دانلود پروژه:بررسی و مقایسه ویژگی­های کلوئیدی نانوامولسیون، نانو لیپوزوم و حامل­های لیپیدی حاوی ویتامین A پالمیتات

کلیات..

1-1- کاربرد فناوری نانو در صنایع غذایی.. ۳

1-2- پوشش دهی (انكپسولاسيون) ترکیبات و مزایای آن.. ۳

1-3- سیستم­های نانوحامل.. ۵

1-3-1- سیستم­های حامل لیپیدی.. ۶

1-3-1-1- نانوامولسیون……………………………………………………………………………………………………………………………۶

1-3-1-1-1- انواع روش­های تهیه نانوامولسیون­…………………………………………………………۷

1-4- غذاهای عملگرا.. ۴۷

1-4-1- نوتریسیتیکال­ها (مواد غذا ـ دارو).. ۴۷

فصل دوم: مروری بر پژوهشهای اخیر

2-1- نانوامولسیونها.. ۵۰

2-1-1- استفاده از روش هوموژنایزر فشار بالا.. ۵۱

2-1- 2- استفاده از میکروفلودایزر.. ۵۳

2-1-3- هوموژنیزاسیون – تبخیر حلال.. ۵۴

2-1-4- روش سونیکاسیون.. ۵۵

2-1-5- روش تولید خودبه خودی امولسیون.. ۵۶

2-1-6- دمای معکوس شدن فازها.. ۵۷

2-1-7- تغییر دادن ترکیب فازها.. ۵۷

2-1-حامل­های لیپیدی نانوساختار(NLC)………………………………………………………………………………………..۵۸

2-2-نانولیپوزوم­ها.. ۶۱

فصل دوم: مواد و روش­ها

3-1- مواد مورد استفاده………………... ۶۸

3-2- تجهیزات و لوازم آزمایشگاهی. ۶۹

3-3- محل انجام پروژه……………….... ۷۰

3-4-1- تولید نانوامولسیون حاوی ویتامینA پالمیتات.. ۷۱

3-4-1- اندازه­گیری خواص نانوامولسیون.. ۷۳

3-4-2- تولید حامل­های لیپیدی نانوساختار ویتامین A پالمیتات   ۷۵

3-4-3- تولید نانولیپوزوم ویتامین A پالمیتات.. ۷۶

3-4-4 – آزمایش­های عمومی.. ۷۷

3-4-5- غنی­سازی شیر خام کم چرب با فرمولاسیون­های نانوحامل ویتامین A پالمیتات.. ۸۲

3-4-6- آنالیزهای آماری……………………………………………………………………………………………………………….۸۴

فصل چهارم:  نتایج و بحث

4-1- سيستم نانوامولسيون حاوي ويتامين A پالميتات   ۸۵

4-1-1- بررسی اندازه و توزیع اندازۀ قطرات نانوامولسیون حاوی ویتامینA  پالمیتات در غلظتهای مختلف سورفاکتانت.. ۸۶

4-1-2- تأثیر غلظت ویتامین A پالمیتات در سیستم نانوامولسیون   ۹۱

4-1-3- بررسی ویژگیهای نوری و کدورت سیستم نانوامولسیون.. ۹۲

4-1-4- مورفولوژی قطرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری   ۹۳

4-1-5- تأثیر نوع سورفاکتانت غیریونی بر اندازه و توزیع قطرات نانوامولسیونها.. 94

4-1-6- تعیین پایداری بلند مدت نانوامولسیون.. 98

4-1-7- تأثیر نوع فاز روغنی حامل روی اندازه قطرههای نانوامولسیون   99

4-2- حامل­های لیپیدی نانوساختار(NLC) حاوی ویتامین A پالمیتات   102

4-2-1- استفاده از روش هوموژنيزاسيون گرم با نیروی برشی بالا در تولید حامل لیپیدی نانوساختار.. 103

