تهیه و فرمولاسیون میکروکپسول های حاوی عصاره رزماری با روش های خشک کن انجمادی و پاششی و ارزیابی خصوصیات آن ها

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس‌ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 عضو هیات‌علمی، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

سابقه و هدف: امروزه به دلیل مضراتی همچون افزایش احتمال خطرات قلبی،سرطان زایی و بروز مشکلات معده که افزودنی‏نهای های خوراکی مصنوعی برای بدن دارند، توجه به ترکیبات ضد میکروبی با منشاء گیاهی و حیوانی که باعث کنترل میکروبی، شیمیایی و افزایش ماندگاری مواد غذایی شود، رو به افزایش است. اسانس‌ها، عصاره‌ها، گیاهان دارویی و خوراکی بدلیل داشتن ترکیبات ضدمیکروبی، به منظور جلوگیری از رشد پاتوژن‌های بیماری‌زا و تاخیر رشد عوامل فساد در مواد غذایی و نیز بعنوان افزودن‌ های افزودنی‏های‏خوراکی امروزه مورد توجه صنعت غذا و بسته بندی قرار گرفته‌اند. کاهش نیاز به آنتی‏ بیوتیک‌ها، کنترل آلودگی میکروبی غذاها، توسعه تکنولوژی‌های بهبود عمر ماندگاری، حذف پاتوژن‌های نامطلوب و تاخیر فساد میکروبی، کاهش مقاومت میکروارگانیسم‌های پاتوژن یا افزایش مقاومت سلولی برخی از فواید این ضدمیکروب‌های طبیعی است. استفاده از تکنولوژی میکروکپسولاسیون یکی از روش‌های نوین در افزایش میزان عملکرد ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی عصاره‌ها می باشد که به افزایش عملکرد آن‌ها کمک می‌کند.
مواد و روش ها: در این پژوهش برای شناسایی ترکیبات فنلی انتقال یافته رزماری دستگاه HPLC استفاده شد. همچنین، با آزمون های MIC و MBC اسانس‌ رزماریعصاره رزماری میزان قابلیت ضد‌میکروبی آن بررسی شد. اسانس رزماریعصاره رزماری به صورت میکروکپسوله با مالتودکسترین/ نشاسته اصلاح شده با روش‌های خشک کن خشک‏کن پاششی و خشک کن خشک‏کن انجمادی به همراه اولتراسوند و بدون اولتراسوند تهیه شد. آزمون‌های میکروکپسول‌ها شامل خصوصیات مورفولوژیکی، درصد به دام اندازی، درصد آزاد سازی، اندازه ذرات، خصوصیات اتصال رزماری به میکروکپسول‌های مالتودکسترین/ نشاسته اصلاح شده بررسی شد. طرح به صورت کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد. نتایج آزمون ها با استفاده از نرم افزار Minitab 16 در سطح احتمال 95 درصد آنالیز شدند.
یافته ها: نتایج نشان داد که تیمارهای میکروکپسول‌های تهیه شده با روش خشک‏ کن انجمادی و اولتراسوند از خصوصیات مورفولوژیکی یکنواخت، اندازه ذرات کوچکتری و میکروکپسول های تهیه شده با روش خشک کن خشک‏کن پاششی از اندازه ذرات بزرگتری برخوردار بودند . دامنه سایز میکروکپسول ها از محدوده 95 میکررومتر تا 2/119 میکرومتر بوده و شاخص پراکندگی نیز از 360/0 تا 443/0 بین تیمارهای میکروکپسول ها مشاهده شد. اما تیمارهای میکروکپسول تهیه شده با روش خشک کن خشک‏کن پاششی و بدون اولتراسوند دارای بالاترین اندازه ذرات و کمترین میزان درصد به دام اندازی و آزادسازی بود. از نظر نوع پیوندهای ایجاد شده بین مالتودکسترین، نشاسته اصلاح شده و رزماری در هر یک از روش ها اختلافات معنی داری مشاهده نشد(05/0 ˃p).
نتیجه گیری کلی : نهایتا تیمار میکروکپسول تهیه شده با روش خشک کن خشک‏کن انجمادی و اولتراسوند به عنوان تیمار بهینه انتخاب شد. این نسبت می‌تواند به عنوان حالت بهینه در صنعت غذا به عنوان یک میکروکپسول ضد‏ میکروبی و آنتی اکسیدانی استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Preparation and formulation of micro capsules containing rosemary extract by freeze-drying and spray-drying methods and evaluation of their properties

نویسندگان [English]

