بهینه یابی فرایند تولید ریزکپسول اسانس آویشن شیرازی: مقایسه روش سطح پاسخ و شبکه ی عصبی مصنوعی

آویشن شیرازی، یکی از شناخته شده ترین گیاهان دارویی می باشد. اسانس آن دارای مواد موثره ی مختلفی خصوصا تیمول و کارواکرول می باشد که خاصیت ضد اکسایشی، ضدباکتریایی و ضد قارچی دارند. این اسانس در برابر عوامل مختلف بسیار حساس بوده و به سرعت اکسیده شده و خواص خود را از دست می دهد، بنابراین ریزپوشانی این اسانس با هدف حفاظت از آن در برابر عوامل محیطی و واکنش های شیمیایی صورت می گیرد. مدل سازی فرایند می تواند در ارزیابی و پیش بینی تاثیر شرایط موثر بر ویژگی های کیفی محصول مناسب کارآمد باشد. هدف از پژوهش حاضر، بهینه یابی شرایط تولید ریزکپسول اسانس آویشن شیرازی و مقایسه عملکرد دو روش سطح پاسخ و شبکه ی عصبی مصنوعی می باشد.

در این پژوهش امولسیون روغن در آب، حاوی 5 درصد (وزنی/وزنی) اسانس آویشن شیرازی در سوسپانسیون آبی حاوی (10، 33/13، 20، 66/26 و 30%) مواد دیواره، با نسبت پروتیین (کازیینات سدیم) به پلی ساکارید (نشاسته اصلاح شده و مالتودکسترین: 0، 66/6، 20، 33/33 و 40 درصد)، با کمک امواج فراصوت در مدت زمان های مختلف (30، 45، 75، 105 و 120 ثانیه) تهیه شد. از امولسیون های تهیه شده با استفاده از خشک کن انجمادی ریزکپسول تهیه شد و تاثیر فاکتورهای فوق بر تغییرات ویژگی های کیفی از جمله راندمان ریزپوشانی بر حسب میزان اسانس ریز پوشانی شده، میزان ترکیبات فنولیک و ضد اکسایشی حفظ شده، مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج مدل سازی فرایند در هر دو روش موید آن است که افزایش غلظت مواد دیواره، نسبت پروتیین به پلی ساکارید و مدت زمان اعمال امواج فراصوت موجب افزایش راندمان ریزپوشانی اسانس، محتوی ترکیبات فنولیک و فعالیت ضداکسایشی محصول می گردد. اثر متقابل نسبت پروتیین به پلی ساکارید و زمان فراصوت نیز در سطوح متوسط متغیرها موجب بهبود حفظ ترکیبات فنولیک کل و ظرفیت ضداکسایشی ریزکپسول اسانس آویشن شیرازی گردید. تیمار حاوی 28% غلظت مواد دیواره، 16% نسبت پروتیین به پلی-ساکارید، 111 ثانیه مدت زمان فراصوت و تیمار 29% غلظت مواد دیواره، 18% نسبت پروتیین به پلی ساکارید، 87 ثانیه مدت زمان فراصوت، به ترتیب به عنوان نقاط بهینه شبکه عصبی مصنوعی و سطح پاسخ پیشنهاد گردید. مقایسه نتایج تجربی نمونه های بهینه، برتری نمونه حاصل از شبکه ی عصبی مصنوعی از لحاظ محتوای ترکیبات فنولیک کل و راندمان ریزپوشانی را نشان داد (05/0>p).

نتایج به دست آمده از این تحقیق بیانگر اثربخش بودن متغیرهای مستقل در فرایند ریزپوشانی اسانس بود، که بیشترین تاثیر را نسبت پروتیین به پلی ساکارید دارا بود. هم چنین شبکه ی عصبی مصنوعی با توپولوژی بهینه (شبکه پیش رونده 4 لایه با 2 لایه پنهان و 10 تورون در هر لایه پنهان) در مقایسه با روش سطح پاسخ به دلیل توانایی بی نظیر در پردازش اطلاعات و مدل سازی سیستم-های پیچیده، در پیش بینی ویژگی های کیفی اسانس آویشن شیرازی ریزپوشانی شده بسیار کارآمد ارزیابی شد.