تثبیت عصاره زعفران از طریق ریزپوشانی در ساختارهای زئین الکترواسپان/الکترواسپری شده

در این پژوهش، از تکنیک‌های الکتروسپینینگ و الکترواسپری برای کپسوله‌سازی ترکیبات زیست‌فعال حساس یک عصاره زعفران (یعنی پیکروکروسین، سافرنال و کروسین) با استفاده از زئین به‌عنوان ماتریکس محافظ استفاده شد. در ابتدا، یک عصاره خشک زعفران (DSE) به‌دست آمد و شناسایی شد و سپس در محلول‌های زئین با دو غلظت مختلف (۱۰٪ وزنی/حجمی برای کپسول‌ها و ۲۰٪ برای توسعه الیاف) قرار گرفت. بالاترین راندمان کپسوله‌سازی در نمونه‌های الیاف مشاهده شد، که مقادیر نگهداری برای پیکروکروسین، سافرنال و کروسین به ترتیب تا ۹۷٪، ۸۸٪ و ۹۷٪ بود. پایداری عصاره آزاد و کپسوله‌شده در معرض نور ماوراء بنفش، پراکندگی‌های مختلف pH (۲ و ۷.۴) و دماهای ۲۵ و ۷۵ درجه سلسیوس نیز مورد بررسی قرار گرفت.پایداری نوری کروسین و سافرنال به طور قابل توجهی (p < 0.05) پس از کپسوله‌سازی افزایش یافت. به طور مشابه، در حالی که حدود ۹۸٪ از کروسین غیرکپسوله‌شده پس از ۱۵ ساعت قرار گرفتن در معرض اسید استیک در ۷۵ درجه سانتی‌گراد تجزیه شد، تنها ۶۷.۲۳٪ از ترکیب کپسوله‌شده در شرایط مشابه از بین رفت. پروفایل‌های آزادسازی کروسین، سافرنال و پیکروکروسین از ساختارهای کپسوله‌سازی با استفاده از مدل پپاس-ساهلین (R2 = 0.98) برازش داده شدند و نشان دادند که مکانیزم غالب آزادسازی، انتشار بوده است. در نهایت، ساختارهای کپسوله‌شده در تماس با آب یکپارچگی خود را حفظ کردند که پتانسیل استفاده از آن‌ها به عنوان پوشش‌های بسته‌بندی غذایی را نشان می‌دهد.

In this work, electrospinning and electrospraying techniques were used to encapsulate the sensitive bioactive compounds of a saffron extract (i.e. picrocrocin, safranal, and crocin) using zein as protective matrix. Initially, a dried saffron extract (DSE) was obtained and characterized and was subsequently incorporated within zein solutions prepared at two concentrations (10% w/v for capsules and 20% for fiber development). The greatest encapsulation efficiency was observed for the fiber samples, with retention values for picrocrocin, safranal, and crocin of up to 97, 88, and 97%, respectively. The stability of the free and encapsulated extract when exposed to UV light, different pH (2, 7.4) and temperatures (25, 75 °C) was also studied. The photostability of crocin and safranal was significantly (p < 0.05) increased upon encapsulation. Similarly, while about 98% of the non-encapsulated crocin degraded after 15 h of exposure to acetic acid at 75 °C, only 67.23% of the encapsulated compound was lost under the same conditions. The release profiles of crocin, safranal and picrocrocin from the encapsulation structures were fitted using the Peppas-Sahlin model (R2 = 0.98), showing that the dominant release mechanism was diffusion. Finally, the encapsulation structures retained their integrity upon contact with water, highlighting their potential use as food packaging coatings.