تأثیر فرآیندهای انجماد- انجمادزدایی و خشک کردن انجمادی- رهیدراسیون بر پایداری فیزیکی نانولیپوزوم های حامل پپتیدهای زیست فعال

نوآوری در علوم و فناوری غذایی

دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 50، دی 1400، صفحه 81-65   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jfst.2021.680663

نویسندگان

سید مهدی اجاق^{* 1}؛ شیرین حسنی²؛ مریم حسنی³

¹دانشیار،‌گروه فراوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی ومنابع طبیعی‌گرگان.، گرگان، ایران.

²دانش‌آموخته دکتری، فراوری محصولات شیلاتی، دانشکده شیلات، دانشگاه علوم کشاورز یومنابع طبیعی‌گرگان، گرگان، ایران

³استادیار،‌گروه علوم و صنایع غذایی، واحد شاهرود، دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران.

چکیده

در سال‌های اخیر ضایعات حاصل از آبزیان به عنوان منبعی از پپتیدهای زیست فعال مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌است. لیکن تولید پپتیدهای زیست فعال نیازمند روش‌های محافظتی می‌باشد تا علاوه بر افزایش پایداری فیزیکی، منجربه رهایش کنترل شده و بهینه-سازی تاثیر آن طی مصرف گردد. لذا، تحقیق حاضر با هدف تولید نانولیپوزوم‌های حامل پپتیدهای زیست فعال مستخرج از ماهی کپور معمولی (Cyprinus carpio) با اجزای پپتیدی در محدوده‌ زیر 3 تا بالای 30 کیلودالتون به منظور افزایش پایداری فیزیکی، با پوشش کیتوزان انجام گرفت. نتایج نشان داد میانگین اندازه ذرات نانولیپوزوم‌ها در محدوده 9/333 تا 9/533 نانومتر با پتانسیل زتای 03/54- تا3/46+ میلی ولت و شاخص پراکندگی (PDI) 2/0 تا 54/0 قرار داشت. مقادیر راندمان نانوپوشانی بطور قابل توجهی موثر از تغییرات غلظت کیتوزان در پوشش بود و حدکثر راندمان نانوپوشانی (51/0 ± %57/72) در نانولیپوزوم حامل پپتید با وزن مولکولی کمتر از 3 کیلو دالتون با پوشش 1درصد کیتوزان مشاهده شد. بررسی میزان رهایش پپتید در محیط بیرون تنی حاکی از تاثیر پوشش بر کند نمودن رهایش و افزایش پایداری پپتیدها بود. با ارزیابی پایداری فیزیکی انتشار سریع‌تر پپتید از لیپوزوم‌ها پس از فرایندهای انجماد/ انجمادزدایی و خشک‌کردن انجمادی/ رهیدراسیون مشاهده شد. نتایج نگهداری دراز مدت نانولیپوزوم‌ها در دو دمای 4 و 20 درجه سانتی‌گراد مشخص نمود پوشش کیتوزان با افزودن ضخامت غشا و افزایش دافعه بین ذرات سبب پایداری بیشتر نانولیپوزوم‌ها گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد نانوپوشانی پپتیدهای زیست فعال در حامل لیپوزومی می‌تواند روشی مناسب در جهت کاربرد در صنعت غذا و دارو باشد.

کلیدواژه‌ها

پپتید زیست فعال؛ نانوپوشانی؛ پایداری فیزیکی؛ آلکالاز؛ رهایش

مراجع

. Bang, S.H., Hwang, I.C., Yu, Y.M., Kwon, H.R., Kim, D.H., Park, H. J. 2011. Influence of chitosan coating on the liposomal surface on physicochemical properties and the release profile of nano carrier systems. Journal of Microencapsulation, 28(7):595–604.

2. Chakrabarti, S., Jahandideh, F., Wu, J. 2014. Food-derived bioactive peptides on inflammation and oxidative stress. Review article. Biomedicine Research International, 1–11.
3. Degner, B. M., Chung, C., Schlegel, V., Hutkins, R., McClements, D. J. 2014. Factors influencing the freeze–thaw stability of emulsion-based foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13(2): 98–113.
4. Galla, N.R., Pamidighantam, P.R., Akula, S., Karakala, B. 2012. Functional properties and in vitro antioxidant activity of roe protein hydrolysates of Channa striatus and Labeo horita. Food Chemistry, 135(3):1479–1484.
5. Gibis, M., Zeeb, B., Weiss, J. 2014. Formation, characterization, and stability of

 

hibiscus extract in multilayered liposomes. Food Hydrocolloids, 38(6): 28-39.