4-2-2- طیف سنجی فرو سرخ (FT-IR).. 104

4-2-3- گرماسنجی اسکنی افتراقی (DSC).. 108

4-2-4- اندازه و توزیع اندازۀ ذرات.. 112

4-2-5- تأثیر نوع لیپید مورد استفاده بر اندازه و توزیع ذرات   112

4-2-6- تأثیر نسبت لیپید جامد به روغن مایع بر اندازۀ ذرات   119

4-2-7- تأثیر غلظت سورفاکتانت فاز آبی بر اندازه و توزیع ذرات   121

4-2-8- پتانسیل زتا.. 125

4-2-9- مورفولوژی نانوذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری   127

4-2-10- کارایی درون پوشانی حامل لیپیدی نانوساختار.. 128

4-2-11- پایداری فیزیکی ساختارهای لیپیدی نانوحامل.. 131

4-2-11-1- پایداری اندازۀ ذرات نانوحامل لیپیدی.. 132

4-2-11-2- بررسی پایداری ویتامین Aپالمیتات.. 133

4-3- نانولیپوزومهای حاوی ویتامین A پالمیتات.. 134

4-3-1- اسپکتروسکوپی فروسرخ (FT-IR).. 135

4-3-2- بررسی اندازه و توزیع اندازۀ قطرات نانولیپوزوم حاوی ویتامین A پالمیتات در غلظت­های مختلف لستین به کلسترول.. 139

4-3-3- مورفولوژی نانولیپوزوم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری   142

4-3-4- پتانسیل زتا و تحرک الکتروفورتیک.. 142

4-3-5- کارایی درون پوشانی نانولیپوزوم.. 146

4-3-6- بررسی پایداری.. 151

4-3-6-1- بررسی پایداری اندازة ذرات.. 151

4-3-6-2- بررسی پایداری ویتامین A پالمیتات.. 154

4-3-7- اندازه گیری کدورت.. 159

4-4-بررسی ويژگي­هاي رئولوژیکی فرمولاسیون بهینه از هریک از سیستم­های نانوحامل کلوئیدی.. 160

4-4-1- بررسی خواص رئولوژيكی پايا.. 160

4-5- غنی سازی شیر خام کم چرب با فرمولاسیون­های نانوحامل ویتامین A پالمیتات.. 164

4-5-1- تهیۀ نمونه­های شیر غنی سازی شده.. 165

4-5-2- بررسی میزان پایداری ویتامین A پالمیتات در شیر پاستوریزه و استریلیزه.. 165

4-5-3- ارزیابی خواص حسی نمونه­های شیر غنی سازی شده با ویتامین A پالمیتات.. 169

4-5-4- بررسی اتصال ویتامین A پالمیتات به کازئین­های شیر کم چرب غنی سازی شده.. 170

شماره و عنوان شكل                                                                                                                     صفحه

شکل 1-1: انواع سیستم­های حامل بر پایه لیپیدی………………………………………………………………………………………………………………….6

شکل 1-2: انواع روش­های پرانرژی شامل هوموژنیزاسیون فشار بالا- سونیکاتور و میکروفلودایزر………………………………………………9

شکل1-3: طرح شماتیک مکانیسم تولید خودبه خودی امولسیون……………………………………………………………………………………………10

شکل 1-4: طرح شماتیکی گذر فازها برای تولید امولسیون روغن در آب با فاز پراکنده­ ریز……………………………………………………..11

شکل1‑5: مکانیزم­های فیزیکوشیمیایی ناپایداری نانوامولسیون، تفکیک گرانشی، انبوهش، ادغام شدن، رسیدگی استوالد و معکوس شدن فاز……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….15

شکل 1-6: نحوۀ آرایش امولسیفایرهای گوناگون در سطح بین دو فاز…………………………………………………………………………………..18

شکل 1-7: هوموژناسیون سرد با فشار بالا (Cold-HPH)……………………………………………………………………………………………………26

