SUPERVISOR
Amir Hosein Goli
سیدامیرحسین گلی (استاد راهنما)
STUDENT
Nazanin Yekdane
نارنین یکدانه
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
TITLE
Microencapsulation of pomegranate seed oil using spray dryer and its stability improvement with pomegranate juice
Nowadays increasing demand for nutritional foods has encouraged food researchers to produce functional foods. spray drying of emulsions is one of the most commonly used techniques for drying and microencapsulation of lipophilic compounds in food industry. Many of the edible oils, including pomegranate seed oil, contain many significant amounts of nutritional compounds and have many functional properties, but on the other hand, they are sensitive to oxidative degradation because of their high amount of unsaturated fatty acid. omegranate seed oil is one of six well-known vegetable oils containing conjugated fatty acids, which have three conjugated double bonds and are recommended for the treatment of cancer, obesity, diabetes and heart disease. In addition pomegranate juice is one of the most valuable beverage that can be used in wall material to increase oxidative stability. The aim of this study was to evaluate the oxidative stability of oil and shelf-life of micro-encapsulated oil using Arabic gum, xanthan gum and pomegranate juice, and also investigate the properties of produced microcapsules. In first section, in order to optimize the formulation of microcapsules, the amount of arabic gum was constant (15%w/w) and the amount of xanthan gum and oil was considered variable. The amount of xanthan gum at four ratios of 0, 0.75, 0.15, 0.3%, and oil content at three ratios of 15, 20 and 30% were selected. The emulsions were prepared and powdered by spray dryer and powder solubility, encapsulation efficiency, loading capacity, density, hygroscopicity, morphology and FTIR have been analyzed. Based on the results the optimum proportion of the materials was determined as follows: XG 0.075 %, AG 15 %, oil 15%. In the third section, pomegranate juice at different contents was applied in wall material solution to protect the nutritional value of the oil and prevent oxidative degradation. For this purpose pomegranate juice (Bx 11%) with different ratios (0%, 25%, 50%, 75%, and 100%) in the emulsion was used to increase the stability of the encapsulated oils. The tests including encapsulation efficiency, loading capacity, total phenolic content, density, colorimetry and thermal analysis were performed. The results of this section showed that the use of pomegranate juice in composition of the wall, increased the microencapsulation efficiency and the value for the treatment containing 100% pomegranate juice was 96%. The structure of the micro-capsules containing pomegranate juice was perfectly smooth and without cracking. The highest amount of total phenolic compounds was observed in 100% pomegranate juice. Finally, in the last section, the powder was kept at 25 and 60 ° C for 30 days and peroxide value was measured at specific time intervals. The results showed that peroxide value in the encapsulated oil was lower at both temperatures compared to bulk oil, So it can be concluded that encapsulation of pomegranate seed oil can be used as an effective method to increase the oxidative stability of this oil. Keywords : Encapsulation, Spray dryer, Oxidative stability, Pomegranate seed oil, Antioxidants
امـروزه افـزایش تقاضـا در مصــرف غــذاهای ســلامتیبخــش و مغــذی موجب ترغیــب پژوهشگران عرصه صنعت غذا به منظور تولید غذاهای فراسـودمند گردیده است. خشک کردن پاششی امولسیونها، یکی از رایجترین تکنیکهای مورد استفاده برای خشک کردن و ریزپوشینه کردن ترکیبات لیپوفیل در صنایع غذایی محسوب می شود. بسیاری از روغنهای خوراکی از جمله روغن هسته انار حاوی مقادیر قابل توجهی از ترکیبات مفید بوده و دارای خواص فراسودمند بسیاری است و از طرفی به دلیل غیراشباعیت زیاد به فساد اکسیداتیو حساس است. روغن هسته انار یکی از شش روغن گیاهی شناخته شده حاوی اسیدهای چرب مزدوج است که این اسیدهای چرب دارای سه پیوند دوگانه متناوباند و مصرف آنها برای مقابله با انواع سرطان، چاقی مفرط، دیابت و بیماریهای قلبی توصیه میشود. علاوه بر این برای ارتقا پایداری اکسیداسیون روغن در پودر حاصل، میتوان از آب انار به عنوان یک ماده غذایی حاوی آنتی اکسیدان در ترکیب دیواره میکروکپسولها استفاده کرد. هدف از این پژوهش بررسی پایداری اکسیداتیو و عمر ماندگاری روغن ریزپوشانی شده در صمغ عربی، زانتان و آب انار و بررسی ویژگیهای میکروکپسولهای تولید شده است. در بخش اول امولسیون صمغ زانتان/ عربی/ روغن هسته انار تهیه و به منظور بهینه سازی فرمولاسیون تولید میکروکپسولها، مقدار صمغ عربی ثابت(15% وزنی/وزنی) و میزان صمغ زانتان و روغن هسته انار متغیر در نظر گرفته شد. میزان صمغ زانتان در 4 نسبت 0، 075/0، 15/0، 3/0 درصد و میزان روغن هسته انار در سه نسبت 15، 20 و 30 درصد انتخاب شدند. نمونهها تهیه و توسط خشک کن پاششی به پودر تبدیل شد و آنالیزهای کارایی و ظرفیت بارگذاری ریزپوشانی، کارایی دستگاه، حلالیت، چگالی، جذب رطوبت، ساختار پودرها و طیف سنجی مادون قرمز فوریه، انجام گرفت. در بخش بعدی بر اساس نتایج حاصل از آزمونها نسبت 075/0% زانتان، 15 % عربی و 15 % روغن به عنوان بهترین ترکیب انتخاب شد. سپس اندازه قطرات امولسیون اولیه و بازسازی شده مورد بررسی قرار گرفت که تفاوت معنی داری در اندازه آنها مشاهده نشد. در بخش سوم، از آب انار با بریکس 11% و با نسبتهای مختلف (0، 25، 50، 75 و 100درصد) ، به عنوان یک ترکیب فراسودمند و به منظور افزایش خاصیت آنتی اکسیدانی میکروکپسولها و افزایش پایداری روغنهای کپسوله شده ، در ترکیب دیواره استفاده شد و آنالیزهای مربوطه از جمله کارایی و ظرفیت بارگذاری، اندازهگیری میزان کل محتوای فنولیک، چگالی، رنگ سنجی و آنالیزهای حرارتی انجام گرفت. یافتهها در این بخش نشان داد که استفاده از آب انار در ترکیب دیواره میکروکپسول موجب افزایش کارایی ریزپوشانی شد و کارایی ریزپوشانی برای تیمار حاوی 100 درصد آب انار 96 درصد به دست آمد. ساختار میکروکپسولهای حاوی آب انار، کاملا صاف، بدون فرورفتگی و شکستگی بود. بیشترین میزان کل ترکیبات فنولیک در تیمار حاوی 100 درصد آب انار ملاحظه شد. در بخش آخر پودرهای تولیدی به منظور پایداری اکسیداتیو، به مدت 30 روز در دمای 25 و 60 درجه سلسیوس نگهداری و در بازه های زمانی 6 روزه اندیس پراکسید روغن آنها اندازه گیری شد. یافتهها نشان داد که عدد پراکسید روغن در حالت کپسوله شده، در هر دو دما، مقدار کمتری داشتند؛ بنابراین میتوان نتیجه گرفت که ریزپوشینه کردن روغن هسته انار توسط خشک کن پاششی میتواند به عنوان یک روش مؤثر در افزایش پایداری اکسیداتیو این روغن استفاده شود. کلمات کلیدی : ریزپوشینه سازی، خشککن پاششی، روغن هسته انار ، خاصیت آنتی اکسیدانی، پایداری اکسیداتیو