ریزپوشانی اسانس لیمو ترش (Citrus Limon L.) در کمپلکس کیتوزان-نشاسته اصلاح شده با استفاده از امواج فراصوت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری فرآوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه فرآوری محصولات شیلاتی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

در سال‌های اخیر با افزایش گرایش مصرف‌کنندگان به استفاده از محصولات غذایی فاقد نگهدارنده‌های شیمیایی، کاربرد انواع اسانس‌ها و گیاهان معطر با خواص آنتی‌اکسیدانی و ضد میکروبی در صنایع غذایی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود اسانس‌ها ترکیباتی فرار، حساس به حرارت و غیر قابل حل در آب بوده که سبب محدودیت استفاده از آن‌ها می‌گردد. لذا این پژوهش با هدف بررسی قابلیت تکنیک ریزپوشانی به عنوان روشی مناسب برای حفاظت اسانس در مقابل شرایط محیطی و ارزیابی ویژگی‌های کلوئیدی نانوکپسول‌های تولید شده می-باشد. بدین منظور شناسایی ترکیبات فعال اسانس لیمو ترش (Citrus Limon L.) با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC) انجام شد. امولسیون روغن در آب با نسبت 1:4 اسانس: پوشش با پوشش‌هایی از کیتوزان و نشاسته اصلاح شده با نسبت‌های متفاوت (5/0: 5/9 ، 1: 9 و 5/1: 5/8 درصد) با کمک امواج فراصوت تهیه و توسط خشک-کن انجمادی، خشک گردید. در مطالعه حاضر تأثیر غلظت‌های متفاوت دیواره بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی امولسیون و نانوکپسول‌ مورد سنجش قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش غلظت کیتوزان سبب پایداری بیشتر و افزایش ویسکوزیته نانوامولسیون‌ تهیه شده با پوشش 5/1: 5/8 درصد کیتوزان: نشاسته اصلاح شده گردید. نانوامولسیون‌های حاوی مقادیر بالاتر کیتوزان از قطراتی کوچک‌تر با توزیع اندازه یکنواخت‌تری نسبت به سایر تیمار‌ها برخوردار بودند. بررسی خصوصیات نانوکپسول‌ها نشان از تاثیر معنی‌دار (05/0≤ P) نسبت‌های متفاوت ترکیبات دیواره بر مقادیر رطوبت، راندمان ریزپوشانی و اندازه ذرات داشت. مورفولوژی نانوکپسول‌ها نشان داد کپسول‌های با راندمان ریزپوشانی بالاتر دارای سطوحی صاف، بدون شکاف با کمترین خلل و فرج بودند.

چکیده تصویری

ریزپوشانی اسانس لیمو ترش (Citrus Limon L.) در کمپلکس کیتوزان-نشاسته اصلاح شده با استفاده از امواج فراصوت

تازه های تحقیق

  • اسانس لیموترش در کمپلکس کیتوزان و نشاسته اصلاح شده کپسوله گردید.
  • میانگین اندازه ذرات نانوکپسول­های اسانس لیموترش بین 3/339 نانومتر و 3/553 نانومتر متغیر بود.
  • مخلوط کیتوزان/ نشاسته اصلاح شده با نسبت­ (5/1 %: 5/8 %) می­تواند برای ریزپوشانی اسانس لیمو توصیه گردد.
  • اسانس لیمو نانوکپسوله می­تواند در مکمل­های غذایی و غذاهای فراسودمند مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Encapsulation of Lemon essential oil (Citrus Limon L.) in Chitosan-Modified starch complex by Sonication

نویسندگان [English]

  • Shirin Hasani 1
  • S. Mahdi Ojagh 2
  • Mohammad Ghorbani 3
1 Ph.D. Student of Sea Food Processing, Gorgan University of Agriculture Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Associate Prof., Dept., of Sea Food Processing, Gorgan University of Agriculture Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Associate Prof., Dept., of Food science and Technology, Gorgan University of Agriculture Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
چکیده [English]

