بخشی از مقاله
چکیده: امروزه توجه روزافزونی در استفاده از روشهای کم انرژی به منظور تولید نانوامولسیونهای خوراکی وجود دارد. تولید نانوامولسیون با روش پر انرژی نیازمند تجهیزات مکانیکی گران قیمت است. در کشور ما دسترسی به این تجهیزات محدود است. در مقابل هزینه اجرایی روشهای کم انرژی پایین است. روش خود به خودی یکی از روشهای کم انرژی در تولید نانوامولسیونها است.
مقدمه:
ویتامین 3 را ویتامینD طبیعی مینامند. ویتامین 3 با جذب مواد معدنی از جمله کلسیم و فسفر و انتقال آنها به دندان و بافتهای استخوان، موجب استحکام استخوان و دندانها میشود. بنابراین دریافت و وجود کافی آن برای افراد مبتلا به پوکی استخوان که امروزه یک بیماری بسیار شایع است، بسیار مهم می باشد Banville - و همکاران، . - 2000 استفاده مستقیم این ترکیب در نوشیدنی های خوراکی با یکسری محدودیتهایی همراه میباشد: حلالیت آن در آب بسیار اندک است و دسترسی زیستی آن کم است.
مهم ترین برتری و مزیت نانوامولسیون ها بر امولسیون های متداول، این است که آن ها شفاف هستند. زیرا قطر قطرات - d - آن ها کوچکتر از طول موج نور است. به همین دلیل نور را به میزان اندکی پراکنده می کنند. به این ترتیب می توان مواد عملکردی غیرقطبی مانند ویتامین D3 را به محصولات غذایی شفاف و نوشیدنی ها وارد کرد. مطالعات نشان می دهند در صورت انکپسوله کردن مواد غیر قطبی با استفاده از سیستمهای تحویل نانوامولسیونی، دسترسی زیستی آن ها نسبت به امولسیون های متداول، افزایش خواهد یافت.
به دلیل اینکه اندازه ی قطرات آن ها کوچک می باشد و همچنین نسبت سطح به حجم بالایی دارند. به همین دلیل در این پژوهش ما بر آن بودیم که نانوامولسیونهای حاوی ویتامین 3 را با استفاده از روش کم انرژی خود به خودی، با استفاده از سورفکتانتهای یونی تولید کنیم. در این روش با تغییر دادن ترکیب فازها، تغییر دادن شرایط محیطی - دما، pH و قدرت یونی - و تغییر دادن شرایط همزدن - سرعت همزن، آهنگ اضافه کردن، ترتیب اضافه کردن فازها - میتوان موفق به تولید نانوامولسیون شد.
مواد و روش ها: از روش کم انرژی خود به خودی برای تولید نانوامولسیون استفاده شد که با اضافه شدن تدریجی فاز روغنی - ویتامین 3 ، میگلیول 812، تویین 20، 80 و - 85 به آب دو بار تقطیر بهمدت 8 ساعت، قطرات بسیار ریز روغن تولید میشود. قطر متوسط قطرات دیسپرسیون کلوییدی با استفاده از دستگاه DLS اندازهگیری شد که براساس پراکنش نور لیزر کار میکند Rao - و همکاران، - 2012 و برای تعیین میزان پراکندگی توزیع اندازه ذرات، اندیس Span محاسبه شد - معادله . - 1
نتایج و بحث:
در هر دو نوع سورفکتانت - تویین 80 و مخلوط تویین - 85-80-20 با افزایش غلظت سورفکتانت اندازه قطرات کاهش پیدا کرد و در هر دو سطح سورفکتانت در استفاده از مخلوط سورفکتانتها نسبت به تویین 80، قطرات با قطر میانگین کوچکتری تولید شد. اگرچه اختلاف معنی داری در نسبت سورفکتانت به امولسیون %15 - SER - تویین 80 و مخلوط سه سورفکتانت وجود نداشت، کوچکترین قطرات - 75nm - - شکل - 2 و کمترین توزیع اندازه قطرات به ترتیب در استفاده از مخلوط سه سورفکتانت و تویین 80 در این غلظت مشاهده شد.
