسکوپی فروسرخ(FTIR) ، رفتار حرارتی (DSC) و کریستالوگرافی اشعه‌صی ایکس ارزیابی شدند .میکروکپسول‌صهای حاصل از هر سه عصاره‌صی اتانولی، استونی و آبی شکل کروی و سطح نسبتا صافی با متوسط اندازه‌صی به ترتیب ۲۵/۴۵ ۹۷/۰ تا ۴۹/۱۰۹ ۷۷/۴ ، ۹۴/۳۸ ۱۵/۳ تا ۹۲/۸۳ ۳۷/۵ و۳۴/۳۵ ۲۱/۳تا۲۲/۸۰ ۲۱/۵میکرون داشتند .ظرفیت بارگیری آن‌صها با توجه به ماهیت هیدروفیل آنتوسیانین-ها مناسب بود، بطوریکه عصاره‌صی استونی ۳۸/۵۰ (۰۷/۰ درصد (بیشترین و عصاره‌صی آبی ۵۴/۳۸) (۰۸/۰ کمترین ظرفیت بارگیری را نشان دادند .همبستگی مناسبی بین نتایج پتانسیل زتا و طیف FTIR میکروکپسول‌صهای بدست آمده از هر سه عصاره مشاهده شد که نشاندهنده‌صی برهمکنش شیمیایی بین عرضی عوامل درون‌صپوشانی و ماده‌صی فعال هسته و در نتیجه وقوع واکنش کواسرواسیون بود .الگوی XRD نمونه‌صها مطابق با ترموگرام‌صهای DSC آن‌صها بوده و تأیید صکننده‌صی ساختار نیمه کریستالی آنتوسیانین‌صهای درون‌صپوشانی شده بر خلاف ساختار آمورف آنتوسیانین هسته بود .نتایج حاصل از ارزیابی رنگی و HPLC تأیید کننده‌صی پایداری بالای آنتوسیانین‌صها میکروکپسوله شده در مقایسه با نمونه‌صهای کنترل بویژه با اختلاف قابل توجه بعد از ۲ ماه نگهداری در ۳۷ C بود که نشاندهنده‌صی مؤثر بودن روش انتخابی در نگهداری آنتوسیانین‌صها بود .به ترتیب عصاره‌صهای استونی (۷۱/۴۱) و اتانولی (۷۷/۳۵) بیشترین و عصاره‌صی آبی (۶۶/۲۳) کمترین میزان پایداری آنتوسیانین‌صها بعد از ۲ ماه نگهداری در ۳۷ C را نشان دادند .با مقایسه‌صی نتایج کلی عصاره‌صهای اتانولیH ، استونی I و آبی F به عنوان میکروکپسول‌صهای بهینه انتخاب شدند .در بین فرمولاسیون‌صهای بهینه‌صی انتخاب شده، میکروکپسول‌صهای حاصل از عصاره‌صی استونی I به عنوان میکروکپسول بهینه جهت اهداف غنی سازی انتخاب شد .ارزیابی پایداری آنتوسیانین در هریک از آبمیوه‌صهای پاستوریزه و استریلیزه غنی‌صسازی شده با میکروکپسول استونی I حاوی آنتوسیانین پس از ۳۰ روز نمونه‌صبرداری نشان داد که درون‌صپوشانی آنتوسیانین توسط کواسرواسیون کمپلکس باعث محافظت بیشتر و معنی‌صداری از آنتوسیانین در برابر فرایند حرارتی می‌صشود .همچنین، آب پرتقال غنی سازی شده پایداری آنتوسیانین بیشتری در مقایسه با لیموناد غنی سازی شده نشان داد که تأیید صکننده‌صی تأثیر pH مواد غذایی انتخاب شده در میزان رهایش آنتوسیانین‌صها و تخریب ساختار میکروکپسول‌صها بود .بطوریکه pH حدود ۱/۴ در حفظ یکپارچگی ساختار میکروکپسول و در نتیجه رهایش کنترل شده به مراتب بهتر از pH معادل ۸/۲ بود .ارزیابی حسی هیچ تفاوت معنی‌صداری بین نمونه‌صها نشان نداد .بطور کلی در غنی‌صسازی دو نوع آبمیوه با آنتوسیانین و حفظ آن در طی مدت زمان، استفاده از آنتوسیانین میکروانکپسوله شده در آب پرتقال نسبت به لیموناد نتیجه‌صی بهتری به همراه داشت
The brilliant red color of black raspberry fruits is due to their anthocyanin contents which are as a type of antioxidants and therefore can be used as a potential natural additive in food industry. However, their usage in food industry is restricted mainly because of their low stability, especially under harsh processing and storage conditions. To overcome the instability of these water soluble compounds, a double emulsion technique prior to complex coacervation was applied by gelatin and gum Arabic as wall materials. To make the coacervation of a hydrophilic core material viable, a water-in-oil emulsion was first prepared using soybean oil, a 30 solution of black raspberry extracts and an emulsifier. The coacervation process was investigated as a function of gelatin, gum Arabic and the core material concentrations at ratios of 1:1:0.5, 1:1:0.75 and 1:1:1, the concentration