شکل 1-8: موقعیت­های مختلف قرارگرفتن ترکیب فعال زیستی در ساختار نانوحامل لیپیدی………………………………………………….28

شکل 1-9: مقایسه نظم و کریستال­های لیپیدی در دو ساختار SLN وNLC …………………………………………………………………………..29

شکل 1-10: مراحل تولید NLC با استفاده از روش هوموژناسیون داغ………………………………………………………………………………..34

شکل1-11: ساختار وزیکول­های یونی لاملار بزرگ (LUV_s)­، وزیکول­های یونی لاملار کوچک (SUV_s)­، وزیکول­های مولتی لاملار (MLV_s) و وزیکول­های مولتی وزیکولار (MVV_s)……………………………………………………………………………………………………………38

شکل 1-12: حالت مایع و حالت ژلی دو لایه فسفولیپیدی…………………………………………………………………………………………………38

شکل 1-13: متداول­ترین روش­های مکانیکی مورد استفاده در تولید نانولیپوزوم­ها…………………………………………………………………43

شکل 1-14: ساختار رتینوئیدهای مختلف با گروه­های مختلف R………………………………………………………………………………………..49

شکل 2-1: سمت چپ: تولید نانوامولسیون با هوموژناسیون دماي پايين و تعداد سيكل كم. سمت راست: هوموژناسیون دماي بالا با تعداد سيكل زیاد…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..53

شکل3-1 ساختار فسفو ليپيد (بتا استيل- واي- او- آلكيل- ال- آلفا- فسفاتيديل كولين)……………………………………………………….69

شکل3-2: طرح شماتيك مكانيسم توليد خودبه­خودي نانوامولسيون…………………………………………………………………………………….71

شكل3-3: ساختارهاي شيميايي تويين­هاي 20، 21، 40، 80 و85…………………………………………………………………………………………73

شکل3-4: ساختار شیمیایی (الف) اکتیل اکتانیت و (ب) میگلیول 812………………………………………………………………………………..73

شکل 3-5: دستگاه اندازه­گیری اندازه ذرات مدل Wing Sald برای اندازه­گیری قطر متوسط ذرات………………………………………..74

شکل 3-6: تهیه NLCهای حاوی پالمیتات ویتامین A به روش هوموژناسیون داغ (Hot-HPH)………………………………………………76

شکل 3-7: دستگاه DSC، مدل DSC 200 F 3 Maia برای اندازه­گیری خواص حرارتی مواد………………………………………………77

شکل 3-8: دستگاه FTIR مدل Shimadzu 8400 برای اندازه­گیری طیف IR…………………………………………………………………….78

شکل 3-9: دستگاه زتا سایزر مدل Nano-ZS برای اندازه­گیری میزان بار سطحی ذرات………………………………………………………..78

شکل 3-10: دستگاه اسپکتوفتومتر نور مرئی مدل Ultrospec 2000 ساخت انگلیس………………………………………………………….79

شکل 3-11: پیک استاندارد ویتامین A پالمیتات در غلظت­های 4، 2، 1 و 5/0 ميكروگرم در هرمیلی­لیتر فازمتحرک…………………80

شکل 3-12: منحنی کالیبراسیون ویتامین  Aپالمیتات……………………………………………………………………………………………………….80

شکل 3-13: دستگاه رئومتر Physica Anton Paar مدل MCR 301 برای تعیین خواص رئولوژیکی…………………………………..81

شکل 4-1: فرمولاسیون­های مختلف نانوامولسیون حاوی ویتامین A پالمیتات با تغییر نسبت غلظت سورفاکتانت به امولسیون و غلظت سورفاکتانت نسبت به فاز روغنی( SER وSOR)، تغییر نوع سورفاکتانت غیر یونی، فاز روغنی حامل و میزان ویتامین در سیستم همراه با اندازۀ ذرات آنها…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..86

