%34تخفیف

تهيه نانوکپسول­هاي کازئين حاوي اسيدهاي چرب چند غير اشباعي بلند زنجير

تعداد199 صفحه در فایل word

گروه علوم و صنایع غذایی

 

کارشناسی ارشد ­

تهيه نانوکپسول­هاي کازئين حاوي اسيدهاي چرب چند غير اشباعي بلند زنجير

چکیده

اصولاً استفاده از پروتئین­هایی نظیر کازئین یکی از راهکارهای مناسب برای محافظت و رساندن غذا-داروهای آب­گریز نظیر اسیدهای چرب غیراشباع می‌باشد که اغلب برای تهیه میکرو و نانوکپسول­ کازئین از روش‌هایی مانند امولسیونه کردن و خشک کردن با خشک کن پاششی ، باز سرهم سازی میسل کازئین (r-CM)، استفاده از غلظت بحرانی میسلی شدن (CMC) کازئینات سدیم بهره می‌برند. اما این روش­ها اغلب به دلیل بروز مشکلاتی مانند مدفون بودن مناطق آب­گریز کازئین در مناطق داخلی (که سبب کاهش برهم­کنش با ترکیبات آب­گریز می­گردد)، از دست دادن ساختار اصلی و اولیه میسل و عملکرد طبیعی­ آن، بزرگتر بودن اندازه ذرات میکروکپسول­ها، پائین بودن پایداری اکسیداتیو ، ناپایداری در محیط مایع در طول دوره نگهداری، و زمان­بر بودن (در مورد روش r- CM) از مطلوبیت مناسبی برخوردار نمی‌باشند. بنابراین در پژوهش حاضر، تاثیر افزایش pH (9-7/6) و یا ترکیب آن با تیمار فراصوت (شدت­های 25، 50 و 100% و مدت­های 5/0، 1، 2، و 4 دقیقه) در سه نوع روش تیمار دهی شامل: UP (اعمال تیمار فراصوت قبل از افزایش pH)، PUP (اعمال فراصوت پس از افزایش pH) و PU ( اعمال فراصوت پس از کاهش مجدد pH) روی توانایی تشکیل نانوکپسول کازئین طبیعی شیر در پوشش‌دهی چندین نوع روغن غیراشباع (روغن ماهی، روغن کلزا، روغن سویا) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که کدورت پراکنش کازئین به موازات افزایش pH از 7/6 به حدود 11 کاهش و هم­زمان با افزایش pH از 7/6 به 8، اندازه متوسط ذرات از 242 نانومتر به 5/330 نانومتر افزایش یافت. هم‌چنین، یافته­های ما نشان داد که کارایی کپسوله شدن در روش اندازه­گیری با اولتراسانتریفوژ، به­ موازات افزایش نسبت روغن از 54/0 به 27/1% (وزنی/حجمی) از حدود 35/92% به 5/51% کاهش یافت اما با اندازه­گیری به روش ترسیب در نقطه ایزوالکتریک، کارایی تقریباً  در حدود 97-96% بود. همچنین، تیمار PUP کارایی کپسوله شدن را (در نمونه حاوی 68/0% وزنی/حجمی روغن) نسبت به روش­های PU و UP بیشتر افزایش داد. یافته­های این بررسی نشان داد که میسل کازئین طبیعی شیر قادر است ترکیبات آب­گریز را از طریق تغییرات pH و بازتر شدن ساختار کازئین به تله انداخته و با کاهش pH ساختار اولیه خود را بازیافته و این ترکیبات آب­گریز را به­عنوان نانوکپسول در خود حفظ کند. هم­چنین، تیمار فراصوت سبب بهبود کارایی کپسوله شدن گردید. به­علاوه، اندازه­گیری پتانسیل زتا نشان داد که تفاوت بسیار کمی بین نمونه شیرپس­چرخ تیمار نشده (19-) و نمونه تیمار شده با روش PUP حاوی 54/0% روغن کلزا (18-) وجود داشت که بیان­گر حداقل تغییرات در میزان پایداری و تغییرات ساختاری در میسل­های کازئین بود.

