
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,632,776 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,227,945 |
بهینهسازی فرآیند تولید امولسیونهای لیکوپن در صمغ عربی و مالتودکسترین با استفاده از روش سطح پاسخ | ||
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی | ||
مقاله 9، دوره 10، شماره 1، مرداد 1397، صفحه 117-136 اصل مقاله (1.18 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejfpp.2018.10705.1331 | ||
نویسندگان | ||
آزاده سلیمی* 1؛ یحیی مقصودلو2؛ سید مهدی جعفری3؛ علیرضا صادقی ماهونک3؛ مهدی کاشانی نژاد3؛ امان محمد ضیایی فر3 | ||
1عضو هیات علمی دانشگاه سمنان | ||
2رئیس دانشکده صنایع غذایی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
3عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: لیکوپن رنگدانه کاروتنوئیدی با تاثیرات مثبت بر سلامتی انسان است و تحقیقات حاکی از آن بودهاند که در پیشگیری برخی بیماریها مانند سرطان میتواند مثمر ثمر باشد. با این حال، به دلیل وجود چندین پیوند دوگانه در ساختارش، بسیار حساس به شرایط محیطی است. تخریب سریع آن در در طی فرآیند، یکی از موانع استفاده از این ترکیب مفید در صنایع غذایی بوده است. یکی از روشهای کنترل تخریب آن، ریزپوشانی و احاطه کردن توسط مواد بیوپلیمری درون میکروکپسولهاست. از آنجا که لیکوپن ترکیبی غیرقطبی است، گام اول در این راستا، تولید امولسیونهایی با حداکثر پایداری است. مواد و روشها: در این پژوهش از بیوپلیمر صمغ عربی (AG) به همراه مالتودکسترین به عنوان مواد جامد با قابلیت انحلال در آب، استفاده شد تا همراه با لیکوپن وارد فرآیند امولسیون سازی گردند. بدین منظور، ابتدا لیکوپن در روغن حل شد تا ماده روغنی لیکوپن 5% تولید شود. سپس صمغ عربی و مالتودکسترین بطور جداگانه در آب مقطر حل شدند و یک شب ماندند تا از انحلال کامل آنها اطمینان حاصل شود. سپس مواد آماده شده وارد فرآیند امولسیونسازی شدند. برای تولید امولسیونها، دور هموژنایزر، مقدار مواد جامد و لیکوپن بهعنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شده و با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی، نتایج بهینهسازی شدند. همچنین مقدار آلفا بر اساس انتخاب گزینه وجهه مرکزی، معادل یک گرفته شد. به منظور انجان فرآیند بهینه سازی، از نرم افزار دیزاین اکسپرت نسخه 6.0.2 استفاده شد. بر اساس چیدمان طرح روش سطح پاسخ، اثر سه متغیر مستقل شامل سرعت دور هموژنایزر (14000-18000 دور در دقیقه)، مقدار ماده جامد (صمـغ عربی+ مالتودکسترین، 30-40% وزنی/وزنی) و مقدار لیکوپن (10-20% وزنی/وزنی) بر سه متغیر وابسته شامل اندازه قطرات امولسیون، اندیس کرمی شدن وویسکوزیته به عنوان پاسخها، مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: بر اساس نتایج بدست آمده، تاثیر افزایش دور هموژنایزر، مقدار مواد جامد و لیکوپن بر هر سه متغیر وابسته، معنی دار بود (05/0> p). بدین ترتیب که با افزایش دور هموژنایزر، اندازه قطرات، اندیس کرمی شدن کاهش یافتند اما ویسکوزیته تا حدودی افزایش یافت. با افزایش مقدار مواد جامد در سیستم، ویسکوزیته افزایش یافت اما اندیس کرمی شدن و اندازه قطرات کاهش یافتند. از طرفی دیگر، با افزایش مقدار لیکوپن، ویسکوزیته، اندازه قطرات و اندیس کرمی شدن افزایش یافتند. در پایان، با اعمال فرآیندهای بهینهسازی، بهترین شرایط برای تولید پایدارترین امولسیون عبارت بود از 02/37% مواد جامد، 52/19% لیکوپن و سرعت 18000 دور در دقیقه برای هموژنایزر. استنتاج: با توجه به نتایج بهدست آمده، برای اینکه بتوانیم به پایداری مطلوب در امولسیونهای لیکوپن برسیم، لازم است دور هموژنایزر و مقدار مواد جامد را افزایش دهیم اما این عمل نباید منجر به افزایش بیش از حد ویسکوزیته و یا احتمال برخورد مجدد قطرات فاز گسسته و نهایتا ناپایداری کل سیستم گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
