تولید فیتونیوزوم به عنوان سیستم لیپیدی جدید برای ریزپوشانی عصاره ساقه انگور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و صنایع غذایی- پژوهشکده انگور و کشمش- همدان- ایران

2 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران

3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

4 دانشیار، گروه فارماسیوتیکس، مرکز تحقیقات علوم کاربردی دارویی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران

5 دانشیار، گروه مهندسی باغبانی و فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

چکیده

عصاره­های گیاهی حاوی مواد غذا- دارو و ترکیبات فنلی بوده اما پایداری پایین و جذب اندکی دارند. نیوزوم­ها از سورفاکتانت­های غیریونی تشکیل شده و دارای پایداری شیمیایی و دسترسی زیستی و جذب سلولی بالاتر در بین بقیه حامل­های لیپیدی می­باشند. در این پژوهش به تولید و شناسایی خصوصیات فیتونیوزوم­های حاوی عصاره ساقه انگور به روش هیدراسیون لایه نازک با کمی اصلاح، پرداخته شده است. از روش سطح پاسخ و طرح باکس-بنکن با سه متغیر مستقل در سه سطح برای بهینه سازی تولید نیوزوم­ها و بررسی سه متغیر وابسته، استفاده شد. تعادل آب­دوستی- چربی­دوستی(HLB)  در محدوده 10-6، نسبت فیتواسترول به سورفاکتانت­ها بین 10 تا 20 درصد و مقدار عصاره به میزان 5 میلی­گرم تا 15 میلی­گرم، به عنوان متغییرهای فرمولاسیون انتخاب شدند. بر اساس یافته­های تحقیق، غلظت عصاره مهمترین پارامتر موثر بر درصد ریزپوشانی و شاخص پراکندگی بوده و HLB مهمترین فاکتور در اندازه ذرات می­باشد. فرمولاسیون بهینه فیتونیوزوم اندازه ذرات 173 نانومتر، کارایی درون پوشانی 72 درصد و شاخص پراکندگی 32/0 را نشان داد. قبل از درون­پوشانی، ساقه­های انگور خشک­شده به روش استخراج سبز عصاره­گیری شده و ترکیبات مهم پلی­فنولی آن توسط دستگاه LC-MS/MS شناسایی شد. نتایج نشان داد که، فیتونیوزوم می­تواند به عنوان نانوحاملی جدید و ارزان قیمت برای انکپسولاسیون ترکیبات زیست فعال در صنعت غذا مورد استفاده قرار بکیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Development of a Novel Niosomal System (Phyto-niosome) for Encapsulation of Grape Stem Extract

نویسندگان [English]

  • shiva Beylankouhi 1
  • babak Ghanbarzadeh 2
  • amir pour farzad 3
  • Hamed Hamisheh kar 4
  • MOUSA Rasouli 5
1 PhD candidate in food science and technology, Grape Environmental Science Department, Research Institute for Grapes and Raisin
2 PhD of food science and Technology, Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 3- PhD of food science and Technology, Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran.
4 Drug Applied Research Center, University of Medical Sciences, Tabriz, Iran
5 Associate Professor of Horticulture and Landscape Engineering Department, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
چکیده [English]

Herbal compounds, so-called phyto-constituents, illustrate poor stability and absorption. Niosomes, which are made of nonionic surfactants, create better chemical and stability conditions, higher absorption rate and bioavailability besides lipid vesicles. This study covers the preparation and characterization of phyto-niosomes of grape stem extract by modified thin film hydration technique. The developed formulations were statistically optimized using response surface methodology, The applied Box–Behnken design had three factors with three levels for each factor. Hydrophilic-lipophilic balance (HLB), phytosterol percent and extract amount were selected as the formulation variables. The results showed that extract concentration was the most important parameter affecting the encapsulation efficiency and poly dispersity index. Also HLB had the most important effects on the particle size. The optimized phyto-niosomes showed vesicle size, entrapment efficiency and poly dispersity index (PDI) of 173nm, 72% and 0.32 respectively .Before the encapsulation process, extracts of dried stems were prepared by Green extraction method and phenolic composition was identified with LC-MS/MS. Indeed, it was found that phyto-niosomes could be represented as an inexpensive and efficient nano vesicular carrier for nutraceuticals delivery in food industry.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Phyto-niosomes
  • LC-MS/MS
  • Grape stem
  • response surface methodology
  • Green extraction
Amirhossien Hakamivala. (2019). Modeling of the niosome nanovesicles using response surface methodology for delivery of insulin. Biomedical Physics & Engineering Express. AUTHOR SUBMITTED MANUSCRIPT.

Carla M. Peixoto, Maria Inês Dias, Maria José Alves, Ricardo Calhelha, (2018). Grape pomace as a source of phenolic compounds and diverse bioactive properties. Food Chemistry, 253, 132–138

Dorman, HJD.,Peltoketo, A., Hiltunen, R., Tikkanen, MJ. (2003). Characterisation of the antioxidant properties of deodourised aqueous extracts from selected Lamiaceae herbs. J. Food Chem. 83255-262.

