بررسی تولید کمپلکس های کازئین- صمغ عربی به عنوان نانو حامل های بتاکاروتن در نوشیدنی های آبی

به دلیل شیوع بیماریهای مختلف، استفاده از رژیم های غذایی کم چرب و یا بدون چربی در میان اکثر جوامع رایج شده است. حذف چربی از رژیم غذایی، باعث ایجاد مشکلات ناشی از کمبود ویتا مین ها و مواد مغذی ضروری محلول در چربی می شود. برای رفع این مشکل، می توان سیستم های غذایی کم چرب و یا بدون چربی را با این ترکیبات غنی سازی کرد. از طرفی چون این ترکیبات نسبت به نور، اکسیژن و دماهای بالا حساس هستند، بایستی روش غنی سازی آنها به شیوه ای باشد که کمترین افت را در طول ذخیره سازی و فرآیند داشته باشند. نانو انکپسولاسیون این ترکیبات، راه حل مناسبی برای حل این مشکل می باشد بدین ترتیب که مواد مغذی آبگریز، توسط بیوپلیمرهایی که از طریق بر هم کنش های الکترواستاتیکی ایجاد شده اند، پوشانده می شوند و سپس به ماده غذایی مورد نظر افزوده می شوند. این روش، از یک طرف باعث محافظت این ترکیبات در برابر عوامل نابود کننده می شود و از طرف دیگر به علت اینکه در مقیاس نانو هستند، شفافیت محصول مورد نظر دچار افت نخواهد شد. در این تحقیق، انکپسولاسیون بتا کاروتن در نانوکمپلکس بر پایه دو بیو پلیمر کازئین و صمغ عربی، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا محلول های کازئینات سدیم در دو سطح غلظت 1/0 و 5/0درصد وزنی و صمغ عربی در سه سطح غلظت 1/0، 5/0 و 1 در صد وزنی تهیه شدند. سپس بتاکاروتن در محلول های کازئینات سدیم بارگذاری شد و صمغ عربی در غلظت های مختلف به آنها اضافه گردید و با تنظیمph بر همکنش الکترواستاتیک بین بیوپلیمرها ایجاد گردید. نمونه های آماده شده، مورد آزمون های ft-ir، dsc، hplc، زتاسایز، آزمون های میکروسکوپی sem، tem، کدورت و خواص رئولوژیکی قرار گرفتند. منحنی های به دست آمده از آزمون ft-ir نانو کمپلکس ها در8/4=ph نشان داد که طیف اختصاصی نانو کمپلکس بیوپلیمری حاوی بتاکاروتن در ناحیه معینی از نور فروسرخ متفاوت از طیف های اختصاصی هر کدام از بیوپلیمرها و بتاکاروتن می باشد، که این موضوع به احتمال زیاد انکپسولاسیون بتاکاروتن در کمپلکس کازئینات – صمغ عربی را تأیید می کند. در آزمون dsc نانو کمپلکس ها، در8/4=ph، نیز نقطه ذوب نانوکمپلکس بیو پلیمری حاوی بتاکاروتن با نقطه ذوب هر کدام از بیوپلیمرها و بتاکاروتن تفاوت داشت که می تواند به احتمال زیاد انکپسولاسیون بتاکاروتن در نانوکمپلکس را تأیید کند. در آزمون اندازه ذرات در 8/4=ph، نیز کمپلکس های حاوی بتاکاروتن در چهار غلظت کازئینات سدیم1/0 – صمغ عربی 1/0% (حجمی – حجمی)، کازئینات سدیم 1/0 – صمغ عربی 5/0% (حجمی – حجمی)، کازئینات سدیم 1/0 – صمغ عربی 1% (حجمی – حجمی) و کازئینات سدیم 5/0 – صمغ عربی 5/0% (حجمی – حجمی) دارای اندازه 100 - 200 نانومتر بودند. بعد از گذشت30 و 80 روز از تولید، اندازه ذرات افزایش معنی داری پیدا کرد که نشان می دهد این سیستم نیز مانند هر سیستم کلوئیدی دیگر دارای پایداری ترمو دینامیکی نمی باشد. توزیع اندازه ذرات نیز در این نانو کمپلکس ها در 8/4=ph کمتر از 2/0 به دست آمد که مطلوب می باشد. تأثیر تغییرات ph در محدوده 5/4-5، نیز بر روی اندازه ذرات مورد بررسی قرار گرفت و کمترین اندازه ذرات در5/4=ph به دست آمد. پتانسیل زتای ذرات نیز تحت تأثیر دو عامل غلظت بیوپلیمرها و تغییرات ph اندازه گیری شد و مشخص شد که بیشترین مقدار منفی زتا پتانسیل (22- میلی ولت) در 5=ph در غلظت کازئینات 1/0 و صمغ عربی 1% (حجمی - حجمی) می باشد ولی در 8/4=ph مقادیر منفی زتا پتانسیل تفاوت معنی داری نداشتند و بیشترین مقدار به غلظت کازئینات سدیم 1/0 – صمغ عربی 5/0% (حجمی – حجمی) مربوط می شد که حدود 17- میلی ولت بود. مطابق تصاویر به دست آمده از آزمون های میکروسکوپی نانو کمپلکس های حاوی بتاکاروتن در 8/4=ph نیز اندازه ذرات در حدود 100 – 200 نانومتر بود و همچنین در تصاویر به دست آمده از tem، نانوذراتی با هسته و دیواره دو لایه مشاهده شد. در نتایج حاصل از اندازه گیری کدورت محلول های حاوی نانو کپسول ها در 8/4=ph، بیشترین کدورت (ntu134) مربوط به غلظت کازئینات سدیم 1/0 – صمغ عربی 1% (حجمی – حجمی) می باشد. نتایج حاصل از hplc نانو کپسول ها، در8/4=ph ، که برای آزمون های کارایی و پایداری انکپسولاسیون به کار رفت نشان داد که میزان کارایی انکپسولاسیون در نانو ذرات کمتر از میکروذرات بود ولی در حد قابل قبول و حدود 50% بود. نتایج حاصل از میزان جذب بتاکاروتن پس از گذشت 80 روز از انکپسولاسیون نیز نشان داد که میزان بتاکاروتن محافظت شده توسط نانو کمپلکس در حد قابل قبول و 21-51% بود. بررسی ویژگی های رئولوژیکی نانو ذرات در 8/4=ph نشان داد که افزایش غلظت صمغ عربی از 1/0 به 1% باعث افزایش ویسکوزیته محلول آبی حاوی نانو کمپلکس می شود.