نانوكمپلكس‌هاي زيست‌پليمري كاراگينان- سديم‌ كازيينات به عنوان حامل ويتامين D: بررسي تشكيل كمپلكس، اندازه ذرات و بازده كپسولي‌شدن

Sodium Caseinate-Carrageenan Biopolymeric Nanocomplexes as a Carrier of Vitamin D: Study of Complex Formation, Particles Size and Encapsulation Efficiency

نانوكپسول­‌هاي بر پايه كمپلكس پروتيين ـ پلي­‌ساكاريد از انواع نانو­حامل‌­هاي زيست­ پليمري‌­اند كه ­ بالقوه مي‌­توانند براي كپسولي­‌شدن مواد غذا - داروي آبگريز استفاده شوند. در اين پژوهش، از كمپلكس سديم كازيينات - كاپاكاراگينان براي كپسولي­‌شدن ويتامين D استفاده شد. كمپلكس بين كازيينات و كاراگينان، با افزودن محلول كاراگينان به محلول كازييني حاوي ويتامين D و كاهش pH به كمتر از نقطه ايزوالكتريك كازيين، تشكيل شد. طيف‌­سنجي زيرقرمز تبديل فوريه (FTIR)، تشكيل كمپلكس بين كازيينات و كاراگينان و ويتامين D را تاييد كرد. تمام پيك­‌هاي موجود در كازيينات، در طيف كازيينات - ويتامين D نيز مشاهده شد، ولي پيك‌­هاي موجود در عدد موجي ???? و???? به ???? و ???? منتقل شد و در عدد موجي ???? پيك جديدي مشاهده شد كه احتمالاً مربوط به تشكيل گروه استري در اثر واكنش گروه­‌هاي OH ويتامين D با گروه‌­هاي كربوكسيل زنجيرهاي جانبي اسيدهاي آمينه كازيينات سديم است. در منحني DSC كاراگينان، يك پيك گرمازا در دماي ???/?درجه سلسيوس و يك پيك گرماگير چسبيده به آن در دماي ???و­ نيز يك پيك كوچك گرماگير در??? مشاهده شد و در منحني DSC كازيينات، يك پيك گرما گير در??? گزارش شد. اتصال ويتامين D به كازيينات موجب افزايش دماي پيك گرماگير به ??? درجه سلسيوس شد. اندازه ذرات محلول سديم كازيينات w/v %? در محدوده ??? تا ??? نانومتر قرار داشت و با افزودن ويتامين D، به محدوده ??? تا ??? نانومتر افزايش يافت، ولي با افزودن كاراگينان در تمام غلظت‌­ها (در غلظت ثابت w/v %? كازيينات و ?/? =pH) اندازه ذرات به كمتر از ??? نانومتر كاهش يافت. سديم كازيينات و كمپلكس آن با كاراگينان، داراي بازده كپسولي­‌شدن حدود %?? بود و پايداري ويتامين D طي پنچ روز نگه‌­داري، در نانوكمپلكس سديم ­­كازيينات - كاراگينان، بيشتر از سديم كازيينات خالص بود (??%-?? در مقابل ??%).

The protein-polysaccharide complex-based nanocapsule is one type of polymeric nanocarrier which can be potentially useful for encapsulation of hydrophobic nutraceuticals. In this research, caseinate-carrageenan complex was used for encapsulation of vitamin D. The complex formation between caseinate and carrageenan was carried out by lowering the pH under isoelectric point of protein. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning colorimetry (DSC) confirmed complex formation between carrageenan, caseinate and vitamin D. The particle size of 1% caseinate particles was in the range of 150-300 nanometer and by addition of vitamin D the particle size increased to 450-750 nanometer. Moreover, carrageenan of all concentrations (at constant concentration of caseinate (1%) and pH4.9) resulted in lower particle size below 100 nanometer. The stability of caseinate and its complex formation with carrageenan showed that encapsulation was achieved at 45% efficiency and also vitamin D stability (during 5 days storage) was higher in nanocomplex compared to pure caseinate particles (60-63% compared to 53%). The complex formation between caseinate and carrageenan was carried out by pH decreasing under isoelectric point of protein. The FTIR and DSC confirmed complex formation between carrageenan, caseinate and vitamin D. The particle size of caseinate 1% particles were in the range of 150 -300 nanometer and with adding vitamin D, particle size increased to 450-750 nanometer. Moreover, adding carrageenan at all used concentration (at constant concentration of caseinate (1%) and pH4.9) resulted in reduced particle size to less than 100 nanometer and vitamin D stability (during 5 days storage) was higher (60-63%) in nanocomplex compared to pure caseinate particles (53%).