پ۲۷۱۹۷
per
تولید و بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی حامل های لیپیدی نانو ساختار(NLC) حامل اسانس دارچین و روی پوشش داده شده با کیتوزان
صحرا بشیری
کشاورزی
۱۳۹۹
۱۶۴ص.
سی دی
دکتری
علوم و صنایع غذایی گرایش شیمی مواد غذایی
۱۳۹۹/۰۷/۳۰
اسانس¬های استخراج شده از مواد گیاهی مانند اسانس دارچین به علت فعالیت¬های ضد میکروبی، ضد قارچی و آنتی¬اکسیدانی اهمیت بسزایی در افزایش میزان مواد زیست فعال موجود در سیستم¬های غذایی و همچنین بالابردن سطح سلامتی و تامینِ مواد مغذیِ مورد نیازِ بدن را دارند. علاوه بر این، استفاده از اسانس¬ها منجر به افزایش ماندگاری و پایداری مواد غذایی نیز می¬گردد. از طرفی دیگر، فرار و نامحلول بودن اکثر اسانس¬های گیاهی در سیستم¬های غذایی و ناپایداری آن¬ها در حین فرایند آماده¬سازی مواد غذایی، استفاده از این مواد را در صنایع غذایی با مشکل مواجه کرده است. امروزه سیستم¬های کلوئیدی و استفاده از حامل¬های لیپیدی راه حل مناسبی برای غلبه بر محدودیت¬های ذکر شده می¬باشد. نانوساختارهای لیپیدی (NLC)، یکی از انواع حامل¬های لیپیدی جدید می¬باشد که می¬توان از آن برای درو¬ن¬پوشانی اسانس¬دارچین استفاده نمود. اولین هدف این کار پژوهشی، تولید NLC و پیدا کردن بهترین فرمولاسیون آن با انواع فازهای روغنی (روغن ذرت، روغن کنجد، روغن بادام شیرین و روغن سیاهدانه) برای درون¬پوشانی اسانس دارچین در نظر گرفته شد. کره کاکائو بعنوان فاز لیپیدی جامد و توئین ۸۰ بعنوان سورفکتانت در ساختار NLC¬های مختلف استفاده شد. با اندازه¬گیری فاکتورهای فیزیکوشیمیایی مانند اندازه ذرات ( nm۹۸/۹۹)، توزیع اندازه ذرات (۲۵۲/۰)، درصد درون¬پوشانی (۱۴/۸۸ %)، پتانسیل زتا (۹۵/۱۷-) و پایداری فیزیکی NLC¬ها در طول ۴۰ روز، بهترین نمونه NLC، نمونه¬ی حاوی روغن بادام شیرین بدست آمد. در ادامه، برای بررسی پایداری شیمیاییِ این NLC، ویژگی¬های فیزیکوشیمیایی آن در pH¬های مختلف (۸/۳، ۸/۶ و ۳/۸ بعنوان ¬pH¬های نوشیدنی¬های اسیدی مانند آب پرتقال، شیر و نوشیدنی-های قلیایی مانند شیر پس¬چرخ) و همچنین تحت فرایند پاستوریزاسیون (۶۵ درجه سانتی¬پراد بمدت ۳۰ دقیقه)، مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه ذرات و پایداری درون¬پوشانی بعد از تیمارهای ذکر شده تغییر اندکی نشان دادند. استفاده از کیتوزان برای افزایش پایداری¬NLC¬ها و همچنین بهینه¬سازی غلظت کیتوزان، دومین هدفِ این پژوهش در نظر گرفته شد. خواص فیزیکوشیماییِ غلظت¬های مختلف کیتوزان (۱۵/۰، ۱/۰، ۰۵/۰ %) درNLC تهیه شده با روغن بادام شیرین بررسی شدند. بهترین نتایج بدست آمده از آزمون¬های اندازه ذرات (nm ۴/۱۱۹)، توزیع اندازه ذرات (۳۲۵/۰)، درصد درون¬پوشانی (۷/۹۳ %) و پتانسیل زتا (۴/۲۱+) مربوط به کیتوزان با غلظت ۱۵/۰ % بودند. پایداری خواص فیزیکوشیمایی NLCهای پوشش داده شده با کیتوزان در طول ۴۰ روز مورد بررسی قرار گرفت. درصد پایداری درون¬پوشانی اسانس دارچین و پایداری اندازه ذرات نمونه¬ها در طول زمان بعد از پوشش دادن NLCها با کیتوزان بالاتر بودند. بر این اساس، NLC مناسب پوشش داده شده با کیتوزان به شیرِ پاستوریزه افزوده شد و خواص آنتی اکسیدانی آن با انجام آزمون¬های تیوباربیوتیک و اندیس پراکسید، مورد بررسی قرار گرفت. پایین بودن میزان اندیس پراکسید و تیوباربیوتیک اسید بیانگر پایداری خواص آنتی¬اکسیدانی اسانس دارچین در طول زمان و عدم تخریب خواص فنولی این ماده در NLCهای پوشش داده شده با کیتوزان بود.بعد از پیدا کردن بهترین روغن مورد استفاده در ساختار NLC برای درون¬پوشانی اسانس دارچین (هدف اول) و پی بردن به بهترین غلظت کیتوزان برای پوشش¬دهی این NLC (هدف دوم)، سومین هدف این تحقیق درون¬پوشانی همزمان دو ماده بیوفعال در NLC با ماهیت¬های حلالیتی متفاوت بود. روی سولفات یکی از مواد مغذی آب دوست، با ماهیت ضد میکروبی و ضد قارچی است. همچنین این ماده در انجام فعالیت¬های مختلف بیولوژیکی مانند انجام فعالیت¬های آنزیمی و رشد سیستم عصبی از اهمیت بالایی برخوردار است. نانو ساختارهای لیپیدی حاوی اسانس دارچین و روی¬سولفات با روش نوینی به نام روش امولسیون دوگانه تولید شدند. اندازه ذرات، توزیع ذرات و پتانسیل زتا این نمونه¬ها به ترتیب ۳/۱۲۱ نانومتر، ۲۷۸/۰ و ۸۹/۱۵- میلی¬ولت بدست آمد. در ادامه کیتوزان نیز برای پوشش¬دهی این حامل¬ها مورد استفاده قرار گرفت تا پایداری ذرات را با مکانیسم ممانعت فضایی و افزایش پتانسیل زتا بیشتر کند. با وجود افزایش معنی¬دار اندازه ذرات و توزیع اندازه ذرات بعد از استفاده از کیتوزان در سطح ۵% آزمون دانکن ، اما اندازه ذرات همچنان در سطح نانومتر بود و نتایج، موفقیت آمیز بودنِ این آزمون را تصدیق نمودند. نمونه¬های تهیه شده برای آزمون میکروبی (عامل فساد شیر) و همچنین بعد غنی¬سازی در آب¬پرتقال استرلیزه، به منظور انجام آزمون قارچی (عامل فساد آب پرتقال)، استفاده گردید. در نهایت نمونه¬های تهیه شده برای غنی سازی در سیستم¬های نوشیدنی و غذایی دارای خواص فیزیکوشیمیایی و میکروبی مناسبی بودند
