بهينه سازي نانوريزپوشاني اسيد فوليك به كمك روش تاگوچي

Optimization of Folic Acid Nano-encapsulation by A Taguchi Approach

به دليل حساسيت اسيد فوليك همانند بسياري از ويتامين ­هاي ديگر به شرايط محيطي و عمليات فرآوري، ضروري است كه توسط روش­هايي با كارايي بالا نظير ميكرو/ نانو انكپسولاسيون از اين ويتامين محافظت شود. هدف پژوهش حاضر، پيدا كردن شرايط بهينه توليد امولسيون­ هاي دوگانه پكتين-كنسانتره پروتئين آب پنير (WPC) براي نانو انكپسوله­ كردن اسيد فوليك از طريق فرآيند خشك­ كردن پاششي بود. براي اين منظور، 5 متغير مستقل همراه با محدوده عملياتي آنها شامل غلظت پكتين، غلظت WPC، ميزان فاز پراكنده، pH و نوع سامانه سورفكتانت به­ عنوان متغيرهاي تيمار و راندمان انكپسولاسيون (EE) به ­عنوان متغير پاسخ اصلي انتخاب شدند. طرح ­ريزي آزمايش ­ها در اين مرحله به كمك روش تاگوچي صورت گرفته و 16 تيمار تعيين گرديد. امولسيون ­هاي دوگانه نهايي، فرمولاسيون­ هايي بودند كه حاوي يك نانو/ ميكروامولسيون داخلي متشكل از سامانه آب (داراي اسيدفوليك محلول) در روغن و يك فاز آبي بيروني متشكل از كمپلكس بيو پليمري پكتين-WPC بودند. ميانگين كلي راندمان انكپسولاسيون اسيد فوليك در اين سامانه حدود 3/88 درصد در محدوده 3/82 تا 0/95 درصد بدست آمد. آناليز اثرات اصلي با روش تاگوچي نشان داد كه ميزان فاز پراكنده امولسيون­ هاي دوگانه، مهمترين تيمار اثرگذار بر EE بوده (36%) و سامانه سورفكتانت داراي كمترين تاثير (5%) بود. همچنين، نتايج اين مرحله مشخص نمود كه مهمترين برهم ­كنش بين متغيرهاي مستقل با توجه به اثرگذاري بر EE، مربوط به اثر متقابل بين WPC و ميزان فاز پراكنده مي ­باشد درحالي­كه اثر متقابل پكتين-pH داراي كمترين تاثير بود. در مجموع، شرايط بهينه عبارت بود از غلظت پكتين 1%، غلظت WPC 4%، ميزان فاز پراكنده 15%، pH برابر 6 و سامانه سورفكتانت (PGPR) با نانوامولسيون داخلي كه قادر است راندمان انكپسولاسيون اسيد فوليك را به 99% برساند.

Due to susceptibility of folic acid1 like many other vitamins to environmental and processing conditions, it is necessary to protect it by highly efficient methods such as micro/nano-encapsulation. Our main goal was to find the optimum conditions in pectin-WPC2 double emulsion preparations for nano-encapsulation of FA by spray drying. Five independent variables and their practical range including pectin and WPC content, dispersed phase content, pH, and surfactant type of Span and PGPR3 were considered along with encapsulation efficiency4 as the main response. The experiment design was performed by Taguchi approach and 16 treatments were determined. Final double emulsions were formulations containing an internal nano/micro-emulsion composed of a W/O system with FA present in the water phase, the whole dispersed within an aqueous phase of pectin-WPC complexes. The grand average of folic acid EE was approximately 88.3% in a range of 82.3 to 95.0%. The main effect analysis with Taguchi technique revealed that dispersed phase content of double emulsions was the most important factor affecting EE (36%) and surfactant had the minimum influence (5%). Also, it was revealed that the most important interaction between independent variables in terms of EE was between WPC and dispersed phase content while pectin-pH had the lowest interaction. Finally, optimum conditions were determined as 1.0% pectin, 4.0% WPC, 15% dispersed phase, pH=6, with a PGPR nano-emulsion which resulted in 99.0% EE of folic acid.