ارزیابی نانوامولسیون گلبرگ زعفران و ویتامین D3 در پودر شیر فراسودمند: تأثیر روش‌های خشک کردن بر کیفیت فیزیکوشیمیایی و حسی

برای افزایش کیفیت و عملکرد پودر شیر، این مطالعه یک پودر شیر عملکردی (FMP) با استفاده از یک نانوامولسیون مبتنی بر هیدروژل دانه ریحان، حاوی گلبرگ‌های زعفران (Crocus sativus L.)، یک جریان جانبی گیاهی کم استفاده شده و ویتامین D₃ تولید کرد. خشک کردن پاششی (CSD)، خشک کردن انجمادی (FD) و خشک کردن با پنجره انکساری (RWD) به طور مقایسه‌ای برای تولید FMP و ارزیابی تأثیر آنها بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، عملکردی و حسی مورد استفاده قرار گرفتند. نانوامولسیون بهینه شده، رفتار رقیق شوندگی برشی را با اندازه ذرات اولیه 211 نانومتر و پتانسیل زتا 74.5- میلی ولت نشان داد که نشان‌دهنده پایداری کلوئیدی بالا است. در میان پودرهای خشک شده، FMP تولید شده توسط FD بالاترین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (75.16٪ RSA) را نشان داد که تقریباً 14.2 برابر بیشتر از نمونه غیرعملکردی بود، اگرچه کمترین چگالی حجمی (464.5 کیلوگرم بر متر مکعب) را نشان داد. در مقابل، پودر شیر خشک‌شده با عصاره ذرت (FMP) مشتق‌شده از CSD بالاترین میزان ویتامین D₃ (115.63 واحد بین‌المللی) را حفظ کرد، تقریباً 20 برابر بیشتر از پودر شیر خشک‌شده با اسپری غنی‌نشده، که با اندازه ذرات کوچکتر آن (1302 نانومتر) مرتبط بود. ارزیابی حسی همراه با تجزیه و تحلیل‌های چند متغیره، از جمله تجزیه و تحلیل همبستگی و تجزیه و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA)، نشان داد که روش خشک کردن به طور قابل توجهی بر عملکرد تغذیه‌ای و خواص حسی پودرها تأثیر می‌گذارد. نتایج، پتانسیل ادغام جریان‌های جانبی گیاهی در مواد لبنی کاربردی را برجسته می‌کند و نشان می‌دهد که انتخاب فناوری خشک کردن نقش مهمی در ایجاد تعادل بین حفظ مواد زیست فعال، عملکرد پودر و ویژگی‌های کیفی مرتبط با مصرف‌کننده دارد.

To enhance the quality and functionality of milk powder, this study developed a functional milk powder (FMP) incorporating a basil seed hydrogel based, nanoemulsion loaded with saffron (Crocus sativus L.) petals, an underutilized plant-based side stream, and vitamin D₃. Conventional spray drying (CSD), freeze drying (FD), and Refractance Window drying (RWD) were comparatively applied to produce the FMP and assess their impact on physicochemical, functional, and sensory related attributes. The optimized nanoemulsion exhibited shear-thinning behavior, with an initial particle size of 211 nm and a zeta potential of −74.5 mV, indicating high colloidal stability. Among the dried powders, FMP produced by FD showed the highest antioxidant capacity (75.16% RSA), approximately 14.2 higher than the non-functional sample, although it exhibited the lowest bulk density (464.5 kg/m³). In contrast, CSD-derived FMP retained the highest vitamin D₃ content (115.63 IU), nearly 20 folds greater than the non-fortified spray‑dried milk powder, which was associated with its smaller particle size (1302 nm). Sensory evaluation combined with multivariate analyses, including correlation analysis and principal component analysis (PCA), demonstrated that the drying method significantly influenced both nutritional functionality and sensory related properties of the powders. The results highlight the potential of integrating plant based side streams into functional dairy ingredients and demonstrate that the selection of drying technology plays a critical role in balancing bioactive retention, powder functionality, and consumer relevant quality attributes.