در سیستم ویتامین - MCT - E تویین 80 به روش خود به خودی، مشاهده شد که قطر متوسط قطرات با افزایش غلظت سورفکتانت کاهش مییابد Saberi - و McClements ، Ostertag . - 2013 و همکاران - 2012 - در سیستم میگلیول - تویین 20، 80 و 85 به روش EIP، نشان دادند که کوچکترین قطرات با استفاده از مخلوط سه سورفکتانت تولید شدند و همچنین کاهش اندازه قطرات را در نتیجه افزایش غلظت سورفکتانت مشاهده کردند.
زمانی که دو فاز روغن و آب کنار هم قرار میگیرند، ترکیبات آمفی فیل که ممکن است در فاز روغن یا آب موجود باشند، به داخل فازی که در آن حلالیت بیشتری دارد مهاجرت میکنند. هنگامی که این جزء مهاجرت میکند، آشفتگی بین سطحی ایجاد میکند و سبب تولید خود به خودی قطرات ریز میشود McClements - و Rao، . - 2011 - nm - شکل :1 تولید قطرات نانو مقیاس در استفاده از تویین 80 و مخلوط تویین 85-80-20 در SER 10 و 15 درصد - حروف غیر مشابه نشان دهنده اختلاف معنی دار در سطح %5 آزمون دانکن میباشد -
شکل :2 اندازه و توزیع اندازه قطرات در سیستم ویتامین - D3 میگلیول- مخلوط تویین 85-80-20 در 0/15 SER در مورد تولید نانوامولسیون با روش خود به خودی مکانیسمهای مختلفی پیشنهاد شدهاند. سه مکانیسم اصلی شامل Horn - و همکاران، 2001؛ Lopez-Montilla و همکاران، 2002؛ Mercuri و همکاران، : - 2011 توربولنس بین سطحی:1 زمانی که یک قطره از مایع سبک بر روی مایع سنگین قرار میگیرد، در لایه بین سطحی یک سری حرکات ناپایدارکننده ایجاد می شود. این حرکات که تحت عنوان لگد زدن یاد میشوند، به تدریج افزایش مییابند. به طوری که به تدریج جریانهایی از یک فاز به آرامیبه سمت فاز دیگر جریان مییابد.
کشش بین سطحی منفی:2 با جذب مولکولهای سورفکتانت یا کوسورفکتانت، کشش سطحی به مقدار زیادی کاهش مییابد و احتمالا در نهایت به مقادیر منفی برسد. بنابراین لایه بین سطحی افزایش مییابد و با کمترین ضربهای که به آن میخورد از هم میپاشد.
انتشار و رشتهای شدن:3 مهمترین خصوصیت مکانیسم انتشار و رشتهای شدن، مستقل بودن آن ازکشش بین سطحی میباشد. در این مکانیسم زمانی که مخلوط روغن و سورفکتانت - یا کوسورفکتانت - در مجاورت فاز آبی قرار میگیرند، سورفکتانت به سرعت به سمت فاز آبی حرکت می کند . به هنگام ورود به فاز آبی به همراه خود مقداری روغن را نیز وارد فاز آبی می کند که این روغن متصل به سورفکتانت در داخل آب به قطرات ریز امولسیون، رشتهای میشود. البته به دلیل حضور سورفکتانت داخل فاز روغن، آب نیز ممکن است داخل فاز روغن به صورت رشتهای وارد شود.
نتیجه گیری کلی:
در استفاده از تویین 80 و همچنین مخلوط تویین 85-80-20 ذرات در محدوده نانومتری تولید شدند.کوچکترین قطرات و کمترین توزیع اندازه قطرات به ترتیب در استفاده از مخلوط سه سورفکتانت و تویین 80 در این غلظت مشاهده شد. به طور کلی سیستم نانوامولسیونی بهینه با پایداری بالا در استفاده از مخلوط سه سورفکتانت - SER=%15 - و در دمای 25℃ بهدست آمد.