In recent years, much consideration has been paid to use of essential oils and aromatic plants with anti-oxidant and antimicrobial properties in the food and pharmaceutical industries because of increasing in consumers’ tendency in using foods without Chemical preservative. However, the essential oils are volatile compounds, sensitive towards heat and insoluble in water, which limits their application. Therefore, this study aimed to investigate the capability of encapsulation technique as a suitable method for protecting essential oil against environmental conditions and assessing the colloidal properties of nanocapsules. For this purpose, identification of active compounds of Citrus Limon L. essential oil was performed using Gas Chromatography (GC). Then, Oil-in-water emulsion with a ratio of 1: 4 Essential oils: coatings with chitosan and modified starch with different ratios (0.5: 9.5, 1: 9 and 1.5: 8.5 % w/v) using freeze drying method was prepared by sonication. The effect of different wall concentrations on the physical and chemical properties of emulsion and nanocapsules were measured. The results showed that increasing in chitosan concentration resulted in higher stability and viscosity of nano-emulsion prepared with 1.5: 8.5% chitosan: Modified starch. Nano-emulsion which coated with higher concentration of chitosan showed smaller droplets and more uniform size distribution than the other treatments. The study of nano-capsule properties determined a significant difference (P≤0.05) based on the different ratios of wall materials on moisture content, encapsulation efficiency and particle size. The morphology of the nanocapsules confirmed that the capsules with higher encapsulation efficiency had smooth surfaces, without gaps and with the least porosity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • Encapsulation efficiency
  • Freeze Drying
  • morphology
  • Nano-emulsion