واژگان کلیدی: میسل­ کازئین، نانوکپسول، پروتئین شیر، پ­هاش، فراصوت

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                               صفحه                                                                                                                            

 

فصل اول: کلیات………………………………………………………………………………………… 1

1-1) میکرو/ نانوکپسوله کردن…………………… 2

  • ترکیبات کپسوله کننده………………………………….. 2

1-1-2) فرآیندهای میکرو/ نانوکپسوله­سازی…………. 5

1-1-3) عوامل تعیین­کننده برای میکروکپسوله کردن…… 5

1-2) کازئین…………………………………. 7

1-2-1) تأثیر pHهای قلیایی بر ساختار کازئین……… 11

1-2-2) تأثیر فراصوت بر ساختار کازئین…………… 12

1-3) ویژگی­های کازئین به ­عنوان ناقل ترکیبات زیست فعال 12

1-3-1) اتصال به ترکیبات زیست­فعال………………. 13

1-3-1-1) اتصال یونی………………………….. 13

1-3-2) فعالیت سطحی…………………………… 13

1-3-3) خودتجمعی و هم­تجمعی…………………….. 14

1-3-4) ژلاتینه شدن……………………………. 14

1-3-5)  سهولت هضم در اثر آنزیم­های گوارشی……….. 15

1-3-6) توانایی واکنش با دیگر پلیمرها…………… 15

1-3-7) ویژگی محافظت­کنندگی…………………….. 15

1-3-8) سازگاری با دستگاه گوارش………………… 16

1-4)  اسیدهای چرب امگا-3……………………… 16

1-4-1)  اکسیداسیون لیپید……………………… 16

1-4-1) روش­های جلوگیری از اکسیداسیون چربی­ها……… 18

1-5) فراصوت…………………………………. 19

1-5-1) مکانیسم عملکرد امواج ………………….. 20

1-5-2) ویژگیهای موج صوتی……………………… 21

1-5-3 ) مکانیزم تاثیرگذاری امواج فراصوت………… 22

1-5-3-1) حفره­زایی……………………………. 22

1-5-3-1-1)  فاکتورهای موثر در حفره سازی………… 24

1-5-3-2) تشکیل رادیکالهای آزاد………………… 25

1-5-4) دسته­بندی فراصوت از نظر گستره­ی بسامدی…….. 25

1-5-5) فراصوت در صنایع لبنی ………………….. 27

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های انجام شده…………………………………… 28

2-1) پژوهش­های انجام شده در مورد تاثیر pH قلیایی و فراصوت بر ساختار میسل کازئین…………………………………. 30

2-2) پژوهش­های انجام شده در مورد کپسوله کردن مواد آب­گریز با مواد پروتئینی (به­ویژه کازئین)……………………… 33

 

فصل سوم: مواد و روش­ها……………………………………………………………………….. 45

3-1) زمان و محل انجام آزمایش­ها………………… 46

3-2) مواد و تجهیزات………………………….. 46

3-3) روش­ها………………………………….. 47

3-3-1) اندازه­گیری pH و چربی شیر……………….. 47

3-3-2) روش تهیه روغن ماهی ساردین………………. 47

3-3-3) روش تصفیه روغن­های خام کلزا و سویا……….. 48

3-3-4) روش تهیه و ارزیابی پایداری پراکنش میسل کازئین بازساخته 48

3-3-4-1) استفاده از فراصوت به­منظور افزایش پایداری پراکنش میسل کازئین بازساخته……………………………………. 49

3-3-4-2) روش تهیه  نانو کپسول حاوی روغن توسط میسل کازئین بازساخته 50

3-3-5) ارزیابی توانایی میسل کازئین طبیعی به­عنوان حامل نانویی 50

3-3-5-1) روش تهیه شیر پس چرخ (میسل کازئین طبیعی)… 50

3-3-5-2)  تاثیر تغییرات pH بر پایداری شیر پس چرخ… 51

3-3-5-3) روش اندازه­گیری کدورت شیر پس­چرخ………… 52

3-3-5-4) روش تهیه نانوکپسول حاوی روغن توسط میسل کازئین طبیعی 52

3-3-5-5) پایداری فیزیکی………………………. 53

3-3-5-5-1) تاثیر مقدار و نوع روغن بر پایداری فیزیکی نانو-کپسول میسل کازئین طبیعی………………………………… 53

3-3-5-5-2) تاثیر تیمار حرارتی بر پایداری فیزیکی نانو-کپسول میسل کازئین طبیعی………………………………… 53

3-3-5-6) تاثیر کاهش اندازه ذرات روغن بر میزان پایداری و کارایی نانوکپسول میسل کازئین

طبیعی………………………………………. 54

3-3-5-6-1) تهیه امولسیون روغن و آب…………….. 54

3-3-5-6-2) اعمال فراصوت به شیر حاوی روغن……….. 54

3-3-5-7) اندازه­گیری کارایی کپسوله شدن روغن کلزا با میسل­های کازیین طبیعی………………………………………. 57

3-3-5-8) بررسی تاثیر تغییرات pH بر تشکیل یا عدم تشکیل صابون در سامانه……………………………………… 59

3-3-5-9) اندازه­گیری اثر محافظتی نانوکپسول­ها  روی اکسایش روغن در مقابل امواج فرابنفش………………………….. 59

