بررسی خواص گرمایی، کدورت و عوامل مؤثر بر اندازه ذرات و رئولوژی نوسانی نانوکمپلکس‌های زیست‌پلیمری پکتین ـ کازئینات

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی

2 دانشگاه علوم پزشکی تبریز

3 مرند، مرکز تحقیق و توسعه شرکت تکدانه

چکیده

یکی از انواع نانوکپسول­ های مورد استفاده برای ریز­پوشانی و رهایش کنترل‌شده مواد غذایی - دارو، نانوکمپلکس ­های زیست‌پلیمری‌اند که از اتصال زیست‌پلیمرهای پروتئینی و پلی‌­ساکاریدی تشکیل می­ شوند. در این پژوهش، تشکیل کمپلکس بین پکتین و سدیم کازئینات، با افزودن محلول پکتینی )2/0، 45/0 و 7/0% w/v ) به محلول کازئیناتی (5/0، 1 و 5/1 % w/v) و کاهش pH به زیر نقطه ایزوالکتریک کازئینات سدیم، انجام شد و اثر عوامل مختلف از جمله غلظت­ زیست‌پلیمر، غلظت نمک، دما و زمان فراصوت‌دهی بر خواص نانوکمپلکس ­های پکتین ­ـ­ کازئینات به عنوان نانوحامل بالقوه بررسی شده است. گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و دستگاه اندازه‌­گیری اندازه ذرات، به ترتیب برای تشخیص تشکیل کمپلکس و تعیین اندازه و توزیع ذرات استفاده شدند. مطابق نتایج DSC، با اختلاط محلول­ های سدیم کازئینات و پکتین در شرایط اسیدی (1/4=pH)، پیک مربوط به پکتین (°C4/208) و کازئین خالص (°C3/206) حذف شده و مخلوط این دو، یک پیک جدید را در دمای بالاتر (°C7/248) نشان داد. نتایج DSC و کدورت‌سنجی، ایجاد کمپلکس بین پکتین و کازئین در pHهای کمتر از 5 و نتایج اندازه ذرات، تشکیل پراکنش پایدار، با حداقل اندازه nm  86 را در  pH  برابر 1/4، کازئینات w/v %1 و پکتینw/v %45/0 نشان دادند. فراصوت‌دهی با زمان­ های بیش از min ۱ ، اندازه ذرات را کاهش داد و افزودن نمک، در غلظت­ های کم و زیاد نتایج متفاوتی را در پایداری سامانه داشت. با کاهش دمای تولید از C‌°21 به C‌°4 اندازه ذرات نانوکمپلکس کاهش یافت. مطابق نتایج آزمون رئولوژی نوسانی، با افزایش غلظت پکتین، مدول­ های گرانروکشسانی (Ǵ وG˝) افزایش یافتند و مدول اتلاف (G˝) از مدول ذخیره (Ǵ) بزرگ‌ تر بود.

عنوان مقاله [English]

Study of Thermal Properties, Turbidity, Effective Factors on Particle Size and Oscillatory Rheology of Pectin-Caseinate Biopolymer Nanocomplexes

نویسندگان [English]

  • Sajedeh Bahrani 1
  • Babak Ghanbarzadeh 1
  • Hamed Hamishehkar 2
  • Mohammadyar Hoseini 3
1 Faculty of Agriculture, University of Tabriz,
2 Tabriz University of Medical Sciences
3 Takdane Corporation R&D Center
چکیده [English]

The biopolymer-based nanocomplexes are a group of nanocapsules that are used for encapsulation and control delivery of nutraceuticals. They are formed by binding of proteins and polysaccharides. In this study, complex formation between pectin and sodium caseinate was taken place by addition of pectin solutions
(0.2, 0.45 and 0.7 % w/v) into the caseinate solutions (0.5, 1 and 1.5 % w/v) and adjusted their pH below isoelecteric point of sodium caseinate. The effect of various factors such as biopolymer concentration, salt concentration, temperature and time of ultrasound on the properties of pectin-casein nanocomplexes was investigated. Differential scanning calorimetry (DSC) and particle size analyzer were used for study of complex formation and particle size determination, respectively. The results of DSC and turbidimetry showed complex formation between the pectin and casein at pH below 5 and the results of particle size showed formation of stable dispersion with a minimum size of 86 nm at pH 4.1, caseinate of 1 % w/v and pectin 0.45 % w/v concentration. The ultrasound for more than 1 min reduced particle size and addition of salt at high and low concentrations had different effects on the stability of the colloidal system. The lowering of temperature from 21 to 4°C resulted in smaller particle size of nanocomplexes. The oscillatory rheological results showed that with increasing pectin concentration, viscoelastic moduli were increased and loss moduli were higher than storage modulus.

کلیدواژه‌ها [English]

  • نانوکمپلکس کازئینات - کتین
  • اندازه ذرات
  • گرماسنجی پویشی تفاضلی
  • کدورت
  • رئولوژی نوسانی