تهیه و بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوامولسیون های تهیه شده بر پایه روغن زیتون به منظور درون پوشانی فیتواسترول ها

نویسندگان
حسن بنی تمیم
عاطفه پورجاهد
صفورا کریمی
محمدرضا عصاری
دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول
10.22034/FSCT.19.128.303
چکیده
از جمله مشکلات اساسی در غنی‌سازی مواد غذایی با فیتواسترول­ها، نقطه ذوب بالا، طعم و مزه گچی و حلالیت پایین آن‎ها است که یکی از راه­های غلبه بر این مشکلات استفاده از یک ماده پوششی مناسب و درون­پوشانی فیتواسترول است. در این پژوهش، برای درون­پوشانی فیتواسترول از روغن زیتون، به دلیل مزایای تغذیه ای بالا و به روش نانوامولسیون­سازی­ استفاده شد. به منظور بهینه­سازی شرایط درون­پوشانی، درصد روغن زیتون (فاز روغنی)، درصد سدیم دودوسیل سولفات (سورفکتانت) و ژلاتین (به عنوان پایدار کننده) متغیرهای مستقل و اندزه ذره به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد. با طراحی آزمایش به وسیله نرم افزار مینی تب با استفاده از روش سطح پاسخ RMS و با استفاده از طرح Box-Behnken شرایط آزمایش تعیین شدند. دو فرمولاسیون (1/7 ،7/3 ،90) و (9/7 ،7/3 ،80) به دلیل داشتن کمترین اندازه ذره (105-103) نانومتر به عنوان شرایط مناسب و تجربی نانوامولسیون­سازی جهت درون­پوشانی فیتواسترول انتخاب شدند. نتایج بعد از درون­پوشانی نشان داد که اندازه ذرات،pH ، ویسکوزیته، کشش­ سطحی و پایداری فیزیکی نانوامولسیون­­ها بهترین شرایط را برای کاربرد آن‎ها به دست می‎دهد. در نهایت فرمولاسیون (1/7 ،7/3 ،90) بعد از درون­پوشانی به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب، پایداری بیشتر و اندازه ذره 112 نانومتر به عنوان بهترین فرمولاسیون برای درون­پوشانی فیتواسترول انتخاب شد.

از جمله مشکلات اساسی در غنی‌سازی مواد غذایی با فیتواسترول­ها، نقطه ذوب بالا، طعم و مزه گچی و حلالیت پایین آن‎ها است که یکی از راه­های غلبه بر این مشکلات استفاده از یک ماده پوششی مناسب و درون­پوشانی فیتواسترول است. در این پژوهش، برای درون­پوشانی فیتواسترول از روغن زیتون، به دلیل مزایای تغذیه ای بالا و به روش نانوامولسیون­سازی­ استفاده شد. به منظور بهینه­سازی شرایط درون­پوشانی، درصد روغن زیتون (فاز روغنی)، درصد سدیم دودوسیل سولفات (سورفکتانت) و ژلاتین (به عنوان پایدار کننده) متغیرهای مستقل و اندزه ذره به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد. با طراحی آزمایش به وسیله نرم افزار مینی تب با استفاده از روش سطح پاسخ RMS و با استفاده از طرح Box-Behnken شرایط آزمایش تعیین شدند. دو فرمولاسیون (1/7 ،7/3 ،90) و (9/7 ،7/3 ،80) به دلیل داشتن کمترین اندازه ذره (105-103) نانومتر به عنوان شرایط مناسب و تجربی نانوامولسیون­سازی جهت درون­پوشانی فیتواسترول انتخاب شدند. نتایج بعد از درون­پوشانی نشان داد که اندازه ذرات،pH ، ویسکوزیته، کشش­ سطحی و پایداری فیزیکی نانوامولسیون­­ها بهترین شرایط را برای کاربرد آن‎ها به دست می‎دهد. در نهایت فرمولاسیون (1/7 ،7/3 ،90) بعد از درون­پوشانی به دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب، پایداری بیشتر و اندازه ذره 112 نانومتر به عنوان بهترین فرمولاسیون برای درون­پوشانی فیتواسترول انتخاب شد.
کلیدواژه‌ها
فیتواسترول
ریزپوشانی
سطح پاسخ

