نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانش‌آموختۀ دکتری مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 دانشجوی دکتری مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این پژوهش، رهایش وانیلین از ریزکپسول‌های چندلایه تشکیل‌شده از ایزولۀ پروتئین سویا، نشاستۀ اصلاح‌شده و کیتوزان که توسط خشک‌کن پاششی تولیدشده بودند تحت ‌شرایط مختلف بررسی گردید. ارزیابی رهایش با استفاده از یک شبیه‌ساز دهان بررسی شد. پارامترهای موردنظر شامل متغیرهای دهانی نظیر بزاق و دامنۀ تنش واردشده بر میزان رهایش وانیلین بود. برای بررسی نحوۀ رهایش وانیلین ریزکپسوله‌شده، رهایش این ریزکپسول‌ها (یک و دولایه) در دمای 37 درجۀ سانتی‌گراد و 6/8=pH و نیز تعداد دفعات جویدن (0، 30 و 55 دور در دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین خصوصیات فیزیکوشیمیایی ریزکپسول‌ها مطالعه شد. نتایج بررسی رهایش ریزکپسول‌های یک‌لایه (ایزولۀ پروتئین سویا) و دولایه (نشاستۀ اصلاح‌شده) براساس معادلۀ کورسمیر-پپاس حاکی از این بود که ریزکپسول‌های دولایه نسبت به ریزکپسول‌های یک‌لایه دارای ضریب نفوذ کمتری بودند که مقدار شاخص متوسط زمان انحلال (MDT) برای کپسول دولایه و یک‌لایه به‌‌ترتیب معادل 1/24 و 1/08 ساعت در دمای 37 درجۀ سانتی‌گراد محاسبه گردید، سپس در شرایط یکسان (افزودن بزاق و تنش برشی)، سرعت رهایش وانیلین از ریزکپسول‌های دولایه کمتر از ریزکپسول‌های یک‌لایه می‌باشد که این امر به‌دلیل پوشش نشاستۀ اصلاح‌شدۀ اطراف پوسته‌ها و افزایش ضخامت پوستۀ ریزکپسول دولایه می‌باشد که باعث کاهش سرعت انتشار وانیلین از ریزکپسول‌های دولایه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

Ansarifar, E., Mohebbi, M., Shahidi, F., Koocheki, A., & Ramezanian, N. (2017). Novel multilayer microcapsules based on soy protein isolate fibrils and high methoxyl pectin: Production, characterization and release modeling. International Journal of Biological Macromolecules, 97, 761-769. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.01.056

AOAC. (1995). Official methods of analysis of AOAC International. Arlington, Va.: AOAC Intl. pv (loose-leaf).

Arifin, D. Y., Lee, L. Y., & Wang, C.-H. (2006). Mathematical modeling and simulation of drug release from microspheres: Implications to drug delivery systems. Advanced Drug Delivery Reviews, 58(12), 1274-1325. doi:https://doi.org/10.1016/j.addr.2006.09.007

Balcerzak, J., & Mucha, M. (2010). Analysis of model drug release kinetics from complex matrices of polylactide-chitosan. Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives, 15, 117-126.

Benjamin, O., Silcock, P., Leus, M., & Everett, D. W. (2012). Multilayer emulsions as delivery systems for controlled release of volatile compounds using pH and salt triggers. Food Hydrocolloids, 27(1), 109-118. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2011.08.008

Chuah, A. M., Kuroiwa, T., Kobayashi, I., & Nakajima, M. (2009). Effect of chitosan on the stability and properties of modified lecithin stabilized oil-in-water monodisperse emulsion prepared by microchannel emulsification. Food Hydrocolloids, 23(3), 600-610. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2008.03.014

Comunian, T. A., Thomazini, M., Alves, A. J. G., de Matos Junior, F. E., de Carvalho Balieiro, J. C., & Favaro-Trindade, C. S. (2013). Microencapsulation of ascorbic acid by complex coacervation: Protection and controlled release. Food Research International, 52(1), 373-379. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.03.028

Dash, S., Narasimha Murthy, P., Nath, L., & Chowdhury, P. (2010). Kinetic Modeling on Drug Release from Controlled Drug Delivery Systems. Acta Poloniae Pharmaceutica, 67(3), 217-223.

de Roos, K. B. (2000). Physiochemical Models of Flavor Release from Foods. In D. D. Roberts & A. J. Taylor (Eds.), Flavor Release (Vol. 763, pp. 126-141): American Chemical Society.

