تعیین شرایط بهینه میکروکپسوله شدن روغن هسته انار با فناوری خشک کن پاششی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

2 دانشیار، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران

چکیده

در این کار تحقیقاتی روش خشک کن پاششی برای میکرو کپسول دار کردن روغن هسته انار برای اولین بار در کشور مورد مطالعه قرار گرفت. روغن هسته انار از شرکت زیت کرمان تهیه شد. به منظور طراحی آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. دیواره انتخابی جهت تهیه پودر های میکروکپسوله روغن مخلوط دیواره (صمغ عربی و سدیم کازئینات) در نظر گرفته شد. سه عامل مستقل مؤثر بر فرآیند شامل غلظت سدیم کازئینات در مخلوط دیوارهX1))، در صد جامد امولسیون X2)) . نسبت غلظت روغن به میزان جامد امولسیون (X3) با سه سطح در محدوده دامنه )20 -5% , X1( ) 30-10%) X2 و (30-10%) X3 در نظر گرفته شد و 17 آزمایش طراحی شده با استفاده از روش RSM برای دستیابی به شرایط بهینه انجام پذیرفت. در شرایط بهینه راندمان میکروکپسوله شدن(MEY) معادل 90% و کارآیی میکروکپسوله شدن (MEE) معادل 85 % با مقادیر 48/13% X1 =،30% X2= و10% X3= بدست آمد. مورفولوژی میکروکپسول ها در تصاویر SEM نشان داد که پودرهای تهیه شده با دیواره مخلوط به شکل کروی و با تورفتگی همراه است. میانگین قطر ذرات میکروکپسوله شده با روش پایش میکروسکوپی الکترونی (SEM) اندازه گیری و معادل 6-4 میکرون تعیین شد. توزیع اندازه ذرات پودر تهیه شده با میکروسکوپ نوری اندازه گیری شد و براین اساس بیش از 45% اندازه ذرات در محدوده زیر3 میکرون قرار داشتند.
پروفایل میزان اسیدهای چرب موجود در روغن هسته انار قبل و بعد از میکروکپسوله شدن با کمک دستگاه GC مقایسه شد. نتایج نشان داد که مخلوط سدیم کازئینات و صمغ عربی دیواره ای مناسب برای فرایند میکروکپسوله کردن روغن با فرایند خشک کن پاششی بوده و ترکیبات مهم روغن طی این فرایند دستخوش تغییرات معنی داری نشده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Optimization of Microencapsulation of Pomegranate Seed Oil by Spray Drying Technology

نویسندگان [English]

  • Fereshteh Golmohammad 1
  • Mohammad Hassan Eikani 2
  • Soheila Shokrollahzadeh 2
  • Alireza Sedrpoushan 1
1 Assistant Professor, Organic Chemistry, Chemical Technology Department, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran
2 Associate Professor, Food Engineering chemistry, Chemical Technology Department, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran
چکیده [English]

The objective of this work was to study the influence of some process conditions on the microencapsulation of pomegranate seed oil by spray drying. The  process was carried out on a mini spray dryer. Cold press pomegranate seed oil used as corematerial  and   mix of sodium caseinate and Arabic gum were used as wall materials.The response surface methodology (RSM) was employed to optimize the microencapsulation condition of pomegranate seed oil as typical seed oil. First seventeen tests were performed, according to face Centered Central Composite Design. Independent variables were sodium caseinate concentration in wall material (X1), range 5–20%, emulsion solid (X2), range 10–30% and oil concentration related to emulsion solids (X3), range 10–30%. With respect to these three variables microencapsulation efficiency (MEE) and microencapsulation yield (MEY) were determined for each experiment. On the optimum conditions,MEY90% and MEE85% were obtained by an emulsion value of X2=30 %, X1=13.48% and X3=10%). SEM morphology of All microcapsule particles showed the  wrinkles or dimples on the surface.Mean particle size of microencapsulated powder determined  by  scanning electron microscopy (SEM), so that microcapsules size were 4-6 µ. The particle size distribution of powder determined with the optical microscope and more over 45% of the particle size were in the range of 3 microns. Pomegranate seed oil fatty acid profiles compared using GC-FID before and after micro-encapsulation. The GC results showed that mix of sodium caseinate and Arabic gum were suitable wall materials for pomegrante seed oil microencapsulation by spray drying technology, since the main oil components were stable during the process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microencapsulation
  • Spray drying
  • Sodium caseinate
  • Microencapsulation yield (MEY)
  • Microencapsulation efficiency (MEE)
  • Response surface methodology
  • Face Centered Central Composite Design
  • Scanning electron microscopy (SEM
[1] Eikani,H.M., Golmohammad, F.,Homami, S.S.(2012). Extraction of pomegranate seed oil using superheated hexane, Food Bioprod. Process., 90,32-36.