شکل4-2: تاثیر غلظت­های متفاوت سورفاکتانت به امولسیون (SER) بر اندازه و توزیع اندازه قطرات در نانوامولسيون­هاي تهيه شده با استفاده از فاز روغني ميگليول 812 حاوي 3% ويتامين A پالميتات و سورفاكتانت غير يوني تويين 80 در دمای °C 25……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….88

شکل4‑ 3: تاثیر غلظت سورفاکتانت به فاز روغن(SOR) بر توزیع اندازۀ قطرات……………………………………………………………………90

شکل 4-4: برهم‌کنش ­تهی‌سازی در حضور ذرات کلوئیدی در اطراف قطره­های فاز پراکنده……………………………………………………91

شکل 4-5: تأثیرغلظت ویتامین A پالمیتات بر اندازه و توزیع اندازه قطرات نانوامولسیون بهینه (%15SER=، %150SOR=، میگلیول 812 به عنوان روغن حامل و تویین 80  به عنوان سورفاکتانت غیریونی………………………………………………………………………………………93

شكل 4-6: بررسي ميزان كدورت فرمولاسيون نانوامولسيون بهينه (15%=SER و 150=SOR، ميگليول 812 به عنوان روغن حامل و تويين 80 به عنوان سورفاكتانت غيريوني)…………………………………………………………………………………………………………………………94

شکل 4-7: تصویر میکروسکوپی الکترونی گذاره از سیستم نانوامولسیون بهینه حاوي ویتامین A پالمیتات (15%=SER و %150=SOR، ميگليول 812 به­ عنوان روغن حامل و تويين 80 به­ عنوان سورفاكتانت………………………………………………………………………………….95

شکل 4-8: تاثیر نوع سورفاکتانت غیر یونی بر اندازۀ قطرات نانوامولسیون بهینه (15%=SER و %150=SOR، ميگليول 812 به عنوان روغن حامل و غلظت 03/0% ویتامین A پالمیتات)…………………………………………………………………………………………………………… 96

شکل 4-9: پایداری نانوامولسیون بهینه (15%=SER و 150%=SOR، ميگليول 812 به عنوان روغن حامل و تويين 80 به عنوان سورفاكتانت غيريوني) در طی مدت سه ماه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….99

شکل4-10: تأثیر نوع فاز روغنی حامل روی اندازه قطره­های نانوامولسیون­ ویتامین A پالمیتات بهینه (15%=SER و %150=SOR، تويين 80 به عنوان سورفاكتانت غيريوني و غلظت 03/0% ویتامین A پالميتات……………………………………………………………………………….100

شکل 4-11: طیف FTIR مربوط به مواد خام تشکیل دهنده نانودیسپرسیون لیپیدی، نانودیسپرسیون حاوی ویتامین A پالمیتات و نانودیسپرسیون بدون حضور ویتامین همراه با ساختار مولکولی ترکیبات و طول موج گروه­های عاملی هر یک از آنها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..106

شکل 4-12: منحنی گرمایشی ویتامین A پالمیتات و مشاهده پيك تعريف آن………………………………………………………………………..108

شکل 4-13: منحنی گرمایشی اكتيل اكتانيت (روغن مايع) و مشاهده پيك ذوب آن……………………………………………………………….109

شکل 4-14: منحنی گرمایشی پودر خشك شدة حلال ليپيدي نانوساختار حاوي ویتامین A پالمیتات و نانو حامل خالي از ويتامين و پيرسرول ATO5  به عنوان فاز ليپيدي……………………………………………………………………………………………………………………………..109

شکل 4-15: تفاوت ساختارهای NLC و SLN…………………………………………………………………………………………………………………..111

شکل 4-16: اثر متغیر مستقل نوع حامل لیپیدی مورد استفاده بر اندازه ذرات حامل­هاي لیپیدی نانوساختار با نسبت 1:10 ليپيد جامد به روغن مايع و غلظت 6% (وزني/حجمي) سورفاكتانت………………………………………………………………………………………………………..114

شکل 4-17: انواع کریستال­های لیپیدی و پلی­مورفیسم لیپیدها در مرحله تشکیل و نگه­داری……………………………………………………117

