Kompleks Koaservasyon Yöntemi ile Gül (Rosaceae Centifolia) Yağının Jelatin ve Aljinat ile Mikroenkapsülasyonu

Year 2021, Volume: 8 Issue: 1, 193 - 202, 30.06.2021

Deniz Akın Şahbaz

https://doi.org/10.35193/bseufbd.876843

Abstract

Mikroenkapsülasyon, günümüzde gıda, ilaç, tarım, tekstil, kozmetik, biyomedikal gibi endüstrilerde aktif bileşen stabilitesinin ve biyoaktif özelliklerinin korunması için sıklıkla başvurulan, aktif maddelerin etrafını bir ya da birden çok kaplama maddesi ile sarılmasını sağlayan bir teknolojidir. Ülkemiz için ticari öneme sahip olan ve anti-kanser, antioksidan, antiseptik, hipolipidemik, antidiyabetik, antimikrobiyal ve antibakteriyel özellikleri nedeniyle geniş uygulama alanı bulabilecek gül yağı, oda sıcaklığında hidrokarbon grubu bileşen oranının artmasıyla katılaşmaya başlamakta ve karakteristik özelliklerini kaybetmektedir. Bu nedenle yapılan bu çalışma ile, duvar materyali olarak jelatin ve aljinat kullanılarak, kompleks koaservasyon metodu ile gül yağının mikroenkapsüle edilmesi amaçlanmıştır. Sentez sırasında farklı oranlarda jelatin/aljinat içeren mikrokapsüller (3J/2A/GY, 4J/2A/GY, 5J/2A/GY, 6J/2A/GY) elde edilmiş olup, jelatin/aljinat oranının mikrokapsülleme verimi, % yüzey yağı, % toplam yağ miktarı ve enkapsülasyon etkinliği üzerine etkileri araştırılmıştır. 6J/2A/GY mikrokapsüllerinin % 85,5 mikrokapsülleme verimi, 50,1 % toplam yağ, % 88,0 enkapsülasyon etkinliği ile en yüksek özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir. Mikrokapsüllerin morfolojileri ve oluşumları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiş olup, kaplama materyal oranının mikrokapsüllerin oluşumlarında önemli etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, mikrokapsüllerin termal kararlılıkları diferansiyel termal analiz ve termogravimetrik (DTA-TG) analiz ile incelenmiş olup, mikrokapsüllerin yüksek sıcaklıklarda bile termal kararlılıklarını koruduğunu gözlemlenmiştir. Bu çalışma ile elde edilen sonuçlara göre gül yağı içeren mikrokapsüllerin; parfümeri, kozmetik, sağlık ve tekstil sektöründe önemli kullanım alanları bulabileceği düşünülmektedir.

