Formation of nanoemulsion - based delivery systems for liposoluble vitamins: stability assessment and digestion studies
Yağda çözünen vitaminler için nanoemülsiyon bazlı taşıma sistemlerinin oluşturulması - stabilite ve sindirim çalışmaları
- Tez No: 446604
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Kimya, Kimya Mühendisliği, Food Engineering, Chemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Yağda çözünen vitaminler sağlığa faydalı etkileri olan biyoaktif mikronütrientlerdir. Bu vitaminler, zayıf kimyasal stabiliteye, düşük suda çözünürlüğe ve dolayısıyla düşük biyoyararlılığa sahip olabilmektedirler. Bu nedenle, bu bileşikleri fonksiyonel gıda ve içecek ürünlerinde kararlı halde ekleyebilmek için etkin taşıma sistemlerinin tasarlanması gerekmektedir. Lesitin, quillaja saponin, peyniraltı suyu izolatı (PSI), arap gamı (GA) gibi doğal emülgatörler kullanılarak, nanoemülsiyon bazlı vitamin taşıma sistemlerinin yüksek basınçlı homojenizatör ile üretilmesi amaçlanmıştır. Nanoemülsiyon kompozisyonu ve çevresel faktörlerin (pH, iyonik güç ve sıcaklık) taşıma sistemlerinin ortalama partikül boyutu ve zeta potansiyel değerleri üzerine etkisi araştırılmış olup, teorik kavramlara dayandırılarak stabiliteleri değerlendirilmiştir. Simüle edilmiş mide-bağırsak sistemi kullanılarak, biyoaktif taşıyıcı yağ tipinin, sindirim ve D3 vitamininin biyoerişilebilirliği üzerine etkisi incelenmiştir. Yağ fazında orta düzeyde (50%) E vitamini/portakal yağı içeren emülsiyonlarda minimum ortalama partikül boyutu elde edilmiştir: d32= 0.13µm (lesitin) ve 0.12µm (quillaja saponin). Düşük emülgatör konsantrasyonunda küçük partikül oluşturmada, PSI (d32= 0.11 μm, 1% PSI), GA'dan (d = 0.38 μm, 10% GA) daha iyidir. Quillaja saponini ve lesitin pH 3-8 aralığında stabil nanoemülsiyon oluştururken, elektrostatik itme kuvveti kaybından dolayı pH 2'de stabiliteleri bozulmuştur. Yüksek tuz konsantrasyonu (>100 mM NaCl (lesitin); ≥400 mM NaCl (saponin) elektrostatik perdelemeden dolayı stabilitenin bozulmasına neden olmuştur. Bütün sistemler sıcaklık 30 ila 90°C aralığında stabildir. PSI-bazlı nanoemülsiyonlar pH 5, NaCl >100 mM ve yüksek sıcaklıkta (>60 °C) floküle olmuşken, GA-bazlı emulsiyonlar stabil kalmıştır. Sindirim sırasında, serbest yağ asidi salınımı azalan oranla; orta zincirli trigliserit> mısır yağı ≈ balık yağı> portakal yağı> mineral yağ şeklindedir. D3 vitamini biyoerişilebilirliğinde en etkin uzun zincirli trigliseritlerdir. Bu tez sonuçları, gıda bazlı stabil vitamin taşıma sistemlerinin oluşturulması için, doğal emülgatörlerin emülsifikasyon ve stabilizasyon kapasitelerinin belirlenmesinde faydalı olacaktır.
Özet (Çeviri)
Liposoluble vitamins are the biological active micronutrients which have health promoting effects. They may possess poor chemical stability, poor water solubility and low bioavailability. Therefore it is required to design effective delivery systems to incorporate these bioactives into functional food and beverage products. Nanoemulsion-based vitamin delivery systems were aimed to be produced using natural emulsifiers: lecithin, quillaja saponin, whey protein isolate (WPI) and gum arabic (GA) in a high pressure homogenizer. The effect of nanoemulsion composition and environmental stresses (pH, ionic strength and temperature) on the mean particle diameter and zeta-potential of the delivery systems were investigated and the stability was assessed by referring to theoretical phenomena. Simulated gastrointesinal system was used to evaluate the influence of carrier oil type on the digestion and bioaccessability of the vitamin D3. The mean particle diameter had a minimum value at an intermediate vitamin E-to-orange oil ratio in the oil phase: d32= 0.13µm for lecithin and 0.12µm for quillaja saponin at 50% vitamin E. WPI (d32 = 0.11 μm, 1% emulsifier) was better than GA (d32 = 0.38 μm, 10% emulsifier) at producing small droplets at low emulsifier concentrations. Quillaja saponin and lecithin formed stable nanoemulsions at pH 3-8, however the loss of electrostatic repulsion caused instability at pH 2. Higher salt concentrations >100 mM NaCl for lecithin and ≥ 400 mM NaCl for quillaja saponin caused instability due to the electrostatic screening. All the sytems were stable at temperatures from 30 to 90 °C. WPI-stabilized nanoemulsions were unstable to flocculation at pH 5, at high ionic strength (>100 mM), and at elevated temperatures (>60 °C), whereas GA-stabilized emulsions were stable. The rate of free fatty acid release during lipid digestion decreased in the following order: medium chain triglycerides (MCT) > corn oil ≈ fish oil > orange oil > mineral oil. Long chain triglycerides were the most effective at increasing vitamin D3 bioaccessibility. These results provide useful information about the emulsifying and stabilizing capacities of natural emulsifiers for forming food-grade vitamin-enriched delivery systems.
Benzer Tezler
- Β-siklodekstrin ve poli laktik-ko-glikolik asit kopolimerinden polimerik nanoyapıların sentezi, karakterizasyonu ve taşıma sistemi olarak kullanımının araştırılması
An investigation on the synthesis, characterization and delivery system based on β-cyclodextrin -poly (lactic-co-glycolic acid) polymeric nanostructures
BURCU TOPUKSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET AYKAÇ
- Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi
Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes
MERVE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY
- Ruşeym yağının nanoenkapsülasyonu ve gıdalarda kullanım olanaklarının artırılması
Nanoencapsulation of wheat germ oil and enhancing the possibility of use in food
GÖZDE KUTLU
Doktora
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH TÖRNÜK
- Design and characterization of capsaicin loaded nanoemulsions
Kapsaisin yüklü nanoemulsiyonların tasarlanması ve karakterizasyonu
ELİF AKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
UZMAN ULVİYE BETÜL SÖYLER
- Hipopigmentasyon problemine yönelik topikal nanoemülsiyonların hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro değerlendirilmesi
Preperation, characterization and in vitro evaluation of topical nanoemulsions for hypopigmentation disorders
BURCU ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RABİA ÇAKIR KOÇ