موضوعات

عنوان مقاله English

Preparation and Study of Physical and Chemical Properties of Nanoemulsions Based on Olive Oil for Encapsulation of Phytosterols

نویسندگان English

Hassan Banitamim
Atefeh Pourjahed
Safoora Karimi
Mohammad Reza Assari
Jundi-Shapur University of Technology
چکیده English

Among the main problems in fortifying foods with phytosterols are their high melting point, gypsum taste and low solubility. One of the ways to overcome these problems is to use a suitable coating material and phytosterol coating. . In this study, olive oil was used for phytosterol coating due to its high nutritional benefits by nanoemulsification method. In order to optimize the underlying conditions, the percentage of olive oil (oil phase), the percentage of sodium dodecyl sulfate (surfactant) and gelatin (as stabilizer) were considered as independent variables and the particle size was considered as the response. Experimental conditions were determined by designing the experiment using the mini-tab software using the RMS response surface methodology and using the Box-Behnken design. Two formulations (7.1, 3.7, 90) and (7.9, 3.7, 80) due to having the smallest particle size (103-105) nm as suitable and experimental nanoemulsification conditions for Encapsulation Phytosterols were selected. The results after coating showed that the particle size, pH, viscosity, surface tension and physical stability of these nanoemulsions provided the best conditions for their application. Finally, the formulation (7.1, 3.7, 90) after Encapsulation was selected as the best formulation for phytosterol Encapsulation due to its suitable physical and chemical properties, greater stability and 112 nm particle size.

