Fardin Tamjidi

This study aimed to design curcumin- and/or thymol-loaded Nanostructured Lipid Carriers (NLC) and to investigate their physicochemical properties as well as their antifungal effects with chitosan in in vitro and in vivo (on strawberry fruit) conditions. After confirming the miscibility of the lipid phase (beeswax- medium chain triglyceride), the total loading capacity of NLC for curcumin and thymol was determined to be ~15 and ~75 mg/g, respectively. NLC samples containing 0.15% curcumin (Cur-NLC), thymol (Thy-NLC), or both in equal ratio (Mix-NLC) were produced by hot homogenization method. Their particle size and zeta-potential were in the ranges of 79-83 nm and -12 to -15 mV, respectively. The encapsulation efficiency of curcumin and thymol in NLC formulations containing one or both was ~98.6% and ~87.1%, respectively. During 45 days of storage at 4 and 20°C, the turbidity of NLC samples increased slightly but often significantly. At the end of the storage period at 20°C, the remaining thymol in Thy-NLC and Mix-NLC decreased to ~92%. The release kinetic of curcumin from NLC was slow, linear, and pH-dependent, but for thymol, it was fast, hyperbolic, and dependent on the type of nanoparticle (Thy-NLC or Mix-NLC). The lipid network in blank-NLC showed a lower crystallinity degree and faster polymorphism compared to beeswax, but the loading of bioactive materials (esp., curcumin) increased its crystallinity degree. In in vitro studies, the effect of Thy-NLC in inhibiting Botrytis cinerea was stronger than Mix-NLC and Cur-NLC at all concentrations (71% inhibition at a concentration of 200 ppm thymol) but was not superior to free thymol. Also, Cur-NLC had a weak effect against Botrytis cinerea only at a concentration of 100 ppm curcumin, while free curcumin showed an antifungal effect at all tested concentrations and was more effective. The antifungal effect of curcumin and thymol (in encapsulated and free forms) was significantly enhanced in the presence of chitosan. In in vivo studies, the use of Thy-NLC (100 ppm) and chitosan coating had a stronger effect on reducing the number of molds and yeasts and also the percentage of decay in strawberries (stored for 7 days at 25°C) compared to “chitosan + Tween 80” and “acetic acid + Tween 80” coatings. Evaluation of the sensory properties of strawberries on the third day of storage showed that coating had no negative effect on the sensory properties of strawberries (p > 0.05). The results of this study indicate the potential use of chitosan-Thy-NLC to control the growth of Botrytis cinerea and increase the shelf life, quality, and safety of strawberries.

In this study, the coacervation of quince seeds mucilage and gelatin, and the potential of the complex coacervates for microencapsulation of β-carotene for yogurt enrichment were investigated. First, the curves of pH and electrical conductivity of each biopolymer solution were plotted during titration. Then, according to the results of some pre-tests on biopolymers coacervation, the appropriate ranges of independent variables for optimization by the response surface methodology-central composite design (RSM-CCD) were determined, and the response variables (i.e., coacervation yield, electrical conductivity and turbidity) examined. During microencapsulation of β-carotene within the complex coacervates, the highest encapsulation efficiency was achieved at the oil to biopolymer ratio of 1.5. After cross-linking their walls, the microcapsules were used for yogurt enrichment. The physicochemical and sensory properties of the enriched yogurt samples were comparable to the control, and the β-carotene added to them had high chemical stability during the storage period.

In this study, effect of different carriers including maltodextrin (MD), maltodextrin-gum Arabic (MD-GA) and maltodextrin-whey protein concentrate (MD-WPC) on the production yield and physicochemical, antioxidant and morphological characteristics of chamomile flower extract (CFE) microcapsules prepared by spray-drying was investigated. The sensory acceptance of the bread fortified with CFE powder was also assessed. The CFE microcapsules powder produced with MD-WPC carrier showed maximum production yield (≈74%), appropriate microbial stability (Aw < 0.23), lowest bulk and tapped densities (0.45 and 0.6 g/ml, respectively), and highest flowability (angle of repose 31°). The solubility (87-97%), wettability (2.8-94 s), hygroscopicity (22-29%) and particle size (1.6-9.7 µm) of the CFE powders were also affected by carrier type. The highest encapsulation efficiency (≈90%), total phenolics content (1.29 mg of gallic acid equivalent per ml reconstituted powder) and DPPH free radical inhibitory activity (≈91%) were also observed for the CFE microcapsules powder produced with MD-WPC carrier. The SEM images showed that the particles of CFE powders have different sizes and wrinkled and indented surfaces, and the powder produced with MD-WPC have larger particle size compared to the others. The sensory evaluation results showed that by fortification of bread with up to 3% CFE microcapsules powder (produced with MD-WPC carrier), the color, texture, taste and chewability of the bread are still acceptable.