6. Giménez, B., Alemán, A., Montero, P., Gómez-Guillén, M. C. 2009. Antioxidant and functional properties of gelatin hydrolysates obtained from skin of sole and squid. Food Chemistry, 114(3): 976–983.
7. Gómez-Guillén, M.C., López-Caballero, M.E., Alemán, A.López de Lacey, A., Giménez, B., Montero, P. 2010. Antioxidant and antimicrobial peptide fractions from squid and tuna skin gelatin. Sea By-Products as Real Material: New Ways of Application,In: Le Bihan, E., ed. Transworld Research Network: Kerala, India, pp. 89–115.
8. Hasani, S., Ojagh, S. M., Ghorbani, M. 2018. Nanoencapsulation of lemon essential oil in Chitosan-Hicap system. Part 1: Study on its physical and structural characteristics. International Journal of Biological Macromolecules, 115(8): 143–151.
9. Hosseini, S. F., Rezaei, M., Zandi, M., Ghavi, F. F. 2013. Preparation and functionalproperties of fish gelatin–chitosan blend edible films. Food Chemistry, 163(3): 1490–1495.
10. Hosseini, S.F., Ramezanzade, L., Nikkhah, M. 2017. Nano-liposomal entrapment of bioactive peptidic fraction from fish gelatin hydrolysate. International Journal of Biological Macromolecules, 105 (5): 1455-1463.
11. Kuboi, R. Shimanouchi, T. Yoshimoto, M., Umakoshi, H. 2004. Detection of protein conformation under stress conditions using liposomes As Sensor Materials. Sensors and Materials, 16(5): 241–254.
12. Li, Z. 2014. Encapsulation of bioactive salmon protein hydrolysates with chitosan-coated liposomes, Master of Science Thesis, The University of Dalhousie, Halifax, Canada.
13. Li, Z., Paulson, A. T., Gill, T. A. 2015. Encapsulation of bioactive salmon protein hydrolysates with chitosan-coated liposomes. Journal of Functional Foods, 19:733–743.
14. Liu, W., Ye, A., Liu, C., Liu, W., Singh, H. 2011. Structure and integrity of liposomes prepared from milk- or soybean-derived phospholipids during in vitro digestion. Food Research International, 48(2): 499–506.
15. Nasri, R., Younes, I., Jridi, M., Trigui, M., Bougatef, A., Nedjar-Arroume, N., Karra- Châabouni, M. 2013. ACE inhibitory and antioxidative activities of Goby (Zosterissessor ophiocephalus) fish protein hydrolysates: effect on meat lipid oxidation. Food Research International, 54(1):552-561.
16. Ohtake, S., Schebor, C., Palecek, S.P., de Pablo, J.J. 2005. Phase behavior of freezedried phospholipid–cholesterol mixtures stabilized with trehalose. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes,1713(1): 57–64.
17. Ovissipour, M. R., Abedian, A.M., Motamed Zadegan, A., Rasco, B., Safari, R., Shayari, H. 2013. Products: Optimization of yield and properties of lipid and protein fractions. Process Biochemistry, 40(12): 3680–3692.
18. Ramezanzade, L., Hosseini, S. F., Nikkhah, M. 2018. Biopolymer-coated nanoliposomes as carriers of rainbow trout skin-derived antioxidant peptides. Food Chemistry, 234(2): 220–229.
19. Rasti, B., Jinap, S., Mozafari, M. R., Yazid, A.M. 2012. Comparative study of the oxidative and physical stability of liposomal and nanoliposomal polyunsaturated fatty acids prepared with conventional and Mozafari method. Food Chemistry, 135(4): 2761–70.
20. Ryan, J.T., Ross, R.P., Bolton, D., Fitzgerald, G.F., Stanton, C. 2011. Bioactive Peptides from Muscle Sources: Meat and Fish. Nutrients, 3(9): 765–791.
21. Segura-Campos, M., Chel-Guerrero, L., Betancur-Ancona, D., Hernandez-Escalante, V.M. 2011. Bioavailability of bioactive peptides. Food Reviews International, 27(3):213–226.
22. Stark, B., Pabst, G., Prassl, R 2010. Long-term stability of sterically stabilized liposomes by freezing and freeze-drying: Effects of cryoprotectants on structure. European Journal of Pharmaceutical Sciences: Official Journal of the European Federation for Pharmaceutical Sciences, 41(3-4): 546–55.
23. Wu, J., Zhao, L., Xu, X., Bertrand, N., Choi, W. I., Yameen, B., Shi, J., Shah, V., Mulvale, M. and Maclean, J. L. 2015. Hydrophobic cysteine poly (disulfide)-based redox-hypersensitive nanoparticle platform for cancer theranostics. Angewandte Chemie, 54(32): 9350-9355.
24. Yan L., Crayton S.H., Thawani J. P., Amir shaghaghi, A., Tsourkas, A., Cheng, Z. pH-responsive drug-delivery platform based on glycol chitosan-coated liposomes, Small, 11 (37): 4870–4874

 

25. Zhuang, J., Ping, Q., Song, Y., Qi, J., Cui, Z. 2010. Effects of chitosan coating on physical properties and pharmacokinetic behavior of mitoxantrone liposomes. International Journal of Nanomedicine, 5(1): 407–416.