مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ انگلیسی

Optimization of probiotic nanoencapsulation using advanced microfluidic technologies to produce monodisperse nanostructures with thermal stability and targeted release in complex dairy matrices

Optimization of probiotic nanoencapsulation using advanced microfluidic technologies to produce monodisperse nanostructures with thermal stability and targeted release in complex dairy matrices

چکیده مقاله

The integration of advanced microfluidic technologies in the nanocapsulation of probiotics represents a transformative approach to fabricating monodisperse nanostructures with exceptional thermal stability, tailored release kinetics, and compatibility with complex dairy matrices This study leverages high precision microfluidic platforms, characterized by microchannel geometries with hydraulic diameters of 50 100 μm and controlled flow regimes Reynolds number < 1 , to synthesize uniform nanocapsules encapsulating Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum Utilizing a T junction microfluidic device, sodium alginate 2% w/v and chitosan 0 5% w/v were employed as biocompatible polymers, with droplet formation driven by hydrodynamic focusing at aqueous to oil phase flow rate ratios of 1:10 Ionic crosslinking with calcium chloride 0 1 M and secondary chitosan coating yielded nanocapsules with a mean diameter of 150 ± 10 nm and a polydispersity index of 0 12, as confirmed by dynamic light scattering These nanostructures exhibited superior thermal stability, retaining 90% probiotic viability after 30 minutes at 65°C, attributed to the synergistic protective effects of the alginate chitosan matrix against thermal denaturation and oxidative stress In vitro evaluation under simulated gastrointestinal conditions revealed robust gastric resistance, with less than 10% probiotic release in pH 2 0 over 2 hours, followed by 85% release in pH 7 4 intestinal fluid within 4 hours, demonstrating pH responsive targeted delivery Incorporation into dairy matrices, specifically yogurt pH 4 5, 4% fat and cheddar cheese pH 5 2 , maintained probiotic viability at 10 8 CFU/mL after 28 days of storage at 4°C, despite mechanical and osmotic stresses during processing Advanced characterization, including zeta potential analysis 25 mV and Fourier transform infrared spectroscopy, confirmed the structural integrity and chemical stability of the nanocapsules Comparative analysis with conventional emulsification techniques highlighted the microfluidic approach's ability to reduce polydispersity by 65% and enhance encapsulation efficiency by 30% These findings underscore the potential of microfluidics to revolutionize probiotic delivery in functional foods, enabling precise modulation of nanocapsule morphology and functionality The scalability of this approach, coupled with its adaptability to personalized nutrition, positions it as a cornerstone for next generation food engineering, with implications for optimizing gut microbiome health and developing tailored dairy based nutraceuticals

کلیدواژه‌ها

Microfluidics Nanocapsulation Probiotics Monodisperse Nanostructures Thermal Stability Targeted Release Dairy Matrices Sodium Alginate

نویسندگان

تصویر Behzad Beizaei

Behzad Beizaei

Master's student in Food Industry, Islamic Azad University, Tehran Science and Research Branch

شیوه ارجاع

Beizaei, Behzad and Jamshid Eini, Morteza,1404,Optimization of probiotic nanoencapsulation using advanced microfluidic technologies to produce monodisperse nanostructures with thermal stability and targeted release in complex dairy matrices,Ninth International Conference on Interdisciplinary Studies in Food industry and Nutrition Science of Iran,Tehran

ارائه‌شده در

پوستر مجموعه مقالات نهمین همایش بین المللی مطالعات میان رشته ای در صنایع غذایی و علوم تغذیه ایران مجموعه مقالات نهمین همایش بین المللی مطالعات میان رشته ای در صنایع غذایی و علوم تغذیه ایران29 آبان 1404 · تهران
ادامه مسیر پژوهش

مقالات مرتبط

مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۷۰ مشاهده

پیشرفتهای اخیر در فناوری تثبیت آنزیمی و کاربردهای آن در صنایع غذایی

افزایش تقاضای جهانی برای تولید مواد غذایی مغذی و با ماندگاری بیشتر صنایع غذایی را به سمت بهره گیری از رو…

پایداری حرارتیغذاهای عملکردیتثبیت آنزیمی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۶۶ مشاهده

نقش زنبورعسل در گرده افشانی و افزایش تولید در باغات میوه با ترکیب درختان خودبارور و ناسازگار

وجود درختان خود بارور و درختان ناسازگار در باغهای میوه مشکلاتی را برای باغداران در طول فرایند گرده افشان…

درختان ناسازگارباغدارانگرده افشانی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۲۶ مشاهده

کاربردهای آب الکترولیز اکسید کننده در ارتقای ایمنی و کیفیت صنایع غذایی

استفاده از آب الکترولیز شده اکسیدکننده Electrolyzed Oxidizing Water, EOW یکی از نوین ترین روشهای ضدعفونی…

ایمنی مواد غذاییمیکروب زداییضد عفونی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۲۴ مشاهده

بررسی میزان ارسنیک در آب زیر زمینی شرب شهرستان رفسنجان

آلودگی منابع آب زیرزمینی با توجه به کمبود آب و تنش آبی خطرات بسیار زیادی برای سلامت جامعه مصرف کننده دار…

ارسنیکرفسنجانفلزات سنگین
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۱۳ مشاهده

استانداردهای ایمنی مواد غذایی و پیامدهای سلامت شناسایی شکافهای پژوهشی در رویه های کنترل کیفیت

استانداردهای ایمنی مواد غذایی بنیاد سلامت عمومی در قرن بیست و یکم هستند و با افزایش مخاطرات زنجیره های ت…

شکافهای پژوهشیکنترل کیفیتآلودگی میکروبی
مقاله کنفرانسی سال ۱۴۰۴ ۲۰۷ مشاهده

مروری بر افزودنیهای طبیعی مواد غذایی

افزودنی های غذایی فرصتی را برای تغذیه جهان از طریق حفظ دسترسی به غذای مغذی و مقرون به صرفه برای مصرف انس…

مواد غذاییافزودنی های طبیعیترکیبات ضد میکروبی