فهرست مطالب

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال پنجاه و یکم شماره 1 (بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/02/16
  • تعداد عناوین: 4
|
  • شیوا بیلانکوهی*، بابک قنبرزاده، امیر پورفرزاد، حامد همیشه کار، موسی رسولی صفحات 183-193
    عصاره های گیاهی حاوی مواد غذا- دارو و ترکیبات فنلی بوده اما پایداری پایین و جذب اندکی دارند. نیوزوم ها از سورفاکتانت های غیریونی تشکیل شده و دارای پایداری شیمیایی و دسترسی زیستی و جذب سلولی بالاتر در بین بقیه حامل های لیپیدی می باشند. در این پژوهش به تولید و شناسایی خصوصیات فیتونیوزوم های حاوی عصاره ساقه انگور به روش هیدراسیون لایه نازک با کمی اصلاح، پرداخته شده است. از روش سطح پاسخ و طرح باکس-بنکن با سه متغیر مستقل در سه سطح برای بهینه سازی تولید نیوزوم ها و بررسی سه متغیر وابسته، استفاده شد. تعادل آب دوستی- چربی دوستی(HLB)  در محدوده 10-6، نسبت فیتواسترول به سورفاکتانت ها بین 10 تا 20 درصد و مقدار عصاره به میزان 5 میلی گرم تا 15 میلی گرم، به عنوان متغیرهای فرمولاسیون انتخاب شدند. بر اساس یافته های تحقیق، غلظت عصاره مهمترین پارامتر موثر بر درصد ریزپوشانی و شاخص پراکندگی بوده و HLB مهمترین فاکتور در اندازه ذرات می باشد. فرمولاسیون بهینه فیتونیوزوم اندازه ذرات 173 نانومتر، کارایی درون پوشانی 72 درصد و شاخص پراکندگی 32/0 را نشان داد. قبل از درون پوشانی، ساقه های انگور خشک شده به روش استخراج سبز عصاره گیری شده و ترکیبات مهم پلی فنولی آن توسط دستگاه LC-MS/MS شناسایی شد. نتایج نشان داد که، فیتونیوزوم می تواند به عنوان نانوحاملی جدید و ارزان قیمت برای انکپسولاسیون ترکیبات زیست فعال در صنعت غذا مورد استفاده قرار بکیرد.
    کلیدواژگان: فیتونیوزوم، ساقه انگور، استخراج سبز، LC-MS، MS، روش سطح پاسخ
  • هادی الماسی*، بهبود پورفتحی، رقیه مختاری زنوزی صفحات 195-209
    هدف از پژوهش حاضر، توسعه ی یک بسته بندی فعال ضدمیکروبی برای افزایش ماندگاری قارچ دکمه ای (Agaricus bisporus) بود. نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) در سه سطح صفر، 5/0 و 5/1 درصد به ترکیب فیلم پلی اتیلن با دانسیته پایین (LDPE) اضافه شدند و به روش اکستروژن دمشی فیلم نانوکامپوزیت تولید شد. از این فیلم ها برای بسته بندی قارچ تازه استفاده شد. همچنین به منظور تحریک فعالیت ضدمیکروبی فیلم ها از تابش دهی نور UV روی نمونه های بسته بندی شده به مدت 15 دقیقه استفاده شد. بررسی خاصیت ضدمیکروبی فیلم ها نشان داد که  بازدارندگی در برابر رشد Staphylococcus aureus و Escherichia coli با افزایش میزان TiO2و همچنین تحت تاثیر تابش دهی UV افزایش می یابد. نمونه های قارچ به مدت 15 روز در دمای یخچال نگهداری شدند و آزمون های فیزیکوشیمیایی و بررسی کیفیت میکروبی روی آنها انجام شد. میزان افت وزن و کاهش ترکیبات فنولی و همچنین کاهش ویتامین C در اثر استفاده از بسته بندی های نانوکامپوزیت بطور قابل توجهی کاهش یافت و این تاثیر با افزایش میزان TiO2بیشتر شد. شاخص قهوه ای شدن و اختلاف رنگ با قارچ تازه در نمونه های بسته بندی شده در فیلم حاوی 5/1 درصد TiO2و تابش دهی شده با نور UV کمتر از سایر نمونه ها بود. با گذشت زمان، بار میکروبی نمونه های قارچ افزایش یافت اما فیلم های فعال توانستند این افزایش را کنترل کنند. بطور کلی پژوهش حاضر نشان داد که استفاده از نانوذرات TiO2 در فیلم LDPE به عنوان بسته بندی فعال غیرتماسی همراه با تابش دهی نور UV قادر است ماندگاری قارچ را افزایش داده و خصوصیات کیفی آن را در طول مدت عرضه، در سطح مطلوبی حفظ کند.
