امکان غنی‌سازی نوشیدنی‌ها با سیستم ایمن نانویی فراهم شد
میهن صنعت: پژوهشگران ایرانی موفق به تولید سیستم‌های تحویل سبز با ابعاد نانومتری برای غنی‌سازی نوشیدنی‌های اسیدی شفاف با ترکیبات زیست فعال انحلال‌ناپذیر شدند که بدون نیاز به افزودن امولسیفایرها قابل استفاده است.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی «میهن صنعت»، دکتر سید محمد هاشم حسینی، دانش آموخته دوره مشترک دکتری علوم و مهندسی صنایع غذایی دانشگاه تهران و علوم زیستی کاربردی دانشگاه گِنت بلژیک در تحقیقات خود چهار ترکیب زیست فعال مدل را با استفاده از برهمکنش‌های جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و چهار پلی‌ساکارید آنیونی نانوپوشانی کرده و به منظور کاهش اندازه‌ی نانوذرات تولید شده از برهمکنش بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آلژینات سدیم، این پلی‌ساکارید را تحت تأثیر تیمار ماوراء صوت قرار داده است. نتایج این طرح در صنایع نوشیدنی‌ها و صنایع دارویی دارای کاربرد است.
بسیاری از ترکیبات فراویژه‌ی سودمند همانند کاروتنوئیدها، ویتامین‌های محلول در چربی و اغلب ترکیبات فنولی چربی‌دوست هستند. ماهیت آب‌گریز این ترکیبات افزودن آنها را به درون غذاها و نوشیدنی‌های مایع فاقد چربی (به ویژه انواع شفاف) تقریباً غیرممکن می‌سازد. در این رساله چهار ترکیب زیست فعال مدل شامل کورکومین، ویتأمین D، اسید فولیک و بتاکاروتن با استفاده از برهمکنش‌های جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و چهار پلی‌ساکارید آنیونی شامل آلژینات سدیم، صمغ عربی، کربوکسی متیل سلولز و کاپاکاراگینان نانوپوشانی شدند. در این تحقیقات به منظور کاهش اندازه‌ی نانوذرات تولید شده از برهمکنش بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آلژینات سدیم، این پلی‌ساکارید تحت تأثیر تیمار ماوراء صوت قرار گرفت. سپس برهمکنش‌های پروتئین با این پلی‌ساکارید (قبل و بعد از تیمار ماوراء صوت) با استفاده از روش‌های گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما، آشکارساز جریان پیوسته، اندازه‌گیری کدورت، تفرق نور پویا و تحرک الکتروفورزی مورد بررسی قرار گرفتند.
به گفته حسینی، مراحل انجام این رساله به ترتیب شامل آماده‌سازی محلول‌ها، تیمار ماوراء صوت محلول آلژینات سدیم و کاپاکاراگینان، اندازه‌گیری گرانروی ذاتی و ظاهری، کدورت‌سنجی در مقادیر مختلف pH، گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما (ITC)، آشکارساز جریان پیوسته (SCD)، تشکیل کمپلکس بین پروتئین و پلی‌ساکارید (تولید نانوذرات)، توصیف کمپلکس‌ها شامل اندازه‌گیری کدورت، آنالیز توزیع اندازه و بار سطحی ذرات، ریخت‌شناسی ذرات با استفاده از میکروسکوپ نوری تمایز فاز، بررسی میزان اتصال ترکیبات زیست فعال به پروتئین، بررسی اتصال لیگاندها به پروتئین با استفاده از NMR، نانوپوشانی ترکیبات فراویژه و تجزیه و تحلیل آماری بودند.
در این مطالعه از ویژگی ترابری ذاتی بتالاکتوگلوبولین در انتقال مواد مغذی برای ایجاد سیستم‌های تحویل سبز (بی‌خطر) با ابعاد نانومتر بهره گرفته شد. سیستم‌های تحویل ایجاد شده با ابعاد نانومتر امکان غنی‌سازی نوشیدنی‌های شفاف را با ترکیبات آب‌گریز و بدون نیاز به امولسیفایر فراهم نمودند.
