Skip to main content
SUPERVISOR
Milad Fathi,Hossein Tavanai,Ali Nasirpour
میلاد فتحی (استاد مشاور) حسین توانایی (استاد راهنما) علی نصیرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Atefe Rezaei
عاطفه رضایی سرتشنیزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Investigation on Almond Gum Nanofiber Preparation Using Electrospinning as a Delivery System for Flavours
Compositions of both soluble and insoluble fractions of gum exudates from the trunk and branches of sweet almond tree (Amygdalus communis L. ) were investigated using HPLC, FTIR, XRD, GPC and TGA. After this, the fabrication of vanillin incorporated almond gum/polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers through electrospinning has been investigated. Characterization of nanofibers was investigated using FESEM, FTIR, TGA and XRD. The release mechanisms and kinetics of incorporated vanillin were evaluated in different aqueous food simulants (distilled water, 10% ethanol, 50% ethanol and 3% acetic acid) and simulated saliva. Vanillin release data were fitted to first order, Kopcha, Korsmeyer-Peppas and Peppas-Sahlin models to evaluate release mechanisms and kinetics. It was found that the aqueous solution of almond gum/PVA (80:20, concentration=7% (w/w)) containing 3% (w/w) vanillin could have successfully electrospun to uniform nanofibers with diameters as low as 77 nm. According to the thermal analysis, incorporated vanillin in almond gum/PVA nanofibers showed higher thermal stability than free vanillin, making this composite especially suitable for high temperature applications. Release kinetics of vanillin in all mentioned media followed a pseudo-Fickian diffusion mechanism. Nanofibers showed relatively good stability under dry ambient condition and maintained around 58 percentage of the incorporated vanillin for 90 days.
در این تحقیق از صمغ بادام ترشح شده از درخت بادام شیرین ( Amygdalus communis L. ) به عنوان یک بیوپلیمر طبیعی مقاوم به حرارت، برای تولید نانوالیاف به روش الکتروریسی، به منظور انتقال ترکیبات حساس به دما و فرار به درون مواد غذایی استفاده شده است. در ابتدا ترکیب صمغ کامل و اجزای محلول و نامحلول در آب صمغ بررسی شدند. در ادامه از جزء محلول در آب صمغ بادام برای تولید نانوالیاف به روش الکتروریسی استفاده شد. آنالیز منوساکاریدها با HPLC نشان داد که گالاکتوز و آرابینوز قندهای اصلی تشکیل دهنده ی صمغ هستند. طیف های FTIR نشان دادند که تفاوت معنی داری بین گروه های عاملی صمغ کامل و اجزای آن وجود نداشت و تنها شدت گروه های هیدروکسیل و باند آمیدی در جزء نامحلول بیشتر از جزء محلول و صمغ کامل بود. آنالیز XRD نشان داد که صمغ کامل بادام و اجزای آن دارای ساختار آمورف بودند و جزء نامحلول دارای درصد کریستالی بیشتر و اندازه کریستال بزرگتری در مقایسه با جزء محلول و صمغ کامل بود. آنالیز گرمایی نشان داد که تخریب گرمایی صمغ بادام و اجزای محلول و نامحلول آن در حدود 260-250 درجه سانتی گراد بود. آنالیز وزن مولکولی نیز نشان داد که جزء نامحلول وزن مولکولی بیشتری در مقایسه با جزء محلول و صمغ کامل داشت. از آنجایی که الکتروریسی صمغ بادام به تنهایی امکان پذیر نبود از تلفیق آن با پلی وینیل الکل استفاده شد. نتایج نشان داد که محلول آبی 7 درصد صمغ بادام و پلی وینیل الکل در نسبت 80 به 20، حاوی 3 درصد وانیلین، قادر است تولید نانوالیاف یکنواخت بدون گره با متوسط قطر 77 نانومتر کند. بر اساس نتایج آنالیز گرمایی، وانیلین تلفیق شده به درون نانوالیاف پایداری حرارتی بیشتری نسبت به وانیلین آزاد نشان داد و این امر استفاده از نانوالیاف حاصل را به ویژه در کاربرد های با دمای بالا مناسب می کند. آنالیز XRD نشان داد که وانیلین به صورت کریستال های بزرگی در ماتریس نانوالیاف صمغ بادام و PVA حضور داشت. نتایج FTIR نیز نشان داد که صمغ بادام و PVA از طریق باندهای اتری بین گروه های C-OH و گروه های هیدروکسیل PVA با یکدیگر اتصال شیمیایی داشتند. همچنین هیچ واکنش مهمی بین وانیلین با صمغ بادام یا PVA صورت نگرفته بود. در نهایت مکانیزم و کینتیک رهایش وانیلین تلفیق شده در نانوالیاف در محیط های شبیه سازی مواد غذایی (آب مقطر، اتانول 10 درصد، اتانول 50 درصد و استیک اسید 3 درصد) و بزاق شبیه سازی شده مورد بررسی قرار گرفت. مقدار وانیلین نیز با استفاده از HPLC اندازه گیری شد. داده های حاصل از رهایش وانیلین با مدل های درجه اول، مدل کوپچا، کورسمیر پپاس و پپاس سهلین برای تعیین مکانیزم و کینتیک رهایش تطبیق داده شدند. کینتیک های رهایش در همه ی محیط های ذکر شده یک مکانیزم انتشار شبه فیکی داشتند. داده های رهایش وانیلین در آب مقطر، اتانول 10 درصد، اتانول 50 درصد و بزاق شبیه سازی شده به خوبی با مدل پپاس سهلین تطبیق داده شدند و ضرایب رگرسیون آنها به ترتیب 937/0، 9936/0، 9912/0 و 9903/ بود. کینتیک رهایش وانیلین در محیط استیک اسید 3 درصد با ضریب رگرسیون 9661/0، به خوبی با مدل کورسمیر پپاس تطبیق داده شد. مطالعه ی رهایش در محیط های مختلف نشان داد که در 5 دقیقه ی اول وانیلین به طور ناگهانی رهایش یافت و بعد از آن به آرامی تا 180 دقیقه ادامه داشت. نانوالیاف حاوی وانیلین پایداری خوبی تحت شرایط محیطی داشتند و حدود 58 درصد از وانیلین تلفیق شده به درون آنها برای 90 روز حفظ شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی