16528

1761 دكتري

دكتري

علوم صنايع غذايي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

هفده، [200] ص. : مصور ، جدول، نمودار

مهدي كديور، علي محمد تمدن

هاجر شكر چي زاده، سميرا سادات ابوالمعالي

امير حسين گلي ، ژاله ورشو ساز، رسول كدخدايي

1400/04/12

كتابنامه

كشاورزي

مهندسي كشاورزي

1400/04/15

2702708

هدف از انجام اين پژوهش افزايش پايداري، محلوليت و فراهمي زيستي ايزوفلاوون جنيستئين كه به طور گسترده به عنوان آنتي اكسيدان استفاده مي شود، بود. جنيستئين تركيبي با حلاليت پايين در آب است كه با افزايش زمان، دما و تغييرات pH و غلظت اكسيژن تخريب شده و فراهمي زيستي آن كاهش مي يابد. با توجه به خصوصيات منحصر به فرد جنيستئين در پيشگيري از سرطان ها، ديابت، بيماري هاي قلبي و عروقي و پوكي استخوان، پايداري و فراهمي زيستي اين تركيب بسيار حائز اهميت مي باشد. استفاده از حامل هايي به منظور درون پوشاني جنيستئين، علاوه بر افزايش پايداري آن نسبت به شرايط فرآيند، مي تواند در بهبود هضم، رهايش كنترل شده، جذب جنيستئين و فراهمي زيستي آن مؤثر باشد. در اين تحقيق، در ابتدا پايداري جنيستئين تحت تاثير پارامترهاي متغير دما (7، 25 و 60 درجه سانتيگراد)، زمان (5، 15 و 30 روز) و pH (قليايي، اسيدي و خنثي) با استفاده از طرح فاكتوريل سه سطحي ارزيابي شد. با افزايش pH، دما و مدت زمان نگهداري پايداري جنيستئين كاهش يافت. در ادامه از نشاسته مزومتخلخل به عنوان حامل استفاده شد. از طرح تاگوچي به منظور ساخت نشاسته مزومتخلخل با بيشترين ميزان سطح ويژه، حجم كلي حفرات ، اندازه حفرات در محدوده مزو حفره، ميزان جذب آب، حداقل زاويه استراحت و شاخص فشردگي استفاده گرديد. متغير هاي آزمون شامل نوع نشاسته (ذرت، سيب زميني و تاپيوكا)، غلظت نشاسته (8، 11 و 14 درصد)، غلظت اتانول (40، 70 و 100درصد) و روش خشك كردن (ميكروويو، انجمادي و روتاري تحت خلاء) بود. شرايط بهينه جهت ساخت نشاسته مزومتخلخل مطلوب استفاده از نشاسته ذرت با غلظت 14 درصد، استفاده از اتانول 100 درصد در مرحله جايگزيني حلال و در نهايت خشك كردن با روش روتاري تحت خلاء بود. در شرايط بهينه در بهترين نمونه نشاسته مزومتخلخل، بزرگترين سطح ويژه حفرات، حجم حفرات و ميزان جذب آب به ترتيب m2/g 93/77، cm3/g31/0 و 91/6 و ميانگين اندازه حفرات nm27/13 بدست آمد. در ادامه بارگيري جنيستئين درون نشاسته مزومتخلخل انجام گرفته و كارآيي بارگيري و ظرفيت بارگيري در نسبت هاي مختلف جنيستئين به حامل (2:1، 1:1، 1:5، 1:10 و 1:20) محاسبه شدند. در نسبت 1:1 جنيستئين به حامل مطلوب ترين ميزان ظرفيت بارگيري (71/44 درصد) و كارآيي بارگيري (9/79 درصد) با تبعيت از مدل جذبي لانگموير بدست آمد. در ادامه ايزوترم جذب و دفع نيتروژن، طيف مادون قرمز، پراش اشعه ايكس، مرفولوژي، اندازه ذرات و رهايش جنيستئين بعد از بارگيري در دو محيط رهايش با pH هاي 2/1 و 8/6 مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج از حاكي از بارگيري جنيستئين درون نشاسته مزومتخلخل به صورت فيزيكي و آمورف بود. اندازه ذرات و سطح ويژه حفرات نمونه به ترتيب بعد از بارگيري افزايش و كاهش يافتند. رهايش جنيستئين در مقايسه با جنيستئين خالص به طور معني داري بهبود يافت. رهايش در ابتدا با سرعت بيشتر و در ادامه به طور آهسته انجام گرفت و ميزان آن در محيط شبيه سازي شده روده با pH 8/6 بيشتر از محيط اسيدي بود. در ادامه به منظور رهايش كنترل شده و بهبود خاصيت مخاط چسبي حامل و تاثير آن بر خاصيت آنتي اكسيداني جنيستئين از فرم اكسيد شده ي نشاسته مزومتخلخل با سديم پريدات (دي آلدهيد نشاسته با 35/62 درصد گروه هاي آلدهيدي) و واكنش آن با كربوكسي متيل كيتوزان (در دو نسبت 1:1 و 2:1) و تهيه ايروژل شيف- باز به عنوان حامل دوم استفاده شد. نتايج بررسي طيف مادون قرمز، پراش اشعه ايكس شيف- باز تهيه شده حاكي از ايجاد پيوند ايميدي بين دو پليمر و تشكيل ايروژلي آمورف بود. مطالعات مخاط چسبي ايروژل شيف- باز تهيه شده حاكي از افزايش معني دار كار حاصل از مخاط چسبي با افزايش غلظت كربوكسي متيل كيتوزان بود. بارگيري جنيستئين در حامل جديد در نسبت 1:1 داراي مناسب ترين بازده و ظرفيت بارگيري بود. به كارگيري حامل جديد منجر به رهايش كنترل شده تر و وابسته به pH جنيستئين نسبت به حامل اول در دو محيط رهايش با pH هاي 8/6 و 2/1 شد و ميزان رهايش كلي پس از 24 ساعت در محيط شبيه سازي شده روده بالاتر بود. در نتيجه جنيستئين از اثرات مخرب محيط اسيدي معده در امان مانده و در روده كه محل اصلي جذب آن است، انتظار مي رود ميزان جذب و در نهايت فراهمي زيستي آن افزايش يابد. غني سازي تورتيلا با جنيستئين بارگيري شده و بررسي ميزان پايداري و خاصيت آنتي اكسيداني در مواجهه با راديكال ABTS+ جنيستئين بعد از فرآيند توليد حاكي از آن بود كه مقدار تخريب جنيستئين بعد از توليد محصول اندك بوده و نمونه تورتيلاي غني شده با جنيستئين بارگيري شده در حامل ثانويه داراي بالاترين ميزان خاصيت آنتي اكسيداني بود.

