Designing emulsions and nanostructures for the encapsulation of bioactive compounds
Authors: Παξιμαδά Παρασκευή 
Published: September 2021

H παρούσα διατριβή εξετάζει την δυνατότητα παρασκευής γαλακτωμάτων ως φορέων εγκλεισμού της επιγαλλικής γαλοκατεχίνης (ΕGCG). Το κίνητρο αυτής της εργασίας βασίστηκε σε πρόσφατες έρευνες που υπογραμμίζουν τη στροφή των καταναλωτών σε επιλογές καινοτόμων τροφίμων για τη διατροφή τους. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν συστατικά όπως η πρωτεΐνη ορού γάλακτος (WPI) και η βακτηριακή κυτταρίνη (BC) και επεξεργασίες όπως οι υπέρηχοι και ο ηλεκτροψεκασμός.Στη συνέχεια μελετήθηκε η βέλτιστη μέθοδος ομογενοποίησης. Γαλακτώματα παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας WPI και BC σε διάφορες συγκεντρώσεις και ομογενοποιήθηκαν είτε με υπερήχους είτε με ομογενοποιητή υψηλής πίεσης. Το χαμηλότερο μέγεθος λιποσφαιρίων βρέθηκε για τα γαλακτώματα που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με υπερήχους (D50 = 600 nm). Σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις BC, εκτεταμένη συσσωμάτωση μεταξύ των λιποσφαιρίων οδήγησε σε ασταθή γαλακτώματα. Η υψηλότερη συγκέντρωση της BC είχε ως αποτέλεσμα σταθερά γαλακτώματα, πιθανώς λόγω του σχηματισμού ενός δικτύου BC με αυξημένο ιξώδες, το οποίο απαγόρευσε τη συνάθροιση των λιποσφαιρίων. Αυτά τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα της ομογενοποίησης με υπερήχους σε σύγκριση με την κατεργασία με ομογενοποιητή υψηλής πίεσης για τη λήψη σταθερών γαλακτωμάτων. Το επόμενο μέρος της παρούσας εργασίας, στοχεύει στην ενθυλάκωση της ΕGCG σε διάφορους φορείς. Αρχικά, παρήχθησαν γαλακτώματα που περιέχουν WPI και BC. Δύο διαφορετικές κατεχίνες: υδρόφιλη (Η-EGCG) ή λιπόφιλη (L-EGCG) ενσωματώθηκαν στην υδατική ή ελαιώδη φάση των γαλακτωμάτων. Στα γαλακτώματα στα οποία ενσωματώθηκε η L-EGCG στην ελαιώδη φάση, επιτεύχθηκε η μεγαλύτερη απόδοση ενσωμάτωσης, 85 ± 2%, η μικρότερη διάμετρος λιποσφαιρίων (680 ± 10 nm) και ο μικρότερος δείκτης αποσταθεροποίησης (0%).Ως δεύτερο βήμα, αξιολογήθηκε ο ηλεκτροψεκασμός διαλύματος ή γαλακτώματος ως μέθοδος για την ενθυλάκωση της ΕGCG. Δύο διαφορετικές κατεχίνες, Η-EGCG ή L-EGCG, ενθυλακώθηκαν είτε στην υδατική είτε στην ελαιώδη φάση των γαλακτωμάτων. Οι ιδιότητες του γαλακτώματος αναφορικά με τη σταθερότητα, το μέγεθος των λιποσφαιρίων και το ιξώδες μελετήθηκαν σε συνδυασμό με την αξιολόγηση των ιδιοτήτων των παραγόμενων σωματιδίων, δηλαδή της μορφολογίας και του μεγέθους των σωματιδίων, της αποτελεσματικότητας της ενθυλάκωσης της κατεχίνης και της σταθερότητας της EGCG εντός των σωματιδίων υπό διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης: υγρασίας, pΗ και θερμοκρασίας. Το χαμηλό ιξώδες του γαλακτώματος σε συνδυασμό με το χαμηλό μέγεθος λιποσφαιρίων και την υψηλή σταθερότητα έδωσε σωματίδια με τις μικρότερες διαμέτρους. Η ομογενοποίηση με υπερήχους σε συνδυασμό με L-EGCG αποδείχθηκε ο πλέον κατάλληλος συνδυασμός, φθάνοντας σε απόδοση ενθυλάκωσης έως 97%. Η χρήση χαμηλής σχετικής υγρασίας (RH) (26-53%) και ουδέτερου ή αλκαλικού pH (6-9) είναι απαραίτητες για την προστασία της EGCG εντός των σωματιδίων. Ο ηλεκτροψεκασμός γαλακτώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την ενθυλάκωση συστατικών. Η ενσωμάτωση της EGCG στα συστήματα τροφίμων θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει στην εμπορευματοποίηση προϊόντων με βελτιωμένες ιδιότητες, δηλαδή τρόφιμα που μπορούν να προωθήσουν έναν πιο υγιεινό τρόπο ζωής.