    کلیدواژگان: فیلم نانوکامپوزیت، قارچ دکمه ای، نانوذرات TiO2، ویژگی های شیمیایی، تابش دهی نور UV
  • نازیلا مبصری، رضا اسماعیل زاده کناری*، راضیه رضوی صفحات 211-222
    عصاره پوست کیوی با استفاده از فراصوت حمام و پروب در دو شدت 50 و 80 درصد استخراج شد. عصاره استخراج شده با استفاده از فراصوت پروب در شدت 80 درصد بالاترین راندمان استخراج (19/42 درصد) را داشت.  فراصوت حمام (88/265 mg/g) و پروب در شدت 80 درصد (46/298 mg/g) به ترتیب کمترین و بیشترین میزان فنول آزاد را داشتند. هیدرولیز اسیدی (79/55 تا 83/63 mg/g) نسبت به هیدرولیز قلیایی (39/54 تا 92/61 mg/g) در جداسازی فنول های باند شده موثرتر عمل نمود. فعالیت ضداکسایشی فنول های استخراجی در غلظت های 100 تا 800 mg/L با استفاده از دو روش مهار رادیکال آزاد DPPH و احیا آهن اندازه گیری شد. با افزایش غلظت ترکیبات فنولی در هر دو نوع آزاد و باند شده میزان احیا آهن و مهار رادیکال آزاد DPPH افزایش یافت. بیشترین فعالیت ضداکسایشی مربوط به فنول های باند شده بود. غلظت 800 mg/L از هر نوع فنول برای نانوریزپوشانی با صمغ دانه شاهی استفاده شد. راندمان ریزپوشانی فنول ها 96/51 تا 36/82 درصد و بیشترین راندمان مربوط به نمونه فنول باند شده و هیدرولیز اسیدی فراصوت در شدت 80 درصد بود. پتانسیل زتا در تمام نمونه ها منفی و ذرات اندازه نانومتری (کمتر از 3/172 نانومتر) داشتند. نتایج این تحقیق نشان می دهد صمغ دانه شاهی دیواره مناسبی برای ریزپوشانی فنول های آزاد و باند شده عصاره پوست کیوی است و نمونه های فنول باند شده اسیدی با استفاده از فراصوت پروب در شدت های 80  و 50 درصد و همچنین فنول آزاد حمام استخراجی می توانند به عنوان ترکیبات ضداکسایشی در محصولات غذایی مورد استفاده قرار بگیرند.
    کلیدواژگان: نانوریزپوشانی، فنول، اولتراسوند، عصاره پوست کیوی
  • محسن لبافی مزرعه شاهی*، نگاه کریمی، مریم سلامی صفحات 223-234
    با افزودن مقادیر مختلف عصاره (0، 3/0، 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و3 میلی لیتر) به سفیده، قدرت کف کنندگی در غلظت بهینه 1 میلی لیتر عصاره، معادل 3/25 میلی گرم پلی فنل در نمونه های با پی-اچ 9، 7 و 5/4 به ترتیب 1116، 1244 و 1579 درصد و پایداری کف تولیدی  نیز 5/62، 75 و 6/77 درصد بوده است. نتایج نشان می دهد در pH اسیدی، بدلیل نزدیک شدن پی اچ سفیده به  pHایزوالکتریک اوآلبومین در حضور عصاره، ظرفیت کف کنندگی و پایداری کف سفیده به بالاترین مقدار رسیده است. با این وجود، با افزودن مقدار عصاره فنلی با بیش از غلظت بهینه، درصد ظرفیت کف کنندگی سفیده تخم مرغ حتی به کم تر از ظرفیت کف کنندگی نمونه کنترل (بدون افزودنی) کاهش یافته اما روند افزایشی پایداری کف ادامه داشته و به حداکثر مقدار 2/81 درصد نیز می رسد.
    کلیدواژگان: سفیده تخم مرغ، عصاره پوست انار، ظرفیت کف کنندگی، برهم کنش پروتئین-پلی فنل
|
  • Shiva Beylankouhi *, Babak Ghanbarzadeh, Amir Pour Farzad, Hamed Hamisheh Kar, MOUSA Rasouli Pages 183-193
    Herbal compounds, so-called phyto-constituents, illustrate poor stability and absorption. Niosomes, which are made of nonionic surfactants, create better chemical and stability conditions, higher absorption rate and bioavailability besides lipid vesicles. This study covers the preparation and characterization of phyto-niosomes of grape stem extract by modified thin film hydration technique. The developed formulations were statistically optimized using response surface methodology, The applied Box–Behnken design had three factors with three levels for each factor. Hydrophilic-lipophilic balance (HLB), phytosterol percent and extract amount were selected as the formulation variables. The results showed that extract concentration was the most important parameter affecting the encapsulation efficiency and poly dispersity index. Also HLB had the most important effects on the particle size. The optimized phyto-niosomes showed vesicle size, entrapment efficiency and poly dispersity index (PDI) of 173nm, 72% and 0.32 respectively .Before the encapsulation process, extracts of dried stems were prepared by Green extraction method and phenolic composition was identified with LC-MS/MS. Indeed, it was found that phyto-niosomes could be represented as an inexpensive and efficient nano vesicular carrier for nutraceuticals delivery in food industry.