The present research was carried out for preparation of mesoporous starch (MPS) and schiff- base aerogel as carriers for genistein, a model of poorly water-soluble phytoestrogen isoflavone; and exploration of the impact of different fabrication parameters on structural and loading properties. MPS is considered as a highly porous biomaterial which typically possesses nanometer-sized porous microstructure and low density, providing a large effective specific surface area (SSA) and hydrophilic surface to improve solubility, stability and bioavailability of poorly water-soluble active agents. To fabricate MPS, various concentrations (8-14% w/v) of starch from different sources (corn, potato and tapioca) was used for gel formation and the successive solvent exchange process was performed with use of various ethanol concentrations (40-70% v/v), which were then dried by different techniques (rotary vacuum evaporation, microwave and freeze drying). MPS quality attributes such as SSA, total porous volume, BJH pore diameter, swelling ratio, angle of ripose and compressability index were determined and effects of the fabrication parameters were investigated using L9-Taguchi orthogonal array design. The results indicate that second order polynomial regression models were well fitted for all response variables. Interestingly, the starch components greatly influenced physical properties of MPS. Also, the drying type and ethanol concentration altered significantly the model equations. The overall best fabrication condition (14% corn starch, 100% ethanol concentration in ageing step and rotary vacuum drying) resulted in favorable MPS preparation with mean size of 105.4 nm and unimodal distribution. In the next step, genistein was encapsulated in MPS microstructure at different ratios, resulting in high loading capacity and efficiency (44.71% and 79.9%, respectively) at 1:1 weight ratio. According to the electron microscopy and XRD analysis, the degree of genistein crystallinity lowered remarkably after the impregnation in to MPS, indicating improved solubility. In-vitro release profile of genistein from MPS in the simulated gastrointestinal buffer solutions (pH 1.2 and 6.8) demonstrated that incorporating genistein into the MPS enhanced the dissolution rate compared with genistein powder. Release kinetic data were fitted to the Higuchi model (R2= 0.98), indicating diffusion controlled-release mechanism. In the following, for impromvment of muccoadheseive property of carrier and control release of genistein, amorphous Schiff- base aerogel was prepared from interaction of dialdehyde starch and carboxy methyl chitosan trough imine bond (according to FTIR and XRD analysis) at different weigh ratio. Dialdehyde starch was prepared by oxidation of starch with sodium periodate (1:1 mole ratio) with 62.35 % aldehyde groups. Work of Mucoadhesion of Schiff base aerogel (1:1 polymer ratio) was significantly (about 4 times) greater than MPS and with increase of CMCh concentration was increased. In the next step, genistein was encapsulated in Schiff base aerogel microstructure at different ratios, resulting in high loading capacity and efficiency (43.8% and 77.95%, respectively) at 1:1 weight ratio. The experimental genistein adsorption data were found to be fitted well to the Langmuir model (R2 = 0.989) in both carriers. In-vitro release profile of genistein from Schiff- base aerogel in the simulated gastrointestinal buffer solutions (pH 1.2 and 6.8) demonstrated that release of genistein was pH dependent (greater in pH 6.8),

مهدي كديور، علي محمد تمدن

هاجر شكر چي زاده، سميرا سادات ابوالمعالي

امير حسين گلي ، ژاله ورشو ساز، رسول كدخدايي