İyonik jelasyon yönteminde enkapsülasyon verimi üzerine yüzey aktif bileşenlerinin etkisi

Abstract

Yapılan çalışmanın amacı; iyonik jelasyon yönteminin kullanılarak toz siyah havuçantosiyaninlerinin aljjinat çapraz bağları ile kaplanarak yüksek verimde enkapsülasyonuişlemidir. Siyah havuç antosiyaninlerinin aljinat-jelatin kaplı tanecikler ile enkapsüleedildiği çalışmada optimum koşulların belirlenmesi amacıyla Tepki Yüzey Metodu(RSM) kullanılmıştır. Yapılan ön denemelerde enkapsülasyon işleminde kapsüllerinnitelikleri üzerine etkisi olduğu bilinen kaplama maddesi konsantrasyonları, çaprazbağlayıcı konsantrasyonu ve reaksiyon süresi RSM için etkili değişken faktörler olarakbelirlenmiştir. Bu faktörlerin Enkapsülasyon Verimi (EV), Salım Hızı (SH) ve PartikülÇapı (PÇ) değerleri üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla RSM bağlı olarak YüzMerkezli Merkezi Bileşen Deneme Desenine (FCCCD) göre hazırlanmış deneme desenikullanılmıştır. Yapılan ön denemelerde; sodyum aljinat, jelatin, CaCl2, sodyum stearatkonsantrasyonları ve bekletme süresi en etkili faktörler olarak belirlendiğinden, RSMiçin bağımsız değişkenler olarak alınmışlardır.Sonuç olarak incelenen bağımsız değişkenlerden Na-aljinat ve jelatin oranıenkapsülasyon verimi için istatistiksel olarak önemli olduğunu göstermiştir. Na-Stearat,CaCl2 ve süre değişkenlerinin ise enkapsülasyon verimi üzerine tek başına önemli biretkiye sahip olmadığı görülmüştür (p>0,05). Na-Alg ve jelatin oranı arttıkçaenkapsülasyon veriminde artış gözlenmiştir. Na-stearat, süre ve CaCl2 oranındaki artışlabirlikte her üç durumda da Na-Alg oranı arttıkça enkapsülasyon verimi artmıştır.Programın önerdiği modele göre, diğer bağımsız değişkenlerden olan Na-Stearat, süreve jelatin yüzdesinin enkapsülasyon verimi üzerine etkisi önemli düzeyde olmadığıgörülmüştür.Salım hızı üzerine istatistiksel olarak etkisi önemli olan Na-Alg ve CaCl2 oranıkapsüllerin çapraz bağlanma reaksiyonuyla ilgili olduğu görülmüştür. Na-Alg ve CaCl2oranı arttıkça kapsüller daha iyi çapraz bağlandığı ve daha sıkı bir jel oluşturduğugörülmüştür. İkili interaksiyonlara bakıldığında ise Na-Alg oranı ve jelatin oranınınbirlikte salım hızı üzerine düşürücü etkisi gözlenmiştir.3 boyutlu grafikler ve ikili interaksiyonlar incelendiğinde en yüksek partikül çapınajelatin yüzdesinin %10 olduğu değerlerde ulaşılmıştır. Jelatin oranı arttıkça partikülçapı da artmıştır. Süre artıkça da partikül çapı azalmıştır. Jelatin-CaCl2 oranlarının iseyüksek değerlerinde partikül çapı da yüksek değerlere ulaşmıştır. Ayrıca Na-stearat veCaCl2 oranı arttıkça partikül çapıda arttığını göstermiştir.Anahtar Kelimeler: İyonik jelasyon, Enkapsülasyon, Siyah havuç, Antosiyanin

The purpose of the study is; It is the process of encapsulation of powdered black carrotanthocyanins with algginate cross-links using the ionic gelation method. In the study inwhich black carrot anthocyanins were encapsulated in alginate-gelatin coated particles,Reaction Surface Method (RSM) was used to determine the optimum conditions. In thepreliminary trials, the coating material concentrations, crosslinker concentration andreaction time, which are known to have an effect on the properties of the capsules in theencapsulation process, were determined as effective variables for RSM. In order todetermine the effects of these factors on Encapsulation Efficiency (EE), Emission Rate(ER) and Particle Diameter (PD) values, a trial design prepared according to FaceCentered Central Composite Design (FCCCD) was used. In the preliminary trials; sincesodium alginate, gelatin, CaCl2, sodium stearate concentrations and holding time weredetermined as the most effective factors, they were taken as independent variables forRSM.As a result, the ratio of Na-alginate and gelatin, among the examined independentvariables, showed that it was statistically significant for encapsulation efficiency. It wasobserved that Na-Stearate, CaCl2 and time variables alone did not have a significanteffect on the encapsulation efficiency (p> 0,05). As the ratio of Na-Alg and gelatinincreased, an increase in encapsulation efficiency was observed. With the increase inNa-stearate, time and CaCl2 ratio, the encapsulation efficiency increased as the Na-Algratio increased in all three cases. According to the model proposed by the program, itwas observed that the effects of Na-Stearat, duration and gelatin percentage, which areamong the other independent variables, on encapsulation efficiency were not significant.ixThe ratio of Na-Alg and CaCl2, which has a statistically significant effect on the releaserate, was found to be related to the cross-linking reaction of the capsules. It has beenobserved that the higher the Na-Alg and CaCl2 ratio, the better the capsules crosslinkand form a tighter gel. When the binary interactions were examined, it was observedthat the Na-Algae ratio and the gelatin ratio together had a lowering effect on the releaserate.When 3-dimensional graphics and binary interactions were examined, the highestparticle diameter was reached with 10% gelatin percentage. As the gelatin ratioincreased, the particle diameter increased. Particle diameter decreased as the timeincreased. Particle diameter reached high values at high values of gelatin-CaCl2 ratios. Italso showed that the particle diameter increased as the Na-stearate and CaCl2 ratioincreased.Keywords: Ionic gelation, Encapsulation, Black carrot, Anthocyanin