    Keywords: : Phyto-niosomes, LC-MS, MS, Grape stem, response surface methodology, Green extraction
  • Hadi Almasi *, Behbood Pourfathi, Roghayeh Mokhtari Zonouzi Pages 195-209
    The aim of this research was to develop an antimicrobial active packaging for shelf life extension of button mushrooms (Agaricus bisporus). TiO2 nanoparticles at three levels of 0, 0.5 and 1.5% were added to the low density polyethylene (LDPE) film and nanocomposite films were produced by blowing extrusion method. These films were used for packaging of fresh mushrooms. Also, UV irradiation was used on the packaged samples for 15 min to stimulate the antimicrobial activity of the films. Evaluation of antimicrobial properties of films revealed that the inhibitory effect against growth of E. coli and S. aureus increased by increasing TiO2 content and also by UV irradiation. Mushroom samples were stored for 15 days at refrigerator and physicochemical and microbial tests were applied on them. Weight loss, decreasing of phenolic compounds and also losing of vitamin C were decreased by using nanocomposite films and this effect increased by increasing TiO2 content. Browning index and color difference with fresh mushroom was the lowest for 1.5% TiO2 loaded and UV irradiated samples. Microbial counts of mushrooms increased during storage but active films were able to control this increment. Generally, this research indicated that the using of TiO2 in the LDPE film as a non-contact active packaging along with UV irradiation is able to increase the shelf life of mushroom and preserve its quality attributes during the supply period.
    Keywords: Button mushrooms, Nanocomposite films, Chemical Properties, TiO2 nanoparticles, UV irradiation
  • Nazila Mobaseri, Reza Esmaeilzadeh Kenari *, Razie Razavi Pages 211-222
    Kiwifruit peel extract was extracted using ultrasound bath and probe at 50 and 80% intensities. The extract obtained using ultrasound probe at 80% intensity had the highest extraction efficiency (42.19%). Bath ultrasound (265.88 mg/g) and probe at 80% intensity (298.46 mg/g) had the least and highest amount of free phenolic compound, respectively. Bath ultrasound (265.88 mg/g) and probe at 80% intensity (298.46 mg/g) had the highest amount of free phenolic compound. Acid hydrolysis (55.79 to 63.83 mg / g) was more effective in separating the bounded phenols than alkaline hydrolysis (54.39 to 61.92 mg/g). The antioxidant activity of extracted phenols was measured at 100 to 800 mg/L of concentrations by using two free radical scavenging method (DPPH) and iron reduction assay. Increasing the concentration of phenolic compounds in both free and bounded phenols increased the rate of iron reduction and free radical scavenging of DPPH. The highest antioxidant activity was observed in bounded phenols. A concentration of 800 mg/L of each phenol was used to encapsulation with Lepidiumsativum L. seed gum. The encapsulation efficiency of phenols was 51.96 to 82.36% and the highest efficiency was for phenol bounded sample and acid hydrolyzed ultrasound at 80% intensity. Zeta potential in all samples was negative and the particles were nanometer sized (less than 172.3 nm). The results of this study showed that Lepidiumsativum L. seed gum is a good wall for encapsulation of free and bounded phenols of kiwifruit peel extract and the acid-bound phenolic samples using probe ultrasound at 80 and 50% intensities and also free phenol obtained with bath ultrasound can be used as antioxidant compounds in food products.
    Keywords: Nanoencapsulation, phenol, Ultrasound, kiwifruit peel extract
  • Mohsen Labbafi *, Negah Karimi, Maryam Salami Pages 223-234
    By adding different amounts of the PPE (0, 0.3, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 mL) to egg white, the foaming capacity at the optimum concentration of 1 mL of the extract, equivalent to 25.3 mg of poly phenol in samples with the pH of 9.7 and 4.5 was 1166, 1244, and 1579%, and the stability of the foam was 62.5, 75 and 77.6%, respectively. The results show that at acidic pH, the foaming capacity and stability of the egg white were the maximum due to the closeness of the pH of the egg white to the isoelectric pH of ovalbumin in the presence of PPE. Nevertheless, with the addition of phenolic extract to a concentration above optimum, the foaming capacity of the egg white becomes even lower than the foaming capacity of the control sample (no additives), but the increasing trend of foam stability continued, reaching a peak of 81.2%.
    Keywords: Egg white, pomegranate peel extract, polyphenol-protein interactions, Foaming capacity