کلیدواژه‌ها English

Phytosterols
Fine covering
Response surface
[1]Larda, M. J., Garcia-Llatas, G., & Farre, R. (2006). Analysis of phytosterols in foods. [Research Support, Non-U.S. Gov't Review]. J Pharm Biomed Anal, 41(5), 1486-1496.
[2]Buic, P. J. (2001). The role of phytosterols and phytosterolins in immune modulation: a review of the past 10 years. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 4(6), 471-4752.
[3]Ubeyitogullari, A., & Ciftci, O. N. (2019). In vitro bioaccessibility of novel low-crystallinity phytosterol nanoparticles in non-fat and regular-fat foods. [Research Support, Non-U.S. Gov't Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.]. Food Res Int, 123, 27-35.
[4]Da Silva Santos, V., Braz, B. B., Silva, A. Á., Cardoso, L. P., Ribeiro, A. P. B., & Santana, M. H. A. (2019). Nanostructured lipid carriers loaded with free phytosterols for food applications. Food chemistry, 298, 125053.
[5]Joye, I. J., Davidov-Pardo, G., & McClements, D. J. (2014). Nanotechnology for increased micronutrient bioavailability. Trends in food science technology, 40(2),168-182.
[6] Khalid, N., Kobayashi, I., Neves, M. A., Uemura, K., Nakajima, M., & Nabetani, H. (2017). Encapsulation of β-sitosterol plus γ-oryzanol in O/W emulsions: Formulation characteristics and stability evaluation with microchannel emulsification. Food and bioproducts processing,102,222-232
[7] Acevedo-Estupiñan, M. V., Gutierrez-Lopez, G. F., Cano-Sarmiento, C., Parra-Escudero, C. O., Rodriguez-Estrada, M. T., Garcia-Varela, R., & García, H. S. (2019). Stability and characterization of O/W free phytosterols nanoemulsions formulated with an enzymatically modified emulsifier. Lwt, 107, 151-157.
[8] Zychowski, L. M., Mettu, S., Dagastine, R. R., Kelly, A. L., O’Mahony, J. A., & Auty, M. A. (2019). Physical and interfacial characterization of phytosterols in oil-in-water triacylglycerol-based emulsions. Food Structure, 19, 100101.
[9] Lim, S. S., Baik, M. Y., Decker, E. A., Henson, L., Popplewell, L. M., McClements, D. J., & Choi, S. J. (2011). Stabilization of orange oil-in-water emulsions: A new role for ester gum as an Ostwald ripening inhibitor. Food Chemistry, 128(4), 1023-1028.
[10] McClements, D. J., & Rao, J. (2011). Food-grade nanoemulsions: formulation, fabrication, properties, performance, biological fate, and potential toxicity. Critical reviews in food science and nutrition, 51(4), 285-330.
[11] Tadros, T. (2004). Application of rheology for assessment and prediction of the long-term physical stability of emulsions. Advances in colloid and interface science, 108, 227-258.
[12] Jafari, S. M., Beheshti, P., & Assadpoor, E. (2012). Rheological behavior and stability of D-Pliocene emulsions made by a novel hydrocolloid (Angum gum) compared with Arabic gum. Journal of Food Engineering, 109(1), 1-8.
[13] Chen, Q., Steinhauer, L., Hammerlindl, J., Keller, W., & Zou, J. (2007). Biosynthesis of phytosterol esters: identification of a sterol O-acyltransferase in Arabidopsis. Plant Physiology, 145(3), 974-984.
[14] Huang, X., Kakuda, Y., & Cui, W. (2001). Hydrocolloids in emulsions: particle size distribution and interfacial activity. Food hydrocolloids, 15(4-6), 533-542.
[15] Pourjahed, A., & Abbasi, H. (2019). Investigation of physical and chemical properties of microemulsions containing beta-cytosterol based on sesame oil. Journal of Food Science & Technology (2008-8787), 16(89).
[16] zadeh, H., Setareh, Parast, H. K., Bostan, Aram, & Mohebi. ((2016). Encapsulation(Menthaspicata) oil by spray drying method Iranian Food Science and Technology Research, 12(4), 499-511.
[17]Salimi, Azadeh, Moghsedlo, Yahyaـ, Jafari, Kashani, . . . Mohamad, A. (2015). Production of lycopene emulsions using gelatin and maltodextrin and process optimization using response surface methodology. Food Science and Nutrition, 12, 55-68.
[18] Bimakr, M., Rahman, R. A., Taip, F. S., Adzahan, N. M., Sarker, M., Islam, Z., & Ganjloo, A. (2012). Optimization of ultrasound-assisted extraction of crude oil from winter melon (Benincasa hispida) seed using response surface methodology and evaluation of its antioxidant activity, total phenolic content and fatty acid composition. Molecules, 17(10), 11748-11762.
[19] Homayonfal, Khodaian, Mosavi, & Panjaki, H. (2013). Preparation and evaluation of properties of emulsions based on walnut oil. Iranian Journal of Nutrition Sciences and Food Industry, 8(2), 191-199.
[20] Yosefi, Abasi, Soliman, Ezatpanah, & Hamid. (2012). The effect of Persian gum, oil, protein and pH on the stability of the emulsion prepared by ultrasound. Research and innovation in food science and industry, 1(3), 199-218.
[21] Jacom‐Guth, O., Aserin, A., & Garti, N. (1991). Stability and opacity of orange oil cloudy emulsions based on gum elemi and gum arabic. International journal of food science & technology, 26(3), 249-257.
[22] Shu, B., Yu, W., Zhao, Y., & Liu, X. (2006). Study on microencapsulation of lycopene by spray-drying. Journal of food engineering, 76(4), 664-669.
[23] Morales-delaNuez, A., Moreno-Indias, I., Sánchez-Macías, D., Capote, J., Juste, M., Castro, N., . . . Argüello, A. (2011). Sodium dodecyl sulfate reduces bacterial contamination in goat colostrum without negative effects on immune passive transfer in goat kids. Journal of dairy science, 94(1), 410-415.
[24] Abd Sisak, M. A., Daik, R., & Ramli, S. (2017). Study on the effect of oil phase and co-surfactant on microemulsion systems. Malaysian J. Anal. Sci, 21, 1409-1416.