Essential oils (EO) extracted from aromatic spices (e.g., cinnamon, thyme, oregano, and clove) have beneficial healthy and nutritional effects. They can inhibit fungal, insecticidal, microbial, and oxidative activities. In addition, they can improve the shelf life of foods, thus they can be considered for use food preservative. Although, the cinnamon EO (CEO) has several beneficial properties and a good potential for the incorporation into functional foods (as a nutraceutical-enriched food additive), it may have some disadvantages such as low stability against heat, oxygen, and light with both processing and storage along with an unpleasant taste.The lipid-based colloidal delivery systems such as NLC for the encapsulation of CEO are a useful solution to reduce these drawbacks. CEO-loaded NLC were prepared using different liquid edible oils (corn, sesamol, sweet almond, and black seed oil), a solid lipid (cocoa butter) and a surfactant (Tween 80). The average size and the encapsulation efficiency of CEO-NLC were in the range of 100±1 - 120±10 nm and more than 82.1±0.03%, respectively, while the optimum results were obtained for the almond oil-based NLC. The zeta potentials of different formulation were -14.9±0.1 to -17.5±0.04 mV. The physicochemical stability of CEO-NLC was evaluated during 40 days with different pH conditions (i.e., pH of milk at 6.8 and some fruit juices at 3.8) and pasteurization treatment. Both particle size and the encapsulation stability slightly changed with different pH conditions and pasteurization treatment. The almond oil-based NLC showed promising properties for increasing the protection and stability of CEO with different conditions of food beverages. The second aim of this project, formulation NLC surfaces were coated with chitosan (CH-NLC), has been done as follow. The particle size increased significantly from 99.98 nm, in the control NLC to 107.1, 112.2, and 119.4 nm in the CH-NLC coated with 0.05%, 0.1%, and 0.15% chitosan solution, respectively. After 40-day storage the mean size of all formulations slightly increased, however, the CH-NLC indicated less growing than NLC. The PDI value of NLC was lower than the CH-NLC (0.252 in comparison to 0.325). In addition, the negative zeta potential of NLC (-17.56) was changed to +21.4 for CH-NLC. The entrapment efficiency (EE%) of CH-NLC (93.68%) was significantly (P<0.05) higher than NLC (88.14%) which could be attributed to the higher particle size of CH-NLC system. The encapsulation stability (ES%) of CH-NLC (84.6%) was significantly higher than NLC (78.12%). Furthermore, the FTIR spectrum showed no creation of new peaks after coating the NLC however the intensity of the peaks was shifted. The endothermic peaks of NLC illustrated low melting point (38.50 oC) and less ordered crystalline structure. The stability of milk fortified with this system against oxidation during the storage time was proved by thiobarbituric acid test and peroxide value.As the last aim, the optimized NLC (first and second aims) was encapsulated with zinc sulfate. The FTIR and SEM results approved the successful encapsulation of zinc sulfate. The particle size and PDI of NLC were 99.98 nm and 0.252; however, after encapsulating the zinc sulfate they were increased to 121.3 nm and 0.278, respectively. In addition, the stability of NLC contained zinc sulfate increased using chitosan as a stabilizer (CH-Zn-NLC). Although, this sample showed the highest particle size (153.65 nm) and PDI (0.339), but it was still in the nanometer range. Indeed, the entrapment efficiency (EE%) of zinc sulfate CH-Zn-NLC was ~ 73.19% which were higher than without using chitosan (47%). The entrapment stabilities of all the samples showed high stability during the storage time especially for CH-Zn-NLC. Consequently, the result of antioxidant activity of NLC formulations illustrated significantly more phenolic compounds and antioxidant activity during the storage time for CH-Zn-NLC. Moreover, the antimicrobial activities were clarified the high protection and stability after coating with chitosan.
Investigation of Physiochemical Properties of Nanostructured Lipid Carriers Containing Cinnamon Essential Oil and Zinc Coated with Chitosan
بشیری،
صحرا
تهيه کننده
قنبرزاده،
ایاسه،
احسانی،
دهقان نیا،
بابک
علی
علی
جلال
استاد راهنما
استاد راهنما
استاد مشاور
استاد مشاور
تبریز
