نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

2 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

3 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

4 استاد،گروه نانوفناوری مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

چکیده

در این مطالعه با هدف افزایش پایداری ترکیبات مؤثرۀ زعفران (کروسین، پیکروکروسین و سافرانال)، امولسیون دوگانه بر مبنای بهینه‌سازی امولسیون اولیه تولید گردید. به‌منظور افزایش پایداری در امولسیون اولیه تأثیر حضور سورفاکتانت در سه سطح 10، 12/5 و 15 درصد و افزودن ترکیباتی نظیر ساکارز، سوربیتول و دکستران بررسی شد. از روش تحلیل مؤلفۀ اصلی برای روشن‌ساختن روابط میان تغییرات کیفی ترکیبات مؤثره در دورۀ نگهداری و رابطۀ آن با خصوصیات امولسیون استفاده گردید. بر مبنای نتایج حاصله، روز 7ام نگهداری به‌عنوان نقطۀ بحرانی در روند تغییرات پایداری امولسیون و اُفت ترکیبات مؤثره شناخته شد. همچنین مشخص گردید که روند تغییرات فیزیکی امولسیون، پایداری ترکیبات مؤثرۀ درون‌پوشانی‌شده را تحت‌تأثیر قرار داد. در میان سه ترکیب موردبررسی، نتایج نشان‌دهندۀ مستقل‌بودن روند تغییرات پیکروکروسین و عدم تأثیرپذیری آن از درجۀ پایداری امولسیون بود. ازسوی‌دیگر، افزودن 1 درصد وزنی/وزنی سوربیتول به عصارۀ آبی زعفران سرعت تخریب ترکیبات مؤثره در دورۀ نگهداری امولسیون را کاهش داد. علاوه‌بر این، امولسیون دوگانۀ تولیدشده در دورۀ نگهداری 14 روزه توانست به‌صورت مؤثری سبب بهبود نیمه‌عمر ترکیبات فعال در عصارۀ زعفران گردد. نتایج نشان ‌داد که سامانۀ امولسیون دوگانه روش مناسبی جهت حفظ ترکیبات مؤثرۀ زعفران بود اما ویژگی‌های کیفی امولسیون اولیه نیز تأثیر زیادی در پایداری این سامانه و اثرات حفاظتی آن بر ترکیبات فعال زعفران داشت. همچنین می‌توان از روش‌های تحلیل چندمتغیره جهت روشن‌ساختن روابط میان خصوصیات کیفی امولسیون و ترکیبات درون‌پوشانی‌شده در آن به‌خوبی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

Alavizadeh, S. H., & Hosseinzadeh, H. (2014). Bioactivity assessment and toxicity of crocin: A comprehensive review. Food and Chemical Toxicology, 64, 65-80. doi:https://doi.org/10.1016/j.fct.2013.11.016

Anton, N., Benoit, J.-P., & Saulnier, P. (2008). Design and production of nanoparticles formulated from nano-emulsion templates—A review. Journal of Controlled Release, 128(3), 185-199. doi:https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2008.02.007

Bathaie, S. Z., Bolhasani, A., Hoshyar, R., Ranjbar, B., Sabouni, F., & Moosavi-Movahedi, A.-A. (2007). Interaction of saffron carotenoids as anticancer compounds with ctDNA, Oligo (dG. dC) 15, and Oligo (dA. dT) 15. DNA and cell biology, 26(8), 533-540.

Benichou, A., Aserin, A., & Garti, N. (2004). Double emulsions stabilized with hybrids of natural polymers for entrapment and slow release of active matters. Advances in Colloid and Interface Science, 108-109, 29-41. doi:https://doi.org/10.1016/j.cis.2003.10.013

Buffo, R. A., Reineccius, G. A., & Oehlert, G. W. (2001). Factors affecting the emulsifying and rheological properties of gum acacia in beverage emulsions. Food Hydrocolloids, 15(1), 53-66. doi:https://doi.org/10.1016/S0268-005X(00)00050-3

Caballero-Ortega, H., Pereda-Miranda, R., & Abdullaev, F. I. (2007). HPLC quantification of major active components from 11 different saffron (Crocus sativus L.) sources. Food Chemistry, 100(3), 1126-1131. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.11.020

Dickinson, E., & Ritzoulis, C. (2000). Creaming and Rheology of Oil-in-Water Emulsions Containing Sodium Dodecyl Sulfate and Sodium Caseinate. Journal of Colloid and Interface Science, 224(1), 148-154. doi:https://doi.org/10.1006/jcis.1999.6682

Fernandez, E. G. (2002). US Patent Patent No. 6458399.

Garti, N., & Bisperink, C. (1998). Double emulsions: Progress and applications. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 3(6), 657-667. doi:https://doi.org/10.1016/S1359-0294(98)80096-4

Hanson, J. A., Chang, C. B., Graves, S. M., Li, Z., Mason, T. G., & Deming, T. J. (2008). Nanoscale double emulsions stabilized by single-component block copolypeptides. Nature, 455(7209), 85-88.

Ioan, C. E., Aberle, T., & Burchard, W. (2000). Structure properties of dextran. 2. Dilute solution. Macromolecules, 33(15), 5730-5739.

ISO/TS 3632. (2003). Saffron (Crocus sativus L.) Part 1: specifications, Part 2: Test Methods. In. Geneva, Switzerland: ISO.

