توليد امولسيون‌هاي ليكوپن با استفاده از ژلاتين و مالتودكسترين و بهينه سازي فرآيند با به‌كارگيري روش سطح پاسخ

مقدمه: ليكوپن رنگدانه اي مفيد براي بدن است اما به دليل آسيب پذيري بالا در برابر شرايط محيطي، كاربرد آن در صنعت محدود شده است. براي رفع اين مشكل مي توان از روش هايي مانند ريزپوشاني ليكوپن استفاده كرد. گام اول بدين منظور، تهيه امولسيوني با بالاترين پايداري مي‌باشد لذا هدف از اين تحقيق، بهينه سازي شرايط توليد امولسيون ها با استفاده از روش سطح پاسخ بود. مواد و روش‌ها: بر اساس روش سطح پاسخ، هجده امولسيون با سه متغير مستقل شامل سرعت هموژنايزر، مقدار ليكوپن و مقدار ژلاتين + مالتودكسترين تهيه شدند. ابتدا ليكوپن در روغن سويا حل شد تا به محلول 5% (وزني- وزني) ليكوپن برسيم، ژلاتين و مالتودكسترين نيز در آب حل شده و به نسبت 1 به 19 با هم تركيب شدند. سپس ليكوپن، با استفاده از هموژنايزر در مخلوط ژلاتين + مالتودكسترين پخش شد. پس از توليد، پايداري امولسيون‌ها از طريق اندازه‌گيري ويسكوزيته، انديس كرمي شدن و اندازه قطرات بررسي شد. يافته‌ها: سرعت هموژنايزر، مقدار ليكوپن و مقدار ژلاتين+مالتودكسترين تاثير معني داري بر اندازه قطرات امولسيون، ويسكوزيته و انديس كرمي داشتند. مدل درجه دو به خوبي توانست تغييرات اندازه قطرات در امولسيون را بيان كند و در مورد ويسكوزيته و انديس كرمي شدن، اين مدل‌هاي خطي بودند كه به خوبي با داده ها همبستگي داشتند. نتيجه‌گيري: براي توليد بهترين امولسيون با پايداري بالا، لازم است مقدار 28/35% وزني- وزني ژلاتين + مالتودكسترين با 07/18% وزني-وزني ليكوپن درهموژنايزري با سرعت 18000 دور در دقيقه امولسيون شوند.

Introduction: Lycopene is a useful natural pigment however it is quite unstable due to the presence of conjugated double bonds in its structure. A useful method to protect lycopene against environmental conditions such as oxygen is microencapsulation. The first step is to have proper microcapsules by preparing a stable emulsions of lycopene. Therefore the object of this study is to develop a RSM-based optimization technique to improve the stability of lycopene emulsion by natural biopolymers and to obtain the optimum operating conditions. Materials and Methods: According to the Response Surface Methodology (RSM) design, eighteen emulsions were prepared. Lycopene was dissolved in soybean oil to prepare a solution of 5%w/w lycopene in oil. maltodextrin was dissolved in water and kept overnight. Gelatin was dissolved in hot water and added to rehydrated maltodextrin at the ratio of 1:19. Then lycopene was mixed gradually in gelatin and maltodextrin solution by using rotor stator homogenizer the stability of the emulsion was investigated by monitoring droplet size, viscosity and creaming index. Results: Homogenization speed, lycopene content and gelatin and maltodextrin concentration had significant effects on droplet size, creaming index and viscosity of the emulsions. The quadratic model was su?cient to describe and predict the responses of droplet size but for the viscosity and creaming index, the linear models were proper and suitable. Conclusion: The graphical optimization method was adapted to find the best emulsifying conditions and it was predicted that the homogenization speed of 18000 rpm, lycopene content of 18.07w/w and gelatin and maltodextrin concentration of 35.28% w/w would be the optimum conditions for preparing lycopene emulsion.