 [2]Krishnan, S., Bhosale, R., 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, 95-102.

[3]Kanakdande, D., Bhosale, R., Singhal, R.S. (2007). Stability of cumin oleoresin microencapsulated in different combination of gum Arabic, maltodextrin and modified starch. Carbohydrate Polymers, 67, 536-541.

[4]  Hogan, S.A., McNamee, N.F., O'Riodan, E.D., O'Sulivan, M.(2001b). Emulsification and microencapsulation properties of sodium caseinate/carbohydrate blends. International Dairy J., 11, 134-144.

[5] Onwulata, C.I., Konstance, R.P., Holsinger, V.H. (1998). Properties of single and double-encapsulated butter oil powders. J. Food Sci., 63, 100-103.

[6]  Konstance, R.P., Onwulata, C.I., Holsinger, V.H. (1995). Flow properties of spray dried encapsulate butter oil. J.of Food Sci., 60, 841-844.

[7]Lin, C. C., Lin, S.Y., Hwang, L.S. (1995). Microencapsulation of squid oil with hydrophilic macromolecules for oxidative and thermal stabilization. J. of Food Sci., 60, 36-39.

[8]Pauletti,M.S.,Amestoy,P. (1999)Butter microencapsulation as affected composition of wall material and fat. J. of Food Sci., 64, 279-22.

[91Ahn, J., Kim, Y., Lee, Y., Seo, E., Lee, K., Kim, H.(2008). Optimization of microencapsulation of seed oil by response surface methodology.Food Chemistry, 107, 98-105.

[10]Calvo, P.,Hermandez,T.,Lozano,M.,Gonzalez-Gomez,D. (2010). Microencapsulation of extra-virgin olive oil by spray drying:Influence of wall material and olive quality. Eur.J.Lipid Sci.Technol., 112,852-858.

[11]Laohasongkram, K., Mahamaktudansea, T., Chaiwanichsiri, S. (2011). Microencapsulation of Macadamia Oil by Spray drying.Procedia Food Sci. ,1, 1660-1665.

[12]Tonon, R.V., Grosso, C.R.F., Hubinger, M.D. (2011).  Influence of emulsion composition and inlet air temperature on the microencapsulation of flaxseed oil by spray drying.Food Research International, 44, 282-289.

[13]Huynh,T.V, Caffin,N., Dykes,G.A., Bahandari,B. (2008). Optimization of lemon myttle oil using response surface methodology. Drying Technol., 26(3),357-368.

[14]Condori, S.G., Salana, M.D.A., Temelli, F. (2011). Microencapsulation of flax oil with zein using spray drying and freeze drying.LWT-Food Sci. and Tech. 44, 1880-1887.

[15]Rosenberg, M., Young, S.L., Brooker, B.E., Colombo, V.E. (1993). Whey proteins as microencapsulating agents- microencapsulation of anhydrous milkfat- structure evaluation. Food Structure, 12 (1), 31-41.

[16]Rosenberg, M., Kopelman, I.J., Talmon, Y.(1990). Factors affecting retention in spray-drying microencapsulation of volatile materials. J.of Agri. and Food Chemistry,38 (5), 1288-1294.

 [17]Bhandari, B.R., Dumoulin, E.D., Richard, H.M.J., Noleau, I., Lebert, A.M. (1992). Flavor encapsulation by spray drying- application to citral and linalyl acetate. J. Food Sci., 57 (1). 217-221.

[18]Drusch,S., Berg, S. (2008). Extractable oil in microcapsules prapared by spray-drying,determination and impact on oxidatve stability. Food Chemistry,109,17-24.

[19]Re, M.I.,  Liu, Y.J. (1996). In Microencapsulation by spray drying : Influence of wall systems on the retention of the volatile compounds, Proc. 10th  International Drying Symposium, pp 541-549.

 [20]Nijdam,J.J., langrish,T.A. (2006). The effect of surface composition on the functional properties of milk powders. J.  Food  Eng. 77(4),919-925.