3-3-5-10) اندازه­گیری توزیع اندازه ذرات…………. 61

3-3-5-11) اندازه­گیری میزان پتانسیل زتا…………. 62

3-3-5-12) بررسي­هاي ميكروسكوپي………………….. 63

3-3-6) ارزيابي حسي…………………………… 65

3-3-7) تجزيه و تحليل آماری……………………… 66

فصل چهارم: یافته­ها و بحث………………………………………………………………… 68

4-1) تهیه و ارزیابی پایداری پراکنش میسل کازئین بازساخته  69

4-2) تاثير تغييرات  pH  بر کدورت و اندازه ذرات شير. 71

4-3) پایداری فیزیکی………………………….. 74

4-3-1) تاثیر نوع و مقدار روغن بر پایداری فیزیکی نانوکپسول میسل کازئین……………………………………… 74

4-3-2) تاثیر استفاده از تیمار حرارتی بر پایداری فیزیکی نانو-کپسول میسل کازئین…………………………………. 76

4-4) تأثير کاهش اندازه ذرات روغن بر ميزان پايداري و کارايي نانو کپسول ميسل کازئين……………………………. 76

4-4-1) امولسيون روغن در آب……………………. 76

4-4-2) اعمال فراصوت به شير حاوي روغن و بررسي کيفيت نانوکپسول­هاي حاصله………………………………………. 77

4-5) بررسي تاثير تغييرات pH بر تشکيل يا عدم تشکيل صابون در سيستم  80

4-6) ارزیابی کارایی کپسوله­کنندگی میسل کازئین طبیعی. 81

4-6-1) تاثیر میزان روغن و شدت­های مختلف فراصوت  بر کارایی کپسوله کنندگی میسل کازئین…………………………… 81

4-6-2) مزایا و معایب ارزيابي کارايي کپسوله­کنندگی نانوميسل­هاي کازئين با روش ترسيب با اولتراسانتريفوژ……………….. 82

4-6-3) مقايسه کارايي نانوکپسول­هاي توليد شده در روش حاضر با ساير مقالات و بررسي علل

تفاوت­ها…………………………………….. 86

4-6-4) ارزيابي کارايي کپسوله کنندگی نانو ميسل­هاي کازئين به روش ترسيب با کاهش pH………………………………….. 93

4-7) پايداري اکسيداتيو نانوکپسول میسل کازئین طبیعی شیر   97

4-8) تأثير نانوکپسوله کردن بر ويژگي­هاي توزيع اندازه ذرات و پتانسيل زتاي ميسل­های کازئین…………………………. 101

4-9) بررسي­هاي ميکروسکوپي……………………. 107

4-10) تاثیر کپسوله کردن روغن­های مختلف با میسل­های کازئین طبیعی شیر به­ PUP، روی برخی ویژگی­های حسی شیر………………. 108

نتیجه­گیری…………………………………. 110

پیشنهادها…………………………………. 113

منابع…………………………………….. 115

پیوست…………………………………….. 126

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                              صفحه                                                                                                                             

 

جدول1-1: ترکیبات مورد استفاده جهت کپسوله کردن با کاربرد غذایی 3

جدول 1-2: فرایندهای کپسوله کردن در صنعت غذا…….. 5

جدول 1-3: برخی ویژگی­های فیزیکوشیمیایی کازئین……. 9

جدول 4-1: مقایسه غلظت یون­های کلسیم و فسفات مورد استفاده جهت تهیه میسل­های کازئین بازساخته در  بررسی حاضر و مقالات مختلف 70

جدول 4-2: تاثیر ترکیب شدت و زمان اعمال فراصوت روی میزان کارایی کپسوله کنندگی میسل کازئین شیر پس­چرخ حاوی 68/0% وزنی/حجمی روغن کلزا…………………………………………… 80

جدول 4-3: مقایسه روش محاسبه، کارایی، مواد هسته و دیواره مورد استفاده در بررسی حاضر با برخی مقالات ………………….. 88

جدول 4-4: مقایسه تاثیر تیمارهای مختلف روی برخی ویزگی­های توزیع اندازه ذرات شیر پس­چرخ و نانوکپسول­های حاوی روغن کلزا….. 104

جدول 4-5: ارزیابی برخی ویژگی های حسی نمونه های شیر پس چرخ حاوی نانوکپسول های میسل کازئین حاوی روغن های کلزا, سویا و ماهی    109

 

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                               صفحه

                                                                                                                           

شکل 1-1: ساختار اولیه چهار نوع کازئین………….. 8

شکل 1-2: نمایش گسترده بسامدی امواج صوتی و فراصوتی.. 19

شکل 1-3: نمای شماتیک امواج فراصوتی…………….. 20

شکل 1-4: نمای شماتیک از فشردگی و انبساط­های ایجاد شده توسط موج فراصوتی در محیط مایع…………………………. 21