  • Reza Hosseini Najafabadi 1
  • Mostafa Karami 2
  • Aryo Emamifar 2
  • Ashraf Ghohari Ardebili 2
1 M.A. Degree in Food Science and Technology, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Faculty Members, Department of Food Science and Technology, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Abstract
Introduction
Today, due to the harms such as the increase in the possibility of heart and carcinogenic risks and the occurrence of stomach problems that artificial food additives have for the body, attention is paid to antimicrobial compounds of plant and animal origin that cause microbial and chemical control and increase the shelf life of food. is an increase. Essences, extracts, and medicinal and edible plants due to their antimicrobial compounds, prevent the growth of pathogenic pathogens and delay the growth of spoilage agents in food, as well as food additives, have received the attention of the food and packaging industry today. The need for antibiotics, controlling the microbial contamination of foods, developing technologies to improve shelf life, removing undesirable pathogens and delaying microbial spoilage, and reducing the resistance of pathogenic microorganisms or increasing cell resistance are some of the benefits of these natural antimicrobials. The use of microencapsulation technology is one of the new methods for increasing the antimicrobial and antioxidant performance of extracts, which helps to increase their performance.

Materials and methods
In this research, an HPLC device was used to identify the transferred phenolic compounds of rosemary. Also, with the MIC and MBC tests of rosemary essential oil, its antimicrobial ability was checked. Rosemary essential oil was prepared in the form of microcapsules with maltodextrin/modified starch by spray drying and freeze-drying methods with and without ultrasound. Microcapsule tests including morphological characteristics, entrapment percentage, release percentage, particle size, and properties of rosemary binding to maltodextrin/modified starch microcapsules were investigated. The design was done completely randomly and in three replications. The results of the tests were analyzed using Minitab 16 software at the probability level of 95%.

Findings
The results showed that the treatments of microcapsules prepared by freeze-drying and ultrasound had uniform morphological characteristics, smaller particle size, and larger particle size. The size range of microcapsules ranged from 95 μm to 119.2 μm and the polydispersity index was observed from 0.360 to 0.443 between microcapsules treatments. However, the microcapsule treatments prepared by the spray drying method without ultrasound had the highest particle size and the lowest entrapment and release percentage. In terms of the type of bonds created between maltodextrin, modified starch, and rosemary, no significant differences were observed in any of the methods (p>0.05). Total resulting. Finally, microcapsule treatment prepared by freeze-drying method and ultrasound was selected as the optimal treatment. This ratio can be used as an optimal mode in the food industry as an antimicrobial and antioxidant microcapsule.
Keywords: rosemary extract, maltodextrin, microcapsule

کلیدواژه‌ها [English]

  • rosemary extract
  • maltodextrin
  • microcapsule
  • Spry drier
  • Freeze drier

