نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

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

3 دانشیار، گروه نانوفناوری مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

چکیده

در این پژوهش نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان/پلی‌وینیل الکل با استفاده از روش الکتروریسی تهیه گردید. محلول‌های صمغ دانۀ ریحان (1 درصد وزنی-حجمی) و پلی‌وینیل الکل (10 درصد وزنی-حجمی) با نسبت‌های مختلف 10:90، 20:80، 30:70، 40:60، 50:50، 60:40، 70:30، 80:20 و 90:10 با هم مخلوط و برای الکتروریسی مورداستفاده قرار گرفتند. باتوجه‌به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد که نسبت حجمی پلی‌وینیل الکل (70) به صمغ دانۀ ریحان (30) بهینه بود. در ادامه غلظت‌های (0/4، 0/6 و 0/8 درصد وزنی-وزنی) لیکوپن به محلول بهینه اضافه شد و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان حاوی لیکوپن موردبررسی قرار گرفت. راندمان درون‌پوشانی لیکوپن در نانوالیاف در محدودۀ 91/67-80/04 درصد به‌دست آمد. ویژگی‌های فیزیکی و حرارتی نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان حاوی لیکوپن با استفاده از آزمون گرماسنج روبشی افتراقی موردبررسی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد لیکوپن در فرم آزاد دارای ساختار بلوری بود اما پس از بارگذاری در نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان به فرم آمورف درآمده و یک ساختار همگن را تشکیل داد. نتایج حاصل از آزمون طیف‌سنجی تبدیل فوریۀ مادون‌قرمز بیانگر عدم تعامل شیمیایی بین ترکیبات سازنده و درون‌پوشانی موفقیت‌آمیز بود. درون‌پوشانی لیکوپن در نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان سبب افزایش زیست‌دسترسی لیکوپن در روده نسبت به حالت آزاد شد. نتایج این پژوهش نشان داد نانوالیاف صمغ دانۀ ریحان دارای پتانسیل بالایی به‌عنوان حامل مناسب برای درون‌پوشانی لیکوپن دارد.