Ivanov, I. B., Danov, K. D., & Kralchevsky, P. A. (1999). Flocculation and coalescence of micron-size emulsion droplets. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 152(1), 161-182. doi:https://doi.org/10.1016/S0927-7757(98)00620-7

Jafari, S. M., He, Y., & Bhandari, B. (2007). Effectiveness of encapsulating biopolymers to produce sub-micron emulsions by high energy emulsification techniques. Food Research International, 40(7), 862-873. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2007.02.002

Jiao, J., Rhodes, D. G., & Burgess, D. J. (2002). Multiple Emulsion Stability: Pressure Balance and Interfacial Film Strength. Journal of Colloid and Interface Science, 250(2), 444-450. doi:https://doi.org/10.1006/jcis.2002.8365

Jolliffe, I. T., & Cadima, J. (2016). Principal component analysis: a review and recent developments. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374(2065), 20150202.

Kadkhodaee, R., & Hemmati-Kakhki, A. (2006). Ultrasonic extraction of active compounds from saffron. Paper presented at the II International Symposium on Saffron Biology and Technology 739. doi:https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.739.55

Mayne, S. T. (1996). Beta-carotene, carotenoids, and disease prevention in humans. The FASEB Journal, 10(7), 690-701.

Mcclements, D. J. (2007). Critical review of techniques and methodologies for characterization of emulsion stability. Critical reviews in food science and nutrition, 47(7), 611-649.

Melnyk, J. P., Wang, S., & Marcone, M. F. (2010). Chemical and biological properties of the world's most expensive spice: Saffron. Food Research International, 43(8), 1981-1989. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2010.07.033

Najaf Najafi, M., Hosaini, V., Mohammadi-Sani, A., & Koocheki, A. (2016). Physical stability, flow properties and droplets characteristics of Balangu(Lallemantia royleana) seed gum / whey protein stabilized submicron emulsions. Food Hydrocolloids, 59, 2-8. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.02.017

Najafi, M. N., Kadkhodaee, R., & Mortazavi, S. A. (2011). Effect of drying process and wall material on the properties of encapsulated cardamom oil. Food biophysics, 6(1), 68-76. doi:https://doi.org/10.1007/s11483-010-9176-x

Nihant, N., Schugens, C., Grandfils, C., Jérôme, R., & Teyssié, P. (1994). Polylactide microparticles prepared by double emulsion/evaporation technique. I. Effect of primary emulsion stability. Pharmaceutical research, 11(10), 1479-1484.

Nylander, T., & Ericsson, B. (2004). Interactions between proteins and polar lipids. Food emulsions, 4.

Okada, H. (1997). One-and three-month release injectable microspheres of the LH-RH superagonist leuprorelin acetate. Advanced drug delivery reviews, 28(1), 43-70.

Okushima, S., Nisisako, T., Torii, T., & Higuchi, T. (2004). Controlled production of monodisperse double emulsions by two-step droplet breakup in microfluidic devices. Langmuir, 20(23), 9905-9908.

Orfanou, O., & Tsimidou, M. (1995). Influence of selected additives on the stability of saffron pigments in aqueous extracts. In G. Charalambous (Ed.), Developments in Food Science (Vol. 37, pp. 881-894): Elsevier.

Pays, K., Giermanska-Kahn, J., Pouligny, B., Bibette, J., & Leal-Calderon, F. (2002). Double emulsions: how does release occur? Journal of Controlled Release, 79(1), 193-205. doi:https://doi.org/10.1016/S0168-3659(01)00535-1

Petrovic, L. B., Sovilj, V. J., Katona, J. M., & Milanovic, J. L. (2010). Influence of polymer–surfactant interactions on o/w emulsion properties and microcapsule formation. Journal of Colloid and Interface Science, 342(2), 333-339. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.10.077

Sapei, L., Naqvi, M. A., & Rousseau, D. (2012). Stability and release properties of double emulsions for food applications. Food Hydrocolloids, 27(2), 316-323. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.10.008

Serrano-Díaz, J., Sánchez, A. M., Maggi, L., Carmona, M., & Alonso, G. L. (2011). Synergic effect of water-soluble components on the coloring strength of saffron spice. Journal of Food Composition and Analysis, 24(6), 873-879. doi:https://doi.org/10.1016/j.jfca.2011.03.014

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. doi:https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.05.062

Solans, C., Izquierdo, P., Nolla, J., Azemar, N., & Garcia-Celma, M. J. (2005). Nano-emulsions. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 10(3), 102-110. doi:https://doi.org/10.1016/j.cocis.2005.06.004

Tadros, T. (2004). Application of rheology for assessment and prediction of the long-term physical stability of emulsions. Advances in Colloid and Interface Science, 108-109, 227-258. doi:https://doi.org/10.1016/j.cis.2003.10.025

Tadros, T., Izquierdo, P., Esquena, J., & Solans, C. (2004). Formation and stability of nano-emulsions. Advances in Colloid and Interface Science, 108-109, 303-318. doi:https://doi.org/10.1016/j.cis.2003.10.023

van der Graaf, S., Schroën, C. G. P. H., & Boom, R. M. (2005). Preparation of double emulsions by membrane emulsification—a review. Journal of Membrane Science, 251(1), 7-15. doi:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.12.013

Walstra, P., & Smulders, P. E. (1998). Modern aspects of emulsion science.

Ziegler, R. G., Mayne, S. T., & Swanson, C. A. (1996). Nutrition and lung cancer. Cancer Causes Control, 7(1), 157-177. doi:https://doi.org/10.1007/bf00115646

Zougagh, M., Ríos, A., & Valcárcel, M. (2006). Determination of total safranal by in situ acid hydrolysis in supercritical fluid media: Application to the quality control of commercial saffron. Analytica Chimica Acta, 578(2), 117-121. doi:https://doi.org/10.1016/j.aca.2006.06.064