بررسی سینتیک تخریب بتاکاروتن در حامل های لیپیدی نانوساختار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 استاد، گروه مواد رنگزای آلی، پژوهشگاه رنگ، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، سینتیک تخریب بتاکاروتن در حامل‌های لیپیدی نانوساختار به روش اسپکتروفوتومتری بررسی شده و تاثیر غلظت‌های بتاکاروتن، روغن مایع، سطح فعال و دما بر روی پایداری بتاکاروتن مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، حامل‌های لیپیدی نانوساختار حاوی بتاکاروتن به روش نفوذ حلالی ساخته شده و در دمای محیط در تاریکی نگهداری شدند. نتایج نشان داد که سینتیک تخریب بتاکاروتن در حامل‌های لیپیدی نانوساختار از واکنش درجه یک پیروی می‌کند. همچنین میزان پایداری بتاکاروتن با افزایش غلظت روغن مایع افزایش محسوسی پیدا می‌کند. افزایش غلظت بتاکاروتن و سطح فعال از 1 به 5 درصد وزنی به ترتیب موجب افزایش ثابت سرعت تخریب از 00473/0 و 00737/0 به 01280/0 و 01093/0 بر ساعت می‌شود. افزایش دما از 5 به °C 65 موجب کاهش پایداری بتاکاروتن می‌شود و این در حالی است که با افزایش دما به بیش °C 65 روند معکوسی مشاهده می‌گردد. لازم به ذکر است که افزودن بتاکاروتن به حامل‌های لیپیدی نانوساختار سبب افزایش اندازه ذرات از 38 به 105 نانومتر می‌شود. ضمن اینکه اندازه ذرات اولیه حامل‌های لیپیدی نانوساختار بدون حضور روغن مایع تغییر محسوسی نمی‌کند

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] P. Sanguansri, M.A. Augustin, Nanoscale materials development–a food industry perspective. Trends Food Sci. Technol. 17(2006), 547-556.

[2] J. Weiss, E.A. Decker, D. J. McClements, K. Kristbergsson, T. Helgason, T. Awad, Solid Lipid Nanoparticles as Delivery Systems for Bioactive Food Components. Food Biophys. 3(2008), 146–154.

[3] M.P. Desai, V. Labhasetwar, G.L. Amidon, R.J. Levy, Gastrointestinal upkate of biodegradable microparticles: effect of particle size. Pharm. Res. 13(1996), 1838-1845.

[4] R.H. Müller, M. Radtke, S.A. Wissing, Solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) in cosmetic and dermatological preparations. Adv. Drug Deliver. Rev. 54(2002), S131-S155.

[5] W. Mehnert, K. Mader, Solid lipid nanoparticles Production, characterization and applications. Adv. Drug Deliver. Rev. 47(2001), 165–196.

[6] C. Socaciu, Food colorants: chemical and functional properties. CRC Press, 2007.

[7] B.J. Burri, Beta-carotene and human health: a review of current research. Nutr. Res. 17(1997), 547-580.

[8] C. Soukoulis, T. Bohn, A comprehensive overview on the micro-and nano-technological encapsulation advances for enhancing the chemical stability and bioavailability of carotenoids. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 58(2018), 1-36.

[9] B.H. Chen, T.M. Chen, J.T. Chien, Kinetic Model for Studying the Isomerization of α - and β-Carotene during Heating and Illumination. J. Agric. Food Chem. 42(1994), 2391–2397.

[10] J. Weiss, P. Takhistov, D.J. Mcclements, Functional Materials in Food Nanotechnology. J. Food Sci. 71(2006), R107-R116.

[11] C. Qian, E.A. Decker, H. Xiao, D.J. Mcclements, Physical and chemical stability of β-carotene-enriched nanoemulsions: Influence of pH, ionic strength, temperature, and emulsifier type. Food Chem. 132(2012), 1221-1229.

[12] M. Fathi, M. Mozafari, M. Mohebbi, Nanoencapsulation of food ingredients using lipid based delivery systems. Trends Food Sci. Technol. 23(2012), 13-27.

