بهینه¬سازی استخراج عصاره از پوست انار، ریزپوشانی نانوفیتوزومی آن و بررسی خواص ضد کپکی، فیزیکی- شیمیایی و حسی ماست غنی شده با آن

Abstract

ده: هدف: هدف از تحقیق حاضر، بهینه¬سازی استخراج عصاره از پوست انار، ریزپوشانی آن در قالب نانو¬سامانه فیتوزومی با هدف غنی¬سازی مواد غذایی و بررسی تاثیر آن بر ویژگی¬های فیزیکی- شیمیایی و حسی ماست و نیز تاثیر ضد میکروبی آن در ماست غنی شده، بود. پیش زمینه: چنین بنظر می¬رسد که عصاره پوست انار به دلیل خواص مفید آن، می¬تواند به عنوان یک افزودنی طبیعی در راستای افزایش سطح ایمنی مواد ¬غذایی و ارتقا سطح سلامت عموم افراد جامعه مورد استفاده قرار گیرد. لذا پرداختن به اهمیت پوست انار و عصاره آن¬ به عنوان یک افزودنی¬ ارزشمند و با صرفه اقصادی بالا و نیز استفاده از تکنیک¬های مقرون به صرفه در استخراج و ریزپوشانی ترکیبات فنولیک پوست انار به منظور افزایش زیست¬دسترسی و پوشش طعم قابض آن¬ها و نیز ممانعت از واکنش پلی¬فنل¬ها با برخی از اجزای غذایی نظیر کلسیم، آهن ضروری هست. همچنین غنی¬سازی آن در یک محصول غذایی پر مصرف و مناسب برای تمام گروه¬های سنی به عنوان¬ یک مکمل غذایی با ارزش افزوده و با سطح ایمنی بالاتر، منطقی و قابل توجیه است. مواد و روش¬ها: در فاز اول، با استفاده از نرم¬افزار دیزاین اکسپرت (DOE) و طراحی باکس بنکن (BBD)، تاثیر زمان و دمای سونیکاسیون و نیز سرعت هم¬زدن بر بازده استخراج، فعالیت آنتی¬اکسیدانی و محتوای فنول کل عصاره هیدرو اتانولی پوست انار (در نسبت v/v 60:40 اتانول به آب) بررسی گردید. سپس تیمار بهینه از نظر بالاترین میزان بازده استخراج، محتوای فنل کل و فعالیت آنتی¬اکسیدانی، جهت ریزپوشانی با سامانه فیتوزومی متشکل از نسبت¬های مختلف گاما-اوریزانول و لسیتین سویا با روش هیدراسیون لایه نازک-سونیکاسیون انتخاب شد. خصوصیات ساختاری و پایداری نانوفیتوزوم¬ها به لحاظ تغییر اندازه ذرات و میزان نشتی عصاره در طی یک ماه نگهداری در دمای یخچالی بررسی گردید و تیمار بهینه از لحاظ بیشترین پایداری، کمترین شاخص توزیع اندازه ذرات و نیز کوچکترین متوسط اندازه ذرات، به¬ عنوان فرمولاسیون بهینه انتخاب شد. فعالیت آنتی¬اکسیدانی، پایداری آنتی¬اکسیدانی در طول یک ماه، رهایش در شرایط مشابه دستگاه گوارش انسان (در حضور آنزیم¬های گوارشی) و سمیت سلولی فرمولاسیون بهینه بر روی دو رده سلولی سالم و سرطانی سنجیده شد. سپس فرمولاسیون بهینه حاوی عصاره پوست انار، جهت غنی¬سازی ماست انتخاب شد و در نهایت، عصاره پوست انار در دو فرم ریزپوشانی¬شده (فرمولاسیون بهینه) و آزاد در مقدارmg 200 بهg 100 ماست افزوده شد و خواص ضدکپکی، فیزیکی-شیمیایی و حسی آن در طول 4 هفته، مورد ارزیابی قرار گرفت. شایان ذکر است، جهت پخش یکنواخت ترکیبات زیست فعال پوست انار در بستر ماست هم¬زده، عصاره ریزپوشانی شده در فرم سوسپانسیونی و عصاره آزاد در فرم محلول به ماست افزوده شد. یافته¬ها: شرایط بهینه