شکل4-18: تأثیر غلظت­های مختلف ليپيد جامد (پيرسرول) به روغن مايع (اكتيل اكتانيت) بر انداره و توزیع اندازة ذرات حامل­هاي ليپيدي نانوساختار با غلظت سورفاكتانت 6% (وزني/حجمي)……………………………………………………………………………………………….119

شکل4-19: تأثیر غلظت­های مختلف سورفاکتانت غیر یونی فاز آبی (پلوکسامر 407) بر انداره و توزیع اندازة ذرات در فرمولاسيون­هاي تهيه شده با استفاده از نسبت 10:1 روغن مايع (اكتيل اكتانيت) به ليپيد جامد (پيرسرول)…………………………………………………………121

شکل 4-20: ساختار شیمیایی سورفاکتانت غیر یونی (پولاکسامر 407)…………………………………………………………………………………121

شکل4-21: تصویر میکروسکوپ الکترونی گذاره حامل­هاي لیپیدی نانوساختار بهينه (غلظت 6% (w/v) سورفاكتانت غير يوني (پولاکسامر 407) + نسبت  1: 10 روغن مايع (اكتيل اكتانيت) به ليپيد جامد (پيرسرول)…………………………………………………………128

شکل 4-22- پیک کارایی درون پوشانی NLC حاوی ویتامین A پالمیتات بر پايه نسبت 1:10 ليپيد جامد (پيرسرول ATO5) به روغن مايع حامل ویتامین A پالمیتات (اكتيل اكتانيت) و غلظت سورفاكتانت فاز آبي 6% (w/v)……………………………………………………….128

شکل 4-23: کارایی درون پوشانی NLC با فرمولاسیون­های مختلف حاوی غلظت­های مختلف سورفاکتانت فاز آبی (2، 4 و 6% (w/v)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..131

شکل 4-24: پایداری اندازه و توزیع پراکنش ذرات حامل لیپیدی نانوساختار بهینه (غلظت 6% (w/v) سورفاكتانت غير يوني (پولاکسامر 407) + نسبت + نسبت  1: 10 روغن مايع (اكتيل اكتانيت) به ليپيد جامد (پيرسرول) در طی مدت ماندگاری 70 روز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….132

شکل 4-25: میزان ویتامین _A پالمیتات باقی مانده در حامل­هاي لیپیدی نانوساختار در غلظت­های مختلف سورفاکتانت فاز آبی بعد از گذشت 60 روز نگهداری در دمای 4 درجه سانتی­گراد……………………………………………………………………………………………………..133

شکل 4-26: طیف FTIR مربوط به مواد خام تشکیل دهنده نانولیپوزوم، نانولیپوزوم حاوی ویتامین A پالمیتات و نانولیپوزوم بدون حضور ویتامین همراه با ساختار مولكولي تركيبات و طول موج گروه­های عاملی هر یک ازآنها………………………………………………136

شکل 4-27: تأثیر تغییر غلظت­ لسیتین به کلسترول بر اندازۀ ذرات نانولیپوزوم حاوی 4/2 ميلي­گرم ویتامین A پالمیتات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………139

شکل 4-28: تأثیر تغییر غلظت لسیتین به کلسترول (میلی­گرم) بر توزیع اندازۀ ذرات نانولیپوزوم حاوی 4/2 ميلي­گرم ویتامین A پالمیتات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………140

شکل 4-29: تصویر میکروسکوپ الکترونی گذاره نانولیپوزوم بر پايه 50-10 ميلي­گرم لسيتين-كلسترول حاوي  4/2 ميلي­گرم ویتامین A پالمیتات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….141

شکل 4-30 : طرح شماتیکی نانولیپوزوم حاوی ویتامین A پالمیتات و پتانسیل زتای اطراف آن……………………………………………… 144