of polymer solutions (2.5, 5.0 and 7.5 w/v) as well as pH (3.5, 4.0, 4.5 and 5.0). The pH 4.0 was selected as optimum pH for gelatin/gum Arabic coacervation. The obtained microcapsules were evaluated by morphology, particle size, moisture, solubility, hygroscopicity, zeta potential, loading capacity, color parameters (L*, a*, b*, C, H and TCD), stability, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal behavior and X-ray diffraction (XRD) pattern. The microcapsules produced from all three extracts (ethanol, acetone and aqueous) presented the spherical shape and relatively smooth surface by the average sizes ranging from. 45.250.9 to 109.54.8, 38.93.1 to 83.95.4 and 35.33.2 to 80.25.2, respectively. Considering the hydrophilic nature of anthocyanins, their loading capacities were high, so that the acetonic (50.380.07) and aqueous (38.540.08) extracts showed maximal and minimal loading capacity values, respectively. There was a good correlation between zeta potential values and FTIR spectra, indicating the chemical cross-linking reaction between encapsulating agents and core active material, confirming the occurrence of coacervation reaction. XRD patterns of samples were in line with their DSC results, indicating the semi-crystalline structure of microcapsules in contrast to the amorphous structure of unencapsulated core anthocyanins. The HPLC and color analysis results demonstrated the high retention of microencapsulated anthocyanins as comparing the control sample with noticeable differences after 2 months of storage at 372 C, suggesting that the method chosen to protect the anthocyanins was effective. The acetonic (41.71) and ethanolic (35.77) extracts showed the maximal values for anthocyanins stability, while the aqueous extract (23.66) exhibited the minimal values over 2 months of storage at 372 C. Comparing the results, the microcapsules obtained by ethanol-H, acetone-I and aqueous-F have been selected as the optimal microcapsules. Among the selected optimal formulations, the microcapsules obtained from acetonic extract-I was chosen as the best formulation for enrichment goals. The anthocyanins stability measurements of pasteurized and sterilized fruit juices enriched by acetone-I microcapsule containing anthocyanins after 30 days of evaluation showed that the encapsulation of anthocyanins by complex coacervation induces the high protection of anthocyanins against heat treatment. Moreover, the enriched orange juice represented the higher stability of anthocyanins compared to the enriched lemonade juice, indicating the effect of pH of the selected food products on release rate of anthocyanins and disruption of microcapsules structure. In this case, the pH around 4.1 was superior to pH 2.8 in maintenance of integrity of microcapsules structure and controlled release. Sensory evaluation showed no significant differences among samples. Generally, the enriched fruit juices by ANCs over the time of storage showed that the use of microencapsulated ANCs in orange juice represented the better results compared to the lemonade juice
شاددل، رضوان
حصاری، جواد، استاد راهنما
آزادمرد-دمیرچی، صدیف، استاد راهنما
همیشه کار، حامد، استاد مشاور
فتحی- آچاچلویی، بهرام، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
