نانوکمپلکس‌های صمغ عربی- کازئینات حامل بتا کاروتن (1): بررسی تشکیل کمپلکس توسط FTIR، DSC، کدورت و رئولوژی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه تبریز

2 استاد گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تبریز

3 3 استادیار دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران

4 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تبریز

5 گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه ایلام

چکیده

در این تحقیق، تولید نانوکمپلکس­های بر پایۀ دو بیوپلیمر صمغ عربی- کازئینات به منظور ایجاد یک سیستم حامل برای بتا کاروتن، توسط تکنیک های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا محلول­های کازئینات سدیم در دو سطح غلظت 1/0 و 5/0(درصد وزنی-حجمی) و صمغ عربی در سه سطح غلظت 1/0، 5/0 و 1 درصد (درصد وزنی-حجمی)  تهیه شدند. سپس بتاکاروتن در محلول­های کازئینات سدیم بارگذاری شد و صمغ عربی در غلظت­های مختلف به آنها اضافه گردید و با تنظیمpH ، بر همکنش الکترواستاتیک بین بیوپلیمرها ایجاد گردید. ایجاد کمپلکس بین صمغ عربی-کازئینات و کازئینات-بتا کاروتن توسط آزمون­های طیف سنجی فرو سرخ نزدیک (FT-IR)، گرماسنجی پویشی افتراقی (DSC)، کدورت­سنجی و رئومتری ارزیابی شدند. نتایج آزمون FT-IR  نمونه ها نشان داد که طیف اختصاصی محلول بیوپلیمری حاوی بتاکاروتن، متفاوت از طیف های اختصاصی هر کدام از بیوپلیمرها و بتاکاروتن می باشد. در آزمون DSC نمونه­ها نیز، الگوی تغییرات حرارتی کمپلکس بیوپلیمری حاوی بتاکاروتن با هر کدام از بیوپلیمرها و بتاکاروتن، تفاوت چشمگیری داشت که به انکپسولاسیون بتاکاروتن در کمپلکس کازئینات –  صمغ عربی نسبت داده شد. نتایج حاصل از اندازه­گیری کدورت محلول­ها نشان داد که با افزایش غلظت صمغ عربی، کدورت افزایش یافت و بیشترین کدورت (NTU134) مربوط به غلظت کازئینات سدیم 1/0 %– صمغ عربی 1 % بود. بررسی ویژگی­های رئولوژیکی محلول­ها نشان داد که افزایش غلظت صمغ عربی از 1/0 به 1%، باعث افزایش ویسکوزیتۀ محلول های بیوپلیمری شد که به افزایش تعداد ذرات کمپلکس نسبت داده شد.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Gum arabic- caseinate nanocomplexes bearing β-carotene (1): studying of complex formation by FTIR, DSC, turbidity and rheology

نویسندگان [English]