در این رساله از مکانیزم «از پایین به بالا» (bottom up) برای تولید نانوذرات محلولِ حاصل از برهمکنش جاذب بین بتالاکتوگلوبولین و پلی‌ساکارید آنیونی بهره گرفته شد. هسته پروتئینی ترکیب زیست فعال را در برگرفته و حضور یک لایه پلی ساکارید در اطراف هسته پروتئینی سبب محافظت بیشتر از ترکیب زیست فعال و ایجاد یک ساختار هسته – پوسته پایدار در برابر ترسیب می‌شد
حسینی در مورد نتایج این تحقیقات گفت: « تیمار ماوراء صوت با شدت بالا به طور مؤثری گرانروی دیسپرسیون پلی‌ساکارید را کاهش داد. زمان و شدت تیمار ماوراء صوت بر روی کاهش گرانروی اثر مثبت داشتند، اما دمای تیمار ماوراء صوت دارای اثر معکوس بود. اندازه‌گیری‌های گرماسنجی عیارسنجی هم‌دما نشان دادند که تیمار ماوراء صوت قدرت برهمکنش و یا میزان گرایش به اتصال بین پروتئین و پلی‌ساکارید را کاهش می‌دهد. بار سطحی نانوذرات تولید شده از برهمکنش پلی‌ساکارید تیمار شده – بتالاکتوگلوبولین کمتر از بار سطحی نانوذرات حاصل از برهمکنش پلی‌ساکارید تیمار نشده – پروتئین بود. این اختلافات به چگالی بار کمتر پلی‌ساکارید تیمار شده در نتیجه‌ی برهمکنش‌های صوت- شیمیائی نسبت داده شدند. اندازه‌گیری توزیع اندازه‌ی ذرات نشان داد که تأثیر تیمار ماوراء صوت همگن نمودن نانوذرات در دیسپرسیون ترکیبی بوده است. نتایج آنالیزهای بار سطحی و تفرق نور پویا همچنین ثابت نمودند که ویژگی‌های نانوذرات بیوپلیمری تشکیل شده به شدت وابسته به نوع پلی‌ساکارید و غلظت آن بودند. نانوکمپلکسهای محلول تشکیل شده پایداری مناسبی در برابر انبوهه شدن داشتند»
به گزارش ستاد توسعه نانو، وی تصریح کرد: «در ادامه تحقیقات این رساله آنالیز اتصال نشان داد که تشکیل کمپلکس بین پروتئین و ترکیبات زیست فعال در تمام شرایط مورد بررسی روی داده اما میزان آن تابعی از pH و نوع ماده‌ی فراویژه بوده است. آزمایش‌های اسپکتروسکوپی فلورسانس و رزونانس مغناطیسی هسته اتم هیدروژن نتایجی مکمل یکدیگر در برهمکنش‌های پروتئین – لیگاند ارائه کردند. این یافته‌ها به طراحی سیستم‌های تحویل با مقیاس نانومتر برای درون‌پوشانی ترکیبات زیست فعال آب‌دوست و آب‌گریز در محصولات غذایی شفاف مایع با pH اسیدی منتهی شد. نتایج آزمایشات پایداری نشان دادند که ترکیبات فراویژه‌ی با حلالیت کم در آب به طور موفقیت‌آمیزی درون نانوکمپلکسهای پایدار الکترواستاتیکی حاصل از برهمکنش‌های پروتئین – پلی‌ساکارید به دام افتاده بودند
به گزارش ایسنا، نتایج این کار تحقیقاتی که به توسط دکتر سید محمد هاشم حسینی و همکاران وی صورت گرفته است در مجله Food Hydrocolloids (جلد 32، شماره 2، آگوست سال2013، صفحات 235–244) منتشرشده است.