Keywords

Mikrokapsül, Jelatin, Aljnat, Gül yağı, kompleks koaservasyon

References

• Umana, M., Turchiuli, C., Rossello, C., & Simal, S. (2021). Addition of a mushroom by-product in oil-in-water emulsions for the microencapsulation of sunflower oil by spray drying. Food Chemistry, 343, 128429.
• Charles, A. L., Abdillah, A. A., Saraswati, Y. R., Sridhar, K., Balderamos, C., Masithah, E. D., & Alamsjah, M. A. (2021). Characterization of freeze-dried microencapsulation tuna fish oil with arrowroot starch and maltodextrin. Food Hydrocolloids, 112, 106281.
• Heck, R. T., Lorenzo, J. M., Dos Santos, B. A., Cichoski, A. J., de Menezes, C. R., & Campagnol, P. C. B. (2021). Microencapsulation of healthier oils: an efficient strategy to improve the lipid profile of meat products. Current Opinion in Food Science, 40, 6-12.
• Mehran, M., Masoum, S., & Memarzadeh, M. (2020). Microencapsulation of Mentha spicata essential oil by spray drying: Optimization, characterization, release kinetics of essential oil from microcapsules in food models. Industrial Crops and Products, 154, 112694.
• Santos, M. B., de Carvalho, C. W. P., & Garcia-Rojas, E. E. (2021). Microencapsulation of vitamin D3 by complex coacervation using carboxymethyl tara gum (Caesalpinia spinosa) and gelatin A. Food Chemistry, 343, 128529.
• Budincic, J. M., Petrovic, L., Dekic, L., Fraj, J., Bucko, S., Katona, J., & Spasojevic, L. (2021). Study of vitamin E microencapsulation and controlled release from chitosan/sodium lauryl ether sulfate microcapsules. Carbohydrate Polymers, 251, 116988.
• Dhakal, S. P., & He, J. (2020). Microencapsulation of vitamins in food applications to prevent losses in processing and storage: a review. Food Research International, 137, 109326.
• Ribeiro, J. S., & Veloso, C. M. (2021). Microencapsulation of natural dyes with biopolymers for application in food: A review. Food Hydrocolloids, 112, 106374.
• Polekkad, A., Franklin, M. E. E., Pushpadass, H. A., Battula, S. N., Rao, S. B. N., & Pal, D. T. (2021). Microencapsulation of zinc by spray-drying: Characterisation and fortification. Powder Technology, 381, 1-16.
• Martins, I. M., Barreiro, M. F., Coelho, M., & Rodrigues, A. E. (2014). Microencapsulation of essential oils with biodegradable polymeric carriers for cosmetic applications. Chemical Engineering Journal, 245, 191-200.
• Xiao, Z., Kang, Y., Hou, W., Niu, Y., & Kou, X. (2019). Microcapsules based on octenyl succinic anhydride (OSA)-modified starch and maltodextrins changing the composition and release property of rose essential oil. International Journal of Biological Macromolecules, 137, 132-138.
• Özçelik, H., & Orhan, H. (2014). Türkiye'nin Gülleri. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi, 9(1), 43-55.
• Örmeci Kart, M. Ç., İkiz, M., & Demircan, V. (2012). Türkiye’de Yağ Gülü (Rosa damascena) Üretimi ve Ticaretinin Gelişimi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 7(1), 124-134.
• Uysal, M., Yılmaz Doğru, H., Sapmaz, E., Tas, U., Çakmak, B., Ozsoy, A. Z., Sahin, F., Ayan, S., & Esen, M. (2016). Investigating the effect of rose essential oil in patients with primary dysmenorrhea. Complementary Therapies in Clinical Practice, 24, 45-49.
• Yi, F., Sun, J., Bao, X., Ma, B., & Sun, M. (2019). Influence of molecular distillation on antioxidant and antimicrobial activities of rose essential oils. LWT, 102, 310-316.
• Baydar, H., Kazaz, S., Erbaş, S., & Örücü, Ö. K. (2008). Soğukta muhafaza ve kurutmanın yağ gülü çiçeklerinin uçucu yağ içeriği ve bileşimine etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(1), 42-48.
• Kujur, A., Kiran, S., Dubey, N. K., & Prakash, B. (2017). Microencapsulation of Gaultheria procumbens essential oil using chitosan-cinnamic acid microgel: Improvement of antimicrobial activity, stability and mode of action. LWT, 86, 132-138.
• Kavoosi, G., Derakhshan, M., Salehi, M., & Rahmati, L. (2018). Microencapsulation of zataria essential oil in agar, alginate and carrageenan. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 45, 418-425.
• Karrar, E., Mahdi, A. A., Sheth, S., Ahmed, I. A. M., Manzoor, M. F., Wei, W., & Wang, X. (2021). Effect of maltodextrin combination with gum arabic and whey protein isolate on the microencapsulation of gurum seed oil using a spray-drying method. International Journal of Biological Macromolecules, 171, 208-216.
