به گزارش پایگاه خبری-تحلیلی فناوری و نواوری، کاربرد این طرح به طور مستقیم در صنایع غذایی بوده و همچنین در صنایع دارویی و آرایشی و بهداشتی نیز قابل استفاده خواهد بود. بتاکاروتن یک ماده زیست فعال و مورد نیاز بدن به عنوان منبع اصلی ویتامین A بوده و یک آنتی اکسیدان جهت کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی عروقی و برخی انواع سرطان به شمار می‌رود. این ماده همچنین یک رنگ صنعتی با کاربرد فراوان است.

نانوذرات لیپید جامد (solid lipid nanoparticles) و حامل‌های لیپیدی نانوساختار (nanostructured lipid carriers) برای اولین بار در صنایع دارویی به عنوان سیستم‌های انتقال دارویی نوین به کار برده شدند. این سیستم‌ها دارای مزایای فراوانی شامل حفاظت بهتر، آزادسازی کنترل شده‌تر و جذب راحت‌تر هستند که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است.

در چند سال اخیر تمایل به کاربرد این سیستم‌ها در صنایع غذایی افزایش یافته است. در این طرح سعی شد که از این سیستم‌ها به عنوان یک حامل برای بتاکاروتن استفاده شود و یک فرمولاسیون بهینه از نظر اندازه ذارت و پایداری بتاکاروتن ارائه شود.

عبدالرسول هجری، دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر در رشته مهندسی پلیمر گرایش صنایع رنگ و محقق این طرح در این باره اظهار کرد: در این پروژه حامل‌های لیپیدی نانوساختار حاوی بتاکاروتن به روش نفوذ حلالی تهیه شدند و تاثیر پارامترهای مختلف غلظت روغن مایع در فاز روغنی، غلظت فاز روغنی، غلظت سطح فعال و دمای فاز آبی بر روی اندازه ذرات و پایداری بتاکاروتن به روش طراحی آزمایش سطح پاسخ (RSM) بررسی شد.

وی افزود: سپس با استفاده از مدل‌های آماری ارائه شده برای اندازه ذرات و پایداری بتاکاروتن، فرمولاسیون‌های بهینه پیش بینی شد. در ادامه نانوحامل‌های لیپیدی حاوی بتاکاروتن با کمک فرمول‌های بهینه پیش بینی شده ساخته شد و با مقایسه داده‌های تجربی با داده‌های حاصل از مدل آماری، صحت آن مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت ریخت شناسی نانوذرات تولید شده با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مورد مشخصه‌یابی قرار گرفت.

هجری تصریح کرد: بررسی تاثیر پارامترها به روش سطح پاسخ مشخص کرد که پارامترهای غلظت فاز روغنی، غلظت سطح فعال و دمای فاز آبی پارامترهای تاثیرگذار بر روی اندازه ذرات حامل‌های لیپیدی نانوساختار هستند. مطالعه مدل آماری ارائه شده برای اندازه ذرات وجود یک محدوده بهینه برای غلظت سطح فعال و غلظت فاز روغنی و تاثیر کم درصد روغن مایع بر روی اندازه ذرات را آشکار کرد.

وی ادامه داد: همچنین، افزایش دما باعث کاهش در اندازه ذرات حامل‌های لیپیدی نانوساختار شد. ارزیابی تاثیر پارامترها بر پایداری بتاکاروتن، تاثیر مهم تمامی پارامترها را بر روی پایداری بتاکاروتن اثبات کرد. از طرفی نمودارهای خطوط همتراز مشخص کردند که غلظت سطح فعال دارای محدوده بهینه بوده و افزایش درصد روغن مایع موجب افزایش چشمگیری در پایداری بتاکاروتن می‌شود. همچنین این نمودارها نشان دادند که افزایش دمای فاز آبی و غلظت فاز روغنی باعث کاهش پایداری بتاکاروتن می‌شود.

محقق طرح افزود: شایان ذکر است که صحت مدل‌های ارائه شده توسط نمونه‌های بهینه تایید شد. بنابراین، با استفاده از روش سطح پاسخ می‌توان حامل‌های لیپیدی نانوساختاری با اندازه ذرات نانویی طراحی کرد که به خوبی از بتاکاروتن در برابر تخریب محافظت می‌کنند. شکل کروی حامل‌های لیپیدی نانوساختار حاوی بتاکاروتن توسط میکروسکوپ الکترونی به تایید رسید.

وی گفت: با توجه به این که جذب بتاکاروتن در بدن در فرم کریستالی و محلول در روغن نسبتا کم بوده و به شدت مستعد تخریب و اکسید شدن است، حامل‌های لیپیدی نانوساختار به عنوان یک سیستم انتقال عالی به خوبی از بتاکاروتن در برابر تخریب محافظت کرده و با توجه به اندازه ذرات ریز، جذب این ترکیب حیاتی را در بدن افزایش می‌دهند. قابلیت استفاده از این سیستم در محیط‌های آبی با توجه به نامحلول بودن بتاکاروتن در آب از دیگر فواید این سیستم به شمار می‌رود.

هجری در مورد ویژگی حاصل شده در این طرح به کمک نانوفناوری عنوان کرد: سیستم‌های مرسومی که در صنایع غذایی به عنوان حامل بتاکاروتن در محیط‌های آبی استفاده می‌شوند، به خاطر داشتن ذراتی با اندازه میکرونی، رنگ کدر ایجاد می‌کنند. اما حامل‌های لیپیدی نانو ساختار حاوی بتاکاروتن تهیه شده در این کار تحقیقاتی به خاطر داشتن اندازه ذراتی در حدود 10 نانومتر به علت عدم انتشار نور در هنگام استفاده در محیط‌های آبی، رنگی شفاف ایجاد می‌کنند.

وی افزود: از طرف دیگر داشتن اندازه ذرات ریز و توزیع باریک اندازه ذرات باعث ایجاد پایداری سینتیکی بلند مدت در این سیستم‌ها شده و همچنین ذرات به راحتی توسط مخاط جذب خواهند شد.

نتایج این کار تحقیقاتی که با همکاری عبدالرسول هجری، دکتر علیرضا خسروی دانشیار دانشکده مهندسی پلیمر و رنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر کمال‌الدین قرنجیگ دانشیار موسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و دکتر محمد امین حجازی رییس پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه غرب و شمالغرب کشور انجام شده، در مجله Food Chemistry به چاپ رسیده است.

انتهای پیام