مراجع

[1]   Cortés-Camargo, S., Cruz-Olivares, J., Barragán-Huerta, B.E., Dublán-García, O., Román-Guerrero, A., Pérez-Alonso, C. (2017). Microencapsulation by spray drying of lemon essential oil: Evaluation of mixtures of mesquite gum–nopal mucilage as new wall materials. J. Microencapsul., 4 (6), 395-407.
[2]   Vasudeva, N., Sharma, T. (2012). Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil of Citrus limettioides Tanaka. HOAJ., 1(2), 1–7.
[3]   Souza, J.M., Caldas, A.L., Tohidi, S.D., Molina, J., Souto, A.P., Fangueiro, R., Zille, A. (2014). Properties and Controlled Release of Chitosan Encapsulated Limonene Oil. Revi. Bras. Farmacogn., 24(2), 691–698.
[4]   Jafari, S.M., Assadpoor, E., He, Y., Bhandari B. (2008). Encapsulation efficiency of food flavours and oils during spray drying. Dry. Technol., 26 (7), 816–835.
[5]   Drusch, S., Serfert, Y., Berger, A., Shaikh, M.Q., Ratzke, K., Zaporojtchenko, V., Schwarz, K. (2012). New insights into the microencapsulation properties of sodium Caseinate and hydrolyzed casein. Food Hydrocoll., 27(2), 332–338.
[6]   Hasani, M., Elhami Rad, A.H., Hosseini, M.M., Shahidi Noghabi, M. (2015). Physicochemical characteristic of microencapsulated fish oil by freeze-drying using different combinations of wall materials. Biosci., Biotech. Res. Asia., 12(2), 45–51.
[7]   Ghasemi, S., Jafari, S.M., Assadpour, E., Khomeiri, M. (2017). Production of pectin-whey protein nano-complexes as carriers of orange peel oil. Carbohydr. Polym., 177, 369–377.
[8]   Hosseini, S.F. Ramezanzade, L., Nikkhah, M. (2017). Nano-liposomal entrapment of bioactive peptidic fraction from fish gelatin hydrolysate. Int. J. Biol. Macromol., 105, 1455–1463.
[9]   Jun-xia, X., Hai-yan, Y., Jian, Y. (2011). Microencapsulation of sweet orange oil by complex coacervation with soybean protein isolate/gum Arabic. Food Chem., 125, 1267–1272.
[10]           Saloko, S., Darmadji, P., Setiaji, B., Pranoto, Y., Anal, A.K. (2014). Encapsulation of coconut shell liquid smoke in chitosan-maltodextrin based nanoparticles. Int. Food Res. J., 20 (3), 1269–1276.
[11]           Najaf Najafi, M., Kadkhodaee, R., Mortazavi, S.A. (2010). Effect of Drying Process and Wall Material on the Properties of Encapsulated Cardamom Oil. Food Biophysics., 6(4), 254-262.
[12]           Danviriyakul, S., McClements, D.J., Decker, E., Nawar, W.W., Chinachoti, P. (2002).  Physical stability of spray-dried milk fat emulsion as affected by emulsifiers and processing conditions. J. Food Sci., 67(6), 2183–2189.
[13]           Hogan, S.A., McNamee, B.F., Dolores O’Riordan,E., O’Sullivan,M. (2001). Emulsification and microencapsulation properties of sodium caseinate/carbohydrate blends. Int Dairy J., 11(3), 137–144.
[14]           García, M.C., Alfaro, M.C., Calero, N., Munoz, J. (2014). Influence of polysaccharides on the rheology and stabilization of α-pinene emulsions. Carbohydr. Polym., 105, 177–183.
[15]           Bringas-Lantigua, M., Expósito-Molina, I., Reineccius, G.A., López-Hernández, O., Pino, J.A. (2011). Influence of spray-dryer air temperatures on encapsulated mandarin oil. Dry. Technol., 29 (5), 520–526.
[16]           Goula, A.M., Adamopoulos, K.G. (2012). A new technique for spray-dried encapsulation of lycopene. Dry. Technol., 30(6), 641–652.
[17]           Carneiro, H.C.F., Tonon, R.V., Grosso, C.R.F., Hubinger, M.D. (2013). Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray drying using different combinations of wall materials. J. Food Eng., 115 (4), 443–451.
[18]           Boughendjioua, H., Djedd, S. (2017). Organoleptic and Physicochemical Properties of Algerian Lemon Essential Oil. WJAC., 2 (3), 96–100.
[19]           Bourgou, S., Rahali, S.F.Z., Ourghemmi, I., Tounsi, M.S. (2012). Changes of Peel Essential Oil Composition of Four Tunisian Citrus during Fruit Maturation, the Scientific World Journal. Article ID 528593, 10 p.
[20]           Dickinson, E. (2008). Hydrocolloids as emulsifiers and emulsion stabilizers. Food Hydrocoll., 23(6), 1473–1482.
[21]           Klaypradit, W., Huang, Y.W. (2008). Fish oil encapsulation with chitosan using ultrasonic atomizer, LWT - J. Food Sci. Technol., 41(6), 1133–1139.
[22]           Petrovic, L.B., Sovilj, V.J., Katona, J.M., Milanovic, J.L. (2010). Influence of polymer-surfactant interactions on o/w emulsion properties and microcapsule formation. J. Colloid Interface Sci., 342(2), 333–339.
[23]           Aghbashlo, M., Mobli, H., Madadlou, A., Rafiee, SH. (2012). The correlation of wall material composition with flow characteristics and encapsulation behavior of fish oil emulsion. Food Res Int., 49(1), 379–388.
[24]           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 Res Int., 44(1), 282–289.
[25]            Chen, Q., McGillivray, D., Wen, J., Zhong, F., Young Quek, S. (2013). Co-encapsulation of fish oil with phytosterol esters and limonene by milk proteins. J. Food Eng., 117(4), 505–512.
[26]           Klinkesorn, U.P., Sophanodora, P. Chinachoti, E.A. Decker, D.J. McClements, H. (2006). Characterization of spray-dried tuna oil emulsified in two-layered interfacial membranes prepared using electrostatic layer-by-layer deposition. Food Res Int., 39(4), 449–457.
[27]           Lim, H.K., Tan, C.P., Bakar, J., Ng, S.P. (2011). Effects of different wall materials on the physicochemical properties and oxidative stability of spray-dried microencapsulated red-flashed Pitaya (Hylocereus polyrhizus) seed oil. Food Bioproc Tech., 5(4), 1220–1227.
[28]           Hosseini, S.F., Ramezanzade, L., Nikkhah, M. (2017). Nano-liposomal entrapment of bioactive peptidic fraction from fish gelatin hydrolysate. Int. J. Biol. Macromol., 105 (1), 1455-1463.
[29]           Jafari, S.M., He, Y., Bhandari, B. (2007). Optimization of nano-emulsions production by microfluidization, Eur Food Res Technol., 225(5), 733–74.
[30]           Legako, J., Dunford, N.T. (2010). Effect of spray nozzle design on fish oil-whey protein microcapsule properties. Food Scie., 75(6), 394–400.
[31]           Hundre, S.Y., Karthik, P., Anandharamakrishnan, C. (2015). Effect of whey protein isolate and beta cyclodextrin wall systems on stability of microencapsulated vanillin by spray-freeze drying Method. Food Chem., 174(1), 16–24.
[32] Ezhilarasi, P.N., Karthik, P., Chhanwal, N., Anandharamakrishnan, C. (2013). Nanoencapsulation techniques for food bioactive components: a review, Food Bioproc Tech., 6(3), 628–647.
فناوری‌های جدید در صنعت غذا
دوره 6، شماره 1
آذر 1397
صفحه 19-30

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 16 بهمن 1396
  • تاریخ بازنگری: 20 اسفند 1396
  • تاریخ پذیرش: 26 اسفند 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار