Skip to main content
SUPERVISOR
Hajar Shekarchi zadeh
هاجر شکرچی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Niloofar Ansari
نیلوفر انصاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Stabilization of water in water emulsion of gelatin and maltodextrin by Vicia ervilia protein nanoparticles
In general, due to the presence of different compounds in food, there is a possibility of different types of interactions between different components. One of these interactions is incompatibility between compounds, which ultimately leads to system instability due to phase separation. One of the existing methods for stabilizing such unstable aqueous systems is the use of stabilizing nanoparticles under the Pickering mechanism, which is called stabilized system resulting water-in-water emulsion. In this study, the stabilizing effect of Vicia ervilia protein nanoparticles on an unstable system containing gelatin and maltodextrin was investigated. For this purpose, Vicia ervilia protein nanoparticles were first prepared and their properties investigated. In the next step, the produced nanoparticles were used to stabilize the water in water emulsion containing gelatin and maltodextrin. Finally, additional tests were performed to investigate the structure and properties of the stable emulsion. In order to investigate the physicochemical properties of the nanoparticles, the structure and size tests were performed using scanning electron microscopy (SEM) and the particle size was estimated to be about 59.82 ± 16.47 nm. According to the contact angle test, the contact angle of the Vicia ervilia protein nanoparticles decreased with respect to the Vicia ervilia protein particles. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed to investigate the chemical structure of the protein nanoparticles after various treatments, including ultrasonic. X-ray diffraction (XRD) was also performed to investigate the crystallinity of the protein particles before and after the nanoparticles were processed, and the results showed the amorphous structure of these particles. Thermal Analysis (STA) were performed and indicated that the conversion process of Vicia ervilia protein to its nanoparticles had no effect on the thermal behavior of the protein and did not alter its nature. Dynamic light scattering (DLS) and zeta potential were performed to investigate the size and surface charge of the nanoparticles, as confirmed by the microscopic images of the nanoparticles, confirming the tendency of the nanoparticles to aggregation. The color measurement was performed using the Hunterlab system and showed an increase in L * and a decrease in a * and b *. In the second step, the protein nanoparticles produced were used to stabilize the water emulsion in maltodextrin and gelatin. 0.5% nanoparticles was able to stabilize the system. The drop test confirmed the presence of maltodextrin in the continuous phase of the emulsion. In order to investigate the properties of the emulsion obtained while performing rheometeric tests with the plate and cone system model, its microscopic structure was examined by confocal laser scanning microscopy (CLSM). To ensure the stability of the emulsion sample under ambient conditions, stress and thermal stability were carried out at 80 ?C and the results showed that the system under the stresses maintained its stability well. Key Words Nanoparticles, Bovine protein, Water-in-water emulsion, Phase separation, Ultrasonic treatment
به طور کلی به دلیل حضور ترکیبات مختلف در موادغذایی، احتمال وقوع انواع برهمکنش‌ها بین اجزای مختلف وجود دارد. از جمله این برهمکنش ها ناسازگاری بین ترکیبات است که در نهایت منجر به ناپایداری سیستم در اثر جدایی فاز می‌شود. از جمله روش‌های موجود برای پایدارسازی این‌گونه سیستم‌های آبی ناپایدار، استفاده از نانوذرات پایدارکننده تحت مکانیسم پیکرینگ است که به سیستم پایدارشده حاصل امولسیون آب در آب گفته می‌شود. در این پژوهش، اثر پایدارکنندگی نانوذرات پروتئین گاودانه بر سیستم ناپایدار حاوی ژلاتین و مالتودکسترین بررسی شد. برای این منظور ابتدا نانوذرات پروتئین گاودانه تهیه شد و ویژگی های آن مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد از نانوذرات تولید شده برای پایدار کردن امولسیون آب در آب حاوی ژلاتین و مالتودکسترین استفاده شد و در نهایت آزمون‌های تکمیلی در راستای بررسی ساختار و خصوصیات امولسیون پایدارشده انجام شد. در راستای بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی نانوذرات حاصل آزمون‌های بررسی ساختار و اندازه نانوذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد و اندازه ذرات حاصل در حدود 47/16±82/59 نانومتر برآورد شد. بر اساس آزمون سنجش میزان ترشوندگی زاویه تماس نانوذرات پروتئین گاودانه نسبت به ذرات پروتئین گاودانه کاهش یافت. طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه (FTIR) جهت بررسی تغییرات ساختار شیمیایی نانوذرات پروتئین پس از تیمارهای مختلف از جمله اولتراسونیک انجام شد. پراش پرتو ایکس(XRD) جهت بررسی بلورینگی ذرات پروتئین قبل و پس از عملیات نانو کردن ذرات حاصل نیز انجام گرفت و نتایج حاصل بیانگر ساختار آمورف این ذرات بود. آنالیز حرارتی و وزن‌سنجی گرمایی(STA) انجام شد و حاکی از آن بود که مراحل تبدیل پودرپروتئین گاودانه به نانوذرات آن اثری بر رفتار حرارتی پروتئین نداشته و ماهیت آن را دچار تغییر نشده است. پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و پتانسیل زتا در جهت بررسی اندازه نانوذرات و بار سطحی آن انجام گرفت و همان‌گونه که در تصاویر میکروسکوپی نانوذرات نمایان بود تمایل نانوذرات به توده‌ای شدن در حالت محلول را تایید کرد. سنجش رنگ با استفاده از سیستم هانترلب انجام پذیرفت و بیانگر افزایش شاخص L* و کاهش شاخص‌های a* و b* بود. در مرحله دوم از نانوذرات پروتئینی تولید شده برای پایداری امولسیون آب در آب مالتودکسترین و ژلاتین استفاده شد که استفاده از نانوذرات در غلظت 5/0 درصد به خوبی توانست سیستم را پایدار کند. آزمون قطره حضور مالتودکسترین در فاز پیوسته امولسیون را تایید کرد. به منظور بررسی ویژگی‌های امولسیون حاصل ضمن انجام آزمون های رئومتری با مدل سیستم صفحه و مخروط، ساختار میکروسکوپیک آن با اسکن میکروسکوپی با پایش لیزر هم‌کانون (CLSM ) بررسی شد و برای اطمینان از پایداری امولسیون تحت شرایط محیطی، تست پایداری در برابر تنش و پایداری حرارتی در دمایC? 80 انجام شد که نتایج حاصل نشان داد سیستم حاصل تحت تنش‌های وارده نیز، پایداری خود را به خوبی حفظ می‌کند. کلمات کلیدی: نانو‌ذرات، پروتئین گاودانه، امولسیون آب در آب، جدایی فاز، اولتراسونیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%