لیکوپن؛ صمغ عربی؛ مالتودکسترین؛ امولسیون؛ روش سطح پاسخ | ||
مراجع | ||
Batista, A.P., Raymundo, A., Sousa, I., Empis, J. and Franco, J.M. 2006. Colored food emulsions implications of pigment addition on the rheological behavior and microstructure. FOBI. 1: 216-227. Blanch, G.P., Castillo, M.L.R., Caja, M. M., Me'ndez, M. P. and Corte's, S. S. 2007. Stabilization of all Trans lycopene from tomato by encapsulation using cyclodextrins. Food Chemistry. 105: 1335-1341. Boom, R.M. 2008. Food material science, emulsions: principles and preparation, 1th Ed. New York: Springer, Pp. 305-339. Box, G., Hunter, J.S. 1957. Multifactor experimental designs for exploring response surfaces. Analysis of Mathemathics and Statistics. 28: 195-241. Chanamai, R., McClements, D.J. 2001. Prediction of emulsion color from droplet characteristics: dilute mono disperse oil-in-water emulsions. Food Hydrocolloids. 15: 83-91. Choski, P.M. and Joshi, V.Y. 2007. A review on lycopene -extraction, purification, stability and application. International Journal of Food Properties. 10: 289-298. Daik, R., Bidol, S., Abdullah, I. 2007. Effect of molecular weight on the droplet size and rheological properties of liquid natural rubber emulsion. Malaysian Polymer Journal. 2: 1. 29-38. Dluzewska, E., Stobiecka, A., and Maszewska, M. 2006. Effect of oil phase concentration on rheological properties and stability of beverage emulsions. ACTA Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria. 5: 2. 147-156. Gardouh, A.R., Ghorab, M.M., and. Abdel-Rahman, S.G.S. 2012. Effect of Viscosity, Method of Preparation and Homogenization Speed on Physical Characteristics of Solid Lipid Nanodroplets. ARPN Journal of Science and Technology. 2: 10. 966-1006. Gharibzahedi, S.M.T., Mousavi, S.M., Hamedi, M. and Khodaiyan, F. 2011. Application of response surface modeling to optimize critical structural components of walnut beverage. Emulsion with respect to analysis of the physicochemical aspects. Food and Bioprocess Technology. 10: 763-768. Gharibzahedi, S.M.T., Mousavi, S.M., Hamedi, M., Ghasemlou, M. 2012. Response surface modeling for optimization of formulation variables and physical stability assessment of walnut oil in-water beverage emulsions. Food Hydrocolloids. 26: 293-301. Gharsallaoui, A. Roudaut, G., Chambin, O., Voilley, A. Saurel, R. 2007. Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients. Food Research International. 40: 1107-112. Ghorab, M.M., Abdel-salam, H. M. and Abdel-Moaty, M.M. 2004. Solid lipid Nanoparticles-effect of lipid matrix and surfactant on their physical characteristics. Bulletin of Pharmaceutical Sciences, Assiut Journal of agricultural sciences. 27:155-159. Goula, A.M., Adamopoulos, K.G., Chatzitakis, P.C. and Nikas, V A. 2006. Prediction of lycopene degradation during a drying process of tomato pulp. Food Engineering. 74: 37-46. Haznedar, S., and Dortunc, B. 2004. Preparation and in vitro evaluation of Eudragit microspheres containing acetazolamide. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 269: 1. 131-140. Hogan, S.A., McNamee, B.F., O’Riordan, E. D. and O’Sullivan, M. 2001. Emulsification and microencapsulation properties of sodium caseinate/carbohydrate blends. International Dairy Journal. 11: 3. 