ارزیابی نانو ذرات لیپیدی جامد حاصل از موم زنبور عسل و موم استخراج شده از بره موم تهیه شده با روش ته نشینی ضد حلال

نویسندگان
عاطفه شیروانی 1
سید امیر حسین گلی 2
ژاله ورشوساز 3
1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی صنایع غذایی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 8415683111 اصفهان، ایران، a.shirvani@ag.iut.ac.ir.
2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 8415683111 اصفهان، ایران، 03133913357، 03133912254، amirgoli@cc.iut.ac.ir.
3 استاد، گروه فارماسیوتیکس، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، 8174673461 اصفهان، ایران، 03137927110، varshosaz@Pharm.mui.ac.ir.
10.52547/fsct.18.111.79
چکیده
روش ته نشینی ضد حلال، یکی از روش­های مطلوب تولید نانوذرات کلوئیدی از ترکیبات غذایی است. هدف از این مطالعه، تولید نانوذرات جامد کلوئیدی بر پایه موم زنبور عسل و موم استخراجی از بره موم به روش ته نشینی ضد حلال است. به این منظور، اثر عوامل مختلف شامل نوع حلال (اتانول مطلق و ایزوپروپانول)، نوع امولسیفایر (پلی­سوربات 80، کازئینات سدیم و مخلوط 1 به 1 آنها) و نوع ماده لیپیدی (موم و موم استخراجی از بره موم) بر پارامترهای اندازه ذرات، شاخص پراکندگی ذرات و راندمان تولید آنها به روش ته نشینی ضد حلال مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل، کمترین اندازه ذرات متعلق به حلال اتانول مطلق (205 نانومتر) و امولسیفایر کازئینات سدیم (192 نانومتر) می­باشد. نوع امولسیفایر به صورت خطی و نوع امولسیفایر/ نوع حلال به صورت اثر متقابل بر شاخص پراکندگی ذرات اثر معنی­داری (05/0 p<) داشتند. شاخص پراکندگی ذرات تهیه شده در هر دو نوع موم کمتر از 21/0 و در حد مطلوب بود. نتایج حاصل از راندمان تولید ذرات نشان دادند که استفاده از مخلوط امولسیفایرها، حلال اتانول و موم بیشترین راندمان تولید (به ترتیب 92، 93 و 90 درصد) را دارا هستند. مطابق نتایج حاصل از اثر متقابل عوامل بر راندمان تولید، مخلوط امولسیفایرها فارغ از نوع حلال و نوع موم مورد استفاده، بالاترین راندمان را نشان داد. هم‌چنین، نانو ذرات موم تهیه شده با استفاده از حلال اتانول (حدود 5/91 درصد)، بیشترین راندمان تولید را نسبت به ذرات تولید شده از هر دو نوع موم با حلال ایزوپروپانول دارند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که روش ته نشینی ضد حلال می‌تواند به عنوان یک روش کارآمد برای تولید نانوذرات جامد لیپیدی مورد استفاده قرار گیرد. هم­چنین مشخص گردید که موم و موم استخراجی از بره موم از پتانسیل خوبی برای تهیه نانوذرات لیپیدی برخوردار هستند.

کلیدواژه‌ها
کلید واژگان: نانوذرات جامد لیپیدی
ته نشینی ضد حلال
موم حاصل از بره موم
موم

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of Lipidic Solid Nanoparticles from Propolis and Bees Waxes produced by Antisolvent Precipitation Method

نویسندگان English

Atefe Shirvani 1
Amir Goli 2
Jaleh Varshosaz 3
1 PhD student of Food Science and Technology, Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, 84156 83111 Isfahan, Iran
2 Associate professor, Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, 84156 83111 Isfahan, Iran, +983133913357, +983133912254, amirgoli@cc.iut.ac.ir.
3 Professor, Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, Isfahan University of Medical Sciences, 8174673461 Isfahan, Iran, +983137927110, varshosaz@Pharm.mui.ac.ir.
چکیده English

Antisolvent precipitation is one of the desirable methods to fabricate colloidal nanoparticles from food ingredients. The aim of this study was colloidal wax- based nanoparticles production from beeswax and propolis wax by antisolvent precipitation method. For this purpose, the effect of different parameters including solvent type (absolute ethanol, isopropanol), emulsifier type (Tween 80, sodium caseinate and their mixture in a ratio of 1:1) and the type of lipidic compounds (beeswax, propolis wax) was investigated on the parameters of particle size, polydispersity index and production yield. According to obtained results, the lowest amount of particle size belonged to absolute ethanol (205 nm) and sodium caseinate (192 nm). Emulsifier type, solvent/emulsifier type had significant (p< 0.05) linear and interactive effects respectively on polydispersity index. The polydispersity index level of both waxes was less than 0.21 and in desirable range. The results of production yield showed that mixture of emulsifier, ethanol and beeswax had the maximum amount of yield (92%, 93% and 90%, respectively). The interactive effects on production yield demonstrated that the mixture of emulsifiers, regardless to solvent and wax type used, had the highest amount. In addition, beeswax nanoparticles, which were prepared by absolute ethanol (ca. 91.5%), showed the maximum amount of yield compared to fabricated nanoparticles from both waxes with isopropanol. As results showed, antisolvent precipitation can be used as a feasible way to produce solid lipid nanoparticles. It was also determined that beeswax and propolis wax had a good potential for preparing lipid nanoparticles.

