بررسی ویژگی های فیزیکی و حسی شیر غنی شده با ویتامین 3D ریزپوشینه شده

STUDENT

DEGREE

YEAR

Vitamin D is a group of steroid compounds with the characteristics of antirachitic. It is fat-soluble vitamin. It can function the same as hormones. Vitamin D3 is a natural form of vitamin D. It enhances calcium and phosphor absorptions in body and plays an important role in supporting bones. ince vitamin D decreases during storage and food processing, it is necessary to produce stable forms. One methods for stabilizing is microencapsulation. Thus, microcapsules of vitamin D3 can be considered as an effective approach to preserve vitamin D3 from environmental factors particularly oxygen. To achieve this goal, complex coacervation of gelatin and Arabic gum utilized. Lactose, as a cryoprotectant, used in production of microcapsules. The Response Surface Methodology was used to determine the ratio of gelatin, Arabic gum, lactose and duration of acidification. The procedure was implemented to achieve the highest efficiency of microcapsulation. To produce microcapsules, vitamin D3 was added to olive oil at 25 °C. Olive oil was mixed with gelatin solution for 5 min at 6000 rpm using homogenizer to produce o/w emulsion. After forming the emulsion Arabic gum solution was added to the emulsions at 3000 rpm for 2 min and aqueous solution of lactose was added to the mixture. Mixture temperature was adjusted at 50 °C and mixed for 5 min at 50 °C, then acidified to pH 4. Finally the obtained microcapsules were freezed at -18 °C and then freeze dried at -45 °C for 24 h. Microcapsulated oil was extracted by hexane and microcapsulation efficiency was estimated. Based on the results, the quadratic model was the best model to describe the efficiency. Optical microscope images of microcapsules showed cores were completely surrounded by wall materials. In SEM image, microcapsules were spherical and had almost smooth surfaces. Obtained microcapsules was added to the whole milk. Physicochemical and sensory properties of milk fortified by microcapsules and that of fortified by vitamin D3 crystalline were compared in 7 days. Acidity and pH of the samples were within normal range during 7 days. The viscosity of milk enriched with microcapsules of vitamin D3 was higher than the other sample. There was no significant difference in the sensory characteristics of two enriched milks and non-enriched milk. It is worthwhile to mention that due to oxidation of vitamin D3, the amount of this vitamin decreases in milk fortified with vitamin D3 crystalline. The study indicated that fortifying milk with microcapsules containing vitamin D3 releases vitamin D3 gradually. The amount of release was 7.15% in 7 days. Considering the results of the research, the shelf-life of fortified milk can be enhanced by this method. So, it is possible to utilize microcapsules of vitamin D3 instead of crystallized vitamin D3 for milk fortification. Keywords: Vitamin D3, Microencapsulation, Milk, Physical properties, Fortification

ویتامین D از ترکیبات استروئیدی با فعالیت ضد نرمی استخوان است. دو شکل طبیعی این ویتامین، ویتامین 2D (Ergocalciferol) و ویتامین 3D (Cholecalciferol) است. ویتامین 3D غلظت سرمی 25- هیدروکسی ویتامین D (متابولیت اصلی ویتامین D در بدن) را 7/1 برابر بیشتر از ویتامین 2D افزایش می دهد. این ویتامین در تنظیم سطح کلسیم و فسفر در بدن، کاهش ابتلا به دیابت، بیماری های قلبی- عروقی و انواع سرطان نقش دارد. کمبود ویتامین D سبب بیماری راشیتیسم در کودکان و پوکی استخوان در بزرگسالان می گردد. این ویتامین بر اثر تابش اشعه UV خورشید به سطح پوست در بدن تولید می شود. به دلیل قرار گرفتن در عرض های جغرافیایی بالاتر از 42 درجه، پیری، استفاده از ضد آفتاب، پیگمان های تیره پوست و فصل زمستان، نور خورشید به مقدار کافی به سطح پوست نرسیده و نیاز به استفاده از مکمل های غذایی برای تأمین این ویتامین در بدن وجود دارد. به علت نبود مقدار کافی ویتامین در مواد غذایی مختلف، غنی سازی مواد غذایی با این ویتامین انجام می شود. شکل های مختلف این ویتامین در برابر عوامل محیطی ناپایدار بوده و تجزیه می گردند. هدف از انجام این تحقیق ریزپوشینه کردن ویتامین 3D با روش توده ای شدن مرکب با استفاده از ژلاتین و صمغ عربی و افزودن به شیر و مقایسه آن با شیر دارای ویتامین 3D کریستالی است. از طرح سطح پاسخ (RSM) به منظور تعیین نسبت های (ژلاتین، صمغ عربی، لاکتوز و مدت زمان اسیدی کردن) برای رسیدن به بالاترین راندمان ریزپوشینه کردن استفاده شد. در ابتدا ویتامین 3D در روغن زیتون حل شد. محلول 10 درصد وزنی- حجمی از ژلاتین و صمغ عربی تهیه گردید. لاکتوز در مابقی آب فرمولاسیون حل شد. روغن حاوی ویتامین در دور rpm6000 به مدت 5 دقیقه هم زده شد و امولسیون W/O تشکیل شد. محلول صمغ عربی و سپس لاکتوز به امولسیون افزوده شد. pH ترکیب با توجه به مدت زمان اسیدی کردن با استفاده از اسید استیک 10درصد به 4 رسانده شد. ریزپوشینه ها در خشک کن انجمادی به مدت 24 ساعت و در دمای 45- درجه سانتی گراد خشک شدند. بررسی خصوصیات ظاهری ریزپوشینه ها با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی (SEM) انجام شد. ریزپوشینه های تولید شده دارای ظاهر کروی و سطوح صاف بودند. روغن ریزپوشینه ها با استفاده از هگزان استخراج شد و راندمان روغنی آن ها برآورد شد. میزان ویتامین موجود در ریزپوشینه ها با استفاده از روش اسپکتروفوتومتری برآورد شد. براساس نتایج حاصل مدل درجه دوم بهترین مدل برای توصیف راندمان ریزپوشانی کردن بود. با افزایش درصد وزنی صمغ عربی و ژلاتین ابتدا راندمان افزایش و سپس کاهش یافت. ریزپوشینه های دارای بالاترین راندمان به شیر اضافه شدند، هم چنین شیر غنی شده با پودر کریستالی ویتامین 3D تولید شد. آزاد شدن ویتامین 3D در طی زمان اندازه گیری شد. میزان ویتامین موجود در شیر غنی شده با ریزپوشینه ها در طی زمان افزایش و میزان ویتامین موجود در شیر غنی شده با پودر کریستالی در طول زمان کاهش یافت. رهایش ویتامین 3D از ریزپوشینه ها در مدل سیستم آب برابر 45/7% بود. طبق این تحقیق دمای بالا و زمان کوتاه برای انجام فرآیند حرارتی شیر حاوی ریزپوشینه ها بهتر از روش دمای پایین و زمان طولانی است. اسیدیته شیر غنی شده با ریزپوشینه ها وشیرغنی شده با پودر ویتامین 3D با افزایش زمان افزایش و pH آن ها کاهش یافت. ویسکوزیته شیر غنی شده با ریزپوشینه ها بیشتر از نمونه های شاهد و غنی شده با پودر کریستالی بود. در ارزیابی حسی در ویژگی های رنگ، طعم، بو و پذیرش کلی اختلاف معناداری بین نمونه های شیر غنی شده با ویتامین 3D و شیر غنی نشده مشاهده نشد. واژه های کلیدی : خصوصیات فیزیکی، ریزپوشینه کردن، شیر، غنی سازی، ویتامین 3D