شکل 1-5: نمای ظاهری طول موج و دامنه امواج صوتی….. 21

شکل 1-6: تصویر شماتیک از روند تشکیل و رشد حباب­ها… 23

شکل 1-7: نمای شماتیک از فرایند انبساط و ترکیدن حباب­ها    23

شکل3-1: نمای ظاهری دستگاه سانتریفوژ مدل سیگما…………… 50

شکل 3-1: نمای ظاهری دستگاه سانتریفوژ مدل سیگما…………….. 50

 شکل3-2: نمای ظاهری دستگاه فراصوت نمایه گذاری

شکل 3-2 : نمای ظاهری دستگاه فراصوت………………………………………… 56

شکل 3-3: نمایش آماده سازی  و پرتودهی نمونه­ها : الف) آماده­سازی نمونه شاهد در پتری دیش، ب) نمونه­ها تحت تابش فرابنفش…………….. 60

شکل 3-4: نماي ظاهري الف) دستگاه تحلیل کننده اندازه ذرات و زتاسايزر سري نانو و ب) لوله­هاي

موئين دستگاه(سل)……………………………………………………………………………………… 63

شکل 3-5: نمای ظاهری:  الف) دستگاه FE-SEM  مدل S4160 Hitachi، ب) Stubهای پوشش داده شده با فویل آلومنیومی……………………………………………….. 65

شکل 3-6: پرسشنامه‌ي ارزيابي حسي نمونه‌هاي شیر………………………… 67

شکل 4-1: تاثیر تغييرات pH  روی میزان جذب نور شير پس­چرخ (طول موج 286 نانومتر، دماي 30 درجه سانتيگراد)…………………………………………….. 71

شکل 4-2: تغيير رنگ شير پس­چرخ در اثر تغييرات pH (سمت راست نمونه  با pH 12 و سمت چپ نمونه با pH 8)……………………………………………………… 72

شکل 4-3: میسل کازئین ترسیب شده با اولتراسانتریفوژ.. 75

شکل 4-4: نمايش تاثیر شرایط مختلف تیمار شیر پس­چرخ روی ميزان کارايي کپسوله کنندگی  میسل کازئین……………………. 77

شکل 4-5: تاثیر میزان روغن بر کارایی کپسوله کنندگی میسل کازئین با روش تغییر pH……………………………………………………………………………………………………….. 81

شکل 4-6: توزیع اندازه ذرات نمونه pup (حاوی 3/0% روغن ) فراصوت شده به مدت 2 دقیقه با 2 شدت 50 و 100……………………………………………………… 84

شکل 4-7: مقایسه تاثیر افزودن حلال­های دی­اتیل اتر و پترولیوم اتر روی ساختار پودر کازئینات سدیم تجاری و میسل کازئین طبیعی شیر  86

شکل 4-8: مقایسه تاثیر روش­های اولتراسانتریفوژ g60000 و کاهش pH تا نقطه ایزوالکتریک در

نسبت­های مختلف روغن روی میزان کارایی کپسوله­کنندگی میسل کازئین   94

شکل 4-9: مقایسه روش­های مختلف اندازه­گیری روی میزان کارایی کپسوله کنندگی میسل کازئین

طبیعی شیر پس­چرخ (حاوی 27/1% وزنی/حجمی روغن خام کلزا)            96

شکل 4-10: تاثیر مدت زمان تابش امواج فرابنفش (شدت 78 میلی وات بر سانتی­متر مربع و طول موج 290-200 نانومتر) روی شاخص پراکسید روغن در نمونه­های کپسوله شده  و نمونه شاهد حاوی 54/0% روغن کلزا        97

شکل 4-11: مقایسه نمودارهای توزیع اندازه شیر پس­چرخ با pH7/6، شیر پس­چرخ با pH 8 ، شیر پس چرخ تیمار شده PUP با فراصوت با شدت 50 و زمان 2 دقیقه………………………………………………………………………………………………………………………. 102

شکل 4-12: مقایسه نمودارهای توزیع اندازه ذرات شیر پس­چرخ با pH 7/6، نمونه حاوی 54/0% روغن کلزا تیمار شده به روش P و با استفاده از pH های 8  و 9 ……………………………………………………………………………………………………… 103

شکل 4-13: مقایسه نمودارهای توزیع اندازه ذرات شیر پس­چرخ ، شیر پس­چرخ  بدون روغن تیمار شده با PUP، نمونه حاوی 54/0% روغن کلزا تیمار شده به روش های PU، UP و PUP………………………………………………………………………. 105

شکل 4-14:  مقایسه نمودارهای توزیع اندازه شیر پس چرخ  و سوپرناتانت حاصل از اولترا سانتریفیوژ

شده شیر پس چرخ          106

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo