نانوکمپلکس های صمغ عربی- کازئینات حامل بتا کاروتن (2): بررسی اندازه ذرات، پتانسیل زتا ، مورفولوژی و کارایی انکپسولاسیون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه تبریز

2 استاد گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تبریز

3 3 دانشجوی دکتری گروه صنایع غذایی دانشگاه آزاد سبزوار

4 4 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

5 5 استاد دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران

6 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه تبریز

چکیده

در این تحقیق، ویژگی­های نانوکمپلکس­های بر پایۀ صمغ عربی-کازئینات سدیم (تولید شده به روش همتافتی[1]) و کارایی انکپسولاسیون بتا کاروتن توسط این سیستم ها مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا محلول­های کازئینات سدیم (در دو غلظت 1/0 و 5/0% وزنی-حجمی) و صمغ عربی (در سه غلظت0، 1/0، 5/0 و 1 % وزنی-حجمی) تهیه شدند و سپس بتاکاروتن در محلول­های کازئینات سدیم بارگذاری شده و محلول­های صمغ عربی به آنها اضافه گردیدند و با تنظیمpH ، کمپلکس­های محلول تولید شد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات و پتانسل زتا تحت تاثیر نسبت دو بیوپلیمر و pH قرار دارند. کمترین اندازۀ ذرات (95 نانومتر) در غلظت 1/0 % کازئینات و 5/0% صمغ عربی و در pH  5/4 به دست آمد در حالی که حداکثر پتانسیل زتا (22- میلی ولت)، در نمونه 1/0% کازئینات-1/0% صمغ عربی و در pH 5 مشاهده گردید. مطابق تصاویر به دست آمده از میکروسکوپی الکترونی پویشی(SEM)، نانوکمپلکس های 1/0 % کازئینات - 5/0% صمغ عربی در 8/4pH، دارای اندازه ذرات در حدود 100– 200 نانومتر بودند و همچنین در تصاویر به دست آمده از میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM)، نانوذراتی با هسته مشخص و دیواره دو لایه مشاهده شد. نتایج کارایی انکپسولاسیون نشان داد که افزایش غلظت کازئینات و صمغ عربی به ترتیب موجب افزایش و کاهش راندمان گردید.
 
 



 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Gum arabic- caseinate nanocomplexes bearing β-carotene (2): Studying of particle size distribution, zeta potential, morphology and encapsulation efficiency

نویسندگان [English]

  • M A 1
  • B gh 2
  • f p 3
  • A M 4
  • R D 5
  • J D 6
4 4
5 5
6 2
Anal A K, Tobiassen A, Flanagan J and Singh H, 2008, Preparation and characterization of nanoparticles formed by chitosan–caseinate interactions, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 64, 104–110.
Bahrani S, Ghanbarzadeh B, Hamishekar H, Sowti M & Hoseini MY, 2013, Study of Thermal Properties, Turbidity, Effective Factors on Particle Size and Oscillatory Rheology of Pectin-Caseinate Biopolymer Nanocomplexes, Iranian Journal of Polymer Science and Technology, 25, 6, 433-447, [In Persian].
Bahrani S, Ghanbarzadeh B, Hamishekar H & Sowti, M, 2013, Nanoencapsulation of omega-3 fatty acids using caseinate-pectin based complexes: FTIR, DSC, particle size, and encapsulation efficiency. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, 8(3), 1-15, [In Persian].
Chanasattru, W., Griffith Jones, O., 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 G E & Subirade M, 2006, Food protein-based materials as nutraceutical delivery systems, Trends in Food Science and Technology.17, 272-283.
Chaudhry Q., Watkins R. & Castle L. 2010, Nanotechnologies in the food area: New opportunities, new questions, new concerns. RSC Publishing. 1-16.
Desobry S, Netto F & Labbuza T, 1998, Presentation of β-carotene from carrots. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 38, 381-396.
DeKruif C G & Holt C, 2003, Casein micelle structure, functions and interactions. In P. F. Fox, & P. L. H. McSweeney (Eds.), Advanced Dairy Chemistry-1, proteins part A. 233–276.
Fang Z & Bhesh B, 2010, Encapsulation of polyphenols, Trend in Food Science and Technology.21, 510-523.
Ghanbarzadeh B, Almasi H & Niknia N, 2013. Physic and chemistry of food colloidal system and biopolymer solutions. Sharif University Press
Harris R, Lecumberri E, Mateos-Aparicio I, Mengíbar M & Heras A, 2011, Chitosan nanoparticles and microspheres for the encapsulation of natural antioxidants extracted from Ilex paraguariensis, Carbohydrate Polymers. 84, 803–806.
Hogan, S. A., McNamee, B. F., O’Riordan, E. D. & O’Sullivan, M. 2001, Microencapsulating properties of sodium caseinate. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 49, 1934–1938.
Jones, W., Decker, E. A. & McClements, D. J. 2010, Thermal analysis of β-lactoglobulin complexes with pectins or carrageenan for production of stable biopolymer particles, Food Hydrocolloids.24, 239–248.
Junxia, X., Hai-yan, Y.& Jian,Y. 2011, Microencapsulation of orange oil by complex coacervation with soybean protein isolate/gum Arabic. Journal of Food Chemistry. 125, 1267-1272.
Khoshmanzar, M., Ghanbarzadeh, B., Hamishekar, H.  Sowti, M. & Rezayi Mokarram, R. 2013. Investigation of effective parameters on particle size, zeta potential and steady rheological properties of colloidal system based on carrageenan-caseinate nanoparticles, Research and Innovation in Food Science and Technology,4, 272-255, [In Persian].
Matalanis, A., Jones O. & McClements D. J. 2011, Structure biopolymer-based delivery systems for encapsulation, protection, and release of lipophilic compounds, Food Hydrocolloid. 3, 1-16.
Langer, R. and 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, Y. D. 2010, Beta-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 E A & Hardin C C, 2004. Effect of sulfated polysaccharides on heat-induced structural changes in β-Lactoglobulin, Journal of Agrculture and Food Chemistry. 52: 3975-3981.
Zimet P & Livney Y D, 2009. Beta-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.