کلیدواژه‌ها

چهارپاشلو، ا.، محبی، م.، و قرآنی، ب. (1398). الکتروریزپوشانی لیکوپن در ساختار میکروالیاف پروتئینی: بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و زیست‌دسترسی. فناوری‌های جدید در صنعت غذا، 6(4)، 467-481. doi:https://doi.org/10.22104/jift.2018.2626.1623
حجتی، م.، و رضوی، س. (1390). مروری بر ویژگی‌های لیکوپن و نقش میکروارگانسیم‌ها در تولید آن. علوم و صنایع غذایی ایران، 8(30)، 11-25.
Charpashlo, E., Mohebbi, M., & Ghorani, B. (2019). Electro-Encapsulation of Lycopene in Protein Microfiber Structure: Physicochemical and Bioaccessibility Characteristics. Innovative Food Technologies, 6(4), 467-481. doi:https://doi.org/10.22104/jift.2018.2626.1623 (in Persian)
Chastellain, M., Petri, A., & Hofmann, H. (2004). Particle size investigations of a multistep synthesis of PVA coated superparamagnetic nanoparticles. Journal of Colloid and Interface Science, 278(2), 353-360. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2004.06.025
Dehcheshmeh, M. A., & Fathi, M. (2019). Production of core-shell nanofibers from zein and tragacanth for encapsulation of saffron extract. Int J Biol Macromol, 122, 272-279. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.10.176
Fahami, A., & Fathi, M. (2018a). Development of cress seed mucilage/PVA nanofibers as a novel carrier for vitamin A delivery. Food Hydrocolloids, 81, 31-38. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.02.008
Fahami, A., & Fathi, M. (2018b). Fabrication and characterization of novel nanofibers from cress seed mucilage for food applications. Journal of Applied Polymer Science, 135(6), 45811. doi:https://doi.org/10.1002/app.45811
Fish, W. W., Perkins-Veazie, P., & Collins, J. K. (2002). A Quantitative Assay for Lycopene That Utilizes Reduced Volumes of Organic Solvents. Journal of Food Composition and Analysis, 15(3), 309-317. doi:https://doi.org/10.1006/jfca.2002.1069
Ghorani, B., & Tucker, N. (2015). Fundamentals of electrospinning as a novel delivery vehicle for bioactive compounds in food nanotechnology. Food Hydrocolloids, 51, 227-240. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.05.024
Godhwani, S., Godhwani, J. L., & Was, D. S. (1988). Ocimum sanctum- A preliminary study evaluating its immunoregulatory profile in albino rats. Journal of Ethnopharmacology, 24(2), 193-198. doi:https://doi.org/10.1016/0378-8741(88)90151-1
Hojjati, M., & Razavi, S. H. (2011). Review on lycopene characteristics and role of microorganisms on its production. Journal of food science and technology (Iran), 8(30), 11-25. (in Persian)
Hosseini-Parvar, S. H., Osano, J. P., & Matia-Merino, L. (2016). Emulsifying properties of basil seed gum: Effect of pH and ionic strength. Food Hydrocolloids, 52, 838-847. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.09.002
Ige, P. P., Badgujar, R. R., Nerkar, P. P., Mahajan, H. S., Sonawane, R. O., & Surana, S. J. (2017). Study of physicochemical properties of flutamide-loaded Ocimum basilicum microspheres with ex vivo mucoadhesion and in vitro drug release. Particulate Science and Technology, 36(5), 583-591. doi:https://doi.org/10.1080/02726351.2016.1278293
Kang, J., Cui, S. W., Chen, J., Phillips, G. O., Wu, Y., & Wang, Q. (2011). New studies on gum ghatti (Anogeissus latifolia) part I. Fractionation, chemical and physical characterization of the gum. Food Hydrocolloids, 25(8), 1984-1990. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2010.12.011
Kurd, F., Fathi, M., & Shekarchizadeh, H. (2017). Basil seed mucilage as a new source for electrospinning: Production and physicochemical characterization. Int J Biol Macromol, 95, 689-695. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.11.116
Marze, S. (2015). Bioaccessibility of lipophilic micro-constituents from a lipid emulsion. Food & Function, 6(10), 3218-3227. doi:https://doi.org/10.1039/C5FO00441A
Mascheroni, E., Fuenmayor, C. A., Cosio, M. S., Di Silvestro, G., Piergiovanni, L., Mannino, S., & Schiraldi, A. (2013). Encapsulation of volatiles in nanofibrous polysaccharide membranes for humidity-triggered release. Carbohydrate Polymers, 98(1), 17-25. doi:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.04.068
McClements, D. J. (2013). Utilizing food effects to overcome challenges in delivery of lipophilic bioactives: structural design of medical and functional foods. Expert Opinion on Drug Delivery, 10(12), 1621-1632. doi:https://doi.org/10.1517/17425247.2013.837448
McClements, D. J., & Xiao, H. (2014). Excipient foods: designing food matrices that improve the oral bioavailability of pharmaceuticals and nutraceuticals. Food & Function, 5(7), 1320-1333. doi:https://doi.org/10.1039/C4FO00100A
Pérez-Masiá, R., Lagaron, J. M., & Lopez-Rubio, A. (2014). Morphology and Stability of Edible Lycopene-Containing Micro- and Nanocapsules Produced Through Electrospraying and Spray Drying. Food and Bioprocess Technology, 8(2), 459-470. doi:https://doi.org/10.1007/s11947-014-1422-7
Pu, C., & Tang, W. (2017). Encapsulation of lycopene in Chlorella pyrenoidosa: Loading properties and stability improvement. Food Chemistry, 235, 283-289. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.05.069
Ramakrishna, S. (2005). An Introduction to Electrospinning and Nanofibers: World Scientific.
Reboul, E., Richelle, M., Perrot, E., Desmoulins-Malezet, C., Pirisi, V., & Borel, P. (2006). Bioaccessibility of Carotenoids and Vitamin E from Their Main Dietary Sources. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(23), 8749-8755. doi:https://doi.org/10.1021/jf061818s
Rezaei, A., Tavanai, H., & Nasirpour, A. (2016). Fabrication of electrospun almond gum/PVA nanofibers as a thermostable delivery system for vanillin. Int J Biol Macromol, 91, 536-543. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.06.005
Rezaeinia, H., Ghorani, B., Emadzadeh, B., & Tucker, N. (2019). Electrohydrodynamic atomization of Balangu (Lallemantia royleana) seed gum for the fast-release of Mentha longifolia L. essential oil: Characterization of nano-capsules and modeling the kinetics of release. Food Hydrocolloids, 93, 374-385. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.02.018
Salvia-Trujillo, L., & McClements, D. J. (2016). Enhancement of lycopene bioaccessibility from tomato juice using excipient emulsions: Influence of lipid droplet size. Food Chemistry, 210, 295-304. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.04.125
Santos, C., Silva, C. J., Büttel, Z., Guimarães, R., Pereira, S. B., Tamagnini, P., & Zille, A. (2014). Preparation and characterization of polysaccharides/PVA blend nanofibrous membranes by electrospinning method. Carbohydrate Polymers, 99, 584-592. doi:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.09.008
Shi, J., & Maguer, M. L. (2000). Lycopene in Tomatoes: Chemical and Physical Properties Affected by Food Processing. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 40(1), 1-42. doi:https://doi.org/10.1080/10408690091189275
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
Sudhamani, S. R., Prasad, M. S., & Udaya Sankar, K. (2003). DSC and FTIR studies on Gellan and Polyvinyl alcohol (PVA) blend films. Food Hydrocolloids, 17(3), 245-250. doi:https://doi.org/10.1016/S0268-005X(02)00057-7
Tan, S. H., Inai, R., Kotaki, M., & Ramakrishna, S. (2005). Systematic parameter study for ultra-fine fiber fabrication via electrospinning process. Polymer, 46(16), 6128-6134. doi:https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.05.068
Zhang, R., Zhang, Z., Zou, L., Xiao, H., Zhang, G., Decker, E. A., & McClements, D. J. (2016). Enhancement of carotenoid bioaccessibility from carrots using excipient emulsions: influence of particle size of digestible lipid droplets. Food & Function, 7(1), 93-103. doi:https://doi.org/10.1039/C5FO01172H