• Alkhatib, H., Mohamed, F., Akkawi, M. E., Alfatama, M., Chatterjee, B., & Doolaanea, A. A. (2020). Microencapsulation of black seed oil in alginate beads for stability and taste masking. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 60, 102030.
• Rungwasantisuk, A., & Raibhu, S. (2020). Application of encapsulating lavender essential oil in gelatin/gum-arabic complex coacervate and varnish screen-printing in making fragrant gift-wrapping paper. Progress in Organic Coatings, 149, 105924.
• Sutaphanit, P., & Chitprasert, P. (2014). Optimisation of microencapsulation of holy basil essential oil in gelatin by response surface methodology. Food Chemistry, 150, 313-320.
• Peng, C., Zhao, S. Q., Zhang, J., Huang, G. Y., Chen, L. Y., & Zhao, F. Y. (2014). Chemical composition, antimicrobial property and microencapsulation of Mustard (Sinapis alba) seed essential oil by complex coacervation. Food Chemistry, 165, 560-568.
• Muhoza, B., Xia, S., & Zhang, X. (2019). Gelatin and high methyl pectin coacervates crosslinked with tannic acid: The characterization, rheological properties, and application for peppermint oil microencapsulation. Food Hydrocolloids, 97, 105174.
• Guo, J., Li, P., Kong, L., & Xu, B. (2020). Microencapsulation of curcumin by spray drying and freeze drying. LWT, 132, 109892.
• Sturm, L., Crnivec, I. G. O., Istenic, K., Ota, A., Megusar, P., Slukan, A., Humar, M., Levic, S., Nedovic, V., Kopinc, R., Dezelak, M., Gonzales, A. P., & Ulrih, N. P. (2019). Encapsulation of non-dewaxed propolis by freeze-drying and spray-drying using gum Arabic, maltodextrin and inulin as coating materials. Food and Bioproducts Processing, 116, 196-211.
• Freitas, S., Merkle, H. P., & Gander, B. (2005). Microencapsulation by solvent extraction/evaporation: reviewing the state of the art of microsphere preparation process technology. Journal of Controlled Release, 102(2), 313-332.
• da Costa Neto, J. J. G., Gomes, T. L. M., Justo, T. F., Pereira, K. S., Amaral, P. F. F., Leao, M. H. M. R., & Sant'Ana, G. C. F. (2019). Microencapsulation of tiger nut milk by lyophilization: Morphological characteristics, shelf life and microbiological stability. Food Chemistry, 284, 133-139.
• Di Giorgio, L., Salgado, P. R., & Mauri, A. N. (2019). Encapsulation of fish oil in soybean protein particles by emulsification and spray drying. Food Hydrocolloids, 87, 891-901.
• de Matos, E. F., Scopel, B. S., & Dettmer, A. (2018). Citronella essential oil microencapsulation by complex coacervation with leather waste gelatin and sodium alginate. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6(2), 1989-1994.
• Timilsena, Y. P., Vongsvivut, J., Tobin, M. J., Adhikari, R., Barrow, C., & Adhikari, B. (2019). Investigation of oil distribution in spray-dried chia seed oil microcapsules using synchrotron-FTIR microspectroscopy. Food Chemistry, 275, 457-466.
• Vaziri, A. S., Alemzadeh, I., Vossoughi, M., & Khorasani, A. C. (2018). Co-microencapsulation of Lactobacillus plantarum and DHA fatty acid in alginate-pectin-gelatin biocomposites. Carbohydrate Polymers, 199, 266-275.
• de Araujo, J. S. F., de Souza, E. L., Oliveira, J. R., Gomes, A. C. A., Kotzebue, L. R. V., da Silva Agostini, D. L., de Oliveira, D. L. V., Mazzetto, S.E., de Silva, A. L., & Cavalcanti, M. T. (2020). Microencapsulation of sweet orange essential oil (Citrus aurantium var. dulcis) by liophylization using maltodextrin and maltodextrin/gelatin mixtures: Preparation, characterization, antimicrobial and antioxidant activities. International Journal of Biological Macromolecules, 143, 991-999.
• Dima, C., Patrascu, L., Cantaragiu, A., Alexe, P., & Dima, Ş. (2016). The kinetics of the swelling process and the release mechanisms of Coriandrum sativum L. essential oil from chitosan/alginate/inulin microcapsules. Food chemistry, 195, 39-48.
• Jannasari, N., Fathi, M., Moshtaghian, S. J., & Abbaspourrad, A. (2019). Microencapsulation of vitamin D using gelatin and cress seed mucilage: Production, characterization and in vivo study. International Journal of Biological Macromolecules, 129, 972-979.
• Karaaslan, M., Şengün, F., Cansu, Ü., Başyiğit, B., Sağlam, H., & Karaaslan, A. (2021). Gum arabic/maltodextrin microencapsulation confers peroxidation stability and antimicrobial ability to pepper seed oil. Food Chemistry, 337, 127748.
• Özyurt, G., Durmuş, M., Uçar, Y., & Özoğul, Y. (2020). The potential use of recovered fish protein as wall material for microencapsulated anchovy oil. LWT, 129, 109554.