شماره مدرك
19426
شماره راهنما
2198 دكتري
پديد آورنده
علمي زاده، آمنه
عنوان
بهينهسازي فرآيند استخراج تانشينون از گياه دارويي برازمبل و توليد و ارزيابي ويژگيهاي نانو ذرات بيو پليمري حاوي تانشينون براي غنيسازي آب سيب
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
فناوري مواد غذايي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1402
صفحه شمار
هشت، 167 ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
تركيبات تانشينون , پيش تيمار پلاسماي سرد , نانوذرات , روش ترسيب ضد حلال , تنشهاي محيطي , قابليت پخش مجدد نانو ذرات
تاريخ ورود اطلاعات
1403/02/23
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
علوم و مهندسي صنايع غذايي
دانشكده
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/08/20
كد ايرانداك
23036595
چكيده فارسي
ريشهي گياه برازمبل غني از تركيبات ترپنوئيدي به نام تانشينون است كه از لحاظ پزشكي حائز اهميت هستند. در اين پژوهش استخراج تركيبات تانشينون از گياه برازمبل توسط روشهاي رفلاكس حرارتي، فراصوت و مايكروويو با پيش تيمار پلاسماي سرد مورد ارزيابي قرار گرفت. در ادامه تحقيق، از روش ترسيب ضد حلال بهعنوان يك روش كارآمد براي ريز پوشاني كردن تركيبات تانشينون و توليد نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون استفاده شد. با توجه به يافتههاي ارائهشده در بخش اول، تيمار 18 كيلوولت به مدت 5/1 دقيقه بهعنوان تيمار بهينه پلاسماي سرد، حمام اولتراسونيك با تيمار 100 وات به مدت 60 دقيقه بهعنوان تيمار بهينه روش اولتراسونيك و تيمار 600 وات در زمان پرتودهي 25 دقيقه بهعنوان تيمار بهينه روش ماكروويو انتخاب شدند. نتايج نشان داد كه پيش تيمار پلاسماي سرد بهطور قابلتوجهي استخراج تركيبات تانشينون را در همه روشها افزايش داد، اما محتواي تركيبات فنول كل و به دنبال آن خاصيت آنتياكسيداني نمونهها تحت تأثير پيش تيمار پلاسماي سرد كاهش يافت. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد تلفيق پيش تيمار پلاسماي سرد با روش استخراج ماكروويو، كارآمدترين روش براي استخراج تركيبات تانشينون از ريشه گياه برازمبل بود؛ همچنين ازلحاظ مصرف انرژي، روش تلفيقي پيش تيمار پلاسماي سرد و ماكروويو مؤثرترين و مقرون بهصرفهترين روش در مقايسه با ساير روشهاي استخراج بود. در بخش دوم بهمنظور يافتن فرمولاسيوني مناسب با اندازه ذرات نانو، اثر غلظتهاي مختلف پكتين و نسبتهاي مختلف تانشينون به زئين بر ويژگيهاي فيزيكي نانو ذرات پكتين-زئين حاوي تانشينون بررسي شد. بر اين اساس غلظت پكتين 1 گرم بر ليتر و نسبت تانشينون به زئين 1/1:0 گرم/ گرم براي تهيه نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون انتخاب شدند. نانو ذرات پكتين-زئين حاوي تانشينون تهيهشده بر اساس فرمول بهينه، داراي متوسط قطر حجمي، اندازه توزيع ذرات و پتانسيل زتا در حدود 02/0± 13/0 ميكرومتر، 06/0±19/0 و 01/0±62/38- ميلي ولت بودند. علاوه بر اين، راندمان انكپسولاسيون و شاخص پايداري نانو ذرات تهيهشده به ترتيب در حدود % 06/0±41/79 و 50/0± 62/0 بود. نتايج حاصل از طيف جذبي نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون، نشان داد تانشينون در نانو ذرات پكتين- زئين بهطور كامل ريز پوشاني شده و پيوند الكترواستاتيك عامل اصلي تشكيل نانو ذرات بوده است؛ همچنين پيوندهاي هيدروژني و هيدروفوب در تشكيل نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون نيز دخيل بودند. نتايج حاصل از انحلالپذيري تركيات تانشيون ريزپوشاني شده و قابليت پخش مجدد نانو ذرات نشان داد كه حضور پوشش پكتين باعث بهبود تركيات تانشيون ريزپوشاني شده شد، همچنين نانو ذرات پراكندگي و پايداري مطلوبي در آب داشتند. نتايج نشان داد كه خاصيت آنتياكسيداني نانو ذرات پكتين- زئين فاقد تانشينون در حدود%18/0 ± 30/45 بود كه اين ميتواند مربوط به پليمر زئين باشد و حضور تركيبات تانشينون در نانو ذرات پكتين-زئين باعث افزايش خاصيت آنتياكسيداني تا حدود%20/0 ± 04/72 شد كه اين نشاندهنده خاصيت آنتياكسيداني زياد تركيبات تانشينون است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان داد كه حضور پوشش پكتين در سطح نانو ذرات زئين حاوي تانشينون تأثير قابلتوجهي برافزايش پايداري نانو ذرات در محيط شبيهسازيشده معده و روده داشت و منجر به رهايش تدريجي و كنترلشده اي از تانشينون در محيط شبيهسازيشده معده و روده نسبت به نانو ذرات زئين حاوي تانشينون بدون پوشش پكتين شد. نتايج نشان داد كه نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون پايداري مطلوبي در برابر تغييرات pH محيط و تيمار حرارتي داشتند اما با افزايش ميزان غلظت نمك محيط اندازه نانو ذرات بهطور معنيداري افزايش يافت و درنهايت در غلظت 5/0 مولار نمك رسوب زردرنگي از نانو ذرات در ته ويال مشاهده شد. نتايج نشان داد كه هر دو عامل زمان و دماي نگهداري تأثير معنيداري بر پايداري نانو ذرات پكتين- زئين حاوي تانشينون در طي انبارداري داشتند. نانو ذرات پكتين-زئين حاوي تانشينون پايداري قابل قبولي در طي انبارداري در دماي 4 درجه سلسيوس در طي 30 روز داشتند.
