کپسوله‌سازی ویتامین‌های E و C با استفاده از کنسانتره پروتئین آب‌پنیر–کیتوزان از طریق خشک‌کردن پاششی: بهینه‌سازی، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و تحلیل نرخ رهایش

نویسندگان

1 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم تغذیه و صنایع غذایی، انستیتو تحقیقات تغذیه‌ای و صنایع غذایی کشور، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22067/ifstrj.2026.96109.1497
چکیده

نگرانی‌های فزاینده در مورد سلامت انسان، تقاضا برای ترکیبات زیست‌فعال عملکردی مانند ویتامین‌های E و C را افزایش داده است. با این حال، ناپایداری ذاتی و حساسیت آنها به شرایط محیطی، کاربرد مستقیم آنها را در سیستم‌های غذایی محدود کرده است. استراتژی‌های کپسوله‌سازی، رویکردی مؤثر برای محافظت از این ویتامین‌ها در برابر تخریب و آزادسازی کنترل‌شده ارائه می‌دهند. این مطالعه با هدف توسعه یک سیستم کپسوله‌سازی پایدار برای ویتامین‌های E و C با استفاده از کمپلکس کنسانتره پروتئین آب پنیر-کیتوزان (WPC-CS) از طریق خشک کردن پاششی انجام شد که امکان تحویل همزمان ویتامین‌های آب‌دوست و لیپوفیل را فراهم می‌کند. روش‌شناسی سطح پاسخ (RSM) برای بهینه‌سازی فرمولاسیون با هدف به حداکثر رساندن راندمان کپسوله‌سازی و در عین حال به حداقل رساندن میزان رطوبت و رطوبت‌پذیری به کار گرفته شد. میکروکپسول بهینه، راندمان کپسوله‌سازی 93.83٪ و 93.6٪ را برای ویتامین‌های E و C به‌ترتیب با رطوبت کم (3.17٪) و رطوبت‌پذیری کنترل‌شده (13.18٪) نشان داد. مطالعات آزادسازی، رفتار وابسته به فاز را نشان دادند: ویتامین C آزادسازی ناچیزی در مایع شبیه‌سازی شده دهان (0.07٪ پس از 10 دقیقه) نشان داد، اما آزادسازی تجمعی قابل توجهی در مایع شبیه‌سازی شده معده (85.74٪ پس از 120 دقیقه) داشت. در مقابل، ویتامین E پروفایل آزادسازی آهسته‌تر و پایدارتری را نشان داد، به‌طوری‌که 31.45٪ پس از 120 دقیقه در مایع شبیه‌سازی شده معده آزاد شد و هیچ آزادسازی قابل تشخیصی در شرایط دهان مشاهده نشد. آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که میکروکپسول‌ها دارای مورفولوژی عمدتاً کروی با سطح چروکیده هستند که مشخصه ماتریس‌های پروتئین-پلی‌ساکارید تشکیل شده در طول خشک کردن سریع است. طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) کپسوله کردن موفقیت‌آمیز هر دو ویتامین را از طریق برهمکنش‌های بین WPC و CS تأیید کرد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که کمپلکس‌های WPC-CS تولید شده از طریق خشک کردن پاششی، یک سیستم کپسوله کردن همزمان و آزادسازی کنترل‌شده مؤثر را فراهم می‌کنند که پایداری ویتامین را افزایش داده و کاربردهای امیدوارکننده‌ای را در غذاهای کاربردی و فرمولاسیون‌های دارویی ارائه می‌دهند.