Fang ,J ,.Guan ,R ,.Ri ,C ,.Liu,M,.Ye ,X ,.Jiang ,J. (2013). Optimization of Fabrication Parameters to Prepare Tea Catechin-Loaded Liposomes using Response Surface Methodology. Food Sci .Technol. 29-35,5 .

Gunes A, Guler E, Un R N, Demir B, Barlas FB, Yavuz M, Coskunol H and Timur S. (2017). Niosomes of Nerium oleander extracts: In-vitro assessment of bioactive nanovesicular structures. J. Drug Deliv. Sci. Technol37: 158-65.

Hamishehkar H, Emami J, Rouholamini  (2009). Effect of formulation variables on characteristics of insulin-loaded microspheres prepared by a single phase oil in oil solvent evaporation method. Colloid Surface, B, 74:340–349.

Imran, M., Shah, M. R., Ullah, Ullah., Elhissi, M, Nawaz, Ali, I. (2016). Glycoside-based niosomal nanocarrier for enhanced in-vivo performance of Cefixime. International Journal of Pharmaceutics, 505, 122–132.

Kamble Bhagyashree, Seema Talreja, Ankur Gupt & Basavan Duraiswamy.  (2013). Development and biological evaluation of Gymnema sylvestre extract-loaded nonionic surfactant-based niosomes. Nanomedicine, 12, 162.

Jakpa Wizi, Lu Wang, Xiuliang Hou, Yongying Tao. (2018). Ultrasound-microwave assisted extraction of natural colorants from sorghum husk with different solvents. Industrial Crops & Products, 120, 203–213.

Maria Anastasiadi a, Harris Pratsinis b. (2012). Grape stem extracts: Polyphenolic content and assessment of their in vitro antioxidant properties. Food Science and Technology, 48, 316e322.

Marianecci, C., L. Di Marzio, F. Rinaldi, C. Celia, D. Paolino, F. Alhaique, S. Esposito and M. Carafa (2013). Niosomes from 80s to Present: The State of the Art. 1800, 23-54.

Natércia Teixeira, Nuno Mateus, Victor de Freitas, Joana Oliveira. (2018). Wine industry by-product: Full polyphenolic characterization of grape stalks. Food Chemistry, 268, 110–117.

Ojeda, E., Puras, G., Agirre, M., Zarate, J., Grijalvo, S. (2016). Influence of the polar head-group of synthetic cationic lipids on the transfection efficiency mediated by niosomes in rat retina. Biomaterials, 77, 267–279.

Pando, D., Caddeo, C., Manconi, M., Fadda, A. M., & Pazos, C. (2015). Resveratrol entrapped niosomes as yoghurt additive. Food Chemistry, 170, 281–287.

Panikchar Wichayapreechar, Songyot Anuchapreeda & Chadarat Ampasavate. (2019). Dermal targeting of Centella asiatica extract using hyaluronic acid surface modified niosomes. Journal of Liposome Research, 532-2394.

Raeiszadeh Mahboobeh, Abbas Pardakhty, Fariba Sharififar and Mitra Mehrabani. (2018). Phytoniosome: a Novel Drug Delivery for Myrtle Extract. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 17 (3): 804-817.

Sharmila, V.S. Nikitha, S. Ilaiyarasi. (2016). Ultrasound assisted extraction of total phenolics from Cassiaauriculata leaves and evaluation of its antioxidant activitie. Industrial Crops and Products, 84, 13–21.

Shuo Chen, Sara Hanning, James Falconer, Michelle Lock. (2019). Recent advances in non-ionic surfactant vesicles fabrication, characterization and cosmetic applications. Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics.

Tantra, R., Schulze, P., & Quincey, P. (2010). Effect of nanoparticle concentration on zeta-potential measurement results and reproducibility. Particuology, 8(3), 279-285.

Vazquez-Armenta, Bernal-Mercado, Lizardi-Mendoza. (2017). Phenolic extracts from grape stems inhibit Listeria monocytogenes motility and adhesion to food contact surfaces. Journal of Adhesion Science. 293, 123–135

Vrunal V. More1, Ritu M. Gilhotra2, Manoj M. Nitalikar3, Prajakta K. Khule1. (2018). Niosomal Drug Delivery - A Comprehensive Review.  Asian Journal of Pharmaceutics, 12 (4) S1159

Zaynab Sadeghi Ghadi, Rassoul Dinarvan. (2019). Preparation, characterization of novel hyaluronan containing niosomes to encapsulate quercetin. European Journal of Pharmaceutical Sciences. Recently accepted.

Z. Pineiro, A.Marrufo-Curtido, C.Vela, M.Palma. (2017). Microwave-assisted extraction of stilbenes from woody vine material. Food and Bioproducts Processing.