تولید نانوالیاف هسته-پوسته از زئین و کتیرا برای ریزپوشانی عصاره زعفران

در این مطالعه، کپسوله‌سازی عصاره آبی زعفران (ASE) با استفاده از ساختار نانوسیمه‌ای هسته‌ای-پوسته‌ای (زئین-ترگاکانت) از طریق تکنیک الکترواسپینینگ هم‌محور مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی‌های مورفولوژیکی نانوسیم‌ها تحت شرایط پردازش مختلف (غلظت پلیمر و ولتاژ اعمالی) بررسی شدند. نانوسیم‌های تولید شده تحت شرایط بهینه دارای قطر در بازه ۹۵ تا ۲۷۱ نانومتر بودند. غلظت زئین و درصد ASE به عنوان عوامل مهمی شناسایی شدند که بر ظرفیت بارگذاری (LC) و بازدهی کپسوله‌سازی (EE) تأثیر دارند. بازه LC و EE به‌ترتیب ۳.۵۷–۹.۵۲٪ و ۶۰.۸۹–۹۱.۵۵٪ بود. شناسایی FTIR و کالریمتری تفاضلی اسکنینگ (DSC) نشان دادند که ASE به‌طور مناسب در ماتریس نانوسیم‌ها کپسوله شده و دارای پایداری حرارتی بالاست. تصاویر TEM ساختار هسته‌ای-پوسته‌ای را نشان دادند. مقادیر آزادسازی ۲۱.۶۶، ۲۷.۷۵، ۴۳.۸۸ و ۱۶.۱۲٪ از عصاره زعفران به‌ترتیب در بزاق، آب داغ، محیط معده و روده مشاهده شد.مکانیزم آزادسازی سافرنال از الیاف برای بزاق، آب، معده و روده به ترتیب توسط مدل‌های کوپچا، پپاس-ساهلین و ریتگر-پپاس به خوبی نشان داده شده است. در نهایت، نتایج این پژوهش نشان داد که نانوالیاف پوسته-هسته‌ای مقاوم در برابر حرارت تولید شده می‌توانند در صنایع مختلف غذایی مانند تولید آدامس و کیسه چای مورد استفاده قرار گیرند.

In this study, encapsulation of aqueous saffron extract (ASE) was studied using a core-shell nanofiber structure (zein-tragacanth) via coaxial electrospinning technique. Morphological features of nanofibers were investigated under different processing conditions (polymer concentration and applied voltage). The nanofibers produced under optimum criteria had diameter in a range of 95 to 271 nm. Concentration of zein and percentage of ASE were found to be critical factors affecting loading capacity (LC) and encapsulation efficiency (EE). The range of LC and EE were 3.57–9.52% and 60.89–91.55%, respectively. FTIR and differential scanning calorimetry (DSC) characterizations demonstrated that ASE was appropriately encapsulated in the nanofibers matrix with high thermal stability. TEM images showed a core-shell structure. Release values of 21.66, 27.75, 43.88 and 16.12% of saffron extract were observed in saliva, hot water, gastric and intestinal media, respectively. Mechanism of safranal release from fibers for saliva, water, gastric and intestinal were well demonstrated by Kopcha, Peppas-Sahlin, Peppas-Sahlin and Ritger-Peppas models, respectively. Finally, the results of this research indicated that produced thermostable core-shell nanofibers can be used in various food industries such as chewing gum and tea bag development.