شکل 4-31: پیک ويتامين كپسوله شده در نانوليپوزوم بهينه (غلظت 50-10 ميلي­گرم لستين به كلسترول) حاوي 4/2 ميلي­گرم ویتامین A………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..145

شکل 4-32: کارایی درون پوشانی نانولیپوزوم حاوی ویتامین حاوي 4/2 ميلي­گرم ویتامین A با غلظت­های مختلف لستین به کلسترول (60-0، 50-10، 40-20، 30-30)……………………………………………………………………………………………………………………………………146

شکل 4-33: طرز قرارگیری ویتامین­ها و ترکیبات غیرقطبی در دو لایۀ فسفولیپید……………………………………………………………………149

شکل 4-34: تأثیر زمان نگهداری بر اندازه ذرات در غلظت­های مختلف لسیتین به کلسترول نانوليپوزوم­هاي حاوي 4/2 ميلي­گرم ویتامین A ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….151

شكل 4-35: توزيع اندازه و شاخص پراكنش ذرات در غلظت­هاي مختلف لستين به كلسترول نانوليپوزوم­هاي حاوي ویتامین A بعد از گذشت 30 روز……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..152

شكل 4-36: پیک ویتامین A پالمیتات كپسوله شده در ليپوزوم روز دهم………………………………………………………………………………..154

شكل 4-37: مقادیر کدورت اندازه­گیری شده ليپوزوم­هاي حاوي 4/2 ميلي­گرم ویتامین A  برای نسبت­هاي  مختلف لسیتین به  کلسترول……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..158

شکل 4-38: نمودار تنش برشی­ـ­ سرعت برشی فرمولاسیون بهینه از سه سیستم نانولیپوزوم (10:50 ميلي­گرم لسيتين به كلسترول)، نانوامولسیون (فرمولاسيون بر پايه تويين 80 به عنوان سورفاكتانت، ميگليول 812  به عنوان روغن حامل 3% ويتامين A پالميتات و 15%=SER) و حامل ليپيدي نانوساختار (فرمولاسيون بر پايه نسبت 10 به 1 ليپيد جامد پيرسرول به روغن مايع اكتيل اكتانيت و غلظت 6% سورفاكتانت)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….160

شکل 4-39: نمودار ويسكوزيته-سرعت برشی فرمولاسیون بهینه از سه سیستم نانولیپوزوم (10:50 ميلي­گرم لسيتين به كلسترول)، نانوامولسیون (فرمولاسيون بر پايه تويين 80 به عنوان سورفاكتانت، ميگليول 812  به عنوان روغن حامل 3% ويتامين A پالميتات و 15%=SER) و حامل ليپيدي نانوساختار (فرمولاسيون بر پايه نسبت 10 به 1 ليپيد جامد پيرسرول به روغن مايع اكتيل اكتانيت و غلظت 6% سورفاكتانت)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..161

شکل 4-40: میزان پايداري ویتامین  Aپالمیتات در شیر  پاستوریزه و استریليزه غني­سازي شده طی مدت نگه­داری…………………..166

شكل 4-41: دو ساختار نانوامولسيون مايع و نانو كريستال چربي حاوي تركيب ليپيدي فعال كه بوسيله يك لايه سورفاكتانت پايدار شده است……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………167

شكل 4-42: تغييرات pH نمونه­هاي شير استريل غني­سازي شده با نانوامولسيون و NLC و نانوليپوزوم حاوي ویتامین  Aپالمیتات طي 90روز نگهداري…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..168

شکل 4-43: ارزیابی حسی نمونه­های شیر غنی شده با سیستم­های نانوحامل (نانوامولسيون و NLC و نانوليپوزوم) به همراه نمونه کنترل در طی مدت ماندگاری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..168

شكل 4-44: پيك HPLC مربوط به ويتامين A پالميتات متصل شده به كازئين­هاي روز 45 شير استريل غني­سازي شده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….170

شکل 4-45: نحوة اتصال ویتامین A (رتینوئیک اسید) به کازئین­های شیر……………………………………………………………………………..171