در این مطالعه توده های مرکب جدید ایزوله پروتئین آب پنیر (WPI) و موسیلاژ دانه به (QSM) تولید و مشخصه یابی شدند و به عنوان ذرات هیدروژل برای پوشینه دار کردن و انتقال نانوامولسیون بتا-کاروتن به داخل ماست استفاده شدند. در مقادیر بهینه pH و نسبتWPI:QSM برای توده ای شدن، حداکثر مقادیر قدرت برهمکنش الکترواستاتیک بین بیوپلیمرها، کدورت و راندمان توده ای شدن مشاهده شد. توده ها به شکل ذرات شبه کروی با اندازه کمتر از 200 نانومتر مشاهده شدند که به طور فشرده به ذراتی بزرگتر با قطر متوسط 16/22 میکرون و پتانسیل-زتا 5/1- میلی ولت تجمع کرده بودند. طیف FTIR نشان داد که هردو نوع برهمکنش الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی در تشکیل توده های WPI-QSM نقش دارند. پایداری حرارتی بیوپلیمرهای منفرد با توده ای شدن افزایش یافت. نانوامولسیون بتا-کاروتن با روش امولسیون کردن خودبخودی تولید شد و ذرات هیدروژل/ توده ها با آن ها، در راندمان پوشینه دار کردن 78/5 درصد، پر شدند. پایداری شیمیایی بتا-کاروتن در ذرات هیدروژل پر بیشتر از پایداری آن در نانوامولسیون بود. اسیدیته، ظرفیت نگهداری آب، سفتی و گرانروی ظاهری ماست با غنی سازی با ذرات هیدروژل پر افزایش و آب اندازی آن کاهش یافت. زردی نمونه های ماست به ترتیب کنترل، غنی شده با ذرات هیدروژل پر و غنی شده با نانوامولسیون بتا-کاروتن افزایش یافت. سفتی نمونه های ماست به ترتیب غنی شده با ذرات هیدروژل پر، کنترل و غنی شده با نانوامولسیون بتا-کاروتن کاهش یافت. به طور کلی، پذیرش حسی نمونه های غنی شده در مقایسه با کنترل کاهش یافت اما هنوز قابل قبول بود.

میوه انگور، میوه ای با فعالیت فیزیولوژیکی کم می باشد که حاوی بعضی ریزمغذی های ضروری و مقادیر زیادی مواد زیست فعال فنولی و آنتوسیانین ها بوده و در جلوگیری از تنش اکسایشی، سرطان و بیماری های قلبی نقش دارد. پوسیدگی قارچی و کاهش کیفیت از مهم ترین عوامل محدود کننده عمر ماندگاری میوه انگور هستند. اخیرا، استفاده از پوشش های بیوپلیمرها و اسانس های گیاهی به عنوان نگهدارنده های طبیعی و مشتری پسند برای کنترل پوسیدگی و حفظ کیفیت میوه ها بسیار حایز اهمیت است. در این مطالعه، اثر پوشش های کیتوزان، نانوکیتوزان و اسانس بنه بر کیفیت پس از برداشت میوه انگوررقم رشه (Vitis Vinifera cv.Rasheh) در قالب دو آزمایش جداگانه بررسی شد. آزمایش اول در قالب چهار تیمار ( پوشش کیتوزان 1 درصد، نانوکیتوزان 2/0 درصد، اسید استیک 5/0 درصد و آب مقطر (شاهد)) و آزمایش دوم نیز در قالب 5 تیمار ( کیتوزان-اسانس، نانوکیتوزان-اسانس، اسانس بنه 1200ppm، تویین 1 درصد و آب مقطر (شاهد)) اجرا شد. پس از اعمال تیمارها برخی ویژگی های میکروبی، فیزیکوشیمیایی و حسی میوه در طول 8 هفته نگهداری در دمای 4 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی90 درصد اندازه گیری شد. در آزمایش اول، میزان رشد کپک و مخمر و باکتری های مزوفیل هوازی و درصد پوسیدگی در تیمار کیتوزان در پایان دوره نگهداری نسبت به سایر تیمارها کمتر بود؛ همچنین در این تیمار سفتی بافت، مواد جامد محلول، ویتامین ث و میزان فعالیت ضداکسایشی بیشتر از سایر تیمارها بود. پوشش نانوکیتوزان دارای بیشترین فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز بود و موجب کاهش بیشتر فعالیت آنزیم پلی فنول اکسیداز گردید. در شمارش باکتری های سرمادوست، اسیدیته قابل تیتراسیون، آنتوسیانین و فنول کل اختلافی بین تیمارهای کیتوزان و نانوکیتوزان مشاهده نشد. در آزمایش دوم، تیمار کیتوزان-اسانس سبب کاهش رشد کپک و مخمر و افزایش فعالیت ضداکسایشی شد. بالاترین محتوای مواد جامد محلول، اسیدیته قابل تیتراسیون، آنتوسیانین و مقدار فنول کل درتیمار نانوکیتوزان-اسانس مشاهده شد. تیمارهای کیتوزان-اسانس و نانوکیتوزان-اسانس سبب کاهش رشد باکتری های مزوفیل هوازی و درصد پوسیدگی و نیز حفظ سفتی میوه نسبت به سایر تیمارها شدند. اختلاف معناداری میان تیمارها در تعداد باکتری های سرمادوست مشاهده نشد. کمترین میزان ویتامین ث در تیمار شاهد مشاهده شد.