Προστασία και ελεγχόμενη απελευθέρωση βιολειτουργικών συστατικών με ενθυλάκωση σε μικροσφαιρίδια βιοπολυμερών
Creators: name: Αβραμίδης, Σταύρος Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βιολειτουργικά συστατικά
Μικροσφαιρίδια
Βιοπολυμερή
Beads
Bioactive compounds
Controlled release

description: Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η δημιουργία μικροσφαιριδίων για την ενθυλάκωση βιολειτουργικών συστατικών με σκοπό την προστασία και ελεγχόμενη απελευθέρωση τους. Τα μικροσφαιρίδια δημιουργήθηκαν με δύο διαφορετικού μεγέθους ακροφύσια, διαμέτρου 0,635mm και 0,406mm και ως φορείς ενθυλάκωσης χρησιμοποιήθηκαν τα βιοπολυμερή χιτοζάνη και αλγινικά. Παράλληλα δημιουργήθηκαν και μικροσφαιρίδια αλλεπάλληλων στρωμάτων. Τα βιολειτουργικά συστατικά που χρησιμοποιήθηκαν ως υλικά ενθυλάκωσης ήταν το σαφράν και τα ω-3 λιπαρά οξέα (ιχθυέλαιο). Τα μικροσφαιρίδια μελετήθηκαν και ως προς τις μηχανικές τους ιδιότητες. Επιπλέον, ερευνήθηκε η απελευθέρωση του βιολειτουργικού συστατικού, κρόκος, σε ρυθμιστικά διαλύματα (pH=7,0, 6,0, 5,0 &amp; 4,0). Τα δεδομένα προσαρμόστηκαν σε μαθηματικά μοντέλα έτσι ώστε να εκτιμηθεί ο μηχανισμός απελευθέρωσης, ο οποίος στις περισσότερες περιπτώσεις ήταν διάχυση συμφώνα με τον 2ο Νόμο του Fick. Επίσης, μελετήθηκε η προστασία των βιοενεργών συστατικών με ενθυλάκωση αυτών σε μικροσφαιρίδια βιοπολυμερών. Τα μικροσφαιρίδια και στις δύο περιπτώσεις τοποθετήθηκαν σε θαλάμους με διαφορετικές ενεργότητες νερού (aw=1-0,75-0,52-0,33-0,11). Αναφορικά με τον ενθυλακωμένο κρόκο το υλικό ενθυλάκωσης σε κάθε περίπτωση πρόσφερε προστασία στην οξείδωση των χρωστικών, με την καλύτερη προστασία να παρέχεται από τα μικροσφαιρίδια αλλεπάλληλων στρωμάτων. Παρόμοια αποτελέσματα λήφθησαν και στη μελέτη προστασίας των ω-3 λιπαρών οξέων. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε σημαντικά μειωμένη οξείδωση, σε όλες τις ενεργότητες νερού, περίπου 7 φορές, με την καλύτερη προστασία να επιτυγχάνεται με τα μικροσφαιρίδια αλλεπάλληλων στρωμάτων και χιτοζάνης. Συμπερασματικά, η τεχνική της μικροενθυλάκωσης με τη δημιουργία μικροσφαιριδίων, αποτελεί μια ελπιδοφόρα μέθοδο για την ενσωμάτωση ευαίσθητων συστατικών, με σκοπό την ελεγχόμενη απελευθέρωσή τους και παράλληλα την προστασία τους.
description: Τhis study was based on the fabrication of microspheres (beads) from biopolymers for protection and controlled release of bioactive ingredients. The microspheres were created with two different size nozzles, diameter 0,635 mm and 0,406 mm and used as structured delivery systems microspheres (gels) from chitosan and alginates. Also, microspheres were created with the layer by layer (LbL) technique. The bioactive ingredients used as encapsulation materials were saffron and omega-3 fatty acids (fish oil). The mechanical properties of the microspheres were carried out by using a textural analysis device. Furthermore, the release of saffron (bioactive ingredient), was investigated at different pH (7,0, 6,0, 5,0 &amp; 4,0). The data were adjusted to mathematical models to estimate the release mechanism, which in most cases was found to obey Fickian diffusion. Also, the protection of the bioactive ingredients (saffron and omega-3 fatty acids) from the microspheres at different water activity (aw=1-0,75-0,52-0,33-0,11) was studied. Regarding the encapsulation of saffron, the encapsulating biopolymer system enhanced the protection against oxidation of the pigments, with beads created with the layer-by-layer technique having better results. Similar results were found for the protection of omega-3 fatty acids against oxidation. Specifically, it was found that significant decrease of oxidation, approximately in amount of 7 times, in all water activities, was observed for beads created with layer by layer technique and chitosan. In conclusion, the technique of microencapsulation of sensitive compounds by creating microspheres from natural resources (biopolymers) is a promising method, which increases the oxidative stability and imparts a controlled release of the encapsulated compounds.