مراجع

  1. Kourshian, M., Sharifi, A., Mahdian, A. and Bolurian, Sh. 2014. Physical properties of wild black raspberry extract microcapsules prepared by spray dryer method. Journal of Innovation in Food Science and Technology. 7: 4. 2006-2015.
  2. Rajai, A., Barzegar, M. and Sahari, M. A. 2008. Comparison of antioxidant properties of seed oils and sesame extracted in different ways. Journal of Agricultural Science and Technology (JAST, ISI), Tarbiat Modares University. 10. 345-350. (In Persian)
  3. Zolfaghari, B. 2009. Recent Advances in Plant Composition Extraction Methods. Journal of Herbal Medicines, Islamic Azad University, Shahrekord. (In Persian)
  4. Rosemary plant on the shelf life and quality of chicken meat, 2nd National Conference on New Research in Animal Science, Birjand, IRAN.
  5. Ayouqi, F., Barzegar, M., Sahari, M.A and Naghdi Badi, H. 2009. Evaluation of the antioxidant activity of dill essential oil in soybean oil and its comparison with chemical antioxidants. Scientific-Research Journal of Medicinal Plants Quarterly. 8:30. 71-73.
  6. Fatemi, H. 1999. Food Chemistry, Emissions Joint Stock Company press, 480p. (In Persian)
  7. Fazel, M., Sahari, M. A. and Barzegar, M. 2008. Determination of major antioxidants of tea seed oil and its effect on conventional Kilka fish oil. IFSTRJ, Quarterly. 7:3. 67-61.
  8. Fahim Danesh, M., Ghavami, M., Homsi, AH. and Honorable, P. 2008. Evaluation of phenolic and tocopherol compounds in a number of Iranian commercial olive oils using high-performance liquid chromatography IFSTRJ, Quarterly. 5:3. 51-53.
  9. Ayouqi, F., Barzegar, M., Sahari, M.A. and Naghdi Badi, H. 2009. Evaluation of the antioxidant activity of dill essential oil in soybean oil and its comparison with chemical antioxidants. Scientific- J. Med. Plant Res. 8: 30.71-73.
  10. Fatemi, H. 1999. Food Chemistry, Emissions Joint Stock Company press, 480p. (In Persian)
  11. Fazel, M., Sahari, M. A. and Barzegar, M. 2008. Determination of major antioxidants of tea seed oil and its effect on conventional Kilka fish oil J. Med. Plant Res. 7: 3. 67-61.
  12. Fayyaz Mehr, B. and Asefi, N. 2011. The effect of ultrasonication on the amount and antioxidant capacity of lycopene extracted from tomato scum. Food Res. 22: 3.
  13. Abadio, F.D.B., Domingues, A.M., Borges, S.V. and Oliveria, V.M. 2004. Physical properties of powdered pineapple (Ananas comosus) juice. effect of maltodextrin concentration and atomization speed J. Food Eng. 64: 285-287.
  14. Adhikari, B., Howes, T., Bhandari, B.R. and Troung, V. 2004. Effect of addition of maltodextrin on drying kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying. experiments and modeling Food Eng. 62: 53-68.
  15. Albu, S., Joyce, E., , Lorimer, JP. and Mason, TJ. 2004. Potential for the use of ultrasound in the extraction of antioxidants from Rosmarinusofficinalis for the food and pharmaceutical industry, Ultrason. Sonochem. 11.261-265.
  16. Antoun, N. and Tsimidou, M. 1998. Olive oil herb and spice specialties: preconceived ideas of potential consumers about their nutritional and sensorial attributes, olive. 71.56-62.
  17. Anghel, E.M., Georgiev, A., Petrescu, S., Popov, R. and Constantinescu, M. 2014. Thermo-physical characterization of some kinds of paraffin used as phase change materials for thermal energy storage. Therm. Anal. Calorim J. 117. 557–566.
  18. Ayadi, M.A., Grati-Kamoun, N. and Attia, H. 2009. Physico-chemical change and heat stability of extra virgin olive oils flavored by selected Tunisian aromatic plants. FCT.47. 2613–2619.
  19. Abramovich, H. and Abram, V. 2006. Effect of added rosemary extract on oxidative stability of Camelina sativa oil. Acta agriculturae Slovenica J. 255 – 261.
  20. Ahmadi, F., Kadivar, M. and Shahedi, M. 2007. Antioxidant activity of Kelussia odoratissima Mozaff in model and food systems. Food Chemistry. J. 105. 57-64.
  21. Albertini, B., Passerini, N., Di Sabatino, M., Vitali, B., Brigidi, P. and Rodriguez, L. 2008. Polymer-lipid-based mucoadhesive microspheres are prepared by spray-congealing for the vaginal delivery of econazole nitrate. European Journal of Pharmaceutical Sciences.2:36.591–601.
  22. Azadmard-Damirchi, S. and Dutta, P.C. 2010. Phytosterol Classes in Olive Oils and their Analysis by Common Chromatographic Methods. San Diego, Elsevier Inc.
  23. Bouaziz, M., Fki, I., Jemai, H., Ayadi, M. and Sayadi, S. 2008. Effect of storage on refined and husk olive oils composition: Stabilization by addition of natural antioxidants from Chemlali olive Food Chemistry, J. 108. 253–262.
  24. Boury, F., Marchais, H., Proust, J.E. and Benoit, JP. 2017. Bovine serum albumin release from poly (alpha-hydroxy acid) microspheres. Effects of polymer molecular weight and surface properties. Journal of Controlled Release. 75–86.
  25. Bhandari, B.R., Senoussi, A., Dumoulin, E.D. and Le bert, A. 1993. Spray drying of concentrated fruit juices. Drying Technology Journal. 11:5. 1081-1092
  26. Bubonja-Sonje, M., Giacometti, J. and Abram, M. 2011. Antioxidant and antibacterial activity of olive oil, cocoa, and rosemary extract polyphenols. Journal of Food Chemistry. 127. 1821–1827.
  27. Boskou, D., Blekas, D. and Tsimidou, M. 2006. Olive Oil Composition. In: D. Boskou (Ed), Olive Oil Chemistry and Technology. 2nd Ed, pp:41-72. AOCS press.
  28. Bodmeier, R. and McGinity, JW. 2019. Solvent selection in the preparation of PLA microspheres prepared by the solvent evaporation method. International journal of pharmaceutical sciences research. 43.179–186.
  29. Boury, F., Marchais, H., Proust, J.E. and Benoit, JP. 2017. Bovine serum albumin release from poly (alpha-hydroxy acid) microspheres: Effects of polymer molecular weight and surface properties. Journal of Controlled Release. 45.75–86.
  30. Swetank, Y. H., Karthik, P., & Anandharamakrishnan, C. (2015). Effect of whey protein isolate and b-cyclodextrin wall systems on stability of microencapsulated vanillin by spray–freeze drying method. Food Chemistry, 174, 16-24.
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 15، شماره 2
تیر 1402
صفحه 125-142

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار