هیمن نوربخش

رهایش هم‌زمان ترکیبات زیست فعال با ماهیت‌های فیزیکوشیمیایی متفاوت، به‌ویژه ترکیبات هیدروفیل و هیدروفوب، یکی از چالش‌های اصلی در طراحی غذاهای عملکردی است. در این راستا، طراحی سامانه‌های پایدارکننده و کارآمد، به‌ویژه ژل‌های هیبریدی (بایژل)، به‌عنوان یک رویکرد نوین موردتوجه قرارگرفته است. ژل‌های هیبریدی از ترکیب شبکه‌های هیدروژل و اولئوژل تشکیل‌شده‌اند و با ایجاد محیط‌های آبدوست و آبگریز، امکان کپسوله‌سازی هم‌زمان ترکیبات محلول در آب و محلول در چربی را فراهم می‌کنند. در این پژوهش، یک سامانه بایژل متشکل از هیدروژل حاوی ایزوله پروتئین سویا (SPI)، کیتوزان و کلسیم کلراید و اولئوژل تهیه‌شده از روغن آفتابگردان و هیدروکسی‌پروپیل متیل‌سلولز (HPMC) طراحی گردید. هدف از این مطالعه، بررسی امکان کپسوله‌سازی هم‌زمان ویتامین C (به‌عنوان ترکیب محلول در آب) در فاز هیدروژل و ویتامین D3 (به‌عنوان ترکیب محلول در چربی) در فاز اولئوژل و همچنین ارزیابی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، رئولوژیکی، مورفولوژیکی و پایداری این سامانه بود. بدین منظور، ابتدا هیدروژل از طریق اختلاط محلول ایزوله پروتئین سویا در pH نزدیک به نقطه ایزو الکتریک، همراه با کیتوزان و افزودن کلسیم کلراید به‌عنوان عامل شبکه‌ای کننده تهیه شد. سپس، اولئوژل از طریق تهیه امولسیون روغن آفتابگردان حاوی HPMCو اعمال فرآیند حرارتی برای حذف رطوبت به‌دست آمد. پس از آماده‌سازی فازهای ژلی، سامانه بایژل با ترکیب دو شبکه تشکیل گردید. برای ارزیابی عملکرد این سامانه، آزمون‌های متعددی انجام شد. کارایی کپسوله‌سازی ویتامین‌های C و D3 از طریق طیف‌سنجی اندازه‌گیری گردید. ویژگی‌های رئولوژیک شامل رفتار ویسکوالاستیک، مدول ذخیره (G’) و مدول اتلاف (G”) با استفاده از رئومتر تعیین شد. همچنین ساختار مورفولوژیک بایژل به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موردبررسی قرار گرفت. تیمارهای فراصوت و هموژنیزاسیون اندازه ذرات SPI را از حدود 2080 به 119 نانومتر کاهش داد و ژل‌زایی را در غلظت %4 پروتئین امکان‌پذیر کرد. هیدروژل خواص بافتی مناسبی مانند سختی 221 گرم و انسجام 0.519 را نشان داده و راندمان محصورسازی ویتامین C آن %05/60 محاسبه شده و پس از 7 روز، %51 از ویتامین C بارگذاری شده را حفظ کرده است. اولئوژل، شبکه‌ای سه‌بعدی و پایدار با شاخص فعالیت امولسیونی 9/27 مترمربع بر گرم و پایداری امولسیون 7:17 دقیقه ارائه داده که توانایی بالای HPMC در تثبیت فاز روغنی و افزایش ظرفیت نگهداری روغن تا %17/77را تأیید می‌کند و به عنوان سامانه‌ای مناسب برای انتقال ترکیبات لیپوفیل مانند ویتامین D₃ معرفی شده است. در نهایت، بایژل‌ها رفتارهای متفاوتی بسته به نسبت اولئوژل به هیدروژل نشان دادند و بایژل با نسبت 30:70 (هیدروژل: اولئوژل) به دلیل پایداری ساختاری، توزیع منظم قطرات روغن و رفتار حرارتی یکنواخت، برتری عملکردی یافته است. این بایژل، با ارائه سخت‌ترین و الاستیکی‌ترین ساختار (228/0 tanδ≈)، بیشترین نقش حفاظتی را در طول یک ماه برای ویتامین‌ها ایفا کرده و موفق به حفظ %04/71 از ویتامین C و %03/96 از ویتامین D₃ شد. نتایج این تحقیق نشان داد که سامانه ژل هیبریدی 30:70 طراحی‌شده می‌تواند به‌عنوان بستری کارآمد برای رسانش هم‌زمان ترکیبات زیست فعال محلول در آب و چربی عمل کند. این رویکرد نه‌تنها موجب بهبود پایداری ویتامین‌ها در برابر عوامل محیطی شد، بلکه با کنترل آزادسازی، امکان بهینه‌سازی جذب و افزایش اثربخشی این ترکیبات را فراهم نمود. بر این اساس، بایژل‌ها ظرفیت بالایی برای کاربرد در صنایع غذایی و دارویی به‌عنوان حامل‌های چندمنظوره ترکیبات زیست فعال دارند.