137-144. Hogan, S.A., O’riordan, E.D. and O’sullivan, M. 2003. Microencap-sulation and oxidative stability of spray-dried fish oil emulsions. Journal of Microencapsulation. 20: 5. 675-688. Huang, X., Kakuda, Y. and Cui, W. 2001. Hydrocolloids in emulsions: particle size distribution and interfacial activity. Food Hydrocolloids. 15: 533-542. Ilia Anisa, A.N., Nour, A.H. 2010. Effect of viscosity and droplet diameter on water-in-oil (w/o) emulsions: an experimental study. World Academy of Science, Engineering and Technology. 38: 691-694. Jafari, S. M., He, Y. and Bhandari, B. 2007. Optimization of nano-emulsion production by microfluidization. European Food Research and Technology. 225: 733-741. Jafari, S.M., Assadpoor, E.B. and He, Y. 2008a. Nano-particle encapsulation of fish oil by spray drying. Food Research International. 41: 172-183. Jafari, S.M., Assadpoor, E., He, Y., Bhandari, B. 2008b. Encapsulation efficiency of food flavors and oils during spray drying. Drying Technology. 26: 7. 816-835. Jafari, S.M., Beheshti, P. and Assadpoor, E. 2012. Rheological behavior and stability of D-limonene emulsions made by a novel hydrocolloid (Angum gum) compared with Arabic gum. Journal of Food Engineering. 109: 1-8. Kaushik, V. and Roos, Y.H. 2007. Limonene encapsulation in freeze-drying of gum Arabic-sucrose-gelatin system. Food Science and Technology. 40:1381-1391. Krieger, I.M. and Dougherty, T.J. 1959. A mechanism for non-Newtonian flow in suspensions of rigid spheres. Transaction of the Society of Rheology. 3:137–152. Krishnan, S., Bhosale, R. and Singhal, R.S. 2005. Microencapsulation of cardamom oleoresin: Evaluation of blends of gum arabic, maltodextrin and a modified starch as wall materials. Carbohydrate Polymers. 61:1. 95-102. Kvanaugh, C.J., Trumbo, P.R. and Ellwood, K. C. 2007. The US food and drug administration’s evidence-based review for qualified health claims: Tomatoes, lycopene and cancer. Journal of the National Cancer Institute. 99: 1074-1085. Liu, X.D., Atarashi, T., Furuta, T., Yoshii, H., Aishima, S., Ohkawara, M. and Linko, P. 2001. Microencapsulation of emulsified hydrophobic flavors by spray drying. Drying Technology. 19: 7. 1361-1374. Li, J.L., Cheng, Y.Q., Wang, P., Zhao, W.T., Yin, L.J. and Saiyo, M. 2012. A novel improvement in whey protein isolates emulsion stability: generation of an enzymatically cross-linked beet pectin layer using horseradish peroxidase. Food Hydrocolloids. 26: 448-455. Muthuvelayudham, R. and Viruthagiri, T. 2010. Application of Central Composite Design Based Response Surface Methodology in Parameter Optimization and on Cellulase Production Using Agricultural Waste. International Journal of Chemical and Biological Engineering. 3: 2. 97-104. Mason, T.G. 1999. New fundamental concepts in emulsion rheology. Current Opinion in colloid and interface science. 4: 231-238. Matsumiya, K., Takahashi, W., Inoue, T. and Matsumura, Y. 2010. Effects of bacteriostatic emulsifiers on stability of milk-based emulsions. Journal of Food Engineering. 96: 185-191. McClements, D. J. 2005. Food emulsions: Principles, practice, and techniques. 2nd ed, BocaRaton, FL: CRC Press, p. 609. Mehnert, W., Mader, K. 2001. Solid lipid Nano-droplets: production, characteriza-tion and applications. Advanced Drug Delivery Reviews. 