کلیدواژه‌ها English

Solid lipid nanoparticle
Antisolvent precipitation
Beeswax
Propolis wax
[1] Mühlen, A.Z., Schwarz, C., Mehnert, W. 1998. Solid lipid nanoparticles (SLN) for controlled drug delivery– Drug release and release mechanism. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 45, 149-155.
[2] Zafeiri, I., Smith, P., Norton, I.T., Spyropoulosa, F. 2017. Fabrication, characterization and stability of oil-in water emulsions stabilized by solid lipid particles: the role of particle characteristics and emulsion microstructure upon Pickering functionality. Food and Function, 8, 2583-2591.
[3] Xue, J., Wang, T., Hu, Q., Zhou, M., Luo, Y. 2018. Insight into natural biopolymer-emulsified solid lipid nanoparticles for encapsulation of curcumin: Effect of loading methods. Food Hydrocolloids, 79, 110-116.
[4] Schröder, A., Sprakel, J., Schroën, K., Spaen, J.N., Berton-Carabin, C.C. 2018. Coalescence stability of Pickering emulsions produced with lipid particles: A microfluidic study. Journal of Food Engineering, 234, 63-72.
[5] Binks, B.P., Rocher, A. 2009. Effects of temperature on water-in-oil emulsions stabilized solely by wax microparticles. Journal of Colloid and Interface Science, 335, 94-104.
[6] Soleimanian, Y., Goli, S.A.H., Varshosaz, J., Sahafi, S.M. 2018. Formulation and characterization of novel nanostructured lipid carriers made from beeswax, propolis wax and pomegranate seed oil. Food Chemistry, 244, 83-92.
[7] Bevilacqua, M., Bevilacqua, M., Serra, E., Vianello, A., Garrou, E., Sparagna, B., Barale, U., Alberto Zaccagna, C. 1997. Natural resin association such as incense and propolis in zootechnology. Agriculture, Ecosystems and Environment, 62, 247-252.
[8] Soleimanian, Y., Goli, S.A.H., Varshosaz, J., Maestrelli, F. 2018. Propolis wax nanostructured lipid carrier for delivery of β sitosterol: Effect of formulation variables on physicochemical properties. Food Chemistry, 260, 97-105.
[9] Joye, I.J., McClements, D.J. 2013. Production of nanoparticles by antisolvent precipitation for use in food systems. Trends in Food Science & Technology, 34 109-123.
[10] Liu, F., Tang, C.-H. 2014. Phytosterol colloidal particles as Pickering stabilizers for emulsions. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62 5133-5141.
[11] Fayaz, G., Goli, S.A.H., Kadivar, M. 2017. A novel propolis wax based organogel: effect of oil type on its formation, crystal structure and thermal properties. Journal of the American Oil Chemists' Society, 94, 47-55.
[12] Sedaghat Doost, A., Aji Muhammad, D.R., Stevens, C.V., Dewettinck, K., Van der Meeren, P. 2018. Fabrication and characterization of quercetin loaded almond gum-shellac nanoparticles prepared by antisolvent precipitation. Food Hydrocolloids, 83, 190-201.
[13] Tan, T.B., Yussof, N.S., Abas, F., Mirhosseini, H., Nehdi, I.A., Tan, C.P. 2016. Forming a lutein nanodispersion via solvent displacement method: The effects of processing parameters and emulsifiers with different stabilizing mechanisms. Food Chemistry, 194, 416-423.
[14] Trotta, M., Debernardi, F., Caputo, O. 2003. Preparation of solid lipid nanoparticles by a solvent emulsification–diffusion technique. International Journal of Pharmaceutics, 257, 153-160.
[15] Trotta, M., Gallarate, M., Pattarino, F., Morel, S. 2001. Emulsions containing partially water-miscible solvents for the preparation of drug nanosuspensions. Journal of Controlled Release, 76, 119-128.
[16] Schubert, M.A., Müller-Goymann, C.C. 2003. Solvent injection as a new approach for manufacturing lipid nanoparticles – evaluation of the method and process parameters. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 55, 125-131.
[17] Domingos Fontana, J., Adelmann, J., Passos, M., Maraschin, M., de Lacerda, C.A., Mauro Lancas, F. 2004. Propolis: chemical micro-heterogenity and bioactivity. In J. F. T. Spencer, & A. L. Ragout de Spencer (Eds), Methods in biotechnology: Environmental microbiology: Methods and protocols (pp. 203-218). New Jersey, USA: Humana Pre