انجمن علوم و صنایع غذایی ایران ناشر: دانشگاه تربیت مدرس مجله علوم و صنایع غذایی ایران 2008-8787 19 125 2022 06 22 Encapsulation of musk willow (Salix aegyptiaca L.) essential oil with sodium alginate and whey protein: Characterization, controlled release and mathematical modeling درون‌پوشانی اسانس بیدمشک (Salix aegyptiaca L.) با آلژینات سدیم و پروتئین آب پنیر: خصوصیات، رهایش کنترل شده و مدل‌سازی ریاضی 121 133 26739 10.22034/FSCT.19.125.121 FA محسن زندی دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذائی علی گنجلو دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذائی 0000-0002-3298-4492 ماندانا بی مکر دانشگاه زنجان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذائی Journal Article The musk willow essential oil is volatile and encapsulation can protect them from environmental factors such as, light, oxygen and temperature. In the present research, preparation of sodium alginate-whey protein microcapsule containing essential oil of musk willow was carried out by internal gelation-emulsification method with encapsulation efficiency of 87.31%. The obtained microcapsules were characterized by particle size analyzer, zeta potential analyzer and scanning electron microscope. Encapsulation efficiency, swelling ratio and <em>in vitro</em> release of the essential oil was also investigated in fatty and acidic food simulation conditions. At acidic and fatty food simulation conditions, the complex presented negatively charged, with potential zeta values being 42.25 and 38.11 mV, respectively. The greatest electrostatic interaction occurred near pH 3.0 where the charge approached neutrality, which represents a balance between the biopolymer charges. Microcapsules shrinking in the acidic food simulation (pH=3.0) and expanding in the fatty food simulation (pH=7.0). The release results indicated that the release of musk willow essential oil from the microcapsule in both conditions occurred with a controlled manner and exhibited a slow rate. The essential oil release was found to be best fitted by Hixson–Crowell model (R²=0.993 for the acidic food simulation condition and R²=0.995 for fatty food simulation condition) which implies that a change in diameter of the microcapsule as a function of time. Mathematical modeling of release kinetics shows that musk willow essential oil loaded microsphere release follows by classical Fickian diffusion and erosion/degradation mechanisms. درون‌پوشانی اسانس بیدمشک می‌تواند از آن‌ در برابر عوامل محیطی مانند نور، اکسیژن و دما محافظت کند. در پژوهش حاضر، تهیه ریزپوشش آلژینات سدیم-پروتئین آب پنیر حاوی اسانس بیدمشک با روش امولسیون<span dir="LTR">‌</span>سازی- ژلاسیون داخلی با راندمان درون‌پوشانی برابر 31/87 درصد انجام شد. خصوصیات ریزپوشش‌های حاصل با استفاده از تجزیه‌و‌تحلیل اندازه ذرات، پتانسیل زتا و میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص گردید. راندمان درون‌پوشانی، متورم شدن و رهایش اسانس در شرایط شبیه‌ساز غذاهای چرب و اسیدی مورد بررسی قرار گرفت. در شرایط شبیه‌ساز غذاهای چرب و اسیدی، ریزپوشش دارای بار منفی با پتانسیل زتا به ترتیب 25/42 و 11/38 میلی‌ولت است. بیشترین اثر متقابل الکترواستاتیکی در نزدیکی 3=<span dir="LTR">pH</span> رخ داد که در آن بار تقریباً به خنثی نزدیک می‌شود، که نشان‌دهنده تعادل بین بارهای پلیمر است. ریزپوشش‌ها در شرایط شبیه‌ساز مواد غذایی اسیدی منقبض (3=<span dir="LTR">pH</span>) و در شرایط شبیه‌ساز مواد غذایی چرب منبسط می‌گردند (7=<span dir="LTR">pH</span>). نتایج انتشار نشان داد که آزاد شدن اسانس بیدمشک از ریزپوشش در هر دو شرایط به صورت کنترل‌شده با سرعت آهسته رخ می‌دهد. بهترین برازش بر داده‌های رهایش اسانس توسط مدل هایگسون-کروول (993/0=<span dir="LTR">R</span>^{<span dir="LTR">2</span>} برای شرایط شبیه‌ساز غذای اسیدی و 995/0=<span dir="LTR">R</span>^{<span dir="LTR">2</span>} برای شرایط شبیه‌ساز غذای چرب) انجام گردید که نشان دهنده تغییر قطر ریزپوشش به‌عنوان تابعی از زمان می‌باشد. مدل‌سازی ریاضی سینتیک رهایش نشان داد که انتشار از ریزپوشش حاوی اسانس بیدمشک از سازوکارهای انتشار فیک و فرسایش/ تخریب پیروی می‌کند. https://fsct.modares.ac.ir/article_26739_d841da80f8fa17c1dc7ef9517b88a5dc.pdf