47: 165-196. Nunes, I. L. and Mercadante, A. Z. 2007. Encapsulation of Lycopene Using Spray-Drying and Molecular Inclusion Processes. International Journal of Brazilian Archives of Biology and Technology. 50: 5. 893-900. Quemada, D. and Berli, C. 2002. Energy of interaction in colloids and its implications in rheological modeling. Journal of Colloid and Interface Science. 98: 51-85. Rabins, M.M. 2000. Emulsions creaming phenomena. Current Opinion in colloid and interface science. 5: 265-272. Rocha, G. A., Trindade, C. S. F. and Grosso, C.R.F. 2012. Microencapsu-lation of lycopene by spray drying: characterization, stability and application of microcapsules. Food and Bio products processing. 90: 37-42. Shu, B., Yu, W., Zhao, Y. and Liu, X. 2006. Study on microencapsulation of lycopene by spray drying. Food Engineering. 76: 664-669. Sun, C., Gunasekaran, S. and Richards, M. P. 2007. Effect of xanthan gum on physicochemical properties of whey protein isolate stabilized oil-in-water emulsions. Food Hydrocolloids. 21: 555-564. Sun, C., and Gunasekaran, S. 2009. Effects of protein concentration and oil phase volume fraction on the stability and rheology of menhaden oil-in-water emulsions stabilized by whey protein isolate with xanthan gum. Food Hydrocolloids. 23: 165-174. Taherian, A.R., Britten, M., Sabik, H. and Fustier, P. 2011. Ability of whey protein isolate and/or fish gelatin to inhibit physical separation and lipid oxidation in fish oil-in-water beverage emulsion. Food Hydrocolloids. 25: 868-878. Tcholakova, S. 2010. Drop size in concentrated emulsions, obtained by rotor-stator homogenization. 5th World congress on emulsion, Lyon, France, 12-14 October. Trotta, M., Cavalli, R., Carlotti, M. E. Battaglia, L.and Debernardi, F. 2005. Solid lipid micro-particles carrying insulin formed by solvent in water emulsion diffusion technique. International Journal of Pharmaceutics. 288: 2. 281-288. Ushikobo, F. Y. and Cunha, R. L. 2014. Stability mechanisms of liquid water-in-oil emulsions. Food Hydrocolloids. 34: 145-153. Vivas, N., Vivas, D. G. N., Nonier, M. F and Nedjma. M. 2001. Effect of gum Arabic on wine astringency and colloidal stability. Progres Agricole et Viticole. 118: 8. 175-176. Vivek, K., Reddy, H. and Murthy, R. S. R. 2007. Investigation of the effect of the lipid matrix on drug entrapment, in vitro release and physical stability of olanzapine-loaded solid lipid nanoparticles. American association of pharmaceutical scientists. 8: 4. 1-9. Watson, D. J., and Mackley, M. R. 2002. The rheology of aqueous emulsions prepared by direct emulsification and phase inversion from a high viscosity alkyd resin. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 196: 121-134. Webb, J. L. A. 2009. The trade in gum Arabic: Prelude to French Conquest in Senegal. The Journal of African History. 26: 149-168. Yuan, Y., Gao, Y., Mao, L. and Zhao, J. 2008. Optimization of conditions for the preparation of b-carotene Nano- emulsions using response surface methodology. Food Chemistry. 107: 1300-1306. Zhi, W. and Shichang, W. 2000. Effect of continuous phase viscosity on membrane emulsification. Chinese Journal of Chemical Engineering. 8: 2. 108-112. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 524 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 691 |