  • M A 1
  • B Gh 2
  • R D 3
  • J D 4
  • M H 5
1 1
2 2
3 3
بحرانی س، قنبرزاده ب، همیشه کار ح، صوتی خیابانی  م و حسینی م، 1391، بررسی ویژگی­های حرارتی، کدورت، عوامل مؤثر بر اندازه ذرات و رئولوژی نوسانی نانوکمپلکس­های بیوپلیمری ­ پکتین ـ­ کازئینات، علوم و تکنولوژی پلیمر، 6، 433-447.
بحرانی س، قنبرزاده ب، همیشه کار ح، صوتی خیابانی م، 1392، نانوانکپسولاسیون اسیدهای چرب امگا سه توسط حامل­های پکتین- کازئینات­: بررسی­ تشکیل کمپلکس، اندازه ذرات و کارایی انکپسولاسیون، مجله علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 8(3)، 1-15.
بحرانی س، قنبرزاده ب، همیشه کار ح، صوتی خیابانی م، حسینی م، 1392، نانوکمپلکس کازئینات ـ پکتین: بررسی طیف­سنجی فروسرخ، مورفولوژی، ویژگی­های فیزیکی و رفتار جریانی پایا، نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران، 9(1)، 81-100.
 خوش منظر م، قنبرزاده ب، همیشه کار ح، صوتی خیابانی م، رضایی مکرم ر، 1391، بررسی عوامل موثربر اندازه ذرات، پتانسیل زتا و ویژگی های رئولوژیک پایا در سامانه کلوئیدی حاوی  نانو ذرات کاپاکاراگینان- کازئینات سدیم، پژوهش و نوآوری در علوم و صنایع غذایی. 4،272-255.
قنبرزاده ب، الماسی ه، نیک نیا ن، 1392، شیمی و فیزیک سیستم های کلوئیدی و محلولهای بیوپلیمری غذایی، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف.
Anal AK, Tobiassen A, Flanagan J & Singh H, 2008. Preparation and characterization of nanoparticles formed by chitosan–caseinate interactions. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 64: 104–110.
Chanasattru, W, Griffith JO, Decker E A & McClements D J, 2009. Impact of cosolvents on formation and properties of biopolymer nanoparticles formed by heat treatment of Beta-lactoglobulin–Pectin complexes. Food Hydrocolloids 23: 2450–2457.
Chen L, Remondetto GE & Subirade M, 2006. Food protein-based materials as nutraceutical delivery systems. Trends in Food Science and Technology 17: 272-283.
Hogan S A, McNamee B F, O’Riordan E D & O’Sullivan M, 2001. Microencapsulating properties of sodium caseinate. Journalof Agricultural and Food Chemistry 49: 1934–1938.
Jones W, Decker EA & McClements DJ, 2010. Thermal analysis of beta-lactoglobulin complexes with pectins or carrageenan for production of stable biopolymer particles. Food Hydrocolloids 24: 239–248.
Matalanis A, Jones O & McClements DJ, 2011. Structure biopolymer-based delivery systems for encapsulation, protection, and release of lipophilic compounds. Food Hydrocolloid 3: 1-16.
Langer R & Peppas N A, 2003. Advances in biomaterials, drug delivery, and bionanotechnology. American Institute of Chemical Engineers 49: 299 -306.
Liang, L, Tremblay-Hébert V & Subirade M, 2011. Characterisation of the β-lactoglobulin/a-tocopherol complex and its impacton a-tocopherol stability. Food Chemistry 126: 821–826.
Livney Y D, 2010. Milk proteins as vehicles for bioactives. Opinion in colloid and interface science 15: 73–83.
Luo Y, Zhang B, You L, Whent M & Wang Q, 2011. Preparation and characterization of zein/chitosan complex for encapsulation of alfa-tocopherol, and its in vitro controlled release study. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 85:145-152.
Ron N, Zimet P & Livney YD, 2010. β-lactoglobulin-polysaccharide complexes as nanovehichles for hydrophobic nutraceuticals in non-fat foods and clear beverages. International Dairy Journal 20: 686-693.
Semo E, Kesselman E, Danino D & Livney Y D, 2007. Casein micelle as anatural nano-capsular vehicle for nutraceuticals. Food Hydrocolloids 21: 936-942.
Silva H, Cerqueria M, Souza B, Riberio C & Avides M, 2011. Nanoemulsions of β-carotene using a high – energy emulisification- evaporation technique. Journal of Food Engineering 102:130-135.
Sutter S, Buera M & Elizalde B, 2007. β-carotene encapsulation in a mannitol matrix as affected by divalent cations and phosphate anion. International Journal of Pharmaceutics 332: 45-54.
Ye A, Flanagan J & Singh H, 2006. Formation of stable nanoparticles via electrostatic complexation between sodium caseinate and gum Arabic. Biopolymers 82: 121-133.
Ye A, 2008. Complexation between milk proteins and polysaccharides via electrostatic interaction: principles and applications – a review. International Journal of Food Science and Technology 43: 406–415.
Zhang G, Foegeding EA & Hardin CC, 2004. Effect of sulfated polysaccharides on heat-induced structural changes in β-Lactoglobulin. Journal of Agriculture and Food Chemistry 52: 3975-3981.
Zimet P & Livney YD. 2009. β-lactoglobulin and its nanocomplexes with pectin as vehicles for omega-3 polyunsaturated fatty acids. Food Hydrocolloids 23: 1120–1126.
Relkin P & Shukat R, 2012. Food protein aggregates as vitamin-matrix carriers: impact of processing conditions. Food Chemistry 134: (4) 2141–2148.
Zuidam J N & Shimoni E, 2010. Overview of microencapsulates for use in food products or processes and methods to make them. Food Hydrocolloid 1-10.