چكيده انگليسي
Tanshinone, a secondary metabolite derived from the medicinal plant Salvia subg. Perovskia, possesses therapeutic properties and has the potential to serve as a viable alternative to synthetic antioxidants in food industry. The primary objective of this study was to enhance the extraction efficiency of tanshinone compounds from Salvia subg. Perovskia through the utilization of various extraction techniques, such as heat reflux, ultrasonic, and microwave-hydrodistillation (MH) applying dielectric barrier discharge cold plasma as a pretreatment. Firstly, the optimum conditions of cold plasma pretreatment, ultrasonic, and microwave methods were determined at 18 kV for 1.5 min, 600 W for 25 min, and 100 W for 60 min, respectively, based on the extracted tanshinone content. The SEM analysis revealed that CP pretreatment caused notable changes in the cell walls, characterized by perforation, cracking, and the presence of cavities. The HPLC analysis identified three major components of tanshinone, including OH-CRT, CRT, and TAH-IIA, while GC–MS spectrometry detected 13 different volatile components in the extracted solutions. In conclusion, the combination of CP pretreatment with MH emerged as the most suitable method for extracting tanshinone compounds from Salvia subg. Perovskia, owing to its effective extraction capabilities, time-saving attributes, and energy efficiency. Moreover, the kinetic of tanshinone extraction through different methods were investigated using the first-order and second-order models. The statistical analysis clearly revealed that the second-order model accurately describes the tanshinone extraction process. In the second part of this study, a novel biopolymer nanocarriers system based on pectin/zein for the encapsulation of tanshinone compounds developed using the anti-solvent precipitation method. The concentration of pectin and mass ratio of tanshinone/zein in the final formulation of nanoparticles were optimized. According to the results, a pectin concentration of 1 g/L and a tanshinone/zein ratio of 0.1:1 g/g were considered the optimal nanoparticle formulation. The resulting nanoparticles exhibited a spherical core-shell structure, with approximate values for size, zeta potential, TSI, and encapsulation efficiency of 132 ± 0.002 nm, - 38.6 ± 0.019 mV, 0.600 ± 0.084, and 79.41 ± 0.62 %, respectively. In the third part of this study, the physicochemical properties of the nanoparticles were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM), and Transmission electron microscopy (TEM). Also, the possibility of using produced nanoparticles as tanshinone carriers in food products was investigated by redispersibility and dissolvability tests. The FTIR test confirmed the presence of hydrophobic, hydrogen, and electrostatic interactions among the constituents within the nanoparticles. Additionally, XRD and DSC tests verified the amorphous nature of the nanoparticles. Morphological examination conducted through TEM, and SEM revealed the characteristics of the resulting nanoparticles. Furthermore, this carrier system significantly enhanced the solubility of tanshinone compounds in water. In the fourth part of this study, the nanoparticles were then evaluated for their antioxidant properties, as well as their ability to release tanshinone and withstand environmental stress. The results of the study demonstrated a significant improvement in the antioxidant capabilities of tanshinone with the nanoparticle coating. The T/Z/P NPs exhibited enhanced tanshinone release under simulated gastrointestinal conditions compared to T/Z nanoparticles.
استاد راهنما
اميرحسين گلي
استاد مشاور
مهدي رحيم ملك
استاد داور
نفيسه سلطاني زاده , ژاله ورشوساز , بابك قنبرزاده