Finney, J., Buffo, R., & Reineccius, G. A. (2002). Effects of Type of Atomization and Processing Temperatures on the Physical Properties and Stability of Spray-Dried Flavors. Journal of Food Science, 67(3), 1108-1114. doi:https:/doi.org/10.1111/j.1365-2621.2002.tb09461.x

Grigoriev, D. O., & Miller, R. (2009). Mono- and multilayer covered drops as carriers. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 14(1), 48-59. doi:https://doi.org/10.1016/j.cocis.2008.03.003

Huang, G.-Q., Sun, Y.-T., Xiao, J.-X., & Yang, J. (2012). Complex coacervation of soybean protein isolate and chitosan. Food chemistry, 135(2), 534-539. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.04.140

Jafari, S. M., Assadpoor, E., He, Y., & Bhandari, B. (2008). Encapsulation Efficiency of Food Flavours and Oils during Spray Drying. Drying Technology, 26(7), 816-835. doi:https://doi.org/10.1080/07373930802135972

Lakkis, J. M. (2007). Encapsulation and controlled release technologies in food systems: Wiley Online Library.

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

Nilsson, L., & Bergenståhl, B. (2007). Adsorption of hydrophobically modified anionic starch at oppositely charged oil/water interfaces. Journal of Colloid and Interface Science, 308(2), 508-513. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2007.01.024

Nori, M. P., Favaro-Trindade, C. S., Matias de Alencar, S., Thomazini, M., de Camargo Balieiro, J. C., & Contreras Castillo, C. J. (2011). Microencapsulation of propolis extract by complex coacervation. LWT - Food Science and Technology, 44(2), 429-435. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2010.09.010

Noshad, M., Mohebbi, M., Shahidi, F., & Koocheki, A. (2015). Effect of layer-by-layer polyelectrolyte method on encapsulation of vanillin. International journal of biological macromolecules, 81, 803-808. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.09.012

Pothakamury, U. R., & Barbosa-Cánovas, G. V. (1995). Fundamental aspects of controlled release in foods. Trends in Food Science & Technology, 6(12), 397-406. doi:https://doi.org/10.1016/S0924-2244(00)89218-3

Qiu, X., Leporatti, S., Donath, E., & Möhwald, H. (2001). Studies on the drug release properties of polysaccharide multilayers encapsulated ibuprofen microparticles. Langmuir, 17(17), 5375-5380. doi:https://doi.org/10.1021/la010201w

Rocha-Selmi, G. A., Bozza, F. T., Thomazini, M., Bolini, H. M. A., & Fávaro-Trindade, C. S. (2013). Microencapsulation of aspartame by double emulsion followed by complex coacervation to provide protection and prolong sweetness. Food Chemistry, 139(1), 72-78. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.01.114

Rocha, G. A., Fávaro-Trindade, C. S., & Grosso, C. R. F. (2012). Microencapsulation of lycopene by spray drying: Characterization, stability and application of microcapsules. Food and Bioproducts Processing, 90(1), 37-42. doi:https://doi.org/10.1016/j.fbp.2011.01.001

Rodríguez, S. D., Wilderjans, T., Sosa, N., & Bernik, D. L. (2013). Image texture analysis and gas sensor array studies applied to vanilla encapsulation by octenyl succinic anhydride starches. Journal of Food Research, 2(2), 36-48. doi:https://doi.org/10.5539/jfr.v2n2p36

Salles, C., Tarrega, A., Mielle, P., Maratray, J., Gorria, P., Liaboeuf, J., & Liodenot, J. J. (2007). Development of a chewing simulator for food breakdown and the analysis of in vitro flavor compound release in a mouth environment. Journal of Food Engineering, 82(2), 189-198. doi:https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.02.008

Siefarth, C., Tyapkova, O., Beauchamp, J., Schweiggert, U., Buettner, A., & Bader, S. (2011). Influence of polyols and bulking agents on flavour release from low-viscosity solutions. Food Chemistry, 129(4), 1462-1468. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.05.115

Siepmann, J., & Siepmann, F. (2008). Mathematical modeling of drug delivery. International Journal of Pharmaceutics, 364(2), 328-343. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2008.09.004

van Ruth, S. M., & Roozen, J. P. (2000). Influence of mastication and saliva on aroma release in a model mouth system. Food Chemistry, 71(3), 339-345. doi:https://doi.org/10.1016/S0308-8146(00)00186-2

Ye, S., Wang, C., Liu, X., & Tong, Z. (2005). Multilayer nanocapsules of polysaccharide chitosan and alginate through layer-by-layer assembly directly on PS nanoparticles for release. Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, 16(7), 909-923. doi:https://doi.org/10.1163/1568562054255691

Zandi. (2014). Production of colloidosomes as Dieacetyl carrier and modelling of it`s release using multi-agent systems. (Unpublished doctoral dissertation), Department of Food Science and Technology, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (in persian)

Zuidam, N., & Nedovic, V. (2010). Encapsulation Technologies for Active Food Ingredients and Food Processing: Springer, New York, NY.