[13] A. Pezeshki, H. Hamishehkar, B. Ghanbarzadeh, I. Fathollahy, F.K. Nahr, M.K. Heshmati, M. Mohammadi, Nanostructured lipid carriers as a favorable delivery system for β-carotene. Food Biosci. 27(2019), 11-17.

[14] A. Hejri, A. Khosravi, K. Gharanjig, M.M. Davarani, Effect of edible antioxidants on chemical stability of ß-carotene loaded nanostructured lipid carriers. LWT-Food Sci. Technol. 113 (2019), 108272.

[15] S. Trombino, R. Cassano, R. Muzzalupo, A. Pingitore, E. Cione, N. Picci, Stearyl ferulate-based solid lipid nanoparticles for the encapsulation and stabilization of β-carotene and α-tocopherol. Colloids Surf. B Biointerfaces. 72(2009), 181-187.

[16] A. Hejri, A. Khosravi, K. Gharanjig, M. Hejazi, Optimisation of the formulation of β-carotene loaded nanostructured lipid carriers prepared by solvent diffusion method. Food Chem. 141(2013), 117-123.

[17] J. Zhang, Y. Fan, E. Smith, Experimental design for the optimization of lipid nanoparticles. J. Pharm. Sci. 98(2009), 1813-1819.

[18] M.D. Triplett, J.F. Rathman, Optimization of β-carotene loaded solid lipid nanoparticles preparation using a high shear homogenization technique. J. Nanoparticle Res. 11(2009), 601-614.

[19] A. Hejri, K. Gharanjig , A. Khosravi, M. Hejazi, Effect of surfactants on kinetics of β-carotene photodegradation in emulsions. Chem. Eng. Comm. 200(2013), 437-447.

[20] L. Zhang, D.G. Hayes, G. Chen, Q. Zhong , Transparent dispersions of milk-fat-based nanostructured lipid carriers for delivery of β-carotene. J. Agric. Food Chem. 61(2013), 9435-9443.

[21] F. Tamjidi, M. Shahedi, J. Varshosaz, A. Nasirpour, EDTA and α‐tocopherol improve the chemical stability of astaxanthin loaded into nanostructured lipid carriers. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 116(2014), 968-977.

[22] W. Ge, D. Li, M. Chen, X. Wang, S. Liu, R. Sun, Characterization and antioxidant activity of β-carotene loaded chitosan-graft-poly (lactide) nanomicelles. Carbohydr. Polym. 117(2015), 169-176.

[23] F. Tamjidi, M. Shahedi, J. Varshosaz, A. Nasirpour, Nanostructured lipid carriers (NLC): A potential delivery system for bioactive food molecules. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 19(2013), 29-43.

[24] V. Jenning, A.F. Thünemann, S.H. Gohla, Characterisation of a novel solid lipid nanoparticle carrier system based on binary mixtures of liquid and solid lipids. Int. J. Pharm. 199(2000), 167-177.

[25] W. Wang, Y.J. Wang, D. Wang, Dual effects of Tween 80 on protein stability. Int. J. Pharm. 347(2008), 31-38.

[26] F.Q. Hu, S.P. Jiang , Y.Z. Du, H. Yuan, Y.Q. Ye, S. Zeng, Preparation and characterization of stearic acid nanostructured lipid carriers by solvent diffusion method in an aqueous system. Colloids Surf. B Biointerfaces. 45(2005), 167-173.

[27] B.A. Kerwin, Polysorbates 20 and 80 used in the formulation of protein biotherapeutics: structure and degradation pathways. J. Pharm. Sci. 97(2008), 2924-2935.

[28] C.-H. Liu, C.-T. Wu, Optimization of nanostructured lipid carriers for lutein delivery. Colloids Surf. A. 353(2010), 149-156.

[29] T. Helgason, T. Awad, E.A. Decker, K. Kristbergsson, D. J. McClements, J. Weiss, Influence of polymorphic transformations on gelation of tripalmitin solid lipid nanoparticle suspensions. J. Am. Oil Chem. Soc. 85(2008), 501-511.