اسانس زیره سیاه با دارا بودن ترکیبات آنتیاکسیدانی کارآمد و خواص ضدباکتریایی قوی، بهعنوان یک منبع طبیعی با پتانسیل بالای کاربرد در صنایع غذایی معرفی میشود. بهینهسازی شرایط عملیاتی تولید نانوامولسیون این اسانس تحت شرایط آب مادون بحرانی با روش پاسخسطح، با توزیع یکنواخت، پایداری بالا و افزایش دسترسی زیستی ترکیبات فعال است. در تحقیق حاضر فرمولاسیون سه ماده فاز روغنی (اسانس زیره سیاه)، فاز آبی (آبمقطر) و امولسیفایر (توئین 80) به ترتیب با مقادیر حجمی 0.62، 21.63 و 2.75 میلیلیتر مخلوط گردیده و جهت بهینهسازی شرایط عملیاتی (دما و زمان) تولید نانوامولسیون با استفاده از روش آب مادونبحرانی طراحی آزمایش با روش پاسخسطح در بازه دمایی 190-110 درجه سانتیگراد با مدت زمان حرارت دهی در آون در بازه 120-60 دقیقه انجام گرفت. پس از بهینهسازی انجامگرفته نتایج نشان داد که دمای 161 درجه سلسیوس و مدتزمان 97 دقیقه مناسبترین حالت جهت تولید نانوامولسیون بوده که در این حالت کمترین میانگین اندازه ذرات (141 نانومتر) و کمترین شاخص پراکندگی 0.183 بدست آمد. خواص نانوامولسیون اسانس روغنی زیره سیاه تولیدشده در شرایط بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از خاصیت آنتیاکسیدانی 53.63% و خاصیت ضد باکتریایی (قطر هاله ایجاد شده جهت جلوگیری از رشد باکتری) در مقابل دو باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس ارورئوس و گرم منفی اشرشیا کولی به ترتیب 1.8 و 1.6 سانتی متر بدست آمد، در نهایت نتایج حاصل از پایداری محصول تولید شده توسط آنالیز پتانسیل زتا مقدار 25.87- میلی ولت را نشان داد که نشان دهنده پایداری بالایی از محصول تولید شده می باشد.