توليد ميكروالياف پروتئيني زئين با استفاده از فرآيند الكتروريسي

Production of zein protein microfiber by electrospinning

ميكرو الياف زيست تخريب پذير و خوراكي زئين با استفاده از حلال اسيد استيك تهيه شد. با تغيير غلظت محلول زئين، ولتاژ الكتروريسي، فاصله بين نوك سوزن و جمع كننده و سرعت جريان محلول ميتوان ميكرو الياف بدون مهره و يكنواخت توليد نمود. غلظت محلول زئين در سه سطح w/v % 30 و 26، 22، ولتاژ فرآيند الكتروريسي در سه سطحkV 30 و 20، 10، فاصله بين نوك سوزن و جمع كننده در سه سطح cm 20 و 15، 10 و سرعت جريان در سه سطح ml/h 12 و 8، 4 مطالعه شدند. تأثير پارامترها بر الكتروريسي محلول زئين در قالب طرح مركب مركزي (CCD) بررسي و به روش سطح پاسخ (RSM) مدل سازي و تجزيه و تحليل شدند. بر اساس نتايج اين پژوهش، غلظت زئين تأثير معني داري (P<0.0001) بر مورفولوژي و قطر الياف دارد. بطوريكه با افزايش غلظت محلول زئين، الياف با مورفولوژي فاقد مهره و يكنواخت توليد شد و قطر الياف نيز افزايش يافت. همچنين، ولتاژ تأثير معني داري (P<0.0001) بر قطر الياف داشت.بطوريكه با افزايش ولتاژ، قطر الياف نيز افزايش يافت.سرعت جريان و فاصله بين نوك سوزن و جمع كننده تأثير معني داري بر قطر الياف نداشت. در اين پژوهش، تأثير غلظت محلول و پارامترهاي فرآيندي بر مورفولوژي الياف حاصل بررسي گرديد. الياف حاصل از زئين را ميتوان در صنايع غذايي براي مصارف مختلف به ويژه بسته بندي و انكپسولاسيون استفاده نمود.

Biodegradable edible zein microfibers were prepared using acetic acid as solvent. Uniform and beadfree zein fibers could be obtained by changing the solution concentration, the electrospinning voltage, the solution feed rate and the distance between needle tip and collector. The solution concentration at three levels: 22, 26 and 30 w/v %, the electrospinning voltage at three levels: 10, 20 and 30 kV, the solution feed rate at three levels: 4, 8 and 12 ml/h and the distance between needle tip and collector at three levels: 10, 15 and 20 cm were studied. Central composite design (CCD) was utilized to study the effect of electrospinning parameters of zein solution and the data were analyzed using response surface methodology (RSM). According to results of this research, the solution concentration had significant influence (P < 0.0001) on morphology and diameter of fibers. By increasing the solution concentration, uniform and bead-free fibers were obtained. As the solution concentration was increased, the fiber diameters were also increased. Furthermore, the electrospinning voltage had significant effect (P < 0.0001) on fiber diameters. By increasing the electrospinning voltage, fiber diameters increased. The solution feed rate and the distance between needle tip and collector hadn’t significant influence on fiber diameters. In this research, effect of the solution concentration and processing parameters on zein fiber morphology were studied. Zein microfibers could be used in food industry in different uses like packaging and encapsulation.