برای حصول بیشینه بازده استخراج (%14/38)، فعالیت آنتی اکسیدانی (%15/92) و محتوای فنل کل (mg GAE/g PPE DW 18/283)، حلال اتانولv/v 60%، مدت زمان سونیکاسیون min 70، دمای ˚C8/61 و سرعت هم¬زدن rpm 1000 بدست آمد. نتایج نشان داد که استفاده ترکیبی دو روش استخراج مدرن (اولتراسونیکاسیون) و سنتی (خیساندن دینامیک) اثرات تقویت کنندگی در بازده استخراج، فعالیت بازدارندگی DPPH و محتوای فنل کل داشت به طوری¬که متغیرهای وابسته مذکور به ترتیب از %28، %78 و mg GAE/g PPE DW 167 در استفاده از روش خیساندن دینامیک، به %14/38، %15/92 و mg GAE/g PPE DW 18/283 در استفاده از روش ترکیبی اولتراسونیکاسیون/خیساندن دینامیک، ارتقا یافت. همچنین زمان استخراج از حدود پنج روز در روش¬های سنتی به یک روز در این روش ترکیبی کاهش یافت. جهت ریزپوشانی عصاره مستخرج در شرایط بهینه با روش هیدراسیون لایه نازک-سونیکاسیون، فرمولاسیون بهینه در نسبت وزنی-وزنی (لسیتین) 8: (گاما-اوریزانول) 2: (عصاره پوست انار) 2 بدست آمد. فرمولاسیون بهینه، پایداری آنتی¬اکسیدانی مطلوبی را طی یک ماه نگهداری در دمای یخچالی از خود نشان داد و چنین بنظر رسید که وجود گاما-اوریزانول در فرمولاسیون سامانه حامل، علاوه بر افزایش پایداری سامانه، باعث تقویت فعالیت آنتی¬اکسیدانی عصاره پوست انار شد. رهایش عصاره از نانوسامانه فیتوزومی در شرایط مشابه دستگاه گوارش انسان ، به صورت تدریجی بوده و در مدت زمان 2 ساعت قرارگیری در شرایط مشابه معده، تنها %51/2 ± 66/22 از عصاره، رهایش یافت. سمیت سلولی عصاره ریزپوشانی شده بر روی رده سلولی سرطانی (MCF-7)، به طرز معنی¬داری بیشتر از عصاره آزاد بود (μg/mL 103 IC50 =). عصاره ریزپوشانی¬شده افزوده شده به ماست از رشد و تکثیر کپک آسپرژیلوس پارازتیکوس تلقیح شده به ماست در طول 4 هفته نگهداری در یخچال جلوگیری کرد و از طرفی اثرات نامطلوبی بر خواص حسی و فیزیکی-شیمیایی نمونه¬های ماست هم¬زده در طول 4 هفته نگهداری در یخچال در مقایسه با نمونه کنترل (بدون عصاره) نداشت. نتیجه¬گیری: روش طراحی شده در استخراج ترکیبات فنولیک از پوست انار در عین سادگی، پایین بودن هزینه سرمایه¬گذاری و نیز هزینه کاربری، سبب کاهش زمان استخراج و نیز افزایش چشمگیر بازده استخراج عصاره در مقایسه با روش¬های سنتی شد. عصاره ریزپوشانی شده با روش هیدراسیون لایه نازک-اولتراسونیکاسیون در مقایسه با سایر روش¬های ریزپوشانی، کارایی ریزپوشانی بالا، پایداری ساختاری و آنتی¬اکسیدانی بیشتر و نیز رهایش کنترل شده داشت. چنین بنظر می¬رسد که ماست غنی شده با عصاره ریزپوشانی شده پوست انار، قابلیت تولید در مقیاس صنعتی را به لحاظ در دسترس بودن مواد اولیه که عمدتا از ضایعات کشاورزی و صنایع غذایی بدست می¬آیند را به منظور افزایش سطح ایمنی محصول غذایی و ارتقا سطح سلامت عموم افراد جامعه، داراست.

واژگان کلیدی: عصاره پوست انار، لسیتین، گاما-اوریزانول، نانوفیتوزوم، ماست هم¬زده